JP2020105262A - エポキシ樹脂粉体塗料 - Google Patents
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Abstract
Description
また、構造物部品やパイプの製造過程や運搬過程、最終構造物の制作過程において不可抗力における外的衝撃が加わり、塗膜の剥離、破壊が発生する場合も少なからずあり課題となっていた。
特許文献3は、ビスフェノールF型固形エポキシ樹脂及び硬化剤を含むエポキシ樹脂粉体塗料組成物であって、二核体純度が70〜95面積%のビスフェノールFを原料として使用することを開示する。しかし、ビスフェノールF型固形エポキシ樹脂として、エポキシ基純度が30〜70モル%であることから、塗料硬化物の破壊靭性値が低くなり、外的圧力により塗膜の剥離を起こす恐れがある。
ビスフェノール型エポキシ樹脂、硬化剤、及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料であって、ビスフェノール型エポキシ樹脂100質量部に対して、硬化剤を0.1〜10質量部の範囲で含有し、顔料を40〜100質量部の範囲で含有し、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ基純度が75モル%以上であることを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料である。
エポキシ基純度(モル%)=(エポキシ基含有量×100)/(エポキシ基含有量+加水分解性塩素含有量+αグリコール基含有量+フェノール性水酸基含有量)
本発明で使用する硬化剤としては、イミダゾリン誘導体、イミダゾール誘導体又はこれらの混合物が好ましい。イミダゾリン誘導体としては、例えば、メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等が挙げられる。イミダゾール誘導体としては、例えば、メチルイミダゾール、ドデシルイミダゾール、フェニルイミダゾール等や、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド等の四級塩類や、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物や、2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン等のトリアジン環含有物等が挙げられる。
顔料としては、粉体塗料で一般的に使用される着色顔料、体質顔料、光輝顔料、及び防錆顔料等が使用できる。これらの顔料は単独で使用してもよいし、同一系の顔料を2種類以上併用しても良く、また、異なる系の顔料を組み合わせて使用してもよい。好ましくは、体質顔料と、色相を決定する着色顔料とを合わせて顔料とし、これらを所定量配合するとよい。
本発明のエポキシ樹脂粉体塗料であれば、平滑性や防食性等の基本的な塗膜物性を備え、ピンホールの発生等の無い良好な塗膜外観を得ることができるとともに、外的圧力にも塗膜の剥離や割れのない塗膜が得られる。
硬化性の確認としてMEKラビングテスト(1kg荷重/10往復)を行い、以下の基準で判断した。ここで、MEKラビングテストとは、MEKを含んだガーゼで塗膜表面を10往復擦り、塗膜の状態を判定するテストである。
塗膜付着なし:○、 塗膜付着あり:×
割れ、はがれなし:○、 割れ、はがれあり:×
割れ、はがれなし:○、 割れ、はがれあり:×
撹拌機、窒素導入管、側温抵抗体、滴下装置及び冷却コンデンサーを備えた反応装置に、エピクロルヒドリンを104部、ビスフェノールFを200部仕込み、系内温度を40℃に制御して撹拌溶解した。次いで、20%苛性ソーダ水溶液217部を滴下装置から投入した。投入後、系内温度を92℃に制御して2時間反応を行った。反応終了後、メチルイソブチルケトン330部を加え15分間撹拌後静置して、下層の水を除去した。次いでリン酸で中和、水洗を行い、水層を除去し、ろ過した後メチルイソブチルケトンを留去して、エポキシ樹脂(A1)を得た。エポキシ当量は1350、軟化点は95℃、αグリコール含有量は15meq./100g、フェノール性水酸基含有量は2000ppm、加水分解性塩素は50ppm、エポキシ基純度は83モル%であった。
エピクロルヒドリンを100.8部にし、20%苛性ソーダ水溶液を237部使用した以外は合成例1と同様の装置、操作を行い、エポキシ樹脂(A2)を得た。エポキシ当量は2000、軟化点は100℃、αグリコール含有量は15meq./100g、フェノール性水酸基含有量は5000ppm、加水分解性塩素は100ppm、エポキシ基純度は72モル%であった。
エポキシ当量169のビスフェノールF型液状樹脂180部にビスフェノールFを分割投入し、合成例1と同様の装置で、樹脂温度180℃で6時間反応を行い、エポキシ樹脂(A3)を得た。エポキシ当量は1500、軟化点は100℃、αグリコール含有量は2.3meq./100g、フェノール水酸基含有量は2000ppm、加水分解性塩素は70ppm、エポキシ基純度は97モル%であった。
エポキシ当量169のビスフェノールF型液状樹脂140部にビスフェノールFを分割投入し、合成例1と同様の装置で、樹脂温度180℃で6時間反応を行い、エポキシ樹脂(A4)を得た。エポキシ当量は2300、軟化点は110℃、αグリコール含有量は2.0meq./100g、フェノール水酸基含有量は1800ppm、加水分解性塩素は50ppm、エポキシ基純度は90モル%であった
エピクロルヒドリンを100.4部、ビスフェノールAを200部仕込み、20%苛性ソーダ水溶液を233部使用した以外は合成例1と同様の装置、操作を行い、エポキシ樹脂(A5)を得た。エポキシ当量は950、軟化点は95℃、αグリコール含有量は16meq./100g、フェノール性水酸基含有量は800ppm、加水分解性塩素は50ppm、エポキシ基純度は86モル%であった。
エピクロルヒドリンを138.8部にし、20%苛性ソーダ水溶液を375部使用した以外は合成例1と同様の装置、操作を行い、エポキシ樹脂(A6)を得た。エポキシ当量は800、軟化点は79℃、αグリコール含有量は17meq./100g、フェノール性水酸基含有量は4000ppm、加水分解性塩素は80ppm、エポキシ基純度は86モル%であった。
合成例1〜6で得られたエポキシ樹脂(A1)〜(A6)
2PZL:2−フェニルイミダゾリン(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2PZL)
2MZ−A:2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2MZ−A)
2PZ:2−フェニルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2PZ)
珪石粉:体質顔料(丸仙鉱業社製、珪石粉A)
酸化チタン:着色顔料(テイカ株式会社製、JR−301)
カーボンブラック:着色顔料(三菱ケミカル株式会社製、MA−100)
エポキシ樹脂としてエポキシ樹脂(A1)100部を、硬化剤として2PZL1.0部と2MZ−A0.5部と2PZ0.5部を、顔料として珪石粉20部と酸化チタン12部とカーボンブラック0.3部を混合した。混合物をヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、形式10B)でドライブレンドする間に、添加剤(表面調整剤)としてアクリル系重合体を0.8部に添加した。次いでエクストルーダー(池貝鉄工株式会社製、PCM−30)を用いて、100℃で溶融混練を行い、冷却ロールで厚さ3〜5mmまでフレーキングし、常温まで冷却後に微粉砕、分級により平均粒径(d50)50μmの粉体塗料を得た。
表1の処方の配合量(部)で配合し、実施例1と同様の装置を使用して、同様の操作で、粉体塗料を得た。実施例1と同様の試験を行い、その結果を表1に示した。
なお、実施例1〜8は、正常な塗膜が形成され、衛生性にも問題は無い。
Claims (6)
- ビスフェノール型エポキシ樹脂、硬化剤、及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料であって、ビスフェノール型エポキシ樹脂100質量部に対して、硬化剤を0.1〜10質量部の範囲で含有し、顔料を40〜100質量部の範囲で含有し、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ基純度が75モル%以上であることを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料。
- 硬化物の破壊靭性値が2.0MPa・m0.5以上である請求項1記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
- ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ当量が700〜2500g/eq.であり、軟化点が70〜120℃である請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
- ビスフェノール型エポキシ樹脂が、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールA型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1つである求項1〜3のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
- 硬化剤が、イミダゾリン誘導体及び/又はイミダゾール誘導体である請求項1〜4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
- 顔料が、酸化鉄、黄色酸化鉄、珪石粉、石英系粉、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及びカーボンブラックから選ばれる少なくとも1つである請求項1〜5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
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