JPS6112763A - エポキシ樹脂粉体塗料 - Google Patents

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】 ［技術分野１ この発明は常温下はもちろん低温下においてもすぐれた
耐衝撃性を有する塗膜を形成しうるエポキシ樹脂粉体塗
料に関するものである。

〔従来技術〕

エポキシ樹脂粉体塗料は、通常、エポキシ樹脂に硬化剤
と粒状無機充填剤を配合してなるものであり、被塗装物
に対する良好な密着性とすぐれた防食性を示すことから
、従来より船舶、車両、大型構造物などの防食塗装用塗
料として汎用されている。

このエポキシ樹脂粉体塗料を用いて形成された塗膜は、
一般に常温付近においては良好な耐衝撃性を有するが低
温下においての耐衝撃性が不充分であるという欠点を有
している。

上記の欠点を解決する方法として、上記の塗膜の厚みを
厚くする、上記の粒状無機充填剤の配合量を多くする、
あるいは上記の粒状無機充填剤のかわりにフレーク状無
機充填剤を使用するなどの方法があるが、いずれも塗膜
の可とう性を低下させるという問題がある。可とう性の
不充分な塗膜は被塗装物のハンドリングの際にクラック
を生じやすい。

［発明の目的および概要］ そこでこの発明者らは上記の実情に鑑みて、良好な可と
う性を持ちしかも常温下はもちろん低温下においてもす
ぐれた耐衝撃性を有する塗膜を形成しうるエポキシ樹脂
粉体塗料を提供することを目的として鋭意検討した結果
、エポキシ樹脂に配合する充填剤として粒状無機充填剤
と特定の針状ガラス粉末とをそれぞれ特定量使用するこ
とにより上記目的が達せられることを見い出し、この発
明をなすに至った。

すなわち、この発明は、エポキシ樹脂に少なくとも硬化
剤および充填剤を配合してなるエポキシ樹脂粉体塗料に
おいて、充填剤としてエポキシ樹脂１００重量部に対し
て平均長さが５０’／”以上でかつアスペクト比が５以
上の針状ガラス粉末３０〜１００重量部および平均粒子
径カ月、Ｏｐｎ以下の粒状無機充填剤３０重量部以上を
配合したことを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料に係る
ものである。

［発明の効果］ 上記の針状ガラス粉末は補強効果の大きな充填剤として
知られているものであるが、この針状ガラス粉末をエポ
キシ樹脂粉体塗料における充填剤として用いると、一般
にはこの塗料を用いて形成される塗膜の可とう性が著し
く低下する。このため、従来のエポキシ樹脂粉体塗料に
おいては上記の針状ガラス粉末を配合する例は少ない。

しかしながら、この発明においては、エポキシ樹脂粉体
塗料の充填剤として上記の針状ガラス粉末と粒状無機充
填剤とを併用し、かつ両者の使用量を特定量とすること
により、エポキシ樹脂粉体塗料を良好な可とう性を持ち
しかも常温下はもちろん低温下においてもすぐれた耐衝
撃性を有する塗膜を形成しうるものとしている。

［発明の構成〕 この発明において使用するエポキシ樹脂としては、ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹
脂などのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が使用可
能であり、とくにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好
適である。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を使
用する場合ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの他の
エポキシ樹脂を適当量混合して耐熱・性などを向上させ
ることもできる。この場合ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂の使用量は、全エポキシ樹脂使用量の７０重量％以
上とするのが好ましい。

なお、この発明で用いるエポキシ樹脂としては、通常、
分子量が９００〜３，６００であり、またエポキシ当量
としては４５０〜ｉ、ｓｏｏ程度のものが好適に使用さ
れる。このエポキシ当量が小さすぎるとエポキシ樹脂粉
体塗料にブロッキングを生じやすく塗装作業性が悪くな
るため好ましくない。

また、このエポキシ当量が大きすきるとエポキシ樹脂粉
体塗料の溶融粘度が高すきて均一な塗膜が得られないた
め好ましくない。

また、上記のエポキシ樹脂としては、全末端基数におけ
る非反応性末端基数つまりエポキシ基以外の末端基数（
エポキシ基か開環したグリコール、クロルヒドリンなど
を有するもの）の割合が５％未満であるものが好ましい
。この非反応性末端基数の割合が大きすきると塗膜の可
とう性および耐衝撃性に悪影響を及はすため好ましくな
い。

この発明において使用する硬化剤としては、エポキシ樹
脂粉体塗料に一般的に使用されるものから目的に応じて
選択される。この硬化剤の具体例としては、例えばジア
ミノジフェニルアミンの如き芳香族ジアミン、脂肪族ア
ミンと脂肪族ジカルボン酸の縮合物、ジシアンジアミド
、イミダゾール類などのアミン系硬化剤、無水テトラヒ
ドロフタル酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、
無水トリメリット酸などの有機酸無水物系硬化剤、フェ
ノールＩｆ脂、ビスフェノールＡなどのフエメール系硬
化剤などがあげられる。また硬化剤の配合量は、用いる
エポキシ樹脂の１エポキシ当量当り、一般的に０５〜１
５当量使用される。

この発明の粉体塗料中に含まれる充填剤は特定の針状ガ
ラス粉末と粒状無機充填剤とからなるものである。

上記の針状ガラス粉末とは平均長さが５０／”Ｊ／１上
でかつアスペクト比（平均長さ／平均太さ）が５以上の
もの、好ましくは平均長さが５０〜３５０ｐｎでアスペ
クト比が５〜１００てかつ平均太さか１〜３０ノ垢程度
のものである。

この針状ガラス粉末の平均長さが５０／”未満てあった
りアスペクト比が５未満では、エポキシ樹脂粉体塗料を
用いて形成される塗膜の耐衝撃性がとくに低温下（０°
Ｃ以下）において不充分となる。

また、この針状ガラス粉末の平均長さが長ずきると粉体
塗料化が困難となる場合が生じるとともに上記塗膜の平
滑性が低下するため好ましくない。

また、この針状ガラス粉末としては、その表面がシラン
系カップリング剤で表面処理されたものを使用するのが
好ましい。この表面処理によって塗膜における針状ガラ
ス粉末とエポキシ樹脂とのぬれ性が向上して両者の接着
性が良好となり、これによって上記針状ガラス粉末とエ
ポキシ樹脂との界面への水分の浸入が防止される。この
ため上記塗膜の防食性が向上して水分の浸入による塗膜
のふくれや塗膜の絶縁性の低下に起因する被塗装物の腐
食が良好に防止される。

上記シラン系カップリング剤としては、Ｎ−フェニル−
・Ｔ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−β（ア
ミノエチル）Ｔ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシ
ラン、Ｔ−グリシドキシプロピルメチルジェトキシシラ
ン、β−（３・４−エポキシシクロヘキシル）エチルト
リメトキシシランなどのエポキシシラン、あるいはＴ−
メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプ
トシランがとくに好ましいものとしてあげられる。

針状ガラス粉末の配合量としては、上記のエポキシ樹脂
１００重量部に対して３０〜１００重量部、好ましくは
４０〜８０重量部である。この配合量が３０重量部未満
ではエポキシ樹脂粉体塗料により形成された塗膜の耐衝
撃性がとくに低温下において不充分となり、この配合量
が１００重量部を超えると上記塗膜の平滑性および可と
う性が低下する。

次に、上記針状ガラス粉末と併用される粒状無機充填剤
とは、平均粒子径が１０ｐＪ／Ｊ、下、好ましくはＯ］
〜０７ｐ程度のものである。この平均粒子径カ月Ｑｐを
超えるとエポキシ樹脂粉体塗料により形成された塗膜の
可とう性か不充分となる。

また、この粒状無機充填剤のアスペクト比（長径／短径
）は通常２以下が好ましい。

この粒状無機充填剤の具体例としては、例えばそれぞれ
平均粒子径が１．０　ｐ以下でかつアスペクト比が２以
下の粒状の二酸化チタン、硫酸バリウム、溶融シリカ、
アルミナ、炭酸カルシウムなどがあげられる。

なお、この粒状無機充填剤としては、エポキシ樹脂との
ぬれ性向上のための表面処理が施されているものが好ま
しい。この表面処理としてはＺｎ−ｋｌ−５ｉ処理がと
くに好ましく、その他Ａｌ単独処理、樹脂酸、脂肪酸、
シランカップリング剤、チタンカップリング剤が充填剤
の種類に応じて使用できる。

上記Ｚｎ　−Ａｊ’　−５ｉ処理とはケイ酸、酸化アル
ミおよび酸化亜鉛の水和物を充填剤表面にコーティング
することによって、充填剤と樹脂の親和性。

親水性を改良するものである。

上記表面処理によって塗膜における粒状無機充填剤とエ
ポキシ樹脂との接着性が良好になるため上記針状ガラス
粉末における表面処理の場合と同様に塗膜の防食性およ
び絶縁性を向上させることができる。

上記の粒状無機充填剤の配合量としては、上記のエポキ
シ樹脂１００重量部に対して３０重量部以上、好ましく
は３０〜１５０重量部、特に好ましくは４０〜１４０重
量部である。この配合量が３０重量部未満ではエポキシ
樹脂粉体塗料により形成される塗膜の可とう性が不充分
となる。また、この配合量か多すぎると上記塗膜の平滑
性が低下するため好ましくない。

この発明のエポキシ樹脂粉体塗料は上記のエポキシ樹脂
、硬化剤、針状ガラス粉末および粒状無機充填剤を必須
成分とするが、これら成分以外に昶 必要に応じて顔料、レベリング剤、流Ｉ調整剤などの添
加剤を含んでいてもよい。これら添加剤の配合量として
は、通常上記エポキシ樹脂１００重量部に対して５重量
部以下とするのがよい。

この発明のエポキシ樹脂粉体塗料は、溶融混合法あるい
は乾式混合法によって得られるが、好ましくは溶融混合
法を採用して得るのがよい。この溶融混合法では、各成
分を溶融混合したのち所定の粒度に粉砕する工程を含む
。したがって、この粉砕工程で、前記充填剤の大きさ、
つまり釘状カラス粉末の平均長さやアスペクト比あるい
は粒状無機充填剤の平均粒子径が粉砕時に変化すること
が考えられる。

この発明においては粉砕後の上記充填剤の大きさが前記
範囲内に設定されていることが重要であり、このため前
記設定値以外の針状ガラス粉末や粒状無機充填剤を用い
た場合でも粉砕後に前記設定値の範囲内に入るものであ
ればこの発明の粉体塗料として前記効果を得ることがで
きる。例えば、後述する実施例に示す粉体塗料の製造条
件では、粉砕後の針状ガラス粉末の平均長さは配合前の
それの９０〜９５％に変化し、一方針状ガラス粉末の平
均太さや粒状無機充填剤の平均粒子径には変化が見られ
なかった。

上記溶融混合法により得られるあるいは乾式混合法にて
得られるこの発明のエポキシ樹脂粉体塗料の粒度は、こ
の粉体塗料の用途によっても異なるが通常はその最大粒
度が２００〜４０メツシュ程度とされる。

このエポキシ樹脂粉体塗料を用いて塗膜を形成するため
の塗装方法としては、一般に粉体塗装方法として知られ
ている方法がいずれも適用され、例えば静電スプレー法
、静電浸漬法、流動浸漬法などがあげられる。

上記エポキシ樹脂粉体塗料により塗装された被塗装物に
は上記粉体塗料が融着し硬化してなる塗膜が形成される
。この塗膜の厚みは目的に応じて設定されるが、薄すき
ると塗膜に欠陥を生じやすく、また厚すぎると可とう性
が低下するため通常は０１〜１．Ｏｍｍ程度とするのが
よい。

このようにして形成された塗膜は常温下はもちろん通常
−５０°Ｃ程度までの低温下においてもすぐれた耐衝撃
性を有するとともに可とう性も良好である。

この発明のエポキシ樹脂粉体塗料は上記のようにすぐれ
た特性を有する塗膜を形成しうるため、船舶、車両、大
型構造物などの防食塗装用をはじめとして、電気製品な
どの美装および防食用、電気絶縁用、固着用などの粉体
塗料としてきわめて有用である。

〔実施例１ 以下にこの発明の実施例を記載する。なお、以下におい
て部とあるのは重量部を意味する。

実施例１ ビスフェノールＡ型エポ車シ樹脂（エポキシ当量７５０
、全末端基数における非反応性末端基数　、の割合３５
％）１００部、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシランにより表面処理された針状カラス粉末（
平均長さ１００声、平均太さ１０ＩＤｎ１アスペクト比
１０）７０部、Ｚｎ　−Ａｌ−５ｉ処理された粒状の二
酸化チタン（平均粒子径０．３５１”）８０部、エピク
ロルヒドリン１分子にビスフェノール２分子を付加して
得られる水酸基当量２５０である樹脂（硬化剤）２４部
、２−メヂルイミタゾール１０部、顔料０５部およびレ
ベリング剤０５部からなる組成物を二軸押出機（集送機
械社製商品名ＴＥＭ−５０）で溶融混練した。

次いで上記混練物をハンマーミルにより粒度が１２０メ
ツシユ以下となるように粉砕し、この発明のエポキシ樹
脂粉体塗料を得た。この塗料中に含まれる針状カラス粉
末の平均長さは９５ｐｎ、平均太さはｌ　Ｑ　ｐｍ１ア
スペクト比は）０５であり、粒状二酸化チタンの平均粒
子径は０．３５／”であった。

ここで、針状ガラス粉末の平均長さ、平均太さおよび粒
状無機充填剤の平均粒子径は顕微鏡法によって求めたも
のであり、塗料中の上記充填剤については塗料を有機溶
剤に溶解、希釈、乾燥して、顕微鏡法により求めた。

実施例２〜５ 針状ガラス粉末および二酸化チタンの配合量をそれぞれ
下記の第１表に示す量とした以外は実施例１と同様にし
てこの発明のエポキシ樹脂粉体塗料を得た。なお、粉砕
後の針状ガラス粉末および粒状二酸化チタンの大きさは
、いずれも前記実施例１の場合とほぼ同じこの発明の範
囲内にあった。

比較例１〜９ 針状ガラス粉末および二酸化チタンの配合量をそれぞれ
下記の第１表に示す量とした以外は実施例１と同様にし
てエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

上記の実施例１〜５および比較例１〜９て得られたエポ
キシ樹脂粉体塗料を用いて形成される塗膜の特性評価を
次のようにして行い、これらの結果を下記の第１表に示
した。

〈耐衝撃性〉 脱脂処理されかつショツトブラストにより最大粗さ５０
ｐに表面研掃された１、　ＯＯｍ＋＋＋Ｘ　１００ｍｍ
Ｘ１２朋の熱間圧延鋼板を２４０°Ｃに予熱し、この鋼
板に上記のエポキシ樹脂粉体塗料を静電スプレーで塗布
し、しかるのち２００°Ｃで１０分間加熱して上記粉体
塗料を硬化させ厚さ０３〜０．４　ｍｍの塗膜を形成し
、これを試験片とした。

カードナ一式衝撃試験機を用い、棒状鉄の先端に５／８
インチの直径の鋼球を固着してなる重量】＋＜ｇの重錘
を上記試験片の塗膜表面に落下させ、塗膜か破断しない
最大高さを求めた。この測定は２０℃および一３０°Ｃ
で行った。

〈可とう性〉 熱間圧延鋼板として離型処理を施したものを使用した以
外は上記の耐衝撃性測定のための試験片の場合と同様に
して塗膜を形成し、しかるのちこの塗膜を剥離してフィ
ルムを得た。このフィルムをＪＩＳ−に−７１）３に規
定される２号ダンベルで打ち抜き、このタンベル状フィ
ルムを東洋ボールドウィン社製テンシロンＵＴＭ−ＩＩ
Ｉ型により引張速度５０πｍ／分で引張り試験を行い、
このフィルムの破壊時の伸び率を求めた。この測定は２
０℃および一３０°Ｃで行った。

〈平　滑　性〉 耐衝撃性測定のための試験片における塗膜の外観を目視
により観察した。

〈防　食　性〉 耐衝撃性試験の場合と同様にして作製した試験片を用い
てこれを沸騰水中に１０日間浸漬したのち、塗膜のブリ
スター発生の有無を観察し、同時に塗膜の体積抵抗率を
測定した。

第　　　１　　　表 実施例６ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量８５０
１全末端基数における非反応性末端基数の割合３０％）
１００部、Ｔ−グリシドキシプロピルメチルジェトキシ
シランにより表面処理された針状ガラス粉末（平均長さ
８０Ｐ１平均太さ９μ、アスペクト比８．９）６０部、
Ｚｎ−ＡＺ−５ｉ処理された粒状の硫酸バリウム（平均
粒子径０．２５／ｆｆ１）８ＯＮ、ジアミノジフェニル
メタンＩＣＩ、２−メチルイミダゾール０２部、顔料０
．５部およびレベリング剤０５部からなる組成物を実施
例１と同様に二軸押出機で溶融混練し、しかるのち粒度
か１２０メツシユ以下となるように粉体化し、この発明
のエポキシ樹脂粉体塗料を得た。この塗料中に含まれる
針状ガラス粉末の平均長さは７５ｐ１平均太さは９μ、
アスペクト比は８３であり、粒状硫酸バリウムの平均粒
子径は０．２５／”であった。

実施例７，８ 針状ガラス粉末および硫酸バリウムの配合量を下記の第
２表に示す量とした以外は実施例６と同様にしてこの発
明のエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

なお、粉砕後の針状ガラス粉末および粒状硫酸バリウム
の大きさは、いずれも前記実施例６の場合とほぼ同じこ
の発明の範囲内にあった。

比較例１０ 針状カラス粉末としてＴ−グリシドキシプロピルメチル
ジェトキシシランにより表面処理された平均長さ３０ノ
湖、平均太さ１３ｐｎ１アスペクト比２３のものを使用
した以外は実施例６と同様にしてエポキシ樹脂粉体塗料
を得た。

比較例１） 硫酸バリウムとしてＺｎ−Ａｆ−５ｉ処理された平均粒
子径３０．ＩＩ７＋のものを使用した以外は実施例６と
同様にしてエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

上記の実施例６〜８および比較例１０．１）で得られた
エポキシ樹脂粉体塗料を用いて形成される塗膜の特性評
価を上記の方法で行い、これらの結果を下記の第２表に
示した。

第　　　２　　　表 以−ヒの結果から明らかなように、この発明のエポキシ
樹脂粉体塗料によると、常温下はもちろん低温下におい
ても耐衝撃性にすくれるとともに町とう性も良好な塗膜
が形成されることがわかる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂に少なくとも硬化剤および充填剤を
   含ませてなるエポキシ樹脂粉体塗料において、充填剤と
   してエポキシ樹脂１００重量部に対して平均長さが５０
   μｍ以上でかつアスペクト比が５以上の針状ガラス粉末
   ３０〜１００重量部および平均粒子径が１．０μｍ以下
   の粒状無機充填剤３０重量部以上を含むことを特徴とす
   るエポキシ樹脂粉体塗料。
2. （２）エポキシ樹脂の全末端基数における非反応性末端
   基数の割合が５％未満である特許請求の範囲第（１）項
   記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
3. （３）エポキシ樹脂がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
   である特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載
   のエポキシ樹脂粉体塗料。
4. （４）針状ガラス粉末がアミノシラン、エポキシシラン
   またはメルカプトシランにより表面処理されており、か
   つ粒状無機充填剤がエポキシ樹脂とのぬれ性向上のため
   の表面処理が施されている特許請求の範囲第（１）〜（
   ３）項のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。