JPH08120221A - 複数の接着剤樹脂を含む熱硬化性塗料 - Google Patents
複数の接着剤樹脂を含む熱硬化性塗料Info
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Abstract
ち特に耐候性の保護被覆を作ることのできる、エポキシ
フリーの熱硬化性塗料を提供する。 【解決手段】 酸価20〜200mg KOH/g、ガ
ラス転移点が40℃以上のカルボキシル末端ポリエステ
ル樹脂(a)および1分子当たり少なくとも2個のβ-
ヒドロキシアルキルアミド基を持つβ-ヒドロキシアル
キルアミド(b)をベースとする少なくとも2種の接着
剤樹脂を含む熱硬化性のエポキシフリー塗料;この少な
くとも2種の接着剤樹脂は官能性、または換言すれば1
分子中のカルボキシルおよび/またはβ-ヒドロキシア
ルキルアミド基の数が異なる。接着剤樹脂と共に塗料は
粉末塗料としての製法および利用にとって代表的な添加
剤を更に任意に含む。また塗料の調製法およびその使用
に関する。
Description
リエステル樹脂類、カルボキシル基含有のブロックポリ
シアネート類およびβ-ヒドロキシアルキルアミド類を
ベースとする熱硬化性塗料に関する。
媒を放出せず、したがって液体塗料とちがって明らかに
環境面での利点がある。加熱による架橋は接着剤中に含
まれる官能基間での重付加または重縮合によって起こ
る。代表的な接着剤系は、エポキシ樹脂/硬化剤類、カ
ルボキシル基含有ポリエステル類/エポキシ類、ヒドロ
キシル基含有ポリエステル類/イソシアネート類、ヒド
ロキシル基含有アクリレート類/イソシアネート類、カ
ルボキシル基含有アクリレート類/エポキシ類、エポキ
シ基含有アクリレート類/ジカルボン酸類、カルボキシ
ル基含有ポリエステル/またはカルボキシル基含有アク
リレート類/β-ヒドロキシアルキルアミド類、等であ
る。列挙した接着剤系は相互にその塗料としての特性だ
けでなく、特に屋外での耐候性に於いて異なるが、いず
れも高い光沢表面、すなわち言い換えれば80より大き
いグロスインデックス(DIN 67530、入射角6
0゜)を持っている。
クス(DIN 67530)が60より大きい艶消しま
たは半光沢の表面を有し、建築、自動車および家具のよ
うな用途に適した優れた耐候性を有する粉末塗料に対す
る要望が高まっている。チョーク類、微分散ケイ酸類、
タルク等のような液体塗料工業に於ける一般的な艶消し
添加剤は粉末塗料ではわずかな艶消し効果しか示さず、
比較的多量に加えた場合、塗料としての特性を悪くす
る。ワックス等のような、接着剤と相溶性の乏しい添加
剤はいわゆる絹様の光沢表面(入射角60゜でグロスイ
ンデックスが60より大)を生じるが、それでも実際の
使用においては相溶性の悪い添加剤を多量に使用すると
表面に好ましくない効果を生じる。
明細書は、適度に反応性の異なる仕上げ粉末塗料の乾式
混合として知られているもの、換言すれば非常に短いゲ
ル化時間と非常に長いゲル化時間とを有する粉末塗料に
よる艶消し粉末塗料の調製を提案している。使用される
接着剤はアクリル樹脂類、アルキッド樹脂類および好ま
しくはエポキシ樹脂類である。
4号公報には粉末混合または換言すれば異なる接着剤系
からなる調製済み粉末塗料の物理的混合物による絹様光
沢または艶消し表面の調製が記載されている。
は、エポキシ基と反応する特別の硬化剤を用いる艶消し
塗料の調製法が提案されており、この硬化剤は環状アミ
ジンとある種のポリカルボン酸との塩である。粉末塗料
の架橋は、このプロセスでは、異なる温度で異なる反応
性をもって生じ、その結果艶消し表面を有する微細構造
が表面に形成される。しかし、このプロセスの使用は、
エポキシ基含有-およびカルボキシル基含有-ポリエステ
ル/エポキシ粉末塗料に制限され、したがって適切な屋
外耐候性を有する粉末塗料はこのプロセスでは製造する
ことができない。
た艶消し表面をもつ粉末塗料の製造法を提案している。
それは、トリグリシジルイソキャニュレート(TGI
C)のようなエポキシ樹脂またはエポキシ化合物とジ
-、トリ-またはテトラキス-(β-カルボキシエチル)シ
クロヘキサノン類またはジ-、トリ-またはテトラキス-
(β-カルボキシエチル)シクロペンタノン類の混合物
をベースにした粉末塗料に関する。この艶消し効果は架
橋剤の脂肪族カルボキシル基と、カルボキシル末端ポリ
エステル樹脂の芳香族カルボキシル基の反応性の違いに
よる。
32 463号明細書はヒドロキシル末端ポリエステル
樹脂類、TGICのようなエポキシ化合物類および遊離
カルボキシル基をもつ特別の可逆的ブロックポリイソシ
アネート類を共押し出しすることによって得られる艶消
し表面を有する粉末塗料を記載している。
学的に全く問題がなく、艶消し表面を持ち特に耐候性の
保護被覆を作ることのできる、エポキシフリーの熱硬化
性塗料を利用できるようにすることである。
載のエポキシフリーの熱硬化性塗料、それを製造するた
めの請求項5に記載の方法により達成することができ
る。従属請求項は本発明の有用な実施態様を引用してい
る。したがって、本発明は特に、化学的に同系の複数の
粉末塗料の乾式混合物、すなわち官能性において異なる
カルボキシル基末端ポリエステル樹脂および架橋剤とし
てのヒドロキシアルキルアミド類をベースとする塗料に
関する。
架橋剤をベースとする粉末塗料を開示している欧州特許
出願第0 582 363A1号および国際特許出願公開
WO-A94/03545号公報では、4官能β-ヒドロ
キシアルキルアミド類の代わりに、官能性が3より大き
いものと3より小さいものの混合物を用いることが提案
されているが、これらの特許開示の目的または成果は、
艶消し表面を有する粉末塗料を製造することではなく、
より厚い被膜の場合でさえ微視的なピンホール(あるい
は気泡)のないより良い表面を得ることである。これら
二つの文献の教示により得られる粉末塗料は、60゜の
入射角でのDIN 67530によるグロスインデック
スは80より大きい。
換えればカルボキシル末端ポリエステル樹脂類およびβ
-ヒドロキシアルキルアミド類をベースとして調製した
粉末塗料の乾式混合では、光学的に非常に魅力的である
が艶消しであり、DIN 67530(60°)のグロ
スインデックスが40より小さい粉末塗料が得られる。
用いるカルボキシル末端ポリエステルの官能性が異なれ
ばグロスインデックスは更に下げることができる。
リエステルとして好適であるポリエステル樹脂は酸価が
20から200mgKOH/g、好ましくは20から1
20mgKOH/gで、ヒドロキシル価が10mgKO
H/gより小さく、ガラス転移温度が40℃より高いポ
リエステル樹脂である。これらのカルボキシル末端ポリ
エステル樹脂の調製は既知の方法、250℃までの温度
でエステル化またはエステル交換触媒を用いて、反応の
終期は減圧にして、ジ-および/または多価の直鎖また
は分岐の脂肪族または環状脂肪族ポリオール類の多価、
好ましくは二価または多価の脂肪族、環状脂肪族または
芳香族脂肪族カルボン酸またはそのエステル類とのエス
テル化またはエステル交換により行う。
1,3-プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、
エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘ
キサンジオール、1,4-ジメチロールシクロヘキサン、
2,2-〔ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)〕プロ
パン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、グリセリン、ペンタエリスリトール、等である。ポ
リオール成分は少なくとも50モル%のネオペンチルグ
リコールを含むのが好ましい。好ましい多価カルボン酸
類はテレフタール酸、イソフタール酸、トリメリット
酸、アジピン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等
である。カルボキシル末端ポリエステル樹脂の官能性は
二価および二価以上のポリオール類またはカルボン酸類
の比率によって調整する。
アルキルアミド類は1分子当たり少なくとも2個のβ-
ヒドロキシアルキルアミドを含まなければならず、本質
的に次式(II)によって特徴づけられる:
同一または異なるアルキル基、または水素を表し、R2
は脂肪族、環状脂肪族、芳香脂肪族または芳香族基を表
し、R3は
ルキル基、または水素を表す。
ド類は次のものである: −N,N-ジ(β-ヒドロキシエチル)アセトアミド −ビス(β-ヒドロキシエチル)アジポアミド −ビス(β-ヒドロキシプロピル)アジポアミド −ビス〔N,N-ジ(β-ヒドロキシエチル)〕アジポア
ミド −ビス〔N,N-ジ(β-ヒドロキシプロピル)〕アジポ
アミド
は、加熱下で相当するカルボン酸のエステル類をアルカ
ノールアミン類と反応させる既知の方法で行う。フィル
ムの優れた専門特性を得るには、本発明のカルボキシル
末端ポリエステル樹脂のカルボキシル基に対するβ-ヒ
ドロキシアルキルアミド基の割合が0.5〜1.5、好ま
しくは0.8〜1.2であることが有利である。
化性で毒物学的に全く問題のない塗料は、以下のものを
ベースにして、少なくとも2種の接着剤系の乾式混合物
を含む: −酸価が20〜200mgKOH/g、好ましくは20
〜120mgKOH/gでガラス転移温度が少なくとも
40℃のカルボキシル末端ポリエステル、 −2個以上のヒドロキシアルキルアミド基をもつβ-ヒ
ドロキシアルキルアミドまたは異なる官能性をもつその
混合物、 −および、更に任意に、湿潤剤、流動調整剤または脱ガ
ス剤類、熱または紫外線安定剤類、顔料類、着色剤、充
填剤等の粉末塗料の代表的添加剤。ここで2種の接着剤
系は官能性、そしてその結果として反応性が異なる。
々の調製は、全成分を80〜130℃の温度で溶融状態
で共押出して行うのが好ましい。押出物は冷却し、粉砕
し、次いで90μmより小さい粒子寸法に分級する。本
発明の効果を得るために、即ち入射角60°でのグロス
インデックス(DIN 67530)が60より小さい
艶消し表面を得るために、官能性および反応性が異なる
調製済み粉末塗料を、強力ミキサーで混合して乾式混合
物とする。得られるグロスインデックスは種々の粉末塗
料の混合比に依存し、大程の場合は等重量の場合に最低
となる。
で行い、例えば静電粉末塗料スプレー装置、トリボエレ
クトリックまたはコロナ法、または流動床法、その他が
利用できる。本発明の塗料は通常の任意の温度で優れた
貯蔵安定性があり、150〜220℃で架橋した後は優
れた機械的特性を示し、滑らかで上記のような低グロス
インデックスを有する。
剤成分の調製と塗料の特性を特徴付けている。実施例 1:ポリエステルA 温度センサー、撹拌機、還流管および蒸留橋を備えた2
リットル容量のエステル化反応容器に、406.2g
(3.90モル)のネオペンチルグリコールと19.2g
(0.31モル)のエチレングリコールを入れ、140
℃で溶融し、また全反応期間を通じてN2雰囲気下に置
く。撹拌をしながら、616.0g(3.71モル)のテ
レフタール酸と0.6gのエステル化触媒を加える。内
温が上がった後は、留出物がもはや出なくなるまで反応
を続ける。次に、100.0g(0.60モル)のイソフ
タル酸と13.3g(0.09モル)のアジピン酸を加
え、30〜36mgKOH/gの必要な酸価範囲となる
までエステル化を行う。この第2の段階は減圧下(10
0ミリバール以下)で行ってもよい。得られるポリエス
テルは酸価が34mgKOH/g、160℃でのICI
溶融粘度が37Pasでガラス転移温度TG(DSC)
が64℃である。カルボキシル官能性は2.0である。
モル)のネオペンチルグリコール、19.2g(0.31
モル)のエチレングリコールおよび600.0g(3.6
1モル)のテレフタール酸をエステル化する。第2段階
として86.2g(0.52モル)のイソフタル酸と3
3.5g(0.23モル)のアジピン酸を加える。実施例
1に記載した方法により得られるポリエステルは酸価が
22mgKOH/g、160℃でのICI溶融粘度が5
3Pasでガラス転移温度TG(DSC)が63℃であ
る。カルボキシル官能性は2.0である。
モル)のネオペンチルグリコール、57.0g(0.92
モル)のエチレングリコール、31.0g(0.23モ
ル)のトリメチロールプロパン、572.0g(3.44
モル)のテレフタール酸および38.5g(0.23モ
ル)のイソフタル酸をエステル化する。第2段階として
94.0g(0.57モル)のイソフタル酸と54.0g
(0.37モル)のアジピン酸を加える。実施例1に記
載した方法により得られるポリエステルは酸価が51m
gKOH/g、160℃でのICI溶融粘度が32Pa
sでガラス転移温度TG(DSC)が58℃である。カ
ルボキシル官能性は2.4である。
アジパメート 348g(2モル)のジメチルアジペートと244g
(4モル)のエタノールアミンを、撹拌機、温度計およ
び蒸留装置を備えた反応容器中でN2雰囲気下で110
℃に加熱し、15分間還流下で反応する。次いでその温
度で反応を約3時間続行して発生するメタノールを除去
し、その後温度を約148℃に上げる。更に90分間N
2雰囲気中に置いた後、反応容器の内容物を磁製皿に注
ぎ、固化後粉砕する。得られる生成物は117〜120
℃の融点を有し、なお約1%の遊離エタノールアミンを
含む。
処方する原料類をヘンシェルミキサー中で700rpm
で30秒間乾式混合し、次いでバス−コニーダー(Bu
ss−Cokneader)(PLK46)中で、バレ
ル温度100℃、冷却スクリュー、スクリュー回転数1
50rpmで押し出す。押し出し物は冷却し、粉砕して
90μm未満に分級する。表2に挙げた艶消し表面を有
する本発明の塗料は、官能性の異なる種々の予め調製し
た粉末塗料をヘンシェルミキサー中で強力混合して調製
する。塗料試験および表面評価は、トリクロロエタンで
脱油した鋼板(厚さ0.8mm)上で、200℃の火炎
温度で30分間、60〜80μmの厚さのフィルムで行
う。
Claims (9)
- 【請求項1】 酸価が20〜200mg KOH/g、
好ましくは20〜120mg KOH/gで、少なくと
も40℃のガラス転移温度を持つカルボキシル末端ポリ
エステル樹脂(a)および1分子当たり少なくとも2個
のβ-ヒドロキシアルキルアミド基を持つβ-ヒドロキシ
アルキルアミドおよび/または2または多官能のβ-ヒ
ドロキシアルキルアミド類の混合物(b)をベースとす
る少なくとも2種の接着剤樹脂の乾燥混合物および任意
に更に製造および用途の必要に応じて代表的な添加剤を
含み、その少なくとも2種の接着剤樹脂が1分子当たり
のカルボキシル基および/またはβ-ヒドロキシアルキ
ルアミド基の数において異なる、熱硬化性エポキシフリ
ーの塗料。 - 【請求項2】 カルボキシル末端ポリエステル樹脂
(a)中のカルボキシル基当たり、0.5〜1.5個好ま
しくは0.8〜1.2個のβ-ヒドロキシアルキルアミド
基を用いることを特徴とする請求項1記載の塗料。 - 【請求項3】 β-ヒドロキシアルキルアミド(b)が
少なくとも2個のβ-ヒドロキシアルキルアミド基を有
するか、2-または多官能β-ヒドロキシアルキルアミド
の混合物を用いる請求項1記載の塗料。 - 【請求項4】 カルボキシル末端ポリエステル樹脂が少
なくとも1種の、少なくとも二価の直鎖または分岐の、
脂肪族または環状脂肪族ポリオール、および少なくとも
1種の少なくとも二価の脂肪族、環状脂肪族または芳香
族カルボン酸を含むことを特徴とする請求項1記載の塗
料。 - 【請求項5】 成分(a)、(b)および任意に更に粉
末塗料用の代表的添加剤、特に顔料、充填剤、湿潤剤、
流動調整剤または脱ガス剤、熱または紫外線安定剤等を
それぞれの接着剤に対して80〜130℃で溶融状態で
別々に押し出し、冷却し、粉砕して90μm未満の粒径
に分級し、こうして調製した粉末塗料を強力ミキサー中
で乾式混合することを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かひとつの熱硬化性エポキシフリーの塗料の製造方法。 - 【請求項6】 請求項5の方法により作ることのできる
塗料。 - 【請求項7】 粉末塗料調製のための請求項1〜6のい
ずれかひとつに記載の塗料の使用。 - 【請求項8】 トリボエレクトリックまたはコロナ粉末
スプレー法または流動床法により、艶消し表面および優
れた耐候性を有する粉末塗料の保護塗膜を形成するため
の請求項1〜6のいずれかひとつに記載の塗料の使用。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかひとつに記載の
塗料から作られる保護塗膜。
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