JPH05505841A - 被覆組成物 - Google Patents

被覆組成物

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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】 …江 本発明は、例えば、静電スプレーにより基体に適用することができる熱硬化性樹 脂で、基体上で加熱してその樹脂を溶融流動させ、その樹脂を固い靭性の膜に硬 化することができる熱硬化性樹脂を基にした粉末被覆組成物に関する。粉末被覆 は、それらの液体状のものよりも多くの利点を与えることが知られている。粉末 はペイント適用液除去しなければならない溶媒分全く含まず、1回の塗りで適用 され、基体に到達しなかった粉末は収集して再使用され、それらの被覆は優れた 耐食性及び屋外耐久性を与える。
ガラス転移温度(Tg)が30〜100℃、好ましくは40〜75℃の範囲のカ ルボン酸基含有無定形ポリエステル及びトリグリシジルイソシアヌレートの如き 硬化剤に基づく粉末被覆は広く用いられている。それらは貯蔵中安定であり、優 れた耐食性及び屋外耐久性を持つ被覆膜を形成する。しかし、ポリエステルが充 分に溶融し易動性の状態になる前の硬化反応の開始時のそのような粉末被覆には 危険がある。それは「オレンジ皮」生地の如き表面外観の欠陥を生ずることがあ ることである。粉末被覆を硬化するのに用いられる、典型的には140〜225 °Cの範囲の温度で一層容易に基体上で溶融流動する熱硬化性粉末被覆がめられ ている。
大きな屋外耐久性を有する被覆を与えるように考えられた粉末組成物は、エステ ル加水分解を起こしにくい無定形ポリエステルを屡々含んでいる。これは、必要 なポリエステルを形成させるために、イソフタル酸を単独又は他の二酸(dia cid )と組合せて用いた場合にかなりの程度達成される。しかし、そのよう なポリエステルを粉末組成物中に配合した場合屡々見出される問題は、得られる 被覆が機械的変形に対する許容性が非常に低く、特に直接の衝撃には被覆の裂は 又は剥離さえも起こすことがあることである。更に、これら粉末の硬化時間は、 イソフタル酸含有量の大きなポリエステルに基づかない粉末に必要な時間よりも 屡々長い、従って、一層遠く熱硬化し、大きな屋外耐久性及び機械的変形に対す る大きな抵抗性の両方を有する被覆を与える、イソフタル酸に富むポリエステル を基にした粉末組成物に対する必要性が存在する。
所謂「ハイブリッド(hybrid) J粉末被覆、即ちカルボン酸基含有無定 形ポリエステル及びエポキシ樹脂を基にしたものは、優れた耐食性、可撓性、硬 さ、及び溶媒抵抗を有する被覆を与える。しかし、外観及び機械的性能の両方と 調和して薄い膜(例えば40〜50μ)の被覆を与えることができる、広い範囲 の温度(例えば、160℃〜200℃)の範囲に亙って熱硬化することができる ハイブリッド粉末が要求されている。
E P −A −322827には、(a)35℃〜100℃の範囲のTgを有 するカルボン酸基含有アクリル重合体;(b)300〜1.500の数平均分子 量及び150〜750の酸当量(約375〜75mgKOH/gの酸価)を有す る結晶質カルボン酸基含有ポリエステル;及び(C)β−ヒドロキシアルキルア ミド;からなり、そのβ−ヒドロキシアルキルアミド当量対カルボン酸当量の比 が0.6〜1.6:1の範囲内にある共反応可能(co−reactable) な粒状混合物からなる熱硬化性粉末被覆組成物が記載されている。
E P −A −3221107には、(a)35℃〜100℃の範囲のTgを 有するカルボキル基含有アクリル又はポリエステル重合体;(b)ポリエポキシ ド、及び(c)β−ヒドロキシアルキルアミド;からなる共反応可能な粒状混合 物からなる熱硬化性粉末被覆組成物が記載されている。その組成物は、300〜 1,500の数平均分子量及び150〜750の酸当量(375〜75の酸価) を有するカルボキシル基含有結晶質ポリエステルを含んでいてもよい、結晶質ポ リエステルは、もし用いるとすれば、0〜25重量%で存在する。
全樹脂固形物に基づいて25重量%より多い量は、粉末安定性の問題のなめに望 ましくないと主張されている。
US 4217426には、粉末被覆組成物に用いるための、低温粉砕法により 容易に粉砕することができる材料を与えるための、成るポリエチレンと半結晶質 ポリエステルとの溶融混合物が記載されている。その半結晶質ポリエステルは、 約0.4〜1.2の範囲の固有粘度、約80〜155℃の融点、及びIOカロリ ー/g以下の見かけの融解熱を有し、100〜60モル%のテレフタル酸、0〜 40モル%のイソフタル酸、100〜35モル%の1,6−ヘキサンジオール、 及び0〜65モル%の1.4−ブタンジオールを含有する。
W O−A −89705320には、(a)遊離ヒドロキシル基を含み、40 ℃より高いTg、20〜200の水酸基価、及び0.1〜0.5の固有粘度を有 する少なくとも一種類の無定形ポリエステル10〜80重量%;(b〉遊離のヒ ドロキシル基を含み、−10〜50℃のTg、500〜10.000の数平均分 子量、5力ロリー/gより大きな融解熱、20〜200の水酸基価、0.1〜0 .5の固有粘度を有する少なくとも一種類の半結晶質ポリエステル10〜80重 量%、及び(C)ポリイソシアネート架橋剤5〜30重量%;からなるポリウレ タン粉末被覆組成物が記載されている。一層容易で安全な取り扱い性を与えるた めに、そのような硬化剤は、適用した粉末から約160℃で揮発し、硬化反応を 開始させるカプロラクタムとの付加物になっている。しかし、カプロラクタムの 如き揮発性有機物質が放出されることは、多くの粉末塗布用具にとって望ましく ないと思われ、多くの国でポリイソシアネート硬化粉末の販売が制約されている 。カルボン酸基官能性ポリエステルを含む粉末に用いるように考えられた架橋剤 は、一般に加熱中に毒性物質の遊離を伴うことはない。
本発明による熱硬化性粉末被覆組成物は、結合側としてカルボン酸官能性ポリエ ステル成分と、カルボン酸基と反応器する基を有する硬化剤との共反応性粒状混 合物からなり、カルボン酸官能性成分が半結晶質ポリエステルからなることを特 徴とする。例えば、カルボン酸官能性成分は; (A)少なくとも一種類の半結晶質ポリエステル5〜100重量%、及び(B) 少なくとも30℃のTg及び15〜70の酸価を有する少なくとも一種類の無定 形ポリエステル0〜95重量%; からなる。
半結晶質ポリエステルは、一般に55℃以下の一つ以上のTg値、及び好ましく は50℃〜200℃の範囲の鋭い融点を有することを特徴とする。
無定形ポリエステルが用いられる場合、無定形ポリエステルの量は好ましくは1 0〜95重量%、特に40〜90重景%、例えば、60〜90重量%であり、半 結晶質ポリエステルの使用量は、好ましくは5〜90重量%、特に10〜60重 量%、例えば、10〜40重量%である。
粉末被覆は、通常それら粉末の貯蔵安定性をよくするなめに30℃より高く、好 ましくは少なくとも45℃のTgを有する無定形ポリエステルを用いて配合され ている。
45℃より低いTgを有する無定形ポリエステルに基づく被覆は、外囲温度で貯 蔵すると凝集する傾向がある。しかし、重合体が溶融された時の流動性は、その 重合体のTgと共に変化する傾向があり、高い(例えば、70℃より高い)Tg を有する重合体は流動性が低く、「オレンジ皮」状生地を有する被覆を与える。
45℃より低いTgを有するカルボン酸基含有半結晶質ポリエステルは、保存安 定性粉末に本発明に従って用いることができることが判明している。これらの半 結晶質ポリエステルも「オレンジ皮」状にはならない、優れた全外観を有する被 覆を与える。本発明によって提案される半結晶質ポリエステルは、市販されてい て粉末被覆組成物に普通に用いられているカルボン酸基含有無定形ポリエステル の代わりに、又はそれの補足として用いることができる。
半結晶質ポリエステルは、不均質な形態を有しく即ち、種々の相の混合物を含み )、通常室温で不透明な白色であり、それらが比較的低い溶融粘度を持つ外に、 例えばキシレン、ホワイトスピリット、及びケトンのような一般的有機溶媒中で それらの無定形物よりも遥かに不溶性であると言う点で、半結晶質ポリエステル は粉末被覆で用いられている慣用的無定形ポリエステルとは更に異なっている。
半結晶質ポリエステルは、一般に高度の構造規則性(即ち、化学的、幾何学的、 及び(又は)空間的対称性)を有する。
半結晶質ポリエステルは、それが適切に硬化できるように、好ましくは少なくと もlOagKOH/g、最も好ましくは少なくとも28zyKOH/gの酸価を 有する。それは好ましくは70以下の酸価を有し、最も好ましくは45以下の酸 価を有する。また、それは好ましくはIIzyK O87g以下、一層特別には 5tgKOH/f以下の水酸基価を有する。半結晶質ポリエステルの数平均分子 量Mnは、それが被覆の靭性に寄与できるように少なくとも1600であるのが 好ましい。特に半結晶質ポリエステルが唯一のカルボン酸基官能性ポリエステル として用いられるか、又はカルボン酸官能性ポリエステル成分の主要成分く30 重量%より多い)として用いられる場合、少なくとも2500の分子量Mnが特 に好ましい。半結晶質ポリエステルのMnは好ましくは12000以下であり、 最も好ましくは4500以下である。特に挙げるべきMnは4000までのMn である。
従って本発明は、55℃より低い一つ以上のTg値、50℃〜200℃の鋭い融 点、10〜70BKOH/gの酸価、IIBKOH/g以下の水酸基価、好まし くは少なくとも1600の数平均分子量を有する熱硬化性粉末被覆で用いるため の半結晶質ポリエステルを与える。
本発明の半結晶質ポリエステルは、(シクロ)脂肪族及び(又は)芳香族ポリオ ールと、(シクロ)脂肪族及び(又は)芳香族ポリカルボン酸又はその酸無水物 、それらの酸に基づくエステル又は酸塩化物とを、アルコールより過剰の酸を用 いて重縮合反応させ、少なくともIO1好ましくは約10〜約70、一層好まし くは約28〜約45の酸価、及び好ましくは11より小さな水酸基価を有するポ リエステルを形成させることに基づいて得られたものである。適当なポリオール の例には、1.2−エタンジオール、1.3−プロパンジオール、1.4−ブタ ンジオール、ジエチレングリコール、1.6−ヘキサンジオール、ネオペンチル グリコール、1.10−デカンジオール、1.4−シクロヘキサンジメタツール 、トリメチロールプロパン、2−メチルプロパン利、3−ジオール、水素化ビス フェノールA〔又は2゜2−(ジシクロヘキサン)プロパン) 、2,2.4− トリメチル−1,3−ベンタンジオール、2−ローブチル−2−エチル−1,3 −プロパンジオール、及び3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル3−ヒド ロキシ−2,2−ジメチルプロパノニー) (CA。
Reg、 No、 =l+5−20−4 )が含まれる。用いられる適当なポリ カルボン酸には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,12 −ドデカンニ酸(L12−dodecanedioic acid)、テレフタ ル酸、インフタル酸、トリメシン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタ ル酸、1.4−シクロヘキサンジカルボン酸、トリメリド酸、及びナフタレンジ カルボン酸が含まれる。
本発明は、更に熱硬化性粉末被覆に用いるための半結晶質ポリエステルを、一種 類以上の適当なポリオールと、酸、酸無水物、エステル、及び酸ハロゲン化物か ら選択された一種顕以上の適当なポリカルボン酸成分とを重縮合することにより 製造する方法において、アルコールに対し過剰の酸を用いて、10〜70igK OH/gの酸価及び11zyKOH/g以下の水酸基価を有する生成物を与える ことを特徴とする半結晶質ポリエステル製造方法を与える。
かなりの結晶度を有するポリエステルを形成させるためには、重縮合反応で用い られるポリカルボン酸とポリ須のことではない。対称的に置換された芳香族及び (又は)脂肪族環式薬剤、例えば、テレフタル酸、1.4−シクロヘキサンジカ ルボン酸、又は1.4−シクロヘキサンジメタツールを用いると特に結晶度を増 大する傾向がある。
しかし、そのような薬剤は、熱硬化性ポリエステル粉末被覆の通常の硬化温度よ りも高い融点を有する半結晶質ポリエステルを生ずる傾向がある。式HO(CH 2) n。
Hのジオール、又は式HOOC(CH2) n COOHのカルボン酸〔nは2 〜12(両数字を含む)の偶数、例えば、6.8.10、又は[2である〕と− 緒にそれらを用いて、200℃より低く、好ましくは1110℃より低い融点を 有する半結晶質ポリエステルを生成させることが好ましい。
カルボキシル基含有半結晶質ポリエステルを製造する場合、種々のポリオール及 びポリ酸を一緒に混合し、慣用的重縮合法により反応させることができる。反応 は高温溶融物として(任意に反応を促進するため加圧反応器中で)、又は適当な 溶媒中で種々の単量体を用いて行うことができる。酸化ジブチル錫の如き触媒を 用いて、重縮合反応を促進することができる。本発明のための半結晶質ポリエス テルの合成で用いられる単量体成分は、分子量を2,500〜4.500 (数 平均)の範囲に制御するように、約0.86 : 1.00〜約0.9111  : 1.00、好ましくは約0.92 : 1.00のポリオール対ポリ酸の当 量比で一緒に反応させるのが有利である。
反応はもし望むならば、二段階で行うことができる。
例えば、ジカルボン酸を第一段階で過剰のジオールと反応させてヒドロキシ末端 ポリエステルを生成させ、これを更にジカルボン酸と反応させて酸官能性半結晶 質ポリエステルを生成させることができる。もし望むならば、二つの段階で異な ったジカルボン酸を用いてもよく、例えば、第一段階で芳香族又は脂環式酸を用 い、次に第二段階で脂肪族酸を用いてもよい。
本発明の半結晶質ポリエステルを合成するのに用いられる好ましい単量体には、 偶数の炭素を含むもの、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸及びコ ハク酸、1.6−ヘキサンジオール、1.4−ブタンジオール、■72−エタン ジオール、及び1.4−シクロヘキサンジメタツールが含まれる。しかし、この ことは奇数の炭素原子を有する単量体ポリ酸又はポリオールを使用すること、或 は重合体の結晶度を増大することが知られている成る実験的方法を使用すること 、例えば、ポリエステル生成物をそのTgと融点(TI)との中間の温度で成る 時間維持するか、又は合成を1,3−ジクロロベンゼン又はジフェニルエーテル の如き高沸点有機溶媒中で行い(又はその溶媒で最終的ポリエステルを処理して )、ポリエステルが、外囲温度へ冷却される前にそのTtiより高い温度で成る 時間維持されるようにする方法を使用することを排除するものではない。カルボ ン酸基含有ポリエステルの結晶度を増大するためのこれら及び他の技術は、単独 で用いてもよく、或は組合せて用いてもよい。
半結晶質ポリエステルは室温で固体であり、一般に55℃より低く、一般に一2 0℃〜50℃、好ましくは約−15℃〜約40℃の少なくとも一つのガラス転移 温度CTg値)を有する。ポリエステルのこれらの相変化及び結晶度%は、「エ ンサイクロペディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エンジニアリング J (Encyclopaedia ofPolyver 5cience a nd Engineering)(Wiley It+しerscien−ce )第4巻、第482頁〜第519頁(+986 )に記載されているように、示 差熱分析(D、S、C)により検出することができる。D、S、Cにより調べて 、半結晶質ポリエステルは二つのガラス転移を示すことがあり、その一つはポリ エステル中の自由な易動性を有する無定形領域に起因し、他方は隣接する結晶子 により動きが制約されている無定形領域に起因する。しかし、両方のTg値は、 約−20℃〜約55℃の温度範囲内に存在している。半結晶質ポリエステルは、 180℃より低い融点を有するのが好ましく、170℃より低い鋭い溶融挙動を 示すものは特に好ましい。融点は70℃より高いのが好ましい。半結晶質ポリエ ステルの溶融粘度(ASTM 42g?/113、IC円錐(cone)及び板 (plate)測定装置を用いて測定された〕は、200℃で0.1〜I(lP a (1〜!00ポアズ)、特に0,1〜7Pa(1〜70ポアズ)であるのが 好ましく、160℃で20P a (200ポアズ)以下であるのが好ましい。
粘度は160℃で4Pa(40ポアズ)以上であるのが好ましい。最も好ましく は、半結晶質ポリエステルは200℃で0.2〜3Pa(20〜30ポアズ)  、160℃で4〜15Pa(40〜150ポアズ)の溶融粘度を有し、外囲温度 で脆い固体であり、110℃〜170℃の範囲で鋭い融点を有する。150℃ま で、又は160℃までの鋭い融点を有するものについても触れるべきであろう。
本発明のための半結晶質ポリエステルの鋭い融点及び低い溶融粘度は、硬化反応 が始まる前に粉末被覆の流動性を助け、滑らかな被覆を与える。E P −A  −322807とは対照的に、本発明のためのカルボン酸基含有半結晶質ポリエ ステルは、脂肪族ポリ酸からと同様、芳香族ポリ酸から誘導することができ、粉 末貯蔵安定性に悪影響を与えることなく全樹脂固形物の25重量%より多い量で 用いることができる。更に、本発明のための半結晶質ポリエステルの酸価がE  P −A −322807で特許請求されているものと比較して一層低い結果と して、最終被覆で完全に架橋した重合#網状組織を形成するのに必要な比較的高 価な硬化剤の量は少なくてよいことである。
本発明で用いることができるカルボキシル含有無定形ポリエステルは、脂肪族、 脂環式、及び(又は)芳香族ポリオールと、脂肪族、脂環式、及び(又は)芳香 族ポリカルボン酸又はその酸無水物、それらのエステル又は酸塩化物とを、15 〜90、一層好ましくは約30より大きく、好ましくは70以下、例えば、30 〜45の酸価を有するポリエステルを形成するようにアルコールに対し過剰の酸 を用いて重縮合反応させることに基づいている。ポリオール及びポリ酸は、一般 に半結晶質ポリエステルに関して上で述べたものから選択することができる。ポ リエステルは少なくとも35℃、好ましくはIoo”Cより低く、一層好ましく は40℃〜75°CのTgを有するのが好ましい。本発明の半結晶質ポリエステ ルの殆どとは対照的に、本発明で用いるための無定形ポリエステルは、D、S、 Cで調べた時、30℃より低いTgを示すことはない。カルボキシル基含有無定 形ポリエステルを製造するのに用いることができる技術は当分野でよく知られて いる。ポリエステルの酸価、分子量、及びガラス転移温度は、それらのポリエス テルの合成で用いられる単量体、触媒及び反応条件により制御することができる 0例えば、ネオペンチルグリコール及びテレフタル酸は、主要な性質として固さ 又は耐摩耗性を示す粉末被覆で用いられるポリエステルの基本的構成ブロックと して用いることができる。
1.6−ヘキサンジオール又はアジピン酸は可撓性を与え、且つ(又は)ポリエ ステルのTgを低くする単量体として選択することができるのに対し、トリメチ ロールプロパンは、ポリエステルに高度の化学反応性を与えるために選択され、 それは低い後硬化温度で使用するために粉末中に最終的に配合することができる 。(勿論、熱硬化粉末被覆が示す物理的及び見た目の効果を決定するのに硬化剤 の選択が重要になることも忘れないようにしなければならない)。
無定形ポリエステルは、ポリエステル合成で用いられる酸成分の少なくとも10 重量%として添加されたイソフタル酸を含有していてもよい、これは改良された 耐候性、特に屋外で曝されている間に被覆の光沢が低下することに対する抵抗性 が改良された被覆を与える。無定形ポリエステルが誘導される酸成分の少なくと も30〜40%をイソフタル酸が占めている被覆は、屋外に曝している間に光沢 が減少することに対し特に抵抗性のある被覆として販売することができる。もし 望むならば、イソフタル酸が無定形ポリエステルで用いられる唯一のポリカルボ ン酸になっていてもよい。
本発明で用いることができるそのような無定形ポリエステルの例示としての例に は、クリルコート(Crylcoat)E 2988及びウララック(Ural ac) P 5500の如き市販のポリエステルが含まれる。
半結晶質ポリエステル又は半結晶質ポリエステルと無定形ポリエステルとの混合 物と共に用いることができる硬化剤(一種又は多種)は、それらポリエステルの 遊離カルボキシル基と反応して架橋重合体網状組織を与えるどのような有機化合 物からなっていてもよい。架橋剤の化学的官能性は、平均して少なくとも二つ、 好ましくは二つより多く、大息下であるのがよい。
粉末被覆組成物は、一般に結合剤としてカルボン酸官能性ポリエステル成分を4 0〜98重量%、及び硬化剤を2〜60重量%含んでいる。
例えば粉末被覆組成物は、75〜98重量%、好ましくは85〜95重量%のポ リエステルを固体非樹脂状硬化剤と共に含む組成物であるか、又は30〜90重 量%、例えば、40〜85重量%、好ましくは50〜80重量%のポリエステル を、10〜70重量%、例えば、15〜60重量%、好ましくは20〜50重量 %の、共反応性硬化剤としてのエポキシ樹脂と共に含む「ハイブリッドJ粉末被 覆組成物にすることができる。これらの組成物は全て、本発明で開示する稚気の 半結晶質ポリエステルを含まない粉末組成物で達成されるものよりも改良された 流動性及び平滑性を有する被覆を与える。
粉末被覆組成物が、共反応可能な硬化剤として60重量%まで、好ましくは15 〜60%のエポキシ樹脂を含むハイブリッド粉末被覆組成物である場合、そのエ ポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールAの如き芳香族ポリオールのポリグリシ ジルエーテルにすることができる。エポキシ樹脂は■0より大きく、一層好まし くは1.9より大きなエポキシ官能性を持つべきである。一般にエポキシ当量は 少なくとも170であるのがよいが、成る場合にはもっと低い値にすることもで きる0例えば、それは100以上でもよい。好ましくはエポキシ当量は2300 より小さく、特に1000より小さく、例えば150〜1500、特に150〜 800である。そのようなエポキシ樹脂は、例えば、芳香族又は脂肪族ポリオー ルと、エピクロルヒドリン又はジクロルヒドリンとのエーテル化反応を苛性ソー ダの如きアルカリの存在下で行うことにより製造することができる。
芳香族ポリオールは、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−プロ パン(即ち、ビスフェノールA)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1− エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−イソブタン、ビス(4−ヒ ドロキシ−し−ブチルフェニル)−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシナ フチル)メタン、4.4′−ジヒドロキシベンゾフェノン、又は1.5−ジヒド ロキシナフタレンである。1.2−エタンジオール、1.3−プロパンジオール 、1.4−ブタンジオール、1.5−ベンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー ル、又はポリプロピレングリコールの如きポリオールに基づくポリエポキシド、 例えば、そのようなジオールのグリシジルエーテル、又は縮合グリシジルエーテ ルを用いることができる。本発明によるハイブリッド粉末被覆組成物のエポキシ 樹脂として用いることができる他のオキシラン基含有重合体には、ポリグリシジ ル官能性アクリル重合体、又はエポキシノボラック樹脂が含まれる。
硬化剤は、例えば、エポキシド、活性化ヒドロキシル又はチオール化合物又はオ キサゾリンにすることができる。硬化剤(一種又は多種)の官能基、例えばエポ キシド、ヒドロキシル、チオール又はオキサゾリン基の、ポリエステル成分(単 数又は複数)中のカルボン酸基に対するモル比は0.6〜1.6:1であるのが 好ましい。
エポキシド硬化剤は、例えば、トリグリシジルイソシアヌレート、又はトリグリ シジル1.2.4−トリアゾール−3,5−ジオンの如き低分子量固体の非樹脂 性エポキシド化合物にすることができる。そのような低分子量エポキシド硬化剤 は、粉末組成物のポリエステル成分に基づいて2〜12重量%で用いるのが好ま しい。
活性化ヒドロキシル基含有硬化剤は、例えば、β−ヒドロキシアルキルアミド、 トリス(2−ヒドロキシ−エチル)−イソシアヌレートの如きトリス(2−ヒド ロキシアルキル)インシアヌレート、又は尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン −ホルムアルデヒド樹脂の如きアミン樹脂にすることができる。アミン樹脂の場 合、ヒドロキシル基の幾つか又は全てがエーテル化されていてもよく、例えば、 ヘキサメトキシメチルメラミンにすることができる。β−ヒドロキシアルキルア ミド硬化剤は、好ましくは少なくとも一つ、最も好ましくは二つのビス−(β− ヒドロキシ−アルキル)−アミド基を含み、例えば、式: (式中、R′は水素又は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、A′は 二価有機基、例えば、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン又はアラルキレ ン基である)を持つものにすることができる0本発明で用いられる好ましいβ− ヒドロキシアルキルアミド硬化剤の一例は、N、N、N′、N′−テトラキス( 2−ヒドロキシエチル)アジパミド、即ち、上記式でR’=H1及びA”=−( CH2)4−である場合である。これ及び他の可能な硬化剤はG B 1,48 9.485に記載され、特許請求されている。
オキサゾリン硬化剤は、例えば、式: (式中、各Rは独立に水素又は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、 Aは脂肪族又は芳香族ジカルボン酸HOOC−A−COOH,例えば、イソフタ ル酸から誘導された二価の有機基である) を有することができる。
本発明の半結晶質ポリエステルと共に用いるために選択される架橋剤は、粉末被 覆基体の最終的後加熱まで化学的に不活性なままでいるものであるのが好ましい 。本発明の半結晶質ポリエステルと共に用いるのに特に好ましい架橋剤は、ロー ム・アンド・ハース社(Rob+s andHaas Co、)から入手できる ブリミド(Primid)X L −552、β−ヒドロキシアルキルアミド基 含有架橋剤である。
粉末被覆組成物は硬化反応のための触媒を含んでいてもよい。例えば、I)−ト ルエンスルホン酸の如き強酸を、アミノ樹脂硬化剤と共に用いるための触媒にす ることができる。カルボン酸基と、エポキシ樹脂又はトリグリシジルイソシアヌ レートの如きポリエポキシド硬化剤中に存在するエポキシド基との反応を促進す るために用いられる触媒には、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの如き第 四アンモニウム塩、第四ホスホニウム塩、ホスフィン、アミン、イミダゾール及 び金属塩が含まれる。
触媒、又は二種類以上の触媒の組合せは、本発明による粉末組成物のいずれかで 用いる場合、粉末被覆組成物の全重量に基づき、好ましくは5重量%未満、一層 好ましくは約0.2〜約2重量%の量で存在する。
粉末被覆は無着色であってもよいが、通常一種類以上の顔料を含んでいる。それ は、粉末被覆で用いられる既知の他の添加物、例えば、はじけ(popping  )防止剤、塊化防止剤、流動促進剤、酸化防止剤、摩擦帯電促進添加剤、紫外 線吸収性化合物の如き安定化剤を含んでいてもよい。
本発明は、熱硬化性粉末被覆組成物の製造方法におい(A)10〜7011gK oH/gの酸価、lIigK OH/ IF以下の水酸基価を有する少なくとも 一種類の半結晶質ポリエステル5〜!00重量%、及び (B)30°Cより高いTg及び15〜90の酸価を有する少なくとも一種類の 無定形ポリエステル0〜95重量%、硬化剤及び任意に顔料及び他の添加剤から 選択された一種顕以上の添加剤、 からなるカルボン酸官能性ポリエステル成分の共反応可能な粒状混合物を混合し 、粉砕することを特徴とする製造方法も与える。
本発明による粉末被覆組成物の成分は、粉末被覆を製造するのに知られている方 法によって混合することができる。通常それら成分は、高速混合機を用いて外囲 温度で乾式混合され、得られた「前混合物」を非結晶質樹脂(即ち、無定形ポリ エステル及びエポキシ樹脂)を軟化するのに充分であるが、組成物の硬化を起こ すのには不充分である温度で、例えば、90〜150℃の範囲の温度で押出し機 に通過させる。組成物はシートとして押出す。
冷却した時、固体押出し物を薄片に粉砕し、再び押出し工程にかけるか、又は希 望の粒径へ粉砕する。液体窒素を粉砕室へ流し込み、粉砕中の凝集を防ぐように してもよい。得られた粉末被覆組成物の粒径は、一般にIθ〜120μlであり 、好ましい平均粒径は15〜11101iiy、好ましくは25〜80μlの範 囲にある。
半結晶質及び無定形ポリエステルの両方を含み、半結晶質ポリエステル成分が2 0°Cより低い両方のTgを有する粉末配合物では、組成物の半結晶質ポリエス テル成分を、全重合体固形物の30重量%未満に限定することが通常必要である 。半結晶質ポリエステル成分が25℃〜35℃の一つ以上のTgを持つ場合、半 結晶質ポリエステル対無定形ポリエステルの最も好ましい重量比は、夫々的20  : 80〜約35:65である。これにより適切な保存安定性を有する粉末被 覆組成物を比較的困難なく製造することができる。40℃より高い一つ以上のT gを示すカルボン酸基含有半結晶質ポリエステルは、単独の膜形成性結合剤とし て用いてもよく、或は本発明の粉末被覆組成物中のカルボン酸基含有無定形ポリ エステルとのどのような組合せとして用いてもよい。単独の膜形成性結合剤とし て20℃より低い一つ以上のTgを有する半結晶質ポリエステルを含む配合物を 処理する際に成る困難が経験されている。これらの場合には、ホットメルト押出 し物をステンレス鋼皿に収集し、室温へ冷却し、次に液体窒素で処理し、然る後 、微粉砕するのが有利である。130℃に等しいか又はそれより高い融点を有す る半結晶質ポリエステルを含むハイブリッド粉未配合物のためには、2回以上の ホットメルト(即ち、90℃〜130℃)押出しが必要であろう。これは得られ る粉末組成物の均一性を最大にするのに役立ち、最終的硬化被覆に「破片(bi t) Jの形成及び他の表面欠陥の形成を回避するのに役立つ。別法として、又 は反復ホットメルト押出しに加えて、これらの粉末配合物を「キャビティー・ト ランスファー(cavity transfer) J型押用し機中で1回のホ ットメルト混合過程にかけてもよい。
本発明の粉末被覆組成物を処理する仕方の別の変更を有利に用いることができる 。例えば、半結晶質ポリエステル成分の粒径を、外囲温度で乾式混合するため粉 末組成物の別の成分に添加する前に、更に小さくすることが望ましいこともある 。半結晶質ポリエステルの粒径は、例えば流体エネルギージェットミル、又は典 型的には、固体粒子を50μlより小さな粒径にする同様な装置で小さくするこ とができるであろう。
この方法とは別に、又はこれと組合せて、ホットメルト押出し機の操作条件を、 組成物中の半結晶質ポリエステル成分の全てが押出し機中で溶融し、然る後、そ の押出し物を適当な容器に収集し、室温へ冷却するか、又はアニーリング処理に かけることができるように調節してもよい。
無定形重合体押出し物をゆっくり冷却することによって結晶化を促進することが できることは従来の方法でよく知られている。アニーリング処理は、もしそれを 用いるとすれば、最初の半結晶質成分の融点(Ti)より低いがその低い方のT g、即ちその純粋に無定形の領域内で比較的障害を受けない分子運動に起因する 転移温度より高い温度に押出し物を保持することを含むことができる。アニーリ ング処理中、押出し物を最初の半結晶質成分のT11よりは低く、最初の半結晶 質ポリエステルのTmと低い方のTgとの間の中間点温度よりも30’C以内低 い温度に維持するのが有利である。最も有利なのは、アニーリング処理を半結晶 質ポリエステルの最低のTgとTmとの間の中間点温度に相当する温度で行うこ とである。
例えば、130℃に等しいTi及び−10℃の低い方のTgを有する半結晶質ポ リエステルを含む粉末組成物では、このポリエステルの完全溶融を確実にする条 件でホットメルト押出しにかけると、アニーリング処理を70℃で行うのが有利 であるということになる。
押出し物は、熱い水、又は希望の温度に維持された炉中にそれを入れることによ りアニールすることができる。
アニール処理に必要な時間は、押出し物がら周期的に少量の試料を抽出し、D、 S、C,分析を用いてそれらのことができる。勿論押出し及び押出し後のアニー リング中に用いられる条件は、粉末組成物中の硬化反応の開始を回避できるよう なものでなければならない。。更に、アニーリング工程中結晶化促進剤を用いる ことができるが、押出し物或は後で得られる粉末又は被覆の一層の処理を妨げて はならない。
そのような結晶化促進剤には、例えば、安息香酸ナトリウム又は成るポリアミド の如き低分子量化合物が含まれ、当業者にはよく知られている。
アニーリング処理が完了した時、押出し物を室温へ冷却した後、慣用的やり方で 粉末にするのが最も有利である。
本発明の粉末被覆組成物は、静電スプレーにより基体に適用するのが好ましいが 、別法として、流動化床により適用してもよい。被覆は140℃〜225℃、最 も好ましくは160〜200℃の範囲の温度で熱硬化される。得られた被覆は、 唯一のカルボン酸官能性ポリエステルとして無定形ポリエステルに基づく粉末か ら誘導された粉末被覆に比較して、改良された流動性、円滑性、及び機械的性質 を有する。
無定形ポリエステル成分がイソフタル酸に富む種々の単量体から誘導されている 場合、本発明による粉末組成物は、本発明による半結晶質ポリエステルを存在さ せずに得られた場合よりも、一層速い熱硬化性を有し、一層よい外観及び改良さ れた機械的性質を有する被覆を与える。
本発明による半結晶質ポリエステルを単独で、又はハイブリッド粉末としてカル ボン酸基含有無定形ポリエステルと組合せて用いた場合、被覆組成物は、半結晶 質ポリエステルが存在しない場合よりも速く硬化し、熱硬化被覆は改良された外 観及び機械的性質(特に可撓性)を有する。実施例に開示されたハイブリッド粉 末組成物の成るものは、160℃〜200℃の種々の温度で硬化することができ 、一定した表面外観及び優れた機械的性質を有する被覆を与える。例えば、実施 例に記載した成るハイブリッド粉末は、lzj厚のアルミニウム基体上での10 ジユールの逆衝撃(reverse impact)及び’ O(zero)T  J曲げ試験に耐える被覆を与えることができる。
実施例1.a 8 ポリエステル4 テレフタル酸(1,474jy、8.87モル) 、1.6−ヘキサンジオール (1146,7y、9.72モル)、及び酸化ジブチル錫(2,9g、11ミリ モル)を、撹拌器、グリコール損失を最小にするための予備凝縮器、水冷凝縮器 、ディーン・スターク(Dean−3tark)水トラツプ、温度計、及び窒素 ガス導入管を具えた51丸底フラスコに入れた6撹拌反応混合物を200℃に加 熱し、この温度に1時間保持した後、温度を250℃へ1.5時間に互って上昇 させた。反応を、重合体の酸価が5ygKOH/yより低くなるまでこの温度に 維持した。
反応の「第二段階」は次のようにして行われた。混合物を170℃に冷却した後 、試料を採取し、化学的指示薬を含む適当な有機溶媒中に溶解した。この溶液を 、アルコール性苛性カリ溶液で滴定し、滴定の終点が認められたならば、それを この重合体の水酸基価とその理論的水酸基価(41,4)との間の差(もし成る とすれば)を決定するのに用いた。必要な補充1.6−ヘキサンジオールをアジ ピン酸(2211,8g、1.57モル)と混合し、その混合物を反応フラスコ へ入れた。撹拌反応混合物の温度を250℃へ上昇させ、重合体が約35の酸価 及び7より小さい水酸基価を有するようになるまでその温度に維持した。反応は 窒素ガスのブランケット中に全て維持した。この段階で約340gの水がディー ン・スターク・トラップに収集された。反応混合物を220℃に冷却し、微量の 残留水、末分間維持しな。最後に真空を解除し、重合体を1110℃に冷却し、 ステンレス銅皿に開け、室温に一晩冷却し、次の性質を有する脆い白色の固体を 得た:ICI円錐及び板製融粘度=200℃で7ポアズ酸価・ 33.lりxo H/g 水酸基価: 5肩9K OH/IF Tg・ −12°C及び30.0℃ T+w: l’29℃ Mn−3420(理論値) 重合体の理論約数平均分子量は、Bulletin 18−65゜1978、ア モコ ゲミカル社(Amoco Chemical Corp、)の第13頁、 「アモコIPA及びTMAを用いた被覆樹脂の一層よい処理方法J ()101  to process better coatingresins wit h Al1oco IPA and TMA)に記載された方法に従って計算さ れた。
実施例1.b 生詰6 ポリエステルの合 テレフタル酸(1198,5g、7,22モル) 、 1.to−デカンジオー ル(1322,4y、7,6モル)、及び酸化ジブチル錫(0,41y、1.5 ミリモル)を、実施例1.aに記載したように装備した51丸底フラスコ中で反 応させた0反応の第二段階は、コハク酸(226,1g、1.9モル)と共に必 要な補充!、10−デカンジオールを添加することを含んでいた。
最終的重合体生成物は次の性質を持っていた:ICI円錐及び板製融粘度:20 0℃で11ポアズ酸価: 69ggKOH/g 水酸基価: 4ygKOH/g Mn: 1629(理論値) 実施例1c 生詰 ポリエステルの4 1.4−シクロヘキサンジカルボン′M(+21’0.88g、7.0モル)、 トリメチロールプロパン(59,4y、0.4モル)、■。
6−ヘキサンジオール(934,6y、7.9モル)、及び酸化ジブチルm ( 2,81y、11ミリモル)を、実施例1.aに記載したように装備した51丸 底フラスコ中で反応させた。
反応の「第二段階」は、1.12−ドデカンニ酸(6011,0y、2.6モル )と共に必要な補充1.6−ヘキサンジオール及びトリメチロールプロパンを添 加することを含んでいた。最終的重合体生成物は次の性質を持っていた。
ICI円錨及び板製融粘度:200℃で25ポアズ酸価: 50zyKOH/y 水酸基@ : 3.5ygK OH/ gTg: −9°C及び16℃ TII: 102℃ Mn: 2840(理論値) 実施例1.d 半結晶 ポリエステルの合成 テレフタル酸(937,9h、565モル) −1,6−ヘキサンジオール(8 14,20g、6.90モル)、トリメチロールプロパン(20,25g、0. 15モル)、アジピン酸(292,00,,2,00モル)及び酸化ジブチル錫 (2,06g、8ミリモル)を、実施例1.aに記載したように装備した51丸 底フラスコに入れた。反応混合物を190℃に加熱し、この温度に40分間維持 した後、温度を2時間で250℃へ上昇させた。反応を、重合体の水酸基価が5 1℃g/KOH/gより低くなるまでこの温度に維持しな。重合体生成物は次の 性質を持っていた: ICI円錐及び板製融粘度;200℃で28ポアズ酸価: 28ggKOH/g 水酸基価: 3mgKOH/f1 Mn: 4017(理論値) 比較例1.e ポリエステルの合 この実施例は、本発明の半結晶質ポリエステルよりも大きな酸価の半結晶質ポリ エステルの合成を例示する。
ドデカンニ酸(184G、QO9,8,0モル) 、1.6−ヘキサンジオール (472,OOy、4.0モル)、及び酸化ジブチル錫(211y、9ミリモル )を、実施例1aに記載したように装備した5ぐ丸底フラスコ中で反応させた。
3.5時間後反応が完了し、更にヘキサンジオールを添加する必要はなかっな。
得られた最終的重合体生成物は白色の脆い固体で、次の性質を持っていた; IC1円錐及び板製融粘度:200℃で0.1ポアズ酸価: 210.4ggK  OH/ g水酸基価−3厘gKOH/g Tg: 検出できない Tta: 60℃ Mn: 532(理論値) 実施例2.a 無 ′ポリエステルのム 酸官能性無定形ポリエステルを、次の成分混合物から調製した: 成分 重量部7g テレフタル酸 43G、61 イソフタル酸 874.67 アジビン酸 35.51 ネオペンチルグリコール 783.41テレフタル酸、イソフタル酸、及びネオ ペンチルグリコールを、実施例1.aに記載したように装備した51丸底フラス コに入れた。酸化ジブチルi(2,1g、8ミリモル)を入れ、混合物を窒素下 で200℃で30分間撹拌した後、温度を1時間に互って250℃へ上昇させた 。反応混合物をこの温度に4時間維持し、この時間までにそれは5の酸価を持っ ていた。次に反応混合物を200℃に冷却し、アジピン酸及び必要な補充ネオペ ンチルグリコール(実施例1.aに記載した方法に従って決定した)で処理し、 然る後、反応混合物の温度を250℃へ上昇させ、その温度に3.5時間維持し た。最終的重合体生成物は次の性質を持っていた: ICI円錐及び板温融粘度:200℃で72ポアズ酸価:302 Tg: 6g、5℃ 実施例2b 無テボリエステルのム成 酸官能性無定形ポリエステルを、次の成分混合物を用いて、実施例2.aに記載 したのと同様なやり方で調製した: 成分 重量部7g テレフタル酸 74g、42 イソフタル酸 795.76 アジピン酸 41.94 トリメチロールプロパン 31.52 ネオペンチルグリコール 884.48酸化ジブチル錫(2,50g、9ミリモ ル)を反応の触媒として用いた。最終的重合体生成物は次の性質を持っていた: ICI円錐及び板温融粘度:200℃で29ポアズ酸価: 37j Tg: 60.0℃ 次の実施例は、カルボン酸基含有半結晶質ポリエステル、カルボン酸基含有無定 形ポリエステル及びポリエポキシドを用いて製造した熱硬化性粉末被覆組成物で ある。
別に指示しない限り、全ての粉末は2zz厚のクロム酸塩前処理アルミニウム板 上に静電的に噴霧した。硬化粉末被覆の膜厚は約50〜70μlであった。得ら れた被覆についての膜の性質を表1に示す。表中−が示されている場合、その被 覆の関連する性質は測定されなかった。
実施例A 熱組 成分 重量(g> 実施例1.aのカルボン酸基含有 無定形ポリエステル 400.00 ブリミド(Primid) X L −552’ 31.77二酸化チタン 3 64.82 プラン・フイクセ(Blanc Fixe) 64j5モダフロー(Modaf low) m 210.73ベンゾイン(Benzoin) 2.15成分 重 量(g) イルガノックス(Irganox>1010’ 2.151 プリミドX L  −552は、ローム・アンド・ハース社から入手できるしドロキシ官能性架橋剤 である。
2 モダフロー■は、モンサンド社から入手できるアクリル系流動助剤である。
3 イルガノックス1010は、チバ・ガイギー社から入手できる酸化防止性ポ リフェノール安定化剤である。
諸成分を高速混合機中で室温で5分間混合し、次にバス(Buss)車軸スクリ ュー押出し機で130℃で溶融混合した。押出し物を冷却し、薄片にし、マイク ロミルで粉砕し、106μ々網に通して分粒した。
被覆板を200℃で15分間焼き付けた。被覆は非常に滑らかで、「オレンジ皮 」状の外観を示さず、良好な機械的性質を持っていた。
比較例A(i) 社 組成 この実施例は、本発明により特性化され7′、−最大値より大きな酸価を有する 半結晶質ポリエステルを粉末被覆組成物中に含有させたことによる影響を示す。
成分 重量(gン 実施例1 eのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 69.64 実m例2.bのカルボン酸基含有 無定形ポリエステル 464.29 成分 重量(y) ブリミドX L −55250,26 二酸化チタン 400.00 モダフローI[[9,114 ベンゾイン 3.00 イルガノツクス1010 2.110 粉末を実施例Aに記載したー殻的指示に従って製造した。
半結晶質ポリエステルは全樹脂固形物に基づいて僅か15重量%しか存在してい ないが、それにも拘わらず重合体の大きな酸価(210,4zyK OHag> を埋め合わせるために比較的多量の架橋剤を必要とすることに注意されたい。更 に、30℃でのその粉末の保存安定性は非常に悪く、僅か三日後に使用できない 固体の塊に凝集した。それ以外は、200℃で15分間焼き付けた被覆板は、固 く、光沢。
があって滑らかな、良好な機械的性質を示す被覆を与えた。
比較IMA (ii ) 熱 ゝ末 組 物 この実施例は、本発明の半結晶質ポリエステルを粉末被覆組成物から除外した場 合の膜流動性、平滑化、及び機械的性質に与える有害な影響を示す。
成分 重量(g> 実施例2.bのカルボン酸基含有 無定形ポリエステル 551.90 プリミドX L −55232,36 二酸化チタン 341.64 プラン・フィクセ 60 、10 モダフローIII 10.00 ベンゾイン 2.00 イルガノツクス1010 2.00 粉末は実施例Aに記載した一般的指示に従って製造した。
被覆した板を200℃で15分間焼き付けた。実施例Aで得られた被覆とは対照 的に、これらは著しく低い流動性、平滑化、及び機械的性質を持っていた。
実施例日 FILrゝ 被 物 成分 重Jl(g> 実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 500.00 トリグリシジルイソシアヌレート(TGIC) 39.50二酸化チタン 36 4.111 ベンゾイン 1.10 モダフローI[[5,52 臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム 0.15臭化テトラ−n−ブチルアンモ ニウム(硬化触媒)は、カルボン酸基含有半結晶質ポリエステルの撹拌溶!!物 中に分散させ、然る後、混合物を室温へ冷却した。次に固体を粉砕し、他の成分 に添加し、それを処理して実施例Aに記載したような熱硬化性粉末にした。
被覆した板を200℃で15分間焼き付けた。被覆は優れた流動性及び平滑化を 示していた。
実施例C 熱硬 性 組成物 成分 重量(y) 実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 310.89 実施例1.bのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 133.24 ベンゼン−1,3,5−トリス(4,5−ジヒドロ−4,4−ジメチル−1,3 −オキサゾール’) 143.86二酸化チタン 400.00 モダフロー111[10,00 ベンゾイン 2.00 粉末は実施例Aに記載した一般的指示に従って製造した。但し混合した成分を1 40℃で溶融混合しな。
被覆した板を200℃で20分間焼き付けた。被覆は良好な流動性及び良好な全 体的外観を示していた。
実施例り 熱 組成 成分 重量(y) 実施例1.bのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 511.00 実施例1.cのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 58.00 実施例2.aのカルボン酸基含有 無定形ポリエステル 464.00 TG I C46,69 二酸化チタン 441.74 モダフローIII 10.81 テイヌビン(Tinuvin)900’ 2.16イルガノツクス1010 2 .16 ベンゾイン 2.16 1 ティヌビン900は、チバ・ガイギー社入手できるアルキル置換ベンゾトリ アゾールUV光吸収剤である。
粉末は実施例Aに記載した一般的指示に従って製造した。被覆した板を200℃ で12分間焼き付けた。
被覆は優れた可撓性及び衝撃抵抗を示し、魅力的な全体的外観を示していた。
実施例E 熱 末 1組 物 成分 重量(y) クリルコート(Crylcoat)E 2988’ 425.2実施例1aのカ ルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 182.2 プリミドX L −55228,6 二酸化チタン 35.0 、0 モダフロー■100 イルガノックス1010 2.0 ベンゾイン 2.0 1 クリルコートE 298gは、ベルギーのUcbから入手できるカルボン酸 基含有無定形ポリエステルである。
粉末は実施例Aに記載した一般的指示に従って製造した。但し、エアロジル(A erosil)T S +00 Cデガッサ(Degussa)から入手できる シリカ乾燥流動助剤〕を、粉砕押出し物に0.02重量%の水準で添加し、然る 後、この混合物を微粉砕した。
被覆した板を200℃で15分間焼き付けた。被覆は良好な機械的性質を示し、 滑らかな外観を示していた。
実施例F λ東tユ五米11組成物 成分 重量(g) クリルコートE 29g8 419.9実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル tgo、。
TGIC36,1 成分 重量(g) 二酸化チタン 350.0 イルガノツクス1010 2.0 ベンゾイン 2.0 粉末は実施例Eに記載した指示に従って製造した。被覆した板を200℃で15 分間焼き付けた。被覆は魅力的で、良好な基体縁被覆を与え、良好な衝撃抵抗性 を示していた。
実施例G 熱 末 成 成分 重量(g) ウララックP 5500’ 418.5実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 179.3 プリミドX L −55238,2 二酸化チタン 350.0 モダフロー1 10.0 手できるカルボン酸基含有無定形ポリエステルである。
万i!(a)− 粉末は実施例Eに記載した指示に従って製造した。
被覆した板を200℃で15分間焼き付けた。被覆は良好な可撓性及び衝撃抵抗 を示していた。
方11− 諸成分を室温で高速混合機で5分間混合し、次にAPVマシナリー社(APV  klachinery Ltd、)M P C30二軸スクリュー押出し機で、 バレル温度を135℃にし、他の操作条件は粉末押出し中50%のトルクを維持 するように調節して溶融混合した。これらの条件により、組成物中の半結晶質ポ リエステル成分が押出し中に確実に溶融した。
押出し物を、浅いステンレス鋼皿中に深さ511以下にシートとして収集し、そ れらの皿を直ちに70℃に維持された炉へ移した。20分後皿を取り出し、それ らの内容物を16時間に亙って室温へ冷却した。次に押出し物の板を慣用的やり 方で粉砕した。
得られた粉末を、接地したアルミニウム板へ静電的に噴霧した。これらを200 ℃で15分間焼き付け、優れた滑らかな外観を有する被覆を与えた。
実施例H 熱 成分 重量(g) ウララックP 5500 410.1 実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 175.8 TGIC50,に 酸化チタン 350.0 モダフロ−m +o、。
イルガノックス10!0 2.0 ベンゾイン 2.0 粉末は実施例Eに記載した指示に従って製造した。
被覆した板を200℃で15分間焼き付けた。被覆は魅力的な外観を持ち、良好 な機械的性質を示していた。
実施例工 熱硬 性粉末被1組成物 成分 重量(g) 実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 9.5 D E R671’ 107.5 エピコート(Epikote)3003−4 F 10275.0クリルコート 2564’ 17.0 二酸化チタン 354.0 ベンゾイン 4・O ポリエチレンワックスAC−8A’ 3.0’ DER671は、ダウ・ケミカ ル社から入手できる約2の1.2−エポキシ当量、約512のエポキシ当量を有 するエポキシ樹脂である。
2 エピコート3003−4 F 10は、英国シェルから入手できる、エポキ シ甜脂エビコー) 3003 (90%)中に流動助剤「アクロナル(Acro nal)4 F J (10重量%)を分散させた樹脂「マスターバッチ」であ る。
3 クリルコート2564は、ベルギーUcbから入手できる触媒含有マスター バッチである。
4 ポリエチレンワックスAC−8Aは、米国アライド社(Allied Co rp、)から入手できるものである。
諸成分を高速混合機中で室温で5分間混合し、次にバス単軸スクリュー押出し機 で、バレル温度90℃、スクリュ一温度70℃、温度スクリュー速度11Orp mで溶融混合した。
押出し物を冷却し、粉砕し、ホットメルト押出しに再びかけ、この時の押出し物 を冷却し、薄片状にし、全薄片の0.2重量%のエアロジルT S 100で処 理した。次に混合物を微粉砕し、106μm網に通して分粒した。
被覆板を200℃で10分間、170℃で20分間焼き付けた。
被覆は優れた外観を示しく特に40μlの膜厚で)、良好な溶剤抵抗を持ってい た。
実施例J 熱 成分 重量(g) 実施例1.aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 126.0 ウララツクP 2450’ 295.9D E R671125,1 エピコート3003−4 F 10 75.0クリルコート2564 17.0 二酸化チタン 354.0 ベンゾイン 4.0 ポリエチレンワックスAC−11A 3.01 ウララックP 2450は、D  S M Re5ins b、v、から入手できるカルボン酸基含有無定形ポリ エステルである。
粉末は実施例■に記載した指示に従って製造した。
被覆した板を200℃で10分間焼き付けた。被覆は固く、滑らかで、良好な可 視性を示していた。
比較例J (i) この例は、本発明の半結晶質ポリエステルを粉末被覆組成物から除外した場合の 外観及び機械的性質に及ぼす有害な影響を示す。
熱 イ性粉末 組成物 成分 重量(g) 実施例2.aのカルボン酸基含有 無定形ポリエステル 1211.4 ウララツクP 2450 293.5 D E R671125,1 エピコート3003−4 F 10 75.0クリルコート2564 17.0 二酸化チタン 354.0 ベンゾイン 4・0 ポリエチレンワツクスA C−8A 3.0粉末は実施例Iに記載した一般的指 示に従って製造した。
被覆した板を200℃で10分間焼き付けた。粉末配合物は、本発明で記載した 積項の半結晶質ポリエステルを含まないので、得られた被覆は外観の滑らかさが 少なく、機械的性質は著しく悪かった。
実施例に 気 性粉末組成 成分 重量(g) 実施例1aのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 106.4 ウララツクP 2695’ 259.7D E R671180,9 エピコート3003−4 F 10 75.0クリルコート2564 4.0 二酸化チタン 354.0 ベンゾイン 4.0 ポリエチレンワックスAC−8A 3.01 ウララックP 2695は、D  S M Re5ins b、v、がら入手できるカルボン酸基含有無定形ポリエ ステルである。
粉末は実施例Iに記載した指示に従って製造しな。
被覆した板を200℃で10分間焼き付けた。被覆は優れた流動性及び機械的性 質を示していた。
実施ML 弧 成分 重量(g) 実施(1M1.aのカルボン酸基含有 生詰晶貫ポリエステル 126.0 クリルコート316’ 186.9 ウララツクP 2450 96.0 クリルコート2564 30.0 D E R67+ 125.1 エピコート3003−4 F 10 75.0成分 重量(g) モウイタル(Mowital) B 、 30 H25,0二酸化チタン 35 0.0 ベンゾイン 4゜ ポリエチレンワックスA C−s A 3.’。
1 クリルコート月6は、ベルギーのUcbから入手できるカルボン酸基含有無 定形ポリエステルである。
2モウイタルB1OHは、ヘキスト・レジンズ(Hoechst Re5ins )から入手できるボ1月ビニルブチラール)である。
粉末組成物「前混合物」をバス車軸押出し機でスクリュー速度をl15rpmに 設定して、90’Cで2回押出した。
被覆した板を、三つの異なった後加熱計画(200’Cで6公開、170℃で1 5分間及び+60”Cで20分間)に従って焼き付け、外観で互いに区別でき、 優れた可撓性及び衝撃抵抗を有する完全に硬化した被覆を得た。
実施例M 熱硬 性粉末組成物 成分 重量(g> 実施例1.dのカルボン酸基含有 半結晶質ポリエステル 106.11 ウララツクP 3042’ 260.5D E R67+ 179.11 エピコート3003−4 F 10 75.0クリルコート2564 17.0 成分 重量(y) 二酸化チタン 350.0 ベンゾイン 4.0 ポリエチレンワツクスA C−8A 3.01 ウララックP 3042は、D  S M Re5ins b、v、から入 手できるカルボン酸基含有無定形ポ リエステルである。
粉末は実施例しに記載した指示に従って製造した。
被覆した板を200℃で10分間、又は170℃で20分間焼き付け、硬化した 被覆は優れた流動性及び機械的性質を示していた。
隨笠土1 (1) II撃低抵抗、ガードナー可変衝撃試験機で測定した。クロム酸塩前処 理アルミニウム板(150X 10100X2yを被覆側(前方衝撃)及び非被 覆側(逆衝撃)に5/g−直径鋼タブ(tub)によって衝撃量を増大しながら 衝撃を加えた。試験は被覆が硬化した後、24時間で行なった。変形した被覆を 穴、裂け、及び亀裂について調べた。
衝撃試験は、ASTM D−2794に一層完全に記載されている。
(2) 鉛筆硬度は、ベロル・ビーナス(Beril Venus)鉛筆で測定 した。各鉛筆を板に対して45°に手で保持し、適度な力で表面に押し付けなが ら動かした。表面に引っ掻き傷を付けるのに必要な鉛筆芯の硬度(6B〜6H) を記録した。
(3> 20°、60°。及び85゛の光沢の読みは、ASTM D−523− 85に従って、ガードナー・インストルーメント社(Gardner In5t rusnt Co、)により製造された光沢針で得られた。
(4ン 0−T曲げ試験は、1慶層厚のアルミニウム板の未被覆側を180°曲 げ、板の二つの非被覆側が互いに平らにぶつかるように曲げることにより行った 。被覆はピンホール、裂け、及び亀裂について10倍の倍率で検査し、これらの いずれかが見られた場合には、試験に不合格であるとした。1−T及び2−T試 験は、最初の曲げを更に180°折りたたむことにより同じ板で行なうことがで きる。
(5) 粉末保存安定性は次のようにして決定した。
直径20xm、長さ50zzの円筒状ガラス容器に3gの粉末を入れ、40℃に 設定した恒温炉で10日間保存する。次に容器を炉から取り出し、逆さにする。
もし粉末が自由に流れるか、又は存在する凝集物が容器を軽くたたくことにより 崩れるならば、その粉末は試験に合格したものとする。
(6) 溶媒抵抗試験は、アセトンを浸み込ませた木綿ウールパッドで被覆の表 面を30秒以内で少なくとも30回しっかりと擦ることを含んでいた。パッドは 反復した試験中アセトンで飽和した状態に保ち、乾燥被覆が軟化又は光沢の喪失 を示した時点での擦った回数を記録した。
゛ (7) 塩噴霧試験は、両側に硬化被覆を有し、露出縁にクロロゴムの保護 被覆を有する板の一方の側にX字状に傷付けることを含んでいた。その傷は被覆 を通って板に達していた。次に板を塩噴霧に38℃で500時間曝した。接着テ ープを乾燥傷の上に付け、テープを45°の角度で引き剥がし、傷からのクリー プ性を測定した。試験手順はASTM DII7−73に一層完全に記載されて いる。
要約書 本発明による熱硬化性粉末被覆組成物は、カルボン酸官能性ポリエステル成分と 、カルボン酸基と反応する基を有する硬化剤との共反応性粒状混合物を結合剤と して含み、カルボン酸官能性成分が、10〜70tyKOH/gの酸価及びII zgK OH/ IF以下の水酸基価を有する半結晶質ポリエステルからなるこ とを特徴とする。一般に半結晶質ポリエステルは、55℃より低い一つ以上のT g値、50〜200℃の鋭い融点、好ましくは少なくとも1600の数平均分子 量を有する。もし望むならば、組成物は無定形ポリエステルを含んでいてもよく 、硬化剤は、例えばエポキシ樹脂又はビス(β−ヒドロキシアルキルアミド)で もよい。本発明の被覆組成物は、半結晶質ポリエステルが存在しない場合よりも 早く硬化し、それから形成された熱硬化被覆は、改良された外観及び機械的性質 (%に可撓性)を有する。
補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の8)平成4年9月25日 ―

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.カルボン酸官能性ポリエステル成分と、カルボン酸基と反応する基を有する 硬化剤との共反応性粒状混合物を結合剤として含む熱硬化性粉末被覆組成物にお いて、前記カルボン酸官能性成分が、 (A)10〜70mgKOH/gの酸価及び11mgKOH/g以下の水酸基価 を有する少なくとも一種類の半結晶質ポリエステル5〜100重量%、及び(B )少なくとも30℃のTg及び15〜90の酸価を有する少なくとも一種類の無 定形ポリエステル0〜95重量%、 からなることを特徴とする熱硬化性粉末被覆組成物。 2.結合剤が40〜98重量%のカルボン酸官能性ポリエステル成分及び2〜6 0重量%の硬化剤からなることを特徴とする請求項1に記載の組成物。 3.半結晶質ポリエステルが1600〜12,000の数平均分子量を有するこ とを特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。 4.半結晶質ポリエステルが2500〜4500の数平均分子量を有することを 特徴とする請求項3に記載の組成物。 5.半結晶質ポリエステルが28〜45の酸価を有することを特徴とする請求項 1〜4のいずれか1項に記載の組成物。 6.半結晶質ポリエステルが5以下の水酸基価を有することを特徴とする請求項 1〜5のいずれか1項に記載の組成物。 7.半結晶質ポリエステルが200℃で0.1〜7Pa(1〜70ポアズ)の溶 融粘度及び160℃で4〜20Pa(40〜200ポアズ)の溶融粘度を有する ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。 8.カルボン酸官能性ポリエステル成分が、(A)5〜90重量%の半結晶質ポ リエステル及び(B)10〜95重量%の無定形ポリエステルからなることを特 徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。 9.カルボン酸官能性ポリエステル成分が、(A)10〜40重量%の半結晶質 ポリエステル及び(B)60〜90重量%の無定形ポリエステルからなることを 特徴とする請求項8に記載の組成物。 10.無定形ポリエステルが、一種類以上の脂肪族又は脂環式ポリオールからな るポリオール成分と、一種類以上の脂肪族、脂環式、又は芳香族ポリカルボン酸 、又はそれらの酸無水物、エステル、又は酸塩化物との縮合反応に基づいたもの であり、前記酸成分の少なくとも10重量%がイソフタル酸であることを特徴と する請求項8又は9に記載の組成物。 11.酸性分の少なくとも40重量%がイソフタル酸であることを特徴とする請 求項10に記載の組成物。 12.硬化剤がポリエポキシドであり、硬化剤中のエポキシド脂対ポリエステル 成分中のカルボン酸基のモル比が0.6〜1.6:1であることを特徴とする請 求項1〜11のいずれか1項に記載の組成物。 13.ポリエポキシドがエポキシド当量150〜1000のエポキシ樹脂であり 、エポキシ樹脂対ポリエステル成分の重量比が15:85〜60:40であるこ とを特徴とする請求項12に記載の組成物。 14.硬化剤が固体非樹脂状ポリエポキシドであることを特徴とする請求項12 に記載の組成物。 15.硬化剤がビス(β−ヒドロキシアルキルアミド)であることを特徴とする 請求項1〜11のいずれか1項に記載の組成物。 16.55℃より低い一つ以上のTg値、50℃〜200℃の鋭い融点、10〜 70mgKOH/gの酸価、及び11mgKOH/gの水酸基価を有する、熱硬 化性粉末被覆に用いるための半結晶質ポリエステル。 17.少なくとも1600の数平均分子量を有することを特徴とする請求項16 に記載の半結晶質ポリエステル。 18.12,000までの数平均分子量を有することを特徴とする請求項16又 は17に記載の半結晶質ポリエステル。 19.2500〜4500の数平均分子量を有することを特徴とする請求項18 に記載の半結晶質ポリエステル。 20.28〜45の酸価を有することを特徴とする請求項16〜19のいずれか 1項に記載の半結晶質ポリエステル。 21.5以下の水酸基価を有することを特徴とする請求項16〜20のいずれか 1項に記載の半結晶質ポリエステル。 22 200℃で0.1〜7Pa(1〜70ポアズ)の溶融粘度及び160℃で 4〜20Pa(40〜200ポアズ)の溶融粘度を有することを特徴とする請求 項16〜21のいずれか1項に記載の半結晶質ポリエステル。 23.請求項1に記載したカルボン酸官能性ポリエステル成分と、硬化剤と、任 意に一種類以上の顔料及び(又は)他の添加物(一種又は多種)の共反応性粒状 混合物を混合し、粉砕することを特徴とする熱硬化性粉末被覆組成物の製造方法 。 24.混合工程で溶融した後、半結晶質ポリエステルをアニーリング処理により 再結晶化することを特徴とする請求項23に記載の方法。 25.請求項23又は24に記載の方法に従って製造された熱硬化性粉末被覆組 成物。 26.一種類以上の適当なポリオールと、酸、酸無水物、エステル、及び酸塩化 物から選択された一種類以上の適当なポリカルボン酸成分との重縮合による、熱 硬化性粉末被覆に用いるための半結晶質ポリエステルの製造方法において、アル コールより酸を過剰に用いて、10〜70mgKOH/gの酸価及び11mgK OH/g以下の水酸基価を有する生成物を与えることを特徴とする半結晶質ポリ エステル製造方法。 27.請求項26に記載の方法に従って製造された半結晶質ポリエステル。 28.請求項1〜15のいずれか1項又は請求項25に記載の熱硬化性粉末被覆 組成物を基体に適用し、その基体上で加熱して該被覆を溶融及び硬化することを 特徴とする基体被覆方法。 29.請求項28に記載の方法により被覆された基体。
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