KR960008474B1 - Powder coating composition - Google Patents
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Abstract
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Description
열경화성 에폭시 수지를 기본으로 하는 분말 피복 조성물Powder coating composition based on thermosetting epoxy resin
[발명이 상세한 설명]Detailed description of the invention
본 발명은 열경화성 에폭시 수지를 기본으로 하는 분말 피복 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a powder coating composition based on a thermosetting epoxy resin.
경화제, 경화 촉진제 및 에폭시 수지에 혼입되는 기타 첨가제를 함유하는 열경화성의 에폭시 수지 분말 피복조성물은 금지되어 있다. 이들 분말 피복 조성물을 유동층(fluidized-beb) 피복공정, 정전유동층 피복공정, 또는 전기장치 및 전자장치에 절연 필름을 형성하는데 적합한 기타 방법에 의해 사용된다.Thermosetting epoxy resin powder coating compositions containing a curing agent, a curing accelerator and other additives incorporated into the epoxy resin are prohibited. These powder coating compositions are used by fluidized-beb coating processes, electrostatic fluidized layer coating processes, or other methods suitable for forming insulating films in electrical and electronic devices.
이러한 분말 피복 조성물의 주성분으로 사용되는 에폭시 수지는 통상적으로 융점이 40℃이상이고 주위 온도에서 고체인 분말이다. 이러한 에폭시 수지를 기타 성분과 용융-혼합하고 냉각시킨 후, 미분하여 목적한 분말 피복 조성물을 형성한다. 에폭시 수지로부터 제조된, 주위온도에서 고체인 이러한 분말 피복 조성물에 있어서의 심각한 문제점은 기판에 대해 높은 접착력을 지니는 피복필름을 형성하는 동안 우수한 이유동(易流動:free-flowing)특성을 획득하기가 매우 어렵다는 것이다.Epoxy resins used as the main component of such powder coating compositions are typically powders having a melting point of at least 40 ° C. and solid at ambient temperature. This epoxy resin is melt-mixed with the other components and cooled and then ground to form the desired powder coating composition. A serious problem with these powder coating compositions, made from epoxy resins, which are solid at ambient temperature, is that it is difficult to obtain good free-flowing properties during the formation of coating films with high adhesion to the substrate. It is very difficult.
그러므로, 본 발명의 목적은 우수한 이유동 특성 및 기판에의 강한 접착력에 대한 요구사항을 둘 다 만족시키는, 열가소성 에폭시 수지를 기본으로 하는 분말 피복조성물을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a powder coating composition based on a thermoplastic epoxy resin, which satisfies both the requirements for excellent wetting properties and strong adhesion to the substrate.
일반적으로, 본 발명의 목적은 평균 분자량이 2500 내지 8000인 비스페놀 A형 에폭시 수지(A)와 평균 분자량이 300 내지 1000인 비스페놀 A형 에폭시 수지(B)로 구성된, 평균 분자량이 2300 내지 4500인 비스페놀 A형 혼합 에폭시 수지, 충전제 및 경화제의 사실상 균일한 혼합물인, 열경화성 에폭시 수지를 기본으로 하는 분말 피복 조성물에 의해 성취된다. 보다 상세하게는, 본 발명의 조성물은 입자 크기 분포에 있어서 45중량%이상의 입자가 100-메쉬(mesh)크기를 통과하나 200-메쉬크기는 통과하지 않고, 5중량%이상의 입자가 70-메쉬 크기를 통과하나 100-메쉬 크기는 통과하지 않으며, 30중량%이하의 입자가 250-메쉬 크기를 통과한다.In general, an object of the present invention is a bisphenol having an average molecular weight of 2300 to 4500 consisting of a bisphenol A epoxy resin (A) having an average molecular weight of 2500 to 8000 and a bisphenol A epoxy resin (B) having an average molecular weight of 300 to 1000. It is achieved by a powder coating composition based on a thermosetting epoxy resin, which is a substantially homogeneous mixture of type A mixed epoxy resins, fillers and curing agents. More specifically, in the composition of the present invention, in the particle size distribution, at least 45% by weight of particles pass through a 100-mesh size but do not pass through a 200-mesh size, and at least 5% by weight of particles are 70-mesh sizes. It passes through but does not pass through the 100-mesh size, up to 30% by weight of particles pass through the 250-mesh size.
본 발명의 열경화성 에폭시 분말 피복 조성물은 평균 분자량이 2500 내지 8000인 비그페놀 A형 에폭시 수지(A)와 평균 분자량이 300 내지 100인 비스페놀 A형 에폭시 수지(B)를 혼합하여 2300 내지 4500의 평균 분자량을 제공하는 혼합된 에폭시 수지를 함유함을 첫 번째 특징으로 한다. 또한, 조성물은 45중량%이상, 바람직하게는 50 내지 80중량%의 입자가 100-메쉬 크기를 통과하나 200-메쉬 크기리는 통과하지 않고, 5중량%이상, 바람직하게는 6 내지 25중량%이상의입자가 70-메쉬 크기를 통과하나 100-메쉬 크기는 통과하지 않으며, 30중량%를 초과하지 않는 입자, 바람직하게는 3 내지 15중량%의 입자가 250-메쉬 크기를 통과하는 입자 크기 분포를 지님을 특징으로 한다. 본 발명자에 의해 연구된 바에 따르면, 전술한 특징을 지닌 조성물로부터 제조된 분말 피목 조성물은 이유동 특성 및 기판에의 강한 접착력에 대한 두 가지 요구조건을 만족시킨다.The thermosetting epoxy powder coating composition of the present invention is an average molecular weight of 2300 to 4500 by mixing a BIGphenol A type epoxy resin (A) having an average molecular weight of 2500 to 8000 and a bisphenol A type epoxy resin (B) having an average molecular weight of 300 to 100. The first feature is that it contains a mixed epoxy resin that provides. In addition, the composition is at least 45% by weight, preferably 50 to 80% by weight of the particles pass through the 100-mesh size but does not pass through the 200-mesh size, at least 5% by weight, preferably 6 to 25% by weight The above particles pass through a 70-mesh size but do not pass a 100-mesh size and have a particle size distribution in which particles that do not exceed 30% by weight, preferably 3 to 15% by weight of particles, pass through a 250-mesh size. Characterized by the god. As studied by the present inventors, the powdered wood composition prepared from the composition having the above-mentioned characteristics satisfies two requirements for wetting behavior and strong adhesion to the substrate.
본 발명에서 성분(A)로서 사용되는 평균 분자량 2500 내지 8000의 비스페놀 A형 에폭시 수지는 용점이 120 내지 160℃, 바람직하게는 130 내지 150℃이다. 이수지의 분자량은 바람직하게는 2700 내지 6500이다. 본 발명에서 성분(B)로 사용되는 평균 분자량 300 내지 1000의 비그페놀 A형 에폭시 수지는 융점이 75℃를 초과하지 않으며, 바람직하게는 주위온도에서 액체이다. 이 수지의 분자량은 바람직하게는 300 내지 500이다. 본 발명에서는 두 개의 수지 성분(A) 및 (B)를 함께 혼합한다. 혼합된 비스페놀 A형 에폭시 수지의 평균 분자량이 2300 내지 4500인 경우, 평균 분자량이 1000을 초과하나 2500 미만인 비스페놀 A형 에폭시 수지가 소량으로 혼입될 수 있다. 혼합된 에폭시 수지에 대한 이러한 분자량 요구조건이 충족되면, 본 발명에 제시된 유형의 분말 피복물에 통상적으로 사용되는 기타 성분(예:노볼락형 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지)이 소량으로 혼입될 수 있다.The bisphenol A epoxy resin having an average molecular weight of 2500 to 8000 used as component (A) in the present invention has a melting point of 120 to 160 ° C, preferably 130 to 150 ° C. The molecular weight of the resin is preferably 2700 to 6500. Biggphenol A epoxy resins having an average molecular weight of 300 to 1000 used as component (B) in the present invention do not exceed a melting point of 75 ° C, and are preferably liquid at ambient temperature. The molecular weight of this resin becomes like this. Preferably it is 300-500. In the present invention, two resin components (A) and (B) are mixed together. When the average molecular weight of the mixed bisphenol A epoxy resin is 2300 to 4500, a small amount of bisphenol A epoxy resin having an average molecular weight of more than 1000 but less than 2500 may be incorporated. If these molecular weight requirements for mixed epoxy resins are met, other components commonly used in powder coatings of the type presented herein, such as novolak type epoxy resins and cycloaliphatic epoxy resins, may be incorporated in small amounts. .
본 발명의 열경화성 에폭시 수지를 기본으로 하는 분말 피복 조성물(이후로는 간단히 분말 피복물로 언급한다)을 제조하는 바람직한 방법은 다음과 같이 진행한다: 에폭시 수지(A) 및 (B)를 가열하에 용융 상태로 혼합하고, 충전제를 혼합물에 혼합한 후, 경화제를 가하고 용융물과 함께 혼합한다. 용융혼합공정에서, 충전제와 경화제를 혼합한 후, 혼합된 비스페놀 A형 에폭시 수지의 평균 분자량이 2300 내지 4500, 바람직하게는 2400 내지 4200으로 되도록 주의해야 한다. 이 범위에 들지 않을 경우, 최종 생성물의 입자 크기 분포가 목적한 범위내에 들도록 조절하기가 어려워진다. 혼합된 비스페놀 A형 에폭시 수지의 평균 분자량이 2300 미만일 경우, 250-메쉬 크기를 통과하는 입자의 비율이 과도해 질 것이다. 혼합된 비스페놀 A형 에폭시 수지의 평균 분자량이 4500을 초과할 경우, 70-메쉬 크기를 통과하는 입자의 비율이 과도해 질 것이다. 어떤 수단을 이용하여, 최종 생성물의 입자 크기 분포를 목적한 범위내로 조절하는 것이 가능하다해도 평균 분자량이 4500을 초과하는 것은 피해야 하는데, 그 이유는 생성된 피복 분말의 도포된 피름이 기판에 대한 접착력이 우수하지 않거나 이의 강도 또는 내열성이 감소될 수 있기 때문이다. 혼합된 비스페놀 A형 에폭시 수지의 평균 분자량은 또한 2300미만이 아니어야 하는데, 그 이유는 생성된 분말 피복물이 점착성을 갖게 되고 입자가 응집되거나 유통성이 불량할 수 있기 때문이다.A preferred method of preparing a powder coating composition (hereinafter referred to simply as a powder coating) based on the thermosetting epoxy resin of the present invention proceeds as follows: Melting the epoxy resins (A) and (B) under heating , The filler is mixed with the mixture, then the curing agent is added and mixed with the melt. In the melt mixing process, after mixing the filler and the curing agent, care should be taken so that the average molecular weight of the mixed bisphenol A epoxy resin is 2300 to 4500, preferably 2400 to 4200. If it is not in this range, it becomes difficult to adjust the particle size distribution of the final product to fall within the desired range. If the average molecular weight of the mixed bisphenol A epoxy resin is less than 2300, the proportion of particles passing through the 250-mesh size will be excessive. If the average molecular weight of the mixed bisphenol A epoxy resin exceeds 4500, the proportion of particles passing through the 70-mesh size will be excessive. By any means, even if it is possible to control the particle size distribution of the final product to the desired range, it should be avoided that the average molecular weight exceeds 4500, because the applied film of the resulting coating powder has an adhesion to the substrate. This is because it is not excellent or its strength or heat resistance may be reduced. The average molecular weight of the mixed bisphenol A epoxy resin should also not be less than 2300, because the resulting powder coating may be tacky and the particles may aggregate or have poor circulation.
충전제는 본 발명에서 제안된 유형의 분말 피복물과 통상적으로 사용되는 물빌, 예를 들면, 지르곤, 활석, 석영 유리, 탄산칼슘, 마그네시아, 규산칼슘 및 시리카의 분말중에서 선택할 수 있다. 이들 충전제는 입자 크기가 104㎛를 초과하지 않으며(150메쉬보다 긁지않으며), 바람직하게는 0.1 내지 74㎛이다. 충전제는 일반적으로 사용되는 에폭시 수지 100중량부당 20 내지 200중량부, 바람직하게는 30 내지 150중량부의 양으로 혼입된다.The filler can be selected from powder coatings of the type proposed in the present invention and powders commonly used in water bills such as zirgon, talc, quartz glass, calcium carbonate, magnesia, calcium silicate and silica. These fillers have a particle size no greater than 104 μm (not scratching more than 150 mesh) and are preferably 0.1 to 74 μm. The filler is generally incorporated in an amount of 20 to 200 parts by weight, preferably 30 to 150 parts by weight, per 100 parts by weight of the epoxy resin used.
또한 경화제는 본 발명에서 제안된 유형의 분말 피복물과 통상적으로 사용되는 물질, 예를 들면 방향족폴리아민, 폴리카복실산과 이의 무수물, 폴리카실산 하이드라지드, 디시아노디아미드, BF3-아민 착화합물, 페놀계수지, 멜라민 수지, 이미다졸 및 이미다졸린 중에서 선택할 수 있다. 일반적으로, 이들 경화제는 사용되는 에폭시 수지 100중량부당 0.2 내지 40중량부, 바람직하게는 0.5 내지 30중량부의 양으로 혼입된다.Curing agents also include powder coatings of the type proposed in the present invention and commonly used materials such as aromatic polyamines, polycarboxylic acids and their anhydrides, polycarboxylic acid hydrazides, dicyanodiamides, BF 3 -amine complexes, phenols. It can be selected from count paper, melamine resin, imidazole and imidazoline. Generally, these curing agents are incorporated in amounts of 0.2 to 40 parts by weight, preferably 0.5 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the epoxy resin used.
경화제는 바람직하게는 통상의 경화 촉진제와 혼합하여 사용되며, 경화 촉진제는 사용되는 에폭시 수지 100중량부당 0.2 내지 5.0중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2.0중량부의 양으로 사용된다.The curing agent is preferably used in admixture with a conventional curing accelerator, and the curing accelerator is used in an amount of 0.2 to 5.0 parts by weight, preferably 0.5 to 2.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the epoxy resin used.
본 발명에서, 경화제는 혼합된 에폭시 수지 및 충전제의 미분된 혼합물의 용융물에 혼합시키는 것이 바람직하나, 경우에 따라, 경화제는 혼합된 에폭시 수지 및 충전제와 건조-혼합될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 본 발명의 조성물에는 부티랄 수지 또는 아크릴산 에스테르 올리고머와 같은 유동 조절 첨가제, 또는 안료 등을 혼입할 수 있다.In the present invention, the curing agent is preferably mixed in the melt of the finely divided mixture of the mixed epoxy resin and the filler, but in some cases, the curing agent may be dry-mixed with the mixed epoxy resin and the filler. In addition, if necessary, the composition of the present invention may be incorporated with flow control additives such as butyral resins or acrylic ester oligomers, pigments and the like.
전술한 바와 같이, 본 발명의 분말 피복 조성물은 기본 물질로서 특별하게 혼합된 에폭시 수지를 사용함으로서 어떠한 별도의 분류공정 없이도 목적한 입자 크기 분포를 지닌 생성물을 수득할 수 있다. 기본 물질로서 특별하게 혼합된 에폭시 수지를 사용하는 이외에도, 본 발명의 분말 피복 조성물은 특정 입자 크기 분포를 지니며, 이로 인해 우수한 이유동 특성 및 기판에의 강한 접착력에 대한 요구조건을 둘 다 만족시키는 분말 피복물을 제조할 수 있다.As mentioned above, the powder coating composition of the present invention can be obtained with the desired particle size distribution without any separate sorting process by using specially mixed epoxy resins as the base material. In addition to using specially mixed epoxy resins as the base material, the powder coating compositions of the present invention have specific particle size distributions, which satisfy both requirements for excellent wetting properties and strong adhesion to the substrate. Powder coatings can be prepared.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공되었으며, 제한의 의미를 갖지 않는다.The following examples are provided to further illustrate the invention and are not meant to be limiting.
실시예Example
평균 분자량이 2900 내지 6000인 3개의 비스페놀 A형 에폭시 수지를 준비한다: 이들은 에피코트(Epikote) 1007(Yuka-Shell Epoxy Co., Ltd.의 상품명; 평균 에폭시 당량 2000, 평균 분자량 2900, 융점 130℃), 에피코트1009(평균 에폭시 당량 2900, 평균 분자량 3800, 융점 148℃) 및 에피코트 1100L(평균 에폭시 당량 4000, 평균 분자량 6000, 융점 149℃)이다. 165℃에서 용융시킨 후, 각각의 이들 에폭시 수지를 에티코트 828(주의 온도에서 액체인 비스페놀 A형 에폭시 수지; 평균 에폭시 당량 190, 평균 분자량 380) 및 충전제(입자 크기가 1.0 내지 74㎛인 탄산칼슘)를 표 1에 나타낸 비율로 균일하게 혼합한다. 혼합물을 주위 온도로 냉각시키고 동일한 조건하에, 시판중인 분쇄기로 미분하여 에폭시 수지를 기본으로 하는 분말 피복물을 제조한다.Three bisphenol A epoxy resins having an average molecular weight of 2900 to 6000 were prepared: these were Epikote 1007 (trade name of Yuka-Shell Epoxy Co., Ltd .; average epoxy equivalent 2000, average molecular weight 2900, melting point 130 ° C). ), Epicoat 1009 (average epoxy equivalent 2900, average molecular weight 3800, melting point 148 ° C) and epicoat 1100L (average epoxy equivalent 4000, average molecular weight 6000, melting point 149 ° C). After melting at 165 ° C., each of these epoxy resins was eticoat 828 (bisphenol A type epoxy resin liquid at ambient temperature; average epoxy equivalent 190, average molecular weight 380) and filler (calcium carbonate with particle size 1.0-74 μm). ) Are mixed uniformly in the proportions shown in Table 1. The mixture is cooled to ambient temperature and, under the same conditions, finely ground in a commercial grinder to produce a powder coating based on an epoxy resin.
생성된 미세분발을 경화제(2-메틸이미다졸) 및 안료(입자 크기가 0.1 내지 5.0㎛인 산화 크롬)와 균일하게 용융혼합하여 분말 피복물 샘플(실시예 번호 1 내지 9)을 형성한다. 당해 샘플의 이유동 특성 및 기판에 대한 이의 접착력을 평가한다. 결과는 각 샘플의 입자 크기 분포와 함께 표 1에 나타낸다.The resulting fine powder is uniformly melt mixed with a curing agent (2-methylimidazole) and a pigment (chromium oxide having a particle size of 0.1 to 5.0 μm) to form a powder coating sample (Examples 1 to 9). Weaning properties of the sample and its adhesion to the substrate are evaluated. The results are shown in Table 1 together with the particle size distribution of each sample.
이유동 특성 및 기판에 대한 접착력의 측정은 하기 방법으로 수행한다.The measurement of the wetting behavior and the adhesion to the substrate is carried out by the following method.
이유동 특성:Weaning characteristics:
피복 분말(700g)을 길이 200mm, 폭 90mm 및 깊이 130mm인 유동화 용기에 넣는다. 용기 하부에 있는 다고성 플레이트를 통하여 사실상 균일하게 공기를 분말에 주입하여 유동화시킨다. 분말의 겉보기 벌크용적이 최대로 증가하여 안정하게 유체화되는데 필요한 시간을 측정하여 분말의 이유동 특성 지수로 사용한다. 분말이 안정하게 유동화될 때, 공기 유통량은 실온에서 6.3m3/분이다. 측정된 시간이 짧을수록 분말이 이유동 특성은 양호하다.The coated powder (700 g) is placed in a fluidization vessel 200 mm long, 90 mm wide and 130 mm deep. The fluid is injected into the powder through a multi-layered plate at the bottom of the vessel, substantially uniformly. The apparent bulk volume of the powder is increased to the maximum and the time required for stable fluidization is measured and used as the wetting property index of the powder. When the powder is stably fluidized, the air flow rate is 6.3 m 3 / min at room temperature. The shorter the time measured, the better the wetting behavior of the powder.
기질에 대한 접착력Adhesion to substrate
두 개의 시험 조각[치수가 100×20×3mm인 연강판(mile steel plate)]은 표면을 탈지시킨 후 약 150℃에서 가열한다. 피복 분말을 한 시험 조각의 한쪽 말단 표면(포 20mm 및 길이 약 15mm)에 침착시키고 융합시킨다. 다른 시험 조각의 한쪽 말단(폭 20mm) 및 길이 10mm)을 도포된 피복물 위에 위치시키고 두 개의 시험 조각을 1kg의 하중하에 함께 접착시킨다. 조립품을 150℃에서 30분간 가열하여 도포된 피복물을 경화시킨다. 실온에서 방치한 후, 조립품을 장력시험기에 고정시키고 결합이 파손될 때 적용된 힘을 측정한다. 이 힘이 클수록 기판에 대한 피복물의 접착력이 강하다. 표 1에서, 분말 피복물의 입자 크기 분포란에 나타낸 P에서 U까지의 기호는 하기의 의미를 지닌다: P, 70-메쉬 크리를 통과하지 않는 입자; Q, 70-메쉬 크기를 통과히나 100-메쉬 크기는 통과하지 않는 입자; R, 100-메쉬 크기를 통과하나 150-메쉬 크기는 통과하지 않는 입자; S, 150-메쉬 크기를 통과하나 200-메쉬 크기는 통과하지 않는 입자; T, 200-메쉬 크기를 통과하나 250-메쉬 크기는 통과하지 않는 입자; U, 250-메쉬 크리를 통과하는 입자.Two test pieces (mile steel plates with dimensions of 100 × 20 × 3 mm) are degreased and heated at about 150 ° C. The coating powder is deposited and fused to one end surface (20 mm cloth and about 15 mm long) of one test piece. One end (20 mm wide and 10 mm long) of the other test piece is placed over the coated coating and the two test pieces are glued together under a load of 1 kg. The assembly is heated at 150 ° C. for 30 minutes to cure the applied coating. After standing at room temperature, the assembly is held in a tension tester and the force applied when the bond breaks is measured. The greater this force, the stronger the adhesion of the coating to the substrate. In Table 1, the symbols P to U shown in the particle size distribution column of the powder coating have the following meanings: P, particles which do not pass through 70-mesh cree; Q, particles that pass through a 70-mesh size but do not pass a 100-mesh size; R, particles that pass 100-mesh size but do not pass 150-mesh size; S, particles that pass through a 150-mesh size but do not pass a 200-mesh size; T, particles that pass through a 200-mesh size but do not pass a 250-mesh size; U, particles passing through a 250-mesh cree.
* 비교 샘플* Comparison Sample
표 1의 결과는 본 발명의 샘플(실시예 번호 2 내지 4, 및 6내지 8)이 이유동 특성 및 기관에 대한 접착력 모두에 있어서 우수하다는 것을 명백히 보여준다.The results in Table 1 clearly show that the samples of the present invention (Examples Nos. 2 to 4, and 6 to 8) are superior in both weaning properties and adhesion to organs.
본 발명을 이의 특정 실시양태를 참조하여 상세히 기술하였으나, 당해 기술분야의 전문가는 다양한 변형 및 개질이 본 발명의 취지 및 영역과 분리되지 않으면서 이루어질 수 있다는 것을 명백히 이해할 것이다.While the invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will clearly appreciate that various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
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1988
- 1988-06-04 KR KR1019880006711A patent/KR960008474B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
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