JPH0463872A - 粉体塗料 - Google Patents

粉体塗料

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JPH0463872A
JPH0463872A JP2176795A JP17679590A JPH0463872A JP H0463872 A JPH0463872 A JP H0463872A JP 2176795 A JP2176795 A JP 2176795A JP 17679590 A JP17679590 A JP 17679590A JP H0463872 A JPH0463872 A JP H0463872A
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上野 太三郎
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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】 技術分野 本発明は粉体塗料に係り、更に詳しくはポリエステル樹
脂またはアクリル樹脂に代表されるカルボキシル基含有
樹脂と硬化剤とからなる粉体塗料で、加工性、耐衝撃性
等の塗膜品質、さらに貯安性もよく硬化性に優れ低温焼
付け、高温短時間焼付けが可能であるばかりでなく、貯
蔵後に塗板塗装を行なってもその加工性に優れている粉
体塗料に関するものである。
従来技術 粉体塗料分野ではポリエステル樹脂が広く使用されてい
るが、代表的な例としてはカルボン酸型ポリエステル樹
脂にエポキシ化合物ないしは樹脂が硬化剤として配合さ
れている。
硬化剤が脂肪族エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポ
キシ樹脂等の2官能工ポキシ化合物ないしは樹脂では架
橋度が悪く硬化性におとり、塗膜品質としての加工性も
あまり良好でなく、他方ノボラック型エポキシ樹脂、ト
リグリシジルイソシアヌレート(特開昭52−6993
5)のようにより高い官能基数をもつものでは硬化性の
点では優れていても可どう性に劣り加工性が悪いことを
指摘されている。
さらにトリグリシジルイソシアヌレートに多塩基酸を付
加させた化合物(特公昭58−37343号)も貯安性
改善目的で考案されているが、多塩基酸にセバシン酸の
ようにフレキシビリティが高いものを用いると塗膜硬度
が劣り、他方テレフタル酸のように低いものを用いると
塗膜硬度はよくても加工性に劣る欠点がある。また両者
の中間的な性質を有する1、4−シクロヘキサンジカル
ホン酸を用いると塗膜硬度、加工性の点で比較的優れて
いても、貯蔵後の塗装で加工性に劣る塗板しか得られぬ
という新たな問題点が生じてくる。
発明が解決しようとする問題点 そこで粉体塗料で最も多量に使用されて1するポリエス
テル樹脂およびアクリル樹脂で代表されるカルボキシル
基含有樹脂とエポキシ化合物乃至(よ樹脂の硬化剤とか
らなる粉体塗料であって、加工性、耐衝撃性等の塗膜品
質、貯安性、低温〜高温硬化性に優れているだけでなく
、貯蔵後の塗装でも加工性に優れた塗板を与えうる粉体
塗料が要望されており、かかる要望にこたえることが発
明目的である。
問題点を解決するための手段 本発明に従えば上記目的が 主成分として (A)数平均分子量1,000〜30,000、酸価5
〜200 KOHwig/g、ガラス転位温度20〜1
20℃のカルボキシル基含有樹脂と、硬化剤として(B
)数平均分子量200〜1,200で1分子中に2コ以
上のカルボキシル基を有するポリエステルオリゴマーに [I]式 で表わせるエポキシ化合物および/もしくは1分子中に
2個以上のグリシジル基を有する[I]式で表わせるエ
ポキシ化合物から得られる誘導体を付加させ、1分子中
に平均して2〜6個のグルシジル基を有するポリグリシ
ジル化合物を、(A)樹脂のカルボキシル基/硬化剤の
グルシジル基の官能基比で0.5〜2.0の割合で含有
することを特徴とする粉体塗料により達成せられる。
本発明のポリエステル系粉体塗料は従来のカルボン酸型
ポリエステル樹脂を基体樹脂と使用するものである。し
かしながらかかる樹脂はその数平均分子量が1,000
〜30,000、好ましくは1,500〜s、oooの
範囲内で、且つ酸価が5〜200(KOH■g/g) 
、好ましくは20〜100(にOHmg/g)、ガラス
転位温度が20〜120℃、好ましくは30〜80℃の
ものでなくてはならない。というのは数平均分子量が1
.000未満では膜強度が不足し、他方30゜000を
こえると塗膜のフロー性が不足し、高外観塗膜が得にく
いからである。酸価が5未満では膜強度が不足し200
をこえると硬化が著しく、塗膜の可視性が低下し耐衝撃
性が劣るからである。またガラス転位温度が20°C未
満では耐ブロッキング性が著しく低下し120℃をこえ
ると塗膜のフロー性が不足するからである。
上記要件を満たす限りカルボキシル基含有ポリエステル
樹脂は従来周知の原料ならびに方法を用いて得られる塗
料用ポリエステル樹脂、の任意のものでありうる。使用
しうる酸原料としては例えばテレフタル酸、イソフタル
酸、フタル酸、メチルフタル酸、トリメリット酸、ピロ
メリット酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、マレ
イン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテト
ラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、およびこれ
らの反応性誘導体例えば酸無水物、酸ハライド、酸エス
テル等がある。またアルコール原料の例としてはエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタン
ジオール、1.4−ブタンジオール、1,6−ヘキサン
ジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、1.4−シクロヘキサンジメタツール、1,4−
シクロヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、イ
ソペンチルグリコール、ビスヒドロキシエチルテレフタ
レート、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールA
のアルキレンオキサイド付加物、トリメチロールエタン
、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリス
リトール等がある。また酸と水酸基を有する化合物も反
応性多官能化合物としてもちいられる。必要に応じて、
各種油脂でのエステル交換反応、または、各種脂肪酸の
付加反応により、これら成分を導入しても良い。反応は
周知の1段あるいは多段反応で実施せられる。なお上記
のアルコール成分のうち特にネオペンチルグリコールを
全アルコール成分の75%以上の割合で含む場合、特に
耐候性の良好な塗膜が得られることもみいだされている
。反応原料の種類および量の選択によるTg値、反応条
件の選択による数平均分子量、酸価の制御は当業者の容
易になしうるところである。
アクリル系粉体塗料においてはカルボン酸型アクリル樹
脂を基体樹脂として使用するが、数平均分子量が1,0
00〜30,000、好ぢしくは1.500〜8,00
0の範囲内で、且つ酸価が5〜200(KOH■g/g
) 、好ましくは20〜100 (KOHmg/g) 
、ガラス転位温度が20〜120℃、好ましくは30〜
80℃のものでなくてはならない。というのは数平均分
子量が1.000未満では膜強度が不足し、他方30.
000をこえると塗膜のフロー性が不足し、高外観塗膜
が得にくいからである。酸価が5未満では膜強度が不足
し、200をこえると硬化が著しく、塗膜の可撓性が低
下し耐衝撃性が劣るからである。またガラス転位温度が
20℃未満では耐ブロッキング性が著しく低下し、12
0°Cをこえると塗膜のフロー性が不足するからである
上記要件を満たす限りカルボキシル基含有アクリル樹脂
は従来周知の原材料ならびに方法を用いて得られる。使
用しうる原材料のうちカルボキシル基を与えるものとし
てアクリル酸、メタクリル酸等が使用できる。一方、カ
ルボキシル基含有単量体と共重合させる単量体としては
アクリル酸またはメタクリル酸のエステル、及びその他
のエチレン系不飽和単量体があり、単独もしくは混合物
として使用される。アクリル酸丈たはメタクリル酸のエ
ステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロ
ピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、
アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸シクロヘキシ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチ
ル、アクリルr1M2−エチルオクチル、アクリル酸ド
デシル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル119nプロピル、メタ
クリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸tert−ブチル、
メタクリル酸−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル
、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸オク
チル、メタクリル酸2−エチルオクチル、メタクリル酸
ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ベンジ
ル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸2−ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル
酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル12−ヒドロキ
シプロピル等があげられる。又、その他のエチレン系不
飽和単量体としてはフマル酸ジエチル、フマル酸ジブチ
ル等のフマル酸ジアルキルエステル、イタコン酸ジエチ
ル、イタコン酸ジブチル等のイタコン酸ジアルキルエス
テル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、メチロールアクリルアミド、
アルコキシメチロールアミド、ビニルオキサゾリン、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリルビニルエーテ
ル等があげられる。
本発明の粉体塗料にあってはカルボキシル基含有樹脂に
対し、特定の硬化剤が配合せられる点に特徴を有するが
、かかる硬化剤は数平均分子量200〜1.200で、
1分子中に2コ以上のカルボキシル基を有するポリエス
テルオリゴマーに[I]式 で表わせるエポキシ化合物および/もしくは1分子中に
2個以上のグリシジル基を有するCI]式で表わせるエ
ポキシ化合物から得られる誘導体を付加させ、1分子中
に平均して2〜6個のグリシジル基を有するポリグリシ
ジル化合物(B)である。
カルボキシル基含有ポリエステルオリゴマーは前記カル
ボキシル基含有ポリエステル樹脂の原料ならびに反応方
法を用いて得られるが、その数平均分子量は200〜1
,200−好ましくは200〜800の範囲内のもので
なければならない。
というのは数平均分子量200はカルボキシル基含有ポ
リエステルのほぼ最低分子量に相当し、また1、200
をこえると塗膜のフロー性が不足し、高外観塗膜が得に
くいことが見出されたからである。
かかるカルボキシル基含有ポリエステルオリゴマーに[
11式で表わせるエポキシ化合物および/もしくは1分
子中に2個以上のグリシジル基を有する[I]式で表わ
せるエポキシ化合物から得られる誘導体を付加反応せし
めて得られるポリグリシジル化合物(B)(付加物)が
本発明において硬化剤として選択的使用せられる。しか
しながらかかるポリグリシジル化合物は1分子中の平均
グリシジル基数が2〜6個、好ましくは3〜4個のもの
でなければならない。というのはポリグリシジル化合物
の1分子中の平均グリシジル基数が2未満では硬化性が
不十分となり膜強度が不足し、他方6をこえると硬化が
著しく、塗膜の可どう性が低下し加工性が劣るからであ
る。
例えば1モルの1分子中に2コのカルボキシル基を含有
するポリエステルオリゴマーに2モルのトリグリシジル
イソシアヌレート(TG I C1以下同じ)を付加反
応せしめた時、前記反応に於て理想的には の如く4官能のグリシジル化合物が得られる筈であるが
、トリグリシジルイソシアヌレートの2およびまたは3
個のグリシジル基にカルボキシル基が反応したような化
合物が副生じこれらが混在した生成物かえられてもかま
わない。
さらに上記(B)化合物の必要により分子あたり2個以
上のグリシジル基を有するエポキシ化合物ないしは樹脂
で置換してもよい。なお分子あたり2個以上のグリシジ
ル基を有するエポキシ化合物ないしは樹脂の例としては
、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ブタンジオールジ
グリシジルエーテル、グリセロールボリグリシジルエー
テル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、トリメリッ
ト酸トリグリシジルエステル等がある。
本発明にあっては、カルボキシル基含有樹脂(A>と(
B)化合物が、樹脂(A)のカルボキシル基/硬化剤の
グリシジル基の官能基比0.5〜2.0、好ましくは0
.5〜1.5の割合で配合せられる。
上記官能基当量が0.5未満では塗膜の硬化度が低すぎ
、また2、0をこえると逆に硬化がすすみすぎ可どう性
、折り曲げ性が低下し、共に好ましくない。
本発明の粉体塗料は上述の基体樹脂と硬化剤を主成分と
して含み他に所望に応じて各種の粉体塗料用添加剤を加
えることが出来る。これら添加剤の例としては a)塗膜のクレータ−防止、平滑性改善のため、アクリ
ル酸長鎖アルキルエステル類、ポリシロキサン等の表面
調整剤 b)着色顔料例えば二酸化チタン、べん柄、黄色酸化鉄
等の無機顔料やカーボンブラック、フタロシアニンブル
ー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系赤色顔料
等の有機顔料 C)ポリアルキレンポリオール、フタル酸エステル等の
可塑剤 d)紫外線吸収剤、酸化防止剤 e)ベンゾイン等のワキ防止剤 f)イミダゾール等の硬化触媒 等をあげることができる。
粉体塗料の調整は何ら特殊な方法を必要とせず、原材料
を予備混合した後、100℃程度で溶融混合し、冷却し
たのち、粉砕、ふるいわけの常法により粉体塗料とする
ことが出来る。このようにして得られた粉体塗料は静電
スプレー法、流動浸漬法等、周知慣用のいずれの塗装法
によっても塗装可能である。
本発明の粉体塗料はポリグリシジル化合物を硬化剤とす
るため硬化性に優れ、硬化剤の反応原料の種類および量
の選択によるTg値、さらに反応条件の選択による数平
均分子量の制御により、硬化剤の固型化が可能であり、
ブロッキング性、貯蔵後の塗装での加工性に優れ、且つ
硬化剤にイソシアヌレート環をもつにもががわらず、エ
ステル結合の影響によりフレキシビリティ−が高くトリ
グリシジルイソシアヌレートに比べても硬化性が優れて
おり、さらに可どう性にも優れ、高温短時間焼付けのみ
ならず低温焼付けにも適し、焼付は巾が広く、高外観、
高品質塗膜を与えることができ、家電製品、事務用品等
を含め各種基材に対して適用が可能である。以下実施例
により本発明を説明する。
実施例1 樹脂P−7309(カルボキシル基含有ポリエステル樹
脂、Mn=4000、Tg=63、AV=33、EMS
社製)100部(重量部、以下同じ)に、ネオペンチル
グリコール1モルとへキサヒドロ無水フタル酸(HHP
A)2モルを反応させ得られるジカルボン酸にトリグリ
シジルイソシアヌレート(TGIC)2モルを反応させ
た付加物(A)〈エポキシ当量288g/eq)(理想
的の構造はTGIC−HHPA−ネオペンチルグリコー
ル−HHPA−TGIC)19.3部、67部の酸化チ
タンCR−50(顔料、石屋産業■製)、11部のベン
ゾイン(ワキ防止剤)、0.4部のシリコーンYF−3
919(表面調整剤、東芝シリコーン■)を予備混合し
たあと、ニーダ−中で溶融混合し、冷却、粉砕し、15
0メツシユのふるいを通過させ、粉体塗料を得た。
0.6mm厚のリン酸亜鉛処理板に上記粉体塗料を静電
スプレー塗装法で40μ厚に塗装後、180°Cで20
分焼き付けた。得られた塗板につき後述のごとく、加工
性、耐衝撃性、硬度、硬化度、及び貯蔵試験後の加工性
を評価し、その試験結果を第3表に示した。
実施例2 実施例1と同様の試験を実施した。但し塗装板の焼き付
は条件を250℃で5分とした。
実施例3 実施例1と同様の試験を実施した。但し塗装板の焼き付
は条件を160℃で20分とした。
実施例4 100部のポリエステル樹脂P−7309に、ネオペン
チルグリコール1モルとテレフタル酸2モルを反応させ
得られるジカルボン酸にトリグリシジルイソシアヌレー
ト2モルを反応させた付加物(B)(エポキシ当量28
8g/eq)19゜0部、CR−50を66部、ベンゾ
インを161部、及びYF−3919を0.4部を配合
し、実施例1と同様方法で粉体塗料を作り、また同様に
塗板をつくり評価した。試験結果を第3表に示す。
実施例5 100部のポリエステル樹脂P−7309に、ネオペン
チルグリコール1モルにヘキサヒドロ無水フタル酸1モ
ルとテトラヒドロ無水フタル酸1モルを反応させて得ら
れるジカルボン酸にトリグリシジルイソシアヌレート2
モルを反応させた付加物(C)(エポキシ当量290 
g / e q )19.8部、CR−50を67部、
ベンゾインを1.1部及びYF−3919を0.4部を
配合し、実施例1と同様方法で粉体塗料を作り、また同
様に塗板をつくり評価した。試験結果を第3表に示す。
実施例6 100部のポリエステル樹脂P−7:309に、ヒドロ
キシピバリン酸1モルとへキサヒドロ無水フタル酸1モ
ルを反応させて得られるジカルボン酸にトリグリシジル
イソシアヌレート2モルを反応させた付加物(D)(エ
ポキシ当量212g/eq)14.0部、CR−50を
63部、ベンゾインを1.1部及びYF−3919を0
.4部配合し実施例1と同様方法で粉体塗料を作り、ま
た同様に塗装板をつくり評価した。試験結果を第3表に
示す。
実施例7 100部のポリエステル樹脂P−7309に、ネオペン
チルグリコール1モルとへキサヒドロ無水フタル酸2モ
ルを反応させ得られるジカルボン酸にトリグリシジルイ
ソシアヌレート1.5モルを反応させた付加物(E)(
エポキシ当量430g/eq)28.4部、CR−50
を71部、ベンゾインを11部及びYF−3919を0
.4部を配合し実施例1と同様方法で粉体塗料を作り、
また同様に塗装板をつくり評価した6試験結果を第3表
に示す。
実施例8 100部のポリエステル樹脂P−7309に、実施例1
における付加物(A>を15.2部、YD−128(ビ
ルフェノールA型エポキシ樹脂、当量190 g / 
e q 、東部化成■製)を2.5部、CR,−50を
65部、ベンゾインを1.1部及びYF−3919を0
.4部を配合し実)[1と同様方法で粉体塗料を作り、
また同様に塗装板をつくり評価した。試験結果を第3表
に示す。
実施例9 メタクリル酸11.51部、スチレン25部、メタクリ
ル酸メチル30.68部、メタクリル酸2−ヒドロキシ
ルエチル2.80部、メタクリル酸2−エチルヘキシル
30.01部を共重合させたカルボキシル基含有アクリ
ル樹脂(Mn=2800、A V = 75、Tg=6
5)を100部、硬化剤として実施例1における付加物
(A)を29.7部、CR−50を49部、ベンゾイン
を0.5部、YF−3919を0.7部用い、実施例1
と同様方法で粉体塗料および塗板を得た。但し塗装板の
焼き付は条件を170℃で20分とした。得られた塗板
につき後述のごとく、耐衝撃性、硬度、硬化度を評価し
、その試験結果を第3表に示した。
比較例1 樹脂P−7309を100部、硬化剤としてTEPIC
−G()−リグリシジルイソシアヌレート、当量110
g/eq、日産化学工業特製)を7.5部、CR−50
を59部、ベンゾインを1.1部及びYF−3919を
0.4部用い、実施例1と同様方法で粉体塗料を作り、
また同様に塗装板をつくり評価した。試験結果を第4表
に示す。
比較例2 100部のポリエステル樹脂P−7309に、セバシン
酸1モルにトリグリシジルイソシアヌレート2モルを反
応させた付加物(F)(エポキシ当量218g/eq)
14.4部、CR−50を63部、ベンゾインを1.1
部及びYF−3919を0.4部を配合し、実施例1と
同様方法で粉体塗料を作り、また同様に塗板をつくり評
価した。試験結果を第4表に示す。
比較例3 100部のポリエステル樹脂P−7309に、1.4−
シクロヘキサンジカルボン酸1モルにトリグリシジルイ
ソシアヌレート2モルを反応させた付加物(G)(エポ
キシ当量205g/eq)13.5部、CR−50を6
3部、ヘンソインヲ1.1部及びYF−3919を0.
4部を配合し実施例1と同様方法で粉体塗料を作り、ま
た同様に塗板をつくり評価した。試験結果を第4表に示
す。
比較例4 100部のポリエステル樹脂P−7309に、テレフタ
ル酸1モルにトリグリシジルイソシアヌレート2モルを
反応させた付加物(H)(エポキシ当量185g/eq
)12.2部、CR−50を63部、ベンゾインを1.
1部及びYF−3919を0.4部を配合し、実施例1
と同様方法で粉体塗料を作り、また同様に塗板をつくり
評価した。試験結果を第4表に示す。
比較例5 実施例9におけるカルボキシル基含有アクリル樹脂を1
00部、硬化剤としてトリグリシジルイソシアヌレート
11.3部、CR−50を42部、ベンゾインを0.5
部及びYF−3919を0.7部用い、実施例1と同様
方法で粉体塗料を作り、また同様に塗板を作成した。得
られた塗板につき後述のごとく、耐候性、硬度、硬化度
を評価し、その試験結果を第4表に示す。
試験方法ならびに評価方法 加工性試験 J I 55400−6−16 折り曲げの間隔が塗板の何枚分に相当するかを評価値と
した。(数値の小さい方が良好)耐衝撃性の試験方法 デュポン式インパクトテスターを用いて測定した。(1
/2φ−500g) 硬化度の測定方法(耐溶剤性試験) キジロールラビングテストにより行った。
○16.良好     ×31.不良 貯蔵後の塗装での塗板加工性試験 粉体塗料状態で35℃の恒温室で2ケ月間保管し、実施
例1に準じ塗装後上記の加工性試験を行った。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主成分として (A)数平均分子量1,000〜30,000、酸価5
    〜200KOHmg/g、ガラス転位温度20〜120
    ℃のカルボキシル基含有樹脂と、 (B)数平均分子量200〜1,200で、1分子中に
    2コ以上のカルボキシル基を有するポリエステルオリゴ
    マーに、 [ I ]式 ▲数式、化学式、表等があります▼(式中R_1、R_
    2、R_3は水 素原子またはメチ ル基で同一でなく てもよい) で表わせるエポキシ化合物および/もしくは1分子中に
    2個以上のグリシジル基を有する[ I ]式で表わせる
    エポキシ化合物から得られる誘導体を付加させ、1分子
    中に平均して2〜6個のグルシジル基を有するポリグリ
    シジル化合物を、(A)樹脂のカルボキシル基/(B)
    化合物のグルシジル基の官能基当量比で0.5〜2.0
    の割合で含有することを特徴とする粉体塗料
  2. (2)請求項第1項の(A)樹脂がポリエステル樹脂で
    あることを特徴とする粉体塗料
  3. (3)請求項第1項の(A)樹脂がアクリル樹脂である
    ことを特徴とする粉体塗料
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