JP2949375B2 - ゴム改質エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
ゴム改質エポキシ樹脂組成物Info
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Description
特性を改善するために使用できるエラストマー改質フェ
ノール組成物、硬化性エポキシ樹脂組成物およびこのよ
うな組成物から作られた塗料に関する。
ラストマー化合物の配合または共反応によるゴム改質
は、靱性、低いプロフィル特性(profilecharacteristi
cs )、可撓性、および接着性のようなエポキシ樹脂の
物理的特性を改善して、腐食および剥離(chip)に対す
る抵抗性が改善された塗膜用の樹脂を生成させるために
使用される。自動車産業においては、耐蝕性および耐剥
離性(chip resistance )を有する粉末塗装が下塗とし
て用いられている。例えば、米国特許第4,581,4
24号、第4,602,053号、第4,608,31
3号、および第4,614,683号においては、耐剥
離性下塗剤として有用な、有機溶剤を基とする非常に多
くの塗料が提案されている。しかしながら、これらの塗
料は揮発性有機化合物(VOC)を多量に含んでおり、
そしてこの高い含有量は揮発性有機化合物に関する行政
機関の指針に従おうとする産業に問題を引き起こす。
いう利点を有する粉末塗料は、例えば米国特許第4,8
04,581号に提案されており、そしてこれには、ポ
リエポキシドと末端に官能基をもつジエン含有重合体5
ないし35重量%とから誘導されたエラストマー改質エ
ポキシ、およびカルボキシ官能基をもつポリエステルか
らなる塗料が開示されている。前記米国特許明細書に
は、粉末塗料として用いられるエポキシ樹脂が、末端に
官能基をもつジエン含有重合体約35重量%以下で変性
できると述べられているけれども、エポキシ樹脂中に存
在する高い含有量のゴム改質剤は塗料の安定性および粘
度の問題に寄与することがわかった。それ故、本発明の
目的はエポキシ樹脂を基とする粉末塗料において使用す
るための硬化剤を提供することであり、そしてこのよう
な塗料は満足な流れ抵抗と高い耐衝撃性を示す。
0℃ないし200℃の温度において、触媒の存在下に、
エポキシ基が本質的に完全に消費されるのに十分な時
間、1分子に付き平均1個よりも多いエポキシ基を有す
るエポキシ樹脂(a)、エポキシ基またはヒドロキシ基
と反応する官能基を1分子に付き少なくとも1.5個含
む官能化エラストマー(b)および(a)に関して当量
よりも過剰の二価フェノール(c)を、反応混合物の状
態で接触させることによって得られる。1分子に付き平
均少なくとも1.5個の末端ヒドロキシル基および30
0gないし2000gのフェノール当量を有する、エラ
ストマー改質フェノール組成物が提供される。
(b)は、一般にエラストマー分子の末端または中間部
分に官能基をもつ、いずれかのエラストマーである。好
適な官能基は、例えば、カルボキシ基、アミノ基、ヒド
ロキシル基、エポキシ基、メルカプタン基、酸無水物基
およびイソシアネート基を包含している。フェノール化
合物(c)およびエポキシ樹脂(a)を改質するのに有
用な、末端に官能基をもつジエン含有重合体は、好まし
くは式X−B−Xで表され、式中Bは、C4 ないしC10
ジエン;C4 ないしC10ジエンおよびビニル芳香族単量
体(例えばスチレン、アルキル置換スチレン、ハロ置換
スチレン);C4 ないしC10ジエンおよびビニルニトリ
ル(例えばアクリロニトリルまたはメタクリロニトリ
ル);C4 ないしC10ジエン、ビニルニトリルおよびビ
ニル芳香族単量体;またはC4 ないしC10ジエン、ビニ
ルニトリルおよび式CH2 =CR−COOR1 (式中R
およびR1 は互いに独立して、または共に、水素または
C1 ないしC10アルキルである)で表されるアクリレー
ト;から選ばれる物質の重合によって生じる重合体主鎖
である。Xはフェノール性ヒドロキシル基またはオキシ
ランと反応できるいずれかの反応基であり得る。好適な
Xは、例えばカルボキシ基、アミノ基、ヒドロキシル
基、エポキシ基、メルカプタン基、酸無水物基およびイ
ソシアネート基を包含している。
有重合体は、末端にカルボキシル基をもつポリプタジエ
ン、末端にカルボキシル基をもつポリ(ブタジエン−ア
クリロニトリル)、末端にカルボキシル基をもつポリ
(ブタジエン−アクリロニトリル−アクリル酸)であ
り、末端にカルボキシル基をもつポリ(ブタジエン−ア
クリロニトリル)(CTBN)が最も好ましい。中間部
分に官能基をもつ好適なエラストマー(b)は、例え
ば、カルボキシル化ポリブタジエン、カルボキシル化ポ
リ(ブタジエン−スチレン)、中間ブロック(ミッド−
ブロック)カルボキシル化ポリ(スチレン−エチレン/
ブタジエン−スチレン)、アミノ化ポリ(ブタジエン−
スチレン)、メルカプト−ポリブタジエン、エポキシ化
ポリブタジエンおよびエポキシ化ポリ(ブタジエン−ス
チレン)を包含している。
例は、ビー・エフ・グッドリッチ(B. F. Goodrich)製
のハイカー(HYCAR)(HYCARは商標である)
と称する、末端にカルボキシ基をもつ液状重合体および
シェル・ケミカル・カンパニー製のクラトン(KRAT
ON)(KRATONは商標である)と称する、カルボ
キシル化熱可塑性エラストマーを包含している。官能基
をもつエラストマーは、その主鎖が水素添加されてい
る、水素添加重合体であり得る。このエラストマーはラ
ンダム共重合体、ブロック共重合体、ラジカル共重合体
または星状(スター)共重合体であり得る。官能基をも
つ(官能化されている)エラストマーの数平均分子量
は、好ましくは1,000ないし50,000の範囲内
にある。
ある、末端にカルボキシル基をもつブタジエン−アクリ
ロニトリル共重合体は、一般に0〜30重量%のアクリ
ロニトリルと70〜100重量%のブタジエンからなる
共重合体、好ましくは10〜26重量%のアクリロニト
リルと74〜90重量%のブタジエンからなる共重合体
を包含している。末端のカルボキシル基に加えて、アミ
ノ基、フェノール基、ヒドロキシル基、エポキシ基、メ
ルカプタン基または酸無水物基のような他の官能基が連
鎖上で垂れ下がっていてもよい。典型的には、末端に官
能基をもつジエン含有重合体の官能価は1.1〜2.5
の範囲内、好ましくは1.8〜2.3の範囲内の値を有
する。一般に、末端にカルボキシル基をもつブタジエン
−アクリロニトリル共重合体は3,000〜5,000
の範囲、好ましくは3,200〜4,300の範囲の数
平均分子量を有する。このような重合体の市販品の例
は、ハイカー(HYCAR)という商標の下にビー・エ
フ・グッドリッチから入手できる重合体を包含してい
る。
ェノール組成物は、化合物(a)+(b)+(c)の合
計重量を基にして、5〜35重量%の官能化エラストマ
ー(b)を含んでいる。好適なフェノール化合物(c)
は、例えばレゾルシノール、カテコール、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノール
A)、4,4′−スルホニルジフェノールおよびジヒド
ロキシジフェニルメタンのような、芳香族核またはポリ
芳香族核に結合している2個のヒドロキシル基をもつ二
価のフェノールを包含する多価フェノールである。好ま
しい二価フェノールはビス(ヒドロキシフェニル)アル
カンであり、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンが最も好ましい。
に、末端ヒドロキシル基を含み、かつ300g〜200
0g、好ましくは400g〜1000gのフェノール当
量を有する生成物を得るために、エポキシ樹脂(a)
を、官能化されているエラストマー(b)およびエポキ
シ樹脂に関して過剰の当量の多価フェノールと反応させ
ることによって製造される。好ましくは、エラストマー
改質フェノール組成物は、米国特許第4,767,83
2号明細書に記載されているように、触媒の存在下で化
学量論的に過剰の二価フェノールを線状ジエポキシ樹脂
と反応させることによって製造される。末端に平均して
少なくとも1.5個の反応性フェノール性ヒドロキシル
基を有するエラストマー改質フェノール組成物の目的が
達成される限り、官能基をもつエラストマー、ジエポキ
シ樹脂および二価フェノールを併流の形で加えて互いに
反応させるか、あるいは順次加えて段階的に反応させる
ことができる。混合物中のフェノール化合物の量は、所
望の分子量範囲を得るために、一般にエポキシ樹脂の1
ないし4、好ましくは1.5ないし2モル当量である。
ラストマー(b)を加えるときには、エラストマー改質
フェノール組成物について所望のフェノール当量を得る
ために、続いてエポキシ樹脂(a)および当量よりも過
剰の二価フェノール(c)を加えることができる。官能
基をもつエラストマーによるフェノール化合物の改質は
一般に、エポキシ基の本質的に完全な消費を達成するた
めの0.5〜5時間の反応時間の間、40℃〜200℃
の範囲内、好ましくは140℃〜190℃の範囲内の温
度で遂行される。改質用触媒は0.01〜1.0重量%
の量で反応混合物に添加される。好適な触媒はトリブチ
ルアミンのような第三アミン触媒、塩化テトラブチルア
ンモニウムのような第四アンモニウム塩、燐酸トリフェ
ニルのような第三燐酸エステル、沃化エチルトリフェニ
ルホスホニウムのような第四ホスホニウム塩、AMC−
2(オクタン酸クロム塩)のような金属塩、および段階
反応における触媒の組合せを包含しており、沃化エチル
トリフェニルホスホニウム(ETPPI)のような第四
ホスホニウム塩が好ましい。概してフェノール化合物
(c)、エポキシ樹脂(a)および官能化エラストマー
(b)の反応生成物は、冷却すると、砕け易い固体にな
る。
大きい、好ましくは2以上の1,2−エポキシ当量を有
する。エポキシ樹脂(a)は線状または分枝鎖状、飽和
または不飽和の、脂肪族、脂環式、芳香族または複素環
式であり得る。本発明において使用するのに適したエポ
キシ樹脂の例は、ポリハイドリック化合物のポリグリシ
ジルエーテル、臭素化エポキシド、エポキシノボラック
または類似のポリヒドロキシフェノール樹脂、グリコー
ルまたはポリグリコールのポリグリシジルエーテル、お
よびポリカルボン酸のポリグリシジルエステルを包含し
ている。好ましくはエポキシ樹脂は多価フェノールのポ
リグリシジルエーテルである。好ましい多価フェノール
はビスフェノール−Aである。好適なエポキシ樹脂の市
販品の例は高級なエピコート(EPIKOTE)828
(EPIKOTEは商標である)、すなわち約380の
平均分子量と180〜195の範囲のエポキシ当量(E
EW)を有する2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパンのジグリシジルエーテルである、シェル・
ケミカル・カンパニーの製品を包含している。
このエポキシ樹脂(i)を硬化させるのに有効な量の、
エラストマー改質フェノール組成物(ii)からなる、エ
ポキシ樹脂組成物に関するものである。このような硬化
性エポキシ樹脂組成物は耐蝕耐剥離性塗料として使用す
ることができる。所望ならば、或る特定の塗料におい
て、エポキシ樹脂(i)を、官能化されているエラスト
マー(b′)で改質することができる。エポキシ樹脂
(i)の改質に適している、このような官能化エラスト
マー(b′)は、一般に前記の官能化エラストマー
(b)のいずれでもよく、好ましくは(b′)は(i)
の重量に基づいて、1〜20重量%の量で存在する。粉
末塗装の適用において、エラストマー改質フェノール組
成物(ii)とともに使用するのに適しているエポキシ樹
脂(i)は、一般に前述の固体エポキシ樹脂(a)のい
ずれでもよい。液体のエポキシ樹脂が、例えばビスフェ
ノール−Aによって固体の状態に改善されるならば、そ
れらのエポキシ樹脂を使用してもよい。エポキシ樹脂
(i)は一般に500ないし2000の範囲のEEWお
よび1000ないし3500の範囲の平均分子量を有す
る。これよりも高いEEWおよび分子量を有するエポキ
シ樹脂が、意図する用途、例えば押出機または溶融配合
機において加工できるならば、この樹脂を使用してもよ
い。
適当な方法のいずれで遂行してもよいが、その方法は一
般にエラストマーの官能基とエポキシ樹脂(i)のオキ
シラン基との間の接触付加反応による方法である。この
反応は適当な溶剤中で遂行することができる。粉末塗料
用として用いるために、その生成物はその後単離させる
ことができる。エポキシ樹脂(i)は、まず最初に官能
化エラストマー(b′)で改質してから、その品質を向
上させるか、あるいは最初にエポキシ樹脂の品質を向上
させてから、改質するか、あるいは品質の向上と改質を
1つの段階で遂行することができる。官能基をもつエラ
ストマー(b′)によるエポキシ樹脂(i)の改質は一
般に、0.5〜5時間の反応時間の間、40℃〜200
℃の範囲内、好ましくは140℃〜180℃の範囲内の
温度において遂行される。改質用の触媒は、反応混合物
の全重量に基づいて、0.01〜1.0重量%の量で反
応混合物に添加される。フェノール改質のための触媒と
同じ触媒が適しており、沃化エチルトリフェニルホスホ
ニウムのような第四ホスホニウム塩が好ましい。エポキ
シ樹脂(i)と官能化エラストマー(b)との反応生成
物は、冷却されると、500〜3,000の範囲、好ま
しくは700〜2,500の範囲のEEWを有する、砕
け易い固体となる。
て、エポキシ成分(i)のフェノール成分(ii)に対す
る当量比は、一般に0.7:1ないし1:0.7の範囲
内、好ましくは1:0.8ないし1:1の範囲内にあ
る。表1はエポキシ樹脂(i)のためのCTBN改質剤
(b)の粘度と百分率との間の関係を示している。15
0℃および175℃の両方におけるこの粘度のデータ
は、組成物が約25重量%またはそれ以上の改質剤を含
むときに、粘度が著しく上昇することを示している。そ
れ故、エポキシ樹脂は一般に約25重量%未満の改質剤
によって改質される。表2は本発明のエラストマー改質
フェノール組成物におけるCTBN改質剤(b)のTg
と百分率との間の関係を示している。表2から、(b)
が35重量%を超えるところでは、一般にTgが約50
℃よりも低いということが導かれる。それ故、エラスト
マー改質フェノール組成物は一般に5〜35重量%の範
囲の官能化エラストマー(b)を含んでいる。エラスト
マー改質フェノール組成物中の官能化エラストマー
(b)の量は、エポキシ樹脂成分(i)の中の官能化エ
ラストマー(b′)の量にしたがって、本発明の範囲内
でかなり変化することができるが、その量は好ましくは
5〜25重量%の範囲にある。
硬化剤、例えばアミン、カルボキシ官能性ポリエステ
ル、ポリカルボン酸またはその他のフェノール系誘導体
を含むことができる。エポキシ樹脂(i)および本発明
のエラストマー改質フェノール組成物はその他の添加
剤、例えば触媒、顔料、充填剤、光安定剤および酸化防
止剤を含むことができ、粉末塗料として用いるときに
は、流れ調整剤、アンチ−ポッピング剤(anti-popping
agent)、および粉末流動材(powder flow material)
のような通例の粉末塗料添加剤も含有させることができ
る。一般に、流れ調整剤を使用するとき、それは粉末塗
料全体の重量に基づいて0.05〜5.0重量%の量で
存在する。アンチポッピング剤は、焼付の間に揮発性材
料が塗膜から逃れるのを許すように、塗料に添加するこ
とができる。ベンゾインは通例好ましいアンチポッピン
グ剤であって、使用するときには、粉末塗料全体の重量
に基づいて0.5〜3.0重量%の量で存在する。
キングを低減させるための粉末流動添加剤(powder flo
w agent )として溶融シリカを含有することができる。
溶融シリカの例として、キャボット社(Cabot Corporat
ion )によって販売されているCAB−O−SIL(C
AB−O−SILは商標である)がある。粉末流動添加
剤を使用するとき、それは粉末塗料全体の重量に基づい
て、0.1〜1.0重量%の量で存在する。本発明のエ
ラストマー改質粉末塗料は、このような塗料の架橋速度
を増大させるため、随意に少量割合の触媒を含有するこ
とができる。焼付温度は通常120℃〜240℃の範囲
内にある。好適な触媒は第四アンモニウム塩、第四ホス
ホニウム塩、ホスフィンおよびイミダゾールである。触
媒は一般に塗料の全重量を基にして、0〜5重量%の量
で塗料中に存在する。
料の成分を溶融配合(メルトブレンディング)すること
によって、熱硬化型の耐剥離性粉末塗料が調製される。
これは、まず最初に遊星形ミキサーで各成分を乾式配合
し、ついで80℃ないし130℃の範囲内の適当な温度
で混合物を押出機により溶融配合することによって成し
遂げることができる。つぎに、この押出物を冷却してか
ら粉砕して微粒子状の配合物にする。ついで、熱硬化型
の耐剥離性粉末塗料は、例えば、金属、例えば鋼または
アルミニウムのような支持体の上に直接塗布することが
できる。プラスチックおよび複合材料のような非金属の
支持体も使用できる。静電吹付により、あるいは流動床
の利用によって塗布することができる。静電吹付が好ま
しい方法である。塗料粉末は、硬化後2.0ないし1
5.0mmの塗膜厚さを提供するように、シングルスウィ
ープ(single sweep)または数回のパス(pass)の形で
塗布することができる。
促進させるため、粉末塗料の塗布に先立って、随意に予
熱してもよい。塗料粉末を塗布した後、粉末が塗布され
た支持体は、典型的には、121℃〜204℃において
1〜60分間、好ましくは149℃〜204℃において
10〜30分間焼付ける。この粉末塗料は直接裸の金属
の上に、例えば下塗剤が塗布されていない未処理の鋼、
または予備処理を施した、すなわち燐酸塩処理を施し
て、下塗剤を施してない鋼の上に直接塗布することがで
きる。粉末塗料はまた、粉末塗料を塗布する前に硬化し
たか、または硬化していない電着下塗剤の薄い(0.8
mm〜2mm)層を有する燐酸塩処理鋼の上に塗布すること
ができる。金属支持体の上の電着下塗は、例えば、PP
Gインダストリーズ社(PPG Industries, Inc.)から入
手できるユニプライム(UNIPRIME)3150
(UNIPRIMEは商標である)下塗剤のような、陰
極電着下塗剤組成物であり得る。本発明の或る局面によ
れば、粉末塗料を未硬化の電着下塗の上に直接塗布し、
ついで149℃ないし177℃の温度に10分間ないし
30分間加熱することによって粉末塗料層を共硬化でき
ることが予期される。
がエポキシ成分にしか混入されていない従来の粉末塗料
に比べて、改善された流れ特性を示す。さらに、本発明
の粉末塗料は表4に示されるように、優れた耐衝撃性を
具えている。エラストマー改質粉末塗料を塗布し、そし
て硬化させた後、塗布層の上に少なくとも1層のトップ
コート層を塗布することができる。このトップコート
は、例えば、メラミン樹脂とともに硬化した、ポリエス
テルを基とする塗膜、メラミン樹脂とともに硬化した、
アクリル酸を基とする塗膜、メラミン樹脂とともに硬化
した、アクリル酸およびポリエステル含有塗膜またはア
クリル酸グリシジル塗膜のような、エポキシを基とする
塗膜であり得る。トップコートは溶剤を基とする塗膜、
溶剤を含まない塗膜、水を基とする塗膜または粉末塗膜
であり得る。エラストマー改質粉末塗料層はこのような
トップコートばかりでなく、電着下塗層にも優れた被膜
間密着性を示し、それによって金属支持体上のすべての
複合塗膜に対する優れた耐剥離性を提供する。
えるために、自動車の適用において利用することができ
る。例えば、電着プライマー層、本発明の硬化性エポキ
シ樹脂組成物を含有する層、およびトップコート層を含
む自動車用コーティングを、石片の影響を受け易い車の
部分の上で使用することができる。同様に、電着プライ
マー層およびエラストマー改質粉末含有層を含むコーテ
ィングを、一般にトップコートが施されない場所の基部
コーティングとして使用できる。本発明の被覆物品はあ
らゆる温度範囲、すなわち−23℃ないし38℃の温度
および自動車が通常遭遇するあらゆる腐蝕環境において
耐剥離性、耐蝕性、および優れた被膜間密着を維持す
る。さらに、金属支持体上のエラストマー改質エポキシ
含有層およびその上のトップコート層を含むコーティン
グは、概して自動車の適用ほどには腐蝕性でない環境、
例えば家庭電化製品のコーティングにおいても使用する
ことができ、このコーティングはなお一層耐剥離性およ
び優れた被膜間密着を提供する。
キシ樹脂と反応したCTBNの百分率との関係を示すた
めに調製された5種のエラストマー改質エポキシ樹脂
(i)および基準組成物の組成を示している。頂部が開
いている0.11リットルの金属製容器の中に入れたC
TBN 1300X8(ビー・エフ・グッドリッチ社か
らHYCARとして入手できる)10g、ビスフェノー
ル−A(BPA)25.10gおよびエピコート(EP
IKOTE)828 64.90gを、すべてのBPA
が溶融するまで、攪拌しながら、200℃のホットプレ
ート上で加熱した。つづいて、0.06gのETPPI
触媒を添加し、そして攪拌しながら温度を徐々に180
℃まで上昇させた。約180℃において反応を3時間続
け、この時点で容器をホットプレートから移して、室温
で冷却させた。その結果生成した脆い樹脂状物質を、後
に続く評価のため微細な粒子に粉砕した。
脂、CTBNおよびBPAの割合を表1に示されるよう
に変化させた点を除き、同一条件下で製造した。これら
のゴム改質エポキシ樹脂の特性を、同様な方法で製造し
た、表1の非弾性エポキシ樹脂(STD)と比較した。
表から、エポキシ中に20重量%よりも多いエラストマ
ーを導入すると、容認できないほど高い溶融粘度を生ず
ることがわかる。
間の関係を示すために調製された5種のエラストマー改
質フェノール組成物および基準組成物の組成を示してい
る。頂部が開いている0.11リットルの金属製容器の
中に入れたCTBN1300X8 10g、エピコート
828 42.9gおよびBPA 47.1gを、すべ
てのビスフェノール−Aが溶融するまで、攪拌しなが
ら、200℃のホットプレート上で加熱した。つづい
て、0.06gのETPPI触媒を添加し、そして攪拌
しながら温度を徐々に180℃まで上昇させた。約18
0℃において反応を3時間続け、この時点で容器をホッ
トプレートから移して、室温で冷却させた。その結果生
成した脆い樹脂状物質を、後に続く評価のため微細な粒
子に粉砕した。
を表2に示されるように変化させた点を除き、同一条件
下で、実験的なエラストマー改質フェノール硬化剤7〜
10を製造した。これらのエラストマー改質フェノール
硬化剤の特性を、表2において基準の非弾性フェノール
(STD)と比較する。表から、エラストマー改質の範
囲の上方部分においても、エラストマー改質フェノール
の溶融粘度(150℃)がほぼ10.0 pa.s に留まる
ことがわかる。
うにして製造した。2リットルのガラス樹脂ケトル中に
651.5gのエピコート828(EEW188を有す
る液状エポキシ樹脂)、248.5gのビスフェノール
−A(フェノール当量114)および100.0gのC
TBN1300X8を入れた。攪拌機、コンデンサー、
サージチューブおよび温度計のための4個の開口を有す
る蓋をケトルに取り付けた。樹脂ケトルを囲む電気マン
トルヒーターを用いて混合物の温度を1時間で90℃ま
で上昇させた。ついで、0.3gのETPPI触媒を添
加してから混合物を30分間で160℃まで加熱して発
熱反応を起こさせ、そして3.5時間170℃に保持し
た。生成物をアルミニウムの鍋の中に注いで冷却し、固
化させた。この材料の特性は下記の表3に示される。
ノール組成物を次のようにして製造した。2リットルの
ガラス樹脂ケトル中に406.7gのエピコート82
8、493.3gのBPAおよび100gのCTBN1
300X8を入れた。0.6gのETPPIを使用した
点を除き、装置および処理手順は実施例11と同じであ
った。この材料の特性は下記の表3に示される。
ノール組成物を次のようにして製造した。2リットルの
ガラス樹脂ケトル中に838gのエピコート828、7
62gのBPAおよび400gのCTBN1300X8
を入れた。1.2gのETPPI触媒を使用した点を除
き、装置および処理手順は実施例11と同じであった。
この材料の特性は下記の表3に示される。
トルのガラス樹脂ケトル中に1358.2gのエピコー
ト828、501.8gのBPAを入れた。実施例11
と同じ装置において、最初の混合物を1時間にわたって
90℃に加熱した後、1.1gのETPPI触媒を加え
た。ついで混合物を1時間で160℃に加熱して発熱反
応を起こさせ、そして1.5時間170℃に保持した。
つぎに140gのエピコート(EPIKOTE)DPS
−155(EPIKOTE DPS−155は商標であ
る)、エポキシフェノール ノボラック樹脂を加えてか
ら、180℃において前の材料と1.5時間混合した。
均質な生成物をアルミニウム鍋の中に注いで冷却し、そ
して固化させた。この材料の特性は下記の表3に示され
る。
うにして製造した。2リットルのガラス樹脂ケトル中に
584.6gのエピコート828、215.4gのBP
Aおよび200gのCTBN1300X8を入れた。装
置、処理手順およびETPPI触媒の添加量は実施例1
1と同じであった。この材料の特性は下記の表3に示さ
れる。
物の溶融粘度(実施例12および13参照)は、ゴム改
質エポキシ樹脂組成物の溶融粘度(実施例11および1
5参照)よりも低いことがわかる。さらに、エラストマ
ー改質フェノール組成物のガラス転移点は、同様なゴム
含有量において、エラストマー改質エポキシ樹脂組成物
と比較するとき、これよりも高い。低い溶融粘度を有す
るゴム改質フェノール組成物は、ゴムで改質されている
か、それともゴムで改質されていないエポキシ樹脂組成
物と組み合わせたとき、溶融粘度が低く、かつ流動性の
高い調合生成物を導く。例えば、これは、最終生成物中
に10%のゴム組成物を含有させることを望むときに有
利となる。従来の粉末塗料について、最終的に10%の
ゴムを含む組成物を得るためには、20%のゴムを含む
溶融粘度の高いエポキシ樹脂(実施例15参照)を、従
来の硬化剤とともに使用しなければならない。しかしな
がら、溶融粘度の低いエラストマー改質フェノール組成
物中にエラストマー成分を組み入れるときには、20%
のゴムで改質されたエポキシ樹脂よりも低い溶融粘度を
有する、低い百分率のゴムを組み入れたエポキシ樹脂ま
たは非エラストマー(エラストマーを組み入れてない)
エポキシ樹脂を使用することができる。全般的に低い粘
度は改善された流動性を生ずる。さらに、エラストマー
改質フェノール組成物の高いガラス転移点は、混ぜ物の
ない生成物および調合された生成物が大きい耐焼結性を
有することを示している。
料の特性と従来の粉末塗料の特性とを比較している。S
TDはエラストマー改質剤を含まない粉末塗料である。
実施例16は10重量%のCTBNで改質されたフェノ
ール組成物および10重量%のCTBNで改質されたエ
ポキシ樹脂成分を有する粉末塗料である。実施例17は
20重量%のCTBNで改質されたフェノール組成物お
よびエラストマー改質物を含まないエポキシ樹脂を有す
る粉末塗料である。比較例Aは酸官能基をもつポリエス
テル樹脂で硬化される従来のエポキシ樹脂であり、そし
て比較例Bは酸官能基をもつポリエステル硬化剤と組み
合わせた、CTBNで改質したエポキシ樹脂の粉末塗料
である。これらのすべての例において、固体のエポキシ
樹脂(固体の粉末塗料樹脂、すなわちエピコート(EP
IKOTE)2002(EPIKOTE2002は商標
である)および10%のポリアクリレート流れ調整剤、
すなわちエピコート(EPIKOTE)2002−FC
−10(EPIKOTE2002−FC−10は商標で
ある)(シェル・ケミカル・カンパニーから入手でき
る))を使用した。
ミキサーで約2〜3分間混合してから、バス(Buss)P
R−46押出機を通して溶融混合した。押出物を冷却ロ
ール上で冷却し、大きい塊(チャンク)に砕き、そして
ハンマーミルで粉砕して微細な粉末にした。つぎに10
0メッシュの篩で篩って過大の粒子を除いた。その結果
得られた粉末塗料を、アースさせた鋼板の上に、静電ス
プレーガンを用いて静電式に吹き付けた。最終的に約2
mmの厚さを有する層を塗布して、これを204℃のオー
ブン中で10分間硬化させた。これらのエラストマー改
質粉末塗料の性能は下記の表4に示される。これらの性
能データから、エラストマー改質フェノール組成物を含
有する粉末塗料の177℃における傾斜板上の流動性
は、従来の硬化剤(B)を有するエラストマー改質エポ
キシ樹脂含有塗料よりも、ほぼ44〜63mm優れてい
る。傾斜板によって示される流動性の高い数値は、一般
に塗布の適用において流動性が改善されていることを示
している。驚くべきことに、エラストマー改質フェノー
ル硬化剤を含む粉末塗料の耐衝撃性が改善される。17
7℃における耐衝撃性は、他の典型的な粉末塗料に関す
る耐衝撃性よりも遙かに優れている。
Claims (13)
- 【請求項1】 40℃ないし200℃の温度において、
触媒の存在下に、エポキシ基が本質的に完全に消費され
るのに十分な時間、 −1分子に付き平均1個よりも多いエポキシ基を有する
エポキシ樹脂(a)、 −エポキシ基またはヒドロキシ基と反応する官能基を1
分子に付き少なくとも1.5個含む官能化エラストマー
(b)および −(a)に関して当量よりも過剰の二価フェノール
(c) を、反応混合物の状態で接触させることによって得られ
る、1分子に付き平均少なくとも1.5個の末端ヒドロ
キシル基および300gないし2000gのフェノール
当量を有する、エラストマー改質フェノール組成物。 - 【請求項2】 (b)の量が、(a)+(b)+(c)
の合計重量に基づいて、5〜35重量%である請求項1
の組成物。 - 【請求項3】 (a)が、1ないし4モル当量の(c)
と反応する線状ジエポキシ樹脂である請求項1ないし2
のいずれか1項の組成物。 - 【請求項4】 触媒が第四ホスホニウム塩である請求項
1ないし3のいずれか1項の組成物。 - 【請求項5】 −エポキシ樹脂(i)および −(i)を硬化させるのに有効な量の、請求項1ないし
4のいずれか1項の組成物(ii)を含有する硬化性エポ
キシ樹脂組成物。 - 【請求項6】 (i)が、官能基をもつエラストマー
(b′)をさらに含有する請求項5の組成物。 - 【請求項7】 (b′)が、(i)の重量に基づいて、
1ないし20重量%の量で存在する請求項6の組成物。 - 【請求項8】 エラストマー化合物(b)および
(b′)が、独立して、または共に、末端に官能基をも
つエラストマーX−B−Xであり、そして式中BがC4
ないしC10ジエン;C4 ないしC10ジエンおよびビニル
芳香族単量体;C4 ないしC10ジエンおよびビニルニト
リル;C4 ないしC10ジエンおよびビニルニトリルおよ
びビニル芳香族単量体;C4 ないしC10ジエンおよびビ
ニルニトリルおよび(アルキル)アクリレート;からな
る群から選ばれる物質の重合によって生じる重合体主鎖
であり;そしてXはカルボキシ基、アミノ基、ヒドロキ
シ基、エポキシ基、メルカプタン基、酸無水物基および
イソシアネート基からなる群から選ばれる請求項1ない
し7のいずれか1項の組成物。 - 【請求項9】 (b)および(b′)が、独立して、ま
たは共に、末端にカルボキシ基をもつポリ(ブタジエン
−アクリロニトリル)である請求項8の組成物。 - 【請求項10】 (i)および(ii)の当量比が0.
7:1.0ないし1.0:0.7の範囲にある請求項7
ないし9のいずれか1項の組成物。 - 【請求項11】 エポキシ樹脂(a)および(i)が、
独立して、または共に、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパンのジグリシジルエーテルである請求
項1ないし10のいずれか1項の組成物。 - 【請求項12】 二価フェノール(c)が2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパンである請求項1な
いし11のいずれか1項の組成物。 - 【請求項13】 請求項5ないし12のいずれか1項の
組成物からなる塗料。
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