JPS61197660A - ウレタン樹脂被覆組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はウレタン樹脂液１組放物、特に厚塗り塗装可能
な無溶剤型ウレタン樹脂被層組成物に関するものである
。

（従来の技術） 高耐久性、高耐食性等が要求される鋼構造物、例えば鋳
鉄管、タンク、橋梁、侮洋構造物等の被塗物には、従来
厚模型エポキシ樹脂塗料、タールエデキシ樹脂塗料ある
いはタールウレタン樹脂塗料等が主に使用されていた。

しかしながら、これらの塗料は乾燥が遅く、常温ではハ
ンドリング可能となるまでに通常７日〜数日かかシ、特
に冬場の低温時にはさらに長い日数を要するという問題
点があった。

ところで前記において、被塗物を加熱乾燥すれば乾燥時
間を一応大巾に短縮することが出来る。

しかし被塗物が大型の場合には付随設備の観点から、そ
の実施が必ずしも容易でないという難点があった。

そこで、乾燥性のよい、ポリエーテルポリオールあるい
はポリエステルポリオールとポリイソシアネートからな
るウレタン樹脂が、近年注目されてきているようである
が、前記のような従来公知の塗料と同等程度の耐久性、
耐食性を有し、しかもスプレー塗装が可能な無溶剤型ウ
レタン樹脂塗料は、未だ知られていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は前記の如き現状に鑑み、耐久性、耐食性等
が優れ、さらに塗膜の伸び、鮮映性がありしかも乾燥時
間の短かい、スプレー塗装が可能な、無溶剤型ウレタン
樹脂塗料につき鋭意検討の結果、本発明に到達した。

（ｉｉ）多価アルコールとアルキレンオキサイドとの反
応生成物であり、その水酸基価が７００〜乙ＯＯ１数平
均分子量が１１００以下であるポリオール・・曲／、１
〜６３重量％、 （ｍ）キシレン、樹脂・・・・・・左〜夕０重慧％、及
び（ｉｖ）平滑性助剤・・・・・・／〜２０重ｉ％とか
らなる主剤成分と （日）　４リイソシアネートからなる硬化剤成分、とを
、該硬化剤成分（Ｂ）中のイソシアネート基対該主剤成
分中の水酸基の当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）が、（０，６〜
２．０　／　１．０　’）の割合になるように配合して
なることを特徴とするウレタン樹脂被覆組成物、ならび
に別の態様として（２１（Ａｌ　（ａ）　（１）　ひま
し油・曲・２　、ｔ　〜？　、！−重量％、（＋＋）多
価アルコールとアルキレンオキサイドとの反応生成物で
あり、その水酸基価が７００〜６００、数平均分子量が １１００以下であるポリオール・・−・・７５〜６３重
量％、 （ｉ＋）キシレン樹脂・・・・・・Ｓ−９０重量％、及
び （ｉｖ）平滑性助剤・・・・・・１〜．２．０重量％か
らなる混合物　７００重量部と （ｂ）　　液状歴青物質　１０〜ｉｏｏ重叛部とからな
る主剤成分と、 （Ｂｌ　　ポリイソシアネートからなる硬化剤成分、と
を、該硬化剤成分（Ｂ）中のイソシアネート基対該主剤
成分中の水酸基の当量比（ＮＣＯｌｏＨ）が、（０，６
〜２．０　／　１．０　）になるように配合してなるこ
とを特僧とするウレタン樹脂被葎組成物 に関する。

（具体的説明） 本発明に於て使用するひまし油は、通常トウゴマのへ子
から圧搾法によって得られる不乾性油であって、リシノ
ール酸のグリセライドを主成分とするものである。通爲
、／分子中に平均約２．５個の水酸基を有し、粘度約６
〜９ストークスポイズ（２０°Ｃにおいて）のものが好
適に使用可能であ。

る。なお、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペン
タエリスリトール等の多価アルコールで変性したひまし
油も本発明において使用可能であシ、当然本発明に含ま
れるものとする。

また、本発明に於て、主剤成分中のポリオール成分がひ
まし油単独であると、ポリイソシアネートどの反応が著
しく遅く、また得られた塗膜はやや粘着性である。そこ
で、本発明に於ては、ポリオール成分としてさらに、多
価アルコールとアルキレンオキサイドとの反応生ｗ物で
あるポリオール（以下これを必賛により“ポリエーテル
ポリオール”と略称する）を併用する。

本発明に於て使用するポリエーテルポリオールハ、エチ
レングリコール、プロピレングリコール等のジオール；
グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプ
ロパン等のトリオール；シダリセリン、４ンタエリスリ
トール等のテトラオール；ソルビトール、ジベンタエリ
スＩＪ）−／＋４のへキサオール；ｔ；ｍ等のオクタオ
ールなどの多価アルコールと、エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドとを、
モル比約ｈ〜１／３０　の割合で、付加反応させたもの
であシ、その水ｆｇ／基価は約１００〜６θ０．数平均
分子量は約１１００以下のものである。

なお、水酸基価が７００未満であったり、あるいは数平
均分子量が／１０θを越えたシすると、最終的に得られ
る塗膜は柔かすぎ、粘着性が残る傾向がある。一方、水
酸基価が６００を越えると、得られる塗ｙｆｈはもろく
なる。それ故前記特定範囲のものの使用が、特に好まし
い。

就中、本発明に於ては、グリセリン、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール
またはこれら二種以上の混合物でアル、多価アルコール
とプロピレンオキサイドとの付加物が、塗装作業性がよ
く、また得られる塗膜の機械的強度が優れているので最
も好ましい。

本発明に於ては、主剤成分としてさらにキシレン樹脂を
配合する。キシレン樹脂は、本発明のウレタン樹脂被覆
組成物の各成分間の相溶性を向上させ、その結果得られ
る塗装を鮮映性あるものにすると同時に塗膜性能を向上
させ、また塗膜に適度の伸びを付与するという効果を発
揮する。

本発明において使用するキシレン樹脂は、キシレンとホ
ルムアルデヒドとから公知の方法で得られる、淡色透明
で粘稠な樹脂である。該キシレン樹脂は数平均分子量が
一〇θ〜３０００．特に好ましくは３００〜／！；００
のものが好適で、前記範囲より低いと塗膜忙粘着性が残
ったり、耐水性、耐薬品性が低下する傾向にあり、また
逆に高過ぎるとポリイソシアネートとの相溶性が悪くな
り、さらに塗料粘度を高め、塗装作業性が悪くなる傾向
にある。ま九キシレン樹脂のメチロール基含有枡は０．
３〜５重′Ｍ％、特に好ましくは０．３〜３重量％が適
当で、前記範囲より多いと塗膜の可撓性が低下し、塗料
粘度が高くなる傾向にある。

なお、本発明において使用するキシレン樹脂は、活性水
素含有物質、例えばフェノール類、アルコール類、有機
カルボン酸類、酸アミド類、アミン類、エポキシ類、他
物油類、不飽和脂肪酸類等と反応させた変性キシレン樹
脂も使用可能である。

本発明に於ては、主剤成分としてさらに、平滑性助剤を
配合する。該平滑性助剤は、水分を吸看したり、水と反
応するという豊能を有するものである。具体的には、ゼ
オライト、燃セッコウ、消石灰、生石灰等を挙げること
ができる。それ等の粒径は、約５００μ以下、特に７０
０μ以下の粉末であることが好ましい。

ウレタン押指は、周知の通りイソシアネート基と水ＱＺ
との反応により得られる。その際どんな状態であるにし
ろ、水分（例えば塗料原料中、被塗物表面、大気中の水
分）が存在していると、その水分とプリイソシアネート
とが反応し、炭酸ガスを発生し、そのため塗膜にピンホ
ール等が生じ、結果として平滑で均一な塗膜が得られに
くい。

本発明に於ては、それ故水分を吸着したシ、水と反応し
たりするような作用を有する平滑性助剤を、組成物中に
配合し、ポリイソシアネートと反応する水分を除去する
ことにより、前記各種問題点を解消又は改善しているの
である。尚、特にゼオライトは、水分の吸着速度が速い
ため本発明において好適であることが判明した。

本発明に於て、主剤成分は以上の構成成分よりなってい
る。

その配合割合は、ひまし油２３〜７５重量％、特に好ま
しくは３０〜りＯ重ｉ％、ポリエーテルポリオール／Ｓ
−乙タ重付％、特に好ましくは２０〜６０重量％、キシ
レン樹脂タ〜グ０１Ｊｆ倉％特に好ましくはｇ〜３１Ｉ
％、平滑性助剤／〜、！０宵量％、特に好ましくは３〜
７０重貸％の組成からなるものが適当である。

前記組成に於て、ひまし油が前言上組成範囲よシ少ない
と塗料の流動性が低くなり、塗装作業性、顔料との混和
性等が悪くなシ、また得られる塗嘩は可撓性が悪いとい
う欠点が祈れる。一方、ひまし油が前記組成範囲より多
過ぎると硬化速度が遅くなり、加えて得られるナルは粘
着性が残る。それ故、いずれの場合も好ましくない。

次に、テリエーテルポリオールについては、前記組成範
囲よシ少ないと塗膜の機械的強度が不十分となり、また
逆に多過ぎると塗料の流動性が少なくなシ、シかも得ら
れる塗膜の平滑性が悪くなるという問題点が生ずる。そ
れ故いずれの場合も好ましくない。

またキシレン樹脂については、前記組成範囲より少ない
と被覆組成物の各成分間の相溶性を向上させる効果が発
揮されず、逆に多過ぎ゛ると塗膜に粘着性が残り、また
耐久性も低下するため、いずれの場合も好ましくない。

なおキシレン樹脂は硬化剤成分中にも配合することが可
能であるが、キシレン樹脂の水啼基、カルゲキシル基等
の官能基とＩリイソシアネートのイソシアネート基との
間で反応が起シ、硬化剤の粘蜜が上昇し、その結果、塗
装作業性の低下等の原因となるため、主剤成分中に配合
するのが望ましい。

また平滑性助剤については、前記組成範囲よシ少ないと
その添加効果が認められず、逆に多過ぎると塗膜の耐水
性、耐薬品性等が低下する。それ故いずれにしろ好まし
くない。

先に示した本発明の別の態様においては、主剤成分に更
に液状歴青物質を用いる。

該液状歴青物質は、耐食性、耐水性をさらに改良し、ま
た組成物の厚膜塗装に適した流動性を与えるものである
。

該液状歴青物質としては、通常タールエポキシ樹脂塗料
に使用される液状歴青物質が全て使用可能であり、かつ
市場よシ容易に入手可能である。

例えは石油系、石炭系、アスファルト系のタール成分あ
るいはこれら各種誘導体があシ、具体的にはタークロン
扁λ３０１同ＪＰ６／ｇＯ１同扁／ｇＯ−Ｌ（吉日製油
所製商品名）などの石炭系タール化合物、タールピッチ
、コールタール、ストレートアスファルト、プローンア
スファルトあるいはこれらとプロセスオイルとの混合物
等を挙げることが出来る。

本発明に於て、これら液状歴青物質は、前記ひまし油、
ポリエーテルポリオール、キシレン樹脂及び平滑性助剤
からなる混合物７００重量部に対し、７００重童部具下
、好ましくは７０〜ｇθ重量部の割合で配合する。

なお、液状歴青物質が前記範囲より過剰になると、得ら
れる塗膜の架橋密度が低下し、耐溶剤性、物理的強度が
悪くなるので好ましくない。

次に本発明に於ては、硬化剤成分（Ｓ）としてポリイソ
シアネートを使用する。

該ポリイソシアネートとしては、トルイレンジイソシア
ネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、ｙｔ？リフェニルメタンポリイソシアネー
ト（クルードＭＤＩ）％変性ジフェニルメタンーリイソ
シアネート（変性Ｍ０１）、キシリレンジイソシアネー
）（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭ
ＤＩ）あるいはこれらポリイソシアネートの三葉体化合
物、これらポリイソシアネートとポリオールの反応生成
物等が代表的なものとして挙げられる。

該ポリイソシアネートは、前記主剤成分（ＡＩと使用（
塗装）直前に混合して塗料化する。その配合割合は、硬
化剤成分中のイソシアネート基：主剤成分中の水酸基の
当量比（ＮＣＣＩｌｏＨ）　　が、０．６〜コ、０／／
、０、特に好ましくはｏ、ｑ〜／、Ａ　／　／、０とか
らなる峠囲で使用する。しかしてこの範囲をはずれると
、本来のウレタン樹脂の性能が発揮されないので好まし
くない。

本発明に於ては、さらに必要に応じ主剤成分に対し、黄
鉛、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、フタロシアニンブルー
、カーデンブラック、酸化チタン等の有機あるいは無機
系の着色顔料；シリカ、パライト、炭酸カルシウム、ク
レー、タルク、マイカ等の体質顔料、鉛丹、鉛酸カルシ
ウム、クロム酸亜鉛、塩基性クロム酸鉛、モリブデン酸
亜鉛、綜合リン啼亜鉛等の防＃顔料等の各＠顔料を配合
することも可能である。

特に本発明においては厚塗シ塗膜を得るため、この種の
顔料を主剤成分（Ａｌ　／　００重量部に対し、５０〜
２００重量部の割合で配合するのが適当である。

本発明では、さらに必要に応じ主剤成分にガラス繊維、
アスベスト、ナイロン、炭素繊維等の繊維性物質、各種
可塑剤、各抛合成樹脂等の改質剤あるいは第３級アミン
、有機錫化合物等の触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤等
の各種添加剤を配合することも可能である。

本発明のウレタン樹脂被覆組成物の塗装方法は、例えば
使用直前に主剤成分と硬化剤成分を混合しスプレー塗装
する。特に好ましくは、主剤成分のみを！ｒθ〜ｇ０℃
に加温せしめ、スプレーガン中で硬化剤成分と混合する
、いわゆるコ液ガンでスプレー塗装する方法が好適であ
る。

以上説明した通り本発明のウレタン樹脂被覆組成物は、
スプレー塗装可能であり、７回塗りで０．３〜コＭｓ度
の厚塗りが出来、かつハンドリング可能となる乾燥時間
も数十分〜数時間である０すなわち従来公知のこの肩の
塗料に比較して大巾に時間の短縮が可能である。

加えて得られる塗膜は、耐久性、耐食性に優れ、かつ塗
膜の伸び、鮮映性があり平滑で緻密な塗膜が得られると
いう特徴を有している。−さらに被塗物も、既に述べた
鋳鉄管、タンク等の鉤構造物だけでなく、例えばコンク
リート、モルタル、スレート、木材等の被堕物にも適用
可能であるという特長を有している。

以下、本発明を実施例によシさらに詳細に説明する。

なお、実施例中「部」、「％」は重諭基卑である０ 実施例１〜７及び比較例１〜Ｓ 第１表に示す配合割合（単位二部）の主剤成分と顔料と
を、攪拌機で十分債拌混合し、次いでサンドミルで練合
した後、／日間密閉下に放置した。

この主剤成分をり０℃に加温したものと、第１表に示す
４リイソシアネートとをサンドブラスト鋼板に乾燥膜厚
約／順となるようにコ液ガンにてスプレー塗装し、常温
（２θ℃）で乾燥させた。

得られたｆ！に嗅につき、硬化時間、密着性、硬度、耐
水性、耐アルカリ性、耐酸性、耐塩水性、塗膜外観、鮮
映性及び伸長率の各種試験を行なった。その結果を第１
表の下段に記載した。

注／）実施例／、３．５％６及び比較例３、グ、３グリ
セリンのプロピレンオキサイド付加物（数千４分子祉ａ
ＯＯ，水峡基価３９３）笑１ＩｆＩＸ列コ及び比較レリ
コ グリセリンのプロピレンオキサイド付加物（奴平均分子
址７００、水酸基価２ユタ）実施例グ トリメチロールエタンのプロピレンオキサイド付０口４
勿（式平均分子量４ｔ３よ、水酸基価３ざり）実願例７ ペンタエリスリトールのプロピレンオキサイド付加切（
数平均分子量ｓ−ｇｏ、水酸基価３デの注２）実施例／
〜６；比較例３〜Ｓ 「ニカノールＬＬＬｊ（三愛瓦斯化学社製商品名；故平
均分子曖約、３１１０） 実施例７ ［二カノールＬＪ　（三菱瓦斯化学社製商品名：欽平均
分子孟約夕θＱ） １！Ｅ３）　　実施・クリ／〜よ、り及び比較例／〜ｔ
ゼオライト粉末 実施例６ 焼石こう粉末 注ダ）実施列ダ、７ 精製タール（吉田捕油社製商品名「タークロン／ｇＯ」 注５）笑類例／〜コ、！、６及び比咬例／〜５パライト
粉末ｇＯ部、層化チタン２０部夷諦例３．７ パライト粉末／１Ｉｊｔ部、カー？ンブラック６部 実施列ｔ パライト粉末２００部、タルク／ダ部、カーがンブラッ
ク乙部 注６）実施例／、２．３及び比較同左 トリエチレンジアミン ′：ＡＡ例３、ダ、７及び比較例／〜ｑジブチルチンジ
ラウレート 夷旭例６ ジブチルフタレート３部、ペンタメチルジエチレントリ
アミンθｇ部 注７）実痛列／〜グ、乙、７及び此奴列／〜！ポリフェ
ニルメタンポリイソシアネート（三菱化或工侑社製商品
名「ｐＡｐ＋　　／３！」）Ａ施・りｌＩ左 へ千すメチレンジイソシアネートの三寸体（日塔つレタ
ン工業仕ｄｄ品名「コロネートＥＨＪ）圧ｇ）遣：メ辰
ｊを指で強く押しても跡が残らなくなるまでの時間を４
定した。

庄９）ナイフをｄ板と塗膜間に差し込み、界面から剥離
するかどうかを、Ｉ咽べた。

ｆＥｌｏ）水道水に３ケ月間浸漬し、塗膜状、議？調べ
た。

注／／）　Ｓ％水ｊ化°ナトリウム水溶液に３ケ月間浸
鷹し、塗膜状ｊ劇を調べた。

圧／、２）　　ｊ″％硫酸水溶１夜に３ケ月１濁浸漬し
、癩膜状頭ン調べた。

注／、？）　　、ｔ　％　賞＝ｎ水Ｃ３！ｒＣ）にて１
００θ時間塩水１償２Ｊ試狭し、（膜状域を調べた。

注／弘）引張り試験機〔（オートグラフ７Ｍ−１０ＯＪ
（島４製作屑社商品名）〕にて引張速度／　０ｗ′ｍＩ
ｎ　（２０Ｃ）で引張り、償膜の切断時の塗・莫の長さ
を測定 （発明の効果） 本発明のツレタン４１　Ｈａ　ｆｆｌ　４＋は硬化時間
が厘く、かつ得られた償模はｊれたｍＡ注ηＣを、ｕし
ている。

（第１長参照） 一方キシレンｌ＃脂、ポリエーテルポリオールをさまな
い迩料を上用した場合、密着性、耐水性、耐アルカリ注
、耐酸性、耐温水性、殖膜−映注が不良であった。（比
較例／）またキシレン４１脂を含まない１料を使用した
場合、鮮映性が不良で、また伸長率も低いものであった
。（比咬例コ）逆にキシレンＪ　ｄ＋ｆが過剰の場合、
硬化時間が長く耐水性、１吋アルカリ・注、１酎戚１生
、Ｉ耐温水性等が不良であった。（比較列３、ｌＩ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）（ｉ）ひまし油・・・・・・２５〜７５重
   量％、（ｉｉ）多価アルコールとアルキレンオキサイド
   との反応生成物である、水酸基価１００〜 ６００、数平均分子量１１００以下のポリ オール・・・・・・１５〜６５重量％、 （ｉｉｉ）キシレン樹脂・・・・・・５〜４０重量％、
   及び（ｉｖ）平滑性助剤・・・・・・１〜２０重量％と
   からなる主剤成分と （Ｂ）ポリイソシアネートからなる硬化剤成分とを、硬
   化剤成分のイソシアネート基対主剤成分の水酸基の当量
   比（ＮＣＯ／ＯＨ）が、（０．６〜２．０／１．０）に
   なるように配合してなることを特徴とするウレタン樹脂
   被覆組成物。
2. （２）前記ポリオール（ｉｉ）が、グリセリン、トリメ
   チロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
   スリトールまたはこれら二種以上の混合物である多価ア
   ルコールとプロピレンオキサイドとの反応生成物である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のウレ
   タン樹脂被覆組成物。
3. （３）前記キシレン樹脂（ｉｉｉ）は、数平均分子量が
   ２００〜３０００であることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載のウレタン樹脂被覆組成物。
4. （４）前記平滑性助剤（ｉｖ）がゼオライト粉末である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のウレ
   タン樹脂被覆組成物。
5. （５）（Ａ）（ａ）（ｉ）ひまし油・・・・・・２５〜
   ７５重量％、（ｉｉ）多価アルコールとアルキレンオキ
   サイドとの反応生成物である、水酸基価 １００〜６００、数平均分子量１１００ 以下のポリオール・・・・・・１５〜６５重量％、（ｉ
   ｉｉ）キシレン樹脂・・・・・・５〜４０重量％、及び （ｉｖ）平滑性助剤・・・・・・１〜２０重量％からな
   る混合物　１００重量部と （ｂ）液状歴青物質　１０〜１００重量部 とからなる主剤成分と （Ｂ）ポリイソシアネートからなる硬化剤成分とを硬化
   剤成分のイソシアネート基対主剤成分の水酸基の当量比
   （ＮＣＯ／ＯＨ）が、（０．６〜２．０／１．０）にな
   るように配合してなることを特徴とするウレタン樹脂被
   覆組成物。
6. （６）前記ポリオール（ｉｉ）がグリセリン、トリメチ
   ロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリス
   リトールまたはこれら二種以上の混合物である多価アル
   コールとプロピレンオキサイドとの反応生成物であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載のウレタ
   ン樹脂被覆組成物。
7. （７）前記キシレン樹脂（ｉｉｉ）は、数平均分子量が
   ２００〜３０００であることを特徴とする特許請求の範
   囲第（５）項記載のウレタン樹脂被覆組成物。
8. （８）前記平滑性助剤（ｉｖ）がゼオライト粉末である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載のウレ
   タン樹脂被覆組成物。