JP7555073B2 - 硬化剤、防滑コーティング剤、防滑コーティング被膜の形成方法および防滑被覆材 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る硬化剤(A)は、防滑コーティング剤に用いる硬化剤であって、N-H結合を有するポリアミン(A1)と、N-H結合を有しない3級アミン(A2)と、非反応性希釈剤(A3)とを含有し、ポリアミン(A1)100質量部に対し、3級アミン(A2)の含有量が5質量部~30質量部、より好ましくは5~20質量部である。
ポリアミン(A1)としては、N-H結合を有するポリアミンやその変性物を用いることができ、エポキシ樹脂(B1)に含まれるエポキシ基と反応して硬化させることができる。このようなポリアミンとしては、炭素環を有するポリアミン又はその変性物からなる第一ポリアミン類(a1-1)と、ピペラジンもしくはその誘導体、またはそれらの一方もしくは両方の変性物からなる第二ポリアミン類(a1-2)と、を含有することが好ましい。ポリアミン(A1)として、炭素環を有する第一ポリアミン類(a1-1)を用いることで、硬化物の機械的および熱的な耐久性を高めるとともに、炭素環の立体障害によって主剤(B)との混合時における発熱を抑え、塗工を行い易くすることができる。それとともに、環状化合物の中で比較的反応性の高いピペラジンなどの第二ポリアミン類(a1-2)を用いることで、エポキシ樹脂(B1)を含有する主剤(B)をより短時間で硬化することができる。
85質量%以上がさらに好ましい。他方で、第一ポリアミン類(a1-1)の配合割合は、ポリアミン(A1)の合計含有量を100質量%としたとき、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
3級アミン(A2)としては、N-H結合を有しないものを用いることができ、上述のポリアミン(A1)とエポキシ基との反応を促進するため、エポキシ樹脂(B1)を含有する主剤(B)の硬化時間を短くすることができる。なお、N-H結合を有する3級アミンは、窒素原子を複数有するものであり、エポキシ樹脂(B1)に含まれるエポキシ基との反応性を有するため、本発明ではポリアミン(A1)に含まれる。
非反応性希釈剤(A3)は、硬化剤(A)と主剤(B)との混合物における粘度等の物性を調整し、作業性を改善する目的で硬化剤に含有させることが必要である。非反応性希釈剤(A3)の具体例としては、ベンジルアルコール、フェノール、フェネチルアルコール、ノニルフェノール、ジノニルフェノールなどの芳香族アルコールや、キシレン樹脂、クマロンインデン樹脂、イソパラフィン混合物、高沸点芳香族炭化水素化合物、ホワイトタールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本実施形態に係る硬化剤(A)には、必要に応じて、可塑剤、水分吸収剤、物性調整剤、着色剤、タレ防止剤、酸化防止剤、老化防止剤、溶剤、顔料、染料、蛍光体等の各種の添加剤を加えてもよい。
本実施形態に係る防滑コーティング剤は、上述の硬化剤(A)と、主剤(B)とを有するものであり、このうち主剤(B)は、エポキシ樹脂(B1)と、シランカップリング剤(B2)と、骨材(B3)と、を含有する。
エポキシ樹脂(B1)は、1分子中にエポキシ基を2個以上有し、アミン系硬化剤と反応して架橋することが可能なポリマーまたはオリゴマーである。エポキシ樹脂(B1)としては、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの縮合反応により得られるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、高分子型エポキシ樹脂、その他の変性エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂(B1)としては、これらの樹脂のうち1種または2種以上を組合せて用いることができる。
シランカップリング剤(B2)としては、有機材料に結合する官能基と、無機材料と結合する官能基と、を一分子内に有する化合物を用いることができる。その中でも、エポキシ樹脂(B1)などの有機材料と反応性を有し、かつ、無機材料である後述の骨材(B3)や基材と反応性を有する化合物を用いることが好ましい。これにより、エポキシ樹脂(B1)およびポリアミン(A1)の反応物と、骨材(B3)や基材とが化学結合するため、防滑コーティング被膜をより頑丈なものにすることができる。
本発明の防滑コーティング剤は、骨材(B3)を含有する。これにより、防滑コーティング剤の硬化物からなるコーティング被膜に防滑性能を付与し、コーティング被膜に強靱性を与えることができる。
このうち、珪砂(b3-1)としては、質量基準の粒度分布において、300μm以上850μm以下の範囲内にピークがあることが好ましく、425μm以上600μm以下の範囲内にピークがあることがより好ましい。また、珪砂(b3-1)としては、JIS Z2601(鋳物砂の試験方法)に基づいて珪砂について粒度試験を行ったときに、呼び寸法で300μm、425μmまたは600μmのふるいに最も多い珪砂が残るものであることが好ましく、呼び寸法425μmのふるいに最も多い珪砂が残るものであることがより好ましい。
アルミナ(b3-2)としては、質量基準の粒度分布において、第1ピークと第2ピークの2つのピークを有することが好ましい。このうち、第1ピークは、63μm超150μm以下の範囲内にあることが好ましく、75μm超125μm以下の範囲内にあることがより好ましい。また、第2ピークは、355μm超1700μm以下の範囲内にあることが好ましく、425μm超1000μm以下の範囲内にあることがより好ましく、500μm超600μm以下の範囲内にあることがさらに好ましい。粒度分布にこのような2つのピークを有する粒状のアルミナ(b3-2)を用いることで、コーティング被膜における防滑性能をより高めることができる。
本実施形態で用いられる主剤(B)は、作業性を改善するなどの目的で、その他の成分(B4)として、エポキシ系の反応性希釈剤、非反応性希釈剤、有機溶剤、可塑剤などを含有してもよい。
本実施形態に係る防滑コーティング被膜の形成方法は、上述の硬化剤(A)および主剤(B)とを混合して防滑コーティング剤を作製する混合工程と、防滑コーティング剤を基材の表面に塗布した後に、防滑コーティング剤を、例えば常温乾燥にて4時間以内の短時間放置によって硬化させて防滑コーティング被膜を形成する塗布・乾燥工程と、を有する。
混合工程では、上述の硬化剤(A)および主剤(B)を混合して、防滑コーティング剤を作製する。上述の硬化剤(A)は液状であり、主剤(B)はペースト状であることが多い。混合手段は、ペースト状の主剤(B)に液状の硬化剤(A)を混合できる手段であれば、特に限定されない。
塗布・乾燥工程では、硬化剤(A)および主剤(B)の混合物からなる防滑コーティング剤を基材に塗布した後、塗布膜を乾燥および硬化させて防滑コーティング被膜を形成する。
本発明の防滑被覆材は、表面に防滑コーティング被膜を有する基材を有し、防滑コーティング被膜が、N-H結合を有するポリアミン(A1)およびN-H結合を有しない3級アミン(A2)を含有する硬化剤(A)と、エポキシ樹脂(B1)と、シランカップリング剤(B2)および骨材(B3)を含有する主剤(B)と、を含有する。ここで、ポリアミン(A1)、3級アミン(A2)、エポキシ樹脂(B1)、シランカップリング剤(B2)および骨材(B3)については、上述したとおりである。また、防滑被覆材には、上述の非反応性希釈剤(A3)を含んでもよい。
表1および表2に示す配合割合にて、硬化剤(A)および主剤(B)をそれぞれ調製した後、硬化剤(A)および主剤(B)を混合して、防滑コーティング剤を得た。
[ポリアミン(A1)]
(第一ポリアミン類(a1-1))
・m-キシリレンジアミンのマンニッヒ変性物(蝶理GLEX株式会社製、型番:KA-861、m-キシリレンジアミン含有量:10質量%、アミン価:375)
・m-キシリレンジアミン(アミン価:825)
・1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン(Yun Teh Industries社製、型番:JOINTMINE989、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン含有量:40~50質量%、アミン価:380)
(第二ポリアミン類(a1-2))
・N-2-アミノエチルピペラジン(蝶理GLEX株式会社製、型番:PH-770、N-2-アミノエチルピペラジン含有量:50~60質量%、アミン価:580)
[3級アミン(A2)]
・2,4,6-トリ(ジメチルアミノメチル)フェノール(Sigma-Aldrich社製、型番:DMP-30)
[非反応性希釈剤(A3)]
・ベンジルアルコール(LANXESS社製)
[エポキシ樹脂(B1)]
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三井石油化学工業(株)製、型番:エポミックR140、質量平均分子量:350~400、エポキシ当量:189g/eq、粘度:13Pa・s/25℃)
[シランカップリング剤(B2)]
・γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、型番:KBM-403)
[骨材(B3)]
(珪砂(b3-1))
・珪砂5号(JFEミネラル株式会社製、型番:シリカサンド飯豊珪砂5号、質量基準の粒度分布のピーク:500μm)
(アルミナ(b3-2))
・アルミナ#120(日本カーリット株式会社製、型番:サクランダムWA F120、質量基準の粒度分布ピーク:100μm)
・アルミナ#36(日本カーリット株式会社製、型番:サクランダムWA F36、質量基準の粒度分布ピーク:500μm)
・アルミナ#14(日本カーリット株式会社製、型番:サクランダムWA F14、質量基準の粒度分布ピーク:1400μm)
[その他の成分(B4)]
(反応性希釈剤)
・o-クレシルグリシジルエーテル
・トリメチルプロパントリグリシジルエーテル
(増粘剤)
・疎水性ヒュームドシリカ(日本アエロジル社製、型番:RY200S)
(着色剤)
・カーボンブラック(三菱ケミカル株式会社製、型番:MA100)
Claims (12)
- 硬化剤(A)および主剤(B)を有する防滑コーティング剤であって、
前記硬化剤(A)が、
N-H結合を有するポリアミン(A1)と、
N-H結合を有しない3級アミン(A2)と、
非反応性希釈剤(A3)と、
を含有し、
前記主剤(B)が、
エポキシ樹脂(B1)と、
シランカップリング剤(B2)と、
骨材(B3)と、
を含有し、
前記ポリアミン(A1)100質量部に対し、前記3級アミン(A2)の含有量が5質量部~30質量部であり、
前記ポリアミン(A1)が、炭素環を有するポリアミン又はその変性物からなる第一ポリアミン類(a1-1)と、ピペラジンもしくはその誘導体、またはそれらの一方もしくは両方の変性物からなる第二ポリアミン類(a1-2)とを含有し、
前記ポリアミン(A1)の合計含有量を100質量%としたとき、前記第一ポリアミン類(a1-1)の含有量が70質量%~95質量%、前記第二ポリアミン類(a1-2)の含有量が5質量%~30質量%である、防滑コーティング剤。 - 前記エポキシ樹脂(B1)100質量部に対し、前記シランカップリング剤(B2)の含有量が2質量部~7質量部、前記骨材(B3)の含有量が300質量部~1200質量部である、請求項1に記載の防滑コーティング剤。
- 前記骨材(B3)は、珪砂(b3-1)およびアルミナ(b3-2)を含有する、請求項1または2に記載の防滑コーティング剤。
- 前記アルミナ(b3-2)は、第1ピークと第2ピークの2つのピークをもつ粒度分布を有し、前記第1ピークが、63μm超150μm以下の範囲内にあり、前記第2ピークが、355μm超1700μm以下の範囲内にある、請求項3に記載の防滑コーティング剤。
- N-H結合を有するポリアミン(A1)と、
N-H結合を有しない3級アミン(A2)と、
非反応性希釈剤(A3)と
を含有し、
前記ポリアミン(A1)100質量部に対し、前記3級アミン(A2)の含有量が5質量部~30質量部であり、
前記ポリアミン(A1)が、炭素環を有するポリアミン又はその変性物からなる第一ポリアミン類(a1-1)と、ピペラジンもしくはその誘導体、またはそれらの一方もしくは両方の変性物からなる第二ポリアミン類(a1-2)とを含有し、
前記ポリアミン(A1)の合計含有量を100質量%としたとき、前記第一ポリアミン類(a1-1)の含有量が70質量%~95質量%、前記第二ポリアミン類(a1-2)の含有量が5質量%~30質量%である、防滑コーティング剤用硬化剤。 - 前記ポリアミン(A1)は、脂肪族ポリアミンを含有する、請求項5に記載の硬化剤。
- 前記ポリアミン(A1)100質量部に対し、前記非反応性希釈剤(A3)の含有量が5質量部~60質量部である、請求項5または6に記載の硬化剤。
- 請求項5から7のいずれか1項に記載の硬化剤(A)と、
エポキシ樹脂(B1)、シランカップリング剤(B2)および骨材(B3)を含有する主剤(B)とを混合して防滑コーティング剤を作製する混合工程と、
前記防滑コーティング剤を基材の表面に塗布した後に、常温乾燥にて4時間以内の短時間放置によって硬化させて防滑コーティング被膜を形成する塗布・乾燥工程と、
を有する、防滑コーティング被膜の形成方法。 - 前記基材の表面の少なくとも一部が金属からなる、請求項8に記載の防滑コーティング被膜の形成方法。
- 前記混合工程は、前記硬化剤(A)と前記主剤(B)とを、1:5~1:15の質量比で混合して前記防滑コーティング剤を作製する、請求項8または9に記載の防滑コーティング被膜の形成方法。
- 基材と、前記基材の表面に防滑コーティング被膜とを有する防滑被覆材であって、
前記防滑コーティング被膜が、
N-H結合を有するポリアミン(A1)、N-H結合を有しない3級アミン(A2)、および非反応性希釈剤(A3)を含有し、前記ポリアミン(A1)100質量部に対し、前記3級アミン(A2)の含有量が5質量部~30質量部であり、前記ポリアミン(A1)が、炭素環を有するポリアミン又はその変性物からなる第一ポリアミン類(a1-1)と、ピペラジンもしくはその誘導体、またはそれらの一方もしくは両方の変性物からなる第二ポリアミン類(a1-2)とを含有し、前記ポリアミン(A1)の合計含有量を100質量%としたとき、前記第一ポリアミン類(a1-1)の含有量が70質量%~95質量%、前記第二ポリアミン類(a1-2)の含有量が5質量%~30質量%である硬化剤(A)と、
エポキシ樹脂(B1)、シランカップリング剤(B2)および骨材(B3)を含有する主剤(B)と、
を混合して得られた防滑コーティング剤の硬化物である、防滑被覆材。 - 前記基材の表面の少なくとも一部が金属からなる、請求項11に記載の防滑被覆材。
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