JPS5837343B2 - 粉体塗装用ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された熱硬化性の粉体塗装用ポリエステル
樹脂組或物に関する。

現在のところ粉体塗料に用いられるカルボキシル基を含
有したポリエステル樹脂の硬化剤として多酸基酸や、エ
ポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートなどのよ
うなオキシラン基を含有する化合物が知られているが、
これらのうち多塩基酸を使用した場合には、焼付温度が
高く（一般には２００℃以上）、また、焼付け時塗膜硬
化中に縮合反応生或物（水）によるワキ（発泡）を生じ
るため塗膜外観をそこない、実用性にかける。

エポキシ樹脂を硬化剤として用いると塗膜の耐候性が劣
るために、屋外用途に適さない。

トリグリシジルイソシアヌレートをそのまま硬化剤とし
て使用することは特開昭４９−９４７２２、同４９一９
６０２１などに記述されており公知の技術である。

トリグリシジルイソシアヌレートを硬化剤として用いた
場合、焼付時に反応生成物が無く、シたがってワキが発
生しないこと、および、比較的低温で焼付けて硬化でき
ることなどの長所がある反面、カルボキシル基を含有し
たポリエステル樹脂との反応性が高く、製造時にゲル化
しやすいこと、製造された粉体塗料組成物の貯蔵安定性
が劣り、夏期（とくに気温３５℃以上）には約１カ月の
貯蔵により変質することなどの欠点があり、実用上解決
すべき問題とされている。

本発明者はカルボキシル基含有ポリエステル樹脂の硬化
剤としてトリグリシジルイソシアヌレートの長所を生か
し、前述の欠点を改良するために鋭意研究を行ない、本
発明を完成させた。

すなわち本発明は、 （４）酸価２０〜１００で、軟化点６０〜１５０℃のカ
ルボキシル基含有ポリエステル樹脂５０〜９５％（重量
％、以下同じ）と・ （Ｂ）トリグリシジルイソシアヌレートのオキシラン基
１モルに対し、０．１〜０．９モルのカルボキシル基を
含有する１塩基酸または多塩基酸を付加させた化合物５
０〜５％とからなる粉体塗装用ポリエステル樹脂組或物
（以下、単に［本組或物」という）を要旨とするもので
ある。

本組成物は製造作業性が良くゲル化することがないこと
、製造後の貯蔵安定性が優れており夏期（３５℃以上）
においても長期間変質しないことなどの特徴があり、ト
リグリシジルイソシアヌレートを単独で硬化剤として使
用したときの欠点を完全に解消したものである。

本発明に用いられる固形ポリエステル樹脂の原料として
は、それらを使用して得られる縮合生成物の好ましい特
性値、すなわち酸価が２０〜１００で、かつ軟化点が６
０〜１５０℃の範囲にあれば、どのようなカルボン酸（
カルボン酸の無水物および誘導体を含む）および多価ア
ルコールでも採用しうるが、そのうちの数例をあげれば
下記のとおりである。

（イ）カルボン酸 フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸、テトラクロルフタル酸、コハク酸およびこれらの無
水物またはジアルキルエステル；イソフタル酸、トリメ
リット酸、ピロメリット酸、テレフタル酸、アゼライン
酸、アジピン酸、セバシン酸およびそれらのジアルキル
エステル；安息香酸、Ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、
モノメチル安息香酸、ジメチル安息香酸、イソノナツク
酸、イソオクタノイツク酸。

（口）多価アルコール ■の１）２価アルコール エチレンクリコール、フロピレングリコール、トリメチ
レングリコール、■・３−、１・２−または１・４−ブ
タンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、
オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、２・２・
３−１−ＩＪメチルペンタン１・３−ジオール、２・２
−ビス（４−シクロヘキサノール）フロパン。

（９（７）２） ３価以上の多価アルコールグリセリン
、トリメチロールプロパン、トｊメチロールエタン、ト
リストヒドロキシイソシアヌレート、ペンタエリスリッ
ト、イソヘキシルトリオール。

以上に列挙した合成原料以外のものでも、これらを適当
に組合せることによって前記の範囲の酸価、および軟化
点を満足するポリエステル樹脂をつくることができれば
、従来公知の原料を何等制限なく使用することが可能で
ある。

これらの合成原料を使用してポリエステル樹脂を製造す
るには、在来からの溶融縮合法、共沸縮合法等の反応操
作で行なわれるが、樹脂の軟化点の調節は原料組或中の
硬或分、たとえばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル
酸、２・２−ビス（４−シクロヘキサノール）プロパン
、エチレングリコール等と、軟成分たとえばアジピン酸
、ヘキサンジオールなどとの組合せ比率を変えることに
よって達成される。

また、酸価は原料組戒中のカルボン酸と多価アルコール
との比率を変えることによって調節することができる。

以上の方法で調整されるポリエステル樹脂に関し、軟化
点が６０℃以下では粉体塗料化後の耐プロツキング性（
貯蔵中あるいは輸送時に、外気温度、および圧力により
粉体塗装の粒子相互の融着、塊状化を起させない性質）
が悪く、１５０℃以上では粉体塗料の溶融粘度が高く、
溶融塗膜の流展性を低下さまた平担、平滑な塗膜が得に
くくなるためともに適当でない。

ポリエステルの酸価が２０以下では硬化塗膜の物性およ
び耐溶剤性が劣り、１００以上では粉体塗料の貯蔵安定
性および硬化塗膜の平担、平滑性が劣るので実用性に乏
しく、樹脂酸価は２０〜ｉｏｏが適当である。

トリグリシジルイソシアヌレート（以下 ［ＴＧＩＣＪ と略称する）に付加させる１塩基酸また
は多塩基酸としては次のものが使用できる。

（イ） １塩基酸 脂肪族１塩基酸；例えばプロピオン酸、カブリン酸、ミ
リスチン酸なとのＣ２〜Ｃ１８の飽和脂肪酸。

トウハク酸、ラウロレイン酸、オレイン酸なとのＣ５〜
Ｃ１８の不飽和脂肪酸。

リノール酸、エレオステアリン酸などのジおよびトリ不
飽和脂肪島ヒドロキシステアリン酸などの水酸基を持つ
脂肪酸。

芳香族１塩基酸；例えば安息香酸、Ｐ−ｔｅｒｔ−ブチ
ル安息香酸、モノメチル安息香酸、ジメチル安息香酸な
と。

（口）多塩基酸 シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などのＣ
２〜Ｃ１９の脂肪族二塩基酸。

フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット
酸、ピロメリット酸などの芳香族多塩基島 ＴＧＩＣに上記の酸を付加させるには、ＴＧＩＣのオキ
シラン基１モルに対し、上記の酸をそのカルボキシル基
が０．１〜０．９モルに相当するよう両者を配合し、適
当な反応条件（たとえば１５０℃で１時間加熱）によっ
て反応させればよい。

以下、反応生成物を［ＴＧＩＣ付加物」とよぶ。

上述のカルボキシル基含有ポリエステル樹脂とＴＧＩＣ
付加物からなる本組成物には、顔料（たとえば酸化チタ
ン、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロ
シアニングリーン等）、添加剤たとえばコロイダルシリ
力（デグサ社製エロジル）塗面調整剤（三菱モンサント
会社製モダフロー）などを添加するのが一般的である。

以下製造例、実施例および比較例を挙げて本発明を具体
的に説明する。

なお、例中の部は重量部を表わす。

製造例 〔１″ｌ ＴＧＩＣ付加物の製造 イ）ＴＧＩＣ付加物Ａ； ＴＧＩＣ（日産化学工業会社製、以下同じ）２２５．９
（６０モル％）とＰ−ｔｅｒｔブチル安息香酸８９ｇ（
４０モル％）とるフラスコに入れ、１５０℃で１時間反
応させたのち広底の容器に取り出して冷却することによ
り、淡黄色固形のＴＧＩＣ付加物Ａを得た。

口）ＴＧＩＣ付加物Ｂ； ＴＧＩＣ２２５ｇ（６０モル％）とセバシン酸１０１ｇ
（４０モル％）をフラスコに入れ、１５０℃で１時間反
応させた後ち広底の容器に取り出して冷却することによ
り、淡黄色でや＼軟質固形のＴＧＩＣ付加物Ｂを得た。

ハ）ＴＧＩＣ付加物Ｃ ＴＧＩＣ２２５．９（３２モル％）とＰ−ｔｅｒｔブチ
ル安息香酸２８５ｇ（６８モル％）フラスコに入れ、１
５０℃で１時間反応させたのち広底の容器に取り出して
冷却することより、淡黄色固形のＴＧＩＣ付加物Ｃを得
た。

〔迫 カルボキシル基含有ポリエステル樹脂の製造攪拌
機、温度計、分離器を備えた反応容器にジメチルテレフ
タレート１４６部、ネオペンチルグリコール１０４部お
よびトリメチロールエタタン７部を仕込み、加熱溶融さ
せた。

溶融後かきまぜを行ないつつ加熱を続け、１６０℃に達
した時オレイン酸鉛１部を加え、さらに加熱して２４０
℃に至らしめた。

この間副或するメタノールは分離器を通して除去した。

２４０°Ｃに１時間保った後、イソフタル酸２５部及び
無水トリメット酸を０〜５０部の範囲で所定の樹脂酸価
すなわち１０．４０及び１２０になるような量でそれぞ
れ仕込み、これらを２２０℃で１時間保つ。

ついでキシレン１０部を徐々に加え、再び２２０℃で３
時間保った。

この過程で副戒した水およびメタノールは分離器によリ
分離・除去した。

つぎに反応容器を減圧にしてキシレンを除去し、放冷後
流動性のあるうちに内容物を取り出して酸価１０，４０
及び１２０の３種のカルボキシル基含有ポリエステル樹
脂を得た○ これらの樹脂の軟化点は次のとおりである。

酸価１０の樹脂： ７０℃ 酸価４０の樹脂： ６５℃ 酸価１２０の樹脂： ７２℃ 〔創本組成物等の製造 〔Ｄ及ひてＨπ得られた各種のＴＧＩＣ付加物とカルボ
キシル基含有ポリエステル樹脂とを組合せ、下記の配合
によって３種類の本組成物と２種類の比較組成物を作成
する。

なお、比較のためＴＧＩＣ付加物のかわりにＴＧＩＣを
使用した比較組成物も加える。

これらの組成物の詳細は第１表に示した。

本組或物等の配合 ？７，。

，７２基。有，，エ７ヶ７．樹脂注）言。ＴＧＩＣ付加
物又酊。

ｃ４〜３注）ルチル型酸化チタン
５０塗面調整剤（共栄社油脂会社製、 ポリフローＳ）１ 注） 樹脂の種別およびＴＧＩＣ付加物（又はＴＧＩＣ
）の種別と配合量は第１表に示す。

上記の配合で各原料を混合した後、常法により、溶融・
混線．冷却・粉砕・分級を行って、４０〜８０μの粒径
を有する粉体塗装用組成物を製造した。

実施例１〜３及び比較例１〜３ ６種類の粉体塗装用組成物を、リン酸亜鉛系表面処理を
施した冷延鋼板（ＪＩＳＧ３３１０，約３００ｘｌＯＯ
Ｘ０．８ｍｍ）の上に、静電粉体塗装機（ゲマ社製、Ｏ
ＥＭＡ７２１型）によって乾燥塗膜の厚さが約８０μに
なるようにそれぞれ塗装した後、約１８０℃で３０分間
焼付を行ない塗板を作或した。

これらの塗板および粉体塗装用組戒物についての試験結
果を第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）酸価２０〜１００で、軟化点６０〜１５０℃の
   カルボキ゜シル基含有ポリエステル樹脂５０〜９５重量
   ％と （Ｂ）トリグリシジルイソシアヌレートのオキシラン基
   １モルに対し、０．１〜０．９モルのカルボキシル基を
   含有する１塩基酸または多塩基酸を付加させた化合物５
   ０〜５重量％とからなる粉体塗装用ポリエステル樹脂組
   或物。