JP2551964B2 - Contamination resistant titanium material and method for producing the same - Google Patents
Contamination resistant titanium material and method for producing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、密着性,加工性,耐候性及び耐汚染性に優
れたフッ素系重合体皮膜を形成して耐汚染性を改善した
チタン材及びその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention is a titanium material having improved stain resistance by forming a fluoropolymer film having excellent adhesion, processability, weather resistance and stain resistance. And a manufacturing method thereof.
従来より、金属建築材料としては、主として亜鉛めっ
き鋼板や塗装鋼板等が使用されてきた。しかしこれらの
鋼板は、海岸地帯,工業地帯あるいは亜熱帯地域のよう
な厳しい腐食環境下における耐食性が不十分であること
が既に知られている。Conventionally, galvanized steel sheets, painted steel sheets and the like have been mainly used as metal building materials. However, it is already known that these steel sheets have insufficient corrosion resistance under severe corrosive environments such as coastal zones, industrial zones or subtropical zones.
そのためこれらの鋼板に代わる金属建築材料として、
従来、カラーアルミやカラーステンレス鋼板が使用され
るようになってきたが、これらの材料も上述のような高
腐食環境下では十分な耐食性を示さず、腐食環境の程度
によっては数カ月〜数年で白錆や孔食を発生することが
認められている。Therefore, as a metal building material to replace these steel plates,
Conventionally, colored aluminum and colored stainless steel sheets have come to be used, but these materials also do not show sufficient corrosion resistance under the above-mentioned high corrosive environment, and depending on the degree of corrosive environment, it may take several months to several years. It is recognized that white rust and pitting corrosion occur.
従って最近では、金属製の建築材料として耐食性の極
めて優れたチタン材が注目されるようになったが、チタ
ン材についてはこれに指紋や油等の汚れが付着した場
合、他の金属材料に比較して汚れが非常に目立ち易く、
かかる問題点を改善するため、汚染防止用塗料を塗布す
る方法が採用されている。Therefore, recently, titanium materials, which have extremely excellent corrosion resistance, have been attracting attention as metal building materials. However, when titanium materials are contaminated with fingerprints, oil, etc., compared with other metal materials. And dirt is very noticeable,
In order to improve such a problem, a method of applying a stain-preventing paint has been adopted.
しかるにチタン材に汚染防止用塗料を塗装する場合、
チタン材は耐食性及び耐候性に極めて優れた材料であ
り、これに塗布する塗料についてもチタン材に比して劣
らない高い耐食性及び耐候性が要求され、さらにそれに
加えて塗料の密着性及び加工性も同時に要求されるが、
従来の塗料はこうした要求を十分に満たすものと言えな
いものであった。即ち、カラー鉄板等の表面保護用とし
て汎用されているアクリル系,ポリエステル系,ウレタ
ン系,シリコン系の塗料では、塗膜の耐候性が不十分で
あり、高腐食環境下に長期間さらすと、塗膜が黄変色し
たり、塗膜にブリスターが発生したりして美感を損うば
かりでなく、塗膜剥離が生じ、チタン材を使用する効果
が享受されていないという問題があった。However, when painting a titanium material with anti-contamination paint,
Titanium material is a material with excellent corrosion resistance and weather resistance, and the paint applied to this material must have high corrosion resistance and weather resistance comparable to those of titanium material. Is requested at the same time,
Conventional paints have not been able to be said to sufficiently meet these requirements. That is, the acrylic, polyester, urethane, and silicon-based paints that are commonly used for surface protection of color iron plates and the like have insufficient weather resistance of the coating film, and when exposed to a highly corrosive environment for a long time, There is a problem in that the coating film is yellowed and blisters are generated in the coating film, which not only impairs the aesthetics but also causes the coating film to peel off, and the effect of using the titanium material is not enjoyed.
これに対し、本件出願人は、チタン素材の表面に、密
着性,耐候性及び耐汚染性に優れたフッ素系重合体皮膜
を形成して耐汚染性を改善した耐汚染性チタン材を開発
し、出願しているが、この耐汚染性チタン材においては
塗膜の密着性についてさらに改善の余地がある。On the other hand, the applicant of the present application has developed a stain resistant titanium material having improved stain resistance by forming a fluoropolymer film having excellent adhesion, weather resistance and stain resistance on the surface of the titanium material. However, there is room for further improvement in the adhesion of the coating film with this stain resistant titanium material.
この発明は、かかる点に鑑み、チタン素材の表面にフ
ッ素系重合体皮膜を形成する際に、塗膜の密着性を大幅
に改善できるようにした耐汚染性チタン材及びその製造
方法を提供せんとするものである。In view of this point, the present invention does not provide a stain resistant titanium material and a method for producing the same, which can significantly improve the adhesion of the coating when forming a fluoropolymer coating on the surface of the titanium material. It is what
そこで本発明に係る耐汚染性チタン材は、チタン素材
の表面に、シラン系,アルミナート系,チタネート系の
いずれか、あるいはこれらの混合物からなるカップリン
グ剤を含有するフッ素系重合体皮膜を形成したことを特
徴としている。また、本発明のに係る耐汚染性チタン材
の製造方法は、予めフッ素系重合体にカップリング剤を
0.001〜5.0wt%混合した塗料をチタン素材に塗布する
か、又はチタン素材表面に予めカップリング剤を0.008
〜5.0g/m2塗布し、しかる後、該塗膜上にフッ素系重合
体皮膜を塗布形成することを特徴としている。Therefore, the stain-resistant titanium material according to the present invention forms a fluoropolymer film containing a coupling agent composed of any of silane-based, aluminate-based, and titanate-based materials or a mixture thereof on the surface of the titanium material. It is characterized by having done. Further, the method for producing a stain-resistant titanium material according to the present invention, the coupling agent is previously added to the fluoropolymer.
Apply a coating mixture of 0.001 to 5.0 wt% to the titanium material or 0.008 the coupling agent in advance on the titanium material surface.
˜5.0 g / m 2 is applied, and thereafter, a fluoropolymer film is applied and formed on the coating film.
ここで本発明の対象となるチタン素材としては、焼鈍
仕上げ,酸洗仕上げ等の表面仕上げの如何は問わず、又
鏡面加工,ヘアライン加工,エンボス加工あるいはパネ
ル加工等を施したものであってもよく、さらには陽極酸
化,大気加熱酸化,化学酸化等の着色処理を施したカラ
ーチタン素材、あるいはPVD,CVD等により皮膜を形成し
たものであってもよい。なおこれらは、板状物,棒状
物,管状物等、形状や大きさの如何を問わず全て使用で
きるが、最も一般的なものは塗装,切断等を含めた2次
加工を連続的に行う上で便利なコイル状長尺巻回物であ
る。Here, the titanium material to which the present invention is applied may be any surface finish such as annealing finish, pickling finish, etc., or may be a mirror finish, a hairline finish, an embossing finish or a panel finish. It is also possible to use a colored titanium material that has been subjected to a coloring treatment such as anodic oxidation, atmospheric heating oxidation, or chemical oxidation, or a film formed by PVD, CVD or the like. It should be noted that these can be used in any shape or size such as plate, rod, tubular, etc., but the most common one is to continuously perform secondary processing including painting, cutting, etc. It is a long coiled product that is convenient above.
またフッ素系重合体としては、分子中に相当量のフッ
素を含有するものであれば全て使用できる。チタン素材
に対する密着性,耐候性及び本来の目的である汚染防止
性を総合的に考慮すると、例えば、四フッ化エチレン樹
脂,三フッ化塩化エチレン樹脂,フッ化ビニリデン樹脂
や、水酸基などの反応性の基を有するフルオロオレフィ
ン系重合体などが挙げられる。特に、施工性,塗膜の耐
溶剤性,強度などの点から、反応性の基を有するフルオ
ロオレフィン系重合体であって溶剤に可溶なものが好ま
しく採用される。Further, as the fluorine-based polymer, any polymer containing a considerable amount of fluorine in the molecule can be used. Considering comprehensively the adhesion to titanium material, weather resistance, and the original purpose of preventing pollution, for example, the reactivity of tetrafluoroethylene resin, trifluoroethylene chloride resin, vinylidene fluoride resin, hydroxyl group, etc. And a fluoroolefin polymer having a group of Particularly, from the viewpoints of workability, solvent resistance of the coating film, strength, etc., a fluoroolefin polymer having a reactive group and soluble in a solvent is preferably adopted.
かかるフルオロオレフィン系重合体としては、テトラ
フルオロエチレン,クロロトリフルオロエチレン,トリ
フルオロエチレン,フッ化ビニリデン,モノフルオロエ
チレン,ヘキサフルオロプロピレンもしくは(パー)フ
ルオロアルキルトリフルオロビニルエーテル〔但し、
(パー)フルオロアルキル基の炭素数は1〜4個〕の如
きフルオロオレフィン類、ヒドロキシエチルビニルエー
テル,ヒドロキシプロピルビニルエーテル,ヒドロキシ
ブチルビニルエーテルもしくはヒドロキシヘキシルビニ
ルエーテルの如きヒドロキシアルキルビニルエーテ類が
特に好ましく、その他に、β−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、β−ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、β−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレー
トの如き(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエス
テル類などの反応性基を有する単量体および共重合体可
能な単量体が共重合した共重合体が好ましい。かかる単
量体としては、エチルビニルエーテル,n−プロピルビニ
ルエーテル,iso−プロピルビニルエーテル,n−プチルビ
ニルエーテル,iso−プチルビニルエーテル,t−プチルビ
ニルエーテル,ラウリルビニルエーテル,オクタデシル
ビニルエーテル,2−クロロエチルビニルエーテルもしく
はシクロペンチルビニルエーテル,シクロヘキシルビニ
ルエーテル,メチルシクロヘキシルビニルエーテルの如
きアルキルもしくはシクロアルキルビニルエーテル類;
2,2,3,3−テトラフルオロプロピルビニルエーテル,2,2,
3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルビニルエーテル,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオ
ロノニルビニルエーテル,トリフルオロメチルビニルエ
ーテル,ペンタフルオロエチルビニルエーテル,ヘプタ
フルオロプロピルビニルエーテル,ヘプタデカフルオロ
オクチルビニルエーテル,ウンデカフルオロシクロヘキ
シルビニルエーテルの如き(パー)フルオロアルキルビ
ニルエーテル類;酢酸ビニル,プロピオン酸ビニル,酢
酸ビニル,イソ酢酸ビニル,ビバリン酸ビニル,シクロ
ヘキサンカルボン酸ビニル,安息香酸ビニル,p−tert−
ブチル安息香酸ビニル,C2〜C9の分岐したアルキル基を
有する脂肪族モノカルボン酸のビニルエステル,カプロ
ン酸ビニル,カプリン酸ビニル,カプリル酸ビニル,ラ
ウリン酸ビニル,もしくはステアリン酸ビニルの如きカ
ルボン酸ビニル類;エチレン,プロピレン,塩化ビニル
もしくは塩化ビニリデンの如きオレフィン類もしくはク
ロロオレフィン類;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
もしくはシクロヘキシル(メタ)アクリレートの如き
(メタ)アクリル酸エステル類などがある。中でも、シ
クロアルキルビニルエーテル,アルキルビニルエーテル
およびカルボン酸ビニルエステルから成る群より選ばれ
た少なくとも1種を併用することが好ましい。また、カ
ルボン酸ビニルエステルを併用する場合には、硬化塗膜
の硬度,可撓性のバランスの点からC4〜C17の分岐した
アルキル基を有する脂肪族モノカルボン酸のビニルエス
テル,シクロヘキサンカルボン酸ビニル,安息香酸ビニ
ル,p−t−ブチル安息香酸ビニルから成る群から選ばれ
た少なくとも1種を使用することが特に好ましい。Examples of such fluoroolefin polymers include tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, monofluoroethylene, hexafluoropropylene or (per) fluoroalkyl trifluorovinyl ether [however,
(Per) fluoroalkyl group has 1 to 4 carbon atoms], fluoroolefins such as hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether or hydroxyhexyl vinyl ether are particularly preferable, and in addition, Monomers and co-polymers having reactive groups such as hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acid such as β-hydroxyethyl (meth) acrylate, β-hydroxypropyl (meth) acrylate and β-hydroxybutyl (meth) acrylate. A copolymer obtained by copolymerizing a polymerizable monomer is preferable. Such monomers include ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, iso-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, iso-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, lauryl vinyl ether, octadecyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether or cyclopentyl vinyl ether, Alkyl or cycloalkyl vinyl ethers such as cyclohexyl vinyl ether and methyl cyclohexyl vinyl ether;
2,2,3,3-tetrafluoropropyl vinyl ether, 2,2,
3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl vinyl ether,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-hexadecafluorononyl vinyl ether, trifluoromethyl vinyl ether, pentafluoroethyl vinyl ether, heptafluoro (Per) fluoroalkyl vinyl ethers such as propyl vinyl ether, heptadecafluorooctyl vinyl ether, and undecafluorocyclohexyl vinyl ether; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl isoacetate, vinyl bivalate, vinyl cyclohexanecarboxylate, vinyl benzoate. , p−tert−
Vinyl butyl benzoate, vinyl ester of aliphatic monocarboxylic acid having C 2 to C 9 branched alkyl group, vinyl caproate, vinyl caprate, vinyl caprylate, vinyl laurate, or vinyl stearate Vinyls; olefins such as ethylene, propylene, vinyl chloride or vinylidene chloride or chloroolefins; (meth) acryl such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate or cyclohexyl (meth) acrylate Examples include acid esters. Among them, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of cycloalkyl vinyl ether, alkyl vinyl ether and carboxylic acid vinyl ester in combination. When a carboxylic acid vinyl ester is used in combination, the vinyl ester of an aliphatic monocarboxylic acid having a C 4 to C 17 branched alkyl group and cyclohexanecarboxylic acid are used in terms of the balance of hardness and flexibility of the cured coating film. It is particularly preferable to use at least one selected from the group consisting of vinyl acid salt, vinyl benzoate, and pt-butyl vinyl benzoate.
また、フッ素系重合体皮膜は、上記フッ素系重合体の
他に架橋剤を併用することが皮膜の機械的物性などが向
上し、好ましい。In addition, it is preferable that the fluorine-containing polymer film is used in combination with a crosslinking agent in addition to the above-mentioned fluorine-containing polymer because the mechanical properties of the film are improved.
かかる架橋剤としては、上記フルオロオレフィン系重
合体の反応性の基と反応するものが使用される。代表的
なものとしては、アミノプラスト,ポリイソシアネート
化合物,ブロックポリイソシアネート化合物,多塩基
酸,多塩基酸無水物などがある。As such a crosslinking agent, one that reacts with the reactive group of the fluoroolefin polymer is used. Typical examples include aminoplasts, polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, polybasic acids and polybasic acid anhydrides.
さらにフッ素系重合体への微粒子顔料の添加の有無は
問わないものである。Furthermore, it does not matter whether the fine particle pigment is added to the fluoropolymer.
シラン系カップリング剤としては、例えば一般式:R1
・Si・R2 3-a・R3 a 〔式中、R1は塩素原子,アミノ基,アミノアルキル基,
ウレイド基,グリシドオキシ基,エポキシシクロヘキシ
ル基,アクリロイルオキシ基,メタクリロイルオキシ
基,メルカプト基及びビニル基から選ばれた少なくとも
1種の官能性原子または基を有する炭素数1〜10のアル
キル基またはビニル基、R2及びR3はそれぞれ塩素原子,
水酸基,炭素数1〜10のアルコキシ基,炭素数2〜15の
アルコキシ置換アルコキシ基,炭素数2〜4のヒドロキ
シアルキルオキシ基及び炭素数2〜15のアシルオキシ基
から選ばれた原子または基、aは0,1または2を表
す。〕で示されるシラン化合物を挙げることができる。As the silane coupling agent, for example, a general formula: R 1
・ Si ・ R 2 3-a・ R 3 a [In the formula, R 1 is a chlorine atom, an amino group, an aminoalkyl group,
C1 to C10 alkyl group or vinyl group having at least one functional atom or group selected from ureido group, glycidoxy group, epoxycyclohexyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, mercapto group and vinyl group, R 2 and R 3 are chlorine atoms,
An atom or a group selected from a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy-substituted alkoxy group having 2 to 15 carbon atoms, a hydroxyalkyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, and an acyloxy group having 2 to 15 carbon atoms; Represents 0, 1 or 2. ] The silane compound shown by these can be mentioned.
R1は官能性置換基をもったアルキル基であって、その
好適な例を挙げると、β−アミノエチル基,γ−アミノ
プロピル基,N(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピ
ル基,γ−ウレイドプロピル基,γ−グリシドオキシプ
ロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ル基,γ−アクリロイルオキシプロピル基,γ−メタク
リロイルオキシプロピル基,γ−メルカプトプロピル
基,β−クロロエチル基,γ−クロロプロピル基,γ−
ビニルプロピル基などを例示できる。またR1はビニル基
であってもよい。R 1 is an alkyl group having a functional substituent, and preferred examples thereof include β-aminoethyl group, γ-aminopropyl group, N (β-aminoethyl) -γ-aminopropyl group, γ-ureidopropyl group, γ-glycidoxypropyl group, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, γ-acryloyloxypropyl group, γ-methacryloyloxypropyl group, γ-mercaptopropyl group, β-chloroethyl Group, γ-chloropropyl group, γ-
A vinyl propyl group etc. can be illustrated. R 1 may be a vinyl group.
好適に用いられる上記シラン系の具体例としては例え
ばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン,N−β−アミ
ノエチ−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン,γ−
ウレイドプロピルトリエトキシシラン,γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン,β−(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)エチルトリメチルシラン,γ−メタク
リロキジプロピルトリメトキシシラン,γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン,γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン,ビニルトリス(β−メトキシエトキ
シ)シラン,ビニルトリエトキシシラン,ビニルトリク
ロロシラン,ビニルトリアセトキシシラン,N−(トリメ
トキシシリルプロピル)エチレンジアミン,N−β−アミ
ノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン,β−アミノエチル−β−アミノエチル−γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。Specific examples of the above-mentioned silane system preferably used include, for example, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ-
Ureidopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethylsilane, γ-methacryloxydipropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ- Chloropropyltrimethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriacetoxysilane, N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl Examples thereof include methyldimethoxysilane and β-aminoethyl-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane.
チタネート系としては、チタン化合物を代表例として
述べるがチタンのみならずチタンと同種のIV a族に含ま
れるジルコニウム,ハフニウムおよびトリウム化合物を
含む。As the titanate system, a titanium compound will be described as a typical example, but not only titanium but also zirconium, hafnium and thorium compounds contained in Group IVa of the same kind as titanium are included.
チタン,ジルコニウム,ハフニウムおよびトリウムの
化合物としては、たとえば一般式: T(OR)4 〔式中、Tはチタン,ジルコニウム,ハフニウムまたは
トリウム、Rはアルキル基,シクロアルキル基またはア
リール基を表す。〕 で示されるオルト酸エステルおよびこれに少なくとも1
個の官能基を有する化合物の1種以上を反応させて得ら
れる誘導体を挙げることができる。上記少なくとも1個
の官能基を有する化合物としては例えばグリセリン,エ
チレングリコール,1,3−ブタンジオール,2,3−ブタンジ
オール,ヘキシレングリコール,オクチレングリコール
などの多価アルコール類、サリチルアルデヒド,グルコ
ースなどのオキシアルデヒド類,ジアセトンアルコー
ル,フラクトースなどのオキシケトン類、グリコール
酸,乳酸,ジオキシマレイン酸,クエン酸などのオキシ
カルボン酸類、ジアセチルアセトンなどのジケトン類、
アセト酢酸などのケトン酸類、アセト酢酸エチルなどの
ケトン酸のエステル類、トリエタノールアミン,ジエタ
ノールアミンなどのオキシアミン類、カテコール,ピロ
ガロールなどのオキシフェノール化合物などが使用可能
である。Examples of the compound of titanium, zirconium, hafnium and thorium include, for example, the general formula: T (OR) 4 [wherein T represents titanium, zirconium, hafnium or thorium, and R represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. ] The ortho acid ester shown by these and this at least 1
There may be mentioned a derivative obtained by reacting one or more kinds of compounds having individual functional groups. Examples of the compound having at least one functional group include polyhydric alcohols such as glycerin, ethylene glycol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, hexylene glycol, octylene glycol, salicylaldehyde and glucose. Such as oxyaldehydes, diacetone alcohol, oxyketones such as fructose, glycolic acid, lactic acid, dioxymaleic acid, oxycarboxylic acids such as citric acid, diketones such as diacetylacetone,
Ketone acids such as acetoacetic acid, ketone acid esters such as ethyl acetoacetate, oxyamines such as triethanolamine and diethanolamine, and oxyphenol compounds such as catechol and pyrogallol can be used.
Tがチタンの場合の具体的な化合物を例示すればチタ
ン酸テトラアルキル(たとえばチタン酸テトラエチル,
チタン酸テトライソプロピル,チタン酸テトラブチ
ル),チタン酸テトラエチレングリコール,チタン酸ト
リエタノールアミン,チタニウムアセチルアセトネー
ト,イソプロピルトリオクタノイルチタネート,イソプ
ロピルトリメタクリルチタネート,イソプロピルトリア
クリルチタネート,イソプロピルトリ(ブチル,メチル
パイロホスフェート)チタネート,テトライソプロピル
ジ(ジラウリルホスファイト)チタネート,ジメタクリ
ルオキシアセテートチタネート,ジアクリルオキシアセ
テートチタネート,ジ(ジオクチルホスフェート)エチ
レンチタネートなどが挙げられる。For example, when T is titanium, a specific compound is tetraalkyl titanate (for example, tetraethyl titanate,
Tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate), tetraethylene glycol titanate, triethanolamine titanate, titanium acetylacetonate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl trimethacryl titanate, isopropyl triacrylic titanate, isopropyl tri (butyl, methyl pyro) Examples thereof include phosphate) titanate, tetraisopropyldi (dilaurylphosphite) titanate, dimethacryloxyacetate titanate, diacryloxyacetate titanate, and di (dioctylphosphate) ethylene titanate.
ジルコニウム化合物としては上記チタン化合物と同様
の化合物を用いることができる。具体例としては、テト
ラエチルジルコネートおよびテトラブチルジルコネート
などのテトラアルキルジルコネート,n−プロピルジルコ
ネート,イソプロピルジルコネート,n−ブチルジルコネ
ート,イソブチルジルコネート,ジルコニウムアセチル
アセトネートなどが挙げられる。As the zirconium compound, the same compound as the above titanium compound can be used. Specific examples thereof include tetraalkyl zirconates such as tetraethyl zirconate and tetrabutyl zirconate, n-propyl zirconate, isopropyl zirconate, n-butyl zirconate, isobutyl zirconate, and zirconium acetylacetonate.
ハフニウムおよびトリウムの化合物としてはチタンお
よびジルコニウムと同様の化合物を用いることができ
る。As the hafnium and thorium compounds, the same compounds as titanium and zirconium can be used.
アルミナート系としては、アルミニウムイソプロピレ
ート,モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレ
ート,アルミニウムsec−ブチレート,エチルアセトア
セテートアルミニウムジイソプロピレートおよびアルミ
ニウムトリス(エチルアセトアセテート)などが例示で
きる。Examples of the aluminate system include aluminum isopropylate, mono sec-butoxy aluminum diisopropylate, aluminum sec-butyrate, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and aluminum tris (ethyl acetoacetate).
また塗膜の形成方法については詳細には説明しない
が、常法に従ってフッ素系重合体を含有する塗料をチタ
ン素材表面に塗布,乾燥し、必要に応じて焼付け処理す
るようにすればよい。Although the method for forming the coating film will not be described in detail, a coating material containing a fluoropolymer may be applied to the surface of the titanium material by a conventional method, dried, and baked if necessary.
次にカップリング剤の添加量,塗布量を限定した理由
について説明する。フッ素系重合体を含む塗料中にカッ
プリング剤を添加する場合、その添加量が0.001wt%未
満ではカップリング剤添加による密着性改善の効果は十
分でなく、又5.0wt%を超えると耐候性試験後の密着性
が不良となる。そのため添加量を0.001〜5.0wt%とした
が、沸騰試験後の密着性及び経時特性等を考慮すると、
より好ましい範囲は0.02〜1.0wt%である。Next, the reason for limiting the addition amount and coating amount of the coupling agent will be described. When a coupling agent is added to a coating containing a fluoropolymer, if the amount added is less than 0.001 wt%, the effect of improving the adhesion by the addition of the coupling agent is not sufficient, and if it exceeds 5.0 wt%, the weather resistance is increased. The adhesion after the test becomes poor. Therefore, the addition amount was made 0.001 to 5.0 wt%, but considering the adhesion and aging characteristics after the boiling test,
A more preferable range is 0.02 to 1.0 wt%.
また塗装前にチタン素材表面にカップリング剤を塗布
する場合、カップリング剤の塗布量が0.008g/m2未満で
はカップリング剤の塗布による密着性改善の効果は十分
でなく、又5.0g/m2を越えると耐候性試験後の密着性が
不良となる。そのため塗布量を、0.008〜5.0g/m2とした
が、沸騰水試験後及び耐候性試験後の各密着性を考慮す
ると、より好ましい塗布量は0.08〜1.0g/m2である。When a coupling agent is applied to the titanium material surface before coating, if the amount of the coupling agent applied is less than 0.008 g / m 2 , the effect of improving the adhesiveness due to the application of the coupling agent is not sufficient, and 5.0 g / m 2 If it exceeds m 2 , the adhesion after the weather resistance test will be poor. Therefore, the coating amount is set to 0.008 to 5.0 g / m 2 , but a more preferable coating amount is 0.08 to 1.0 g / m 2 in consideration of each adhesion after the boiling water test and the weather resistance test.
本発明においては、チタン素材表面に、予めカップリ
ング剤を塗布するか、又はフッ素系重合体にカップリン
グ剤を混合した塗料を塗布することにより、チタン素材
表面にカップリング剤を含有するフッ素系重合体皮膜を
形成したので、塗料の含有するOH基と硬化剤とが反応し
て耐久性の優れた塗膜が形成されるとともに、含フッ素
重合体の低表面エネルギーに起因して優れた塗膜の撥
水,撥油性が得られ、これによりチタン素材が表面汚染
から保護され、さらにはカップリング剤が有機物である
含フッ素重合体及びチタン素材の両者に親和性を有する
ことから、塗膜とチタン素材とが良好に密着する。In the present invention, the titanium material surface is coated with a coupling agent in advance, or by applying a coating material in which a coupling agent is mixed with a fluoropolymer, a fluorine-based material containing a coupling agent on the titanium material surface. Since a polymer film is formed, the OH groups contained in the coating material react with the curing agent to form a coating film with excellent durability, and at the same time, due to the low surface energy of the fluoropolymer, excellent coating properties are obtained. The water and oil repellency of the film is obtained, which protects the titanium material from surface contamination, and the coupling agent has an affinity for both the organic fluoropolymer and the titanium material. And titanium material adhere well.
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
実施例1 OH価が53mgKOH/grなるフルオロオレフィン−ビニルエ
ーテル系重合体36.0重量部を、キシレン44.0重量部,メ
チルイソブチルケトン10.0重量部の混合溶媒に溶解し
た。これにブロックイソシアネート9.8重量部,ジブチ
ルチンジラウレート5×10-4重量部からなる硬化剤0.2
重量部とを混合し、第1表に示す種々のカップリング剤
濃度の透明な塗料とした。そしてこれをエアースプレー
により、強アルカリ系の脱脂剤で脱脂処理がされたチタ
ン素材表面に、その乾燥膜厚が10±5μmになるように
塗装し、180℃で20分間乾燥し、試験に供した。なお、
比較例として、カップリング剤を使用しないものについ
ても同様に試験に供した。Example 1 36.0 parts by weight of a fluoroolefin-vinyl ether polymer having an OH value of 53 mgKOH / gr was dissolved in a mixed solvent of 44.0 parts by weight of xylene and 10.0 parts by weight of methyl isobutyl ketone. 0.2 parts by weight of blocked isocyanate and 5 × 10 -4 parts by weight of dibutyltin dilaurate as a curing agent 0.2
Part by weight was mixed to prepare a transparent coating material having various coupling agent concentrations shown in Table 1. Then, this is applied by air spray to the titanium material surface that has been degreased with a strong alkaline degreasing agent so that the dry film thickness is 10 ± 5 μm, and dried at 180 ° C. for 20 minutes, and then used for the test. did. In addition,
As a comparative example, a sample which does not use a coupling agent was also tested.
試験は初期密着性,耐沸騰水性,耐候性及び経時特性
について調べた。ここで各試験は次のように行った。In the test, initial adhesion, boiling water resistance, weather resistance and aging characteristics were examined. Here, each test was conducted as follows.
初期密着性 カッターナイフを用いて直交する縦横11本ずつの平行
線を1mm間隔でひいて1cm2の中に100個のます目ができる
ように碁盤目状に切傷を付ける。その上にセロテープ
(商品名)を貼付して引き剥し、基材に残っている塗膜
の残存個数を明記する。Initial adhesion Using a cutter knife, draw 11 parallel and 11 horizontal and vertical lines at intervals of 1 mm and make cuts in a grid pattern so that 100 squares can be created in 1 cm 2 . Stick Cellotape (trade name) on it and peel it off, and specify the number of remaining coating films on the substrate.
耐沸騰水性 試験体を沸騰水中に4時間浸漬し、その後取り出して
外観を観察する。そして標準密着性(初期密着性)と同
様の操作を行う。Boiling resistance The test piece is immersed in boiling water for 4 hours, then taken out and the appearance is observed. Then, the same operation as the standard adhesion (initial adhesion) is performed.
耐候性 試験体に対してデューサイクル試験を500時間又は200
0時間行った後、剥離率を面積比で算出する。Durability test 500 hours or 200
After 0 hours, the peeling rate is calculated as an area ratio.
経時特性 塗料中に所定量カップリング剤を添加し、固化するま
での時間(ポットライフ)を測定する。また塗料中にカ
ップリング剤を添加後72時間放置する。そしてそれを塗
装した後、碁盤目剥離試験を行い、塗膜残存数を明記す
る。Aging characteristics A predetermined amount of coupling agent is added to the coating material, and the time until it solidifies (pot life) is measured. After adding the coupling agent to the paint, leave it for 72 hours. Then, after coating it, a cross-cut peeling test is performed, and the number of remaining coating films is specified.
第1表はその試験結果を示す。なお比較例Aとしてカ
ップリング剤を使用しない場合を示す。第1表によれ
ば、カップリング剤の濃度が本発明範囲の塗膜C,D,E,F
は比較例A及び本発明範囲外の塗膜Bに比べて、初期密
着性,耐沸騰水性,耐候性及び経時特性のいずれも良好
な結果を示しており、これによりチタン素材にフッ素重
合体塗料にカップリング剤を添加したもので塗膜を形成
することにより、塗膜の密着性が大幅に改善されること
が理解される。Table 1 shows the test results. As Comparative Example A, the case where no coupling agent is used is shown. According to Table 1, the coatings C, D, E, F having a coupling agent concentration within the range of the present invention are shown.
Show better results in initial adhesion, boiling water resistance, weather resistance and aging characteristics than Comparative Example A and Coating B outside the scope of the present invention. It is understood that the adhesion of the coating film is significantly improved by forming the coating film with the addition of the coupling agent.
実施例2 カップリング剤をエチルアルコールに溶解してこれを
チタン素材表面に第2表に示す種々の量塗布し、50℃で
30分間乾燥した。このチタン素材表面に、実施例1(第
1表A)の塗料をスプレー塗装し、塗膜厚を10μmとし
た。さらに180℃で20分間乾燥し、性能試験を行った。Example 2 A coupling agent was dissolved in ethyl alcohol, and this was coated on the surface of a titanium material in various amounts shown in Table 2, and at 50 ° C.
It was dried for 30 minutes. The surface of this titanium material was spray-coated with the coating material of Example 1 (Table A) to give a coating film thickness of 10 μm. Further, it was dried at 180 ° C. for 20 minutes and a performance test was conducted.
第2表はその試験結果を示す。第2表によれば、カッ
プリング剤の塗布量が本発明範囲の塗膜B〜E,G,Hは範
囲外の塗膜A,Fに比して初期密着性,耐沸騰水性及び耐
候性のいずれも良好な結 果を示しており、これによりフッ素重合体塗料の塗布前
にカップリング剤を所定量塗布することによって塗膜と
チタン素材との良好な密着性が得られることが理解され
る。Table 2 shows the test results. According to Table 2, coating films B to E, G and H in which the coating amount of the coupling agent is within the range of the present invention have initial adhesiveness, boiling water resistance and weather resistance as compared with coating films A and F in which the coating amount is outside the range. Good results It is understood that the results show that good adhesion between the coating film and the titanium material can be obtained by applying a predetermined amount of the coupling agent before applying the fluoropolymer coating material.
以上のように、本発明に係る耐汚染性チタン材及びそ
の製造方法によれば、チタン素材表面にカップリッグ材
を含有するフッ素系重合体皮膜を形成したので、塗膜と
チタン素材との密着性を大幅に向上でき、その結果高腐
食環境下においても良好な耐食性を示し、かつ長期にわ
たって優れた耐汚染性を有するチタン材が得られる効果
がある。As described above, according to the stain resistant titanium material and the method for producing the same according to the present invention, since the fluoropolymer film containing the cup rig material is formed on the titanium material surface, the adhesion between the coating film and the titanium material is improved. It is possible to obtain a titanium material which exhibits a good corrosion resistance even in a highly corrosive environment and has an excellent stain resistance for a long period of time.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 昌一 千葉県千葉市花園2―17―16 (72)発明者 後藤 哲男 千葉県流山市鰭ケ崎186 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shoichi Kawakami 2-17-16 Hanazono, Chiba City, Chiba Prefecture (72) Inventor Tetsuo Goto 186 Finkeisaki, Nagareyama City, Chiba Prefecture
Claims (3)
ート系,チタネート系のいずれか、もしくはこれらの混
合物からなるカップリング剤を含有するフッ素系重合体
皮膜を形成したことを特徴とする耐汚染性チタン材。1. A fluorine-containing polymer film containing a coupling agent made of any of silane-based, aluminate-based, and titanate-based materials, or a mixture thereof, on the surface of a titanium material. Contaminating titanium material.
ラン系,アルミナート系,チタネート系のいずれか、も
しくはこれらの混合物であるカップリング剤を0.001〜
5.0wt%添加してなる塗料を塗布することを特徴とする
耐汚染性チタン材の製造方法。2. A coupling agent, which is a fluorine-based polymer, is selected from silane-based, aluminate-based, titanate-based, or a mixture thereof on the surface of a titanium material in an amount of 0.001 to 0.001.
A method for producing a stain resistant titanium material, which comprises applying a coating material containing 5.0% by weight.
ート系,チタネート系のいずれか、もしくはこれらの混
合物であるアップリング剤の溶液を0.008〜5.0g/m2塗布
し、しかる後、該塗膜上に、フッ素系重合体塗料を塗布
することを特徴とする耐汚染性チタン材の製造方法。3. A solution of an upling agent, which is one of a silane type, an aluminate type, a titanate type, or a mixture thereof, is applied to the surface of a titanium material in an amount of 0.008 to 5.0 g / m 2 , and thereafter, A method for producing a stain resistant titanium material, which comprises applying a fluoropolymer coating on a coating film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355788A JP2551964B2 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Contamination resistant titanium material and method for producing the same |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH01208128A JPH01208128A (en) | 1989-08-22 |
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|---|---|---|---|---|
| EP1104693B1 (en) * | 1999-04-08 | 2009-07-15 | Showa Co., Ltd. | Titanium composite material |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP3355788A patent/JP2551964B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH01208128A (en) | 1989-08-22 |
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