JPH10204330A - エポキシ樹脂粉体塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポットライフの向上したエポキシ樹脂粉体塗
料組成物の提供。 【解決手段】 成分として、エポキシ樹脂と、イミダゾ
ール又はイミダゾリン硬化剤と、分子量２５０以下でか
つ融点が９０℃以上のモノカルボン酸とを含有し、前記
モノカルボン酸が、エポキシ樹脂のグリシジル基に対す
るモル比で、0.０５〜0.８の量で配合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体塗料に関し、
特に、塗料のポットライフを向上したエポキシ樹脂粉体
塗料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エポキシ樹脂粉体塗料は、付
着性や、防食性、物理性能の良さから、耐候性性能を必
要としない被塗物に使用されている。特に最近、粉体塗
料の環境対応性が認められ、汎用化が進み、塗装範囲の
拡大化をたどる一方で、要求性能が向上し、薄膜化、平
滑化、低温焼付化が望まれている。ところで、例えば、
１３０〜１８０℃における低温焼付を行うためには、低
温で活性の高い硬化剤を使用するか、硬化剤の量を増加
させることが必要である。しかしながら、この場合、粉
体塗料のポットライフは、著しく低下し、低温での保管
条件が厳しくなり、保管にかかるコストが上昇し、品質
保証期間が短縮するなど問題となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、従
来のエポキシ樹脂粉体塗料の持つ優れた特性を生かしな
がら、低温焼付が可能でかつ貯蔵安定性に優れたエポキ
シ粉体塗料を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、エポキシ樹脂と、そ
の硬化剤とを含有するエポキシ樹脂粉体塗料に、分子量
２５０以下でかつ融点が９０℃以下のモノカルボン酸を
所定の量で配合することにより、低温焼付が可能であり
かつ貯蔵安定性に優れたエポキシ樹脂粉体塗料が得られ
ることを見出し、本発明に至ったものである。即ち、本
発明は、エポキシ樹脂と、イミダゾール又はイミダゾリ
ン硬化剤と、分子量２５０以下でかつ融点が９０℃以上
のモノカルボン酸化合物とを含有し、前記モノカルボン
酸化合物を、前記エポキシ樹脂のグリシジル基に対する
モル比で、0.１〜0.６の量で配合したことを特徴とする
エポキシ樹脂粉体塗料に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で使用されるエポキシ樹脂は、常温（１５
〜２５℃）で固体状態である。好ましくは、軟化点が１
４０℃以下、好ましくは１３０℃以下、特に好ましくは
１２０℃以下であることが適当である。下限は、通常、
６０℃である。このようなエポキシ樹脂としては、従来
からエポキシ樹脂粉体塗料の製造に用いられているエポ
キシ樹脂を特に制限無く使用することができる。その具
体的な例を挙げると、例えば、ビスフェノールＡジグリ
シジルエーテル樹脂や、ビスフェノールＦジグリシジル
エーテル樹脂、アミノグリシジルエーテル樹脂、ビスフ
ェノールＡＤジグリシジルエーテル樹脂、ビスフェノー
ルＺジグリシジルエーテル樹脂、Ｏ−クレゾールノボラ
ックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹
脂、ビフェノールグリシジルエーテル樹脂、シクロペン
タジエン骨格エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹
脂、ＧＭＡアクリル樹脂等、若しくはこれらの樹脂の置
換基を他のものに置き換えたもの、例えば、ＣＴＢＮや
エステル化等の変成を行ったものも等を制限無く使用す
ることが出来る。

【０００６】エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が、
好ましくは３００〜１２００、特に好ましくは４００〜
１０００であるエポキシ樹脂が適当である。本発明で用
いるの硬化剤として、上記エポキシ樹脂と反応して架橋
構造を形成するイミダゾール又はイミダゾリン化合物で
あれば、特に制限なく、各種の化合物を使用することが
できる。好ましいイミダゾール硬化剤としては、例え
ば、２−フェニルイミダゾール等のフェニルイミダゾー
ルや、２−メチルイミダゾールや、２−エチル−４−メ
チルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−
ヘプタデシルイミダゾール等のアルキルイミダゾール等
が挙げられる。また、好ましいイミダゾリン硬化剤とし
ては、これらの対応するイミダゾリン硬化剤が挙げられ
る。

【０００７】これらの硬化剤は、融点が１４０℃以下の
ものである。硬化剤は、上記エポキシ樹脂、１００重量
部に対して、通常、２〜２０重量部、好ましくは３〜１
５重量部、特に好ましくは４〜１０重量部の量で使用さ
れる。本発明で使用するモノカルボン酸は、分子量２５
０以下でかつ融点が９０℃以上のものである。モノカル
ボン酸の分子量が２５０を越えると、カルボン酸の活性
が低くなり、貯蔵安定性を向上することが困難となる。
また、モノカルボン酸の融点が、９０℃未満であると、
熱溶融混練時にモノカルボン酸が溶融し、高活性な状態
が持続することになり、エポキシ樹脂の反応が進行し、
モノカルボン酸が一種のエポキシ反応封止剤として作用
し、反応成分の架橋反応が進行せず、塗膜特性の低下を
招く。特に、粉体塗料生産方式の観点から、モノカルボ
ン酸化合物の融点は、９０℃以上であることが適当であ
る。なお、融点は、２００℃以上では、成膜時溶融する
事ができず、塗膜にブツ等の外観不良の原因となるの
で、好ましくない。

【０００８】なお、カルボキシル基が２個以上有する化
合物では、エポキシ樹脂と架橋反応するため、貯蔵安定
性を向上することができない。このようなモノカルボン
酸としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸や、芳香族
モノカルボン酸等が挙げられ、上記のように、分子量が
２５０以下でありかつ融点が９０℃以上であれば、特に
制限なく、各種のモノカルボン酸を使用することができ
る。脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、酢酸や、
プロピオン酸、酪酸等の誘導体、具体的には、ベンジル
酸（分子量２２６、融点１５０℃）、フェノキシ酢酸
（分子量１５２、融点９８℃）、ｐ−ヒドロキシフェニ
ルプロピオン酸（分子量１６６、融点１３０℃）、ジフ
ェニル酢酸（分子量２１２、融点１５０℃）、ジメチロ
ールブタン酸（分子量１４８、融点１１５℃）等が挙げ
られる。

【０００９】芳香族モノカルボン酸としては、例えば、
安息香酸や、ナフトエ酸、ピコリン酸等又はその誘導
体、具体的には、安息香酸（分子量１２２、融点１２１
℃）や、サルチル酸（分子量１３８、融点１６０℃）、
プロトカテキュ酸（分子量１５０、融点１９９℃）、ｐ
−ｔ−ブチル安息香酸（分子量１７８、融点１６６
℃）、トルイル酸（分子量１３６、融点１０７〜１０８
℃）、ｏ−ベンゾイル安息香酸（分子量２２６、融点１
２７℃）等、及びナフトエ酸（分子量１７２、融点１６
１℃）、ピコリン酸（分子量１２３、融点１３６〜１３
７℃）等が挙げられる。モノカルボン酸は、上記エポキ
シ樹脂のグリシジル基のモル数に対するモル比で、0.０
５〜0.８、好ましくは0.１〜0.７、特に好ましくは0.１
〜0.６の量で使用する。このモル比が、0.０５未満で
は、貯蔵安定性を向上することが困難である。一方、0.
８を越えると、モノカルボン酸がエポキシ樹脂と反応し
て、一種の反応封止剤として挙動し、封止されるグリシ
ジル基が多量に発生することになり、塗膜形成時におけ
る効率的な架橋反応が進行させることができない。その
結果、塗膜の硬化不良が生じ、塗膜物性低下する。

【００１０】本発明のエポキシ樹脂粉体塗料は、上記エ
ポキシ樹脂と、その硬化剤と、及びモノカルボン酸とを
配合することによって得られる。このようにして得られ
る樹脂組成物には、必要に応じて、例えば、従来よりエ
ポキシ樹脂粉体塗料に使用されている顔料や、その他の
添加剤を使用することができる。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。その他の添加剤と
しては、例えば、タレ防止剤、表面調整剤、架橋促進
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。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。なお、実施例中、「部」、「％」は重量を基準と
する。実施例１ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのエピコート１００４（エ
ポキシ樹脂、油化シェルエポキシ社製商品名）（Ａ−
１）６０部に、硬化剤として、２−フェニルイミダゾー
ル（Ｂ−１）５部、サリチル酸1.０部（エポキシ樹脂の
グリシジル基に対するモル比（以下、単に「モル比」と
いう）0.２１）、タレ防止剤としてモダフローパウダー
２０００（アクリルオリゴマー、モンサント社製商品
名）１部、体質顔料として硫酸バリウム２０部、シリカ
１０部、着色顔料としてカーボンブラック１部を溶融混
練して得られたペレットを粉砕し、１８０メッシュで分
級を行い、平均粒径４０μｍの粉体塗料Ａを作成した。実施例２ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂（Ａ−１）
６０部に、硬化剤として、２−ウンデシルイミダゾール
（Ｂ−２）５部、安息香酸1.５部（モル比0.５４）、タ
レ防止剤としてモダフローパウダー２０００、１部、体
質顔料として硫酸バリウム２０部、シリカ１０部、着色
顔料としてカーボンブラック１部を溶融混練して得られ
たペレットを粉砕し、１８０メッシュで分級を行い、平
均粒径４０μｍの粉体塗料Ｂを作成した。

【００１２】実施例３ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂（Ａ−１）
６０部に、硬化剤として、２−フェニルミダゾリン（Ｂ
−３）４部、ジメチロールブタン酸0.７部（モル比0.１
７）、タレ防止剤としてモダフローパウダー２０００、
１部、体質顔料として硫酸バリウム２０部、シリカ１０
部、着色顔料としてカーボンブラック１部を溶融混練し
て得られたペレットを粉砕し、１８０メッシュで分級を
行い、平均粒径４０μｍの粉体塗料Ｃを作成した。

【００１３】比較例１ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂（Ａ−１）
６０部に、硬化剤として、２−ウンデシルイミダゾール
（Ｂ−２）５部、安息香酸0.２部（モル比0.０７）、タ
レ防止剤としてモダフローパウダー２０００、１部、体
質顔料として硫酸バリウム２０部、シリカ１０部、着色
顔料としてカーボンブラック１部を溶融混練して得られ
たペレットを粉砕し、１８０メッシュで分級を行い、平
均粒径４０μｍの粉体塗料Ｄを作成した。比較例２ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのＢＰＡエポキシ樹脂（注
１）６０部に、硬化剤として、２−フェノルイミダゾー
ル（Ｂ−１）５部、無水トリメリット酸（分子量１９
２、融点１６８℃）1.４部（モル比0.２１）、タレ防止
剤としてモダフローパウダー２０００、１部、体質顔料
として硫酸バリウム２０部、シリカ１０部、着色顔料と
してカーボンブラック１部を溶融混練して得られたペレ
ットを粉砕し、１８０メッシュで分級を行い、平均粒径
４０μｍの粉体塗料Ｅを作成した。比較例３ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂（Ａ−１）
６０部に、硬化剤として、２−フェニルイミダゾール
（Ｂ−１）５部、フェニル酢酸（分子量１３６、融点７
８℃）２部（モル比0.４０）、タレ防止剤としてモダフ
ローパウダー２０００、１部、体質顔料として硫酸バリ
ウム２０部、シリカ１０部、着色顔料としてカーボンブ
ラック１部を溶融混練して得られたペレットを粉砕し、
１８０メッシュで分級を行い、平均粒径４０μｍの粉体
塗料Ｆを作成した。比較例４ エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂（Ａ−１）
６０部に、硬化剤として、２−フェニルイミダゾール
（Ｂ−１）５部、ステアリン酸（分子量２８４、融点７
０℃）２部（モル比0.２）、タレ防止剤としてモダフロ
ーパウダー２０００、１部、体質顔料として硫酸バリウ
ム２０部、シリカ１０部、着色顔料としてカーボンブラ
ック１部を溶融混練して得られたペレットを粉砕し、１
８０メッシュで分級を行い、平均粒径４０μｍの粉体塗
料Ｇを作成した。

【００１４】上記実施例及び比較例におけるエポキシ樹
脂粉体塗料の組成を以下の表１に示す。上記実施例及び
比較例で製造した粉体塗料組成物Ａ〜Ｇについて以下の
試験を行った。また、0.８ｍｍ厚の冷間圧延鋼板に静電
塗装ガン（松尾産業社製 ＰＧ−１）にて塗装を行い、
１６０℃、１０分又は１４０℃、２０分での焼付を行
い、以下の塗膜性能評価を行った。その結果を以下の表
２に示す。

【００１５】＜塗料評価項目＞ １．塗料のゲルタイム １７０℃にて実施、ストロークキュア法 ２．貯蔵安定性 ４０℃恒温機中で１０日間放置後のゲルタイムを測定。
上記塗料のゲルタイムの初期値からの以下の式で規定さ
れる保持率を算出した。 保持率＝初期ゲルタイム／４０℃１０日後ゲルタイム×
１００ ３．塗膜外観 塗膜外観を目視にて以下の基準により評価。 ○：良好 △：やや不良 ×：不良 ４．耐衝撃性 デュポン式試験機を用い、１／２インチ径のポンチを塗
膜表面に置き、その鉛直方向より、５００ｇの重りを落
下させたときに、塗膜に割れ、剥がれが生じない最大高
さ（ｃｍ）を測定した。 ５．エリクセン試験 エリクセン試験機を用い、塗膜裏面よりポンチを押しだ
し、塗膜に亀裂が入った時の押し出し量（ｍｍ）。 ６．塩水噴霧試験 ＳＳＴ３００時間後のカット面よりの片側剥離巾を求め
た。 ７．付着性 ＪＩＳ−Ｋ−５４００ ８．５．２に準拠。

【００１６】碁盤目１００個中の残存数／１００を求め
た。

【００１７】

【表１】 表１ 実 施 例 比 較 例 １ ２ ３ １ ２ ３ ４粉体塗料 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ エポキシ樹脂 Ａ−１ 60 60 60 60 60 60 60 硬化剤 Ｂ−１ 5 5 5 5 Ｂ−２ 5 5 Ｂ−３ 4 モノカルボン酸 サルチル酸 1.0 安息香酸 1.5 0.2 ジメチロールブタン酸 0.7 無水トリメリット酸 1.4 フェニル酢酸 2ステアリン酸 2 モノカルボン酸 0.21 0.54 0.17 0.07 0.21 0.40 0.2モル比 アクリルオリゴマー 1 1 1 1 1 1 1 硫酸バリウム 20 20 20 20 20 20 20 シリカ 10 10 10 10 10 10 10カーボンブラック 1 1 1 1 1 1 1

【００１８】

【表２】 表１（続き） 実 施 例 比 較 例 １ ２ ３ １ ２ ３ ４粉体塗料 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ ゲルタイム 120 124 94 130 89 90 154 （秒） 貯蔵安定性 保持率％ 84 89 83 70 65 72 72塗膜外観 160℃焼付 ○ ○ ○ △ × △ △ 140℃焼付 ○ ○ ○ ○ 艶 ○ ○ 引け耐衝撃性(cm) 160℃焼付 50 40 50 40 50 50 50 140℃焼付 50 40 50 40 50 50 30 エリクセン(mm) 160℃焼付 6 4 6 6 6 5 5 140℃焼付 6 4 6 6 6 5 5 塩水噴霧試験(mm) 160℃焼付 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 140℃焼付 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 1＞ 1＞付着性 160℃焼付 100 100 100 100 100 100 100 140℃焼付 100 100 100 100 100 100 90

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、従来のエポキシ樹脂粉
体塗料と同等の効果性能を有しながら、塗料の貯蔵安定
性が従来品と比べ、１０〜３０％向上したエポキシ樹脂
粉体塗料が提供される。また、この効果は、低温硬化、
速硬化等の硬化性を向上させた場合にも有効であり、低
温硬化性、速硬化性と貯蔵安定性の両立が容易に出来
る。つまり、低温硬化性、速硬化性を付与した粉体塗料
の保管に、特別な措置を講じる必要が無く、従来と同様
の保管で貯蔵が可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂と、イミダゾール又はイミ
   ダゾリン硬化剤と、分子量２５０以下でかつ融点が９０
   ℃以上のモノカルボン酸とを含有し、前記モノカルボン
   酸を、前記エポキシ樹脂のグリシジル基に対するモル比
   で、0.０５〜0.８の量で配合したことを特徴とするエポ
   キシ樹脂粉体塗料。