(57)【要約】【課題】本発明は、高い耐食性を有する被膜を提供することを課題とする。【解決手段】アクリル樹脂構成単位と、エポキシ樹脂構成単位と、ポリシロキサン構成単位とを含む複合樹脂であって、当該複合樹脂に対する当該ポリシロキサン構成単位の比率が、SiO2に換算して、1.5〜12重量%である、複合樹脂を使用することによって、前記課題を解決することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル樹脂構成単位と、
エポキシ樹脂構成単位と、
ポリシロキサン構成単位と、
を含む複合樹脂であって、
当該複合樹脂に対する当該ポリシロキサン構成単位の比率が、SiO2に換算して、1.5〜12重量%である、複合樹脂。
【請求項２】
前記複合樹脂に対する前記ポリシロキサン構成単位の比率が、SiO2に換算して、2〜10重量%である、請求項１に記載の複合樹脂。
【請求項３】
基材と、
当該基材を被覆する、請求項１又は２に記載の複合樹脂を含む被膜と、
を含む、被覆基材。
【請求項４】
前記基材が、その表面に水酸基を有する金属基材である、請求項３に記載の被覆基材。
【請求項５】
前記被膜の厚さが1〜50μmである、請求項３又は４に記載の被覆基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合樹脂に関する。また、本発明は、複合樹脂を含む被膜で被覆した被覆基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な用途で使用される基材の表面には、その用途において必要とされる機能を有する被膜が形成されている。被膜の機能としては、例えば、耐食性、耐水性、絶縁性、耐候性を挙げることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１は、耐候性及び防錆性を付与するために、耐候性鋼の表面に、（a）湿気硬化型樹脂、（b）防錆顔料、（c）腐食イオン固定化剤、及び（d）カップリング剤を含む付着性付与塗膜（A）を形成し、次に、乾燥膜厚50〜90μmの着色上塗塗膜（B）を形成することを開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、耐食性を付与するために、電磁鋼板の表面に、ポリシロキサンとC元素を有する重合体とからなる複合樹脂を含む絶縁被膜を形成することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６００１８号公報
【特許文献２】特開２００７−１９７８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２は、所定の試験（例えば、湿潤試験、塩水噴霧試験）を実施することによって、被膜が所望の機能を有していることを確認している。しかしながら、これらの被膜は、より過酷な条件、例えば、次の組成を有する凝縮水（Cl-: 4,000 ppm、SO42-: 2,000 ppm、pH 2）に耐えることはできない。
従って、本発明は、高い耐食性を有する被膜を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、アクリル樹脂と、エポキシ樹脂と、ポリシロキサンとがその構成単位（モノマー）レベルで互いに複合化されている複合樹脂を使用し、且つ複合樹脂におけるポリシロキサンの量を所定の範囲とすることによって、当該複合樹脂から形成される被膜が高い耐食性を有することを見出した。
【０００８】
本発明は以下の実施形態を含む。
［１］アクリル樹脂構成単位と、エポキシ樹脂構成単位と、ポリシロキサン構成単位とを含む複合樹脂であって、当該複合樹脂に対する当該ポリシロキサン構成単位の比率が、SiO2に換算して、1.5〜12重量%である、複合樹脂。
［２］前記複合樹脂に対する前記ポリシロキサン構成単位の比率が、SiO2に換算して、2〜10重量%である、［１］に記載の複合樹脂。
［３］基材と、当該基材を被覆する、［１］又は［２］に記載の複合樹脂を含む被膜とを含む、被覆基材。
［４］前記基材が、その表面に水酸基を有する金属基材である、［３］に記載の被覆基材。
［５］前記被膜の厚さが1〜50μmである、［３］又は［４］に記載の被覆基材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い耐食性を有する被膜を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜複合樹脂＞
本発明の一実施形態は、アクリル樹脂構成単位と、エポキシ樹脂構成単位と、ポリシロキサン構成単位とを含む複合樹脂に関する。複合樹脂に対するポリシロキサン構成単位の比率は、SiO2に換算して、1.5〜12重量%である。本実施形態に係る複合樹脂を被膜として基材に被覆することによって、高い耐食性を付与することができる。
【００１１】
本実施形態に係る複合樹脂は、アクリル樹脂と、エポキシ樹脂と、ポリシロキサンとがその構成単位（モノマー）レベルで互いに複合化されている。
【００１２】
「アクリル樹脂構成単位」とは、アクリル樹脂を構成する主要な単位を意味する。アクリル樹脂構成単位は、アクリル樹脂を形成する主要な成分（以下「アクリル樹脂形成成分」という。）に由来する。
【００１３】
アクリル樹脂形成成分としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルを挙げることができる。アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシルを挙げることができる。メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシルを挙げることができる。
【００１４】
複合樹脂に対するアクリル樹脂構成単位の比率は、例えば、30〜60重量%とすることができる。
【００１５】
「エポキシ樹脂構成単位」とは、エポキシ樹脂を構成する主要な単位を意味する。エポキシ樹脂構成単位は、エポキシ樹脂を形成する主要な成分（以下「エポキシ樹脂形成成分」という。）に由来する。
【００１６】
エポキシ樹脂形成成分としては、例えば、ビスフェノールA＋エピクロロヒドリン、ビスフェノールAグリシジルエーテル、ビスフェノールFグリシジルエーテルを挙げることができる。
【００１７】
複合樹脂に対するエポキシ樹脂構成単位の比率は、例えば、30〜60重量%とすることができる。
【００１８】
「ポリシロキサン構成単位」とは、ポリシロキサンを構成する主要な単位を意味する。ポリシロキサン構成単位は、ポリシロキサンを形成する主要な成分（以下「ポリシロキサン形成成分」という。）に由来する。
【００１９】
ポリシロキサン形成成分としては、例えば、水酸基、アルコキシ基等を有するシラン化合物を挙げることができる。シラン化合物としては、例えば、SiR1nR24-n[式中、R1はそれぞれ独立して水酸基又はアルコキシル基であり、R2はそれぞれ独立して水素又はアルキル基であり、nは1〜4の整数、好ましくは2〜4の整数、より好ましくは3又は4、特に好ましくは4である。]を挙げることができる。具体的なシラン化合物としては、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランを挙げることができる。
【００２０】
複合樹脂に対するポリシロキサン構成単位の比率（以下「ポリシロキサン比率」という。）は、SiO2に換算して、1.5〜12重量%であり、好ましくは2〜10重量%である。このような比率とすることによって、複合樹脂から形成される被膜に柔軟性を与え、被膜と基材との間の密着性を向上させることができる。
【００２１】
ポリシロキサン比率（SiO2換算重量%）は、EPMA（電子線マイクロアナライザー）によって決定することができる。
【００２２】
複合樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で、アクリル樹脂構成単位、エポキシ樹脂構成単位、及びポリシロキサン構成単位に加えて、他の構成単位を含んでいてもよい。
【００２３】
アクリル樹脂形成成分はポリシロキサン形成成分と多くの反応点を有するため、被膜の構造を緻密にすることができる。また、エポキシ樹脂形成成分は被膜に耐水性を付与することができる。更に、ポリシロキサン形成成分を所定の量で使用することによって、被膜に柔軟性を与え、被膜と基材との間の密着性を向上させることができる。これらの効果によって、被膜が高い耐食性を有するようになる。
【００２４】
＜被覆基材＞
本発明の一実施形態は、基材と、当該基材を被覆する、前記複合樹脂を含む被膜とを含む被覆基材に関する。複合樹脂を含む被膜は高い耐食性を有する。
【００２５】
基材としては、例えば、金属基材を挙げることができる。特に限定するものではないが、金属基材として、その表面に水酸基を有する金属基材を使用することが好ましい。金属基材の表面の水酸基と、被膜の水酸基とが脱水縮合することによって、基材と被膜との間の密着性を向上させることができる。
【００２６】
具体的な金属基材としては、例えば、鉄基材、アルミニウム基材、ステンレス基材、鋼基材を挙げることができる。
【００２７】
被膜の厚さは、1〜50μmであることが好ましく、2〜40μmであることがより好ましい。このような膜厚とすることによって、被膜の耐食性をより向上させることができる。
【００２８】
基材に被膜を被覆する方法は特に限定されず、当業者に周知の様々な方法を利用することができる。例えば、被膜の原料を含む溶液を基材に適用し、基材を加熱することによって、基材上に被膜を形成することができる。
【００２９】
被膜の原料を含む溶液を基材に適用する方法は特に限定されず、当業者に周知の様々な方法を利用することができる。例えば、浸漬法、噴霧法、バーコーター法を利用することができる。
【００３０】
被膜は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記複合樹脂に加えて、他の成分を含んでいてもよい。被膜に対する複合樹脂の比率は、例えば、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上、95重量%以上とすることができる。
【００３１】
本実施形態に係る被覆基材は、様々な用途において使用することができる。例えば、被覆基材を、凝集水が接触する自動車部品（例えば、EGRパイプ、インジェクターノズル）として使用することができる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００３３】
＜被膜材料＞
（１）アクリル樹脂構成単位：メタクリル酸メチル（三菱レイヨン株式会社製アクリルエステルM：分子量100）
（２）エポキシ樹脂構成単位：ビスフェノールA型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製jER（登録商標）エポキシ樹脂：グレード828、分子量370）
（３）ポリシロキサン構成単位：テトラエトキシシラン（信越化学工業株式会社製LS-2430）
【００３４】
＜基材＞
（１）ステンレス基材（SUS304）
（２）アルミニウム基材（A2618）
【００３５】
＜試験基材の作成＞
被膜の材料を60℃で3時間攪拌し、混合液を調製した。メタクリル酸メチル及びビスフェノールA型エポキシ樹脂は、両材料を同時に使用する場合には、同じ重量で使用した。テトラエトキシシランは、以下の表１〜６に示すポリシロキサン比率（SiO2換算重量%）となるような重量で使用した。
【００３６】
ステンレス基材又はアルミニウム基材を、調製した混合液に浸漬した。混合液から引き上げた基材を熱風炉において200℃で30分間加熱して、被膜が形成された試験基材を作成した。
【００３７】
＜耐食性の評価＞
試験基材に試験液（Cl-: 4,000 ppm、SO42-: 2,000 ppm、pH 2）を噴霧した。噴霧後120時間の時点において、目視により、試験基材における錆の発生率を、その面積に基づいて決定した。結果を、以下の表１〜６に示す。
【００３８】
耐食性の判定基準は以下の通りである。
◎：錆面積率  0%〜20%未満
○：錆面積率  20%以上〜40%未満
△：錆面積率  40%以上〜60%未満
×：錆面積率  60%以上〜100%
【００３９】
【表１】
2018177900.tif 000002
【００４０】
【表２】
2018177900.tif 000003
【００４１】
【表３】
2018177900.tif 000004
【００４２】
【表４】
2018177900.tif 000005
【００４３】
【表５】
2018177900.tif 000006
【００４４】
【表６】
2018177900.tif 000007
【００４５】
表１及び表２は、被膜材料と耐食性との関係を示す。アクリル樹脂構成単位とポリシロキサン構成単位とを含む複合樹脂からなる被膜（比較例１−１及び比較例２−１）、及びエポキシ樹脂構成単位とポリシロキサン構成単位とを含む複合樹脂からなる被膜（比較例１−２及び比較例２−２）の耐食性は低かった。一方、アクリル樹脂構成単位とエポキシ樹脂構成単位とポリシロキサン構成単位とを含む複合樹脂からなる被膜（実施例１及び実施例２）の耐食性は高かった。
【００４６】
表３及び表４は、ポリシロキサン比率と耐食性との関係を示す。ポリシロキサン比率(SiO2換算重量%)が1.5〜12重量%である被膜（実施例３−１〜３−４及び実施例４−１〜４−４）の耐食性は高く、ポリシロキサン比率(SiO2換算重量%)が2〜10重量%である被膜（実施例３−２及び３−３並びに実施例４−２及び４−３）の耐食性は特に高かった。
【００４７】
表５及び表６は、被膜の厚さと耐食性との関係を示す。膜厚が約1〜50μmの被膜（実施例５−２〜５−５及び実施例６−２〜６−５）の耐食性は特に高かった。