JPS6411234B2 - - Google Patents

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塗料組成、特に厚塗り塗
装可能な無溶剤型ウレタン樹脂塗料組成物に関す
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、海洋構造物等の被
塗物には、従来厚膜型エポキシ樹脂塗料、タール
エポ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１〜数
日かかり、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つた。 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
あつた。 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、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。 （問題点を解決しようとするための手段） 本発明は、 (1)(A)(i) ひまし油…25〜80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り、その水酸基価が
100〜600、数平均分子量が1100以下である
ポリオール…15〜70重量％及び (iii) 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、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塗料組
成物、ならびに別異の態様として (2)(A)(a)(i) ひまし油…25〜80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り、その水酸基価
が100〜600、数平均分子量が1100以下で
あるポリオール…15〜70重量％及び (iii) 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、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）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塗料組成物 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
マの種子から圧搾法によつて得られる不乾性油で
あつて、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。通常、１分子中に平均約2.5個
の水酸基を有し、粘度約６〜９ストークポイズ
（20℃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り、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
トと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成物であるポリオー
ル（以下これを必要により“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」は、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；ジグリセリン、ペンタエリスリトール等のテ
トラオール；ソルビトール、ジペンタエリスリト
ール等のヘキサオール；蔗糖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1/2〜1/30の割合で、付加反応さ
せたものであり、その水酸基価は約100〜600、数
平均分子量は約1100以下のものである。 なお、水酸基価が100未満であつたり、あるい
は数平均分子量が1100を越えたりすると、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、前記水酸基価に於て、それが600を
越えると、得られる塗膜はもろくなる。それ故前
記特定範囲のものの使用が、特に好ましい。 就中、本発明においては、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
である、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
ものである。 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
吸着したり、水と反応するという機能を有するも
のである。具体的には、ゼオライト、焼セツコ
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100μ以下の粉
末であることが好ましい。 ウレタン樹脂は、周知の通りイソシアネート基
と水酸基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
の水分とポ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り、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
なつている。 その配合割合は、ひまし油25〜80重量％、特に
好ましくは30〜75重量％、ポリエーテルポリオー
ル15〜70重量％、特に好ましくは20〜65重量％、
平滑性助剤１〜20重量％、特に好ましくは３〜10
重量％の組成からなるものが適当である。 前記組成に於て、ひまし油が前記組成範囲より
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り、また得られる塗膜
は可撓性が悪いという欠点が現れる。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、加えて得られる塗膜は粘着性が残る。そ
れ故、いずれの場合も好ましくない。 次に、ポリエーテルポリオールについては、前
記組成範囲より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
なくなり、し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。 また平滑性助剤については、前記組成範囲より
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異の態様においては、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、かつ市場より容易に入手可能である。
例えば石油系、石炭系、アスフアルト系のタール
成分あるいはこれら各種誘導体があり、具体的に
はタークロンNo.230、同No.180、同No.180―Ｌ（吉田
製油所製商品名）などの石炭系タール化合物、タ
ールピツチ、コールタール、ストレートアスフア
ルト、ブローンアスフア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及び平滑性助剤
からなる混合物100重量部に対し、100重量部以
下、好ましくは10〜80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(B)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）、ジフエニルメタンジイ
ソシアネート（MDI）、ポリフエニルメタンポリ
イソシアネート（クルードMDI）、変性ジフエニ
ルメタンポリイソシアネート（変性MDI）、キシ
リレンジイソシアネート（XDI）、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（HMDI）あるいはこれら
ポリイソシアネートの三量体化合物、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(A)と使
用（塗装）直前に混合して塗料化する。その配合
の割合は、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（NCO／OH）が、
0.6〜2.0／1.0、特に好ましくは0.9〜1.6／1.0とか
らなる範囲で使用する。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、カーボンブラツク、酸化チタン
等の有機あるいは無機系の着色顔料；シリカ、バ
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、
縮合リン酸亜鉛等の防錆顔料等の各種顔料を配合
することも可能である。 特に本発明においては厚塗り塗膜を得るため、
この種の顔料を主剤成分(A)100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たる。 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、炭素範囲等の範
囲性物質、各種可塑剤、各種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塗料組成物の塗装方法
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50〜80℃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２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塗料組
成物は、スプレー塗装可能であり、１回塗りで
0.3〜３mm程度の厚塗りが出来、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。
すなわち従来公知のこの種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
の鋼構造物だけでなく、例えばコンクリート、モ
ルタル、スレート、木材等の被塗物にも適用可能
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りさらに詳細に説明
する。 なお、実施例中「部」、「％」は重量基準であ
る。 実施例１〜11及び比較例１〜５ 第１表に示す配合割合（単位：部）の主剤成分
を、撹拌機で十分撹拌混合し、次いでサンドミル
で練合した後、１日間密閉下に放置した。 この主剤成分を70℃に加温したものと、第１表
に示すポ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１mmとなるように２液ガンにてス
プレー塗装し、常温（20℃）で乾燥させた。 得られた塗膜につき、硬化時間、密着性、可撓
性、硬度、耐水性、耐アルカリ性、耐酸性、耐塩
水性及び塗膜外観の各種試験を行なつた。その結
果を第１表の下段に記載した。

【表】

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明のウレタン樹脂塗料は硬化時間が短く、
かつ得られた塗膜は優れた塗膜性を有している。 （第１表参照） 観点を変えていうと、ポリエーテルポリオール
を含まないか、もしくはその使用量が本発明の特
定範囲より少ない塗料を使用した時、塗膜はいつ
までも粘着性をもつており、塗膜性能も不良であ
つた。（比較例１、２）また、ひまし油を含まな
いか、もしくはその量の少ない塗料を使用した
時、塗膜は非常に脆く、平滑性が不良であつた。
（比較例３、４）さらに平滑性助剤を含有しない
塗料を使用した時、塗膜に発泡が残つた。（比較
例５） かくて本発明の特定配合組成物はきわめて優れ
たものであることが理解されよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (A)(i) ひまし油…25〜80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…15〜70重
   量％及び (iii) 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 ウレタン樹脂塗料組成物。 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塗料組成物。 ３ 前記平滑性助剤(iii)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
   タン樹脂塗料組成物。 ４ (A)(a)(i) ひまし油…25〜80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
   …15〜70重量％及び (iii) 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
   るウレタン樹脂塗料組成物。 ５ 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４項記載のウレタン樹脂塗料組成物。 ６ 前記平滑性助剤(iii)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４項記載のウレ
   タン樹脂塗料組成物。