JPH1180608A

JPH1180608A - 粉体塗料組成物

Info

Publication number: JPH1180608A
Application number: JP9243700A
Authority: JP
Inventors: Takao Hamatsu; 高夫浜津; Shinji Suzuki; 紳次鈴木
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリウレタン粉体塗料において、イソホロン
ジイソシアネートよりなるウレトジオン基含有重付加化
合物と特定の硬化触媒を併用することにより、低温硬化
が可能で、かつ塗膜外観に優れた粉体塗料組成物を提供
する。【解決手段】ポリエステルポリオール、アクリルポ
リオール、フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオ
ール、エポキシポリオール、ウレタンポリオールの中か
ら選ばれた１種又は２種以上のポリオール、イソホロ
ンジイソシアネートよりなるウレトジオン基含有重付加
化合物、及び、ブチルスズステアレート系、ブチルス
ズアセテート系、アセチルアセトンスズ、ジメチルスズ
オキサイドの中から選ばれた１種又は２種以上の硬化触
媒、を含む粉体塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温硬化が可能
で、塗膜外観に優れた粉体塗料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のポリウレタン粉体塗料は、主剤の
ポリオールと、硬化剤として特公昭６１−３１７４４号
公報に開示されているようなイソホロンジイソシアネー
ト（以下、ＩＰＤＩと略す）よりなるポリイソシアネー
トのＮＣＯ基を、ε−カプロラクタムのようなブロック
剤でブロックした硬化剤とからなるものが主流である。
しかし、これは、塗装焼付け時にブロック剤が飛散し、
作業環境等の点で問題がある。

【０００３】この問題を解決するために、特公昭６４−
５６２７号公報、特公平２−１６３３２号公報等には、
ブロック剤を使用しないＩＰＤＩよりなるポリウレトジ
オン型硬化剤が開示されている。これは、２モルのＮＣ
Ｏ基同士でできるウレトジオン環が、塗装焼付け時に再
び２モルのＮＣＯ基に解離し、ポリオールと反応するこ
とができるので、粉体塗料用硬化剤として使用できると
いうものである。

【０００４】しかしながら、これらの硬化剤を使用した
粉体塗料において、塗膜として十分な機械的物性や耐候
性を示すゲル分率を得るためには、１８０℃以上の焼付
け温度が必要であり、塗工コストが高くなるという問題
がある。従って、コスト面からは、低い焼付け温度で硬
化し、かつ塗膜の外観を損なわない硬化触媒を用いた粉
体塗料組成物が求められてきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリウレタ
ン粉体塗料において、従来より低い焼付け温度で十分高
いゲル分率を示し、塗膜外観も損なわない粉体塗料組成
物を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、ＩＰＤＩよりなる
ウレトジオン基含有重付加化合物を用いたポリウレタン
粉体塗料において、特定の硬化触媒を添加することによ
って、１８０℃以下の焼付け温度で高い硬化性を示す粉
体塗料組成物が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００７】即ち、本発明は、下記、、を含むこ
とを特徴とする粉体塗料組成物に関する。ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、フッ
素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、エポキシ
ポリオール、ウレタンポリオールの中から選ばれた１種
または２種以上のポリオール。イソホロンジイソシアネートよりなるウレトジオン基
含有重付加化合物。ブチルスズステアレート系、ブチルスズアセテート
系、アセチルアセトンスズ、ジメチルスズオキサイドの
中から選ばれた１種または２種以上の硬化触媒。

【０００８】以下、本発明につき詳述する。本発明に使
用するポリオールとしては、ポリエステルポリオー
ル、アクリルポリオール、フッ素ポリオール、ポリカー
ボネートポリオール、エポキシポリオール、ウレタンポ
リオール等があげられる。ポリエステルポリオールとし
ては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ダ
イマー酸、無水マレイン酸、無水フマル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸などのカルボン酸の群から選ばれた二
塩基酸の単独または混合物と、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロール
プロパン、グリセリンなどの群から選ばれた多価アルコ
ールの単独または混合物との縮合反応によって得られる
ポリエステルポリオール樹脂類、および、ε−カプロラ
クトンを多価アルコールを用いて開環重合して得られる
ようなポリカプロラクトン、さらには、ヒマシ油に代表
される、水酸基を有する脂肪族と多価アルコールとのエ
ステル類等があげられる。

【０００９】アクリルポリオールは、例えば、分子中に
１個以上の活性水素をもつ重合性モノマーと、これに共
重合可能なモノマーを共重合させることによって得られ
る。このようなものとしては、例えば、アクリル酸−２
−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロ
ピル、アクリル酸−２−ヒドロキシブチルなどの活性水
素をもつアクリル酸エステル類、メタアクリル酸−２−
ヒドロキシエチル、メタアクリル酸−２−ヒドロキシプ
ロピル、メタアクリル酸−２−ヒドロキシブチルなどの
活性水素をもつメタアクリル酸エステル類、または、グ
リセリンのアクリル酸モノエステル、あるいは、メタク
リル酸モノエステル、トリメチロールプロパンのアクリ
ル酸モノエステル、あるいは、メタアクリル酸モノエス
テル等の多価活性水素を有する（メタ）アクリル酸エス
テル類等の群から選ばれた単独または混合物と、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−２−エチル
ヘキシルなどのアクリル酸エステル類、メタアクリル酸
メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸イソプ
ロピル、メタアクリル酸−ｎ−ブチル、メタアクリル酸
イソブチル、メタアクリル酸−ｎ−ヘキシルなどのメタ
アクリル酸エステル類の群から選ばれた単独または混合
物とを、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸など
の不飽和カルボン酸、アクリルアミド、Ｎ−メチロール
アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどの不飽
和アミド、および、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビ
ニル、アクリルニトリルなどのその他の重合性モノマー
の群から選ばれた単独または混合物の存在下、あるいは
非存在下において重合させて得られるアクリルポリオー
ル樹脂類があげられる。

【００１０】フッ素ポリオールとしては、例えば、フル
オロオレフィンまたはフッ素含有ビニル単量体と水酸基
含有ビニル単量体を必須成分として、これらと共重合可
能なビニル単量体と共重合させて得られるフッ素ポリオ
ール類があげられる。エポキシポリオールとしては、例
えば、ノボラック型、β−メチルエピクロルヒドリン
型、環状オキシラン型、グリシジルエーテル型、グリシ
ジルエステル型、グリコールエーテル型、脂肪族不飽和
化合物のエポキシ化型、エポキシ化脂肪族エステル型、
多価カルボン酸エステル型、アミノグリシジル型、レゾ
ルシン型などのエポキシ樹脂類があげられる。

【００１１】ポリカーボネートポリオールとしては、例
えば、ビスフェノールＡ等のような芳香族多価アルコー
ルや１，６−ヘキサンジオール等の脂肪族・脂環族多価
アルコール類を原料として常法により得られるものがあ
げられる。また、ウレタンポリオールとしては、例え
ば、芳香族、脂肪族、脂環族のジイソシアネートと活性
水素を持つ化合物との付加反応の繰り返しで生成するポ
リマーであり、ポリマー中にウレタン結合を持ち、ポリ
マー側鎖や末端にＯＨ基を持つものをあげることができ
る。

【００１２】上記のポリオールを選択する目安として
は、室温で固体、水酸基価が２０〜３００ｍｇＫＯＨ／
ｇ、酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、ガラス転移温度４
０〜８０℃、重量平均分子量２０００〜８００００であ
る。上記に示したポリオールは１種または２種以上適宜
混合して用いることも可能である。

【００１３】本発明に使用するＩＰＤＩよりなるウレ
トジオン基含有重付加化合物とは、特公昭６４−５６２
７号公報、特公平２ー１６３３２号公報等に開示されて
いるもので、好ましい例としては、ブロック剤を使用し
ないＩＰＤＩよりなるポリウレトジオン型硬化剤、例え
ば、ヒュルス社製「ベスタゴン；ＢＦ１５４０」（商
標）等が挙げられる。

【００１４】本発明に使用するＩＰＤＩよりなるウレト
ジオン基含有重付加化合物は、本発明に使用する硬化触
媒によって、１８０℃以下でもウレトジオン環が解離
し、生成したＮＣＯ基と上記のポリオール中のＯＨ基が
ウレタン反応して、架橋が行われる。本発明に使用する
ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付加化合物の量
は、上記に示したポリオール１００重量部に対して、５
〜１００重量部が好ましい。硬化剤の量が５重量部未満
であると架橋反応が十分でなく、塗膜の耐候性、機械的
物性が低下し、１００重量部を越えると余剰の硬化剤が
残存することになり、塗膜の機械的物性等が低下する場
合がある。

【００１５】本発明に使用する硬化触媒とは、低温で
ウレトジオン環を解離することができ、かつ解離後生成
したＮＣＯ基とポリオール中のＯＨ基とのウレタン反応
も促進する効果を持つ触媒のことである。これにより１
８０℃以下の条件下において、高い硬化性を示すことが
できる。硬化触媒としては、以下のようなものがあげら
れる。ブチルスズステアレート系としては、具体的に
は、ジブチルスズジステアレート、例えば、東京ファイ
ンケミカル（株）製「ＳＳ−７００」（商標）等、ブチ
ルスズアセテート系としては、具体的には、ジブチルス
ズジアセテート、例えば、三共有機合成（株）製「ＳＣ
ＡＴー８Ｆ」（商標）等、アセチルアセトンスズ等、及
び、ジメチルスズオキサイド等である。高い硬化性（ゲ
ル分率）の目安としては、８０％以上で、これらの硬化
触媒はウレトジオン環を低温で解離させる作用がある。

【００１６】上記に示した硬化触媒は適宜混合して用い
ることも可能である。本発明に使用する硬化触媒の量
は、ポリオール１００重量部、ＩＰＤＩよりなるウレト
ジオン基含有重付加化合物５〜１００重量部に対して、
０．０１〜５重量部が好ましく、更に好ましくは０．１
〜２重量部である。硬化触媒が、０．０１重量部未満で
は、低温硬化として十分な効果を示さず、ゲル分率が十
分には上がらない。また、５重量部を越えるとゲル分率
は８０％以上を達成できるが、焼付け時に十分溶融流動
しないうちに硬化してしまうために塗膜の表面平滑性、
即ち、外観を低下させる場合がある。

【００１７】本発明の粉体塗料組成物は、上記に示した
ポリオール、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付
加化合物、及び硬化触媒の他に、顔料、着色剤、表面平
滑剤、ハジキ防止剤、発泡防止剤、光劣化防止剤、紫外
線防止剤、顔料分散剤、可塑剤、酸化防止剤、塩害防止
剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を混合
して使用できる。

【００１８】本発明の粉体塗料組成物の調整方法と塗装
方法の一例を述べる。まず、上記に示したポリオール
と、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付加化合物
と、硬化触媒とを、顔料等の上記に示した添加剤ととも
にヘンシェルミキサー等で一旦混合し、多軸押し出し機
およびニーダー等で８０〜１４０℃の温度範囲で溶融混
合させる。溶融混合された粉体塗料原料は、冷却後、粗
粉砕機と微粉砕機により、粒径が約２００μｍ以下の粉
体にする。

【００１９】粉体塗料の一般的な塗装方法は、スプレー
ガンによる静電塗装が一般的であるが、流動浸漬漕、ス
プレーコート、ロールコート、カーテンフローコート等
による塗装もなされる。粉体塗料組成物を被塗装体に付
着させた後、１８０℃以下の温度による加熱焼付けによ
り、均一な塗膜を被塗装体上に形成させる。上記の被塗
装体としては、主として金属板を挙げることができる。
金属板としては、ステンレス板、アルミニウム板、チタ
ン板、冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、クロムメッキ鋼板、
ニッケルメッキ鋼板等があり、必要に応じて金属表面を
アルカリ脱脂等による洗浄や、塗膜との密着性を上げる
ために金属表面を化成処理する。また、上記金属板は、
予め所定の成形がなされた金属成形体でもよい。金属板
以外の被塗装体としては、コンクリート製品、木材製品
及びプラスチック製品等を挙げることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、実施例によって本発明を更
に詳細に説明する。なお、ゲル分率は、１６０〜１８０
℃で焼付けた塗板を２０℃のアセトンに浸し、２４時間
後に取り出して、１００℃で１時間乾燥した後の重量か
ら酸化チタン顔料の重量を減じた値を、元の重量から酸
化チタンの重量を減じた値で除し、百分率（％）で求め
た。

【００２１】

【実施例１】ポリエステルポリオール（水酸基価＝３４
ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価＝１．１ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス
転移温度＝６０℃、重量平均分子量＝３３０００）１０
０重量部に、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付
加化合物（ヒュルス社製「ベスタゴン；ＢＦ１５４０」
（商標）、潜在ＮＣＯ％＝１５．０％）１７．０重量部
（ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０（モル比））と酸化チタンを５
８重量部、モダフローパウダー（表面平滑剤）を０．９
重量部、硬化触媒としてジブチルスズジステアレート
（東京ファインケミカル（株）製「ＳＳ−７００」（商
標））０．５重量部を配合した。

【００２２】この配合物をヘンシェルミキサーで一旦混
合した後に、二軸押し出し機で１２０℃において溶融混
合し、出てきた溶融物を１０℃のピンチローラーで冷却
し、粉体塗料組成物を得た。得られた粉体塗料組成物を
粗粉砕機と微粉砕機により粉砕し、１００メッシュで篩
った粉体をスプレーガン式粉体塗装機で燐酸亜鉛処理し
た鋼板に塗装し、１６０℃、１７０℃、１８０℃で焼付
けした。

【００２３】各ゲル分率を測定した結果、１６０℃のと
き８１％、１７０℃のとき８４％、１８０℃のとき８７
％であった。また、得られた塗膜の外観は良好であっ
た。

【００２４】

【実施例２】ポリエステルポリオール（水酸基価＝３４
ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価＝６ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移
温度＝５９℃、重量平均分子量＝２５０００）１００重
量部に、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付加化
合物（ヒュルス社製「ベスタゴン；ＢＦ１５４０」（商
標）、潜在ＮＣＯ％＝１５．０％）１７．０重量部（Ｎ
ＣＯ／ＯＨ＝１．０（モル比））と酸化チタンを５８重
量部、モダフローパウダー（表面平滑剤）を０．９重量
部、硬化触媒としてジブチルスズジアセテート（三共有
機合成（株）製「ＳＣＡＴ−８Ｆ」（商標））０．５重
量部を配合した。

【００２５】この配合物をヘンシェルミキサーで一旦混
合した後に、二軸押し出し機で１２０℃において溶融混
合し、出てきた溶融物を１０℃のピンチローラーで冷却
し、粉体塗料組成物を得た。得られた粉体塗料組成物を
粗粉砕機と微粉砕機により粉砕し、１００メッシュで篩
った粉体をスプレーガン式粉体塗装機で燐酸亜鉛処理し
た鋼板に塗装し、１６０℃、１７０℃、１８０℃で焼付
けした。

【００２６】各ゲル分率を測定した結果、１６０℃のと
き８０％、１７０℃のとき８６％、１８０℃のとき９２
％であった。また、得られた塗膜の外観は良好であっ
た。

【００２７】

【実施例３】ポリエステルポリオール（水酸基価＝３０
ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価＝０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス
転移温度＝６３℃、重量平均分子量＝５５０００）１０
０重量部に、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付
加化合物（ヒュルス社製「ベスタゴン；ＢＦ１５４０」
（商標）、潜在ＮＣＯ％＝１５．０％）１５．０重量部
（ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０（モル比））と酸化チタンを５
８重量部、モダフローパウダー（表面平滑剤）を０．９
重量部、硬化触媒としてアセチルアセトンスズ０．５重
量部を配合した。

【００２８】この配合物をヘンシェルミキサーで一旦混
合した後に、二軸押し出し機で１２０℃において溶融混
合し、出てきた溶融物を１０℃のピンチローラーで冷却
し、粉体塗料組成物を得た。得られた粉体塗料組成物を
粗粉砕機と微粉砕機により粉砕し、１００メッシュで篩
った粉体をスプレーガン式粉体塗装機で燐酸亜鉛処理し
た鋼板に塗装し、１６０℃、１７０℃、１８０℃で焼付
けした。

【００２９】各ゲル分率を測定した結果、１６０℃のと
き８０％、１７０℃のとき８５％、１８０℃のとき９１
％であった。また、得られた塗膜の外観は良好であっ
た。

【００３０】

【実施例４】ポリエステルポリオール（水酸基価＝３３
ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価＝３ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移
温度＝６４℃、重量平均分子量＝２６０００）１００重
量部に、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付加化
合物（ヒュルス社製「ベスタゴン；ＢＦ１５４０」（商
標）、潜在ＮＣＯ％＝１５．０％）１６．５重量部（Ｎ
ＣＯ／ＯＨ＝１．０（モル比））と酸化チタンを５８重
量部、モダフローパウダー（表面平滑剤）を０．９重量
部、硬化触媒としてジメチルスズオキサイド０．５重量
部を配合した。

【００３１】この配合物をヘンシェルミキサーで一旦混
合した後に、二軸押し出し機で１２０℃において溶融混
合し、出てきた溶融物を１０℃のピンチローラーで冷却
し、粉体塗料組成物を得た。得られた粉体塗料組成物を
粗粉砕機と微粉砕機により粉砕し、１００メッシュで篩
った粉体をスプレーガン式粉体塗装機で燐酸亜鉛処理し
た鋼板に塗装し、１６０℃、１７０℃、１８０℃で焼付
けした。

【００３２】各ゲル分率を測定した結果、１６０℃のと
き８２％、１７０℃のとき８６％、１８０℃のとき９３
％であった。また、得られた塗膜の外観は良好であっ
た。

【００３３】

【比較例１】ポリエステルポリオール（水酸基価＝３０
ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価＝０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス
転移温度＝６３℃、重量平均分子量＝５５０００）１０
０重量部に、ＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付
加化合物（ヒュルス社製「ベスタゴン；ＢＦ１５４０」
（商標）、潜在ＮＣＯ％＝１５．０％）１５．０重量部
（ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０（モル比））と酸化チタンを５
８重量部、モダフローパウダー（表面平滑剤）を０．９
重量部、硬化触媒としてジブチルスズジラウレート０．
５重量部を配合した。

【００３４】この配合物をヘンシェルミキサーで一旦混
合した後に、二軸押し出し機で１２０℃において溶融混
合し、出てきた溶融物を１０℃のピンチローラーで冷却
し、粉体塗料組成物を得た。得られた粉体塗料組成物を
粗粉砕機と微粉砕機により粉砕し、１００メッシュで篩
った粉体をスプレーガン式粉体塗装機で燐酸亜鉛処理し
た鋼板に塗装し、１６０℃、１７０℃、１８０℃で焼付
けした。

【００３５】各ゲル分率を測定した結果、１６０℃のと
き５０％、１７０℃のとき６２％、１８０℃のとき７８
％であった。得られた塗膜の外観は良好であったが、い
ずれも低いゲル分率であった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の粉体塗料組成物は、ポリオール
とＩＰＤＩよりなるウレトジオン基含有重付加化合物に
対して、特定の硬化触媒を使用することにより、低温で
の硬化を可能にした。得られた塗膜の外観も良好であ
り、塗膜の品質を損なうことなく焼付け温度を下げるこ
とができるので、塗工コストを削減することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｇ 18/58 Ｃ０８Ｇ 18/58 18/62 18/62 18/64 18/64 18/79 18/79

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記、、を含むことを特徴とする
粉体塗料組成物。ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、フッ
素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、エポキシ
ポリオール、ウレタンポリオールの中から選ばれた１種
または２種以上のポリオール。イソホロンジイソシアネートよりなるウレトジオン基
含有重付加化合物。ブチルスズステアレート系、ブチルスズアセテート
系、アセチルアセトンスズ、ジメチルスズオキサイドの
中から選ばれた１種または２種以上の硬化触媒。