JPH03111456A - 酸官能基を有する低Tgおよび高Tgポリマーの混合物を含有する熱硬化性粉末塗料組成物 - Google Patents

酸官能基を有する低Tgおよび高Tgポリマーの混合物を含有する熱硬化性粉末塗料組成物

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JPH03111456A
JPH03111456A JP2243669A JP24366990A JPH03111456A JP H03111456 A JPH03111456 A JP H03111456A JP 2243669 A JP2243669 A JP 2243669A JP 24366990 A JP24366990 A JP 24366990A JP H03111456 A JPH03111456 A JP H03111456A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱硬化性粉末塗料組成物、特に酸官能化され
たアクリルを含有する。アクリル粉末塗料組成物に関す
る。
(従来の技術) 塗装に使用するための粉末塗料組成物が非常に望まれて
いる。このような塗料組成物は、液体塗料に使用される
有機溶媒を大幅に減らし、排除することもできる。粉末
塗料組成物が熱によって硬化される際には、揮発性の材
料が周囲の環境に放たれたとしても、微量である。これ
は、塗料が熱によって硬化される際に、有機溶媒が周辺
の大気中に揮発させられる液体塗料に対する大きな利点
である。
カルボキシル官能アクリルをベースにした粉末塗料は、
他のタイプの粉末塗料に比べて、硬く。
化学的抵抗力があり、外装用として耐久性のあるフィル
ムを提供できることを含め、多くの潜在的な優位を提供
する。さらに適当に処方されれば。
これらのアクリル粉末塗料は、腐食、汚れおよび洗剤に
対してすぐれた抵抗力を有し、並びに高温に曝された際
に良好な非黄変特性を示す塗膜を提供することができる
。このような粉末塗料の例は。
Conradの米国特許第4.021.504号、およ
びPettitらの米国特許第4,727.111号に
開示されている。
酸官能アクリルをベースにした粉末は、多(の潜在的利
点をもっているが、生成物の特性による制限に起因する
欠点を有する。高いTg(>40℃)の酸官能アクリル
樹脂の本質的に高い粘性により。
典型的な押し出し粉末成形機で処理するのが難しく、そ
の結果、混ざりが悪く、比較的流動性に乏しく、フィル
ムの滑らかさに欠ける。このような高いTgの材料の持
つ混ざりの悪さとともに、アクリル樹脂の高い粘性によ
り、押し出し成形中の顔料の分散が悪く、その結果、最
適の隠蔽力(hiding power)が得られず、
光沢の低い塗膜になる。
最後に、アクリル粉末は、一般に低い耐衝撃性および耐
屈曲性によって、証明されるように可撓性に乏しい。
ポリエステルのような池の熱硬化性の酸官能粉末塗膜は
、一般にアクリル樹脂よりは少しは可撓性に優れている
が、これらの材料の使用に際して。
耐衝撃性および耐屈曲性の改善が必要となることもある
(発明の要旨) 本発明の組成物は、1から20重量%の約−20℃から
30℃の範囲のTgを有する酸基含有ポリマー、50か
ら75重量%の、約40℃から約100℃の範囲のTg
を有する。第2の酸基含有ポリマー、および上記ポリマ
ー中の酸基と反応して架橋生成物を形成し得る硬化剤を
含有する。このような組成物は、工程処理し易(、粉末
の安定性が良い。即ち、熱に曝されたとき、凝集せず、
外装用としての耐久性(exterior durab
illty)がある塗膜を提供し得、そして良好な外観
、可撓性、硬さ、耐溶剤性、および耐腐食性に優れると
いった。他の物理特性を良好に合わせ持つ塗膜を与える
ことができる。このような組成物はまた。顔料の分散性
に関しても改良されている。即ち、光沢が良くなり、顔
料の浮遊が低減されており、耐衝撃性および接着特性が
よい。
本発明は以下の(a)、  (t))および(c)を含
有する粉末塗料組成物である。(a)樹脂固形分重量を
基準として約1から約25重量%の、約−20℃から約
30℃の範囲のTgを有する。第一の酸基含有ポリマー
; (b)樹脂固形分重量基準として約40から約75
重量%の、約40℃から約100℃の範囲のTgを有す
る。第二の酸基含有ポリマー:および(c)(a)およ
び(b)中の酸基と反応して架橋生成物を形成し得る硬
化剤。
さらに9本発明は以下の(a)および(b)の工程を包
含する粉末塗料組成物を調製する方法である。 (a)
(b)樹脂固形分重量を基準にして約1〜約25Mf1
%の、それから約−20℃から約30℃の範囲のTgを
有する。第一の酸基含有ポリマーが調製され得る。モノ
マーおよび(ii)樹脂固形分重量を基準にして約40
〜約75重量%の、それから40℃から約100℃の範
囲のTgを有する。第二の酸基含有ポリマーが調製され
得る。モノマーからなる酸基含有ポリマー混合物を調製
する工程:および(b)工程(a)で形成されたポリマ
ー混合物と、このポリマー混合物中の酸基と反応して架
橋生成物を形成し得る硬化剤との、相互反応可能な微粒
子混合物を形成する工程。
(発明の構成) 酸基含有ポリマーがアクリルポリマーであるとき、高い
および低いTgの酸基含有アクリルポリマーは、数平均
分子量が約1.500から15,000までであること
が好ましく、できれば2.300から6.000がよい
。この高Tgアクリルポリマーは、40℃から100℃
の範囲のガラス転移温度(Tg)を有する。この低Tg
アクリルポリマーは、  −20℃から30℃の範囲の
Tgを有する。高Tgアクリルポリマーは、得られる塗
膜に硬さ、光沢、耐久性および耐溶剤性を与えている。
低Tgアクリルポリマーは、可撓性、均一性の改善、顔
料分散性および分散の安定性に寄与する。
アクリルポリマーの分子量は、ポリスチレン標準を用い
た。ゲル浸透クロマトグラフィーによって決定される。
このため、計測されるのは実際の分子量ではなく、ポリ
スチレンとの比較によって示されたものである。得られ
た値は、一般にポリスチレン数と言われるものである。
しかしながら。
本願発明の目的のために、それらは分子量と呼ばれる。
数平均分子量が1.500未満だと、その結果できた塗
膜は、耐溶剤性および機械的な力が弱い。
分子量が15.000より大きいとポリマーの溶解流動
性が低く、塗膜の外観に劣る。
ポリマーのTgは、このポリマーの硬さおよび溶解流動
性の尺度となる。Tgが高くなればなるほど。
溶解流動性は低くなり、塗膜は硬くなる。Tgはコー不
ル大学出版の重合化学の原理(PRINCIPLES 
OF POLYMERCHEMISTRY(b953)
)に記載されている。
Tgは実際に測定することができる。もしくは、hIl
、 Amer、 Ph 5ics Soc、 1. 3
 (b956)の123頁にFaxによって記載されて
いるように計算されうる。
池に説明がなければ、ここで使用されているように、T
gは実際に測定された値をいう。ポリマーのTgの測定
には、示差走査熱量測定法が使用され得る(b分間に1
0″Cの加熱速度で、Tgは最初の屈曲点で得られる)
高Tgアクリルポリマーのガラス転移温度が、40℃未
満の時、粉末は固まる傾向がある。高Tgアクリルポリ
マーのガラス転移温度が100℃を越えると。
粘性が高くなり、もろくなる傾向がある。低Tgアクリ
ルポリマーの場合、  Tgが30℃越えると充分な改
良が得られない。Tgが一20℃未満なら、粉末の安定
性に劣る。
カルボン酸基含有アクリルポリマーは9重合可能なα、
β−エチレン性不飽和カルボン酸と、1種以上の重合可
能なα、β−エチレン性不飽和モノマ特にビニル芳香族
モノマーおよびα、β−エチレン性不飽和カルボン酸の
エステルとを1反応させて、形成され得る。
使用可能なカルボン酸基含有モノマーの例としては、ア
クリル酸およびメタクリル酸が好ましく。
並びにクロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸
、シトラコン等、並びに不飽和ジカルボン酸のモノアル
牛エステルが挙げられる。酸基含有モノマーは上記ポリ
マー中にモノマーの全重量の約6〜25重量%存在して
いるのが好ましく、8〜18重量%がさらに好ましい。
6重1%未満の1だと塗膜は耐溶剤性に乏しくなり9機
械的な強度は弱(なる。
ビニル芳香族化合物の例としては、スチレンのような単
官能ビニル芳香族化合物が好ましく、α−メチルスチレ
ンのようなアルキル置換スチレンおよびクロロスチレン
のようなりロロ置換スチレンが挙げられる。外装用とし
て耐久性がある製品とするためには、ビニル芳香族モノ
マーが組成物中に、モノマーの全重量を基準にして約5
〜45重量%の量で存在することが好ましく、10〜2
5重量%存在することがさらに好ましい。5重量%未満
の量だと耐腐食性が乏しくなるが、25重量%を越える
と外装用としての耐久性に乏しくなる。
α、β−エチレン性不飽和酸のエステルの例としては、
アクリル酸およびメタクリル酸のエステルがあり、メチ
ルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリ
レート、2−エチルへキシルアクリレート、ドデシルア
クリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート、ラウリルメタクリレート、N−ブチルメタクリル
レートおよび2−エチルへキシルメタクリレートが挙げ
られる。
好ましくは、これらのエステルはモノマーの全重量を基
準にして約5〜80重量%、更に好ましくは約30〜7
0重量%の量で存在する。好ましくは、α。
β−エチレン性不飽和酸のエステルは、メチルメタクリ
レート、およびブチルアクリレート混合物のような01
〜C2のアルキルエステルおよび04〜C20のアルキ
ルエステルである。好ましくは04〜C20のアルキル
エステルは、モノマーの全重量を基準として5〜80重
量%、さらに好ましくは、10〜60重量%の量存在す
る。高Tgアクリルポリマーのためには、5重量%未満
だと、塗膜は可撓性および耐衝撃性に乏しいが、30重
量%を越えると塗料組成物の安定性に問題が生じる。低
Tgアクリルポリマーのためには、  30重量%未満
だと、可撓性および顔料分散性に欠けることになるが、
65〜70重皿%を越えると安定性に問題が生じる。C
I−C2のアルキルエステルは、高Tg樹脂においては
、好ましくはモノマーの全重量を基準として15〜80
重量%、さらに好ましくは30〜60重量%の量で存在
する。低Tg樹脂においては、好ましくはθ〜45重貴
%の量で存在する。高Tg樹脂において15重量%未満
の量だと、!!!!膜は硬さおよび耐久性に乏しくなり
、80重量%を越えると、塗膜は可撓性に乏しくなる。
低Tg樹脂において45%を越えると、安定性に問題が
生じ得る。
ビニル芳香族化合物およびアクリル酸およびメタクリル
酸のエステルに加えて、他の共重合可能なエチレン性不
飽和モノマーが使用され得る。例としては、アクリロニ
トリルのようなニトリル。
ビニルクロリドおよびピニリデンフルオリドのようなビ
ニル、およびビニリデンハライド、およびビニルアセテ
ートのようなビニルエステルが包含される。これらの添
加モノマーは、モノマーの全重量を基準にして約0〜4
0重量%、好ましくは0〜30重量%の量で存在する。
酸基含有アクリルポリマーを調製する際に、様々なモノ
マーが一緒に混ぜられて、従来のフリーラジカル開始重
合工程によって反応させられる。
使用され得るフリーラジカル開始剤としては、ベンゾイ
ルペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジt
−ブチルペルオキシド、アゾビス(2−メチルプロピオ
ニトリル)等がある。メルカプトプロピオン酸のような
連鎖移動剤も使用され得る。
重合はトルエンやキシレンのようなモノマーが溶ける溶
媒を使用して溶媒中で行われるのが望ましい。重合の完
了時に1反応混合物は、減圧下において有機溶媒を除去
することなどにより濃縮され。
固体材料としてこのポリマーを回収する。モジ(は、ポ
リマーは沈澱させられ、続いて乾燥される。
通常は、濃縮されたポリマーは、塗膜を硬化させるため
に用いられる温度で揮発する材料を、1重量%未満含有
する。
酸基含有アクリルポリマーはまた。乳化重合。
懸濁重合、バルク重合もしくは適当にそれらを組み合わ
せて調製されうる。これらの技術は当業者においてよく
知られている。フリーラジカル開始重合の他に、グルー
プトランスファー(group transfer)重
合およびアニオン重合のような池の重合法がアクリルポ
リマーを調製するのに使用され得る。
低Tg酸基含有アクリルポリマーは樹脂固形分重量を基
準として約1〜25重1%の1で使用されるのが好まし
り、10〜20重量%がさらに好ましい。
高Tg酸基含有アクリルポリマーは樹脂固形分重量を基
準として約40〜75重量%の量で使用されるのが好ま
しく、50〜60重量%がさらに好ましい。25重二%
を越える量で低Tg酸基含有アクリルポリマーを用いる
こと、および、  40重1%未満の量で高Tg酸基含
有アクリルポリマーを用いることは安定性の問題があり
、好ましくない。75重1%を越える量で高Tg酸基含
有アクリルポリマーを用いることは、流動性、可撓性、
およびl1iF!衝撃性に乏しい塗料が形成され得、ま
た、  40重量%未満だと、安定性に問題が生じ得る
上記のようなカルボン酸基含有材料の池に、他の任意の
ポリカルボン酸基含有材料らまたこの組成物に含有され
得る。これらの他の材料の例として、カルボン酸基含有
ポリエステルおよびカルボン酸基含有ポリウレタンがあ
る。
カルボン酸基含有ポリエステルは9本発明の組成物から
形成された塗膜に可撓性、耐衝撃性および耐腐食性を与
える。使用され得るカルボン酸基含有ポリエステルには
、脂環式ポリオールを包含する脂肪族ポリオールと、脂
肪族および/または芳香族のポリカルボン酸および酸無
水物との縮合物をベースにしたものがある。適当な脂肪
族ポリオールの例としては、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、1.6−ヘキ
ジレングリコール、ネオペンチルグリコール。
シクロへ牛サンジメタツール、トリメチロールプロパン
等がある。適当なポリカルボン酸および酸無水物には、
琥珀酸、アジピン酸、アゼライン酸。
セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、テトラヒド
ロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、 トリメリド酸、
およびそのような酸の無水物がある。
これらの成分は、アルコールに対して過剰な酸と反応さ
せられ、フリーなカルボン酸基を有するポリエステルを
形成する。好ましくは樹脂固形分を基準にして、カルボ
ン酸基含有ポリエステルは約15〜300の酸敗を有し
、室温で固体である。ポリエステルが1組成物に存在す
る場合は、樹脂固形分重量を基準にして5〜40重量%
の量、好ましくは約15〜35重1%の量である。40
重量%を越える量では、塗膜における耐溶剤性および外
装用としての耐久性が劣る傾向があるので、好ましくな
い。
カルボン酸基含有ポリウレタンは、得られる塗膜に耐久
性を与える。ポリウレタンは、ポリオールとポリイソシ
アネートを反応させることによって調製され、ポリウレ
タンポリオールを形成し。
それを、ポリカルボン酸もしくは酸無水物と反応させる
ことによりフリーのカルボキシル基をこの反応生成物に
導入する。ポリオールの例には、ポリエステルの調製に
関連して、上述した物が包含される。ポリイソシアネー
トの例としては、芳香族および脂肪族のポリイソシアネ
ートがあるが。
外装用としての耐久性に優れているので、脂肪族のポリ
イソシアネートが望ましい。具体例としては、1.6−
へ牛すメチレンジイソシア不一ト、インホロンジイソシ
アネートおよび4.4′−メチレン−ビス−(シクロヘ
キシルイソシアネート)が包含される。適当なポリカル
ボン酸としては、ポリエステルの調製に関連して、上述
した物がある。
好ましくは、カルボン酸基含有ポリウレタンは。
樹脂固形分を基準にして約15〜300の酸敗を有し。
室温で固体である。ポリウレタンが使用されるとき、樹
脂固形分の重量を基準にして5〜40重1%の量で使用
され、好ましくは約15〜35重量%である。40重量
%を越える量で用いると、塗料組成物における安定性が
悪くなるので、好ましくない。
硬化剤は、酸基と反応して架橋物を形成し得る材料であ
る。ポリエポキシドとβ−ヒドロキシアルキルアミドが
最も重要である。
広範な種類のポリエポキシドは、粉末塗膜組成物におい
て利用され得る。好ましくはポリエポキシドは1を越え
るl、  2−エポキシ等量であるべきであり、約1.
9を越えることがさらに好ましい。有用なポリエポキシ
ドの例としては、芳香族ポリオールのポリグリシジルエ
ーテル、例えばポリフェノールがある。このようなポリ
エポキシドは2例えば、アルカリの存在下においてエピ
クロルヒドリンもしくはジクロルヒドリンを用いた芳香
族ポリオールのエーテル化によって製造され得る。芳香
族ポリオールは1例えば ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−2,2−プロパン<−aにビスフェノールAとし
て知られている)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
1,1−エタン、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
1,1−イソブタン、ビス(4−ヒドロキシt−ブチル
フェニル)−2−2−プロパン。
ビス(2−ヒドロキシナフチル)メタン、  4. 4
’−ジヒドロキシベンゾフェノン、l、5−ジヒドロキ
シナフタレン等である。ビスフェノールをベースにした
ポリエポキシドは、芳香族ポリオールのポリグリシジル
エーテルの中で好ましい。
また、ポリエポキシドとして、l、2−エタンジオール
、1.2−プロパンジオール、1.3−プロパンジオー
ル、1.4−ブタンジオール、  1. 5−ベンタン
ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール。
ポリプロピレングリコール等のような多価アルコールの
ポリグリシジルエーテルが望ましい。さらに二ニオン・
カーバイド社から入手できるERL−4221およびダ
イセルから入手できるEHPE−3150のような月旨
環式二ポキシもまた好ましい。
−aにこのポリエポキシドは約100〜1,000の二
ボ牛シ等賃を有し、約150〜約800が好ましい。ポ
リエポキシドは、粉末塗料組成物における8i指指形形
の全重量を基準にして約2〜約45重皿%の量で存在す
ることが望ましく、約10〜約40重1%がさらに好ま
しい。
β−ヒドロキシアルキルアミド硬化剤は、構造が以下の
ように示される。
ここでR1はHらしくはC1〜C5のアルキル;2− はH,C+〜C5のアルキルらしくは。
(以下余日) 1 である; ここでR1は上記のとおりであり;Aは、化学結合。
もしくは2〜20の炭素原子を含有する置換炭化水素基
を含む、飽和、不飽和らしくは芳香族の炭化水素基から
誘導される一両あるいは多価の宵機基である。好ましく
は1人はアルキレン基−(cH2)X−であり、Xは0
〜12.好ましくは4〜10であり;mは1〜2および
nはO〜2そしてm+nはすくなくとら2であり、2を
越えることが好ましく1通常は2より大きく4以下の範
囲である。
β−ヒドロ亭レジアルキルアミド、低級アルキルエステ
ルもしくはカルボン酸エステルの混合物と。
β−ヒドロキシアルキルアミンとを、i7!択した反応
物および、1!!!媒の有無に依存して、環境1度から
約200℃までの範囲の温度で反応させることによって
調製され得る。適当な触媒はナトリウムおよびカリウム
のメトキシドまたはブトキシドを包含し。
アルキルエステルの重量を基準にして約0.1〜1重量
%の量で存在する。
組成物を効果的に硬化させるために、硬化基。
例えばエポキシ基もしくはβ−ヒドロキシアルキルアミ
ド基に対する酸の等量比は、約1.6/1.0〜0.5
71.0であり、さらに好ましくは1.3/1. O〜
0.771.0の範囲である。この範囲以外の比率では
、硬化性に乏しく望ましくない。
粉末塗料組成物に適当な色を加えるために、顔料が、粉
末塗料組成物中に、典型的には粉末塗料組成物の全重量
を基準として約1〜50重量%の量で含まれ得る。粉末
塗料組成物に適している顔料には、塩基性鉛シリカのク
ロム酸塩(basic 1eadsilica chr
omate) 、  二酸化チタン、群青、フタロシア
ニンブルー、フタロシアニングリーン、カーボンブラッ
ク、酸化鉄(t I)、  クロミウムグリーンオキシ
ド(chromium green oxide) 、
  フェライトイエロー(ferrite yallo
v)およびクインドーレッド(quindo red)
が包含される。
塗料組成物はまた。典型的にはガス除去剤、流動性調整
剤、紫外線吸収剤および酸化防止剤のような特定の他の
添加物を含有する。
ガス除去剤としては、焼き付けている間にフィルムから
揮発成分を逃すものが、流動性調整剤としては、仕上り
のくぼみ(cratering)を防ぐものが特に薦め
られる。ベンゾインがガス除去剤として大いに薦められ
、使用に際しては9組成物の全重量を基準にして0.5
〜3重量%の範囲の量で存在させる。
適当な流動性調整剤のグループとしては、ポリラウリル
アクリレート、ポリブチルアクリレート。
ポリ(2−エチルヘキシル)アクリレート、ポリ(エチ
ル−2−エチルヘキシル)アクリレート、ポリラウリル
メタクリレートおよびポリイソデセニルメタクリレート
のようなアクリルポリマーがある。
流動性調整剤は1 ポリエチレングリコールもしくはポ
リプロピレングリコールと、フッ素化脂肪酸とのエステ
ルのようなフッ素化ポリマー(が1えば分子量が250
0を越えるポリエチレングリコールと。
パーフルオロオクタン酸とのエステル)でもよい。
分子量が1000を越える重合シロキサン、例えばポリ
(ジメチルシロキサン)もしくはポリ(メチルフェニル
)シロキサンもまた。流動性調整剤として使用され得る
。流動性調整剤は、使用に際しては、塗料組成物の全重
量を基準として約0.5〜5重量%の量で存在させる。
優れた外装用としての耐久性のために、この組成物はま
た。紫外線吸収剤および酸化防止剤を含有していること
が好ましい。このような材料は。
チバガイギーのTINU’/INおよびII?GANO
Xという商標の物が市場で手に入る。紫外線吸収剤およ
び酸化防止剤は、使用に際して1組成物中にそれぞれ一
般に樹脂固形分の重量を基準にして約1.5〜6重二%
存在する。
熱硬化性粉末塗料組成物は塗料組成物の成分を溶解混合
することによって調製される。これは。
まず強力混合機で混合した後、約80℃−130’cの
温度で押しだし成形機で溶解混合される。成形された物
は、冷やされて粉末にされる。粉末塗料組成物は9w4
鉄もしくはアルミニウムなどの全屈、ガラス、プラスチ
ックもしくは繊維強化プラスチツク基体に直接塗布され
る。
高Tgおよび低Tgの2種の別々のアクリルポリマーを
製造する池の方法として、 (i)樹脂固形分重量を基
準にして約1から約25重量%の、それから約−20℃
から約30℃の範囲のTgを有する第一の酸基含有ポリ
マーが調製され得るモノマー および(ii)樹脂固形
分重量を基準にして約40から75重量%の、それから
40℃から約100℃の範囲のTgを有する第二の酸基
含有ポリマーが調製され得るモノマーからなる酸基含有
ポリマー混合物を調製することもできる。次いで、架橋
生成物を形成するための、このポリマー混合物とポリマ
ー混合物中の酸基と反応しうる硬化剤との相互反応可能
な微粒子混合物が形成され得る。このポリマー混合物は
、まず、約−20℃から約30℃の範囲のTgを有する
第一酸の基含有ポリマーが調製され、それから溶液中の
該第一の酸基含有ポリマーを、40℃から約100℃の
範囲のTgを有する第二の酸基含有ポリマーを調製する
ための重合媒体として使用して調製され得る。これらの
ポリマーは上に開示したどのタイプのアクリルポリマー
でもよい。硬化剤は、また、上に開示したどのタイプの
β−ヒドロキシアルキルアミドもしくはポリエポキシド
でもよい。
粉末は、静電噴霧あるいは流動床(fluidized
bed)を使用することによって塗布される。静電噴霧
が好ましく、粉末組成物は、硬化後、フィルムの厚みが
約0.5〜5ミルになるまで、−度塗りもしくは重ね塗
りされる。妥当なコストで、仕上がりを高品質にするた
めには、粉末塗膜の厚みは、約1.2〜4ミル、好まし
くは1.4〜3ミルである。
塗装される基体は、粉末が塗布される前に、粉末がより
均一に塗布されるのを促進するために。
必要に応じて加熱される。粉末の塗布に際して。
粉末が塗布された基体は、典型的には250°〜400
’F (b20’〜204℃)で約20〜60分間焼き
付けされる。
(実施例) 本発明は以下に示される実施例によってさらによく理解
される。ここでは、すべての量は、特に説明がないかぎ
り、百分率および比率は重量基準である。
下記の実施例(A−E)は、様々なカルボン酸基含有ポ
リマーの調製を示す。
K嵐五人 高Tgカルボン酸基含有アクリルポリマーは次に示す成
分からmlされた。
キシレン 400 LUPERSOL 555−M2O3 キシレン (以下余白) 至ノ二二二上jソ血 スチレン             900(b5%)
メチルメタクリレート       3750(62,
5%)ブチルアクリレート         720(
b2,0%)アクリル酸             6
30(b0,5%)キシレン            
 336液体MODAFLOW2          
 18.0’LUPERSOL 555−M2Oは、 
 Lubrizol Corpから入手できるアミルベ
ルオ牛シト触媒である。
2液体MODAFLOWは、  Mon5ant Co
から入手できるポリ(2−エチルへキシル−エチル)ア
クリレートである。
反応器仕込物は、窒素雰囲気中で熱され、還流された。
つぎに、開始剤仕込物およびモノマー仕込物が、3時間
にわたって、ゆっくりと同時に。
反応器仕込物に加えられた。その間反応混合物は還流状
態に保たれた。開始剤仕込物およびモノマー仕込物の添
加が完了した後1反応混合物は2時間にわたって還流さ
れ、そして、添加すすぎ物が加えられた。次に反応混合
物は、溶媒を取り除くために真空状態で熱された。その
結果できた反応生成物は99.7%の固形分含有率、7
7の酸価、  3500の数平均分子量および64℃の
測定Tgを有していた。
分子量は、ポリスチレンを基準にしたゲル浸透クロマト
グラフィーによって定められ、TgはDU PONT 
Model #2100熱分析機を使って測定された。
K1匹l 低Tgカルボン酸基含有アクリルポリマーは次に示す成
分から調製された。
キシレン 400 LUPERSOL 555−M2O 50 キシレン 95 旦ノ二−二仕1−11 スチレン メチルメタクリレート ブチルアクリレート アクリル酸 50 110 462 220.5 (累積(cumulative)) スチレン            450(b5%)メ
チルメタクリレート      1110(37%)ブ
チルアクリレート        787.5(37,
5%)アクリル酸            409.5
<10.5%)キシレン             3
36液体MODAFLOW             
18.0このポリマーは、モノマー仕込物■がまず、1
゜5時間にわたって加えられた後、モノマー仕込物■■
が1.5時間にわたって加えられること以外は、実施例
Aにおいて上記したように調製された。溶媒が除去され
たポリマーは99.7%の固形分含有率。
76.1の酸価、  3500の数平均分子量、および
27℃の測定Tgを有していた。
1血星旦 高Tgおよび低Tgのアクリルポリマーを別々に生成さ
せる必要を除くために、低Tgアクリルが調製され、そ
して低Tgアクリルの溶液が高Tgアクリルのための重
合媒体として使用される。改変された工程が用いられた
。カルボン酸基含有アクリルポリマーは次に示す成分か
ら調製された。
キシレン 00 液体MODAFLOW LUPERSOL 555−M2O 6キ シレー 二ノ二ー二肚λ」1上 社 ラウリルメタクツレート ブチルメタクリレート アクリル酸 メルカプトプロピオン酸 LtlPERSOL  555−M6Qキシレン 4 241、5 スチレン メチルメタクリレート ブチルメタクリレート アクリル酸 メルカプトプロピオン酸 56 60 40 136、8 25、6 (以下余白) モノマー °  III アクリル酸 7、2 キシレン 0 キシレン             lOO重合は,モ
ノマーおよび開始剤仕込物Iがまず。
1時間にわたって加えられた後,10分してから開始剤
IIおよびモノマーII仕込物の添加が始められること
以外は,概して実施例Aにおいて上記したように行われ
た。モノマー仕込物IIおよび開始剤仕込物IIが90
分にわたって加えられ,それからモノマー仕込物III
が30分にわたって加えられた。反応混合物は,  9
0分間還流された。その後,反応混合物は,溶媒を除去
するために真空状態で熱された。その結果できた反応生
成物は。
99、7%の固形分含有率で,  69.5の酸価, 
 3oaoの数平均分子量を有していた。低Tgアクリ
ルの計算Tgはおよそ0℃であった。
尖11t2 高Tgカルボン酸基含有アクリルポリマーは次に示す成
分から調製された。
キシレン 液体MODAFLOW 00 6、0 LUPERSOL  555−M60 キシレン 83、3 208、7 スチレン ブチルメタクリレート アクリル酸 メルカプトプロピオン酸 1000(50%) 7110(39%) 209(b1%) 32(連鎖 移動) (以下余白) tj」La キシレン             100ポリマーは
、実施例Aにおいて上記したように:A製された。溶媒
除去されたポリマーは99.7%の固形分含有率、88
の酸価、  3200の数平均分子量。
および70℃の計算Tgを有していた。BROOKF 
1ELD熱セル粘度計を使用して、  2.5ppmで
180℃で測定した溶解粘度は、  8360cpsだ
った。
支1五且 実施例りで説明されたのと同じ高Tgポリマーに低Tg
アクリルを75725の割合で混ぜた物が、実施例Cで
説明された工程を用いて調製された。カルボン酸基含有
アクリルポリマーは次に示す成分から調製される。
キシレン 00 液体MODAFLOW 匝殆j肚すと宣 LUPERSOL  555−M60 キシレン 12.5 83.0 スチレン ブチルアクリレート ブチルメタクリレート アクリル酸 メルカプトプロピオン酸 75(b5%) 25G(50%) 135(27%) 40(8%) 8(連鎖 移動) LUPERSOL  555−M60 キシレン 57.5 20 (以下余白) モノマー °II スチレン ブチルメタクリレート アクリル酸 メルカプトプロピオン酸 750(50%) 585(39%) 165(b1%) 24(連鎖 移動) キシレン             100ポリマーは
、実施例Cにおいて上記したように調製された。溶媒除
去されたポリマーは99.7%の固形分含有率、85の
酸価、および3500の数平均分子量を有する。高Tg
成分の計算Tgは70℃、および低Tgポリマーの計算
Tgは約2℃である。BROOKFIELD熱セル粘度
計を使用して、  2.5ppmで180℃で測定した
溶解粘度は、  1440cpsだった。
及I匠旦 H官能ポリエステルは次に示す成分から調製される。
成分                111LLLL
1.6−ヘキサンジオール      1111ドデカ
ンニ酸             460ジブチルテイ
ンオキシド        0.58キシレン    
         144.6成分は反応器に仕込まれ
、窒素雰囲気中で加熱され、還流された(約140℃)
。反応混合物は、約165℃になるまで徐々に熱された
。その間酸価163が得られるまで、共沸させて水を留
出させた。次に反応混合物は、溶媒を除去するために真
空状態のもとで、125℃に加熱された後、室温になる
まで冷やされ、固体含有率100%(b40℃で2時間
)。
208の酸価、95℃〜105℃の範囲の融点および9
52の数平均分子量を有する固体反応生成物を与えた。
支敷匹立 ビス[N、  N−ジ(β−ヒドロ牛レジエチルコアシ
バミド−グルタルアミドは9次に示す成分から調製され
る (以下余白) 紐                11訓し仁りとシ
゛メfルアシ゛^°−ト/シ゛メチルク゛ルタレート重
量比90/10          1038.0ジエ
タノールアミン       1512.0メタノール
性ナトリウムメトキッド              
   4,7(20ml)成分は9反応容器に入れられ
、メタノールの留出が始まる約100℃まで熱された。
反応はメタノール(303g)を留出させながら、温度
が128℃になるまで続けられた。メタノール性ナトリ
ウムメトキシド5■lを追加して、5gのメタノールが
さらに得られるまで加熱が続けられた。反応フラスコに
減圧が適用され、さらに28gのメタノールが除去され
た。留出メタノールがゆっくりと反応混合物に戻され、
  2000slのアセトンが加えられた。反応混合物
が冷めるにつれ、ヒドロキシアルキルアミドが沈澱した
。沈澱物は濾別され、アセトンで洗浄された後、空気乾
燥され、114℃〜tta℃で溶ける反応生成物を得た
罠1匠エニ土 粉末塗料組成物は以下表Iに示す成分を混合して調製さ
れた。ポリマーは、■ENSCHELi合機で。
処方の池の成分と混合された後、  BAKERPER
KINSの2連スクリュー式押し出し成形機で、130
″Cで溶解混合された。押し出し成形された物は、40
℃の冷却ロール上で、冷却されてフレーク化され、マイ
クロミルで粉砕された後、140メツシニのスクリーン
を通してふるわれた。その結果得られる粉末は。
静電塗装噴霧器を使用して、あらかじめリン酸亜鉛で下
塗処理された鋼鉄板に静電噴霧塗装された。
塗装された仮は、177℃で焼かれ、硬く光沢のある塗
膜が形成された。その結果得られた塗膜の特性は、塗料
組成物の安定性とともに、下記表IIに示す。
(以下余白) 表土 炙光 案」1匹 上上上工 (重量部) 2   良    90 79 160  140  
100 1403  優良  90 78 160 1
40  too  1204  優良  90 75 
90  too   80 601安定性は、2オンス
のガラス瓶の中に粉末塗料のサンプルを入れ、70℃の
水浴中で3日間浸した後、決定された。凝集した場合は
普通、少し凝集した場合は良、はとんど凝集しなければ
優良とされた。
220°と60°の光沢はGardner 1nstr
ua+ent Companyによって製造された光沢
計によって測定された。
3耐衝撃性は、  GARDNER衝撃試験器で測定さ
れた。
塗装された阪においては、漠膜が割れるまで、衝撃量を
増加させた。板は塗膜面の衝撃、つまり直接衝撃、およ
び塗膜面の反対側の面の衝撃、つまり裏からの衝撃を受
けた。結果はインチ−ポンドで示される。リン酸亜鉛で
前処理された鋼鉄板が使用された。
4リン酸鉄で前処理された鋼鉄板を使用したこと以外は
、3と同じである。
L監五エニ立 粉末塗料組成物は下記表IIIに示す成分を混合して調
製される。ポリマーは、  HENSCHEL混合機で
、他の成分と混合された後、  BAKERPERにI
NSの2連スクリュー式押し出し成形機で、100℃で
溶解混合された。押し出し成形された物は、40℃の冷
却ロール上で、冷却されてフレーク化され、マイクロミ
ルで粉砕された後、140メノシニのスクリーンを通し
てふるわれた。その結果得られた粉末は。
静電塗装噴霧器を使用して、下塗された鋼鉄板に静電噴
霧塗装された。塗装された板は、177℃で焼かれ、硬
く光沢のある塗膜が形成された。その結果得られた塗膜
の特性は、下記表IVで報告される。
(以下余白) 表ユ一り上 (重量部) 実施例DI7)カル本゛ン酸基含有本°IJv−500
実施例Eのカル本゛ン酸基含有本°リマ−500EPO
N 82g’             40    
40ECN−120925050 GT−9013”            100  
  100黒色顔料           0.2  
 0.2青色顕料           1・01・0
ベンゾイン          4.8   4.8M
0DAFLOW 1目4          5.0 
   5. QIRGANOX 10765     
   10    10’EPON 828はChel
l Chemical Co、から入手できるビスフェ
ノールAエポキシ樹脂である。
22CN−1209は、チバーガイギーから入手できる
エポキシクレゾールノボラックである。
3GT−9013は、チバーガイギーから入手できるビ
スフェノールAエポキシ樹脂である。
’MODAFLOW II+は、 Mon5anto 
Co、から入手できるシリカff1体上のポリ(2−エ
チルへキシル−エチル)アクリレートである。
51RGANOX 1076は、チハーガイギーから入
手できるポリフェノール酸化防止安定剤である。
5  普通  71 90  35  <S   層間
剥離6  普通  89 95  70 15   割
れ無し1表IIの脚注1参照。
2表IIの脚注2参照。
3表IIの脚注3参照。
4心棒曲性テストは、塗膜された板(4’ X 12’
 )を178インチの心棒に沿って曲げて1割れ/層間
剥離を心棒に沿ってインチで計測することによって決定
される。
表IIおよびIVかられかるように、低Tgおよび高T
gのアクリル樹脂を混ぜて使用することにより、全体的
な外U<光沢)並びに、可撓性、工程処理容易性、およ
び顔料分散性において、非常に効果があった。
以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、以下の(a)、(b)および(c)を含有する粉末
    塗料組成物: (a)樹脂固形分重量を基準として約1から約25重量
    %の、約−20℃から約30℃の範囲のTgを有する、
    第一の酸基含有ポリマー; (b)樹脂固形分重量基準として約40から約75重量
    %の、約40℃から約100℃の範囲のTgを有する、
    第二の酸基含有ポリマー;および (c)(a)および(b)中の酸基と反応して架橋生成
    物を形成し得る硬化剤。 2、成分(a)および(b)における酸基含有ポリマー
    がアクリルポリマーである、請求項1に記載の組成物。 3、前記硬化剤がβ−ヒドロキシアルキルアミドである
    、請求項1に記載の組成物。 4、前記硬化剤がポリエポキシドである、請求項1に記
    載の組成物。 5、前記アクリルポリマーが、1,500から15,0
    00の範囲内の数平均分子量を有する、請求項2に記載
    の組成物。 6、前記アクリルポリマーが、アクリル酸およびメタク
    リル酸、アクリル酸もしくはメタクリル酸のC_1〜C
    _2_0のアルキルエステルおよびそのようなエステル
    の混合物、および重合可能なビニル芳香族化合物からな
    る群から選ばれるα,β−エチレン性不飽和カルボン酸
    を重合して形成される、請求項2に記載の組成物。 7、アクリル酸もしくはメタクリル酸のC_1〜C_2
    のアルキルエステル、およびアクリル酸もしくはメタク
    リル酸のC_4〜C_2_0のアルキルエステルを含有
    する、請求項6に記載の組成物。 8、前記ヒドロキシアルキルアミドが下記のような構造
    をしている請求項3に記載の組成物:▲数式、化学式、
    表等があります▼ ここでR_1はHもしくはC_1〜C_5のアルキル;
    R_2はH、C_1〜C_5のアルキルもしくは、▲数
    式、化学式、表等があります▼ である; ここでR_1は上記のとおりであり、Aは、化学結合も
    しくは2〜20の炭素原子を有する置換炭化水素基を含
    む、飽和、不飽和らしくは芳香族炭化水素基から誘導さ
    れる一価あるいは多価の有機基であり、mは1〜2、n
    は0〜2およびm÷nは少なくとも2である。 9、前記ポリエポキシドが、芳香族ポリオールのポリグ
    リシジルエーテルおよび多価アルコールのポリグリシジ
    ルエーテルからなる群から選ばれる、請求項4に記載の
    組成物。 10、前記組成物が成分(a)、(b)および(c)の
    、相互反応可能な微粒子混合物である、請求項1に記載
    の組成物。 11、前記組成物の少なくとも一部が成分(a)および
    (b)を含有するポリマー混合物である、請求項1に記
    載の組成物。 12、熱硬化性組成物である、請求項1に記載の組成物
    。 13、以下の(a)および(b)の工程を包含する粉末
    塗料組成物を調製する方法: (a)(i)樹脂固形分重量を基準にして約1〜約25
    重量%の、それから約−20℃から約30℃の範囲のT
    gを有する第一の酸基含有ポリマーが調製され得る、モ
    ノマーおよび(ii)樹脂固形分重量を基準にして約4
    0〜約75重量%の、それから40℃から約100℃の
    範囲のTgを有する第二の酸基含有ポリマーが調製され
    得る、モノマーからなる酸基含有ポリマー混合物を調製
    する工程;および (b)工程(a)で形成されたポリマー混合物と、この
    ポリマー混合物中の酸基と反応して架橋生成物を形成し
    得る硬化剤との、相互反応可能な微粒子混合物を形成す
    る工程。 14、最初に約−20℃から約30℃の範囲のTgを有
    する、第一の酸基含有ポリマーが調整され、ついで溶液
    中の該第一の酸基含有ポリマーを、40℃から約100
    ℃の範囲のTgを有する第二の酸基含有ポリマーを調製
    するための重合媒体として使用して、工程(a)が実行
    される、請求項13に記載の方法。 15、工程(a)において、約−20℃から約30℃の
    範囲のTgを有する第一の酸基含有ポリマー、および約
    40℃から約100℃の範囲のTgを有する第二の酸基
    含有ポリマーの両方がアクリルポリマーである、請求項
    13に記載の方法。 16、前記硬化剤がβ−ヒドロキシアルキルアミドおよ
    びポリエポキシドかなる群から選ばれる請求項13に記
    載の方法。 17、前記アクリルポリマーが約1,500から約15
    ,000の数平均分子量を有する、請求項15に記載の
    方法。 18、前記アクリルポリマーが、アクリル酸およびメタ
    クリル酸、アクリル酸もしくはメタクリル酸のC_1〜
    C_2_0のアルキルエステルおよびそのようなエステ
    ルの混合物、および重合可能なビニル芳香族化合物から
    なる群から通ばれるα,β−エチレン性不飽和カルボン
    酸を重合して形成される、請求項15に記載の方法。 19、前記アクリルポリマーが、アクリル酸もしくはメ
    タクリル酸のC_1〜C_2のアルキルエステル、およ
    びアクリル酸もしくはメタクリル酸のC_1〜C_2_
    0のアルキルエステルを含有する、請求項18に記載の
    方法。 20、前記硬化剤が下記のような構造を有するβ−ヒド
    ロキシアルキルアミドである請求項16に記載の方法: ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、R_1はHもしくはC_1〜C_5のアルキル
    ;R_2はH、C_1〜C_5のアルキルもしくは、▲
    数式、化学式、表等があります▼ である; ここで、R_1は上記のとおりであり、Aは、化学結合
    もしくは2〜20の炭素原子を含有する置換炭化水素基
    を含む、飽和、不飽和もしくは芳香族炭化水素基から誘
    導される一価あるいは多価の有機基であり、mは1〜2
    、nは0〜2およびm+nは少なくとも2である。 21、前記ポリエポキシドが、芳香族ポリオールのポリ
    グリシジルエーテルおよび多価アルコールのポリグリシ
    ジルエーテルからなる群から選ばれる、請求項16に記
    載の方法。
JP2243669A 1989-09-18 1990-09-12 酸官能基を有する低Tgおよび高Tgポリマーの混合物を含有する熱硬化性粉末塗料組成物 Expired - Fee Related JPH0717865B2 (ja)

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