JPS5825352B2 - 粉体塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性アクリル粉体塗料の特徴である耐候性
を損うことなく、防蝕性及び多湿環境における金属密着
性を著しく改良した粉体塗料組成物に関する。

最近、合成樹脂塗料の分野において、溶剤又は水等の揮
発性の成分を含まない塗料として粉体が開発され、溶剤
による大気汚染の回避や、一度の塗装で厚い塗膜の塗装
が可能で省力化出来ることから脚光を浴びている。

上記の粉体塗料としては、従来エポキシ樹脂粉体塗料が
実用に供せられているが、耐候性が不良なために用途が
限定され、最近は熱硬化性アクリル粉体塗料の如きすぐ
れた耐候性を有する粉体塗料が開発され始めている。

しかしながら、従来の熱硬化性アクリル粉体塗料は、防
蝕性及び多湿環境における金属密着性においてはエポキ
シ粉体塗料に比較して劣り、屋外の厳しい環境において
はしばしばそれらの品質の改良が欲求されている。

本発明の目的は、熱硬化性アクリル粉体塗料のすぐれた
耐候性を損うことなく、防蝕性及び多湿環境における金
属密着性を飛躍的に改良した粉体塗料組成物を提供する
ことにある。

すなわち、本発明は、（Ａ） グリシジル基含有単量
体５〜４０重量％とアクリル酸エステルおよびまたはメ
タクリル酸エステルを含むエチレン系不飽和単量体９５
〜６０重量％を共重合してなり１０〜７５℃の範囲のガ
ラス転移温度と１．５００〜３０，０００の範囲の数平
均分子量を有するアクリル系共重合体１００重量部に対
し、（Ｂ） 多価カルボン酸化合物１〜４０重量部及
び（０） 重合リン酸の金属塩の単独もしくは混合物
を０．０５〜１０重量部を配合せしめて成ることを特徴
とする粉体塗料組成物である。

本発明の粉体塗料組成物の一成分であるアクリル系共重
合体（Ａ）は、グリシジル基含有単量体を５〜４０重量
％、好ましくは５〜３０重量％を含み、かつ１０〜７５
°Ｃのガラス転移点、１，５００〜３０．０００の数平
均分子量を有するアクリル系共重合体である。

アクリル系共重合体（Ａ）のグリシジル基含有単量体成
分の含有量が全単量体の５重量％未満では防蝕性及び多
湿環境における金層密着性が低下し、不適当であり、又
４０重量％をこえる場合には粉体塗料として用いる場合
塗装した後の焼付工程において熱流動性が不十分となっ
て平滑な塗装面が得られず不適当である。

また、アクリル系共重合体（Ａ）のガラス転移温度が１
０℃未満になると粉体塗料の貯蔵安定性が低下し、一方
７５°Ｃをこえる場合には、熱流動性が低下し、塗装面
の平滑性が損われ不適当である。

また、アクリル系共重合体（Ａ）の数平均分子量が１．
５００未満になると塗膜の強度及び耐薬品性、塗料の貯
蔵安定性が低下し、一方３０，０００をこえると熱流動
性が低下し、塗装面の平滑性が損われ不適当である。

本発明のアクリル系共重合体中にグリシジル基を与える
ものとして使用されるグリシジル基含有単量体きしては
（メタ）アクリル酸の（メチル）グリシジルエステル、
（メタ）アリルアルコールの（メチル）グリシジルエー
テル、Ｎ−グリシジルアクリル酸アミド、ビニルスルフ
オン酸グリシジル等があり、これらは１種または２種以
上の混合物として使用できる。

一方、グリシジル基含有単量体と共重合させるアクリル
酸エステルおよびまたはメタクリル酸エステルを含むエ
チレン系不飽和単量体としては、たとえば重合および混
練時の温度においてグリシジル基との反応性の低いもの
であって、かつ上記のグリシジル基含有単量体とラジカ
ル的に共重合するアクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステル、及び所望によりその他のエチレン系不飽和単量
体が単独もしくは混合物として使用される。

アクリル酸ま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、アクリル酸２−
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
クリル酸イソプロピル、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、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ドデシ
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、メタクリル酸２−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。

上記アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及びそ
の他のエチレン系不飽和単量体は１種または２種以上の
混合物として使用でき、又、アクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステルの全共重合体中の割合は２０〜８０重
量％であることが好ましい。

上記アクリル系共重合体の製造法としては、公知のいず
れの方法も採用することができるが、溶液重合させた後
、脱溶剤したり、懸濁重合させた後に戸別して生成共重
合体を採取する方法が簡便である。

一方、（Ｂ）の多価カルボン酸化合物としては、例えば
、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、１．１２ドデカン２酸、１
．２０アイコサン２酸、クエン酸、マレイン酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフ
タル酸、ヘキサヒドロフタル酸、シクロヘキサン１，２
ジカルボン酸などの多価カルボン酸があげられる。

また無水コハク酸、無水セバシン酸、無水フタル酸、無
水イタコン酸、無水トリメリット酸などの如き、多価カ
ルボン酸無水物であってもよく、また、１分子中に２個
以上のカルボキシル基を有するポリエステル樹脂もしく
は、アクリル樹脂、またはポリアミド樹脂なども含まれ
る。

（Ｂ）の多価カルボン酸化合物は、アクリル系共重合体
１００重量部に対し１〜４０重量部の割合で用いられ、
その使用量が１重量部未満では防蝕性及び多湿環境にお
ける金属密着性が低下し、本発明では不適であり、一方
、４０重量部をこえると塗面の平滑性が損なわれ本発明
では不適当である。

（Ｃ）の重合リン酸の金属塩としては、例えは、重合リ
ン酸として、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラメタ
リン酸、ヘキサメタリン酸、縮合リン酸等と、ナトリウ
ム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、スズ、鉛などの
金属との塩であり、重合リン酸の水素原子のすべてが金
属塩になっていても、又、一部が金属塩となっていても
よい。

又、上記の重合リン酸塩は、一種の金属の金属塩或いは
二種以上の金属の金属塩であってもよい。

特に重合リン酸と塩を形成する金属としては、アルカリ
土類金属、亜鉛、アルミニウム、スズ、鉛などが望まし
い。

本発明で用いる重合リン酸の金属塩を本発明で用いる（
５）のアクリル系共重合体及び（Ｂ）の多価カルボン酸
化合物と組合せて使用した場合には、本発明の目的であ
る防蝕性及び多湿環境における金属密着性を飛躍的に改
良することが出来るものである。

上記（Ｃ）の重合リン酸の金属塩は、単独もしくは、こ
れらの混合物として用いられ、アクリル系共重合体１０
０重量部に対し、０．０５〜１０重量部の割合で用いら
れ、その使用量が０．０５重量部未満では、本発明の目
的とする効果がなく、一方、１０重量部より多くなると
塗面の光沢が低下するので本発明には不適当である。

又、本発明の粉体塗料組成物には、エポキシ、ポリエス
テル、ポリアミド等の樹脂、或いは繊維素誘導体の如き
各種樹脂、顔料、流動調整剤、ブロッキング防止剤、紫
外線吸収剤、ベンゾイン、帯電防止剤、酸化防止剤、等
の通常用いられる塗料用添加物を必要に応じて１種また
は２種以上加えることができ、添加物を加え、または加
えずして粉体塗料として実用に供せられる。

粉体塗料を製造するに際しては、囚、 （Ｂ） 、 （
Ｃ）三成分及び必要に応じ各種樹脂、顔料、流動調整剤
、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、ベンゾイン、帯
電防止剤、酸化防止剤等を適宜混合した後、通常加熱ロ
ール、エクストルーダーの如き溶融混練機で溶融混合し
、冷却の後粉砕して粉体塗料とする。

また、塗装については、静電吹付法、流動浸漬法等の周
知の塗装方法によって被塗物に塗装し、通常これを１５
０〜２１０℃の焼付炉で焼付を行い粉体塗装による塗膜
を得ることができる。

次に実施例を説明する。

実施例 （１）アクリル系共重合体の製造 次表−１の実験番号ａ＝ｄに示す如き量の単量体、分散
剤、重合開始剤、連鎖移動剤、及びイオン交換水を、撹
拌機還流冷却管、温度計及び窒素導入口を備えた４つロ
フラスコ中に仕込み、窒素でフラスコ内の空気を置換し
、撹拌しながら昇温し、撹拌しながら９０℃に６時間保
って重合を完結せしめて、ついで冷却し、重合により得
られた沈澱したパール状の固型の共重合体を濾過して集
め、乾燥して固型のアクリル系共重合体を得た。

（２）粉体塗料の製造 熱ロールで９０℃の温度条件下、前述の如く製造した固
型のアクリル系共重合体（ａ）〜（ｄ）を各各表２の実
験番号（１）〜（６）に示す量の多価カルボン酸化合物
、重合リン酸の金属塩、顔料及び流動調整剤とともに溶
融混合し冷却後、粉砕機で粉砕し、１００メツシユの篩
でふるって通過した区分を集め、実験番号（１）〜（６
）の粉体塗料をそれぞれ得た。

尚、比較例として、実験番号（７）及び（８）では、表
２に示す如き量の使用物質を用いた以外は、同様な方法
によりそれぞれの粉体塗料を製造した。

（３）粉体塗料の評価 表−２に示す実験番号（１）〜（８）の各粉体塗料を、
それぞれの実験番号に応じて粉体塗装用静電スプレー塗
装機で、燐酸亜鉛処理を施した０、 ８ ｍｍ厚の梨地
鋼板に表３に示す膜厚となるように塗装し、１８０℃×
３０分間焼付を行なって試験板を得て、各実験番号に応
じて表３に示す各項目に関して硬化塗膜の評価試験を行
い、その結果をそれぞれ表３に示した。

なお各試験方法は次の通りである。

（１）膜厚 電磁膜厚計を用いて磁力の差から塗膜の厚さを測定した
。

（２）塗面の平滑性 ＪＩＳ Ｋ−５４００６，１によった。

（３）耐候性 ａ）光沢保持率 光沢測定法はＪＩＳ Ｋ−５４００６，７による 光沢保持率は、次式によって計算し、これを光沢保持率
（％）とする ｂ）変色度 測色色差計（スガ試験機■製）を用い、 ＪＩＳ Ｚ−８７３０に準じて行なった。

（４）防蝕性 塗膜上にクロスカットを入れ、３５℃で５％ＮａＣ１水
溶液を所定の時間噴霧後クロスカットにそってセロテー
プハクリ試験を行なった。

塗膜のハガレ巾の状態を観察した。

（５）金属密着性（ゴバン目クロスカット）塗膜に１ｎ
間隔に１００個のます目ができるようにナイフですしを
入れ、セロハンテープを接着し、はくすしたときの塗膜
がはがれる状況を観察した。

（６）多湿環境における金属密着性 塗装板を温度５０℃と、湿度９８％の恒温恒湿槽（耐湿
試験機）内に３０日間放置した後塗装板をとり出し、塗
膜にゴバン目クロスカットテストを行なった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）グリシジル基含有単量体５〜４０重量％とアク
   リル酸エステルおよびまたはメタクリル酸エステルを含
   むエチレン系不飽和単量体９５〜６０重量％とを共重合
   してなり１０〜７５℃の範囲のガラス転移温度と１，５
   ００〜３０．Ｑ ＯＯの範囲の数平均分子量を有するア
   クリル系共重合体１００重量部に対し、 （Ｂ） 多価カルボン酸化合物１〜４０重量部及び（
   ０） 重合リン酸の金属塩の単独もしくは混合物を０
   ．０５〜１０重量部を配合せしめて成ることを特徴とす
   る粉体塗料組成物。