JPH0651850B2 - 粉体塗料用樹脂組成物 - Google Patents

粉体塗料用樹脂組成物

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JPH0651850B2
JPH0651850B2 JP25670587A JP25670587A JPH0651850B2 JP H0651850 B2 JPH0651850 B2 JP H0651850B2 JP 25670587 A JP25670587 A JP 25670587A JP 25670587 A JP25670587 A JP 25670587A JP H0651850 B2 JPH0651850 B2 JP H0651850B2
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polyester
acid
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powder coating
glycol
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満喜子 坂井
伸洋 松永
茂雄 山本
利弘 泉谷
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,艶消し又は半艶消し塗膜を与える粉体塗料用
樹脂組成物に関するものである。
(従来の技術) 現在,粉体塗料としては,エポキシ系,アクリル系,ポ
リエステル系のものが主に知られているが,その中でも
ポリエステル系粉体塗料,特にイソシアネート硬化の,
末端が主にヒドロキシル基のポリエステルからなる粉体
塗料は,耐候性,耐食性,機械的強度に優れた,バラン
スのとれた塗料として知られている。
粉体塗料は現在,家電,自動車,建材をはじめ,多くの
分野で使用されているが、塗装された塗面は,美的観点
から光沢が要求される場合(60゜鏡面光沢度90〜100%
程度)と,艶消し(30%程度以下)又は半艶消し(30〜
70%程度)が要求される場合がある。従来,このような
艶消し又は半艶消し粉体塗料を調製する方法としては,
粒子の粗い顔料を多量に添加する方法や,ポリエステル
粉体塗料とアクリル粉体塗料の二種類の粉体塗料をドラ
イブレンドする方法(特公昭61-19668号公報)などが知
られている。
しかしながら,粗粒子の顔料を多量に添加する場合に
は,塗膜の平滑性や機械的強度が低下するという問題が
ある。また,二種類の粉体塗料をドライブレンドする方
法は,一段階の塗料化で艶消し又は半艶消し塗料を得る
ことができず,塗料製造コストが高くなると共に,ブレ
ンドの不均一性や回収使用時のブレンド率の変化等の問
題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは,このような問題を解決し,機械的強度に
優れた艶消し又は半艶消し塗膜を与え,かつ筒便に製造
しうる粉体塗料用樹脂組成物を提供することを目的とし
て,イソフタル酸とトリメチロールプロパンを主体とし
たポリエステルと,テレフタル酸及び/又はイソフタル
酸と,エチレングリコール及び/又はネオペンチルグリ
コール又はこれらを主体とする成分からなるポリエステ
ル,ならびに硬化剤とからなる粉体塗料用樹脂組成物を
先に提案した特願昭61−300649号(特開昭63−157741
号)。
ところが,この組成物のうち,イソフタル酸とトリメチ
ロールプロパンを主体としたポリエステルは,ガラス転
移点が20〜30℃程度と低いため特に夏期,粉体塗料を運
搬あるいは保管する際に粉体がブロッキングを起こし,
取り扱い上不便な場合があるという問題点があった。
本発明は,このような問題を解決し,機械的強度に優れ
た艶消し又は半艶消し塗膜を与え、さらに簡便に製造で
き、かつ耐ブロッキング性に優れた粉体塗料用樹脂組成
物を提供することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは,このような状況に対して,上記問題のな
い樹脂組成物を開発すべく研究を重ねた結果,特定のポ
リエステル樹脂を配合することにより,夏期の高温下で
もブロッキングすることなく,機械的強度,平滑性,耐
候性に優れる塗膜を与える艶消し又は半艶消し粉体塗料
用樹脂組成物が簡便に得られることを見い出し,本発明
に至った。
すなわち,本発明は,テレフタル酸及び/又はイソフタ
ル酸を主体とする酸成分とトリメチロールプロパン及び
下記一般式(I)で示されるグリコールを主体とするアル
コール成分とからなり,一般式(I)で示されるグリコー
ルがアルコール成分の5〜50モル%を占め,ガラス転移
点が35〜70℃の実質的にゲル化していないポリエステル
(A),テレフタル酸及び/又はイソフタル酸を主体とす
る酸成分とエチレングリコール及び/又はネオペンチル
グリコールを主体とするアルコール成分とからなり,実
質的にゲル化していないポリエステル(B)及び硬化剤
(C)を配合してなり,ポリエステル(A)とポリエステル
(B)との配合割合が重量比で85:15〜15:85である粉体
塗料用樹脂組成物を要旨とするものである。
(式中,Rは炭素数2〜5のアルキレン基を表す。) 本発明の樹脂組成物の一成分であるポリエステル(A)の
カルボン酸成分は,テレフタル酸及び/又はイソフタル
酸を主体とするが,必要に応じて他の多価カルボン酸,
例えば,2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族
ジカルボン酸や,コハク酸,アジピン酸,アゼライン酸
などの脂肪族ジカルボン酸,脂環式ジカルボン酸,また
場合によってはトリメリット酸,ピロメリット酸などの
三価以上のカルボン酸を少量含んでもよい。また,アル
コール成分としては,トリメチロールプロパン及び前記
一般式(I)で示されるグリコールを主体とするが,必要
に応じて他の多価アルコール,例えば,エチレングリコ
ール,ジエチレングリコール,1,2−プロパンジオー
ル,ネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール
や,グリセリン,ペンタエリスリトールなどの三価以上
のグリコールを少量含んでもよい。さらには,パラオキ
シ安息香酸,酒石酸のようなオキシカルボン酸を少量含
んでいてもさしつかえない。
ここで,前記一般式(I)で示されるグリコールとして
は,例えば,ビスフェノールSの2個の水酸基にエチレ
ンオキシドをそれぞれ1モル付加したもの(以下Bis−
S−EOと略記する。)あるいは同じくプロピレンオキシ
ドをそれぞれ1モル付加したものなどがあげられ,かか
るグリコールは,アルコール成分のうち5〜50モル%,
好ましくは10〜40モル%を占める必要がある。5モル%
未満の場合はポリエステルのガラス転移点が低すぎ,粉
体塗料としたときのブロッキング性が劣る。一方,50モ
ル%を越える場合はポリエステルのガラス転移点が高く
なりすぎ,後述するような理由で混練時に硬化が進んで
しまい好ましくない。
ポリエステル(A)のガラス転移点は35〜70℃であること
が必要である。ガラス転移点が35℃に満たない場合,粉
体塗料としたときの高温雰囲気下でのブロッキング性が
劣る。また,ガラス転移点が70℃を越える場合(一般式
(I)で示すグリコール単位の量が過多となる場合に相当
する。),ポリエステル樹脂と硬化剤を混練して塗料化さ
せる際,混練温度を高くする必要が生じ,混練時に硬化
が進んでしまい好ましくない。
また,ポリエステル(A)は実質的にゲル化していないポ
リエステルであることが必要である。ここでいう「実質
的にゲル化していないポリエステル」とは,一般的な粉
砕機で粉砕可能であり,溶融時に流動性を有するものを
いう。実質的にゲル化している場合,塗料化は困難であ
り,また、塗膜化したとき均一な表面にすることができ
ない。
本発明の樹脂組成物の一成分であるポリエステル(B)の
カルボン酸成分は,テレフタル酸及び/又はイソフタル
酸を主体とするが,2,6−ナフタレンジカルボン酸な
どの他の芳香族ジカルボン酸や,コハク酸,アジピン
酸,アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸,脂環式ジ
カルボン酸を必要に応じた量,共重合成分として併用す
ることができる。また,アルコール成分としては,エチ
レングリコール及びネオペンチルグリコールを主体とす
るが,ジエチレングリコール,1,2−プロパンジオー
ルなど他の脂肪族グリコールを使用することができる。
また,トリメチロールエタン,トリメチロールプロパ
ン,グリセリン,ペンタエリスリトールなどの三価以上
のアルコール及び/又はトリメリット酸,ピロメリット
酸,トリメシン酸などの三価以上のカルボン酸を,実質
的にゲル化させない範囲内の量で使用することができ
る。実質的にゲル化していないポリエステルとは前記し
たとおりのものであり,ゲル化させたものでは塗料化は
不可能となる。さらに必要ならば,パラオキシ安息香
酸,酒石酸のようなオキシカルボン酸を含んでもよい。
本発明において,ポリエステル(A)の水酸基価は1000geq
/106g以上であることが好ましい。1000geq/106g未満
では良好な艶消し効果が得にくい傾向がある。
ポリエステル(B)の水酸基価は200〜1000geq/106gの範
囲であることが好ましい。200geq/106gに満たないと,
塗膜の表面に大きな凹凸が生じ,平滑性が低下する傾向
があり,1000geq/106gを越えると,塗膜の機械的強度
が低下したり,艶消し効果が十分でなかったりする傾向
がある。
また,ポリエステル(A)及びポリエステル(B)の平均重合
度は、粉体化が可能な4〜50の範囲のものが好ましい。
さらに,粉体塗料に用いるため,それらの軟化点は50〜
150℃の範囲のものが好ましい。軟化点が50℃未満で
は,粉体化した樹脂が凝集して固化し易く,耐ブロッキ
ング性が劣る傾向があり,一方,150℃を越えると,混
練温度を高くすることになり,塗料化時に硬化剤との反
応が進み,結果として塗膜の平滑性や機械的強度が低下
する傾向がある。
本発明の樹脂組成物において,ポリエステル(A)とポリ
エステル(B)の配合重量比は85:15から15:85,好まし
くは40:60から20:80である。この範囲以外の配合比で
は艶消し効果が十分でない。
上記カルボン酸及び/又はそのアルキルエステルとアル
コールを原料として使用して,公知のエステル化反応ま
たはエステル交換反応を行った後,必要に応じて重縮合
反応を行い,ポリエステル(A)及びポリエステル(B)を調
製することができる。
このようにして得たポリエステル(A)と,ポリエステル
(B)と,硬化剤(C)を,ニーダー又はロールを用いて70〜
150℃で混練することにより,本発明の粉体塗料用樹脂
組成物を得ることができる。
硬化剤(C)としては,イソシアネート化合物,メラミン
化合物,酸無水物などを用いることができるが,塗膜の
外観,低温硬化性などの観点からイソシアネート化合
物,特にブロックイソシアネートが好ましい。好ましい
ブロックイソシアネートとしては,ε−カプロラクタム
でブロックされたイソホロンジイソシアネート,例え
ば,ヒュルス社製B−1065,B−1530等があげられる。
そして,硬化剤(C)の使用量は,ポリエステル樹脂の水
酸基量にほぼ対応する官能基量であることが必要であ
り,好ましくは1.0:0.8〜1.0:1.2の範囲である。
本発明の樹脂組成物には,必要な場合,酸化チタン,カ
ーボンブラックのような顔料や,硬化触媒,その他の添
加剤を配合することができる。
(実施例) 次に,実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明
する。
なお,第1表及び第3表における化合物等の量は重量部
を示し,例中の特性値は次に示す方法で測定した。
平均重合度;ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で
求めた。
水酸基価;アセチル化を行つた後,水酸化カリウム溶液
で滴定して求めた。
軟化点;ホットベンチで加熱し,目視により求めた。
平滑性;塗膜の平滑性を目視により評価した。
60゜鏡面光沢度;JIS K 5400に準じて求めた。
エンピツ硬度;JIS K 5400に準じて求めた。
促進耐候性;JIS K 5400に準じて求めた(200時間) ガラス転移点;差動熱量計(セイコー電子工業社製DSC
−20型)を用い,昇温速度10℃/分で求めた。
ブロッキング性;145メッシュのふるいを通過した試料
を10cm×3cmφの試験管に高さ5cmまで充填し,40℃の
恒温器に72時間放置した後,ブロッキングの有無を目視
で判定し,有るものは×,無いものは〇として判定し
た。
衝撃性;JIS K 5400に準じて求めた。
アルコール成分に占めるBis−S−EOのモル%;ガスク
ロマトグラフィーにより定量した。
参考例1〜3 ポリエステル(A)の調製 第1表に示した化合物と,触媒として酢酸亜鉛4.39重量
部をステンレス反応缶に採り,230℃に加熱し,生成し
た水を連続的に反応系外に除去した。続いて,減圧度を
600mmHgに3時間保ってポリエステル樹脂1,ポリエス
テル樹脂2及びポリエステル樹脂3を得た。
参考例4 ポリエステル(B)の調製 第1表に示した化合物をステンレス反応缶に採り,250
℃に加熱し,生成した水を連続的に反応系外に除去し
た。続いて,触媒として三酸化アンチモンを5.84重量部
加え,減圧度を0.5mmHg以下に保って280℃で4時間重縮
合反応を行い,高重合度のポリエステル樹脂を得た後,
270℃に降温し,トリメチロールプロパン643重量部とネ
オペンチルグリコール151重量部を加え,密閉下で解重
合反応によってポリエステル樹脂4を得た。
参考例5 ポリエステル(B)の調製 第1表に示した化合物をステンレス反応缶に採り,250
℃に加熱し,生成した水を連続的に反応系外に除去し
た。続いて,触媒として三酸化アンチモンを5.84重量部
加え,減圧度を1.0〜0.5mmHgに保って,270℃で2時間
重縮合反応を行い,ポリエステル樹脂5を得た。
参考例6,7 第1表に示した化合物を使用したこと以外は,参考例5
と同様にしてポリエステル樹脂6及びポリエステル樹脂
7を得た。
各ポリエステル樹脂の特性値は,第2表に示すとおりで
ある。
実施例1〜6,比較例1〜5 第3表に示すポリエステル樹脂,硬化剤,レベリング
剤,ベンゾイン及び酸化チタンを第3表に示す割合で採
り,FM 20 B型ヘンシェルミキサー(三井三池製作所
製)でドライブレンドした後,PR−46型コニーダー(ブ
ス社製)を用い100〜130℃で溶融混練し,冷却,粉砕
後,145メッシュの金網で分離して145メッシュ以下の粉
体塗料を得た。
得られた粉体塗料を,リン酸亜鉛処理鋼板上に膜厚が50
〜60μmになるように静電塗装して200℃で20分間焼付
を行った。
各塗膜性能を評価して第4表に示す結果を得た。
比較例5は,ポリエステルの溶融粘度が高いためコニー
ダーの温度設定を145℃としたところ,塗料化時に硬化
反応が進み,塗膜化不能であった。
第4表から明らかなように,比較例1〜5はポリエステ
ル(A),(B)の特性,その他の条件が本発明において限定
した範囲を外れるので,ブロッキング性や,艶消し,半
艶消し効果が劣るのに対し,実施例1〜6は耐ブロッキ
ング性や,艶消し,半艶消し効果が優れるとともに,機
械的強度,外観のバランスがとれた良好な塗膜を与え
る。
実施例7〜8 第5表に示した化合物を第5表に示した量(重量部)で
使用したこと以外は参考例1〜3と同様にして,第5表
に示した特性を有するポリエステル樹脂8及びポリエス
テル樹脂9を得た。
第6表に示すポリエステル樹脂及び添加剤を第6表に示
す量(重量部)で用いて,実施例1〜6と同様にして粉
体塗料を製造し,塗装して塗膜の性能を評価した。
結果を第6表に示す。
(発明の効果) 本発明の樹脂組成物は,粉体塗料として用いると,機械
的強度,外観に優れた艶消し又は半艶消し塗膜を得るこ
とができ,また,塗料の耐ブロッキング性も良好なので
取り扱い面でも優れた樹脂組成物である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 167/00 PLG 8933−4J 175/06 PHQ 8620−4J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テレフタル酸及び/又はイソフタル酸を主
    体とする酸成分とトリメチロールプロパン及び下記一般
    式(I)で示されるグリコールを主体とするアルコール成
    分とからなり,一般式(I)で示されるグリコールがアル
    コール成分の5〜50モル%を占め,ガラス転移点が35〜
    70℃である実質的にゲル化していないポリエステル
    (A),テレフタル酸及び/又はイソフタル酸を主体とす
    る酸成分とエチレングリコール及び/又はネオペンチル
    グリコールを主体とするアルコール成分とからなり,実
    質的にゲル化していないポリエステル(B)及び硬化剤
    (C)を配合してなり,ポリエステル(A)とポリエステル
    (B)との配合割合が重量比で85:15〜15:85である粉体
    塗料用樹脂組成物。 (式中,は炭素数2〜5のアルキレン基を表す。)
  2. 【請求項2】ポリエステル(A)の水酸基価が1000geq/10
    6g以上,ポリエステル(B)の水酸基価が 200〜1000 geq
    /106g である特許請求の範囲第1項記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】ポリエステル(A)とポリエステル(B)との
    配合割合が重量比で40:60〜20:80である特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載の樹脂組成物。
  4. 【請求項4】硬化剤がブロックイソシアネートである特
    許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の樹脂組成
    物。
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