JP3259150B2 - 粉体塗料用樹脂組成物 - Google Patents
粉体塗料用樹脂組成物Info
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Description
性、可撓性、及び耐食性に優れた粉体塗料用樹脂組成物
に関するものである。
体塗料に用いられているエポキシ樹脂の大部分はビスフ
ェノールA型固形エポキシ樹脂であるが、この種のエポ
キシ樹脂を使用した粉体塗料は周知のごとく耐候性が著
しく悪い為、屋外用途等耐候性が要求される分野では使
用できない場合が多い。また耐候性を改良した公知の技
術として、脂環族エポキシ樹脂等を多価カルボン酸、あ
るいは多価カルボン酸と多価アルコールとの反応によつ
て得られる末端カルボキシルポリエステルオリゴマーと
を反応させて高分子量化、固形化したエポキシ樹脂があ
るが、このものは通常、ビスフェノールA型固形エポキ
シ樹脂に比してエポキシ当量が高い割には軟化温度が低
い為、これを使用した粉体塗料、例えば、カルボキシル
末端ポリエステル樹脂と組み合わせた粉体塗料は、耐候
性は改善されるものの耐ブロッキング性、及び可撓性に
ついては不十分であり実用上困難である。
キシ樹脂の上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成させるに至つた。即ち本発明は、分子
内に平均1個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
(a)に多価カルボン酸と多価アルコールとの反応で得
られる末端カルボキシルポリエステルオリゴマー
(b)と、ポリイソシアネート類 (c)を反応させて
得られる常温で固体の粉体塗料用エポキシ樹脂〔A〕と
1分子中に2個以上のカルボキシル基を含有するポリエ
ステル樹脂〔B〕よりなることを特徴とする粉体塗料用
樹脂組成物を用いるとき、上記欠点であつた耐候性、あ
るいは耐ブロッキング性、及び可撓性が改良できること
を見いだすに至つた。
塗料エポキシ樹脂〔A〕は分子内に平均1個以上のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂(a)に末端カルボキシル
ポリエステルオリゴマー(b)と、ポリイソシアネート
類(c)を反応させるもので、エポキシ樹脂(a)のエ
ポキシ基に末端カルボキシルポリエステルオリゴマー
(b)のカルボキシル基が反応し、更にこの反応で生成
した二級水酸基の一部と、ポリイソシアネート類(c)
のイソシアネート基が反応して得られる。この様にして
得られた粉体塗料用エポキシ樹脂〔A〕は、従来技術で
ある、脂環族エポキシ樹脂等に末端カルボキシルポリエ
ステルオリゴマー(b)を反応させて得られる固形エポ
キシ樹脂に比して、軟化温度が高い割にはエポキシ当量
が低く、且つ1分子当りのエポキシ基数が増加する。従
つて、例えばカルボキシル末端ポリエステル樹脂と組み
合わせた粉体塗料は耐ブロッキング性が良好で、硬化反
応においても高い架橋密度を与えるものである。しかも
ウレタン結合の導入により可撓性も向上することを特長
とする。
製造法については特に制限はなく、周知慣用の方法が適
用される。その代表的な製造法としては、エポキシ樹脂
(a)のエポキシ基1当量に対して末端カルボキシルポ
リエステルオリゴマー(b)をそのカルボキシル基0.
2〜0.8当量、好ましくは0.3〜0.6当量、及び
ポリイソシアネート類(c)をそのイソシアネート基
0.01〜0.5当量、好ましくは0.05〜0.3当
量の割合で反応させて得られる。末端カルボキシルポリ
エステルオリゴマー(b)の割合が0.2当量より小さ
い場合は、軟化点が低く塗料の耐ブロッキング性が悪
く、0.8当量より大きい場合は、塗膜の平滑性が低下
する。またポリイソシアネート類(c)の割合が0.0
1より小さい場合は、可撓性カ坏十分であり、0.5よ
り大きい場合は、ゲル化を引き起こし製造することがで
きない。
ては、一般的に耐候性が良好とされているものが適して
おり、具体的には1,6−ヘキサンジオール、トリメチ
ロールプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロ
ヘキシル)プロパン等の脂肪族及び脂環族多価アルコー
ルのポリグリシジルエーテル類、フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸等の芳香族多価カルボン酸のポリグリ
シジルエステル類、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキ
サヒドロフタル酸等の脂環族多価カルボン酸のポリグリ
シジルエステル類、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族
多価カルボン酸のポリグリシジルエステル類、(3´,
4´−エポキシシクロヘキシルメチル)−3,4−エポ
キシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−
エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート等の脂環式
ポリエポキシド類、p−オキシ安息香酸等のグリシジル
エステルエーテル類が挙げられ 単独あるいは2種以上
の混合物として使うことができる。
カルボキシルポリエステルオリゴマ−(b)は多価カル
ボン酸(b−1)と多価アルコール(b−2)の反応に
よつて得られる数平均分子量300〜2000の末端カ
ルボキシルポリエステルオリゴマーである。その一つの
成分である多価カルボン酸 (b−1)としては、メチ
ルヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等
の脂環族及び芳香族多価カルボン酸類ならびにその無水
物、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の飽和脂
肪族ジカルボン酸類が挙げられ、単独あるいは2種以上
の混合物として使うことができる。もう一方の成分であ
る多価アルコール(b−2)としては、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、1,6−ヘキサンジオール等の脂肪族グリコール
類、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プ
ロパン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン
等の脂環族グリコール類が挙げられる。
イソシアネート類 (c)としては、一般式〔1〕(化
2)で表され、ジイソシアネート(c−1)と二価アル
コール(c−2)とを公知の手段で反応させた末端イソ
シアネートポリウレタンオリゴマー、またはジイソシア
ネート(c−1)単独でも良い。
ソシアネートのNCO基を除外した残基、R2は二価ア
ルコールの水酸基を除外した残基、nは0〜5の整数で
ある。)
してはトリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレ
ンジイソシアネート(XDI)、4,4´−ジフェニル
メタンジイソシアネート(MDI)、1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソ
シアネート(IPDI)、トリメチルヘキサメチレンジ
イソシアネート(TMDI)、水素添加TDI、水素添
加XDI等が挙げられ、特に1,6−ヘキサメチレンジ
イソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネー
ト(IPDI)、水素添加TDI、水素添加XDIが好
ましい。もう一方の成分である二価アルコール(c−
2)としては、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオ
ール等の脂肪族グリコール類、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシシクロヘキシル)プロパン、ビス(4−ヒドロキ
シシクロヘキシル)メタン等の脂環族グリコール類等が
挙げられる。
シ樹脂〔A〕は、軟化温度が50〜150℃、且つエポ
キシ当量が200〜1500g/eqの範囲にある場合
に本発明の特徴が効果的に得られるため望ましい。エポ
キシ当量が200より低い場合は塗膜の機械的特性、及
び塗料の耐ブロッキング性が不十分であり、1500よ
り大きい場合は塗膜の平滑性が劣る。
〔B〕としては1分子中に少なくとも2個以上のカルボ
キシル基を有し、酸価20〜100mgKOH/g、好
ましくは30〜80mgKOH/g、軟化点60〜15
0℃、好ましくは70〜130℃のものである。その製
浩法については特に制限はなく、多価カルボン酸と多価
アルコールから周知慣用の方法で製造されうるものであ
る。
ヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ
イソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、フタル酸、
イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメ
リット酸等の脂環族及び芳香族多価カルボン酸類ならび
にその無水物、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、ア
ゼライン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸類等であり、一
方、多価アルコールとしては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、トリメ
チロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール
等の脂肪族グリコール類、2,2−ビス(4−ヒドロキ
シシクロヘキシル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシシ
クロヘキシル)メタン等の脂環族グリコール類が使用さ
れる。
脂〔A〕及びポリエステル樹脂〔B〕以外に、必要に応
じて従来公知の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹
脂等、他のエポキシ樹脂を配合することができ、またそ
の使用目的に応じて顔料、充填剤、流動調整剤、触媒等
の添加剤を配合することができる。さらにエクストルー
ダー等で混錬し、微粉砕することによつて粉体塗料を得
ることができる。次に、実施例により本発明を更に詳細
に説明するが、本発明はこれら実施例によつて限定され
るものではない。なお実施例中「部」は全て重量部を表
す。
例 1−1 メチルヘキサヒドロ無水フタル酸345部とネオペンチ
ルグリコール104部との混合物を窒素ガス雰囲気中で
撹拌しながら150℃で2時間反応させて、カルボキシ
ル基当量が232g/eqで常温で固形の末端カルボキ
シルポリエステルオリゴマー〔b−1〕を得た。 1−2 ヘキサヒドロ無水フタル酸310部と2,2−ビス
(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン240部と
の混合物を窒素ガス雰囲気中で撹拌しながら150℃で
2時間反応させて、カルボキシル基当量が299g/e
qで常温で固形の末端カルボキシルポリエステルオリゴ
マー〔b−2〕を得た。
88部、メチルエチルケトン400部の混合物を70℃
に昇温し、ジブチルスズマレート0.1部を加えて5時
間同温度で反応させた後、メチルエチルケトンを減圧下
で留去し、NCO基含有率17%で常温で固形の末端イ
ソシアネートポリウレタンオリゴマー〔c−1〕を得
た。
ンのグリシジルエーテル(エポキシ当量230g/e
q)460部、上記1−1で得られた末端カルボキシル
ポリエステルオリゴマー〔b−1〕230部、上記2−
1で得られた末端イソシアネートポリウレタンオリゴマ
ー〔c−1〕56部を加え、窒素ガス雰囲気中で撹拌し
150℃で4時間反応させて、軟化点90℃、エポキシ
当量770g/eqの粉体塗料用エポキシ樹脂〔A−
1〕を得た。 3−2 2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパ
ンのグリシジルエーテル(エポキシ当量230g/e
q)460部、上記1−2で得られた末端カルボキシル
ポリエステルオリゴマー[b−2〕250部、水素添加
XDI 58部を加え、窒素ガス雰囲気中で撹拌し15
0℃で4時間反応させて、軟化点94℃、エポキシ当量
672g/eqの粉体塗料用エポキシ樹脂〔A−2〕を
得た。 3−3 ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル(エポキシ当
量166g/eq)332部、上記1−2で得られた末
端カルボキシルポリエステルオリゴマー〔b−2〕32
0部、水素添加XDI 35部を加え、窒素ガス雰囲気
中で撹拌し150℃で4時間反応させて、軟化点97
℃、エポキシ当量754g/eqの粉体塗料用エポキシ
樹脂〔A−3〕を得た。 3−4 製造例3−3において、水素添加XDI 35部をイソ
ホロンジイソシアネート40部に変更した以外は同様に
して、軟化点94℃、エポキシ当量780g/eqの粉
体塗料用エポキシ樹脂〔A−4〕を得た。
オリゴマー〔b−2〕を300部に変更し、また水素添
加XDIを加えなかつた以外は同様にして、軟化点85
℃、エポキシ当量1150g/eqのエポキシ樹脂〔X
−1〕を得た。 4−2 製造例3−3において、末端カルボキシルポリエステル
オリゴマー〔b−2〕を375部に変更し、また水素添
加XDIを加えなかつた以外は同様にして、軟化点90
℃、エポキシ当量1160g/eqのエポキシ樹脂〔X
−2〕を得た。
150部、ジメチルテレフタレート420部、及び酢酸
亜鉛0.2部からなる混合物を、生成するメタノールを
系外に除去しながら200℃で3時間反応させた後、テ
レフタル酸290部、アジピン酸15部、及びジブチル
スズオキサイド0.3部を追加して240℃まで昇温
し、生成する縮合水を系外に除去しながら5時間反応さ
せた。次に反応物を200℃まで冷却して無水トリメリ
ット酸110部を追加して更に同温度で3時間反応させ
て、酸価62mgKOH/g、軟化温度110℃のポリ
エステル樹脂〔B−1〕を得た。 5−2 ネオペンチルグリコール240部、エチレングリコール
105部、ジメチルテレフタレート404部、及び酢酸
亜鉛0.2部からなる混合物を生成するメタノールを系
外に除去しながら200℃で3時間反応させた後、イソ
フタル酸150部、テレフタル酸190部、ジブチルス
ズオキサイド0.4部を追加して230℃まで昇温し、
生成する縮合水を系外に除去しながら5時間反応させ
て、酸価38mgKOH/g、軟化温度115℃のポリ
エステル樹脂〔B−2〕を得た。
照用エポキシ樹脂〔X−1〕〜〔X−2〕、及びYD−
014(東都化成(株)製ビスフェノールA型エポキシ
樹脂、エポキシ当量960g/eq、軟化点98℃)、
ポリエステル樹脂〔B−1〕〜〔B−2〕を用いて、表
1に示した配合で粉体塗料の調整を行い、ヘンシェルミ
キサーでドライブレンドした。次いで二軸エクストルー
ダーを使用し樹脂温度120℃で溶融混練し、冷却後、
微粉砕して各粉体塗料を得た。得られた粉体塗料を静電
粉体塗装機を用いて燐酸亜鉛処理した軟鋼板に、膜厚が
40〜60ミクロンになるよう塗布し、190℃で20
分焼付けて試験片を作成した。こうして得られた塗膜に
ついて諸性能を調べ 表1に示す結果となつた。
g×高さ) 4)塩水噴霧試験400時間後のクロスカット部よりの
剥離幅 5)98℃以上の沸騰水に60分間浸漬した後の塗膜の
状態を黙視判定 ○異常無し、 ×塗膜に艶引け等の異常あり 6)サンシャインウェザーメーター500時間経過後の
光沢保勾 7)塗料を35℃の恒温槽中に1週間貯蔵した後のブロ
ッキングの状態 ○異常無し、 ×ブロッキング
樹脂組成物から得られた塗膜は比較例のものに対し、機
械特性及び耐候性に優れ、耐ブロッキング性も良好であ
ることが分かる。
とポリエステル樹脂〔B〕よりなる粉体塗料用樹脂組成
物から得た粉体塗料は、耐ブロッキング性が良好で、か
つ外観、耐候性、機械特性、及び耐食性に優れた塗膜を
与えることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 分子内に平均1個以上のエポキシ基を有
するエポキシ樹脂(a)に多価カルボン酸と多価アルコ
ールとの反応で得られる末端カルボキシルポリエステル
オリゴマー(b)と、ポリイソシアネート類(c)を反
応させて得られる常温で固体の粉体塗料用エポキシ樹脂
〔A〕と1分子中に2個以上のカルボキシル基を含有す
るポリエステル樹脂〔B〕よりなることを特徴とする粉
体塗料用樹脂組成物。 - 【請求項2】 ポリイソシアネート類(c)が、一般式
〔1〕(化1)で表される請求項1記載の粉体塗料用エ
ポキシ樹脂組成物。 【化1】 (ただし、R1は芳香族または脂肪族または脂環族ジイ
ソシアネートのNCO基を除外した残基、R2は二価ア
ルコールの水酸基を除外した残基、nは0〜5の整数で
ある。)
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JP15305593A JP3259150B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 粉体塗料用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15305593A JP3259150B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 粉体塗料用樹脂組成物 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15305593A Expired - Fee Related JP3259150B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 粉体塗料用樹脂組成物 |
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-
1993
- 1993-05-18 JP JP15305593A patent/JP3259150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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