JPH0822996B2

JPH0822996B2 - 耐熱性塗料組成物

Info

Publication number: JPH0822996B2
Application number: JP16745186A
Authority: JP
Inventors: 圭博清村; 孜丸山; 寿夫近藤
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1986-07-16
Filing date: 1986-07-16
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPS6323975A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、耐熱性塗料組成物に関するものである。

［従来の技術］排気マフラー、エンジン回り、暖房器、ストーブ、プ
ラント、熱交換器等の鉄素材表面に耐熱性塗料を塗布し
て、発錆を防止することが従来から行なわれている。

該耐熱性塗料としては、ポリシロキサンにアルミニウ
ム粉末を含有させた塗料が一般的に使用されている。こ
のものは、ポリシロキサン中のシロキサン結合が熱に対
して安定であること及びアルミニウム粉末が高融点（65
9℃）でそれ自体熱に対し安定な性質を持つことから耐
熱性塗料として有用なものである。

［発明が解決しようとする問題点］上記した耐熱性塗料から形成される塗膜は、ポリシロ
キサンの分解温度（約250℃）以下では良好な防錆性、
耐熱性を示すものであるが、分解温度より高い温度にさ
らされた場合に、ポリシロキサン自体酸素透過性の大き
な性質を持つため塗膜を透過した酸素が素材の鉄金属と
反応して酸化鉄層を生じ塗膜を付着性を劣化させ塗膜が
剥れるという欠点があるとともに、塗膜がもろくなりわ
ずかの外力で崩壊するという欠点がある。もっとも、こ
の欠点を改良する方法として、前記した耐熱性塗料塗膜
と素材との間に亜鉛粉末を高濃度に含有するポリシロキ
サン塗膜をプライマーとして形成させた２コート塗膜が
考えられるが、耐熱性及び防錆性ともに満足できる塗膜
が得られていないのが実情である。

［問題点を解決するための手段］本発明者は従来の耐熱性塗料組成物のもつ欠点を解決
すべく鋭意研究の結果、変性ポリシロキサンに、リン片
状マイカ粉末及びリン片状アルミニウム粉末を含有した
塗料組成物が高温雰囲気条件下で鉄素地の表面に防錆性
に優れた金属又は非金属との融合被膜層を形成しこのも
のが前記した欠点を解決することを見いだし本発明を完
成するに至った。

即ち、本発明は、変性ポリシロキサン成分100重量
部、長手方向の寸法0.01〜５μ、厚さ3000Å以下のリン
片状マイカ粉末120〜180重量及び長手方向の寸法１〜50
μ、比表面積1.0m²/g以上のリン片状アルミニウム粉末3
0〜70重量部の割合で配合してなる耐熱性塗料組成物に
関する。

本発明に用いる変性ポリシロキサンとしては、シラノ
ール基又はアルコキシ基を有するポリシロキサンと水酸
基又はカルボキシル基を有する変性樹脂とを縮合して得
られる従来公知の変性ポリシロキサンである。このよう
な変性ポリシロキサンとしては、例えば、ポリエステル
変性ポリシロキサン、アルキド変性ポリシロキサン、ア
クリル変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサ
ン、メラミン変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリ
シロキサン等が挙げられる。中でも好ましくはポリエス
テル変性ポリシロキサンである。

ポリシロキサンとしては、１分子中に１個以上のシラ
ノール基又はアルコキシ基を有するオルガノポリシロキ
サンが使用される。

また、変性樹脂としては、上記の樹脂が使用されるが
これらの樹脂の原料についてその一例をあげると、例え
ば、ポリエステルについては、（無水）フタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、セバチン酸等の
多塩基酸；安息香酸、Ｐ−tert−ブチル安息香酸等の一
塩基酸；エチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン
等の多価アルコール等が挙げられ、アルキド樹脂につい
ては前記ポリエステルの原料以外にアマニ油、サフラワ
ー油、ダイズ油、ヤシ油及びこれらの脂肪酸等を用いる
ことができ、アクリル樹脂については、メチル（メタ）
アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル
（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレー
ト、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メ
タ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、グリシジル
（メタ）アクリレート、スチレン等が挙げられ、エポキ
シ樹脂については、エピコート828、同1004、同1007、
同1009（以上シェル化学製、商品名）等のビスフェノー
ルＡ型が挙げられる。

ポリシロキサンと変性樹脂（架橋剤も含む）との配合
割合は、重量比で20/80〜80/20、好ましくは40/60〜60/
40である。ポリシロキサンの割合が20より少ないと樹脂
中の有機物が分解し始める300℃以上の高温での膜安定
性に劣り、またポリシロキサンの割合が80より多いと高
温時に素地との付着性に劣る傾向がある。

このような変性ポリシロキサンは、500〜80,000、好
ましくは1,000〜50,000の範囲内の分子量を有すること
ができる。分子量が500より小さい変性ポリシロキサン
を用いた場合には造膜性等に劣り、反対に80,000より大
きい分子量をもつ変性ポリシロキサンは塗装作業性に劣
る傾向がある。

上記した変性ポリシロキサンは、シラノール基、アル
コキシシラン基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ
基、アルコキシ基、メチロール基、フェノール基及び酸
化重合性不飽和二重結合等の官能基を１種以上有する硬
化性の樹脂である。該変性ポリシロキサンは単独で又は
架橋剤と組合わせて用いることができ、架橋剤として
は、メラミン樹脂、ポリイソシアネート、エポキシ樹脂
等が挙げられる。また、架橋剤は変性樹脂に対して約20
〜50重量％の範囲で配合することができる。

本発明に用いるリン片状マイカ粉末としては、長手方
向の寸法0.01〜５μ、好ましくは0.1〜３μで厚さ3000
Å以下の範囲内のリン片状の外形をした粉末である。該
リン片状マイカ粉末の長手方向の寸法が0.01μより小さ
い場合には高温時の膜安定性に劣り、反対に５μより大
きい場合には造膜性に劣る。またリン片状マイカ粉末の
厚みが3,000Åより大きい場合には造膜性等に劣る。

上記したリン片状マイカ粉末として、例えば、マイカ
Ｓ−100（（株）山口雲母工業所）、マイカＡ−100
（（株）山口雲母工業所）、マイカＡ−11（（株）山口
雲母工業所）、マイカＡ−150（（株）山口雲母工業
所）が挙げられる。

また、リン片状マイカ粉末は、一般には結晶水を含有
するものであるが焼成時により密な塗膜をつくること等
の観点から好ましくは焼成により結晶水を除いたもの、
例えば、マイカＳ−100を用いることが有利である。

リン片状マイカ粉末の配合量は、変性ポリシロキサン
固形分100重量部に対し120〜180重量部、好ましくは140
〜160重量部の範囲内である。該リン片状マイカ粉末の
配合量が120より少ない場合には高温時の膜安定性等が
劣り、反対に180より多い場合には造膜性等に劣る。

本発明に用いるリン片状アルミニウム粉末としては、
長手方向の寸法１〜50μ、好ましくは５〜45μで比表面
積1.0m²/g以上、好ましくは1.5m²/g以上のリーフィング
型又はノンリーフィング型のリン片状の外形をした粉末
である。該リン片状アルミニウム粉末の長手方向の寸法
が１μより小さい場合には高温時の膜安定性等に劣り、
反対に50μより大きい場合には造膜性等に劣る。また、
リン片状アルミニウム粉末の比表面積が1.0m²/gより小
さい場合には造膜性に劣る。

また、リン片状アルミニウム粉末は、その表面が平滑
である粉末を用いることは平滑で密度の高い融合層を形
成することから有利である。

上記した、平滑なリン片状アルミニウム粉末として
は、例えば、アルミペースト52−568（東洋アルミニウ
ム（株））、アルミペースト52−402（東洋アルミニウ
ム（株））、アルミペースト52−566（東洋アルミニウ
ム（株））等が挙げられる。

リン片状アルミニウム粉末の配合量は、変性ポリシロ
キサン固形分100重量部に対し30〜70重量部、好ましく
は40〜60重量部の範囲内である。該リン片状アルミニウ
ム粉末の配合量が30より少ない場合には高温時の膜安定
性等に劣り、反対に70より多い場合には、高温時の造膜
性等に劣る。

本発明の耐熱性塗料組成物を調整する方法は、それ自
体既知の塗料調製方法に準じて行うことができ、例え
ば、上記した変性ポリシロキサンを適当な溶剤で溶解又
は分散した後リン片状マイカ粉末及びリン片状アルミニ
ウム粉末を添加し高速撹拌機等の分散機で分散させるこ
とにより耐熱性塗料組成物を得ることができる。使用し
うる溶剤としては、該変性ポリシロキサンを溶解又は分
散させることができるものであれば特に制限はなく、例
えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶
剤、方香族系炭化水素系溶剤等が挙げられる。

さらに本発明の耐熱性塗料組成物に必要に応じて配合
しうるその他の成分として、顔料分散剤、塗面調整剤、
着色顔料等が挙げられる。

本発明の耐熱性塗料組成物は、例えば、刷毛塗装、吹
付け塗装、ローラ塗装、カーテンフロー塗装、浸漬塗装
等の塗装方法で鉄素地の表面に塗布することができる。
塗布量は特に制限はないが、一般には乾燥膜厚20〜50μ
の範囲で充分と思われる。塗膜の乾燥は常温又は加熱
（約100〜250℃−約10〜60分）によって乾燥を行なうこ
とができる。

本発明当の耐熱性塗料組成物は、未処理の鉄素地及び
リン酸亜鉛、リ酸鉄、クロム酸等の表面処理をほどこし
た鉄素地に対して充分な高温雰囲気下での防錆性を発揮
するが特に未処理の鉄素地に対して塗布することが経済
的に有利である。

［作用］本発明の耐熱性塗料組成物より形成された塗膜が耐熱
性、防錆性にすぐれた性質を示す理由は、次の様に考え
られる。即ち、該塗膜が高温雰囲気（350℃以上）にさ
らされた場合に、有機質成分である変性樹脂が無機成分
を多く含むポリシロキサンよりも熱分解温度が低いため
容易に分解揮発し高濃度のアルミニウム粉末及びマイカ
粉末を含むものとなる。続いてポリシロキサンの分解が
起こりSiO₂の生成が始まるにつれて、塗膜中のアルミニ
ウム及びマイカが素地の鉄と融合して該素地の表面に１
〜５μ（塗布膜厚20〜50μ）の鉄、アルミニウム及び珪
素の防錆性を有する融合層を形成する。また、本発明で
は特定のアルミニウム粉末及びマイカ粉末を用いること
により上記の融合層が容易に形成されるものである。

［実施例］次に実施例及び比較例について詳細に説明する。なお
以下実施例においての部は重量部を示す。

実施例１〜４及び比較例１〜４変性ポリシロキサン溶液に溶剤を添加して希釈した
後、該溶液を撹拌しながらリン片状マイカ粉末及びリン
片状アルミニウム粉末を徐々に添加し分散を行った。得
られた分散液にディスパロン6900−20X（商品名、楠本
化成（株），無機系増粘剤）を添加して粘度調整を行な
い実施例及び比較例の塗料組成物を得た。配合に用いた
原料材料及び配合割合を表−１に示す。

次に上記の塗料組成物を無処理のミガキ冷延鋼板にス
プレー塗装した後、通風乾燥機中で200℃−60分間焼付
けを行なって約30μの塗装鋼板を得た。該塗装鋼板の試
験結果を表−２に示す。

（＊１）変性ポリシロキサンポリエステル変性ポリシロキサン： UD−460（60％）バイエル合成シリコーン（株）アルキッド変性ポリシロキサン： TSR−184（50％）東芝シリコーン（株）アクリル変性ポリシロキサン： TSR−171（50％）東芝シリコーン（株）エポキシ変性ポリシロキサン： TSR−194（50％）東芝シリコーン（株）（＊２）リン片状マイカ粉末マイカＳ−100 ［山口雲母工業所（株）“商品名”］（0.1〜３μ）（＊３）リン片状アルミニウム粉末アルミペースト52−568 東洋アルミニウム（株）フルイ残分（44μ）1.00％以下試験方法耐熱性：ブライト板に塗装した試験板を250、350、45
0、550℃で各20時間連続加熱し、試験板を炉から取り出
した直後に注水冷却する。

この結果塗面状態の良好な試験板について、更にセロ
テープによる付着試験を行なう。

［本発明の効果］以上説明したように、本発明の耐熱性塗料組成物より
得られる塗膜は、従来の塗膜が防錆性、耐熱性を満足さ
せることができなかった問題点を改良したものでありそ
の効果は著しいものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変性ポリシロキサン成分100重量部、長手
方向の寸法0.01〜５μ、厚さ3000Å以下のリン片状マイ
カ粉末120〜180重量及び長手方向の寸法１〜50μ、比表
面積1.0m²/g以上のリン片状アルミニウム粉末30〜70重
量部の割合で配合してなる耐熱性塗料組成物。