説明

耐熱塗料

【課題】350〜650℃程度の高温環境下であっても白色化が抑制される塗膜を形成できる耐熱塗料を提供する。
【解決手段】シリコーン樹脂および/またはエポキシ樹脂と、黒色顔料とを含む耐熱塗料において、前記黒色顔料として、マンガンおよび銅を含み、前記黒色顔料中のマンガンの含有量が、MnO換算で25〜45質量%であり、前記黒色顔料中の銅の含有量が、CuO換算で5〜25質量%であり、前記黒色顔料中のケイ素の含有量が、SiO換算で3質量%以下である黒色顔料を用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐熱塗料に関する。
【背景技術】
【0002】
耐熱塗料としては、複合酸化物からなる黒色顔料を含むものが知られている。該複合酸化物としては、Fe−Cu−Mn−Cr系(例えば、特許文献1)、Cu−Mn−Fe系(例えば、特許文献2)等が知られている。
耐熱塗料は、耐熱性が要求される用途、例えば、自動二輪車のマフラーの外観性を向上させるための塗膜(特許文献1)等に用いられる。
【特許文献1】特公平07−026059号公報
【特許文献2】特開2002−309123号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、自動二輪車のマフラーが内部に触媒を有する場合、マフラーの表面温度は350℃以上の高温となる。しかし、一般に入手可能な黒色顔料を用いた場合、350℃以上の高温に長時間さらされた塗膜は、しだいに白色化することがある。特に、触媒に近い塗膜では白色化が顕著であり、触媒に近い塗膜と遠い塗膜とで色むらが生じる場合がある。
【0004】
本発明は、350〜650℃程度の高温環境下であっても白色化が抑制される塗膜を形成できる耐熱塗料を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の耐熱塗料は、シリコーン樹脂および/またはエポキシ樹脂と、黒色顔料とを含む耐熱塗料において、前記黒色顔料が、マンガンおよび銅を含み、前記黒色顔料中のマンガンの含有量が、MnO換算で25〜45質量%であり、前記黒色顔料中の銅の含有量が、CuO換算で5〜25質量%であり、前記黒色顔料中のケイ素の含有量が、SiO換算で3質量%以下であることを特徴とする。
【0006】
前記黒色顔料は、さらにアルミニウムを含み、前記黒色顔料中のアルミニウムの含有量は、Al換算で5〜10質量%であることが好ましい。
前記黒色顔料は、さらに鉄を含み、前記黒色顔料中の鉄の含有量は、Fe換算で15〜65質量%であることが好ましく、15〜35質量%であることがより好ましい。
前記黒色顔料は、さらにナトリウムを含み、前記黒色顔料中のナトリウムの含有量は、NaO換算で0質量%超2質量%以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【0007】
本発明の耐熱塗料は、350〜650℃程度の高温環境下であっても白色化が抑制される塗膜を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
<耐熱塗料>
本発明の耐熱塗料は、シリコーン樹脂および/またはエポキシ樹脂と、黒色顔料とを含み、必要に応じて溶剤、添加剤等を含むものである。
耐熱塗料の固形分濃度は、樹脂の種類、塗布方法、塗膜の厚さ等に応じて適宜選択すればよい。
耐熱塗料の固形分中の黒色顔料の含有量は、通常、20〜40質量%である。
【0009】
(樹脂)
シリコーン樹脂としてはストレートシリコーン樹脂(ジメチルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂等。)、変性シリコーン樹脂(エポキシ変性シリコーン樹脂、ポリエステル変性シリコーン樹脂等。)等が挙げられ、ストレートシリコーン樹脂が好ましい。シリコーン樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0010】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とを併用してもよい。
【0011】
(黒色顔料)
黒色顔料は、マンガンおよび銅を含む複合酸化物からなるものである。
黒色顔料中のマンガンの含有量は、MnO換算で25〜45質量%であり、かつ黒色顔料中の銅の含有量は、CuO換算で5〜25質量%である。マンガンおよび銅の含有量が該範囲内であれば、酸化条件下においてもMnO(黒色)およびCuO(黒色)として安定的に存在し得る元素が多く存在することとなり、高温環境下での塗膜の白色化が抑制される。
【0012】
マンガンおよび銅の含有量が該範囲内であっても、黒色顔料に含まれるケイ素の量が多くなると、高温環境下での塗膜の白色化が促進される傾向がある。よって、黒色顔料は、ケイ素をできるだけ含まないことが重要となる。具体的には、黒色顔料中のケイ素の含有量は、SiO換算で3質量%以下である。
【0013】
黒色顔料は、さらにアルミニウムを含むことが好ましい。
黒色顔料中のアルミニウムの含有量は、Al換算で5〜10質量%が好ましい。アルミニウムの含有量がAl換算で5質量%以上であれば、黒色顔料に含まれる他の元素の酸化が抑制され、塗料の変色が抑制される。なお、Al自体は白色であるため、より濃い黒色を出すため、アルミニウムの含有量はAl換算で10質量%以下とすることが好ましい。
【0014】
黒色顔料は、さらに鉄を含むことが好ましい。
黒色顔料中の鉄の含有量は、Fe換算で15〜65質量%が好ましい。鉄の含有量が該範囲内であれば、高温環境下での塗膜の白色化がさらに抑制される。なお、FeO(黒色)が酸化されると、Fe(赤褐色)となるため、酸化による塗膜の変色を抑制する点では、鉄の含有量は、Fe換算で15〜35質量%がより好ましい。
【0015】
黒色顔料は、さらにナトリウムを含むことが好ましい。
黒色顔料中のナトリウムの含有量は、NaO換算で0質量%超2質量%以下が好ましい。ナトリウムの含有量が該範囲内であれば、高温環境下での塗膜の白色化がさらに抑制される。
【0016】
黒色顔料は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて他の元素(バリウム、硫黄、カルシウム、チタン、リン、カリウム、クロム、マグネシウム、塩素等。)を含んでいてもよい。
【0017】
黒色顔料は、公知の製法により製造できる。
黒色顔料に含まれる各元素の含有量は、黒色顔料の製造に用いる原料(金属塩等)の配合比を調整することにより、調整できる。
黒色顔料に含まれる各元素の含有量は、蛍光X線分析により求める。
【0018】
(溶剤)
溶剤としては、芳香族化合物(トルエン、キシレン等。)、アルコール(ブタノール等。)等が挙げられる。
【0019】
(添加剤)
添加剤としては、充填材(補強材、体質顔料等。)、防錆顔料、増粘剤、硬化剤、分散剤等の公知の添加剤が挙げられる。
補強材としては、リン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム等が挙げられる。
体質顔料としては、雲母粉、チタン酸カリウム繊維、硅石粉、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が挙げられる。
防錆顔料としては、金属亜鉛粉末等が挙げられる。
【0020】
(塗装方法)
本発明の耐熱塗料を用いた塗装方法としては、基材に耐熱塗料を塗布し、熱処理する方法が挙げられる。
塗布方法としては、公知の塗布方法(スプレー法、刷毛塗り等。)を用いればよい。
熱処理条件は、樹脂や溶剤の種類、塗料の固形分濃度、塗膜の厚さ等に応じて適宜決定すればよい。
基材の表面には、あらかじめ防錆顔料を含む下塗り層を形成していてもよく、塗膜との密着性を向上させるために、ブラスト処理を施してもよい。
【実施例】
【0021】
以下、実施例を示す。
例1、2は実施例であり、例3〜6は比較例である。
実施例における測定方法および評価方法は、下記の通りである。
【0022】
(蛍光X線分析)
蛍光X線分析装置(リガク社製、ZSX100e)を用いて、ブリケット法による蛍光X線分析を行った。具体的には、プレス機を用いて黒色顔料を円盤状サンプルに成型し、該円盤状サンプルを蛍光X線分析装置のホルダーにセットし、蛍光X線強度を測定した。FP定量法にて定量値を求め、あらかじめ測定しておいた黒色顔料のIg loss値を用いて補正し、各元素の含有量を求めた。
【0023】
(色差ΔE94
耐熱塗料を基板(SUS409L)に塗布し、180℃で20分間加熱し、厚さ20〜30μmの塗膜を形成し、耐熱試験用サンプルを作製した。該サンプルの塗膜について、JIS Z8730にしたがい、色差計(コニカミノルタセンシング社製、CM−700d)を用いてL表色系におけるL、a、bを測色した。
サンプルを、所定の温度(200℃、300℃、400℃、500℃、600℃)で24時間加熱する耐熱試験を行った。耐熱試験後のサンプルの塗膜について同様にL、a、bを測色した。
JIS Z8730にしたがい、耐熱試験前後のL、a、bから色差ΔE94を求めた。
【0024】
〔例1〜6〕
表1に示す組成(蛍光X線分析結果)を有する黒色顔料を調製した。各黒色顔料の30質量部、ストレートシリコーン樹脂(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、TSR1452、固形分:60質量%)の50質量部、溶剤(キシレン)の20質量部を混合し、例1〜6の耐熱塗料を得た。各耐熱塗料を用いて耐熱試験用サンプルを作製し、塗膜の耐熱試験前後の色差ΔE94を求めた。結果を図1に示す。
【0025】
【表1】

【0026】
例3〜6の耐熱塗料から形成された塗膜については、400〜600℃の耐熱試験後に白色化が認められ、色差ΔE94の結果からも、変色が大きいことが確認された。
例1、2の耐熱塗料から形成された塗膜については、白色化は例3〜6に比べ十分に抑制されており、色差ΔE94の結果からも、例3〜6に比べ変色が小さいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明の耐熱塗料は、自動二輪車のマフラーの塗膜等、耐熱性および外観性が要求される用途の塗料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】例1〜6の耐熱塗料から形成された塗膜の耐熱試験前後の色差ΔE94と耐熱試験における温度との関係を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコーン樹脂および/またはエポキシ樹脂と、黒色顔料とを含む耐熱塗料において、
前記黒色顔料が、マンガンおよび銅を含み、
前記黒色顔料中のマンガンの含有量が、MnO換算で25〜45質量%であり、
前記黒色顔料中の銅の含有量が、CuO換算で5〜25質量%であり、
前記黒色顔料中のケイ素の含有量が、SiO換算で3質量%以下であることを特徴とする耐熱塗料。
【請求項2】
前記黒色顔料が、さらにアルミニウムを含み、
前記黒色顔料中のアルミニウムの含有量が、Al換算で5〜10質量%である、請求項1に記載の耐熱塗料。
【請求項3】
前記黒色顔料が、さらに鉄を含み、
前記黒色顔料中の鉄の含有量が、Fe換算で15〜65質量%である、請求項1または2に記載の耐熱塗料。
【請求項4】
前記黒色顔料中の鉄の含有量が、Fe換算で15〜35質量%である、請求項3に記載の耐熱塗料。
【請求項5】
前記黒色顔料が、さらにナトリウムを含み、
前記黒色顔料中のナトリウムの含有量が、NaO換算で0質量%超2質量%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の耐熱塗料。

【図1】
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【公開番号】特開2010−155890(P2010−155890A)
【公開日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−334234(P2008−334234)
【出願日】平成20年12月26日(2008.12.26)
【出願人】(593025675)大島工業株式会社 (5)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】