JP2004292645A

JP2004292645A - Epoxy resin powder coating

Info

Publication number: JP2004292645A
Application number: JP2003087095A
Authority: JP
Inventors: Tadataka Taniguchi; 格崇谷口
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a coating film excellent in mechanical impact resistance and adhesiveness with a nonferrous metal such as aluminum or copper without loosing excellent properties of an epoxy resin powder coating. <P>SOLUTION: The epoxy resin powder coating comprises an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C) and an elastomer-containing phenol resin (D). The elastomer is preferably an ethylene-acrylic rubber, 3-15 pts. wt. of the rubber being blended with 100 pts. wt. of the epoxy resin (A). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エポキシ樹脂粉体塗料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂粉体塗料は、金属密着性、電気的特性、機械的特性、熱的特性に優れており、従来の溶剤型塗料と比較して、塗料中に溶剤を含有しないため、低公害で作業環境性にも優れたものであること、塗装直後でも被塗装品を使用できること、多層の重ね塗りが可能で塗膜厚みを厚くできること、比較的安価であること、塗装後に余剰分の塗料を回収し再利用できることなどの利点から、電子部品、ＯＡ機器、家電製品、建材、自動車部品等の絶縁保護装飾用塗料として需要が高い。また、エポキシ樹脂粉体塗料は鉄などへの密着性が優れていることから防錆用としても優れた特性を示し、需要が高く多くの実績がある（例えば、非特許文献１又は２参照。）。
【０００３】
しかし、近年になり被塗装物の小型化や軽量化が図れること、および電気的特性が向上できることなどを理由に、アルミニウムや銅などの非鉄金属を、鉄の代わりに使用することがある。
【０００４】
ところが、一般的にアルミニウムや銅などの非鉄金属は、通常の鋼鈑等と比較してエポキシ樹脂粉体塗料との密着性が悪いという欠点がある。このため、塗膜を形成した際に機械的衝撃強さが低下し、剥がれやひび割れなどが発生しやすくなる。また、その結果、被塗装品の絶縁性能や防錆性能についても低下するようになる。
このような背景から、アルミニウムや銅などの非鉄金属に対する密着性に優れ、機械的強度が良好な塗膜を形成することができるエポキシ樹脂粉体塗料が望まれている。
【０００５】
【非特許文献１】
新保正樹著，「エポキシ樹脂ハンドブック」，日刊工業新聞社，１９８７年１２月２５日
【非特許文献２】
室井宗一、石村秀一共著，「入門エポキシ樹脂」，新高分子文庫，１９８８年６月２０日
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エポキシ樹脂粉体塗料の優れた特性を損なうことなく、塗膜の機械的衝撃強度と、アルミニウムや銅などの非鉄金属との密着性に優れた塗膜を形成できるエポキシ樹脂粉体塗料を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（４）記載の本発明により達成される。
（１）エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、及びエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を含有することを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料。
（２）前記エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）中のエラストマーは、エチレンアクリルゴムである上記（１）に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
（３）前記エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）中のエラストマーは、エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して０．５〜８．０重量部含有される上記（１）又は（２）に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
（４）前記硬化剤（Ｂ）は、芳香族系酸無水物である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
（５）前記硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基に対して、０．２〜０．９当量含有される上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエポキシ樹脂粉体塗料の詳細について説明を行う。
本発明のエポキシ樹脂粉体塗料は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、及びエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を含有することを特徴とする。
まず、これらの各成分について説明する。
【０００９】
本発明のエポキシ樹脂粉体塗料（以下、「粉体塗料」という）に配合されるエポキシ樹脂（Ａ）としては特に限定されない。例えば、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、ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂などを用いることができ、これらを単独または混合して用いても良い。これらの中でも、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いた場合は、塗膜が機械的特性、電気的特性に優れたものになり好ましい。また、これらのエポキシ樹脂の分子量やエポキシ当量なども特に限定されず、粉体塗料の配合や要求される性状に合わせて適宜選択すればよい。一例を挙げると、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の場合は、エポキシ当量４５０〜２０００のものを用いると、粉体塗料の塗装性が優れたものになり好ましい。
【００１０】
このエポキシ樹脂（Ａ）の配合量についても特に限定されないが、後述する硬化剤（Ｂ）と合わせて、粉体塗料全体に対して３０〜６０重量％であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜５５重量％である。これにより、粉体塗料の塗装性を良好にできる。配合量が上記下限値よりも少ないと塗膜の平滑性が低下することがあり、一方、上記上限値よりも多いと塗装後の硬化工程である焼成時にタレやトガリといった外観不良を起こすことがある。
【００１１】
本発明の粉体塗料に用いられる硬化剤（Ｂ）としては、一般にエポキシ樹脂用の硬化剤として用いられている公知のものが使用できる。
例えば、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、などの脂肪族ジカルボン酸又はその酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸などの脂環族ジカルボン酸又はその酸無水物、フタル酸、トリメリット酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸又はその酸無水物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレリレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物などが挙げられる。
【００１２】
これらの中でも、芳香族系酸無水物を用いることが好ましい。これにより、塗膜の耐熱性や耐薬品性を向上させ、非鉄金属用に適した粉体塗料にすることができる。
また、芳香族系酸無水物の中でも、特にトリメリット酸無水物を用いることが好ましい。これにより、特に塗膜の耐熱性やアルミニウムや銅などの非鉄金属との密着性を向上させることができる。
【００１３】
硬化剤（Ｂ）の配合量は特に限定されないが、エポキシ樹脂（Ａ）に対して、当量比（Ｂ／Ａ）で０．２〜０．９となるように配合することが望ましい。さらに好ましくは０．３〜０．７である。当量比が上記上限値よりも小さいと硬化が不十分になり、塗膜の機械的強度が低下することがある。また上記下限値よりも大きいと、塗膜の硬度が高くなるため、被塗装物との密着性が低下する場合がある。
【００１４】
通常、エポキシ樹脂粉体塗料に用いられるエポキシ樹脂と硬化剤とは、当量比（Ｂ／Ａ）０．８〜１．３で配合して用いられる。これに対し本発明の粉体塗料においては、この当量比を好ましくは上記範囲内とすることにより、エポキシ樹脂の架橋密度を最適化して、非鉄金属との密着性を向上させることができるものである。なお、ここでエポキシ樹脂と硬化剤との当量比上、エポキシ基が相対的に若干過剰になり残存するが、このエポキシ基は粉体塗料の特性には実質的に影響を与えないものである。
【００１５】
本発明の粉体塗料には、無機充填材（Ｃ）を配合する。これにより、塗膜に機械的強度を付与することができる。ここで用いられる無機充填材（Ｃ）としては特に限定されないが、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、珪酸カルシウム、タルク等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。これらの中でもシリカを用いた場合は、塗膜の機械的強度に関して良好となるので最も好ましいものである。
【００１６】
上記無機充填材（Ｃ）の配合量についても特に限定されないが、粉体塗料全体に対して３７〜６７重量％であることが好ましく、さらに好ましくは４２〜５７重量％である。無機充填材（Ｃ）をかかる範囲内の配合量とすることで、粉体塗料の塗装性を良好なものにできる。配合量が上記下限値よりも少ないと焼成時にタレやトガリといった外観上の不具合を起こすことがあり、塗膜の機械的強度も十分とならないことがある。一方、上記上限値よりも多いと塗膜の平滑性が低下することがある。
また、無機充填材（Ｃ）の粒径は特に限定されないが、通常、平均粒径として１０〜３０μｍのものが好ましく用いられる。これにより、粉体塗料に良好な流動性が付与され塗装性がより向上し、さらには塗膜の機械的強度についても最適なものとすることができる。
【００１７】
本発明の粉体塗料には、以上に説明した成分のほかに、エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を配合することを特徴とする。これにより、塗膜の機械的衝撃強度と、アルミニウムや銅などの非鉄金属との密着性を向上させることができる。
上記エラストマーとしては特に限定されないが、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ポリサルファイドゴム、天然ゴム、ビニルゴムなどが挙げられる。これらを単独あるいは２種類以上を併せて用いることができる。
これらエラストマーの中でも、アクリルゴムが好ましく、特にアクリルゴムの１種であるエチレンアクリルゴムが好ましい。これにより、フェノール樹脂との均一混合性に優れたエラストマー含有フェノール樹脂とすることができ、粉体塗料に用いた場合に、塗膜に均一かつ優れた可撓性を付与することができる。さらに、アクリルゴムであるため、粉体塗料の耐熱性を損いにくいという利点がある。
【００１８】
上記エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）の配合量としては特に限定されないが、エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）中に含有されるエラストマーの量が、粉体塗料中のエポキシ樹脂１００重量部に対して０．５〜８．０重量部となるように配合することが好ましい。さらに好ましくは１〜３重量部である。これにより、塗膜に付与する上記効果をより優れたものにすることができる。上記エラストマーの配合量が上記下限値未満では、エラストマーの配合効果が充分でないことがある。一方、上位上限値を超えると、塗膜の耐熱性が低下することがある。
【００１９】
上記エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）の製造方法としては特に限定されないが、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸性又は塩基性触媒を用いてフェノール樹脂を合成する工程において、反応初期にエラストマーをフェノール類に溶融させた状態としてアルデヒド類と反応させる方法、反応後期にフェノール樹脂にエラストマーを添加して溶融混合させてから脱水する方法、あるいは脱水終了後にフェノール樹脂とエラストマーとを溶融混練させる方法などが挙げられる。
なお、このエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）中のエラストマーの含有量としては特に限定されないが、５〜３０重量％のものを用いることが好ましい。
【００２０】
なお、このエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）に用いられるフェノール樹脂の形態は特に限定されないが、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂など、いずれのものを用いることもできる。
また、このエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）は、上記エラストマーにより変性されているもの以外にも、本発明の効果を損なわない範囲内で、上記エラストマーとともに、他の各種成分により変性されているものを用いることもできる。このような変性フェノール樹脂としては特に限定されないが、例えば、クレゾール、アルキルフェノール、レゾルシンなどの置換フェノール類を用いたもの、あるいは、カシューオイル、トールオイル、アマニ油などの各種動植物油などのほか、不飽和脂肪酸、ロジン、アルキルベンゼン樹脂、アニリン、メラミン等で変性されたフェノール樹脂を、単独あるいは２種類以上を併用して用いることができる。
【００２１】
本発明の粉体塗料は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、及びエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を含有することを特徴とする。これにより、塗膜の機械的衝撃強度と、粉体塗料と被塗装物との密着性を向上させることができる。このメカニズムは明確ではないが、以下のように推測される。
まず、エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）中のエラストマーが有する効果により、塗膜の可撓性が向上する。そして、好ましくはエポキシ樹脂（Ａ）に対する硬化剤（Ｂ）の当量比を所定の範囲内とすることにより、エポキシ樹脂の架橋密度を最適化することができる。これらの効果により、硬化塗膜は充分な機械的強度を維持したまま、機械的衝撃強度を付与され、この結果、被塗装物との密着性、特に、アルミニウムや銅などの非鉄金属との密着性を向上させることができる。
【００２２】
また、上記エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）は、フェノール樹脂とエラストマーとが高い均一性で混合しているものである。このため、粉体塗料を製造する際に、これを他の材料とともに溶融混合することにより、エラストマーを単独で用いた混合、あるいは、エラストマーとフェノール樹脂とを別々に混合した場合と比較して、通常の製造方法によっても粉体塗料中にエラストマーを高精度に分散させることができる。これにより、上記の効果をより高い均一性で発現させることができる。
さらに、エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）中のフェノール樹脂は、硬化剤としてエポキシ樹脂の硬化反応に関与することもできるので、粉体塗料中に高い精度で分散して粉体塗料の硬化塗膜に適度な硬さと耐熱性を与えるとともに、フェノール樹脂が有するフェノール性水酸基の働きにより、被塗装物との密着性向上にも寄与できるものと考えられる。
【００２３】
なお、本発明の粉体塗料には上記配合物のほかにも、本発明の目的を損なわない範囲内で他の成分を配合することもできる。このような成分としては着色顔料、レベリング剤、硬化促進剤などが挙げられ、例えば着色顔料としては酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック等が用いられる。
【００２４】
本発明の粉体塗料を製造する方法としては特に限定されるものではなく、粉体塗料を製造する一般的な方法を用いることができる。一例としては、所定の組成比で配合した原料成分をヘンシェルミキサーによって十分に均一混合した後、エクストルーダーなどの混練装置で溶融混合し、ついで粉砕機により適当な粒度に粉砕、分級して得られる。
また、本発明の粉体塗料については、粉体の流動性向上のため、シリカなどの微粉末で粉体塗料粒子の表面を被覆することもできる。このような処理を行う方法としては、粉砕時に微粉末を添加しながら混合する粉砕混合やヘンシェルミキサーなどによる乾式混合などの方法がある。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例、比較例を用いて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、表１に記載されている原材料の配合量は「重量部」を示す。
【００２６】
１．粉体塗料の作製
各原料成分を、表１で示す配合比でヘンシェルミキサーにより２０分間混合し、エクストルーダーを用いて混練後、粉砕機にて粉砕して平均粒度４０〜６０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。
【００２７】
【表１】

【００２８】
２．使用原材料
（１）エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製・エピコート１０５５、エポキシ当量８５０）
（２）硬化剤：トリメリット酸無水物
（３）硬化促進剤：２−フェニルイミダゾール
（４）無機充填材：シリカ（平均粒径１０μｍ）
（５）エラストマー含有フェノール樹脂：以下の方法で製造した。
フラスコに、フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト社製・「ＰＲ−５３１９５」）８００部を入れ、１６０℃で加熱溶融後、エチレンアクリルゴム（住友化学工業社製・「エスプレンＥＭＡ」）２００部を入れ、同条件で２時間混合処理を行うことによりエラストマー含有フェノールノボラック樹脂を得た。この樹脂中のエラストマーの含有量は、２０重量％であった。
（６）フェノール樹脂：住友ベークライト社製・「ＰＲ−５３１９５」
（７）エラストマー：エチレンアクリルゴム（住友化学工業社製・「エスプレンＥＭＡ」）
【００２９】
３．評価
実施例および比較例で得られた粉体塗料を用い、以下の評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】

【００３１】
４．塗装サンプルの作成方法
アルミニウム鋼鈑（Ａ５０５２Ｐ１．６×７０×１００ｍｍ）、及び銅鋼鈑（Ｃ１１００Ｐ１．６×７０×１００ｍｍ）に、塗膜の厚さが平坦部で約３００μｍとなるように流動浸漬塗装機により塗装した。硬化条件は、予熱２００℃／３０分間、及び、後硬化２００℃／３０分間で行った。
【００３２】
５．評価方法
（１）塗装外観：上記塗装サンプルの塗膜表面を観察し、平滑性に優れているものを○とした。
（２）機械的衝撃強度（密着性）：上記塗装サンプルを用い、以下のデュポン衝撃試験法により評価を行った。試料の塗膜上にポンチサイズ１／８インチφの球を置き、その上方から１．０ｋｇの重りを球の上に落下させ、塗膜の割れ、アルミニウム鋼鈑及び銅鋼鈑からの塗膜の剥がれが起こらない最高落下高さをそれぞれ測定した。
（３）ゲル化時間：実施例及び比較例で得られた粉体塗料０．１ｇを用い、２００℃で針法により測定した。
（４）流れ性：実施例及び比較例で得られた粉体塗料０．５ｇを金型に入れ、室温で１０ｍｍφの錠剤型に成形し、これを１５０℃の乾燥機中で３０分間加熱した。加熱後の錠剤径（ｍｍ）を測定し、加熱前後の錠剤径の変化から次式により算出した。
流れ率（％）＝［（加熱後の錠剤径／１０）−１］×１００
【００３３】
実施例１〜７はいずれも、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、及びエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を含有する本発明の粉体塗料である。
この粉体塗料を用いて塗膜を形成して評価を行った結果、エラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を配合しない比較例１と比べて、銅鋼鈑及びアルミニウム鋼鈑を用いた場合の、機械的衝撃強度及び密着性を向上させることができた。実施例１〜３は、エラストマーの含有量、硬化剤の当量などが最適であったので、この向上効果を特に大きくすることができた。一方、比較例２はフェノール樹脂とエラストマーとを別々に配合したものであるが、密着性の向上効果は小さいものであった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、及びエラストマー含有フェノール樹脂（Ｄ）を含有することを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料である。本発明の粉体塗料は硬化後の塗膜平滑性、機械的衝撃強度が良好であり、さらにアルミニウムや銅などの非鉄金属への密着性に優れた塗膜を成形することが可能であり、電気絶縁用または防錆用粉体塗料として特に好適に使用できるものである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an epoxy resin powder coating.
[0002]
[Prior art]
Epoxy resin powder coatings have excellent metal adhesion, electrical properties, mechanical properties, and thermal properties.Compared with conventional solvent-based coatings, they do not contain solvents in the coatings, so they work with low pollution. It has excellent environmental properties, can be used even immediately after painting, can be coated in multiple layers and can be thicker, is relatively inexpensive, and collects excess paint after painting Because of its advantages such as being able to be reused, it is in high demand as a coating for insulation protection decoration of electronic parts, OA equipment, home electric appliances, building materials, automobile parts and the like. In addition, epoxy resin powder coatings have excellent adhesion to iron and the like, and therefore exhibit excellent properties for rust prevention, and are in high demand and have many achievements (for example, see Non-Patent Document 1 or 2). ).
[0003]
However, in recent years, non-ferrous metals such as aluminum and copper are sometimes used in place of iron because the size and weight of the object to be coated can be reduced and the electrical characteristics can be improved.
[0004]
However, non-ferrous metals such as aluminum and copper generally have a drawback that they have poor adhesion to epoxy resin powder coatings as compared with ordinary steel plates and the like. For this reason, when a coating film is formed, the mechanical impact strength decreases, and peeling, cracking, and the like are likely to occur. As a result, the insulation performance and rust prevention performance of the article to be coated are also reduced.
From such a background, there is a demand for an epoxy resin powder coating which has excellent adhesion to non-ferrous metals such as aluminum and copper and can form a coating film having good mechanical strength.
[0005]
[Non-patent document 1]
Masaki Shinbo, Epoxy Resin Handbook, Nikkan Kogyo Shimbun, December 25, 1987 [Non-Patent Document 2]
Soichi Muroi and Shuichi Ishimura, "Introductory Epoxy Resin", Shinkobunbun, June 20, 1988
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an epoxy resin powder capable of forming a coating film having excellent mechanical impact strength and excellent adhesion to non-ferrous metals such as aluminum and copper, without impairing the excellent properties of the epoxy resin powder coating. It provides paint.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (4).
(1) An epoxy resin powder coating containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C), and an elastomer-containing phenol resin (D).
(2) The epoxy resin powder coating according to the above (1), wherein the elastomer in the elastomer-containing phenolic resin (D) is an ethylene acrylic rubber.
(3) The elastomer according to (1) or (2), wherein the elastomer in the elastomer-containing phenolic resin (D) is contained in an amount of 0.5 to 8.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A). Epoxy resin powder coating.
(4) The epoxy resin powder coating according to any one of the above (1) to (3), wherein the curing agent (B) is an aromatic acid anhydride.
(5) The epoxy resin according to any one of the above (1) to (4), wherein the curing agent (B) is contained in an amount of 0.2 to 0.9 equivalent based on an epoxy group of the epoxy resin (A). Powder paint.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the epoxy resin powder coating of the present invention will be described in detail.
The epoxy resin powder coating of the present invention is characterized by containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C), and an elastomer-containing phenol resin (D).
First, each of these components will be described.
[0009]
The epoxy resin (A) blended in the epoxy resin powder coating (hereinafter referred to as “powder coating”) of the present invention is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak type epoxy resin, brominated epoxy resin and the like can be used, and these may be used alone or in combination. Among these, the use of bisphenol A type epoxy resin is preferable because the coating film has excellent mechanical and electrical properties. The molecular weight and epoxy equivalent of these epoxy resins are not particularly limited, and may be appropriately selected according to the composition of the powder coating and the required properties. As an example, in the case of a bisphenol A type epoxy resin, it is preferable to use an epoxy resin having an epoxy equivalent of 450 to 2,000 because the paintability of the powder coating is excellent.
[0010]
The amount of the epoxy resin (A) is not particularly limited, but is preferably 30 to 60% by weight, more preferably 40 to 60% by weight, based on the entire powder coating material, together with the curing agent (B) described below. 55% by weight. Thereby, the coatability of the powder coating can be improved. If the amount is less than the above lower limit, the smoothness of the coating film may be reduced, while if it is more than the above upper limit, appearance defects such as sagging and rubbing may be caused during firing which is a curing step after coating. is there.
[0011]
As the curing agent (B) used in the powder coating material of the present invention, a known curing agent generally used as a curing agent for an epoxy resin can be used.
For example, adipic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, such as aliphatic dicarboxylic acids or acid anhydrides thereof, hexahydrophthalic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as methyltetrahydrophthalic acid or acid anhydrides thereof, phthalic acid , Trimellitic acid, benzophenone dicarboxylic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, aromatic polycarboxylic acids or anhydrides thereof such as pyromellitic acid, diethylene triamine, triethylene tetramine, aliphatic polyamines such as metaxylylenediamine, diaminodiphenylmethane, In addition to aromatic polyamines such as m-phenylenediamine and diaminodiphenylsulfone, polyamine compounds including dicyandiamide, organic acid dihydralazide and the like can be mentioned.
[0012]
Among these, it is preferable to use an aromatic acid anhydride. Thereby, the heat resistance and chemical resistance of the coating film are improved, and a powder coating suitable for non-ferrous metals can be obtained.
Further, among the aromatic acid anhydrides, it is particularly preferable to use trimellitic anhydride. Thereby, the heat resistance of the coating film and the adhesion to non-ferrous metals such as aluminum and copper can be particularly improved.
[0013]
The blending amount of the curing agent (B) is not particularly limited, but it is desirable to blend the curing agent (B) in an equivalent ratio (B / A) of 0.2 to 0.9 with respect to the epoxy resin (A). More preferably, it is 0.3 to 0.7. If the equivalent ratio is smaller than the above upper limit, curing may be insufficient, and the mechanical strength of the coating film may decrease. On the other hand, if it is larger than the above lower limit, the hardness of the coating film is increased, so that the adhesion to the object to be coated may be reduced.
[0014]
Usually, the epoxy resin and the curing agent used in the epoxy resin powder coating are blended and used in an equivalent ratio (B / A) of 0.8 to 1.3. On the other hand, in the powder coating of the present invention, by setting the equivalent ratio preferably within the above range, the crosslink density of the epoxy resin can be optimized, and the adhesion with the non-ferrous metal can be improved. is there. Here, due to the equivalent ratio between the epoxy resin and the curing agent, the epoxy group remains in a slightly excessive amount and remains, but this epoxy group does not substantially affect the properties of the powder coating material. .
[0015]
The powder coating material of the present invention contains an inorganic filler (C). Thereby, mechanical strength can be imparted to the coating film. The inorganic filler (C) used here is not particularly limited, and examples thereof include silica, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, calcium silicate, and talc. These may be used alone or in combination. it can. Among these, the use of silica is the most preferable because the mechanical strength of the coating film is improved.
[0016]
The amount of the inorganic filler (C) is not particularly limited, but is preferably from 37 to 67% by weight, more preferably from 42 to 57% by weight, based on the entire powder coating composition. By setting the amount of the inorganic filler (C) within such a range, the paintability of the powder coating can be improved. If the compounding amount is less than the above lower limit, appearance defects such as sagging and scumming may occur during firing, and the mechanical strength of the coating film may not be sufficient. On the other hand, if it is more than the above upper limit, the smoothness of the coating film may decrease.
The particle size of the inorganic filler (C) is not particularly limited, but usually, an average particle size of 10 to 30 μm is preferably used. Thereby, good fluidity is imparted to the powder coating, so that the coating property is further improved, and further, the mechanical strength of the coating film can be optimized.
[0017]
The powder coating of the present invention is characterized in that an elastomer-containing phenolic resin (D) is blended in addition to the components described above. Thereby, the mechanical impact strength of the coating film and the adhesion to non-ferrous metals such as aluminum and copper can be improved.
The elastomer is not particularly limited, and examples thereof include silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, polysulfide rubber, natural rubber, and vinyl rubber. These can be used alone or in combination of two or more.
Among these elastomers, acrylic rubber is preferred, and ethylene acrylic rubber, which is one type of acrylic rubber, is particularly preferred. This makes it possible to obtain an elastomer-containing phenolic resin having excellent uniformity with the phenolic resin, and to impart uniform and excellent flexibility to the coating film when used in a powder coating. Furthermore, since it is an acrylic rubber, there is an advantage that the heat resistance of the powder coating is not easily impaired.
[0018]
The blending amount of the elastomer-containing phenolic resin (D) is not particularly limited, but the amount of the elastomer contained in the elastomer-containing phenolic resin (D) is preferably 0.1 to 100 parts by weight of the epoxy resin in the powder coating. It is preferable to mix them in an amount of 5 to 8.0 parts by weight. More preferably, it is 1 to 3 parts by weight. Thereby, the above-mentioned effects imparted to the coating film can be further improved. If the amount of the elastomer is less than the lower limit, the effect of the elastomer may not be sufficient. On the other hand, when it exceeds the upper limit, the heat resistance of the coating film may decrease.
[0019]
The method for producing the elastomer-containing phenolic resin (D) is not particularly limited. For example, in a step of synthesizing a phenol with an aldehyde using an acidic or basic catalyst, the elastomer is converted into a phenol at an early stage of the reaction. A method of reacting with aldehydes in a molten state, a method of adding an elastomer to a phenol resin in the latter stage of the reaction, melt-mixing and then dehydrating, or a method of melt-kneading the phenol resin and the elastomer after completion of the dehydration. Can be
In addition, the content of the elastomer in the elastomer-containing phenolic resin (D) is not particularly limited, but it is preferable to use 5 to 30% by weight.
[0020]
In addition, the form of the phenol resin used for the elastomer-containing phenol resin (D) is not particularly limited, and any of a phenol resin such as a novolak phenol resin and a resol phenol resin can be used.
The elastomer-containing phenolic resin (D) may be, in addition to the one modified with the above elastomer, one modified with various other components together with the above elastomer within a range that does not impair the effects of the present invention. It can also be used. The modified phenolic resin is not particularly limited, and examples thereof include those using substituted phenols such as cresol, alkylphenol, and resorcinol, various animal and vegetable oils such as cashew oil, tall oil, and linseed oil. A phenol resin modified with a saturated fatty acid, rosin, alkylbenzene resin, aniline, melamine, or the like can be used alone or in combination of two or more.
[0021]
The powder coating of the present invention is characterized by containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C), and an elastomer-containing phenol resin (D). Thereby, the mechanical impact strength of the coating film and the adhesion between the powder coating material and the object to be coated can be improved. Although this mechanism is not clear, it is speculated as follows.
First, the flexibility of the coating film is improved by the effect of the elastomer in the elastomer-containing phenolic resin (D). The crosslinking density of the epoxy resin can be optimized by setting the equivalent ratio of the curing agent (B) to the epoxy resin (A) within a predetermined range. Due to these effects, the cured coating film is provided with mechanical impact strength while maintaining sufficient mechanical strength, and as a result, adhesion to an object to be coated, particularly to non-ferrous metals such as aluminum and copper. Performance can be improved.
[0022]
The elastomer-containing phenolic resin (D) is a mixture of the phenolic resin and the elastomer with high uniformity. For this reason, when producing a powder coating, by melt-mixing this with other materials, compared with the case of using the elastomer alone or mixing the elastomer and the phenol resin separately, The elastomer can be dispersed in the powder coating material with high precision even by a usual production method. Thereby, the above-mentioned effects can be expressed with higher uniformity.
Further, the phenolic resin in the elastomer-containing phenolic resin (D) can also participate in the curing reaction of the epoxy resin as a curing agent, so that the phenolic resin is dispersed in the powder coating with high precision to form a cured coating film of the powder coating. It is considered that the phenolic resin has appropriate hardness and heat resistance, and that the phenolic hydroxyl group of the phenol resin contributes to the improvement of the adhesion to the object to be coated.
[0023]
The powder coating of the present invention may contain other components in addition to the above-mentioned components, as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such a component include a color pigment, a leveling agent, and a curing accelerator. For example, as the color pigment, titanium oxide, iron oxide, carbon black, or the like is used.
[0024]
The method for producing the powder coating of the present invention is not particularly limited, and a general method for producing a powder coating can be used. As an example, the raw material components blended in a predetermined composition ratio are sufficiently homogeneously mixed by a Henschel mixer, then melt-mixed by a kneading device such as an extruder, and then pulverized to an appropriate particle size by a pulverizer and classified. .
Further, with respect to the powder coating of the present invention, the surface of the powder coating particles can be coated with a fine powder such as silica in order to improve the fluidity of the powder. As a method of performing such a treatment, there are a method of pulverization and mixing in which fine powder is added during pulverization and a method of dry mixing with a Henschel mixer or the like.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by these examples. In addition, the compounding amount of the raw materials described in Table 1 shows "part by weight".
[0026]
1. Preparation of Powder Coating Each raw material component was mixed at a mixing ratio shown in Table 1 with a Henschel mixer for 20 minutes, kneaded using an extruder, and then pulverized with a pulverizer to obtain an epoxy resin powder having an average particle size of 40 to 60 μm. Paint was obtained.
[0027]
[Table 1]

[0028]
2. Raw materials used (1) Epoxy resin: bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 1055, epoxy equivalent 850, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
(2) Curing agent: trimellitic anhydride (3) Curing accelerator: 2-phenylimidazole (4) Inorganic filler: silica (average particle size 10 μm)
(5) Elastomer-containing phenolic resin: produced by the following method.
A flask is charged with 800 parts of a phenol novolak resin (“PR-53195” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), heated and melted at 160 ° C., and then 200 parts of ethylene acrylic rubber (“Esprene EMA” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is added. By performing a mixing treatment under the same conditions for 2 hours, a phenol novolak resin containing an elastomer was obtained. The content of the elastomer in the resin was 20% by weight.
(6) Phenol resin: "PR-53195" manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
(7) Elastomer: ethylene acrylic rubber ("Esprene EMA" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
[0029]
3. The following evaluations were performed using the powder coatings obtained in the evaluation examples and comparative examples. Table 2 shows the evaluation results.
[0030]
[Table 2]

[0031]
4. Method of preparing a coating sample On an aluminum steel plate (A5052P 1.6 × 70 × 100 mm) and a copper steel plate (C1100P 1.6 × 70 × 100 mm), the thickness of the coating film is about 300 μm in a flat portion. Coating was performed with a fluid immersion coating machine. The curing conditions were preheating at 200 ° C. for 30 minutes and post-curing at 200 ° C. for 30 minutes.
[0032]
5. Evaluation method (1) Appearance of coating: The surface of the coating film of the above-mentioned coating sample was observed, and those having excellent smoothness were evaluated as ○.
(2) Mechanical impact strength (adhesion): The above coated sample was evaluated by the following DuPont impact test method. Place a 1/8 inch diameter sphere on the coating of the sample, drop a 1.0kg weight from above onto the sphere, crack the coating, coat from aluminum and copper steel The maximum drop height at which no peeling occurred was measured.
(3) Gelation time: 0.1 g of the powder coating obtained in each of Examples and Comparative Examples was measured at 200 ° C. by a needle method.
(4) Flowability: 0.5 g of the powder coating obtained in each of Examples and Comparative Examples was placed in a mold, formed into a 10 mmφ tablet at room temperature, and heated in a dryer at 150 ° C. for 30 minutes. . The tablet diameter (mm) after heating was measured and calculated from the change in tablet diameter before and after heating according to the following equation.
Flow rate (%) = [(Tablet diameter after heating / 10) −1] × 100
[0033]
Examples 1 to 7 are all powder coatings of the present invention containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C), and an elastomer-containing phenolic resin (D).
As a result of forming a coating film using this powder coating material and evaluating the results, a machine using copper steel plate and aluminum steel plate as compared with Comparative Example 1 not containing the elastomer-containing phenolic resin (D) was used. Impact strength and adhesion were improved. In Examples 1 to 3, since the content of the elastomer, the equivalent of the curing agent, and the like were optimal, the effect of this improvement could be particularly increased. On the other hand, in Comparative Example 2, the phenol resin and the elastomer were separately compounded, but the effect of improving the adhesion was small.
[0034]
【The invention's effect】
The present invention is an epoxy resin powder coating containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C), and an elastomer-containing phenol resin (D). The powder coating of the present invention has good coating smoothness after curing, good mechanical impact strength, and can form a coating excellent in adhesion to non-ferrous metals such as aluminum and copper. It is particularly suitable for use as a powder coating for electrical insulation or rust prevention.

Claims

An epoxy resin powder coating containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), an inorganic filler (C), and an elastomer-containing phenol resin (D).

The epoxy resin powder coating according to claim 1, wherein the elastomer in the elastomer-containing phenolic resin (D) is an ethylene acrylic rubber.

The epoxy resin powder coating according to claim 1 or 2, wherein the elastomer in the elastomer-containing phenolic resin (D) is contained in an amount of 0.5 to 8.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A).

The epoxy resin powder coating according to any one of claims 1 to 3, wherein the curing agent (B) is an aromatic acid anhydride.

The epoxy resin powder coating according to any one of claims 1 to 4, wherein the curing agent (B) is contained in an amount of 0.2 to 0.9 equivalent based on an epoxy group of the epoxy resin (A).