JPH09241362A

JPH09241362A - 粉体塗料用ポリエステル樹脂及び組成物

Info

Publication number: JPH09241362A
Application number: JP8310196A
Authority: JP
Inventors: Yumi Kamiyoshi; 由美神吉; Makiko Sakai; 満喜子坂井
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-11
Also published as: JP3631841B2

Abstract

(57)【要約】【課題】実用上十分な強度を有し、耐候性に優れた塗
膜を与えるとともに、耐ブロッキング性の良好な粉体塗
料用ポリエステル樹脂及び組成物を提供する。【解決手段】極限粘度が0.15〜0.40dl/g、水酸基価が
13〜85 mgKOH/gのポリエステル樹脂であって、ポリエス
テルを構成する全酸成分の70〜99.7モル％がイソフタル
酸、 0.3〜３モル％がダイマー酸、０〜29.7モル％がテ
レフタル酸であり、アルコール成分がネオペンチルグリ
コールを主体とするものである粉体塗料用ポリエステル
樹脂及びこの樹脂にイソシアネート系硬化剤を配合した
粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実用上十分な強度を有
し、耐候性に優れた塗膜を与えるとともに、耐ブロッキ
ング性の良好な粉体塗料用ポリエステル樹脂及び組成物
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、メンテナンスフリー等の理由か
ら、耐候性の良好な塗料が求められている。粉体塗料で
は、アクリル樹脂系のものが、耐候性の良好なものとし
て知られいてる。しかしながら、アクリル樹脂系粉体塗
料は、高価であるうえ、他の塗料との相溶性が極めて悪
く、他の塗料に混入した場合、ハジキの原因となるた
め、塗装ラインを隔離しなければならないという問題が
あった。

【０００３】ポリエステル樹脂系粉体塗料には、このよ
うな問題はないが、一般に耐候性が十分でないという問
題があり、耐候性の改良された粉体塗料用ポリエステル
樹脂の開発が進められいてる。

【０００４】例えば、特開平２− 2849974号公報には、
イソフタル酸とシクロヘキサンジカルボン酸を主たる酸
成分とし、末端基が主としてカルボキシル基であるポリ
エステル樹脂に硬化剤としてトリグリシジルイソシアヌ
レートを配合した耐候性の改良された粉体塗料用ポリエ
ステル樹脂組成物が開示されている。しかし、トリグリ
シジルイソシアヌレートは、最近、変異原性等に関し、
衛生上の問題が指摘されており、使用に問題がある。

【０００５】また、特開平６−234941号公報には、イソ
フタル酸とネオペンチルグリコールを主たる構成成分と
し、末端基が主として水酸基であるポリエステル樹脂に
イソシアネート系硬化剤を配合した耐候性の改良された
粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物が開示されている。

【０００６】しかし、この樹脂組成物を用いた粉体塗料
は、実用上塗膜の強度がやや不足するという問題があっ
た。この問題を解決するために、分子量が 160〜400 程
度の脂肪族ジカルボン酸や脂肪族ジオールを共重合する
方法があるが、実用上十分な強度の塗膜とするために
は、これらの成分を多量に共重合しなければならず、樹
脂の軟化点が大幅に低下し、粉体が再固化するブロッキ
ング現象を起こし易くなるという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、実用上十分
な強度を有し、耐候性に優れた塗膜を与えるとともに、
耐ブロッキング性の良好な粉体塗料用ポリエステル樹脂
及び組成物を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、次の通りである。 (1) 極限粘度が0.15〜0.40dl/g、水酸基価が13〜85 mgK
OH/gのポリエステル樹脂であって、ポリエステルを構成
する全酸成分の70〜99.7モル％がイソフタル酸、0.3〜
３モル％がダイマー酸、０〜29.7モル％がテレフタル酸
であり、アルコール成分がネオペンチルグリコールを主
体とするものであることを特徴とする粉体塗料用ポリエ
ステル樹脂。 (2) 上記のポリエステル樹脂にイソシアネート系硬化剤
を配合した粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１０】本発明のポリエステル樹脂は、酸成分がイ
ソフタル酸70〜99.7モル％、ダイマー酸 0.3〜３モル％
及びテレフタル酸０〜29.7モル％からなり、アルコール
成分が主にネオペンチルグリコールからなるものであ
る。

【００１１】酸成分におけるイソフタル酸の割合が上記
の範囲よりも少ないか、テレフタル酸の割合が上記の範
囲よりも多いと十分な耐候性が得られない。また、ダイ
マー酸の割合が上記の範囲より少ないと強度が不十分と
なり、多すぎるとポリエステル樹脂の軟化温度が低下し
て、粉体塗料としたときブロッキングを起こし易くなる
ため、好ましくない。強度と耐ブロッキング性とを同時
に満足させるには、上記の範囲とすることが必要となる
のである。

【００１２】共重合するダイマー酸としては、炭素数36
のものが好ましい。すなわち、リノール酸、リノレン酸
等の炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化して得られるもの
で、不飽和結合を有するものをそのまま用いることもで
きるが、水素添加して用いることが好ましい。

【００１３】なお、不飽和脂肪酸の二量化反応に際して
は、二量体と共に単量体及び三量体等も生成するが、二
量体が94モル％以上で、単量体は２モル％以下、三量体
等は４モル％以下のものを用いることが好ましい。単量
体が多いと反応性が低下し、重合度が上がり難くなり、
三量体等が多いと樹脂の製造段階で三次元化し、塗膜の
平滑性が損なわれる。

【００１４】ダイマー酸は、多くの企業から市販されて
いるが、上記の条件を満足するものとしては、ヘンケル
エメリー社製「エンポール 1008」、ユニケマ社製「PRIP
OL 1009」等があり、これらは併用してもよい。

【００１５】上記のようなジカルボン酸と共に、本発明
の効果を損なわない範囲で、 (無水) フタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸などのジカルボン酸を併用しても
よい。また、ポリエステル樹脂をゲル化させない範囲
で、トリメリット酸、ピロメリット酸、トリメシン酸等
の３価以上のカルボン酸を併用してもよい。

【００１６】また、グリコール成分としては、主にネオ
ペンチルグリコールが用いられ、その割合は、グリコー
ル成分の70モル％以上であることが好ましい。ネオペン
チルグリコールが70モル％未満では、耐候性が不十分と
なる。

【００１７】ネオペンチルグリコールと共に、本発明の
効果を損なわない範囲で、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、1,４−ブタン
ジオール、1,６−ヘキサンジオール、1,４−シクロヘキ
サンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサ
イド付加物、ビスフェノールＳのエチレンオキサイド付
加物などのジオールを併用してもよい。また、ポリエス
テル樹脂をゲル化させない範囲で、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等の３価以上
のアルコールを併用してもよい。

【００１８】さらに、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カ
プロラクトン等のヒドロキシカルボン酸を少量併用して
もよい。

【００１９】本発明のポリエステル樹脂は、極限粘度が
0.15〜0.40dl/g、好ましくは0.20〜0.35dl/gのものであ
ることが必要である。ポリエステル樹脂の極限粘度が0.
15dl/gに満たないと、樹脂の軟化温度が低下して耐ブロ
ッキング性が低下したり、塗膜の強度が低下したりする
傾向にあり、0.40dl/gを超えると、樹脂の粉砕性が悪く
なる傾向がある。

【００２０】また、本発明のポリエステル樹脂は、水酸
基価が13〜85mgKOH/g 、好ましくは25〜60mgKOH/g のも
のであることが必要である。ポリエステル樹脂の水酸基
価が13mgKOH/g に満たないと、塗膜の表面に大きな凹凸
が生じて平滑性が低下する傾向にあり、85mgKOH/g を超
えると、塗膜の強度が低下する傾向にある。

【００２１】さらに、本発明のポリエステル樹脂は、軟
化温度が50〜150 ℃の範囲のものであることが好まし
い。軟化温度が50℃に満たないと、耐ブロッキング性が
劣る傾向にあり、一方、軟化温度が 150℃を超えると、
塗料製造時の混練温度を高くすることが必要となり、混
練中に樹脂と硬化剤との反応が進み、結果として塗膜の
平滑性や強度が低下する傾向がある。

【００２２】本発明のポリエステル樹脂は、上記の酸成
分とアルコール成分（それらのエステル形成性誘導体を
含む）を原料とし、常法によって、 200〜280 ℃の温度
でエステル化又はエステル交換反応を行った後、５hPa
以下の減圧下、 200〜300 ℃、好ましくは 230〜290 ℃
の温度で重縮合反応を行って高重合度のポリエステルと
し、これにアルコール成分を添加して解重合反応を行う
方法で調製することができる。

【００２３】また、常法によって、エステル化又はエス
テル交換反応を行った後、常圧下、又は50〜100hPa程度
の減圧下、 200〜300 ℃、好ましくは 220〜280 ℃の温
度で所定の極限粘度となるまで重縮合反応を行う方法に
よって調製することもできる。

【００２４】また、エステル化、エステル交換反応及び
重縮合反応において、公知の反応触媒等を用いることが
できる。

【００２５】このようにして得られたポリエステル樹脂
は、イソシアネート系硬化剤を配合して粉体塗料用樹脂
組成物とされる。

【００２６】イソシアネート系硬化剤としては、一定の
温度以下では活性を示さないブロックドイソシアネート
系硬化剤及びブロックド水添ジフェニルメタンジイソシ
アネート系硬化剤が好ましく、具体例としては、ε−カ
プロラクタムでブロックしたイソホロンジイソシアネー
ト系硬化剤であるヒュルス社製「ベスタゴンB 1530」や
ブロック剤を含有せず、イソシアネート基が自己ブロッ
クしているイソホロンジイソシアネート系硬化剤である
同社製「ベスタゴンBF 1540」、ε−カプロラクタムでブ
ロックした水添ジフェニルメタンジイソシアネート系硬
化剤であるMcWHORTER 社製「24−2430」及び「24−243
1」等が挙げられる。

【００２７】硬化剤の配合量は、ポリエステル樹脂の水
酸基量にほぼ対応する官能基量、好ましくは 0.8〜1.2
倍当量の範囲とするのが適当である。

【００２８】本発明の粉体塗料用ポリエステル樹脂組成
物は、前記のようなポリエステル樹脂及び硬化剤、さら
に、必要に応じて硬化触媒、レベリング剤、その他の添
加剤、例えば、二酸化チタン等の顔料からなる混合物を
ニーダ又はロールを用いて70〜150 ℃で混練することに
より調製することができる。

【００２９】

【実施例】次に、実施例によって、本発明を具体的に説
明する。なお、実施例中の特性値は以下の方法で求め
た。 (a) 極限粘度フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、20℃で測定した。 (b) 水酸基価無水酢酸でアセチル化した後、水酸化カリウムメタノー
ル溶液で滴定して求めた。 (c) 軟化温度 60〜100 メッシュの大きさに粉砕した樹脂を直径 2.5m
m、高さ 150mmの有底ガラス管に30mmの高さまで充填
し、樹脂充填部を油浴中に浸漬して、１℃／分の速度で
昇温し、液化し始める温度を目視で求め、軟化温度とし
た。 (d) 耐ブロッキング性粉体塗料を直径３cm、高さ７cmの有底ガラス管に４cmの
高さまで充填し、40度の恒温槽中に１週間放置した後、
ガラス管を逆さにして塗料を取り出し、塗料の状態によ
り、次のように評価した。良好：塗料に塊がないか、塊が小さく、塊が手で持ち上
げられない。不良：塗料に凝集して大きな塊があり、その塊を手で持
ち上げられる。 (e) 耐衝撃性 JIS K 5400に準じ、直径1.27cm、重量１kgの球を使用し
て求めた。 (f) 60度鏡面光沢度 JIS K 5400に準じて求めた。 (g) エリクセン JIS Z 2247に準じて求めた。（５mm以上押し出しても割
れないものが合格である。） (h) 促進耐候性 JIS K 5400に準じ、 WEL−６XS−HC−B ・ Ec型サンシャ
インウェザーメーター（スガ試験機社製）を用いて、10
00時間照射後の光沢保持率を求めた。

【００３０】実施例１〜５及び比較例１〜４表１及び表２に示した原料化合物を表１及び表２に示し
た量（モル部）でエステル化反応槽に仕込み、圧力0.05
〜1.5MPa、温度 200〜260 ℃で４時間エステル化反応を
行った。得られたエステル化物を重縮合反応槽に移送し
た後、三酸化アンチモンを４×10^-4モル／酸成分１モル
添加し、0.4hPaに減圧し、 280℃で４時間重縮合反応を
行い、極限粘度0.45dl/gのポリエステルを得た。次い
で、このポリエステルに表１及び表２に示した解重合剤
を表１及び表２に示した量（モル部）で添加し、常圧
下、 270℃で１時間解重合反応を行い、表１及び表２に
示す特性値のポリエステル樹脂を得た。得られたポリエ
ステル樹脂、ブロックドイソシアネート系硬化剤：ヒュ
ルス社製「ベスタゴンB 1530」又は「ベスタゴンBF 154
0」、ジオクチル錫マレエート系硬化触媒：三共有機合成
社製「Stann OMF 」、ブチルポリアクリレート系レベリ
ング剤：バスフ社製「アクロナール4F」、ベンゾイン及
びルチル型二酸化チタン顔料：石原産業社製CR−90を表
１及び表２に示す量（重量部）で配合し、FM 10B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（ブッス社製）を用いて 1
10℃で溶融混練し、冷却、粉砕後、 140メッシュの金網
で分級して、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静電塗装して、 180℃×20分間の条
件で焼付けを行った。塗膜の性能を評価した結果を表１
及び表２に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】実施例１〜５で得られた粉体塗料は、耐ブ
ロッキング性、塗膜の耐候性及び強度がすべて良好であ
った。これに対して、比較例１では、ダイマー酸の共重
合量が少ないため、エリクセンが低く、比較例２では、
ダイマー酸の共重合量が多いため、耐ブロッキング性が
不良であった。また、比較例３では、ダイマー酸を共重
していないため、エリクセンが低く、比較例４では、イ
ソフタル酸の共重合量が少ないため、耐候性が悪かっ
た。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、実用上十分な強度を有
し、耐候性に優れた塗膜を与えるとともに、耐ブロッキ
ング性の良好な粉体塗料用ポリエステル樹脂及び組成物
が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極限粘度が0.15〜0.40dl/g、水酸基価が
13〜85 mgKOH/gのポリエステル樹脂であって、ポリエス
テルを構成する全酸成分の70〜99.7モル％がイソフタル
酸、 0.3〜３モル％がダイマー酸、０〜29.7モル％がテ
レフタル酸であり、アルコール成分がネオペンチルグリ
コールを主体とするものであることを特徴とする粉体塗
料用ポリエステル樹脂。
【請求項２】請求項１記載のポリエステル樹脂にイソ
シアネート系硬化剤を配合した粉体塗料用ポリエステル
樹脂組成物。