JPH02240159A - 塗料用樹脂組成物 - Google Patents

塗料用樹脂組成物

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JPH02240159A
JPH02240159A JP6160289A JP6160289A JPH02240159A JP H02240159 A JPH02240159 A JP H02240159A JP 6160289 A JP6160289 A JP 6160289A JP 6160289 A JP6160289 A JP 6160289A JP H02240159 A JPH02240159 A JP H02240159A
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JP
Japan
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group
resin
acid
modified polyester
polyester resin
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Application number
JP6160289A
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English (en)
Inventor
Taketoshi Odawa
小田和 武利
Hirotada Yano
矢野 広忠
Hironao Sasaki
浩尚 佐々木
Keiichiro Togawa
戸川 恵一郎
Yutaka Mizumura
水村 裕
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Nippon Paint Co Ltd
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、塗装鋼板に用いるのに適した塗料用樹脂組成
物に関し、さらに詳しくは、上塗にフッ素樹脂系を使用
するブレコート塗装鋼板用プライマーに用いることの出
来る高度の密着性と加工性を有する塗料用樹脂組成物に
関する。
従来の技術 建材用塗装鋼板の塗り仕上げには、従来、アクリル樹脂
系、アルキッド樹脂系、及びオイルフリーアルキッド樹
脂系塗料がト・ソブコートとして主に用いられてきてい
る.しかし、これらの塗料は、施工後5年程度を経過す
ると光沢がおち、またチョーキング現象も見られるよう
になり、長期酎久性の点で問題となってきている. この様な塗料が有する耐候性の限界に対して5〜20年
の長期保証を有する塗料として、シリコーン樹脂系及び
フッ素樹脂系塗料が上市されてきている。
屋外塗膜の劣化原因は、太陽光、熱、水、酸素、大気汚
染物等があり、特に太陽光の紫外線によって光沢低下や
チョーキングが生じ易い.シリコーン樹脂やフッ素樹脂
がそれぞれ有するSi−0結合やC−F結合は、アクリ
ル樹脂、アルキッド樹脂及びオイルフリーアルキッド樹
脂等が有するC−HやC−o結合より結合エネルギーが
高く、非常に安定であることが耐候性の良い理由である
と言われている。
塗装鋼板として用いられているフッ素樹脂系塗料として
は、フッ化ビニリデンを主体とした溶剤系ディスバージ
ョン塗料及びエチレン一四フッ化エチレンを主体とした
溶剤可溶型塗料の2種が挙げられる。前者は熱可塑性塗
膜であるが、後者は熱硬化型塗膜として主に用いられて
いる. いづれにしてもフッ素樹脂系を用いた塗料は鋼板との密
着性に乏しいため、通常プライマーを施し、その上にフ
ッ素樹脂系を塗布する2コートタイプで用いる。
発明が解決しようとする問題点 現在、プライマーには一般にエポキシ樹脂系が用いられ
ているが、エボキシ樹脂系は金属との密着性及びフッ素
樹脂系との層間密着性は良い反面、折曲げ加工時に加工
部にクラックが入り易く、さらにクラック部より錆が発
生するため、加工部も含めての長期保証の面で問題があ
る。また、最近のOT折曲げ、プレス打抜加工、及び締
り加工等のより複雑でよりきびしい加工には耐えない欠
点がある。
問題点を解決するための手段 そこで本発明者らは、この様な現状を考慮し、鋼板及び
フッ素樹脂系上塗り(トップ)との密着性に優れ、尚且
つ高度加工性にも優れた塗料用樹脂組成物を得るべく種
々鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は酸成分として芳香族ジカルボン酸50〜
100モル%、および脂肪族ジカルボン酸0〜50モル
%、グリコール成分としてアルキレングリコール、さら
に一般弐[Nで示される、2価の官能基を有する縮合性
マクロモノマーを全酸成分又は全アルコール成分中にo
.1〜20モル%からなり、得られた変性ポリエステル
樹脂の還元粘度が少なくとも0.2以上である変性ポリ
エステル樹脂(A)にアルキルエーテル化アミンホルム
アルデヒド樹脂(B)を(A)/ ( B ) = 9
5/ 5 〜60/40部配合してなることを特徴とす
る、塗料用樹脂組成物。
H [式中Rl、R2及びR,は同一もしくは異なり、単結
合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、R4は水
素又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R5は水素ま
たはメチル基であり、Dはアルキルオキシ力ルボニル基
、置換アルキルオキシ力ルボニル基、シクロアルキルオ
キシカルボニル基またはフエニル基であり、A,Bは同
一もしくは異なり、カルボキシル基又は、ヒドロキシル
基である。]本発明における変性ポリエステル樹脂は、
十分な加工性を得るため還元粘度は少なくとも0.2以
上、望ましくは0.2〜l.2、還元粘度が1.2を越
えると塗料粘度が高くなり、塗装作業性が悪くなる.ま
た、加工性の点からガラス転移温度は−20〜100℃
が望ましい.本発明における変性ポリエステル樹脂は酸
成分として芳香族ジカルボン酸50〜lOOモル%、望
ましくは55〜100モル%、及び脂肪族ジカルボン酸
O〜50モル%、望ましくは0〜45モル%、アルコー
ル成分としてアルキレングリコール、望ましくはC数が
2〜25のアルキレングリコール、更に一般式[I]で
示される2価の官能基を有する縮合性マクロモノマーを
全酸成分または全アルコール成分中に0.1〜20モル
%、望ましくは0.1〜15モル%から成る。
オキシカルボン酸の場合は、全酸成分中に含むものとす
る. 変性ポリエステルに用いる芳香族ジカルボン酸として、
テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、2.6
−ナフタレン R 2− A l R4  C  RI  B l RS l H [式中R1,R2及びR,は同一もしくは異なり、単結
合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、R4は水
素又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R,は水素ま
たはメチル基であり、Dはアルキルオキシ力ルボニル基
、置換アルキルオキシ力ルボニル基、シクロアルキルオ
キシカルボニル基またはフエニル基であり、A,Bは同
一もしくは異なり、カルボキシル基又は、ヒドロキシル
基である。]ジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソ
フタル酸、5−カリウムスルホイソフタル酸等が挙げら
れる。また、脂肪族ジカルボン酸として、コハク酸、グ
ルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ド
デカンジオン酸,ダイマー酸等が挙げられる. およびアルコール成分として、エチレングリコール、プ
ロビレングリコール、1.3−プロパンジオール、1,
4−ブタンジオール,1,5一ペンタンジオール、1.
6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、3−
メチルペンタンジオール,ネオベンチルグリコール、ネ
オベンチルグリコールヒドロキシピパレート、ジメチロ
ールヘブタン、ジメチロールベンタン、1.4−シクロ
ヘキサンジメタノール、1.3−シクロヘキサンジメタ
ノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物
、ハイドロキノンのエチレンオキサイド付加物、ビスフ
ェノールSのエチレンオキサイド付加物、4.4゛一と
スフェノールのエチレンオキサイド付加物等が挙げられ
る。
変性ポリエステルの製造において、分子量を上げるなめ
、3価以上のポリカルボン酸および/またはボリオール
を少量配合することが出来る。性能上好ましい範囲は5
モル%以下である.3価以上のポリカルボン酸としては
、無水トリメリット酸、無ホビロメリット酸、ペンゾフ
ェノンテトラカルボン酸無水物、ジフェニルス!レホン
−3,3゜.4.4’−テトラカルボン酸無水物、3価
以上のボリオールとしてグリセリン、ポリグリセリン、
トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペン
タエリスリトール等が挙げられる。
本発明における変性ポリエステルの製造に用いる2価の
官能基を有する縮合性マクロモノマーは、メルカプトジ
ヒドロキシル化合物、メルカブトヒドロキシカルボン酸
化合物、及びメルカプトジカルボキシ化合物の何れか1
種とビニル系モノマーとの熱重合および/または光重合
反応により得ることが出来る。
ビニル系モノマーとしては、エチルアクリレート、プロ
ビルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチ
ルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリ
レート、2−エチルへキシルアクリレート、シクロへキ
シルアクリレート、n−オクチルアクリレート、メチル
アクリレー1・、グリシジルアクリレート、2−しドロ
キシエチルアクリレート、2−ヒドロキシブ口ビルアク
リレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレー
ト、n−プチルメタクリレート、イソブチルメタクリレ
ート、2−エチルへキシルメタクリレート、ラウリルメ
タクリレート、トリデシルメタクリレート、ペンジルメ
タクリレート、シクロへキシルメタクリレート、テトラ
ヒド口フルフリルメタクリレート、グリシジルメタクリ
レート、2−メトキシエチルメタクリレート、2−エト
キシエチルメタクリレート、2,2,3,3,−テトラ
フルオ口プロピルアクリレ−1・、オクタフル才口ベン
チルアクリレート、オクタフル才口ペンチルメタクリレ
ート等が挙げられ、これらの1種または2種が好ましく
用いられる。また、必要に応じて無水マレイン酸、酢酸
ビニル、4−META (4−メタクリロキシエチルト
リメリット酸無水物)、HEMAP(アシッドホスホオ
キシエチルメタクリレート)、メタクリル酸、アクリル
酸、プロピオン酸ビニル、バーサティック酸ビニル(商
品名ベオバ、シェル化学製)、塩化ビニル、アクリロニ
トリル、アクリル酸アミド、N−メチロールアクリル酸
アミド、ビニルピリジン、ビニルビロリドン、ブタジエ
ン、スチレン等の1種または2種を使用しても良い. 本発明に用いる2価の官能基を有する縮合性マクロモノ
マーの分量は50,000以下が望ましく、さらに望ま
しくはt,ooo〜30,000である。
また、縮合性マクロモノマー含有量は変性ボリエステル
樹脂の5〜40wt%が望ましい。
変性ポリエステル樹脂の合成は、市販のポリエステルを
その原料として使用しているグリコールにより一旦分解
して、低分子量のポリエステルまたはエステルモノマー
にした後、マクロモノマーを加え、再度重合する解重合
法、および合成しようとする変性ポリエステル樹脂の構
造に従って、原料のジカルボン酸、グリコール、マクロ
モノマー、および触媒を加えて重縮合するモノマー法が
ある.モノマー選択の自由度よりモノマー法が好ましく
用いられる。
モノマー法は最初、反応容器に目的とするジカルボン酸
、グリコールおよび触媒を仕込み、!60℃〜230℃
常圧(場合によっては加圧下)にてエステル化反応を行
う.ジカルボン酸エステルを用いて行う場合には、エス
テル交換反応の後、エステル化反応の2段反応を用いる
場合もある。
次いで、この様にして得られたエステルオリゴマーを用
いて減圧下、240℃前後にて数時間脱グリコール反応
にて重縮合反応を行う。
この際、本発明にて用いる縮合性マクロモノマーの熱安
定性のため、仕込み時期は重縮合反応を行う前が好まし
い。初期より仕込む場合、得られる樹脂溶液の安定性に
劣る。また、重縮合温度も 260℃を越えない方が望
ましい。260℃を越えると樹脂溶液の安定性に劣る。
本発明に用いるアルキルエーテル化アミノホルムアルデ
ヒド樹脂としては、例えばメタノール、エタノール、n
−プロバノール、イソプロバノール、n−ブタノール、
インブタノール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール
によってアルキルエーテル化されたホルムアルデヒドあ
るいはバラホルムアルデヒド等と、尿素,.NN一エチ
レン尿素、ジシアンジアミド、アミノトリアジン等との
縮合生成物であり、具体的にはメトキシ化メチロール尿
素、メトキシ化メチロールーN,N一エチレン尿素、メ
トキシ化メチロールジシアンジアミド、メトキシ化メチ
ロールメラミン、メトキシ化メチロールベンゾグアナミ
ン、ブトキシ化メチロールメラミン、ブトキシ化メチロ
ールベンゾグアナミン等が挙げられるが、加工性の面か
ら望ましいのは、メトキシ化メチロールメラミン、ブト
キシ化メチロールメラミンおよびメチロール化ペンゾグ
アナミンであり、それぞれ単独または併用して使用する
ことが出来る. 本発明の塗料組成物は、変性ポリエステル樹脂(A)に
アルキルエーテル化アミノホルムアルデヒド樹脂(B)
を(A)/ (B)=95/5〜60/ 40部配合し
て使用する.望ましくは95/5〜TO/ 30部の範
囲で用いる.変性ポリエステル樹脂の割合が95部を越
えると硬化性が不足し好ましくない.また、60部未満
であると加工性、密着性が劣り、好ましくない. 本発明の塗料用樹脂組成物には硬化触媒としてp−トル
エンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、リン酸
モノアルキルエステル、p一トルエンスルホン酸のアミ
ン塩を添加しても良い。触媒の使用量としては、前記ホ
ルムアルデヒド樹脂に対して0〜5 w t%である。
本発明の塗料用樹脂組成物は、変性ポリエステル樹脂に
硬化剤としてアルキルエーテル化アミノホルムアルデヒ
ド樹脂、および場合によっては硬化触媒を配合した組成
物をそのままクリアー塗料として用いることも出来るが
、好ましくはジンクク口メート系およびシアナミド鉛等
の防錆顔料を配合して用いられる.また、この際体質顔
料として酸化チタン、アスベスチン、アルミナ、タルク
、硫酸バリウム等を用いることもできる。
また必要により酸化鉄、キナクリドン、カーボンブラッ
ク等の着色顔料も含むことも出来る。
これら顔料の望ましい配合量としては、変性ポリエステ
ル樹脂100部に対して5〜160部である. 本発明の塗料用樹脂組成物は、それ自体でも充分な性能
を有するが、コスト低減およびさらに密着性を向上させ
ることが要求される場合には、アクリル樹脂およびエボ
キシ樹脂を配合することか出来る。配合量としては、変
性ポリエステル樹脂100部に対して30部を越えない
範囲で用いるのが望ましい. 本発明の塗料用樹脂組成物は、一般には有機溶媒に溶解
した形で使用されているものである.有機溶媒としては
例えば、トルエン、キシレン、ソルベッソ100、ソル
ベッソl50、スワゾールl500、酢酸エチル、酢酸
ブチル、セロソルブ、プチルセロソルブ、セロソルブア
セテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、シクロヘキサノン、イソホロン、プタノール、オク
タノール、プチルカルビトール、ジエチル力ルビトール
、テトラヒド口フラン等から、その溶解性、蒸発速度に
よって任意に選択することが出来る. 多くの場合、塗装鋼板の製造においては高速塗装かつ高
温短時間に焼付けが行われるので、塗膜にピンホール等
の塗膜欠陥を生じないように沸点100℃以上の溶剤を
2〜3種以上混合して使用することが望ましい.一般に
は脂肪族炭化水素90〜30w t%、エステル類、ケ
トン類、エーテル類等の極性溶媒を10〜70wt%の
割合で使用することが望ましい。
本発明の塗料用樹脂組成物の焼付温度は鋼板の形、大き
さ、厚さ、また焼付け炉の能力、塗料の硬化性等により
任意に選択すれば良い。
塗料用樹脂組成物の製造には、ロール練り機、ボールミ
ル、ブレンダー等の混合機が用いられる.塗装にあたっ
てはローラー塗り、ロールコーター、カーテンフローコ
ーター、スプレー塗装、静電塗装等が適時選択される。
以下実施例により本発明を具体的に説明する.実施例中
、単に部とあるのは重量部を示す.各測定項目は以下の
方法に従った。
(1)還元粘度ηsp/ c  (/J/ g )ポリ
エステル樹脂0. 10gをフェノール/テトラクロル
エタン(容量比6/4)の混合溶媒25ccに溶かし、
30℃で測定した。
(2)ガラス転移温度Tg(’C) 示差走査熱量計(DSC)を用いて、20℃/分の昇温
速度で測定した。サンプルは試料5IIgをアルミニウ
ム押え蓋型容器に入れ、クリンブして用いた。
(3)酸 価 JISK−5400の方法で溶媒にクロロホルムを用い
て測定した. (4)屈曲加工性 塗装鋼板を 180度折曲げ、屈曲部に発生する割れを
lθ倍のルーペで観察し判定した。
3Tとは折曲げ部に同じ板厚のものを3枚挟んだ場合を
さし、OTは板を挟まなくてigo度折曲げた場合をさ
す. {9密着性 塗装鋼板をコインでひつかき、塗面のはがれを目視判定
した. 《合成例 A》 ジメチルテレフタレート58.2部、ジメチルイソフタ
レート155部、エチレングリコール94.2部、ネオ
ベンチルグリコール258部、酢酸亜鉛0.1’?5部
、三酸価アンチモン0.175部を反応容器に仕込み、
160〜230℃まで5時間かけてエステル交換反応を
行った。
次いでアジビン酸131部を加え、180〜230℃ま
で3時間かけてエステル化反応を行い、ポリエステルオ
リゴマ−(a)335部を得た。次いでジヒドロキシル
基含有マクロモノマー”HA一6” (東亜合成化学工
業#)を 120部仕込み、均一に溶解させた後、30
分かけて240℃まで昇温しながらIQ++u*Hgま
で減圧し、さらに1順Hg、240℃で2時間重縮合反
応を行った。
得られた変性ポリエステル樹脂はNMR組成分析等の結
果、テレフタル酸/イソフタル酸/アジビン酸//エチ
レングリコール/ネオペンチルグリコール/ H A 
− 6 = 15/ 40/ 45//29/ 70/
1(モル比)であり、還元粘度1.10(J./g)、
酸価0.84 ( K O H+ag/ g ) 、ガ
ラス転移温度10(’C)の淡黄色半透明の樹脂である
得られた樹脂をシクロヘキサノン/ソルベ・ノソ150
混合溶媒に固形分40%になる様に溶解した。
《合成例 B》 合成例Aで作製したポリエステルオリゴマー(a)  
335部にジカルボキシル基含有マクロモノマー CB
−6” (東亜合成化学工業@)240部を加え、合成
例1と同様にして合成を行った。
得られた変性ポリエステル樹脂は、NMRIU成分析等
の結果、テレフタル酸/イソフタル酸/アジピン酸/C
B−6//エチレングリコール/ネオベンチルグリコー
ル= 15/ 40/ 43/ 2 //30/TO(
モル比)であり、還元粘度0.42(J/g)、酸価0
.56 ( K O H■/g),ガラス転移温度−1
5.7 (’C )の淡黄色透明の樹脂である。
得られた樹脂を合成例Aと同様に溶解した。
《合成例 C,D> .合成例Aと同様にして、樹脂組成が第1表に示される
変性ポリエステル樹脂、及び樹脂溶液を得た。
《比較合成例 E》 合成例Aで作製したポリエステルオリゴマ−(a)  
335部を、そのまま重縮合を行った.得られたポリエ
ステル樹脂は、組成がテレフタル酸/イソフタル酸/ア
ジビン*//エチレングリコール/ネオベンチルグリコ
ール=15/40/ 45//30/ TO (モル比
)で、還元粘度0.11 <dl/g)、酸価1.01
 (KOHmg/ g ) .ガラス転移温度0.7℃
の淡黄色透明の樹脂であった。
得られた樹脂を合成例Aと同様に溶解した。
《比較合成例 F》 合成例Aと同様にして、樹脂組成が第1表に示される変
性ポリエステル樹脂、及び樹脂溶液を得た. (1)HA−6:ジヒドロキシル基含有ポリメチルメタ
アクリレート 東亜合成化学工業 分子量= 6,000 {■CB−6:ジカルボキシル基含有ポリブチルアクリ
レート 東亜合成化学工業 分子量= 6.000 t31ss−1:ジヒドロキシル基含有ポリメチルメタ
アクリレ−1・プチルメタ クリレート共重合体 試作品 分子量= 1,000 *:比較ポリエステル樹脂 《実施例 1》 合成例Aで得た変性ポリエステル樹脂溶液を固形換算で
!00部に、メチルエーテル化メチロールメラミン(商
品名:スミマールM−4OS、住友化学工業■)25固
形部、P−トルエンスルホン酸溶液0.25固形部、お
よび酸価チタン50部、ジンククロメート50部を加え
、ガラスビーズ型高速振とう機で3時間顔料を分散し、
塗料組成物1を得た。
この組成物をプライマーとして厚さ Ojmmの亜鉛鉄
板( J I S G−3302)をリン酸亜鉛溶液で
処理した試験片に、バーコーターを用いて膜厚5μ(乾
燥時)になる様塗装した後、200℃で1分間焼付けを
行った。次いで、このプライマー塗装鋼板にフッ素樹脂
系塗料(デュラナーC、日本ペイント■》を上塗りとし
て膜厚20μ(乾燥時)になる様塗装した後、240℃
で1分間焼付けを行い、急冷した. 得られた塗装鋼板について、所定の各項目について試験
を実施した。
試験結果は第2表に示す。
《実施例 2〜5.比較例 8.10〜13>実施例1
と同様にして、変性ポリエステル樹脂AをB〜Eに代え
、あるいはアルキルエーテル化アミンホルムアルデヒド
樹脂として、ブチルエーテル化メラミンまたはペンゾグ
アナミン樹脂に代え、第2表に示される塗料組成物を作
成した。これらの塗料組成物を用いて実施例1と同様に
塗装鋼板を作製し、各種試験を実施した,試験結果は第
2表にまとめた。
《実施例 6.比較例 9》 第2表に示す様に、樹脂分としてアクリル樹脂を配合す
る以外は実施例1と同様に行った。
一般にアクリル樹脂とポリエステル樹脂は相溶しないが
、本発明に関する変性ポリエステル樹脂を使用すると、
アクリル樹脂との相溶性が向上し、実施例に耐えうるも
のであった。
《比較例 7》 エビコート# 1007をシクロヘキサノン/ソルベッ
ソi50で固形分40%になる様に溶解した。
これを変性ポリエステル樹脂の代わりに用い、実施例1
と同様にして評価した。
評価結果は第2表に示した。
発明の効果 塗料組成物として本発明の変性ポリエステル樹脂系を1
ライマーとして用いることにより、鋼板及び上塗りとの
密着性に優れる様になり、さらに加工性にも優れる塗装
鋼板が得られる。
特に上塗りにフッ素系樹脂を用いた塗装鋼板において加
工部の保証が出来るようになり、20年長期保証の点で
有用である。
さらに本発明の塗料組成物は、アクリル樹脂との相溶性
が良いため、上塗りにアクリル樹脂塗料を用いる塗装鋼
板用ブライマーとしても有用である。
特許出願代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 酸成分として、芳香族ジカルボン酸50〜100モル%
    、および脂肪族ジカルボン酸0〜50モル%、グリコー
    ル成分としてアルキレングリコール、さらに一般式[
    I ]で示される2価の官能基を有する縮合性マクロモノ
    マーを全酸成分または全アルコール成分中に0.1〜2
    0モル%からなり、得られた変性ポリエステル樹脂の還
    元粘度が少なくとも 0.2以上である変性ポリエステ
    ル樹脂(A)にアルキルエーテル化アミノホルムアルデ
    ヒド樹脂(B)を(A)/(B)=95/5〜60/4
    0部配合してなることを特徴とする塗料用樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼一般式[ I ] [式中R_1、R_2及びR_3は同一もしくは異なり
    、単結合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、R
    _4は水素又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R_
    5は水素またはメチル基であり、Dはアルキルオキシカ
    ルボニル基、置換アルキルオキシカルボニル基、シクロ
    アルキルオキシカルボニル基またはフェニル基であり、
    A、Bは同一もしくは異なり、カルボキシル基又は、ヒ
    ドロキシル基である。]
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