JP4234474B2

JP4234474B2 - Powder coating composition

Info

Publication number: JP4234474B2
Application number: JP2003085428A
Authority: JP
Inventors: 博五十嵐; 秀伸国枝
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004292573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体塗料組成物に関し、詳しくは耐チッピング性に優れた塗膜を形成することのできる粉体塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、耐チッピング性粉体塗料として、本来可撓性があるエポキシ樹脂粉体塗料、ポリエステル樹脂粉体塗料あるいはゴム変性をしたエポキシ樹脂粉体塗料が一般的に採用されている（特許文献１参照）。しかし、これらの粉体塗料は耐チッピング性試験での性能は、充分満足できるものではなかった。そこで、より優れた耐チッピング性粉体塗料の開発が望まれている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５６０７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような問題を解決し、耐チッピング性に優れた塗膜を形成することのできる粉体塗料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】
本発明は、上記の目的を達成するために鋭意研究を行った結果、粉体塗料に特定の範囲の平均粒子径と数平均分子量を有するポリオレフィンパウダーを特定量添加するにより上記の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明の粉体塗料組成物は、熱硬化型粉体塗料に、平均粒子径１０〜６０μｍであり、かつ数平均分子量２００万〜６００万のポリオレフィンパウダー及び軟化点６０℃〜１６０℃のエポキシ樹脂又はポリエステル樹脂である熱硬化性樹脂を配合し、該ポリオレフィンパウダーの配合量が、該熱硬化型粉体塗料の塗料用樹脂成分１００質量部当たり３〜３０質量部であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で使用される粉体塗料用樹脂は、常温（１５〜２５℃）で固体状態である。好ましくは、軟化点が１６０℃以下、特に好ましくは１５０℃以下である。下限は、通常、６０℃である。このような粉体塗料用樹脂としては、従来から使用されている熱硬化型粉体塗料用樹脂であれば、制限なく使用することができる。
【０００８】
例えば、ポリエステル−ウレタン硬化系樹脂やエポキシ−ポリエステル硬化系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリル−ポリエステル硬化系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル−ウレタン硬化系樹脂、アクリル−メラミン硬化系樹脂、ポリエステル−メラミン硬化系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂は単独または２種類以上組み合わせて使用することができる。必要に応じて、ノボラック樹脂や、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ケトン樹脂、ポリエステル樹脂、ロジン等の改質樹脂、エポキシ化油、ジオクチルフタレート等の可塑剤を適宜使用することができる。
【０００９】
硬化剤としては、例えば、熱硬化性樹脂に使用される硬化剤を特に制限することなく使用することができる。このような硬化剤としては、例えば、アミド化合物や、酸無水物、二塩基酸、グリシジル化合物、アミノプラスト樹脂、ブロックイソシアネート等があり、代表的なものにジシアンジアミド、酸ヒドラジド、トリグリシジルイソシアヌレート、イソホロンジイソシアネートブロック体等が挙げられる。例えば、二塩基酸としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，２０−エイコサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フタル酸、シクロヘキセン１，２−ジカルボン酸等が挙げられる。また、従来より粉体塗料に使用されている顔料や、その他の添加剤についても特に制限することなく使用することができる。
【００１０】
顔料としては、具体的に挙げると、二酸化チタンや、ベンガラ、酸化鉄、亜鉛末粉、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料、イソインドリノン系顔料、各種焼成顔料等の着色顔料、シリカ、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ガラスフレーク等の体質顔料がある。
【００１１】
その他の添加剤としては、例えば、タレ防止剤、表面調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤、抗酸化剤などが挙げられ、任意に必要に応じて配合することができる。
【００１２】
本発明において、上記粉体塗料組成物に配合されるポリオレフィンパウダーとしては、平均粒子径が１０〜６０μｍのポリオレフィンパウダーであり、かつ数平均分子量が２００万〜６００万の分子量を有するポリオレフィンパウダーである。好ましくは、平均粒子径が１０〜４０μｍであり、かつ数平均分子量が２００万〜５００万のポリオレフィンパウダーである。これらのポリオレフィンパウダーとしては、サンファインＵＨ−９００（数平均分子量３００万）、サンファインＵＨ−９５０（数平均分子量４５０万）（旭化成工業社製商品名）；ミペロンＸＭ−２２０（数平均分子量２００万）（三井化学社製商品名）等が挙げられるが、これらに限られるものではなく、平均粒子径が１０〜６０μｍであり、かつ数平均分子量が２００万〜６００万のポリオレフィンパウダーであれば、特に問題なく使用することが可能である。
【００１３】
該ポリオレフィンパウダーの配合量は、粉体塗料組成物中の塗料用樹脂成分１００質量部当たり３〜３０質量部である。好ましくは、３〜１０質量部である。ポリオレフィンパウダーの配合量が３〜３０質量部の範囲を外れると、付着性及び耐チッピング性の効果が得られなくなる。
【００１４】
該ポリオレフィンパウダーは、フィラーや顔料などの分散性に優れるため、良好な機械物性が得られる。更に、種々の樹脂、ゴム等に添加して潤滑性、耐摩耗性、衝撃強度、耐薬品性などの向上が得られる。平均粒子径が１０〜６０μｍで、かつ数分子量が２００万〜６００万のポリオレフィンパウダーを使用することにより粉体塗膜の衝撃や変形に対する割れつまり塗膜物性の向上も期待できる。本来、ポリオレフィンパウダーは可撓性に優れ耐チッピング性を向上させるが、更に平均粒子径が１０〜４０μｍになると、その効果は格段に向上する。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明について、更に実施例により詳細に説明する。尚、実施例中の「部」、「％」は質量を基準とする。
【００１６】
以下の実施例や比較例で使用した成分は以下の通りである。
１．エポキシ樹脂
エピコート１００４（ジャパンエポキシレジン社製エポキシ樹脂：エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑ、軟化点９７℃）
２．ポリエステル樹脂
ＧＶ−１００（日本ユピカ社製水酸基末端熱硬化ポリエステル樹脂：水酸基価４０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
３．ポリオレフィンパウダー
ミペロンＸＭ−２２０（三井化学社製ポリオレフィンパウダー：平均粒子径３０μｍ、数平均分子量２００万）
４．添加剤
硬化促進剤
キュアゾールＣ−１１Ｚ（四国化成社製：ウンデシルイミダゾール）
表面調整剤
アクロナール４Ｆ（ＢＡＳＦ社製：表面調整剤）
【００１７】
＜実施例１の粉体塗料作製＞
エポキシ樹脂（エピコート１００４）６５部、ポリオレフィンパウダー２部、硬化剤（アジピン酸ジヒドラジド）４部、体質顔料（硫酸バリウム）２５部、着色顔料（二酸化チタン及びカーボンブラック）５部及び０．５部、硬化促進剤０．２部、表面調整剤１部の成分を室温混合、溶融混練、粉砕、分級を行い平均粒径５０μｍの粉体塗料を作製した。
【００１８】
＜実施例２の粉体塗料作製＞
水酸基末端熱硬化ポリエステル樹脂８３部、イソシアネート化合物Ｂ−１５３０（ヒュルス社製：ＮＣＯ（％）１４．８）１７部、添加剤として流動調整剤ポリフローＳ（共栄社化学社製）１．０部、ベンゾイン（和光純薬工業社製）０．５部、硬化触媒ＴＫ−１（武田薬品社製）０．３部、ポリオレフィンパウダー８．２部の成分を室温混合、溶融混練、粉砕、分級を行い、平均粒径５０μｍの粉体塗料を作成した。
【００１９】
＜比較例１の粉体塗料作成＞
エポキシ樹脂（エピコート１００４）６５部、硬化剤（アジピン酸ジヒドラジド）４部、体質顔料（硫酸バリウム）２５部、着色顔料（二酸化チタン及びカーボンブラック）５部及び０．５部、硬化促進剤０．２部、表面調整剤１部の成分を室温混合、溶融混練、粉砕、分級を行い平均粒径５０μｍの粉体塗料を作成した。
【００２０】
＜比較例２の粉体塗料作成＞
実施例１において、ポリオレフィンパウダーをサンワックスＬＥＬ−４００Ｐ（三洋化成社製高密度ポリエチレン；数平均分子量４０００）に変更する以外は、実施例１と同様に平均粒径５０μｍの粉体塗料を作成した。
【００２１】
＜比較例３の粉体塗料作成＞
実施例１において、ポリオレフィンパウダーの配合量を０．０５部に変更する以外は、実施例１と同様に平均粒径５０μｍの粉体塗料を作成した。
【００２２】
実施例１〜２及び比較例１〜３で得られた粉体塗料を、電気炉にて物温２００℃に加熱した板厚１２．０ｍｍの熱間圧延鋼板（サンドブラスト処理）に静電粉体塗装機（旭サナック社：ＰＧ−１型）を用い、−６０ＫＶの電圧で膜厚３００〜４００μｍになるように塗装し１８０℃にて塗装を一次停止し放冷した。
【００２３】
物温１７０℃にて再び静電粉体塗装機（旭サナック社：ＰＧ−１型）を用い、−６０ＫＶの電圧で粉体塗料が塗装された状態の上に僅かに付着するように塗装し塗装を終了した。その後、垂直方向に吊り下げ、そのまま室温になるまで放冷した。
【００２４】
その後下記に記載した各種試験を行い、その結果を表１に示す。
（試験項目）
＜付着性＞ＪＩＳＫ５６００５−６（２ｍｍ碁盤目）に準拠
２ｍｍ角×２５個の升目をカッターナイフにて切り、セロハンテープにて剥離し残った升目数を表示する。
【００２５】
＜耐チッピング性＞
グラベロメーター（Ｑパネル社製）を用いてロートフィニッシュ（日本ロートフィニッシュ社：チップスＣＡＴ−１０×８）１Ｋｇを４００ＫＰａの空気圧で吹き付け、吹き付けた後における試験片塗膜の剥離面積の大小、数により評価する。
【００２６】
評価
○：剥離無し
△：所々に剥離あり（１個所当たり１〜２ｍｍ²以内）
×：目立った剥離あり
【００２７】
【表１】

【００２８】
本発明の粉体塗料を用いた実施例１及び２は、付着性、耐チッピング性共に良好な結果を示した。ポリオレフィンパウダーを配合しない比較例１及びポリオレフィンパウダーの配合量が少ない比較例３は、耐チッピング性は良好であるが、付着性が劣る結果となった。数平均分子量４０００のポリオレフィンパウダーを用いた比較例２は、付着性は良好であったが、耐チッピング性が劣る結果となった。
【００２９】
【発明の効果】
以上、本発明の粉体塗料組成物によれば、付着性及び耐チッピング性が良好な粉体塗料組成物を可能にした。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder coating composition, and more particularly to a powder coating composition capable of forming a coating film having excellent chipping resistance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, epoxy resin powder coatings that are inherently flexible, polyester resin powder coatings, or rubber-modified epoxy resin powder coatings are generally employed as chipping-resistant powder coatings (see Patent Document 1). ). However, the performance of these powder coatings in the chipping resistance test was not satisfactory. Therefore, development of a better chipping resistant powder coating is desired.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-256074
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a powder coating composition capable of solving such problems and forming a coating film having excellent chipping resistance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, as a result of earnest research to achieve the above object, the above object is achieved by adding a specific amount of polyolefin powder having a specific range of average particle diameter and number average molecular weight to the powder coating material. The present invention has been completed.
[0006]
That is, the powder coating composition of the present invention comprises a thermosetting powder coating, a polyolefin powder having an average particle diameter of 10 to 60 μm and a number average molecular weight of 2 to 6 million and a softening point of 60 to 160 ° C. A thermosetting resin that is an epoxy resin or a polyester resin is blended, and the blending amount of the polyolefin powder is 3 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the resin component for paint of the thermosetting powder coating material. To do.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The resin for powder coating used in the present invention is in a solid state at normal temperature (15 to 25 ° C.). The softening point is preferably 160 ° C. or lower, particularly preferably 150 ° C. or lower. The lower limit is usually 60 ° C. As such a resin for powder coating, any conventional thermosetting powder coating resin can be used without limitation.
[0008]
For example, polyester-urethane curing resin, epoxy-polyester curing resin, epoxy resin, acrylic resin, acrylic-polyester curing resin, fluorine resin, acrylic-urethane curing resin, acrylic-melamine curing resin, polyester-melamine Examples thereof include curable resins, and these resins can be used alone or in combination of two or more. If necessary, a novolak resin, a phenoxy resin, a butyral resin, a ketone resin, a polyester resin, a modified resin such as rosin, or a plasticizer such as epoxidized oil or dioctyl phthalate can be used as appropriate.
[0009]
As the curing agent, for example, a curing agent used for a thermosetting resin can be used without any particular limitation. Examples of such curing agents include amide compounds, acid anhydrides, dibasic acids, glycidyl compounds, aminoplast resins, blocked isocyanates, etc., and representative ones include dicyandiamide, acid hydrazide, triglycidyl isocyanurate, An isophorone diisocyanate block body etc. are mentioned. For example, as the dibasic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,20-eicosane dicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, Maleic acid, phthalic acid, cyclohexene 1,2-dicarboxylic acid and the like can be mentioned. Also, pigments conventionally used in powder coatings and other additives can be used without any particular limitation.
[0010]
Specific examples of the pigment include titanium dioxide, bengara, iron oxide, zinc powder, carbon black, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, quinacridone pigment, azo pigment, isoindolinone pigment, various calcined pigments, etc. There are extender pigments such as silica, talc, barium sulfate, calcium carbonate and glass flakes.
[0011]
Examples of other additives include a sagging inhibitor, a surface conditioner, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, and the like, and they can be arbitrarily blended as necessary.
[0012]
In the present invention, the polyolefin powder blended in the powder coating composition is a polyolefin powder having an average particle diameter of 10 to 60 μm and a molecular weight having a number average molecular weight of 2 million to 6 million. . Preferred is a polyolefin powder having an average particle diameter of 10 to 40 μm and a number average molecular weight of 2 million to 5 million. As these polyolefin powders, Sunfine UH-900 (number average molecular weight 3 million), Sunfine UH-950 (number average molecular weight 4.5 million) (trade name, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.); Mipperon XM-220 (number average molecular weight 200) (Trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) and the like, but not limited thereto, and any polyolefin powder having an average particle size of 10 to 60 μm and a number average molecular weight of 2 to 6 million. It can be used without any particular problem.
[0013]
The compounding quantity of this polyolefin powder is 3-30 mass parts per 100 mass parts of resin components for coating materials in a powder coating composition. Preferably, it is 3-10 mass parts. When the blending amount of the polyolefin powder is out of the range of 3 to 30 parts by mass, the effects of adhesion and chipping resistance cannot be obtained.
[0014]
Since the polyolefin powder is excellent in dispersibility of fillers and pigments, good mechanical properties can be obtained. Furthermore, it can be added to various resins, rubbers and the like to improve lubricity, wear resistance, impact strength, chemical resistance and the like. By using polyolefin powder having an average particle size of 10 to 60 μm and a number molecular weight of 2 to 6 million, it can be expected to improve cracking of the coating film, that is, improvement of coating film properties. Originally, polyolefin powder is excellent in flexibility and improves chipping resistance. However, when the average particle size becomes 10 to 40 μm, the effect is remarkably improved.
[0015]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the examples, “parts” and “%” are based on mass.
[0016]
The components used in the following examples and comparative examples are as follows.
1. Epoxy resin epicoat 1004 (Epoxy resin manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd .: epoxy equivalent 915 g / eq, softening point 97 ° C.)
2. Polyester resin GV-100 (Hydroxy end-terminated thermosetting polyester resin manufactured by Nippon Iupika Co., Ltd .: hydroxyl value 40 mgKOH / g)
3. Polyolefin powder miperon XM-220 (Molecular Chemicals polyolefin powder: average particle size 30 μm, number average molecular weight 2 million)
4). Additive curing accelerator Curesol C-11Z (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd .: undecylimidazole)
Surface conditioner Acronal 4F (manufactured by BASF: surface conditioner)
[0017]
<Preparation of powder coating material of Example 1>
65 parts of epoxy resin (Epicoat 1004), 2 parts of polyolefin powder, 4 parts of curing agent (adipic acid dihydrazide), 25 parts of extender pigment (barium sulfate), 5 parts and 0.5 parts of colored pigments (titanium dioxide and carbon black), Components of 0.2 part of a curing accelerator and 1 part of a surface conditioner were mixed at room temperature, melt-kneaded, pulverized, and classified to prepare a powder coating having an average particle size of 50 μm.
[0018]
<Preparation of powder coating of Example 2>
83 parts of hydroxyl-terminated thermosetting polyester resin, 17 parts of isocyanate compound B-1530 (manufactured by Huls: NCO (%) 14.8), 1.0 part of a flow regulator Polyflow S (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as an additive, benzoin The components of 0.5 part (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.3 part of curing catalyst TK-1 (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), and 8.2 parts of polyolefin powder are mixed at room temperature, melt-kneaded, pulverized and classified. A powder coating material having an average particle diameter of 50 μm was prepared.
[0019]
<Preparation of powder coating of Comparative Example 1>
65 parts of epoxy resin (Epicoat 1004), 4 parts of curing agent (adipic acid dihydrazide), 25 parts of extender pigment (barium sulfate), 5 parts and 0.5 parts of colored pigments (titanium dioxide and carbon black), curing accelerator 0. 2 parts and 1 part of the surface conditioner were mixed at room temperature, melt-kneaded, pulverized and classified to prepare a powder coating material having an average particle size of 50 μm.
[0020]
<Preparation of powder coating material of Comparative Example 2>
In Example 1, a powder coating material having an average particle size of 50 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyolefin powder was changed to Sun Wax LEL-400P (High Density Polyethylene manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .; number average molecular weight 4000). .
[0021]
<Preparation of powder coating of Comparative Example 3>
In Example 1, a powder coating material having an average particle diameter of 50 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the polyolefin powder was changed to 0.05 part.
[0022]
Electrostatic powder on a hot-rolled steel sheet (sand blasting) having a thickness of 12.0 mm obtained by heating the powder coating obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 to an object temperature of 200 ° C. in an electric furnace. Using a coating machine (Asahi Sunac Co., Ltd .: PG-1 type), coating was performed at a voltage of −60 KV to a film thickness of 300 to 400 μm, and the coating was temporarily stopped at 180 ° C. and allowed to cool.
[0023]
Using an electrostatic powder coating machine (Asahi Sunac Co., Ltd .: PG-1 type) again at a material temperature of 170 ° C., it was applied so that the powder coating was slightly adhered on the state where the powder coating was applied at a voltage of −60 KV. Finished painting. Thereafter, it was suspended in the vertical direction and allowed to cool to room temperature.
[0024]
Thereafter, various tests described below were conducted, and the results are shown in Table 1.
(Test items)
<Adhesiveness> Conforms to JIS K 5600 5-6 (2 mm grid) Cut 2 mm square × 25 squares with a cutter knife, and display the number of cells left after peeling with cellophane tape.
[0025]
<Chipping resistance>
Using a gravelometer (manufactured by Q Panel Co., Ltd.), 1 kg of funnel finish (Nihon Roto finish company: Chips CAT-10 × 8) was sprayed at an air pressure of 400 KPa, and the number of peeled areas of the test piece coating film after spraying was large and small. Evaluate by
[0026]
Evaluation ○: No peeling Δ: There is peeling in some places (within 1 to ² mm ² per place)
×: Conspicuous peeling [0027]
[Table 1]

[0028]
Examples 1 and 2 using the powder coating of the present invention showed good results in both adhesion and chipping resistance. Comparative Example 1 in which no polyolefin powder was blended and Comparative Example 3 in which the blending amount of the polyolefin powder was small resulted in good chipping resistance but poor adhesion. In Comparative Example 2 using the polyolefin powder having a number average molecular weight of 4000, the adhesion was good, but the chipping resistance was poor.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the powder coating composition of the present invention, a powder coating composition having good adhesion and chipping resistance has been made possible.

Claims

A thermosetting resin that is an epoxy resin or a polyester resin having an average particle diameter of 10 to 60 μm and a number average molecular weight of 2 to 6 million and a softening point of 60 to 160 ° C. is applied to the thermosetting powder coating. A powder coating composition characterized in that the blended amount of the polyolefin powder is 3 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the resin component for coating of the thermosetting powder coating.