JP3474708B2 - 熱硬化性粉体塗料 - Google Patents
熱硬化性粉体塗料Info
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Description
たは半結晶質のエポキシ基含有コポリエステル、適当な
硬化剤および所望による充填剤および/または顔料およ
び/または添加剤を含有する熱硬化性粉体塗料、該粉体
塗料の製造法並びに非晶質および/または半結晶質のグ
リシジルエーテル基含有コポリエステルの製造法に関す
る。
官能性の脂肪族もしくは芳香族アルコールモノマーとエ
ピハロアルカンとの反応においては、グリシジルエーテ
ルモノマーが得られる。この種の化合物は主としてエポ
キシ塗料の反応性希釈剤として用いられている。このよ
うなエポキシ塗料はビスフェノールAをベースとするグ
リシジルエーテルを結合剤として含有する。ビスフェノ
ールAをベースとするエポキシ樹脂とグリシジルエーテ
ルの製法と用途は知られており、例えば、リー(Lee)
とネビル(Neville)による「エポキシ樹脂ハンドブック」
[マクグロウヒル・ブックカンパニー(ロンドン)発行(1
967年)]に記載されている。ヒドロキシル官能性コポ
リエステルはヒドロキシル官能性を有する別の原料であ
り、該コポリエステルは今日では広く知られている。
び/または半結晶質のグリシジルエーテル基含有コポリ
エステルを基材とする熱硬化性粉体塗料、並びに非晶質
および/または半結晶質のポリグリシジル官能性コポリ
エステルの簡単な新規製法を提供するためになされたも
のである。
び/または半結晶質のヒドロキシル官能性コポリエステ
ルがエピハロアルカンとのポリマー類似反応によってグ
リシジルエーテル基含有コポリエステルに変換されると
いう驚くべき知見に基づいてなされたものであって、上
記の課題は請求項1記載の熱硬化性粉体塗料および請求
項13記載の粉体塗料の製法によって解決された。本発
明の好ましい態様はその他の請求項に記載する。
/または半結晶質のグリシジルエーテル基含有コポリエ
ステルは熱硬化性粉体塗料のバインダーとして特に適し
ている。本発明による熱硬化性粉体塗料は次の成分(A)
〜(C)を含有する: (A)ヒドロキシル基を含有する非晶質および/または半
結晶質コポリエステル(D)をエピハロアルカンと反応さ
せることによって得られる少なくとも1種の非晶質およ
び/または半結晶質のグリシジルエーテル基含有コポリ
エステル[分子量,(Mn):300〜10000]、(B)
脂肪族および/または脂環式多塩基酸および/またはこ
れらの酸無水物および/または多塩基酸のポリオール変
性酸無水物および/または非晶質もしくは半結晶質カル
ボキシル官能性コポリエステル樹脂および/またはカル
ボキシル官能性アクリレート樹脂、(C)所望による充填
剤および/または顔料および/または添加剤。 非晶質および/または半結晶質コポリエステル(D)は、
当該分野においてポリエステルに関して知られている縮
合反応(エステル化反応および/またはエステル交換反
応)によって調製することができる。この場合、所望に
より、適当な触媒、例えば、ジブチル酸化第二錫または
チタンテトラブチレート等を用いてもよい。
ステル樹脂のヒドロキシル価およびガラス転移温度はそ
れぞれ10〜200(mgKOH/g)および>40℃で
ある。非晶質ヒドロキシル官能性コポリエステルは酸成
分としては主として次のような芳香族多塩基性カルボン
酸を含有する:テレフタル酸、イソフタル酸、フタル
酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、3,6−ジクロ
ロフタル酸、テトラクロロフタル酸、および入手可能な
これらの酸無水物、塩化物またはエステル。該コポリエ
ステルは多くの場合、少なくとも50モル%、好ましく
は80モル%のテレフタル酸および/またはイソフタル
酸を含有する。残余(100モル%との差)の酸成分とし
ては脂肪族および/または脂環式多塩基酸、例えば、
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフ
タル酸、ヘキサヒドロエンドメチレンテレフタル酸、ヘ
キサクロロフタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、アジ
ピン酸、デカンジカルボン酸、コハク酸、マレイン酸ま
たはダイマー脂肪酸等を含有する。ヒドロキシカルボン
酸および/またはラクトン、例えば、12−ヒドロキシ
ステアリン酸、ε−カプロラクトンまたはネオペンチル
グリコールのヒドロキシピバル酸エステルを用いてもよ
い。少量のモノカルボン酸、例えば、安息香酸、t−ブ
チル安息香酸、ヘキサヒドロ安息香酸または飽和脂肪族
モノカルボン酸を用いてもよい。
ジオールが例示される:エチレングリコール、1,3−
プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,2−
ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタ
ンジオール、2,2−ジメチルプロパンジオール−1,3
(ネオペンチルグリコール)、2,5−ヘキサンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、2,2−[ビス−(4−ヒ
ドロキシシクロヘキシル)]プロパン、1,4−ジメチロ
ールシクロヘキサン、ジエチレングリコール、ジプロピ
レングリコールおよび2,2−ビス−[4−(2−ビトロ
キシル)]フェニルプロパン。少量のポリオール、例え
ば、グリセリン、ヘキサントリオール、ペンタエリトリ
トール、ソルビトール、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパンまたはトリス(2−ヒドロキシ)イソシ
アネート等を用いてもよい。ジオールまたはポリオール
の代りにエポキシ化合物を用いることも可能である。全
酸成分に対してアルコール成分の少なくとも50モル%
はネオペンチルグリコールおよび/またはプロピレング
リコールにするのが好ましい。
0(mgKOH/g)のヒドロキシル価およびDSCによ
って正確に測定される融点を有する。半結晶質ポリエス
テルは脂肪族ポリオール(好ましくは、脂肪族ジオール)
と脂肪族および/または脂環式および/または芳香族多
塩基性カルボン酸(好ましくは、二塩基酸)との縮合反応
生成物である。脂肪族ポリオールとしてはエチレングリ
コール(1,2−エタンジオール)、プロピレングリコー
ル(1,3−プロパンジオール)、ブチレングリコール
(1,4−ブタンジオール)、1,6−ヘキサンジオール、
ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール
またはトリメチロールプロパン等が例示されるが、脂肪
族ジオール、例えば、エチレングリコール、ブチレング
リコールまたは1,6−ヘキサンジオール等が好まし
い。
ボン酸、好ましくは炭素原子数4〜20のジカルボン
酸、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
デカンジカルボン酸、コハク酸、ウンデカン二酸および
芳香族ジカルボン酸、例えば、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、フタル酸およびこれらの水素化物、例えば、1,
4−シクロヘキサンジカルボン酸等であるが、特に好ま
しいものは、炭素原子数6〜12の脂肪族ジカルボン酸
である。種々のポリオールと多塩基性カルボン酸の混合
物を用いてもよい。
シル官能性コポリエステル(D)とエピハロアルカンから
本発明によるグリシジルエーテル基含有コポリエステル
(A)を得る反応はグリシジルエーテル基を得るための常
套法によっておこなえばよい。グリシジルエーテル官能
性コポリエステルは、非晶質および/または半結晶質の
ヒドロキシル官能性コポリエステルをエピハロアルカン
と反応させることによって得られる。一般に、この反応
は二段階でおこなわれる。第一段階においては、エピハ
ロアルカンがポリエステルのヒドロキシル基に付加し、
ポリハロヒドリンエーテルが形成される。この反応はル
イス酸、例えば、フッ化ホウ素(III)および塩化錫(IV)
等によって触媒される。不活性溶剤、例えば、ベンゼ
ン、トルエンまたはクロロホルムは適当な溶剤であり、
また、反応は過剰のエピハロアルカンを用いておこなう
(エピハロアルカンは同時に溶剤としても作用する)。 非晶質および/または半結晶質のグリシジルエーテル基
含有コポリエステルは第二段階における不活性溶剤(例
えば、トルエン)中での苛性アルカリ水溶液(例えば、水
酸化ナトリウム水溶液)を用いる脱ハロゲン化水素反応
によって形成される。この反応によって生成る塩溶液と
水は、苛性アルカリ水溶液の水と共に比較的重い水性廃
液を形成するが、該廃液は反応後に簡単な方法によって
有機層から分離させることができる。反応は第一段階で
は約80℃で約30分間おこない、第二段階では50℃
で約60分間おこなう。
晶質のヒドロキシル官能性コポリエステルの交換反応は
一段階反応でおこなうこともできる。この反応は、非晶
質および/または半結晶質コポリエステルとエピハロア
ルカンを含む相と水溶液相(好ましくは水酸化ナトリウ
ム水溶液)との間における相間移動触媒による二相反応
である。相間移動触媒としてはオニウム塩、特に第四ア
ンモニウム化合物および/またはホスホニウム化合物、
例えば、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、テ
トラメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチル
アンモニウムクロリド、エチルトリフェニルホスホニウ
ムブロミドおよびブチルトリフェニルホスホニウムクロ
リド等が挙げられるが、ベンジルトリメチルアンモニウ
ムブロミドが好ましい。この反応は60℃で約60分間
おこなう。所謂共沸法は相間移動法の変形法であり、二
相反応中に存在する水および生成する水はエピハロアル
カンと共に真空蒸留によって留去される。
2,3−エポキシプロパン(エピクロロヒドリン)、1−
クロロ−2−メチル−2,3−エポキシプロパンおよび
1−クロロ−2,3−エポキシブタン等が例示される
が、1−クロロ−2,3−エポキシプロパンが好まし
い。その他のエピハロアルカン、例えば、エピプロモヒ
ドリン等を用いてもよい。
ルエーテル基含有コポリエステルの分子量(Mn)は30
0〜10000である。本発明によるグリシジルエーテ
ル基含有コポリエステルのエポキシ価は0.01〜0.
510(当量/100g)である。好ましい態様において
は、非晶質のグリシジルエーテル基含有コポリエステル
は、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、トリメ
リット酸無水物、ネオペンチルグリコール、エチレング
リコールおよびトリメチロールプロパンから成る群から
選択されるユニットを有する。別の好ましい態様におい
ては、非晶質のグリシジルエーテル基含有コポリエステ
ルはシクロヘキサンジカルボン酸(0〜95モル%)と
イソフタル酸(100〜5モル%)およびネオペンチルグ
リコールを含有する。
酸、好ましくは二塩基酸、例えばアジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マロン
酸、コハク酸、グルタル酸、および1,12−デカンジ
カルボン酸等が挙げられる。これらの酸の酸無水物、例
えば、グルタル酸無水物、コハク酸無水物およびこれら
のジカルボン酸のポリ酸水物等を用いてもよい。ポリ酸
無水物は脂肪族二塩基性ジカルボン酸の分子間縮合によ
って得られる。ポリ酸無水物としては、アジピン酸(ポ
リ)無水物、アゼライン酸(ポリ)無水物、セバシン酸
(ポリ)無水物およびドデカン二酸(ポリ)無水物等が例示
される。ポリ酸無水物の分子量(ポリスチレン標準に対
する平均分子量)は1000〜5000である。ポリ酸
無水物はポリオールを用いて変性してもよい。ポリ酸無
水物は40〜150℃の融点を有する脂肪族二塩基性ジ
カルボン酸、例えば、12−ヒドロキシステアリン酸、
2−ヒドロキシオクタデカン酸、3−ヒドロキシオクタ
デカン酸、10−ヒドロキシオクタデカン酸または2−
ヒドロキシミリスチン酸との混合物として用いてもよ
い。脂環式ジカルボン酸、例えば1,4−シクロヘキサ
ンジカルボン酸等またはこれらのポリ酸無水物も硬化剤
として用いてもよい。
性コポリエステルも適当な硬化剤である。非晶質および
半結晶質コポリエステルは、当該分野においてポリエス
テルに関して知られている縮合反応(エステル化反応お
よび/またはエステル交換反応)によって調製すること
ができる。この場合、所望により、適当な触媒、例え
ば、ジブチル酸化第二錫またはチタンテトラブチレート
等を用いてもよい。
ステル樹脂の酸価およびガラス転移温度はそれぞれ10
〜200(mgKOH/g)および>40℃である。非晶
質ヒカルボキシル官能性コポリエステルは酸成分として
は主として次のような芳香族多塩基性カルボン酸を含有
する:テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ピロメ
リット酸、トリメリット酸、3,6−ジクロロフタル
酸、テトラクロロフタル酸、および入手可能なこれらの
酸無水物、塩化物またはエステル。該コポリエステルは
多くの場合、少なくとも50モル%、好ましくは80モ
ル%のテレフタル酸および/またはイソフタル酸を含有
する。残余(100モル%との差)の酸成分としては脂肪
族および/または脂環式多塩基酸、例えば、1,4−シ
クロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘ
キサヒドロエンドメチレンテレフタル酸、ヘキサクロロ
フタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、アジピン酸、デ
カンジカルボン酸、コハク酸、マレイン酸またはダイマ
ー脂肪酸等を含有する。ヒドロキシカルボン酸および/
またはラクトン、例えば、12−ヒドロキシステアリン
酸、ε−カプロラクトンまたはネオペンチルグリコール
のヒドロキシピバル酸エステルを用いてもよい。少量の
モノカルボン酸、例えば、安息香酸、t−ブチル安息香
酸、ヘキサヒドロ安息香酸または飽和脂肪族モノカルボ
ン酸を用いてもよい。
ジオールが例示される:エチレングリコール、1,3−
プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,2−
ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタ
ンジオール、2,2−ジメチルプロパンジオール−1,3
(ネオペンチルグリコール)、2,5−ヘキサンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、2,2−[ビス−(4−ヒ
ドロキシシクロヘキシル)]プロパン、1,4−ジメチロ
ールシクロヘキサン、ジエチレングリコール、ジプロピ
レングリコールおよび2,2−ビス−[4−(2−ビトロ
キシル)]フェニルプロパン。少量のポリオール、例え
ば、グリセリン、ヘキサントリオール、ペンタエリトリ
トール、ソルビトール、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパンまたはトリス(2−ヒドロキシ)イソシ
アネート等を用いてもよい。ジオールまたはポリオール
の代りにエポキシ化合物を用いることも可能である。全
酸成分に対してアルコール成分の少なくとも50モル%
はネオペンチルグリコールおよび/またはプロピレング
リコールにするのが好ましい。
0(mgKOH/g)の酸価およびDSCによって正確に
測定される融点を有する。半結晶質ポリエステルは脂肪
族ポリオール(好ましくは、脂肪族ジオール)と脂肪族お
よび/または脂環式および/または芳香族多塩基性カル
ボン酸(好ましくは、二塩基酸)との縮合反応生成物であ
る。脂肪族ポリオールとしてはエチレングリコール(1,
2−エタンジオール)、プロピレングリコール(1,3−
プロパンジオール)、ブチレングリコール(1,4−ブタ
ンジオール)、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、シクロヘキサンジメタノールまたはトリメ
チロールプロパン等が例示されるが、脂肪族ジオール、
例えば、エチレングコール、ブチレングリコールまたは
1,6−ヘキサンジオール等が好ましい。
ボン酸、好ましくは炭素原子数4〜20のジカルボン
酸、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
デカンジカルボン酸、コハク酸、ウンデカン二酸および
芳香族ジカルボン酸、例えば、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、フタル酸およびこれらの水素化物、例えば、1,
4−シクロヘキサンジカルボン酸等であるが、特に好ま
しいものは、炭素原子数6〜12の脂肪族ジカルボン酸
である。種々のポリオールと多塩基性カルボン酸の混合
物を用いてもよい。
リマーは下記のモノマー(a)〜(d)の共重合によって得
られるポリマー[酸価:10〜300(mgKOH/g)]
である (a)メチル(メタ)アクリレート0〜70重量部、(b)炭
素原子数2〜18のアルキル基もしくはシクロアルキル
基を有するアクリル酸および/またはメタクリル酸の
(シクロ)アルキルエステル0〜60重量部、(c)ビニル
芳香族炭化水素0〜90重量部、(d)オレフィン性不飽
和カルボン酸0〜60重量部[但し、成分(a)〜(d)の
重量部の合計は100重量部である]。
(シクロ)アルキル基を有するアクリル酸またはメタクリ
ル酸の(シクロ)アルキルエステルである。適当なまたは
好ましいモノマー(b)としては次のものが例示される:
エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリ
レート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル
(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、
t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタアクリレー
ト、ネオペンチルメタクリレート、イソボルニルメタク
リレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシルメタク
リレートおよびステアリルメタクリレート。モノマー
(c)としてはスチレン、ビニルトルエンおよびα−エチ
ルスチレン等が例示される。モノマー(d)としてはアク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマ
ル酸、マレイン酸およびシトラコン酸等が例示される
が、アクリル酸とメタクリル酸が好ましい。
(d)を常套のラジカル重合法、例えば、溶液重合法、乳
化重合、粒状重合または塊状重合によって共重合させる
ことによって得られる。モノマー成分(a)〜(d)はラジ
カル形成剤および所望による分子量調整剤の存在下にお
いて60〜160℃、好ましくは80〜150℃で共重
合させる。
ーは不活性溶剤中で調製される。適当な溶剤としては芳
香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン
等)、エステル(例えば、エチルアセテート、ブチルアセ
テート、ヘキシルアセテート、ヘプチルアセテート、メ
チルグリコールアセテート、エチルグリコールアセテー
ト、メトキシプロピルアセテート等)、エーテル(例え
ば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル等)、ケトン(例えば、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メ
チル−n−アミルケトン、メチルイソアミルケトン等)
およびこれらの溶剤の任意の混合物が例示される。
におこなってもよい。一般的には、モノマー混合物と重
合開始剤を重合反応器内へ等量ずつ連続的に計量供給す
ると共に、相当する量のポリマーを反応器から連続的に
取出す。好ましくは化学的にほとんど均一なコポリマー
を製造することもできる。あるいは、反応混合物を撹拌
反応器内へ一定の速度で供給するが、生成するポリマー
を反応器から取出さなくても化学的にほとんど均一なコ
ポリマーを得ることができる。モノマーの一部を例え
ば、前記のような溶剤に加え、残りのモノマーと反応助
剤を反応温度まで加熱した該混合物へ添加して反応をお
こなってもよい。重合反応は一般に大気圧下でおこなう
が、25barまでの圧力下でおこなってもよい。重合
開始剤の使用量は、モノマーの全重量に対して0.05
〜15重量%である。
ざあり、例えば、次のものが挙げられる:脂肪族アゾ化
合物(例えば、アゾジイソブチロニトリル、アゾ−ビス
−2−メチルバレロニトリル、1,1'−アゾ−ビス−1
−シクロヘキサンニトリルおよび2,2'−アゾ−ビス−
イソブチロアルキルエステル等)、対称ジアシル過酸化
物(例えば、アセチルペルオキシド、プロピオニルペル
オキシド、ブチリルペルオキシド、臭素原子、ニトロ
基、メチル基またはメトキシ基が置換したベンゾイルペ
ルオキシドおよびラウリルペルオキシド等)、対称ペル
オキシジカーボネート(例えば、t−ブチルパーベンゾ
エート等)、ヒドロペルオキシド(例えば、t−ブチルヒ
ドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド等)、ジ
アルキルペルオキシド(例えば、ジクミルペルオキシ
ド、t−ブチルクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペ
ルオキシド等)。常套の分子量調整剤を用いることによ
って、コポリマーの分子量を調整することができる。分
子量調整剤としては、メルカプトプロピオン酸、t−ド
デシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタンおよび
ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等が例示され
る。分子量調整剤の使用量は、モノマーの全重量に対し
て0.1〜10重量%である。
はさらに処理することなく、蒸発処理または通気処理に
付す。例えば、温度および圧力をそれぞれ約120〜1
60℃および100〜300mbarに設定した蒸発押
出機または噴霧乾燥機内において該ポリマー溶液を処理
することによって溶剤を除去することにより、本発明に
よるコポリマーが得られる。
してもよい。硬化剤成分(B)として用いるカルボキシル
官能性化合物のグリシジルエーテル基含有樹脂に対する
配合量は樹脂中のエポキシ基の数に応じて広範囲に変化
させることができるが、一般的には、カルボキシル基
(または酸無水物基)とエポキシ基のモル比が0.4〜1.
4:1、好ましくは0.8〜1.2:1になるように選定
すればよい。
従来から粉体塗料の製造に常用されている充填剤および
/または顔料および/または添加剤を適宜配合してもよ
い。添加剤としては、促進剤、流れ調整剤、脱ガス剤、
熱安定剤、UV安定剤および/またはHALS(ヒンダ
ードアミン光安定剤)および/または潤滑添加剤並びに
艶消剤(例えば、ワックス等)等が例示される。
融マスを60〜140℃で相互押出しすることによって
製造するのが好ましい。押出物は冷却後、微粉砕処理に
付し、次いで粒径が90μm以下のものに篩分ける。粉
体塗料の他の適当な製造法としては、配合成分を溶液中
で混合して沈澱物を得るか、または溶剤を蒸発させる方
法が例示される。
粉体塗料の塗装に常用されている方法、例えば、コロナ
放電または摩擦電気を利用する静電噴霧装置を用いる方
法または流動層被覆法等によっておこなえばよい。
を以下の実施例によってさらに説明する。実施例1 温度検出器、撹拌器、還流カラムおよび蒸留ブリッジを
備えたエステル化反応器内にネオペンチルグリコール5
01.8g(4.82モル)を入れ、窒素雰囲気下において
140℃で溶融させた(反応中の反応器内は窒素雰囲気
下に保った)。次いで、イソフタル酸533.3g(3.2
1モル)、シクロヘキサンジカルボン酸138.2g(0.
80モル)およびエステル化触媒0.6gを撹拌下で添加
した。反応器内の温度を段階的に高めた後、蒸留物が生
成しなくなるまで反応を続行した。160℃での溶融粘
度が約50Pa・sになるまで20mbarの真空下で
の凝縮処理をおこなった。得られたポリエステル樹脂I
の酸価は<2mgKOH/g、ヒドロキシル価は35m
gKOH/gおよび160℃におけるICI溶融粘度は
45Pa・sであった。末端基濃度から計算された数平
均分子量は約2800であった。
ール1501.8g(4.82モル)を入れ、窒素雰囲気下
において140℃で溶融させた(反応中の反応器内は窒
素雰囲気下に保った)。次いでイソフタル酸533.3g
(3.21モル)、シクロヘキサンジカルボン酸138.2
g(0.80モル)およびエステル化触媒0.6gを撹拌下
で添加した。反応器内の温度を段階的に高めた後、蒸留
物が生成しなくなるまで反応を続行した。160℃での
溶融粘度が約15Pa・sになるまで20mbarの真
空下での凝縮処理をおこなった。得られたポリエステル
樹脂IIの酸価は<2mgKOH/g、ヒドロキシル価
は60mgKOH/gおよび160℃でのICI溶融粘
度は14Pa・sであった。末端基濃度から計算された
数平均分子量は約1700であった。
ール1492.0g(4.72モル)、エチレングリコール
17.5g(0.28モル)およびトリメチロールプロパン
5.4g(0.04モル)を入れ、窒素雰囲気下において1
40℃で溶融させた(反応中の反応器内は窒素雰囲気に
保った)。次いでテレフタル酸496.1g(2.99モ
ル)、イソフタル酸134.1g(0.81モル)、アジピ
ン酸29.5g(0.20モル)、トリメリット酸無水物
7.7g(0.04モル)およびエステル化触媒0.6gを
撹拌下で添加した。反応器内の温度を段階的に高めた
後、蒸留物が生成しなくなるまで反応を続行した。16
0℃での溶融粘度が約10Pa・sになるまで20mb
arの真空下での凝縮処理をおこなった。得られたポリ
エステル樹脂IIIの酸価は<2mgKOH/g、ヒドロ
キシル価は100mgKOH/gおよび160℃でのI
CI溶融粘度は8Pa・sであった。末端機濃度から計
算された数平均分子量は約1100であった。
533.1g(4.51モル)を入れ、窒素雰囲気下におい
て140℃で溶融させた(反応中の反応器内は窒素雰囲
気下に保った)。次いでドデカン二酸629.3g(2.7
3モル)およびエステル化触媒0.6gを撹拌下で添加し
た。反応器内の温度を段階的に高めた後、蒸留物が生成
しなくなるまで反応を続行した。得られたポリエステル
樹脂IVの酸価は<2mgKOH/g、ヒドロキシル価
は199mgKOH/gおよび160℃でのICI溶融
粘度は2Pa・sであった。末端基の濃度から計算され
た数平均分子量は約550であった。
応器(20リットル)内において、トルエン6500gを
入れ、これに樹脂I(1697g)を溶解させた。フッ化
ホウ素(III)−エチルエーテレート16mlを添加し、
温度80℃まで高めた後、エピクロロヒドリン100g
を1時間かけて滴下した。反応混合物を80℃でさらに
30分間撹拌した後、50℃まで冷却した。水酸化ナト
リウムの22%水溶液200gを添加した後、50℃で
撹拌をさらに1時間おこない、水性相を分離した。有機
相を真空蒸留(130℃/1mmHg)に付すことによっ
て樹脂Vを得た。樹脂Vのヒドロキシル価と分子量を以
下の表1に示す。
応器(20リットル)内において、トルエン3000gを
入れ、これに樹脂II(934g)を溶解させた。フッ化ホ
ウ素(III)−エチルエーテレート10mlを添加し、温
度80℃まで高めた後、エピクロロヒドリン100gを
1時間かけて滴下した。反応混合物を80℃でさらに3
0分間撹拌した後、50℃まで冷却した。水酸化ナトリ
ウムの22%水溶液200gを添加した後、50℃で撹
拌をさらに1時間おこない、水性相を分離した。有機相
を真空蒸留(130℃/1mmHg)に付すことによって
樹脂VIを得た。樹脂VIのヒドロキシル価と分子量を以下
の表1に示す。
応器(20リットル)内において、トルエン2000gを
入れ、これに樹脂III(560g)を溶解させた。フッ化
ホウ素(III)−エチルエーテレート16mlを添加し、
温度80℃まで高めた後、エピクロロヒドリン100g
を1時間かけて滴下した。反応混合物を80℃でさらに
30分間撹拌した後、50℃まで冷却した。水酸化ナト
リウムの22%水溶液200gを添加した後、50℃で
撹拌をさらに1時間おこない、水性相を分離した。有機
相を真空蒸留(130℃/1mmHg)に付すことによっ
て樹脂VIIを得た。樹脂VIIのヒドロキシル価と分子量を
以下の表1に示す。
応器(20リットル)内において、トルエン1000gを
入れ、これに樹脂IV(280g)を溶解させた。フッ化ホ
ウ素(III)−エチルエーテレート3mlを添加し、温度
80℃まで高めた後、エピクロロヒドリン100gを1
時間かけて滴下した。反応混合物を80℃でさらに30
分間撹拌した後、50℃まで冷却した。水酸化ナトリウ
ムの22%水溶液200gを添加した後、50℃で撹拌
をさらに1時間おこない、水性相を分離した。有機相を
真空蒸留(130℃/1mmHg)に付すことによって樹
脂VIIIを得た。樹脂VIIIのヒドロキシル価と分子量を以
下の表1に示す。
応器(20リットル)内において、トルエン6500gと
エピクロロヒドリン1000gに樹脂I(1697g)を
60℃で溶解させた。ベンジル−トリメチルアンモニウ
ムクロリド18.6gおよび水酸化ナトリウムの22%
水溶液200gを添加した後、60℃で撹拌をさらに1
時間おこない、水性相を分離した。有機相を真空蒸留
(130℃/1mmHg)に付すことによって樹脂IXを
得た。樹脂IXのヒドロキシル価と分子量を以下の表2
に示す。
応器(20リットル)内において、トルエン3000gと
エピクロロヒドリン1000gに樹脂II(934g)を6
0℃で溶解させた。ベンジル−トリメチルアンモニウム
クロリド18.6gおよび水酸化ナトリウムの22%水
溶液200gを添加した後、60℃で撹拌をさらに1時
間おこない、水性相を分離した。有機相を真空蒸留(1
30℃/1mmHg)に付すことによって樹脂Xを得
た。樹脂Xのヒドロキシル価と分子量を以下の表2に示
す。
応器(20リットル)内において、トルエン2000g
とエピクロロヒドリン1000gに樹脂III(560
g)を60℃で溶解させた。ベンジル−トリメチルアン
モニウムクロリド18.6gおよび水酸化ナトリウムの
22%水溶液200gを添加した後、60℃で撹拌をさ
らに1時間おこない、水性相を分離した。有機相を真空
蒸留(130℃/1mmHg)に付すことによって樹脂
XIを得た。樹脂XIのヒドロキシル価と分子量を以下
の表2に示す。
応器(20リットル)内において、トルエン1000g
とエピクロロヒドリン1000gに樹脂IV(280
g)を60℃で溶解させた。ベンジル−トリメチルアン
モニウムクロリド18.6gおよび水酸化ナトリウムの
22%水溶液200gを添加した後、60℃で撹拌をさ
らに1時間おこない、水性相を分離した。有機相を真空
蒸留(130℃/1mmHg)に付すことによって樹脂
XIIを得た。樹脂XIIのヒドロキシル価と分子量を
以下の表2に示す。
サー内において700rpmで30秒間混合した後、バ
ス(Buss)社製コニーダー(PLK46)を用いて回転
数:150rpm)。押出物を冷却し、微粉砕処理に付
した後、粒径が90μm以下のものに篩分けた。
[Q−パネルAL36 5005H14/08(0.8m
m)]上に静電的(コロナ放電または摩擦電気)な方法によ
って塗布した後、200℃での熱硬化処理に15分間付
すことによって、厚さ60μmの硬化塗膜を形成させ
た。塗料の流動性および硬化塗膜の特性を以下の表5お
よび表6に示す。
半結晶質のグリシジルエーテル基含有コポリエステルを
基材とする実用上有用な新規熱硬化性粉体塗料が簡易な
方法によって提供される。
Claims (15)
- 【請求項1】 下記の成分(A)〜(C)を含有する、
非晶質および/または半結晶質のエポキシ基含有コポリ
エステルを基材とする熱硬化性粉体塗料: (A)ヒドロキシル基を含有する非晶質および/または
半結晶質コポリエステル(D)をエピハロアルカンと反
応させることによって得られる少なくとも1種の非晶質
および/または半結晶質のグリシジルエーテル基含有コ
ポリエステル[分子量(Mn):300〜1000
0]、 (B)脂肪族および/または脂環式多塩基酸および/ま
たはこれらの酸無水物および/または多塩基酸のポリオ
ール変性酸無水物および/または非晶質もしくは半結晶
質カルボキシル官能性コポリエステル樹脂および/また
はカルボキシル官能性アクリレート樹脂、 (C)所望による充填剤および/または顔料および/ま
たは添加剤。 - 【請求項2】 非晶質コポリエステル(D)のヒドロキ
シル価が10〜200(mgKOH/g)であり、ガラス転移
温度が>40℃である請求項1記載の粉体塗料。 - 【請求項3】 半結晶質コポリエステル(D)のヒドロ
キシル価が10〜400(mgKOH/g)である請求項1記
載の粉体塗料。 - 【請求項4】 非晶質および/または半結晶質のグリシ
ジルエーテル基含有コポリマーのエポキシ価が0.01
8〜0.510(当量/100g)である請求項1から
3いずれかに記載の粉体塗料。 - 【請求項5】 非晶質グリシジルエーテル基含有コポリ
エステルが次の群から選択される成分を含有する請求項
1から4いずれかに記載の粉体塗料:テレフタル酸、イ
ソフタル酸、アジピン酸、トリメリット酸無水物、ネオ
ペンチルグリコール、エチレングリコールおよびトリメ
チロールプロパン。 - 【請求項6】 非晶質のグリシジルエステル基含有コポ
リエステルがシクロヘキサンジカルボン酸(0〜95モ
ル%)、イソフタル酸(100〜5モル%)およびネオ
ペンチルグリコールを含有する請求項1から5いずれか
に記載の粉体塗料。 - 【請求項7】 半結晶質ポリエステルがデカンジカルボ
ン酸およびヘキサンジオールを含有する請求項1から4
いずれかに記載の粉体塗料。 - 【請求項8】 成分(B)が酸価10〜200(mgKOH/
g)およびガラス転移温度>40℃の非晶質カルボキシ
ル官能性コポリエステル樹脂である請求項1記載の粉体
塗料。 - 【請求項9】 成分(B)が酸価10〜300(mgKOH/
g)のカルボキシル官能性アクリレート樹脂である請求
項1記載の粉体塗料。 - 【請求項10】 成分(B)の含有量が、グリシジルエ
ーテル基含有コポリエステル(A)のエポキシ基1個あ
たりのカルボキシル基および/または酸無水物基の数が
0.4〜1.4、特に0.8〜1.2に相当する量であ
る請求項1記載の粉体塗料。 - 【請求項11】 成分(B)が酸価10〜400(mgKO
H/g)を有する半結晶質カルボキシル官能性コポリエス
テル樹脂である請求項1記載の粉体塗料。 - 【請求項12】 エピハロアルカンが1−クロロ−2,
3−エポキシプロパン(エピクロロヒドリン)、1−ク
ロロ−2−メチル−2,3−エポキシプロパン、1−ク
ロロ−2,3−エポキシブタンおよびエピブロモヒドリ
ンから成る群から選択される化合物(1−クロロ−2,
3−エポキシプロパンが好ましい)である請求項1記載
の粉体塗料。 - 【請求項13】 下記の工程(i)〜(v)を含む、非
晶質および/または半結晶質のグリシジルエーテル基含
有コポリエステル(A)を基材とする粉体塗料の製法: (i)非晶質および/または半結晶質のヒドロキシル官
能性コポリエステル(D)を調製し、 (ii)該コポリエステル(D)をエピハロアルカンとの
反応により少なくとも一段階でグリシジルエーテル基含
有コポリエステル(A)に変換させ、 (iii)該コポリエステル(A)を硬化剤成分(B)、
即ち、脂肪族および/または脂環式多塩基酸および/ま
たはこれらの酸無水物および/または多塩基酸のポリオ
ール変性酸無水物および/または非晶質もしくは半結晶
質のカルボキシル官能性コポリエステル樹脂および/ま
たはカルボキシル官能性アクリレート樹脂、並びに所望
による常套の充填剤および/または顔料および/または
添加剤と共に押出し、 (iv)押出物を冷却後に微粉砕処理に付し、次いで (v)微粉砕処理物を粒径90μm以下に篩分ける。 - 【請求項14】 エポキシ基1個あたりのカルボキシル
基のモル数を0.4〜1.4にする請求項13記載の製
法。 - 【請求項15】 請求項1から12いずれかに記載の熱
硬化性塗料の保護塗料としての使用法。
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