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TW202124598A - 防鏽塗料組成物及防鏽塗膜之製造方法 - Google Patents

防鏽塗料組成物及防鏽塗膜之製造方法 Download PDF

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TW202124598A
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內橋諒
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日商日塗工業塗料股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種防鏽塗料組成物,其可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。並且,本發明之課題在於提供一種可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹,且在所述部位還可長期展現優異防鏽性與耐濕性之防鏽塗料組成物。 本發明提供一種防鏽塗料組成物,其包含:塗膜形成樹脂(A)、交聯劑(B)及鎂氧化物(C),其中前述鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4214nm,且BET比表面積為2.0m2 /g以下。

Description

防鏽塗料組成物及防鏽塗膜之製造方法
本發明有關防鏽塗料組成物及使用前述塗料組成物之防鏽塗膜之製造方法。
以冷軋鋼板、鍍敷鋼板作為基材且施行了塗裝的塗裝鋼板亦被稱為預塗覆金屬,可用於空調之室外機、熱水器之家電外部零件、屋頂、牆壁等外部用建材等各種用途。例如,對於包含鍍鋅鋼板之塗裝鋼板,為了提升防鏽性來防止生鏽,通常會在其表面塗裝防鏽塗料。
以往,防鏽塗料一般係使用含鉻塗料,藉由形成含鉻塗膜可抑制生鏽。然而,鉻有對環境造成不良影響之疑慮,其使用正逐漸受到限制。 因此,提出了一種含釩化合物作為鉻化合物以外之防鏽劑的塗料組成物。
日本專利特開2008-222834號公報(專利文獻1)中揭示了一種塗料組成物,該塗料組成物含有(A)含羥基之塗膜形成性樹脂、(B)交聯劑及(C)防鏽顏料混合物,且該防鏽顏料混合物(C)係由(1)五氧化釩、釩酸鈣及偏釩酸銨中之至少1種釩化合物、(2)金屬矽酸鹽及(3)磷酸系鈣鹽所構成者。
日本專利特開2009-227748號公報(專利文獻2)中揭示了一種防鏽塗料組成物,其特徵在於:含有(A)特定的丙烯酸樹脂及特定的聚酯樹脂中之至少1種含羥基皮膜形成性樹脂、(B)雙酚型環氧樹脂、(C)硬化劑、(D)選自具2級或3級胺基之環氧樹脂、具2級或3級胺基之丙烯酸樹脂及可溶酚醛型苯酚樹脂中之至少1種附著賦予樹脂、及(E)防鏽顏料。並且,還揭示了防鏽顏料(E)含有(1)五氧化釩、釩酸鈣及偏釩酸銨中之至少1種釩化合物、(2)金屬矽酸鹽及二氧化矽微粒子中之至少1種含矽化合物及(3)磷酸系金屬鹽。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2008-222834號公報 專利文獻2:日本專利特開2009-227748號公報
發明欲解決之課題 近年來,不斷要求塗裝鋼板在各種環境條件下之耐久性。 例如,可觀察到因「酸雨」造成塗裝鋼板的塗膜發生腐蝕的現象。在此,「酸雨」係指源自二氧化硫(SO2 )、氮氧化物(NOx)等之引發酸雨的物質溶入雨、雪、霧等,而使大氣較通常更酸化之現象或使環境較通常更酸化之現象。此外,引發酸雨的物質從被釋放出來至以酸雨之形態降下為止,有時會跨越國界被運送數百至數千公里(km),塗裝鋼板腐蝕之受災情形遍及廣大範圍之地區,並且預料今後仍會增加。 並且,若引發酸雨的物質存在於結露及具濕氣的環境下,則引發酸雨的物質所含之硫化物及氮化物中至少一者便處於具濕氣的狀態下,有時會推進腐蝕反應。
然而,專利文獻1及2記載之塗料組成物的防鏽性不足,例如對於應用在戶外之用途,防鏽性不足,尚有改善餘地。除此之外,針對酸性環境條件下之防鏽性亦有改善的餘地。 如上所述,故而要求一種具備酸性環境條件下之防鏽性、此外還具備更長期之防鏽性之塗料組成物。
又,在戶外使用時被塗物有時亦會處於高濕度環境下,故而要求可展現優異耐濕性之塗料組成物。
本發明之課題在於解決上述問題,更詳細來說,其課題在於提供一種可長期展現優異防鏽性、此外還可展現優異耐濕性之防鏽塗料組成物。
用以解決課題之手段 了解決上述課題,本發明提供下述態樣。 [1]一種防鏽塗料組成物,包含:塗膜形成樹脂(A)、交聯劑(B)及鎂氧化物(C); 其中鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4214nm,且 BET比表面積為2.0m2 /g以下。 [2]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物包含前述鎂氧化物(C),前述鎂氧化物(C)係在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中鎂金屬離子濃度為70ppm以下者。 [3]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之鎂氧化物(C)包含下述化合物:在相對於純水100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中導電度為320µS/cm以下之化合物。 [4]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之鎂氧化物(C)包含在1,000℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物。 [5]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之鎂氧化物(C)在相對於純水100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液之1質量%水溶液之pH為8以上且在12以下,及 鎂氧化物(C)之平均粒徑為0.5µm以上且在20µm以下。 [6]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之鎂氧化物(C)為氧化鎂。 [7]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)包含選自於由環氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種。 [8]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)包含選自於由胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種,並且胺甲酸酯樹脂具有-50℃以上且在70℃以下之玻璃轉移溫度。 [9]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)包含選自於由胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種,且胺甲酸酯樹脂包含選自於由酯系胺甲酸酯樹脂、醚系胺甲酸酯樹脂及碳酸酯系胺甲酸酯樹脂所構成群組中之至少1種。 [10]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)具有1,000以上且在40,000以下之數量平均分子量。 [11]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)包含選自於由酯系胺甲酸酯樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種。 [12]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)為酯系胺甲酸酯樹脂、環氧樹脂及聚酯樹脂中之至少1者,且其固體成分酸值為30mgKOH/g以下。 [13]在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物中相對於塗膜形成樹脂(A)之固體成分與前述交聯劑(B)之固體成分之合計100質量份,係以1質量份以上且在150質量份以下之範圍包含鎂氧化物(C)。 [14]在另一實施態樣中,本揭示提供一種防鏽塗膜之製造方法,其包含以下步驟:塗裝步驟,係將上述防鏽塗料組成物塗裝於被塗物;及,在150℃以上且270℃以下之溫度下使塗料組成物硬化。
發明效果 本發明之防鏽塗料組成物可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 又,只要為本發明之塗膜之製造方法,便可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。
用以實施發明之形態 說明達至本發明之原委。 例如以往一直有在進行之防鏽性的相關評估,試驗時間短且評估部位一直僅以成形部(被塗物之平面)來判斷。 另一方面,近年來正製造出各種形狀的被塗物。在所述可具有各種形狀之被塗物中,例如在加工部、端面、交叉切痕部等中,塗膜所帶來之保護效果有時不夠充分,恐會從該些位置發生腐蝕。 因此,要求一種塗料組成物,該塗料組成物例如即便在加工部分、端面、交叉切痕部仍更長期展現優異防鏽性,此外還展現長期之防鏽性,更甚者係展現超長期之防鏽性。
又,為了對防鏽塗料組成物賦予防鏽性,係使用含鉻系化合物之塗料組成物。例如,含鉻系化合物之塗料組成物可良好地抑制被塗物之生鏽情形。 另一方面,在防鏽塗料組成物之技術領域中,亦要求降低對環境之負荷,而認為今後必須削減防鏽塗料組成物中之鉻系化合物的摻混量。
例如,在削減鉻系化合物之目的下使用了釩酸金屬鹽等釩化合物。又,作為用以提升含釩化合物之防鏽塗料組成物之防鏽性的手段,有效作法係使塗料組成物所含之釩化合物的量增加。 但,釩化合物、尤其釩酸鹽的水溶性高,因此若塗料組成物含有大量釩化合物,塗膜會變得容易吸濕。其結果,有塗膜之耐濕性降低而於塗膜發生膨脹的問題。所述塗膜膨脹的情形會成為防鏽性降低之原因,亦會成為塗膜的耐濕性降低之原因。因此,若塗料組成物含有大量釩化合物,會難以同時具備長期防鏽性與耐濕性。
於是,本發明人等致力研討而完成了本發明。 只要為本發明之防鏽塗料組成物,便可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。除此之外,還可形成即便在酸性環境條件下仍會長期展現優異防鏽性之塗膜。因此,例如亦可抑制會因「酸雨」等而生鏽的情形。 雖不應限定在特定理論來解釋,但可認為只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則譬如可藉由引發酸雨的物質在結露及具濕氣的環境下被水膜吸收,來防止環境氧化而腐蝕推進的問題。
又,即使是在戶外使用之情況等被塗物處於高溫、高濕度環境下之態樣中,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,依舊可展現優異耐濕性。本發明人等發現本揭示之防鏽塗料組成物藉由包含本揭示之特定鎂氧化物(C),而例如與釩化合物相較之下可大幅減低塗膜吸濕的情況。 因此,可抑制或大幅減少塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。
如上所述,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,便可形成可長期展現優異防鏽性、此外還具有優異耐濕性之塗膜。
並且,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,在可具有各種形狀之被塗物中,不僅在平面狀之被塗物表面,即便在例如加工部、端面、交叉切痕部等亦可充分呈現出由塗膜所帶來之保護效果。 除此之外,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹,且在所述部位還可長期展現優異防鏽性與耐濕性。
只要為本揭示之防鏽塗料組成物,除了可形成所述長期具有優異防鏽性之塗膜外,還可形成具有優異加工性,且密著性譬如對被塗物之密著性、對表塗塗料組成物之密著性佳,耐藥品性、耐候性、耐損傷性、設計性及耐磨耗性亦佳之塗膜。 以下,說明本揭示之防鏽塗料組成物。
本揭示之防鏽塗料組成物包含:塗膜形成樹脂(A)、交聯劑(B)及鎂氧化物(C), 其中鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4214nm,且 BET比表面積為2.0m2 /g以下。 本揭示之防鏽塗料組成物藉由包含特定鎂氧化物(C),可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 以下,針對本揭示之鎂氧化物(C)進行說明,且接著針對各成分等加以說明。
[鎂氧化物(C)] 鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4214nm,且BET比表面積為2.0m2 /g以下。
鎂氧化物(C)具有本發明之特定關係,因此本揭示之塗料組成物除了上述塗料組成物所具有之效果外,例如還有即便在被塗物處於各種使用環境下、譬如大氣溫度高、濕度高之環境的條件下,仍可發揮穩定防鏽性之傾向。 又,雖不應限定在特定理論來解釋,但推測藉由包含本揭示之鎂氧化物(C),即使在酸性環境下仍可抑制鹼離子之溶解量明顯變大。其結果,會從本揭示之鎂氧化物(C)穩定供給腐蝕抑制因子,而能長期抑制腐蝕。並且,本揭示之塗料組成物即便在酸性環境下仍可展現充分的防鏽性。 例如,本揭示之特定鎂氧化物(C)在本揭示之塗料組成物中可發揮作為防鏽顏料之功能。在一實施態樣中,鎂氧化物(C)為防鏽顏料。
此外,本發明人等發現只要係包含本揭示之鎂氧化物(C)之本揭示塗料組成物,在與含釩化合物之塗料組成物相較之下,可大幅減低塗膜之吸水、吸濕。 因此,由包含本揭示之鎂氧化物(C)之防鏽塗料組成物形成之塗膜可抑制或大幅減低耐濕性降低的情況。除此之外,還可抑制或可大幅減低塗膜發生膨脹。 並且,包含本揭示之鎂氧化物(C)之本揭示防鏽塗料組成物可抑制或可大幅減低加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。
由於鎂氧化物(C)具有本發明之特定關係,故例如即便在加工部分、端面、交叉切痕部仍可更長期展現優異防鏽性,此外還展現長期之防鏽性,更甚者係展現超長期之防鏽性。
本揭示之鎂氧化物(C)係晶格常數小於0.4214nm且BET比表面積在2.0m2 /g以下之氧化物,例如包含選自於由鋅鎂氧化物(ZnMgO)、錫鎂氧化物(SnMgO)、銦鎂氧化物(InMgO)及鎂氧化物(MgO)所構成群組中之至少1種。 在一實施態樣中,鎂氧化物(C)可為氧化鎂,其為組成係由MgO表示之氧化物。藉由鎂氧化物(C)為氧化鎂(MgO)所示之氧化物,可形成展現優異耐蝕性之塗膜。
本揭示之鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4214nm,例如晶格常數為0.4213nm以下。在一實施態樣中,鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4212nm。 藉由具有所述晶格常數,可形成具有良好防鏽性之塗膜。 又,本揭示之鎂氧化物(C)可為立方晶體。 在本說明書中,晶格常數例如可使用X射線繞射裝置MAXima_X XRD-7000(島津製作所公司製)等進行測定。
在一實施態樣中,本揭示之鎂氧化物(C)之晶格常數為0.4211nm以下。藉由具有所述晶格常數,可形成更長期具有優異防鏽性之塗膜。更詳細來說,可形成長期展現防鏽性之塗膜,並且可長時間抑制或大幅減低在酸性環境下的腐蝕。 所述效果雖不應限定在特定理論來解釋,但可認為其原因在於藉由鎂氧化物(C)之晶格常數在所述範圍內,可更有效地對於被塗物之會發生腐蝕的部分抑制來自鎂氧化物(C)之腐蝕抑制因子枯竭的情形,並可持續供給該抑制因子。
在一實施態樣中,本揭示之鎂氧化物(C)之晶格常數為0.4200nm以上,例如晶格常數為0.4205nm以上,晶格常數亦可為0.4208nm以上。 在一實施態樣中,本揭示之鎂氧化物(C)之晶格常數為0.4209nm以上,例如晶格常數可為0.4210nm以上。
本揭示之鎂氧化物(C)之BET比表面積為2.0m2 /g以下。藉由具有上述BET比表面積,可形成更長期具有優異防鏽性之塗膜。 在一實施態樣中,本揭示之鎂氧化物(C)之BET比表面積為1.8m2 /g以下,例如為1.6m2 /g以下且可為1.5m2 /g以下。 在一實施態樣中,鎂氧化物(C)之BET比表面積為1.4m2 /g以下,例如為1.3m2 /g以下且可為1.1m2 /g以下。 藉由具有所述BET比表面積,可形成更長期具有優異防鏽性之塗膜。更詳細來說,可形成長期展現防鏽性之塗膜,並且可長時間抑制或大幅減低在酸性環境下的腐蝕。 在本說明書中,BET比表面積例如可使用自動比表面積測定裝置Gemini VII 23900(島津製作所公司製)等進行測定。 所述效果雖不應限定在特定理論來解釋,但可認為其原因在於藉由鎂氧化物(C)之BET比表面積在所述範圍內,可更有效地對於被塗物之會發生腐蝕的部分抑制來自鎂氧化物(C)之腐蝕抑制因子枯竭的情形,並可持續供給該抑制因子。
在一實施態樣中,本揭示之鎂氧化物(C)之BET比表面積為0.1m2 /g以上,例如為0.2m2 /g以上且可為0.3m2 /g以上。 藉由具有所述BET比表面積,可形成更長期具有優異防鏽性之塗膜。更詳細來說,可形成長期展現防鏽性之塗膜,並且可長時間抑制或大幅減低在酸性環境下的腐蝕。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)之BET比表面積為0.1m2 /g以上且在2.0m2 /g以下,例如為0.3m2 /g以上且在1.5m2 /g以下。 在本揭示中,鎂氧化物(C)之BET比表面積可在上述範圍內適當組合。 藉由BET比表面積在上述範圍內,可形成更長期具有優異防鏽性之塗膜。更詳細來說,可形成長期展現防鏽性之塗膜,並且可長時間抑制或大幅減低在酸性環境下的腐蝕。
在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物包含鎂氧化物(C),該鎂氧化物(C)係在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g本揭示之鎂氧化物(C)之水溶液中鎂金屬離子濃度為70ppm以下者。 雖不應限定在特定理論來解釋,但本揭示之防鏽塗料組成物藉由包含滿足所述條件之鎂氧化物,會長時間且源源不絕地對鋼板供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。 又,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 譬如,透過滿足上述條件,可在高溫高濕環境下長時間良好地抑制塗膜之膨脹、剝離。 除此之外,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。 在此,在本揭示中,「在高溫條件下展現防鏽性」意指即使在大氣溫度為高溫之條件(例如40℃以上)之溫度及80℃左右之高溫下,仍會良好地展現防鏽性。
在一實施態樣中,本揭示之鎂氧化物(C)包含以下鎂氧化物:在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g本揭示之鎂氧化物(C)之水溶液中鎂金屬離子濃度為69ppm以下之鎂氧化物,例如為66ppm以下、65ppm以下之鎂氧化物。 藉由滿足所述條件,會更長時間且源源不絕地對鋼板更穩定供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。 又,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 進一步而言,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。
另一方面,本揭示之鎂氧化物(C)在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g本揭示之鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度為10ppm以上,例如為20ppm以上。 藉由滿足所述條件,會長時間且源源不絕地對鋼板供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。
在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物可在不損及鎂氧化物(C)所具有之效果的範圍內包含其他金屬化合物。
在另一實施態樣中,鎂氧化物(C)係在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度為70ppm以下之化合物。例如,本揭示之鎂氧化物(C)係在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g本揭示之鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度為69ppm以下,例如為66ppm以下、65ppm以下之化合物。
另一方面,本揭示之鎂氧化物(C)在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g本揭示之鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度為10ppm以上,例如為20ppm以上。 藉由滿足所述條件,會更良好地長時間且源源不絕地對鋼板更穩定供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。
在本揭示中,在對人工酸性海水溶液100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度之測定,可根據JIS G 0594循環腐蝕試驗方法進行測定。 更詳細來說,可將根據在JIS G 0594循環腐蝕試驗方法規定之B法中使用之酸性鹽水溶液的水溶液做成人工酸性海水溶液來使用。 亦即,可設為近似JIS G 0594中規定之人工海水組成者,且使用JIS G 0594之4.2.2項中規定之硝酸與硫酸之混合液調整成pH=2.5來調製人工酸性海水。譬如,試劑可使用MARINE ART系列(富田製藥公司製)等。
接著,於容器內添加人工酸性海水100g及1g本揭示之鎂氧化物(C),並投入攪拌子,在室溫(23℃)下攪拌4小時。 然後,在室溫下放置24小時後,以附有注射器過濾器之注射器採取上清液,例如藉由使用ICP發光分析裝置(ICPS-7510,島津製作所公司製)等測定元素濃度,而可進行鎂金屬離子濃度的測定。 具體而言,可將從上述上清液所含之元素濃度(鎂金屬離子濃度)減去空白值而得之值作為在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度。在此,空白值係使用針對人工酸性海水溶液以與上清液同樣方式測定了元素濃度(鎂金屬離子濃度)而得之值。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)包含下述化合物:在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之導電度為320µS/cm以下之化合物,例如包含前述導電度為310µS/cm以下之化合物。並且,鎂氧化物(C)可包含導電度在305µS/cm以下之化合物,例如可包含導電度小於301µS/cm之化合物。
藉由滿足所述條件,會長時間且源源不絕地對鋼板供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。 又,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 進一步而言,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。 在一實施態樣中,本揭示之防鏽塗料組成物可在不損及鎂氧化物(C)所具有之上述效果的範圍內包含其他金屬化合物。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)可包含在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之導電度為10µS/cm以上之化合物,例如包含20µS/cm以上之化合物,且可包含50µS/cm以上之化合物。
在另一實施態樣中,鎂氧化物(C)係在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之導電度為320µS/cm以下之化合物。舉例來說,鎂氧化物(C)譬如為310µS/cm以下之化合物,可為導電度為305µS/cm以下之化合物,或是導電度小於301µS/cm之化合物。 藉由滿足所述條件,會更有效地長時間且源源不絕地對鋼板更穩定供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。 又,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 進一步而言,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)可為在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之導電度為10µS/cm以上之化合物,例如為20µS/cm以上之化合物,且可為50µS/cm以上之化合物。
在本揭示中,在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之導電度的測定,係混合離子交換水100g及1g鎂氧化物(C)後,投入攪拌子,在室溫(23℃)下攪拌4小時。 然後譬如可使用導電度計(CM-42X,DKK-TOA Corporation製)等測定導電度。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)係在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度為70ppm以下之化合物。此外,鎂氧化物(C)係在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之導電度為320µS/cm以下之化合物。 承上,由於鎂氧化物(C)係在本揭示之測定條件下會顯示特定金屬離子濃度並且還顯示特定導電度之化合物,因此例如可更長時間抑制在酸性環境下之腐蝕。 並且,除了抑制在酸性環境下之腐蝕,還可長時間穩定抑制塗膜在高溫高濕環境下膨脹、剝離的情況。 在本揭示中,所述之鎂金屬離子濃度與導電度之組合可在本說明書所記載之範圍內適當選擇。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)包含在1,000℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物。本揭示之防鏽塗料組成物藉由含有在所述溫度條件下燒成之鎂氧化物,可形成可更長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 在一實施態樣中,鎂氧化物(C)包含在1,100℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物,例如亦可包含在1,200℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物。 在一實施態樣中,鎂氧化物(C)包含在2,200℃以下之溫度下燒成之鎂燒成物,例如亦可包含在2,000℃以下之溫度下燒成之鎂燒成物。 例如,鎂氧化物(C)包含在1,000℃以上且在2,200℃以下之溫度下燒成之鎂燒成物,亦可包含在1,100℃以上且在2,000℃以下之溫度下燒成之鎂燒成物。 又,鎂氧化物(C)亦可將複數種在所述溫度範圍下燒成之燒成物加以組合來包含。
雖不應限定在特定理論來解釋,但本揭示之防鏽塗料組成物藉由包含滿足所述條件之鎂氧化物,會長時間且源源不絕地對鋼板供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。 又,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 譬如,透過滿足上述條件,可在高溫高濕環境下長時間良好地抑制塗膜之膨脹、剝離。 除此之外,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。
在另一實施態樣中,鎂氧化物(C)係在1,000℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物。在一實施態樣中,鎂氧化物(C)係在1,100℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物,例如係在1,200℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物。 本揭示之防鏽塗料組成物藉由包含在所述溫度條件下燒成之鎂氧化物(C),可形成可更長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 另外,鎂氧化物(C)亦可以使金屬鎂氧化之方法來製造。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)係在2,200℃以下之溫度下燒成之鎂燒成物,例如係在2,000℃以下之溫度下燒成之鎂燒成物。 例如,鎂氧化物(C)係在1,000℃以上且在2,200℃以下之溫度範圍內燒成之鎂燒成物,或係在1,100℃以上且在2,000℃以下之溫度範圍內燒成之鎂燒成物。 藉由本揭示之防鏽塗料組成物中之鎂氧化物(C)係在所述溫度條件下燒成之鎂氧化物,可形成可更長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。
雖不應限定在特定理論來解釋,但本揭示之防鏽塗料組成物藉由包含滿足所述條件之鎂氧化物,會長時間且源源不絕地對鋼板供給來自氧化鎂之腐蝕抑制因子,而可抑制腐蝕。 又,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 譬如,透過滿足上述條件,可在高溫高濕環境下長時間良好地抑制塗膜之膨脹、剝離。 除此之外,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,則亦可抑制或大幅減低在加工部、端面、交叉切痕部之膨脹。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)包含在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之pH為8以上且在13以下之化合物,例如為9以上且在13以下,或可為10以上且在13以下。在另一實施態樣中,上述pH為8以上且在12以下。藉由滿足所述條件,可更有效抑制被塗物之腐蝕速度增加,而可形成具有良好耐蝕性的塗膜。 在本揭示中,在相對於純水100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之pH值之測定可藉由已知方法來測定。 譬如,混合離子交換水100g及鎂氧化物(C)1g後,投入攪拌子,在室溫(23℃)下攪拌4小時。 然後,例如可使用pH計(桌上型pH計F-74,堀場製作所公司製)等來測定pH。
在一實施態樣中,鎂氧化物(C)之平均粒徑為0.5µm以上且在20µm以下,例如為1µm以上且在15µm以下,或為1µm以上且在10µm以下。雖不應限定在特定理論來解釋,但可認為藉由鎂氧化物(C)之平均粒徑在所述範圍內,可抑制鎂氧化物(C)之表觀容積濃度(PVC)過度增加,而可展現更高的耐蝕性。除此之外,還可具有優異塗膜阻斷性,而可展現更高的耐蝕性。 在本說明書中,平均粒徑例如可使用雷射繞射式粒徑分布測定裝置SALD-2300(島津製作所公司製)等進行測定。 在此,本揭示之被塗物之腐蝕,係由於腐蝕因子例如水、鹽水及酸性水等透過塗膜滲透至金屬側而產生。對此,由本揭示之塗料組成物形成的塗膜可阻斷所述之腐蝕因子滲透至被塗物側。在本揭示中,所述阻斷特性亦稱為塗膜阻斷性。
在一實施態樣中,本揭示之塗料組成物中可相對於塗膜形成樹脂(A)之固體成分與交聯劑(B)之固體成分合計100質量份,以1質量份以上且150質量份以下、例如10質量份以上且100質量份以下來包含鎂氧化物(C)。 藉由以所述關係包含鎂氧化物(C),本發明之防鏽塗料組成物可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。
[塗膜形成樹脂(A)] 本揭示之防鏽塗料組成物中之塗膜形成樹脂(A)只要為具有可與交聯劑(B)進行反應之官能基且具有塗膜形成能力的樹脂,則無特別限制。
譬如,塗膜形成樹脂(A)可列舉環氧樹脂及其改質物(丙烯酸改質環氧樹脂等);聚酯樹脂及其改質物(胺甲酸酯改質聚酯樹脂、環氧改質聚酯樹脂、聚矽氧改質聚酯樹脂等);丙烯酸樹脂及其改質物(聚矽氧改質丙烯酸樹脂等);胺甲酸酯樹脂及其改質物(酯系胺甲酸酯樹脂、醚系胺甲酸酯樹脂、碳酸酯系胺甲酸酯樹脂、環氧系胺甲酸酯樹脂等);酚樹脂及其改質物(丙烯酸改質酚樹脂、環氧改質酚樹脂等);苯氧樹脂;醇酸樹脂及其改質物(胺甲酸酯改質醇酸樹脂、丙烯酸改質醇酸樹脂等);氟樹脂等樹脂。該等樹脂可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
在一實施態樣中,塗膜形成樹脂(A)包含選自於由環氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種。 例如,從所得之塗膜之彎折加工性或所得之塗膜之耐濕性、耐蝕性及耐候性的平衡的觀點來看,塗膜形成樹脂(A)包含選自於由環氧樹脂、聚酯樹脂、胺甲酸酯樹脂或該等之改質物所構成群組中之至少1種。
塗膜形成樹脂(A)可具有1,000以上且在40,000以下之數量平均分子量。藉由數量平均分子量在所述範圍內,可形成展現優異耐蝕性之塗膜,並且可形成對被塗物、表塗塗料組成物(表塗塗料)之密著性優異之塗膜。
(環氧樹脂) 環氧樹脂、譬如其改質物之含羥基環氧樹脂的數量平均分子量(Mn)宜為1,400以上且在20,000以下,較佳為2,000以上且在10,000以下,尤佳為2,000以上且在4,000以下。 又,在本揭示中,在未特別提及之前提下,僅記載為環氧樹脂時意指包含選自於由環氧樹脂及環氧樹脂之改質物所構成群組中之至少1種。 在本說明書中,數量平均分子量(Mn)係藉由凝膠滲透層析法(GPC)之以聚苯乙烯換算所得之值。
藉由環氧樹脂具有所述數量平均分子量,可充分進行與後述交聯劑(B)之交聯反應,而形成具有高耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。例如,雖不應限定在特定理論來解釋,但塗膜中所含之鎂氧化物(C)會適當溶出,而在酸性環境條件下之耐蝕性良好。 另外,可抑制塗膜之交聯密度變得過高,而可形成具有充分延伸率之塗膜,例如可形成具有充分的彎折加工性之塗膜。 又,本揭示之防鏽塗料組成物具有適當黏度,處理性良好。
環氧樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)可為120℃以下,亦可為115℃以下。譬如,環氧樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)亦可為110℃以下。 在一實施態樣中,環氧樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)可為50℃以上,亦可為55℃以上。 譬如,環氧樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)可為50℃以上且在120℃以下之範圍。 在本說明書中,玻璃轉移溫度(Tg)例如可使用熱分析裝置TMA7100(Hitachi High-Tech Science Corporation製)等進行測定。
藉由環氧樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)在上述範圍內,塗膜之透濕性不會變得過高而具充分之塗膜之耐濕性,且耐蝕性亦良好。
環氧樹脂(包含其改質物)之固體成分酸值可為0mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下。 在本揭示中,固體成分酸值可依據JIS K 0070之規定進行測定。
環氧樹脂可為含羥基環氧樹脂(包含含羥基環氧樹脂改質物)。 環氧樹脂可舉經將環氧氯丙烷與雙酚視需求在鹼觸媒等觸媒的存在下縮合至高分子量而成之樹脂;雙酚A型、雙酚F型等雙酚型環氧樹脂;及,酚醛型環氧樹脂等。 環氧樹脂之改質物可舉例如:丙烯酸改質環氧樹脂、胺甲酸酯改質環氧樹脂、胺改質環氧樹脂等改質環氧樹脂。譬如,若舉丙烯酸改質環氧樹脂為例,其可使含丙烯酸或甲基丙烯酸等之聚合性不飽和單體成分對上述雙酚型環氧樹脂或上述酚醛型環氧樹脂反應而調製。 又,若舉胺甲酸酯改質環氧樹脂為例,其可使聚異氰酸酯化合物對上述雙酚型環氧樹脂或上述酚醛型環氧樹脂反應而調製。
環氧樹脂可舉例如Mitsubishi Chemical Co.製之jER1004、jER1007、1255HX30(雙酚A骨架)、YX8100BH30等。
(聚酯樹脂) 聚酯樹脂、譬如其改質物之含羥基聚酯樹脂的數量平均分子量(Mn)宜為1,400~40,000,較佳為2,000~40,000,尤佳為2,000~30,000。 又,在本揭示中,在未特別提及之前提下,僅記載為聚酯樹脂時意指包含選自於由聚酯樹脂及聚酯樹脂之改質物所構成群組中之至少1種。
藉由聚酯樹脂具有所述數量平均分子量,可充分進行與交聯劑(B)之交聯反應,而形成具有高耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。例如,雖不應限定在特定理論來解釋,但塗膜中所含之鎂氧化物(C)會適當溶出,而在酸性環境條件下之耐蝕性良好。 另外,可抑制塗膜之交聯密度變得過高,而可形成具有充分延伸率之塗膜,例如可形成具有充分的彎折加工性之塗膜。 又,本揭示之防鏽塗料組成物具有適當黏度,處理性良好。
聚酯樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)宜為-35℃以上且在110℃以下,例如可為-30℃以上且在80℃以下,或為-30℃以上且在60℃以下。
藉由聚酯樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)在上述範圍內,塗膜之透濕性不會變得過高而具充分之塗膜之耐濕性,且耐蝕性亦良好。
聚酯樹脂(包含其改質物)之固體成分酸值為0.1mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下,譬如為0.1mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下,或可為0.3mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下。 藉由固體成分酸值為所述範圍,例如可提升耐水解性,而可形成具有耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。
聚酯樹脂可藉由多元醇與多元酸之聚縮合而獲得。多元醇之具體例可舉例如:乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、新戊二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇或1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、氫化雙酚A、羥烷基化雙酚A、1,4-環己烷二甲醇、2,2-二甲基-3-羥丙基-2,2-二甲基-3-羥基丙酸酯(BASHPN)、N,N-雙-(2-羥乙基)二甲基乙內醯脲、聚己內酯多元醇、甘油、山梨醇、甘露醇、三羥甲乙烷、三羥甲丙烷、三羥甲丁烷、己三醇、新戊四醇、二新戊四醇、參-(羥乙基)異氰酸酯等。多元醇可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
多元酸之具體例可舉例如:酞酸、酞酸酐、四氫酞酸、四氫酞酸酐、六氫酞酸、六氫酞酸酐、甲基四酞酸、甲基四氫酞酸酐、納迪克酸酐、偏苯三甲酸、偏苯三甲酸酐、焦蜜石酸、焦蜜石酸酐、異酞酸、對酞酸、馬來酸、馬來酸酐、延胡索酸、伊康酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、琥珀酸、琥珀酸酐、乳酸、十二烯琥珀酸、十二烯琥珀酸酐、環己烷-1,4-二羧酸、內酸酐等。多元酸可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
聚酯樹脂之改質物可舉例如:胺甲酸酯改質聚酯樹脂、環氧改質聚酯樹脂、丙烯酸改質聚酯樹脂、聚矽氧改質聚酯樹脂等改質聚酯樹脂。 例如,胺甲酸酯改質聚酯樹脂係於主鏈具有聚酯,且以異氰酸酯改質其末端而進行胺甲酸酯改質之樹脂。 譬如,舉聚矽氧改質聚酯樹脂為例的話,其可藉由使聚酯樹脂與有機聚矽氧(例如具有-SiOCH3 基及/或SiOH基作為官能基之數量平均分子量300~1,000左右的有機聚矽氧)進行反應來調製。有機聚矽氧之使用量通常相對於聚酯樹脂100質量份為5~50質量份左右。又,舉胺甲酸酯改質聚酯樹脂為例的話,其可使上述聚酯樹脂與聚異氰酸酯化合物進行反應而調製。
例如,作為聚酯樹脂及含羥基聚酯樹脂改質物之一例,可列舉DIC公司製之BECKOLITE 46-118、BECKOLITE M-6205-50、BECKOLITE M-6401-52、BECKOLITE M-6402-50;東洋紡公司製之Vylon 220、Vylon UR3500、Vylon UR5537、Vylon UR8300、Vylon UR4410等。
(丙烯酸樹脂) 丙烯酸樹脂及其改質物之數量平均分子量(Mn)宜為1,400~40,000,較佳為2,000~40,000,尤佳為2,000~30,000。 又,在本揭示中,在未特別提及之前提下,僅記載為丙烯酸樹脂時意指包含選自於由丙烯酸樹脂及丙烯酸樹脂之改質物所構成群組中之至少1種。
藉由丙烯酸樹脂具有所述數量平均分子量,可充分進行與交聯劑(B)之交聯反應,而形成具有高耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。例如,雖不應限定在特定理論來解釋,但塗膜中所含之鎂氧化物(C)會適當溶出,而在酸性環境條件下之耐蝕性良好。 另外,可抑制塗膜之交聯密度變得過高,而可形成具有充分延伸率之塗膜,例如可形成具有充分的彎折加工性之塗膜。 又,本揭示之防鏽塗料組成物具有適當黏度,處理性良好。
丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)宜為-35℃以上且在110℃以下,例如可為-30℃以上且在80℃以下,或為-30℃以上且在60℃以下。
藉由丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)在上述範圍內,塗膜之透濕性不會變得過高而具充分之塗膜之耐濕性,且耐蝕性亦良好。
丙烯酸樹脂(包含其改質物)之固體成分酸值為0.1mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下,譬如為0.1mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下,或可為0.3mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下。 藉由固體成分酸值為所述範圍,例如可提升耐水解性,而可形成具有耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。
丙烯酸樹脂可舉例如由選自以下之1種或2種以上單體所構成的丙烯酸樹脂:(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、N-羥甲基丙烯醯胺等具有羥基之(甲基)丙烯酸系單體及其內酯加成物;(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸烷基酯等之(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯腈等。丙烯酸樹脂除了來自上述單體之構成單元,亦可包含來自其他單體(例如巴豆酸、伊康酸、延胡索酸、馬來酸等含羧基之乙烯性單體或苯乙烯等乙烯基系單體等)之構成單元。又,在本揭示中,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸或甲基丙烯酸。 丙烯酸樹脂之改質物可舉例如聚矽氧改質丙烯酸樹脂等改質丙烯酸樹脂。譬如,舉聚矽氧改質丙烯酸樹脂為例的話,其可藉由使丙烯酸樹脂與如上述之有機聚矽氧進行反應來調製。有機聚矽氧之使用量通常相對於丙烯酸樹脂100質量份為5~50質量份左右。
(胺甲酸酯樹脂) 在一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂及改質胺甲酸酯樹脂之數量平均分子量(Mn)為1,000以上且在30,000以下,例如為2,000以上且在28,000以下,或可為2,500以上且在25,000以下。 在一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂及改質胺甲酸酯樹脂之數量平均分子量(Mn)為6,000以上且在15,000以下。 又,在本揭示中,在未特別提及之前提下,僅記載為胺甲酸酯樹脂時意指包含選自於由胺甲酸酯樹脂及胺甲酸酯樹脂之改質物所構成群組中之至少1種。
藉由胺甲酸酯樹脂具有所述數量平均分子量,可充分進行與交聯劑(B)之交聯反應,而形成具有高耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。例如,雖不應限定在特定理論來解釋,但塗膜中所含之鎂氧化物(C)會適當溶出,而在酸性環境條件下之耐蝕性良好。 另外,可抑制塗膜之交聯密度變得過高,而可形成具有充分延伸率之塗膜,例如可形成具有充分的彎折加工性之塗膜。 又,本揭示之防鏽塗料組成物具有適當黏度,處理性良好。
在一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)為-30℃以上且在80℃以下,例如為-30℃以上且在60℃以下,可為-30℃以上且在50℃以下。在另一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)為-50℃以上且在70℃以下。
藉由胺甲酸酯樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)在上述範圍內,塗膜之透濕性不會變得過高而具充分之塗膜之耐濕性,且耐蝕性亦良好。
胺甲酸酯樹脂(包含其改質物)之固體成分酸值為0.1mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下,譬如為0.1mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下,或可為0.3mgKOH/g以上且在30mgKOH/g以下。 藉由固體成分酸值為所述範圍,例如可提升耐水解性,而可形成具有耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。
在一實施態樣中,本揭示之胺甲酸酯樹脂之樹脂中的胺甲酸酯基濃度(質量%)為2質量%以上且在20質量%以下,例如為5質量%以上且在17質量%以下。藉由胺甲酸酯樹脂之樹脂中的胺甲酸酯基濃度在所述範圍內,可確保優異耐濕性及耐蝕性。
胺甲酸酯樹脂可舉例如使多元醇化合物與聚異氰酸酯化合物反應,然後更以鏈伸長劑進行鏈伸長而獲得者等。多元醇化合物只要是每1分子含有2個以上羥基之化合物則無特別限定,可舉例如:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三乙二醇、甘油、三羥甲乙烷、三羥甲丙烷、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、雙酚羥丙基醚等聚醚多元醇、聚酯醯胺多元醇、丙烯酸多元醇、聚胺甲酸酯多元醇或該等之混合物。前述聚異氰酸酯化合物只要是每1分子含有2個以上異氰酸酯基之化合物則無特別限定,可舉例如:六亞甲基二異氰酸酯(HDI)等脂肪族異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯(IPDI)等脂環族二異氰酸酯、二異氰酸甲苯(TDI)等芳香族二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)等芳香脂肪族二異氰酸酯或該等之混合物。前述鏈伸長劑只要是分子內含有1個以上活性氫之化合物則無特別限定,可應用水或胺化合物。胺化合物可舉伸乙二胺、伸丙二胺、六亞甲基二胺、二伸乙三胺、二伸丙三胺、三伸乙四胺、四伸乙五胺等脂肪族多胺;甲苯二胺、伸茬二胺、二胺基二苯甲烷等芳香族多胺;二胺基環己基甲烷、哌
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、2,5-二甲基哌
Figure 109132779-A0304-12-0000-4
、異佛酮二胺等脂環式多胺;肼、琥珀酸二醯肼、己二酸二醯肼、酞酸二醯肼等肼類;羥乙基二伸乙三胺、2-[(2-胺乙基)胺基]乙醇、3-胺丙二醇等烷醇胺等。
在一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂為酯系胺甲酸酯樹脂。 在本揭示中,酯系胺甲酸酯樹脂意指於主鏈具有胺甲酸酯基與酯基兩者的樹脂。又,係對比主鏈中之胺甲酸酯基數量與酯基數量,將含有較酯基數量多5%以上之胺甲酸酯基數量者稱作酯系胺甲酸酯樹脂。 胺甲酸酯聚合物可舉使上述多元醇化合物與聚異氰酸酯化合物反應,然後更以鏈伸長劑進行鏈伸長而獲得者等。 例如,可藉由具有羥基之共聚聚酯樹脂與聚異氰酸酯化合物之聚縮合而獲得。 在一實施態樣中,含羥基聚酯樹脂可藉由將聚羧酸及/或酸酐等酸成分與多元醇聚縮合來調製。
在一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂為醚系胺甲酸酯樹脂。在本揭示中,醚系胺甲酸酯樹脂意指於主鏈具有胺甲酸酯基與醚基兩者的樹脂。又,係對比主鏈中之胺甲酸酯基數量與酯基數量,將含有較醚基數量多5%以上之胺甲酸酯基數量者稱作醚系胺甲酸酯樹脂。
在一實施態樣中,胺甲酸酯樹脂為碳酸酯系胺甲酸酯樹脂。在本揭示中,碳酸酯系胺甲酸酯樹脂意指於主鏈具有胺甲酸酯基與碳酸酯基兩者的樹脂。又,係對比主鏈中之胺甲酸酯基數量與碳酸酯基數量,將含有較碳酸酯基數量多5%以上之胺甲酸酯基數量者稱作碳酸酯系胺甲酸酯樹脂。
在一實施態樣中,酯系胺甲酸酯樹脂、醚系胺甲酸酯樹脂及碳酸酯系胺甲酸酯樹脂之固體成分酸值為0.1mgKOH/g以上且在50mgKOH/g以下,譬如為0.1mgKOH/g以上且在40mgKOH/g以下,或可為0.3mgKOH/g以上且在40mgKOH/g以下。 藉由固體成分酸值為所述範圍,例如可提升耐水解性,而可形成具有耐濕性之塗膜。並且,可確保優異耐蝕性。
構成具有羥基之共聚聚酯樹脂的聚羧酸可例示:草酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸等脂肪族聚羧酸、對酞酸、異酞酸、鄰酞酸、4,4"-二苯二甲酸、偏苯三甲酸等芳香族聚羧酸,多元醇成分可例示:乙二醇、丙二醇、三亞甲二醇、1,3-丁二醇、1.4-丁二醇、1.5-戊二醇、1.6-己二醇、新戊二醇、三羥甲丙烷、三羥甲乙烷、新戊四醇等。 本發明之共聚聚酯宜為將聚羧酸中之羰基與多元醇成分之羥基的當量比在1.0/1.001~1.0/2.0之範圍內摻混有過多羥基者,可藉由通常的酯交換法或直接酯化反應獲得。尤佳之當量比為1.0/1.01~1.0/1.5之範圍。
酸成分中可含之酸酐並無特別限定,可舉例如酞酸酐、四氫酞酸酐、六氫酞酸酐、甲基四氫酞酸酐、納迪克酸酐、偏苯三甲酸酐、焦蜜石酸酐、馬來酸酐、琥珀酸酐、十二烯琥珀酸酐等。
在調製含羥基聚酯樹脂時,除了酸成分及多元醇成分以外,還可使用其他反應成分。其他反應成分可舉例如單羧酸、羥基羧酸、內酯類、乾性油、半乾性油及該等之脂肪酸等。更具體而言,可舉例如Cardura E(Shell化學公司製)等單環氧化合物、內酯類。上述內酯類係可開環加成到多元羧酸及多元醇之聚酯類形成接枝鏈者,可舉例如β-丙內酯、二甲基丙內酯、丁內酯、γ-戊內酯、ε-己內酯、γ-己內酯、γ-辛內酯、巴豆內酯(crotolactone)、δ-戊內酯、δ-己內酯等。其中又以ε-己內酯最佳。
藉由例如公知方法使含羥基聚酯樹脂與脂肪族二異氰酸酯化合物反應,可調製酯系胺甲酸酯樹脂。
本揭示之塗料組成物除了塗膜形成樹脂(A)外,亦可進一步使用熱塑性樹脂。 熱塑性樹脂可舉例如:氯化聚乙烯、氯化聚丙烯等氯化烯烴系樹脂;以氯乙烯、乙酸乙烯酯、二氯亞乙烯等作為單體成分之均聚物或共聚物;纖維素系樹脂;縮醛樹脂;醇酸樹脂;氯化橡膠系樹脂;改質聚丙烯樹脂(酸酐改質聚丙烯樹脂等);氟樹脂(譬如二氟亞乙烯樹脂、氟乙烯樹脂、氟化烯烴與乙烯基醚之共聚物、氟化烯烴與乙烯酯之共聚物)等。 熱塑性樹脂可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。藉由併用熱塑性樹脂,可獲得更良好的塗膜物性,例如塗膜強度、延伸率等。
[交聯劑(B)] 交聯劑(B)係會與塗膜形成樹脂(A)反應而形成硬化塗膜者。 交聯劑(B)可舉聚異氰酸酯化合物;聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基業經含活性氫化合物封端之嵌段聚異氰酸酯化合物(有時記載為「BI」);胺基樹脂;酚樹脂等。 該等中,以包含選自嵌段聚異氰酸酯化合物及胺基樹脂中之1種以上為佳。藉由包含所述交聯劑(B),可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。
構成聚異氰酸酯化合物及上述嵌段聚異氰酸酯化合物的聚異氰酸酯化合物並無特別限制,可使用以往公知之物。具體例可舉例如:1,4-四亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、1,12-十二亞甲基二異氰酸酯、環己烷-1,3-或1,4-二異氰酸酯、1-異氰酸基-3-異氰酸甲基-3,5,5-三甲基環己烷(別名為異佛酮二異氰酸酯;IPDI)、二環己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(別名:氫化MDI)、2-或4-異氰酸環己基-2'-異氰酸基環己基甲烷、1,3-或1,4-雙-(異氰酸基甲基)-環己烷、雙-(4-異氰酸基-3-甲基環己基)甲烷、1,3-或1,4-α,α,α',α'-四甲基伸茬基二異氰酸酯、2,4-或2,6-二異氰酸甲苯、2,2'-、2,4'-或4,4'-二異氰酸二苯甲烷(MDI)、1,5-萘二異氰酸酯、對伸苯基二異氰酸酯或間伸苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、二苯基-4,4'-二異氰酸酯等。又,可使用各二異氰酸酯彼此之環化聚合物(三聚異氰酸酯型),亦可使用異氰酸酯・縮二脲物(縮二脲型)、加成物型。聚異氰酸酯化合物可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。三聚異氰酸酯型聚異氰酸酯化合物係可在本發明中適宜使用之物中的1個。
例如,聚異氰酸酯化合物宜使用分子內含有1個以上芳香族官能基之芳香族聚異氰酸酯化合物。藉由使用芳香族聚異氰酸酯化合物,可提升塗膜之耐濕性並且可提升塗膜強度。適宜使用的芳香族聚異氰酸酯化合物可舉2,4-或2,6-二異氰酸甲苯(TDI)、2,2'-2,4'-或4,4'-二異氰酸二苯甲烷(MDI)、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、萘二異氰酸酯(NDI)等。
構成嵌段聚異氰酸酯化合物之聚異氰酸酯化合物之依據JIS K 7301-1995測定之異氰酸酯基含有率,在聚異氰酸酯化合物之固體成分中通常為3~20%,較佳為5~15%。藉由異氰酸酯基含有率在上述範圍內,塗膜之硬化性會更良好。又,可抑制所得塗膜的交聯密度變得過高,而可使耐蝕性良好。
用於嵌段聚異氰酸酯化合物之含活性氫化合物(封端化劑)並無特別限制,可舉具有-OH基(醇類、酚類等)、=N-OH基(肟類等)、=N-H基(胺類、醯胺類、醯亞胺類、內醯胺類等)之化合物、或具有-CH2 -基(活性亞甲基)之化合物、唑類。具體例可舉例如:酚、甲酚、茬酚、ε-己內醯胺、σ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺、甲醇、乙醇、n-、i-或三級丁醇、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、苯甲醇、甲醯胺肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、二乙醯單肟、二苯基酮肟、環己烷肟(cyclohexane oxime)、丙二酸二甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯丙酮、吡唑等。含活性氫化合物可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
嵌段聚異氰酸酯化合物之因熱而解離之解離溫度係與構成其之聚異氰酸酯化合物及含活性氫化合物的種類、或觸媒的有無及其量相關,在本發明中,宜使用因熱而解離之解離溫度(無觸媒狀態)為120~180℃的嵌段聚異氰酸酯化合物。藉由使用在該範圍內顯示解離溫度的嵌段聚異氰酸酯化合物,可提升塗料的穩定性,並且與塗膜形成樹脂(A)之交聯反應性佳,故可獲得耐濕性良好的塗膜。解離溫度為120~180℃的嵌段聚異氰酸酯化合物(e)可舉例如Sumika Covestro Urethane Co.,Ltd.製之Desmodur BL3175、TOSOH CO.製之Coronate 2554等。 在本說明書中,有時會將嵌段聚異氰酸酯化合物標記為(BI)。
胺基樹脂可舉三聚氰胺樹脂、脲樹脂等,其中又宜使用三聚氰胺樹脂。「三聚氰胺樹脂」一般意指由三聚氰胺與醛合成之熱硬化性樹脂,且於三
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核1分子中具有3個反應性官能基-NX1 X2 。三聚氰胺樹脂可例示以下4種:含有-N-(CH2 OR)2 [R為烷基,以下相同]作為反應性官能基之完全烷基型;含有-N-(CH2 OR)(CH2 OH)作為反應性官能基之羥甲基型;含有-N-(CH2 OR)(H)作為反應性官能基之亞胺基型;含有-N-(CH2 OR)(CH2 OH)與-N-(CH2 OR)(H)、或含有-N-(CH2 OH)(H)作為反應性官能基之羥甲基/亞胺基型。 在本發明中,上述三聚氰胺樹脂之中,又宜使用1分子中平均具有1個以上羥甲基或亞胺基之三聚氰胺樹脂(以下稱為胺基樹脂(f))、亦即羥甲基型、亞胺基型或羥甲基/亞胺基型三聚氰胺樹脂或該等之混合物。 三聚氰胺樹脂可舉例如Allnex Japan公司製之商品名MYCOAT 715等。 三聚氰胺樹脂等胺基樹脂即使在無觸媒下仍與塗膜形成樹脂(A)之交聯反應性優異,而可獲得耐濕性良好的塗膜。 在本說明書中,有時會將三聚氰胺樹脂標記為(MF)。
相對於塗膜形成樹脂(A)之固體成分100質量份,本發明之交聯劑(B)之量以固體成分計為1質量份以上且在150質量份以下,譬如為2質量份以上且在150質量份以下。藉由以所述條件包含交聯劑(B),可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 在一實施態樣中,相對於塗膜形成樹脂(A)之固體成分100質量份,交聯劑(B)之量以固體成分計為5質量份以上且在95質量份以下。 藉由以所述條件包含交聯劑(B),可更良好地推進與塗膜形成樹脂(A)之交聯反應,而塗膜之透濕性會更良好,進而塗膜之耐濕性更良好。除此之外,耐蝕性亦會更良好。 又,可使塗膜中所含之鎂氧化物(C)長期穩定地溶出,而可獲得更優異的耐蝕性。
[體質顏料] 本發明之塗料組成物可更含有選自於由碳酸鈣、硫酸鋇、黏土、滑石、雲母及二氧化矽所構成群組中之至少1種體質顏料。 藉由含有體質顏料,可更提升塗膜強度,而可在不損及由本揭示之塗料組成物形成之塗膜物性的前提下於塗膜表面產生凹凸。藉此,可更提升與表塗塗膜的密著性。並且,可使耐濕性變得更良好。 在一實施態樣中,相對於塗膜形成樹脂(A)及交聯劑(B)之固體成分合計100質量份,體質顏料之量為1質量份以上且在40質量份以下,譬如為10質量份以上且在30質量份以下。 藉由體質顏料之量在所述範圍內,可提升耐濕性。並且,可抑制塗膜的透濕性變得過高,而例如可抑制水過度滲入塗膜,進而可提升塗膜之耐濕性。
[耦合劑] 本揭示之塗料組成物可更含有選自於由矽烷系耦合劑、鈦系耦合劑及鋯系耦合劑所構成群組中之至少1種耦合劑。 藉由添加耦合劑,可更提升基底(被塗物)與由本揭示之塗料組成物形成之塗膜的密著性,而可更提升塗膜之耐濕性。
耦合劑並無特別限制,可使用以往公知之物。適宜使用的耦合劑之具體例可舉Dow Toray Co.,Ltd.製之Z-6011、Z-6040等矽烷系耦合劑;Matsumoto Fine Chemical Co. Ltd.製之ORGATIX TC-401、ORGATIX TC-750等鈦系耦合劑;Matsumoto Fine Chemical Co. Ltd.製之ORGATIX ZC-580、ORGATIX ZC-700等鋯系耦合劑。其中,又宜使用矽烷系耦合劑。 相對於塗膜形成性樹脂(A)及交聯劑(B)之固體成分合計100質量份,耦合劑之量可為0.1質量份以上且在20質量份以下,譬如可為0.5質量份以上且在10質量份以下。 藉由耦合劑之量在所述範圍內,可提升耐濕性,且可良好維持塗料組成物之儲存穩定性。
[硬化觸媒] 使用嵌段聚異氰酸酯化合物及/或聚異氰酸酯化合物作為交聯劑(B)時,本發明之塗料組成物亦可含有硬化觸媒。 硬化觸媒可舉例如錫觸媒、胺觸媒、鉛觸媒等,其中又宜使用有機錫化合物。有機錫化合物譬如可使用二月桂酸二丁錫(DBTL)、氧化二丁錫、四正丁基-1,3-二乙醯氧基錫氧烷(tetra-n-butyl-1,3-diacetoxy stannoxane)等。相對於塗膜形成樹脂(A)及交聯劑(B)之固體成分合計100質量份,硬化觸媒之量可為0.1質量份以上且在10質量份以下,譬如可為0.1質量份以上且在1.0質量份以下。藉由硬化觸媒之量在所述範圍內,例如可良好維持塗料組成物之儲存穩定性。
又,使用胺基樹脂作為交聯劑(B)時,本發明之塗料組成物亦可含有硬化觸媒。 此時的硬化觸媒可舉例如羧酸、磺酸之類的酸觸媒等,其中又宜使用十二基苯磺酸、對甲苯磺酸等。相對於塗膜形成性樹脂(A)及交聯劑(B)之固體成分合計100質量份,硬化觸媒之含量例如為0.1質量份以上且在10質量份以下,亦可為0.1質量份以上且在1.0質量份以下。 藉由硬化觸媒之量在所述範圍內,例如可良好維持塗料組成物之儲存穩定性。
[其他添加劑] 本揭示之塗料組成物亦可視需求含有上述以外之其他添加劑。 作為其他添加劑,有例如:本揭示之鎂氧化物(C)以外之防鏽顏料;上述體質顏料以外之體質顏料;著色顏料、染料等著色劑;光亮性顏料;溶劑;紫外線吸收劑(二苯基酮系紫外線吸收劑等);抗氧化劑(酚系、硫化物系、受阻胺系抗氧化劑等);塑化劑;表面調整劑(聚矽氧、有機高分子等);止垂流劑;增稠劑;蠟等滑劑;顏料分散劑;顏料濕潤劑;調平劑;防色分離劑;防沉澱劑;消泡劑;防腐劑;防凍結劑;乳化劑;防黴劑;抗菌劑;穩定劑等。 該等添加劑可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
在不損及透過本揭示發揮的效果之範圍內,除了本揭示之鎂氧化物(C)外,還可併用非鉻系防鏽顏料。 可舉例如:鉬酸鹽顏料(鉬酸鋅、鉬酸鍶等)、磷鉬酸鹽顏料(磷鉬鋁系顏料等)、鈣二氧化矽系顏料、磷酸鹽系防鏽顏料、矽酸鹽系防鏽顏料、釩酸鹽系防鏽顏料、氫氧化鈣、氫氧化鎂、本請求項以外之氧化鎂等第2元素之氫氧化物或氧化物等非鉻系防鏽顏料。 該等可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。本發明之塗料組成物因包含預定鎂氧化物(C)而會充分展現高耐蝕性,視需求還可更含有如上述之鎂氧化物(C)以外的防鏽顏料。
可在不損及所得塗膜之耐濕性、防鏽性、彎折加工性等之範圍內,添加氧化鋁、膨土等作為除了已在前說明詳細內容之體質顏料以外的其他顏料。該等可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
著色顏料可舉例如:二氧化鈦、碳黑、石墨、氧化鐵、煤粉等著色無機顏料;酞青藍、酞青綠、喹吖酮、苝、蒽嘧啶(anthrapyrimidine)、咔唑紫、蒽吡啶(anthrapyridine)、偶氮橙、陰丹士林特黃、異吲哚啉黃、偶氮黃、陰丹士林藍、二溴蔥酮紅、苝紅、偶氮紅、蒽醌紅等著色有機顏料;鋁粉、氧化鋁粉、青銅粉、銅粉、錫粉、鋅粉、磷化鐵、微粒化鈦等。該等可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
光亮性顏料可舉例如:鋁箔、青銅箔、錫箔、金箔、銀箔、鈦金屬箔、不鏽鋼箔、鎳/銅等的合金箔、箔狀酞青藍等箔顏料。該等可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
溶劑可舉例如:水;乙二醇單丁基醚(丁賽璐蘇)、二乙二醇單丁基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯等二醇系有機溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇等醇系有機溶劑;二㗁烷、四氫呋喃等醚系有機溶劑;3-甲氧基丁基乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯等酯系有機溶媒;甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮、環己酮、異佛酮等酮系有機溶劑;以及,N-甲基-2-吡咯啶酮、甲苯、戊烷、異戊烷、己烷、異己烷、環己烷、溶劑石油腦、礦油精、SOLVESSO 100、SOLVESSO 150(皆為芳香族烴系溶劑,Shell化學公司製)等。該等可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。 本發明之塗料組成物可為水系塗料,亦可為有機溶劑系塗料。
[塗料組成物之調製方法] 調製本揭示之塗料組成物的方法無特別限定。本揭示之塗料組成物例如可藉由將塗膜形成性樹脂(A)、交聯劑(B)及鎂氧化物(C)、以及任意使用之熱塑性樹脂、體質顏料、耦合劑、硬化觸媒及其他添加劑,使用輥磨機、球磨機(ball mill)、珠磨機(beads mill)、卵石磨機、砂磨機、罐式磨機(pot mill)、塗料振盪器(paint shaker)、分散器等混合機加以混合而調製。 或者,本揭示之塗料組成物亦可為由包含塗膜形成性樹脂(A)及鎂氧化物(C)之主劑成分與包含交聯劑(B)之交聯劑成分構成的2液型塗料。
本發明之塗料組成物亦可作為底塗塗料來應用,該底塗塗料亦稱為底漆。又,亦可作為重疊在底塗塗料上之表塗塗料。並且亦可作為中塗塗料,該中塗塗料係形成為底塗塗料與表塗塗料之中間層。 或者,本發明之塗料組成物亦可不是用於形成多層塗膜,而是作為用以形成單層塗膜之塗料組成物使用。 本發明之塗料組成物不論用於多層塗膜之任何部位皆可發揮優異耐蝕性及耐濕性。其中,本發明之塗料組成物用來作為底塗塗料較理想。本發明之塗料組成物以外的底塗塗料、表塗塗料及中塗塗料可為以往公知之物,例如底塗塗料可舉以往公知之非鉻系防鏽塗料等,表塗塗料與中塗塗料可舉聚酯樹脂系塗料、氟樹脂系塗料等。
[被塗物] 要形成由本發明之防鏽塗料組成物所成之塗膜的被塗物,只要為要求耐蝕性者則無特別限制。可舉例如成為預塗覆金屬(塗裝鋼板)等之基材之鋼板。 鋼板可例示譬如鍍鋅鋼板或冷軋鋼板、不鏽鋼板、鋁板等。鍍鋅鋼板可例示活用鋅之犧牲性防蝕之含鋅鍍敷鋼板,具體上為熔融鍍鋅鋼板、電鍍鋅鋼板、合金化熔融鍍鋅鋼板、鋁-鋅鍍敷鋼板、鎳-鋅鍍敷鋼板、鎂-鋁-鋅鍍敷鋼板、鎂-鋁-二氧化矽-鋅鍍敷鋼板等。鋼板宜為在塗裝前藉由化學轉化處理劑施行了表面處理者。表面處理以公知方法進行即可,其例子包含鉻酸鹽處理、磷酸鋅處理等非鉻酸鹽處理等。另外,表面處理可因應所使用之鋼板來適當選擇,宜為不含重金屬之處理。
[防鏽塗膜之製造方法] 在另一實施態樣中,本揭示提供一種防鏽塗膜之製造方法,其包含以下步驟:塗裝步驟,將本揭示之防鏽塗料組成物塗裝於被塗物;及,在150℃以上且270℃以下之溫度下使塗料組成物硬化。 本發明之塗料組成物塗裝到被塗物之方法可採用輥塗機、無氣噴塗、靜電噴塗、簾流式塗佈機等以往公知之方法。 由本發明之塗料組成物形成之塗膜可藉由將塗料組成物塗佈於鋼板等被塗物後,進行將被塗物加熱之烘烤處理來形成。烘烤溫度(鋼板等被塗物達到的最高溫度)例如為150℃以上且在270℃以下,藉由在所述溫度下使本揭示之塗料組成物硬化,可形成具有充分強度之塗膜。由於可形成具有充分強度之塗膜,故可形成可更長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 烘烤時間(硬化時間)例如為10~200秒。例如,要形成由底塗塗膜與表塗塗膜之2層所構成之多層塗膜時,可在塗佈底塗塗料組成物後進行烘烤,然後塗佈表塗塗料組成物並進行表塗塗膜之烘烤,亦可在塗佈底塗塗料組成物後不進行烘烤,而以濕疊濕之方式塗佈表塗塗料組成物後,同時進行烘烤。 使用本發明之塗料組成物獲得之塗膜(以下稱為本發明塗膜)的膜厚(乾燥膜厚)通常為1~30µm,例如為表塗塗膜時宜為10~30µm。
[關於耐蝕性] 由本揭示之塗料組成物形成之塗膜例如在「利用酸性鹽水之浸漬-乾燥循環試驗 15循環」及「CCHC試驗 2,000小時」皆可顯示良好結果。 由於在該等試驗中可顯示良好結果,因此可兼具長期穩定的防鏽性與耐濕性。 在此,「利用酸性鹽水之浸漬-乾燥循環試驗」可根據日本專利特許第5857156號所示方法來測定。可認為藉由該試驗結果良好,例如可獲得具有在酸性環境條件下之防鏽性及長期穩定的防鏽性之塗膜。 又,「CCHC試驗 2,000小時」係有關塗膜膨脹的評估試驗,該試驗係將塗膜暴露在稱為CCHC(Cleveland Condensing Humidity Cabinet:ASTM D-2247-87-Type A2)之高溫高濕環境下2,000小時,藉此進行評估。 又,由於係將試驗時間設為2,000小時,故可認為即使塗膜暴露在更嚴苛之環境下,本揭示之塗膜仍可長期維持優異耐濕性。 本揭示之塗料組成物可在所述複數個試驗中顯示優異結果,而可形成兼具長期穩定的防鏽性與耐濕性之塗膜。 並且,即便在加工部、端面、交叉切痕部等亦可兼具良好的防鏽性與耐濕性。 而且,可抑制會因酸雨等生鏽的情形。 在本揭示中,在酸性環境條件下之防鏽性可根據使用有「酸性鹽水」之試驗來評估。並且,在本揭示中可獲得在酸性環境條件下之防鏽性佳的塗膜,例如可對酸雨展現優異防鏽性。
實施例 利用以下實施例更具體地說明本發明,惟本發明不限於該等。實施例中「份」及「%」只要無特別指明則依質量基準。
[鎂氧化物(C1)] 於表1列示有關實施例中使用之鎂氧化物(C1)~(C6)之各種條件及特性值。
[表1]
Figure 02_image001
以下,顯示比較例中使用之與本揭示之鎂氧化物(C)不同的材料。 ・氧化鎳;氧化鎳粉末II大粒徑(Kusaka rare metal products Co., Ltd.製)晶格常數:0419nm、BET比表面積:1.4m2 /g、平均粒徑:1.8µm ・磷酸三鈣(太平化學產業公司製) ・縮合磷酸鹽:K-WHITE #82(TAYCA公司製) ・釩酸鈣 又,釩酸鈣係利用以下方法調製。 [調製釩酸鈣] 將碳酸鈣(CaCO3 ) 46g、五氧化釩(V2 O5 ) 954g添加於水10L,升溫至60℃後,在該溫度下攪拌2小時。將所得反應產物(白色固體)水洗後,在100℃下乾燥後進行粉碎,藉此獲得釩酸鈣。
[調製塗膜形成樹脂(A1)(酯系胺甲酸酯樹脂1)] 在具備溫度計、冷凝器及攪拌機之反應容器中混合己二酸55質量份、酞酸酐6.1質量份、新戊二醇27質量份及丙二醇26.1質量份,並在氮氣流中慢慢升溫至230℃,餾去所生成的水的同時,進行酯化反應約10小時,直到酸值達1以下為止(脫水量:14.2質量份)。然後,使反應容器之溫度降至50℃後,混合環己酮135質量份及4,4'-二苯甲烷二異氰酸酯35質量份,在80℃下維持8小時使其反應而獲得酯系胺甲酸酯樹脂1(固體成分濃度:50質量%)。
除了將單體種類及量變更成如表2所示外,以與上述同樣方式調製出塗膜形成樹脂(A2)~(A8)(分別為酯系胺甲酸酯樹脂2~8)。於表2列示各樹脂之單體組成及分子量等各特性值。
[調製塗膜形成樹脂(A9)(醚系胺甲酸酯樹脂1)] 在具備溫度計、冷凝器及攪拌機之反應容器中混合PTMG650(Mitsubishi Chemical Co.製,聚伸丁二醇)100質量份、環己酮135質量份及4,4'-二苯甲烷二異氰酸酯35質量份,並在80℃下維持8小時使其反應而獲得醚系胺甲酸酯樹脂1(固體成分濃度:50質量%)。
[調製塗膜形成樹脂(A10)(碳酸酯系胺甲酸酯樹脂1)] 在具備溫度計、冷凝器及攪拌機之反應容器中混合DURANOL T5650E(旭化成公司製,聚碳酸酯二醇)100質量份、環己酮135質量份及4,4'-二苯甲烷二異氰酸酯35質量份,並在80℃下維持8小時使其反應而獲得碳酸酯系胺甲酸酯樹脂1(固體成分濃度:50質量%)。
[表2]
Figure 02_image003
[塗膜形成樹脂(A11)~(A13)] 除上述外,實施例及比較例中所使用之塗膜形成樹脂(A)之詳細內容如下。 ・塗膜形成樹脂(A11)(環氧樹脂1);E1255HX30(Mitsubishi Chemical Co.製,含羥基環氧樹脂)數量平均分子量:10,000,固體成分酸值:1.0mgKOH/g,玻璃轉移溫度:85℃,固體成分濃度:30質量% ・塗膜形成樹脂(A12)(聚酯樹脂1);Vylon UR4410(東洋紡公司製)數量平均分子量:10,000,固體成分酸值:0.5mgKOH/g,玻璃轉移溫度:56℃,固體成分濃度:40質量% ・塗膜形成樹脂(A13)(丙烯酸樹脂1);ACRYDIC A452(DIC公司製,丙烯酸樹脂)數量平均分子量:17,000,固體成分酸值:2.7mgKOH/g,玻璃轉移溫度:70℃,固體成分濃度:40質量%
[交聯劑(B1)、(B2)] 交聯劑(B)之詳細內容如下。 ・交聯劑(B1)(聚異氰酸酯化合物1);Desmodur BL3575(Sumika Covestro Urethane Co.,Ltd.製,嵌段聚異氰酸酯)六亞甲基二異氰酸酯(HDI)之嵌段物(三聚異氰酸酯型,封端劑:二甲基吡唑)、異氰酸酯基含有率:10.5質量%,固體成分濃度:75質量% ・交聯劑(B2)(胺基樹脂);MYCOAT 715(Allnex Japan公司製,亞胺基型三聚氰胺樹脂)固體成分濃度:80質量%
其他成分之詳細內容如下。 ・溶劑1:環己酮(昭榮化學工業公司製) ・溶劑2:SOLVESSO 150(Shell化學公司製) ・硬化觸媒;TVS KS-1260(共同藥品公司製,二月桂酸二丁錫)不揮發成分:100質量%
(實施例1) 將塗膜形成樹脂(A1) 142.9質量份、環己酮45.0質量份、SOLVESSO 150 45.0質量份及鎂氧化物(C1) 60質量份加以混合,並利用砂磨機(分散介質:玻璃珠)進行分散直到顏料粗粒之最大粒徑成為10µm以下,而調製出分散體組成物1。於所得分散體組成物1中加入交聯劑(B1)(Desmodur BL-3575,Sumika Covestro Urethane Co.,Ltd.製)38.1質量份及作為硬化觸媒之KS1260(共同藥品公司製)0.5質量份,以分散器混合均勻而調製出塗料組成物1。 將實施例1之組成之詳細內容列示於表3A。
[評估用塗板之製作方法] 將厚度0.4mm的鋁鋅鍍敷鋼板進行鹼脫脂後,將屬磷酸處理劑之SURFCOAT EC2310(Nippon Paint Surf Chemicals Co., Ltd.製)塗佈於鋼板表面及背面,藉此施行無鉻化學轉化處理後予以乾燥。 接著,於所得鋼板背面以使乾燥塗膜成為7µm之方式塗佈上述獲得之塗料組成物1,在最高到達溫度180℃下進行烘烤30秒,而形成了背面塗膜。 另一方面,於上述鋼板表面以使乾燥塗膜成為5µm之方式塗佈實施例1~33、比較例1~7之任一塗料組成物,在最高到達溫度200℃下進行烘烤30秒,而形成了表面底塗塗膜。並且,於上述表面底塗塗膜上以乾燥塗膜成為10µm之方式塗佈聚酯系表塗塗料NIPPE SUPER COAT 300HQ(Nipponpaint Industrial Coatings Co.,LTD.製),在最高到達溫度210℃下進行烘烤40秒,形成表面表塗塗膜而獲得評估用塗裝鋼板。
(實施例2~33、比較例1~7) 以下,只要未特別提及,則係使用以上述方式形成之塗裝鋼板進行了各種物性評估。針對其他實施例、比較例也同樣形成塗膜。 針對實施例,係於表3A~表3G列示各種條件,並於表4A~表4G列示評估結果等。又,針對比較例係列示於表5A及表5B。 除了如表3A等所記載地變更各成分之種類及量外,以與實施例1同樣方式調製塗料組成物。
(參考例1) 關於參考例1,係取代磷酸處理劑(SURFCOAT EC2310)而在鋼板表面及背面塗佈鉻酸鹽系處理劑NRC300(Nippon Paint Surf Chemicals Co., Ltd.製),施行鉻酸鹽處理,並以相同條件塗佈含鉻酸鍶之符合的底塗塗料NIPPE SUPER COAT 667 PRIMER(Nipponpaint Industrial Coatings Co.,LTD.製)及表塗塗料NIPPE SUPER COAT 300HQ(Nipponpaint Industrial Coatings Co.,LTD.製)後,進行烘烤乾燥。於表5A、表5B分別列示各種條件與評估結果。
(溶解至人工酸性海水之溶解度的測定程序) 作為酸性且含硫酸根之溶液,係參考在JIS G 0594循環腐蝕試驗方法規定之B法中使用之酸性鹽水溶液。 亦即,使用MARINE ART SF-1(富田製藥公司製)作為近似JIS G 0594所規定之人工海水組成者,且以4.2.2項中規定之硝酸與硫酸之混合液調整成pH=2.5而做成人工酸性海水。 接著,於聚乙烯製細口瓶添加上述人工酸性海水100g及顏料(鎂氧化物)1g,並投入攪拌子,在室溫下攪拌4小時。 然後,在室溫下放置24小時後,以附有注射器過濾器之注射器採取上清液,使用ICP發光分析裝置ICPS-7510(島津製作所公司製)測定元素濃度。針對人工酸性海水亦同樣測定元素濃度。以從上清液所含之鎂金屬離子濃度減去人工酸性海水所含之鎂金屬離子濃度而得之值作為相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g鎂氧化物(C)之水溶液中之鎂金屬離子濃度。
(純水中之導電度的測定程序) 於聚乙烯製細口瓶添加離子交換水100g及顏料(鎂氧化物)1g,並投入攪拌子,在室溫下攪拌4小時。然後使用導電度計CM-42X(DKK-TOA Corporation製)測定導電度。
(3)評估項目 1)耐沸水性試驗 將上述獲得之塗裝鋼板裁切成5cm×10cm後,將所得試驗片浸漬在約100℃的沸水中2小時然後取出,依據ASTM D714-56評估表面側的塗膜外觀(平面部膨脹評估)。 在此,ASTM D714-56係針對各膨脹之大小(平均徑長)與密度,對比標準判定照片進行評估並顯示等級符號。關於大小,係依8(直徑約1mm)、6(直徑約2mm)、4(直徑約3mm)及2(直徑約5mm)之順序分級為4階段,關於密度係從較小者起分級為F、FM、M、MD、D之5階段,無膨脹的話則評為10。8FM以上之評分評估為良好。 又,針對在約100℃的沸水中浸漬2小時後之塗裝鋼板試驗片,進行百格膠帶附著試驗(cross cut tape adhesion test)(百格密著性試驗)來評估。百格膠帶附著試驗係依據JIS K 5400 8.5.2(1990)之百格膠帶法,將間隙間隔為1mm,製出100個交叉點,使玻璃紙黏著膠帶密著於該表面,調查急遽剝除時在塗面殘留的交叉點數量。
2)耐濕性試驗(CCHC試驗) 將塗裝鋼板裁切成5cm×10cm後,將所得試驗片在以純水做成50℃×98RH%的條件下放置500小時後,以與耐沸水性試驗同樣方式依據ASTM D714-56進行平面部的膨脹評估。8FM以上之評分評估為良好。在該試驗中,係使用大型濕潤試驗機(Suga Test Instruments Co.,Ltd.製)。
3)耐蝕性試驗 將所得之塗裝鋼板裁切成5cm×15cm。此時,係從表面與從背面交替進行裁切,以使各試驗片之截面具有上毛邊(從背面裁切)與下毛邊(從表面裁切)之兩者的方式製作出試驗片。 接著,在表面側中央部以到達基底之方式利用切割刀劃出窄角30度且切割寬度0.5mm之交叉切痕,且以防鏽塗料密封塗裝鋼板上部邊緣部,並於下端部設置4T彎折加工部(在加工後移除4片板材)。 又,所謂4T彎折加工係指以塗裝板之表面部為外側進行彎折,並於其內側夾住4片與塗裝板相同厚度之板材,利用虎鉗將上述塗裝板進行180度彎折之加工,並且在加工後移除4片板材而供於試驗。
於圖1顯示以上述方式製得之塗裝鋼板試驗片的示意圖。圖1(A)係示意顯示所得塗裝鋼板試驗片10之上毛邊的截面20及下毛邊截面30的圖。另外,塗裝鋼板試驗片10具有塗膜表面11與塗膜背面12。 圖1(B)係顯示在耐蝕性試驗中所用之塗裝鋼板試驗片10上設置之交叉切痕部40及4T彎折加工部50的示意圖。另,塗裝鋼板試驗片10具有上毛邊21及下毛邊31。
針對所得各塗裝鋼板試驗片依據JIS K 5600-7-9A JASO M609進行了複合循環性腐蝕試驗(CCT)。以(在35℃下噴霧5%食鹽水2小時)-(在60℃下乾燥4小時)-(在50℃且RH95%以上之耐濕試驗機內靜置2小時)作為1循環,進行120循環試驗(合計960小時)。根據下述評估方法及評估基準,評估該試驗後之塗裝鋼板試驗片的邊緣部、交叉切痕部及4T彎折加工部的狀態。皆將4分以上評估為良好。 使用裝置:複合循環性試驗機CYP-90(Suga Test Instruments Co.,Ltd.製)
(耐蝕性試驗:4T彎折加工部) 求算4T彎折加工部之鏽部的合計長度,並依以下基準進行評估。 5:沒有觀察到生鏽。 4:雖觀察到白鏽,但小於10mm。 3:白鏽為10mm以上且小於25mm。 2:白鏽為25mm以上且小於40mm。 1:觀察到40mm以上的白鏽或產生紅鏽。
(耐蝕性試驗:邊緣部) 求算塗裝鋼板試驗片之左右長邊(亦即,具有上毛邊之長邊與具有下毛邊之長邊)的邊緣潛變寬度(膨脹寬度)的平均值,並依以下基準進行評估。 5:膨脹寬度小於5mm。 4:膨脹寬度在5mm以上且小於10mm。 3:膨脹寬度在10mm以上且小於15mm。 2:膨脹寬度在15mm以上且小於20mm。 1:膨脹寬度在20mm以上。
(耐蝕性試驗:交叉切痕部) 利用在0.5mm之切割寬度的基底露出部中之產生白鏽的長度比率及交叉切痕部之左右的膨脹寬度(兩側之和)的平均值,依以下基準評估交叉切痕部之腐蝕狀態。 5:基底露出部中之產生白鏽的長度比率小於25%,並且膨脹寬度小於3mm。 4:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為25%以上且小於50%,並且膨脹寬度小於3mm。 3:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為50%以上,並且膨脹寬度小於3mm。 2:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為50%以上,並且膨脹寬度為3mm以上且小於5mm。 1:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為50%以上,並且膨脹寬度為5mm以上。
4)耐鹼性試驗 將所得各塗裝鋼板裁切成5cm×10cm後,將各試驗片浸漬於23℃之5%氫氧化鈉水溶液中48小時後取出,再以水洗淨後,在室溫下乾燥。針對該塗裝鋼板試驗片,以與耐沸水性試驗同樣方式依據ASTM D714-56進行平面部的膨脹評估。8FM以上之評分評估為良好。
5)耐酸性試驗 將上述獲得之各塗裝鋼板裁切成5cm×10cm後,將所得試驗片浸漬於23℃之5%硫酸水溶液中48小時後取出,在室溫下乾燥。針對該塗裝鋼板試驗片,以與耐沸水性試驗同樣方式依據ASTM D714-56進行平面部的膨脹評估。8FM以上之評分評估為良好。
6)利用酸性鹽水之浸漬-乾燥循環試驗 (調整試驗板) 將上述獲得之各塗裝鋼板裁切成5cm×10cm後,以與耐蝕性試驗的情況同樣方式在所得試驗片的下端部設置4T彎折加工部。
(調整酸性鹽水) 作為酸性且含硫酸根之溶液,係參考在JIS G 0594循環腐蝕試驗方法規定之B法中使用之酸性鹽水溶液。亦即,使用MARINE ART SF-1(富田製藥公司製)作為近似JIS G 0594所規定之人工海水組成者,且以4.2.2項中規定之硝酸與硫酸之混合液調整成pH=2.5而做成酸性鹽水。
(試驗條件) 針對所得之各塗裝鋼板試驗片,將在23℃條件下浸漬6小時→乾燥18小時設為1循環,進行15循環試驗(合計360小時)。根據下述評估方法及評估基準,評估試驗後之塗裝鋼板試驗片的邊緣部、交叉切痕部及4T彎折加工部的狀態。皆將4分以上評估為良好。
(利用酸性鹽水之試驗:4T彎折加工部) 求算4T彎折加工部之鏽部的合計長度,並依以下基準進行評估。 5:沒有觀察到生鏽。 4:雖觀察到白鏽,但小於10mm。 3:白鏽為10mm以上且小於25mm。 2:白鏽為25mm以上且小於40mm。 1:觀察到40mm以上的白鏽或產生紅鏽。
(利用酸性鹽水之試驗:邊緣部) 求算塗裝鋼板試驗片之左右長邊(亦即,具有上毛邊之長邊與具有下毛邊之長邊)的邊緣潛變寬度(膨脹寬度)的平均值,並依以下基準進行評估。 5:膨脹寬度小於5mm。 4:膨脹寬度在5mm以上且小於10mm。 3:膨脹寬度在10mm以上且小於15mm。 2:膨脹寬度在15mm以上且小於20mm。 1:膨脹寬度在20mm以上。
(利用酸性鹽水之試驗:交叉切痕部) 利用在0.5mm之切割寬度的基底露出部中之產生白鏽的長度比率及交叉切痕部之左右的膨脹寬度(兩側之和)的平均值,依以下基準評估交叉切痕部之腐蝕狀態。 5:基底露出部中之產生白鏽的長度比率小於25%,並且膨脹寬度小於3mm。 4:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為25%以上且小於50%,並且膨脹寬度小於3mm。 3:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為50%以上,並且膨脹寬度小於3mm。 2:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為50%以上,並且膨脹寬度為3mm以上且小於5mm。 1:基底露出部中之產生白鏽的長度比率為50%以上,並且膨脹寬度為5mm以上。
針對各實施例及比較例之評估結果之詳細內容,係列示於表4A~表4G及表5B。
[表3A]
Figure 02_image005
[表3B]
Figure 02_image007
[表3C]
Figure 02_image009
[表3D]
Figure 02_image011
[表3E]
Figure 02_image013
[表3F]
Figure 02_image015
[表3G]
Figure 02_image017
[表4A]
Figure 02_image019
[表4B]
Figure 02_image021
[表4C]
Figure 02_image023
[表4D]
Figure 02_image025
[表4E]
Figure 02_image027
[表4F]
Figure 02_image029
[表4G]
Figure 02_image031
[表5A]
Figure 02_image033
[表5B]
Figure 02_image035
根據實施例之結果,本發明之防鏽塗料組成物可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。除此之外,還可形成即便在酸性環境條件下仍會長期展現優異防鏽性之塗膜。因此,例如亦可抑制會因「酸雨」等而生鏽的情形。 並且,可抑制或大幅減低塗膜之耐濕性降低的情況,而且也可抑制或大幅減少塗膜發生膨脹。 並且,只要為本揭示之防鏽塗料組成物,在可具有各種形狀之被塗物中,不僅在平面狀之被塗物表面,即便在例如加工部、端面、交叉切割部等亦可充分呈現出由塗膜所帶來之保護效果。 在此,若比較參考例1所示之經施行鉻酸鹽處理之試驗片與本發明之表面處理鋼材,則本發明之防鏽塗料組成物可展現與含鉻之塗料組成物同等或其以上之防鏽性。
另一方面,比較例1~3之氧化鎂之BET比表面積及晶格常數在本發明之鎂氧化物(C)之範圍外。因此,所形成之塗膜無法展現充分的防鏽性及耐濕性。 比較例4~7不含本發明之鎂氧化物(C)。因此,所形成之塗膜無法展現充分的防鏽性及耐濕性。
產業上之可利用性 本發明之防鏽塗料組成物可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。 又,只要為本發明之塗膜之製造方法,便可形成可長期展現優異防鏽性並且展現優異耐濕性之塗膜。
10:塗裝鋼板試驗片 11:塗膜表面 12:塗膜背面 20:上毛邊的截面 21:上毛邊 30:下毛邊的截面 31:下毛邊 40:交叉切痕部 50:4T彎折加工部
圖1A係顯示耐蝕性試驗所用之塗裝鋼板試驗片之截面概要的示意圖。 圖1B係顯示設於耐蝕性試驗所用之塗裝鋼板試驗片上之交叉切痕部及4T彎折加工部的示意圖。
(無)

Claims (14)

  1. 一種防鏽塗料組成物,包含:塗膜形成樹脂(A)、交聯劑(B)及鎂氧化物(C); 其中前述鎂氧化物(C)之晶格常數小於0.4214nm,且 BET比表面積為2.0m2 /g以下。
  2. 如請求項1之防鏽塗料組成物,前述防鏽塗料組成物包含前述鎂氧化物(C),前述鎂氧化物(C)係在相對於人工酸性海水溶液100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中鎂金屬離子濃度為70ppm以下者。
  3. 如請求項1或2之防鏽塗料組成物,其中前述鎂氧化物(C)包含下述化合物:在相對於純水100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中導電度為320µS/cm以下之化合物。
  4. 如請求項1至3中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述鎂氧化物(C)包含在1,000℃以上之溫度下燒成之鎂燒成物。
  5. 如請求項1至4中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述鎂氧化物(C)在相對於純水100g添加了1g前述鎂氧化物(C)之水溶液中之pH為8以上且在12以下,並且 平均粒徑為0.5µm以上且在20µm以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述鎂氧化物(C)為氧化鎂。
  7. 如請求項1至6中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述塗膜形成樹脂(A)包含選自於由環氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種。
  8. 如請求項1至7中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述塗膜形成樹脂(A)包含選自於由胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種,並且 前述胺甲酸酯樹脂具有-50℃以上且在70℃以下之玻璃轉移溫度。
  9. 如請求項1至8中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述塗膜形成樹脂(A)包含選自於由胺甲酸酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種,且前述胺甲酸酯樹脂包含選自於由酯系胺甲酸酯樹脂、醚系胺甲酸酯樹脂及碳酸酯系胺甲酸酯樹脂所構成群組中之至少1種。
  10. 如請求項1至9中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述塗膜形成樹脂(A)具有1,000以上且在40,000以下之數量平均分子量。
  11. 如請求項1至10中任一項之防鏽塗料組成物,其中前述塗膜形成樹脂(A)包含選自於由酯系胺甲酸酯樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂及該等之改質物所構成群組中之至少1種。
  12. 如請求項11之防鏽塗料組成物,其中前述酯系胺甲酸酯樹脂、前述環氧樹脂及前述聚酯樹脂中之至少1者之固體成分酸值為30mgKOH/g以下。
  13. 如請求項1至12中任一項之防鏽塗料組成物,其中相對於前述塗膜形成樹脂(A)之固體成分與前述交聯劑(B)之固體成分之合計100質量份,以1質量份以上且在150質量份以下之範圍包含前述鎂氧化物(C)。
  14. 一種防鏽塗膜之製造方法,包含以下步驟:塗裝步驟,係將如請求項1至13中任一項之防鏽塗料組成物塗裝於被塗物;及,在150℃以上且270℃以下之溫度下使前述防鏽塗料組成物硬化。
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