JP3256027B2

JP3256027B2 - 粉体塗装用ポリプロピレン系樹脂組成物

Info

Publication number: JP3256027B2
Application number: JP12560893A
Authority: JP
Inventors: はづき ▲広▼瀬; 正文下川
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH06329954A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリプロピレン系樹脂
組成物に関する。更に詳しくは、本発明のポリプロピレ
ン系樹脂組成物は金属との密着性に優れ、表面硬度が高
く、かつ耐熱性、耐薬品性、耐ＥＳＣＲ性、耐熱水性に
も優れる特性を有するので、金属製品塗装用の粉体塗装
に用いられる

【０００２】

【従来の技術】従来、金属製品（たとえば、自転車のか
ご、水切棚、冷蔵庫棚網など）に耐腐食性、耐薬品性、
耐汚染性、装飾性などの機能を付与するために、表面に
ポリエチレン粉体を流動浸漬法、静電塗装法、ころがし
塗装法などにより塗装する方法が広く採用されてきた。
しかし、ポリエチレンは、金属との密着性が低い為に耐
久性に問題があった。

【０００３】これを解決する手段として、無水マレイン
酸等で変性したポリエチレンを利用する方法が特開昭５
８−２３５８号公報、特開昭５８−１４２９４５号公
報、特開昭５９−３０８４１号公報に記載されている。
この様に金属への密着性を高め、耐久性を改善する事に
よりポリエチレン粉体はフェンス等の耐久性が要求され
る製品分野にも使用され、用途分野も拡大して来てい
る。しかし、ポリエチレン塗膜は、表面が傷付き易い、
使用可能温度が低い等の欠点を有し、改良が望まれてい
る。ポリエチレンより耐熱性に優れるポリプロピレンを
使用した組成物が特開昭６２−１９０２６５号公報、特
開平０１−２９７１７４号公報に開示されている。しか
し、いずれも塗装後のポリプロピレン塗膜の耐久性や低
温衝撃性が不十分であり、より改良された物が望まれて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエチレ
ン塗膜と同等以上の耐腐食性、耐薬品性、耐汚染性、装
飾性の性能を有し、なおかつ、表面硬度が高く、耐熱
性，耐衝撃性に優れる塗膜を金属製品に形成しうるポリ
プロピレン系樹脂組成物を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（Ａ）ＭＦＲが５〜２００のポリプロピレンまたはプロ
ピレンと２０重量％以内で１種以上のαオレフィンを共
重合したポリプロピレン系樹脂、８５〜３０重量％と
（Ｂ）ビニル芳香族炭化水素と共役ジオレフィンブロッ
ク共重合体の水添物、１０〜４０重量％（Ｃ）酸変性ポ
リプロピレン、５〜３０重量％よりからなる粉体塗装用
ポリプロピレン系樹脂組成物。

【０００６】（Ａ）ＭＦＲが５〜２００のポリプロピレ
ンまたはプロピレンと２０重量％以内で１種以上のαオ
レフィンを共重合したポリプロピレン系樹脂としては、
プロピレンを単独重合したホモポリマ−、プロピレンと
エチレンを共重合したランダムコポリマ−またはブロッ
クコポリマ−、プロピレン、エチレンとそれ以外の１種
以上のαオレフィンとの共重合体、およびこれらの２種
以上を組み合わせた物が使用される。本発明のポリプロ
ピレン系樹脂のＭＦＲは５〜２００である事が必要であ
り、好ましくは２０〜１７５、より好ましくは２５〜１
３０の範囲が推奨される。ＭＦＲが５より低いと溶融時
の流動性が悪いため塗装品の表面が平滑にならない。一
方、ＭＦＲが２００より高いと塗膜の引張り強度、耐衝
撃性等の物性が極端に低下するため長期使用に耐えない
ものである。プロピレンとエチレンの共重合体において
は、共重合体中のエチレンが、０．１〜２５重量％、好
ましくは０．３〜１０重量％の範囲が好ましい。

【０００７】また、耐衝撃性、耐低温特性の面からはブ
ロックコポリマ−の使用が推奨される。ポリプロピレン
系共重合体に使用されるαオレフィンとしては、１−ブ
テン、１−ヘキセン、１−オクテン等が挙げられるが、
原料価格面から１−ブテンが好ましい。共重合体中のエ
チレンとαオレフィンが、０．１〜２０重量％、好まし
くは０．３〜１０重量％の範囲が好ましく、エチレンと
αオレフィンの比には特に制限はない。

【０００８】（Ｂ）ビニル芳香族炭化水素と共役ジオレ
フィンブロック共重合体の水添物としては、ビニル芳香
族炭化水素重合体ブロックＸと少なくとも１個の不飽和
度が２０％を越えないオレフィン化合物重合体ブロック
Ｙとからなるブロック共重合体である。ビニル芳香族炭
化水素重合体ブロックＸとしては、スチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン等の１種以上を重合させた
物が挙げられ、好ましくはスチレンが推奨される。ここ
で、オレフィン化合物重合体ブロックＹとしては、エチ
レン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン等のモノ
オレフィン、あるいはブタジエン、イソプレン、１，３
−ペンタジエン等の共役ジオレフィン、１，４ヘキサジ
エン、ノルボルネン、ノルボルネン誘導体等の非共役ジ
オレフィンのうちから選ばれた１種以上のオレフィン化
合物が重合、あるいは共重合した物であり、しかも該ブ
ロックの不飽和度が２０％以下である。具体的なブロッ
ク共重合体としては、ビニル芳香族炭化水素と共役ジオ
レフィンのブロック共重合体の水添物、ビニル芳香族炭
化水素とモノオレフィンのブロック共重合体等が挙げら
れる。好ましくは、ビニル芳香族炭化水素重合体ブロッ
クと共役ジオレフィンを主体とする重合体ブロックとか
ら構成されてなるブロック共重合体の共役ジオレフィン
部分の飽和度が２０％を越えない程度まで選択的に水添
された物である。

【０００９】ブロック共重合体において、ビニル芳香族
炭化水素重合体ブロックＸとオレフィン化合物重合体ブ
ロックＹの重量比は６０／４０〜９０／１０、好ましく
は６５／３５〜８５／１５の範囲である。また、重合体
ブロックは２個以上含有する事も可能であるし、各ブロ
ックは同一の構造であってもよいし、構造が事なる物で
あっても良い。分子量は数平均分子量が２００００〜５
０００００、好ましくは４００００〜４０００００の範
囲であり、分子量分布は１．０５〜１０の範囲が推奨さ
れる。オレフィン化合物重合体ブロックＹに含まれる共
役ジエンに基づく二重結合は、ブロック中の不飽和度が
２０％を越えない事が必要である。ブロックＹに含まれ
る不飽和度が２０％を越えると粉体の耐候性や耐熱性に
悪影響及ぼすので好ましくない。

【００１０】（Ｃ）酸変性ポリプロピレンとしては、そ
の組成物中に含まれるグラフト共重合した不飽和カルボ
ン酸またはその無水物の含量は０．０１〜５重量部の範
囲が適当である。不飽和カルボン酸またはその無水物の
グラフト含量が０．０１重量部未満では接着性が不足
し、一方、５重量部を越えると変色などの問題が生じ
る。また、酸変性ポリプロピレンのＭＩは１０〜６０の
範囲が好ましい。

【００１１】（Ａ）成分は８５〜３０重量％である。好
ましくは、８５〜５０重量％である。３０重量％より少
ないと本願の特長である耐熱性、高表面硬度などの特長
が達成できない。一方、８５重量％より多いと、密着性
と塗膜の伸びの改善が不十分で耐久性の低くなる。
（Ｂ）成分は１０〜４０重量％である。好ましくは、１
０〜３０重量％である。１０重量％より少ないと、結果
として、（Ａ）成分が多くなり、密着性と塗膜の伸びの
改善が不十分で耐久性の低くなる。一方、（Ｂ）成分が
４０重量％より多いと、（Ａ）成分との関係で、耐熱
性、表面硬度がおとる。

【００１２】（Ｃ）成分は３〜３０重量％である。好ま
しくは、５〜２０重量％である。３重量％より少ない
と、密着性が劣り、３０重量％を越えると、成形時に分
解等により着色することがある。組成物の製造方法とし
ては、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分を単軸押出
機、二軸押出機等により溶融混練し均一な組成物として
得られる。

【００１３】溶融混練する際に顔料、又は顔料のマスタ
−バッチを添加し着色を同時に行なうのが製造工程を簡
略化する上で有利である。更に、酸化防止剤、耐候剤、
滑剤、結晶核剤、抗菌剤、防カビ剤、帯電防止剤、充て
ん剤、過酸化物等を同時に添加する方法によりポリプロ
ピレン性能を改善する事が可能である。ポリプロピレン
系樹脂組成物に適した酸化防止剤処方は、フェノ−ル系
の酸化防止剤とリン系またはイオウ系の酸化防止剤の併
用である。この併用物を０．３重量％〜０．９重量％の
添加で熱安定性が得られる。

【００１４】粉体塗装に適するポリプロピレン系粉体と
しては、粉体の流動性が良好であることが重要である。
このためには、粉体の平均粒径が５０〜４００μである
ことが好ましい。粉体の好ましい粒子径は塗装方法によ
り異なり、流動浸漬法においては８０〜３００μ、静電
塗装法においては５０〜２００μ、ころがし塗装法にお
いては８０〜４００μが推奨される。

【００１５】また、粉体の嵩密度が０．２〜０．６ｇ／
ｃｍ³の範囲が良好で、より良好な粉体の流動性を得る
には、嵩密度が０．２５〜０．５８ｇ／ｃｍ³が好まし
く、、更に好ましくは０．３〜０．５５ｇ／ｃｍ³であ
る。このようなポリプロピレン系粉体を得る方法として
は、０℃以下、好ましくは−１０℃以下の温度で各種の
機械粉砕法により製造される。また、粉砕後粉体の融点
以下の温度で高速で攪拌し粉体流動性を改良する事も可
能である。更には、粉砕後に高速ミキサ−等を使用し
て、カ−ボンブラック、金属粉末等を混合して着色する
方法、微粉シリカ、タルクなどの無機物を混合して粉体
性能を改良する手法の採用も可能である。

【００１６】

【実施例】実施例中の物性は以下の方法で測定を行っ
た。１）ＭＦＲ：ＪＩＳＫ−６７５８２３０℃ 荷重
２．１６ｋｇで測定した。２）平均粒径：粉体を振とう篩により篩分し粒径に対す
る積分曲線より５０重量％の粒径を平均粒径とした。

【００１７】３）引張伸び：粉体のプレス成型により２
ｍｍの平板を作成し、引張試験法（ＪＩＳＫ−６７６
０）で測定した。４）表面硬度：ＪＩＳＫ６７６０によりショア−Ｄ硬
度を測定した。５）密着強度：流動浸漬法により金属試験片に塗装を行
ない、塗膜に薄刃の鋭利な刃物で試験片の素地まで達す
る平行な切れ目１１本（間隔は１ｍｍ）とこれに直角に
平行な切れ目１１本（間隔は１ｍｍ）を入れ、碁盤目
（１００個）を作り、この上にセロテ−プを貼り付け次
に剥離し、これにより剥離した塗膜の数で密着強度を表
示した。

【００１８】６）衝撃強度：デュポン衝撃試験法（ＪＩ
ＳＫ−５４００）１ｋｇの鋼球を高さ５０ｃｍから落
下し、塗膜にひび割れのない物を◎、４０ｃｍ、３０ｃ
ｍの高さでひび割れがない物を○、２０ｃｍ、１０ｃｍ
の高さでひび割れがない物を△、１０ｃｍの高さでも
塗膜が剥離した物を×で表した。７）防触度試験：金属試験片の塗膜に薄刃の鋭利な刃物
で試験片の素地まで達するように交差する２本の切れ目
を入れ、湿潤試験機（ＪＩＳＺ−０２２８）の中に５０
０時間放置した後、切り口からの錆の状態を観察し、錆
の拡大のない物を○、若干錆が拡大している物を△、錆
が拡大している物を×で表した。

【００１９】

【実施例１〜５、比較例１〜３】（１）ポリプロピレン系粉体の製造表１に示すポリプロピレンと水添スチレンブタジエンブ
ロック共重合体（スチレン含有量３０重量％、水添率９
８％）と無水マレイン酸変性ＰＰ（酸変性量０．７６
％）を使用し、３０ｍｍφ２軸押出機を用いて２２０℃
の条件で混練しペレットとした。なお、酸化防止剤とし
て、これらの樹脂成分に対しペンタエリスリチル−テト
ラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキ
シフェニル）プロピオネ−ト］２０００ｐｐｍとテトラ
キス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４´−
ビフェニレンフォスフォナイト４００ｐｐｍを混合し
た。このペレットを液体チッソで−２０℃以下に冷却し
機械粉砕により粉砕し、目開き２５０μのふるいを通過
した物を取り出す事により平均粒径２００μのポリプロ
ピレン系粉体を得た。この粉末をプレス成形により２ｍ
ｍの平板とし、物性を測定した。この結果は表２に示
す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】（２）ポリプロピレン系粉体の塗装０．８ｍｍ厚みの圧延鋼板に流動浸漬法により該粉体を
塗装し、３８０μの塗膜を形成した。塗膜の物性測定結
果は表２に示す。

【００２３】

【発明の効果】本発明の金属製品塗装用ポリプロピレン
系粉体による塗装品の塗膜はポリエチレン塗膜に比べ、
表面が傷付き難く、また、耐衝撃性も兼ね備えており、
使用可能温度が高い等の優れた特性を有し、その上、従
来のポリプロピレン系粉体を用いた塗膜より耐久性を大
幅に改善した。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−135177（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−190265（ＪＰ，Ａ) 特開平１−297174（ＪＰ，Ａ) 特開平６−157842（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−48362（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−99138（ＪＰ，Ａ) 特開平４−77567（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 153/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ＭＦＲが５〜２００のポリプロピ
レンまたはプロピレンと２０重量％以内で１種以上のα
オレフィンを共重合したポリプロピレン系樹脂、８５〜
３０重量％と（Ｂ）ビニル芳香族炭化水素と共役ジオレ
フィンブロック共重合体の水添物、１０〜４０重量％
（Ｃ）酸変性ポリプロピレン、５〜３０重量％よりから
なる粉体塗装用ポリプロピレン系樹脂組成物。