JP7670250B2 - Resin composition for powder coating, powder coating, and article having coating film of said powder coating - Google Patents
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Description
本発明は、粉体塗料用樹脂組成物、粉体塗料、該粉体塗料の塗膜を有する物品に関する。The present invention relates to a resin composition for powder coating, a powder coating, and an article having a coating film of the powder coating.
近年、大気汚染等の問題から有機溶剤に対する規制が厳しくなり、環境調和型塗料が注目されている。その中でも、粉体塗料は無溶剤型塗料として環境保護の観点から脚光を浴びており、特にアクリル系粉体塗料は耐候性、耐汚染性等の塗膜性能に優れることから、アルミホイール等の自動車部品、金属外装、家電の用途に注目されている。しかしながら、粉体塗料は溶剤型塗料と比較し、塗膜の平滑性が劣るという欠点があった。In recent years, regulations on organic solvents have become stricter due to problems such as air pollution, and environmentally friendly paints have been attracting attention. Among these, powder paints have been in the spotlight as solvent-free paints from the perspective of environmental protection, and acrylic powder paints in particular have excellent coating performance such as weather resistance and stain resistance, so they have attracted attention for use in automobile parts such as aluminum wheels, metal exteriors, and home appliances. However, powder paints have the disadvantage of inferior coating film smoothness compared to solvent-based paints.
これに対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、エポキシ基含有アクリル単量体、その他共重合可能なビニル系単量体を共重合させて得られるエポキシ基含有アクリル樹脂と、エポキシ基と反応可能な官能基を有する硬化剤とを含んでなる粉体塗料が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。しかしながら、これらの粉体塗料から得られる硬化塗膜は、平滑性が改善されているものの、耐糸錆性が不十分であるという問題があった。In response to this, powder coatings have been proposed that contain epoxy-group-containing acrylic resins obtained by copolymerizing (meth)acrylic acid alkyl esters, epoxy-group-containing acrylic monomers, and other copolymerizable vinyl monomers, and curing agents that have functional groups that can react with epoxy groups (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, although the cured coating films obtained from these powder coatings have improved smoothness, they have a problem of insufficient thread rust resistance.
本発明が解決しようとする課題は、平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性に優れる硬化塗膜を得ることのできる粉体塗料用樹脂組成物、粉体塗料及び該塗料の塗膜を有する物品を提供することである。The problem that the present invention aims to solve is to provide a resin composition for powder paint, a powder paint, and an article having a coating film of said paint, which can give a cured coating film having excellent smoothness, curability, weather resistance, and thread rust resistance.
本発明者等は、上記の課題を解決するため鋭意研究した結果、特定のエポキシ基を有するアクリル単量体と、芳香環を有するビニル単量体と、その他の単量体とを必須原料とする特定のアクリル樹脂を含有する粉体塗料用樹脂組成物から得られる硬化塗膜が、平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性に優れることを見出し、発明を完成させた。As a result of intensive research conducted by the inventors to solve the above problems, they discovered that a cured coating film obtained from a resin composition for powder paint containing a specific acrylic resin whose essential raw materials are an acrylic monomer having a specific epoxy group, a vinyl monomer having an aromatic ring, and other monomers, has excellent smoothness, curability, weather resistance, and thread rust resistance, and thus completed the invention.
すなわち、本発明は、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートを含むエポキシ基を有するアクリル単量体(a1)と、芳香環を有するビニル単量体(a2)と、前記単量体(a1)及び(a2)以外の不飽和単量体(a3)とを必須原料とするアクリル樹脂(A)を含有する粉体塗料用樹脂組成物であって、前記アクリル樹脂(A)の原料である単量体成分中の3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが5~40質量%であり、前記単量体(a2)が10~40質量%であり、前記単量体(a3)が20~70質量%であり、前記アクリル樹脂(A)のエポキシ当量が450~1000g/eqであることを特徴とする粉体塗料用樹脂組成物、粉体塗料及び該塗料で塗装された物品に関する。That is, the present invention relates to a resin composition for powder coating containing an acrylic resin (A) whose essential raw materials are an acrylic monomer (a1) having an epoxy group including 3,4-epoxycyclohexylmethyl(meth)acrylate, a vinyl monomer (a2) having an aromatic ring, and an unsaturated monomer (a3) other than the monomers (a1) and (a2), wherein the monomer components that are the raw materials for the acrylic resin (A) contain 5 to 40 mass% 3,4-epoxycyclohexylmethyl(meth)acrylate, 10 to 40 mass% of the monomer (a2), and 20 to 70 mass% of the monomer (a3), and the epoxy equivalent of the acrylic resin (A) is 450 to 1000 g/eq, the powder coating, and an article coated with the coating.
本発明の粉体塗料用樹脂組成物は、平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性に優れる硬化塗膜を形成することができることから、各種物品を塗装する塗料に好適に用いることができる。The resin composition for powder coating of the present invention can form a cured coating film that has excellent smoothness, curability, weather resistance and thread rust resistance, and can therefore be suitably used in coatings for coating various articles.
本発明の粉体塗料用樹脂組成物は、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートを含むエポキシ基を有するアクリル単量体(a1)と、芳香環を有するビニル単量体(a2)と、前記単量体(a1)及び(a2)以外の不飽和単量体(a3)とを必須原料とするアクリル樹脂(A)を含有する粉体塗料用樹脂組成物であって、前記アクリル樹脂(A)の原料である単量体成分中の3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが5~40質量%であり、前記単量体(a2)が10~40質量%であり、前記単量体(a3)が20~70質量%であり、前記アクリル樹脂(A)のエポキシ当量が450~1000g/eqであるものである。The resin composition for powder coating of the present invention is a resin composition for powder coating containing an acrylic resin (A) whose essential raw materials are an acrylic monomer (a1) having an epoxy group including 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, a vinyl monomer (a2) having an aromatic ring, and an unsaturated monomer (a3) other than the monomers (a1) and (a2), in which the monomer components that are the raw materials for the acrylic resin (A) contain 5 to 40 mass% 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 10 to 40 mass% of the monomer (a2), and 20 to 70 mass% of the monomer (a3), and the epoxy equivalent of the acrylic resin (A) is 450 to 1000 g/eq.
まず、前記アクリル樹脂(A)について説明する。前記アクリル樹脂(A)はエポキシ基を有するものであるが、前記単量体(a1)と、前記単量体(a2)と、前記単量体(a3)とを共重合することにより得られる。First, the acrylic resin (A) will be described. The acrylic resin (A) has an epoxy group and is obtained by copolymerizing the monomer (a1), the monomer (a2), and the monomer (a3).
前記単量体(a1)は、エポキシ基を有する単量体であり、優れた耐糸錆性に優れる塗膜が得られることから、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートを含むことが重要であるが、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アリルグリシジルエーテル、(メタ)アリルメチルグリシジルエーテル等のその他の単量体を併用することができる。The monomer (a1) is a monomer having an epoxy group, and since a coating film having excellent filamentary rust resistance can be obtained, it is important that it contains 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, but other monomers such as, for example, glycidyl (meth)acrylate, methyl glycidyl (meth)acrylate, (meth)allyl glycidyl ether, and (meth)allyl methyl glycidyl ether can also be used in combination.
なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸とアクリル酸の一方又は両方をいい、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方又は両方をいい、「(メタ)アクリルアミド」とは、メタクリルアミドとアクリルアミドの一方又は両方をいい、「(メタ)アクリロイル基」とは、メタクリロイル基とアクリロイル基の一方又は両方をいう。In the present invention, "(meth)acrylic acid" refers to either or both of methacrylic acid and acrylic acid, "(meth)acrylate" refers to either or both of methacrylate and acrylate, "(meth)acrylamide" refers to either or both of methacrylamide and acrylamide, and "(meth)acryloyl group" refers to either or both of methacryloyl group and acryloyl group.
前記単量体(a2)は、芳香環を有するビニル単量体であり、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられるが、これらの中でも、スチレンが好ましい。なお、これらの単量体(a2)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。The monomer (a2) is a vinyl monomer having an aromatic ring, such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, divinylbenzene, etc., of which styrene is preferred. These monomers (a2) can be used alone or in combination of two or more.
前記単量体(a3)は、前記単量体(a1)及び(a2)以外の不飽和単量体であり、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-オクチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、末端に水酸基を有するラクトン変性(メタ)アクリレート等の単官能不飽和単量体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA-ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA-EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート等の2官能不飽和単量体;イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の3官能以上の不飽和単量体などが挙げられるが、これらの中でも、硬化塗膜のガラス転移温度を上げ、耐糸錆性を向上させる目的から、炭素原子数が1~4のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。なお、これらのアクリル単量体(a3)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。The monomer (a3) is an unsaturated monomer other than the monomers (a1) and (a2), and examples thereof include (meth)acrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, n-pentyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, and n-heptyl (meth)acrylate. n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N-ethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide , N-t-butyl(meth)acrylamide, N-t-octyl(meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, (meth)acrylonitrile, N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate, 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, 2-methoxyethyl(meth)acrylate, 2-hydroxyethyl(meth)acrylate, 3-hydroxypropyl(meth)acrylate, 4-hydroxy-n-butyl(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl(meth)acrylate, 2-hydroxy-n-butyl(meth)acrylate, 3-hydroxy-n-butyl(meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, glycerin mono(meth)acrylate monofunctional unsaturated monomers such as acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl phthalate, and lactone-modified (meth)acrylate having a hydroxyl group at the end; ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, dipropylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,3-butanediol di(meth)acrylate, and 1,4-butanediol di(meth)acrylate Examples of such unsaturated monomers include bifunctional unsaturated monomers such as 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, hydroxypivalic acid ester neopentyl glycol di(meth)acrylate, bisphenol A di(meth)acrylate, bisphenol A EO-modified di(meth)acrylate, and isocyanuric acid EO-modified diacrylate; and trifunctional or higher unsaturated monomers such as isocyanuric acid EO-modified triacrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolpropane EO-modified tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and dipentaerythritol penta(meth)acrylate. Of these, alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms are preferred for the purpose of increasing the glass transition temperature of the cured coating film and improving the filament rust resistance. These acrylic monomers (a3) can be used alone or in combination of two or more kinds.
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートの使用量は、前記アクリル樹脂(A)の原料である単量体成分中、5~40質量%であるが、塗膜の平滑性、硬化性がより向上することから、10~30質量%が好ましい。The amount of 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate used is 5 to 40 mass% of the monomer component that is the raw material of the acrylic resin (A), but 10 to 30 mass% is preferred because this further improves the smoothness and curing properties of the coating film.
前記単量体(a1)の使用量は、平滑性、硬化性がより向上することから、前記アクリル樹脂(A)の原料である単量体成分中、20~40質量%が好ましい。The amount of monomer (a1) used is preferably 20 to 40 mass% of the monomer components that are the raw materials for the acrylic resin (A), as this further improves smoothness and curing properties.
前記単量体(a2)の使用量は、前記アクリル樹脂(A)の原料である単量体成分中、10~40質量%であるが、塗膜の平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性がより向上することから、10~30質量%が好ましい。The amount of the monomer (a2) used is 10 to 40 mass% of the monomer component that is the raw material of the acrylic resin (A), but 10 to 30 mass% is preferred because this further improves the smoothness, curing properties, weather resistance, and thread rust resistance of the coating film.
前記単量体(a3)の使用量は、前記アクリル樹脂(A)の原料である単量体成分中、20~70質量%であるが、塗膜の平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性がより向上することから、30~70質量%が好ましい。The amount of the monomer (a3) used is 20 to 70 mass% of the monomer component that is the raw material of the acrylic resin (A), but 30 to 70 mass% is preferred because this further improves the smoothness, curing properties, weather resistance, and thread rust resistance of the coating film.
また、前記アクリル樹脂(A)のエポキシ当量は、塗膜の平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性に優れることから、450~1000g/eqであるが、480~700g/eqがより好ましい。In addition, the epoxy equivalent of the acrylic resin (A) is 450 to 1000 g/eq, but 480 to 700 g/eq is more preferable, as this provides excellent smoothness, curing properties, weather resistance, and thread rust resistance of the coating film.
また、前記アクリル樹脂(A)のガラス転移温度は、塗膜の平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性がより向上することから、60~90℃が好ましく、60~80℃がより好ましい。In addition, the glass transition temperature of the acrylic resin (A) is preferably 60 to 90°C, and more preferably 60 to 80°C, since this further improves the smoothness, curing property, weather resistance, and thread rust resistance of the coating film.
なお、本発明において、ガラス転移温度とは、
FOXの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・
(Tg:求めるべきガラス転移温度、W1:成分1の重量分率、Tg1:成分1のホモポリマーのガラス転移温度)
に従い計算により求めたものである。各成分のホモポリマーのガラス転移温度の値は、日刊工業新聞社の「粘着技術ハンドブック」またはWiley-Interscienceの「ポリマーハンドブック(Polymer Handbook)」に記載の値を採用するものとする。なお、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートのホモポリマーのガラス転移温度は35℃を採用する。
In the present invention, the glass transition temperature is
FOX formula: 1/Tg = W1/Tg1 + W2/Tg2 + ...
(Tg: glass transition temperature to be determined, W1: weight fraction of component 1, Tg1: glass transition temperature of homopolymer of component 1)
The glass transition temperature of the homopolymer of each component is calculated based on the values given in the "Adhesive Technology Handbook" published by Nikkan Kogyo Shimbun or the "Polymer Handbook" published by Wiley-Interscience. The glass transition temperature of the homopolymer of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate is 35°C.
さらに、前記アクリル樹脂(A)の数平均分子量は、溶融時の流動性と耐糸錆性に優れることから、1,000~10,000が好ましく、2,000~8,000がより好ましい。ここで、数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)測定に基づきポリスチレン換算した値である。Furthermore, the number average molecular weight of the acrylic resin (A) is preferably 1,000 to 10,000, more preferably 2,000 to 8,000, since it has excellent fluidity when melted and resistance to filamentous rust. Here, the number average molecular weight is a value converted into polystyrene based on gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as "GPC") measurement.
前記アクリル樹脂(A)を得る方法としては、前記単量体(a1)~(a3)を原料として、公知の重合方法で行うことができるが、溶液ラジカル重合法が最も簡便であることから好ましい。The acrylic resin (A) can be obtained by a known polymerization method using the monomers (a1) to (a3) as raw materials, but the solution radical polymerization method is preferred because it is the simplest.
上記の溶液ラジカル重合法は、原料である各単量体を溶剤に溶解し、重合開始剤存在下で重合反応を行う方法である。この際に用いることができる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n-ヘキサン、オクタン等の炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル等のエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。The solution radical polymerization method is a method in which each monomer, which is the raw material, is dissolved in a solvent and a polymerization reaction is carried out in the presence of a polymerization initiator. Examples of solvents that can be used in this case include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, cyclohexane, n-hexane, and octane; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and sec-butanol; ether solvents such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether; ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, and amyl acetate; and ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
前記重合開始剤としては、例えば、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド化合物;1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(tert-ブチルパーオキシ)バレレート、2,2-ビス(4,4-ジtert-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジtert-アミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジtert-ヘキシルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジtert-オクチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジクミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール化合物;クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;1,3-ビス(tert-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド化合物;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド化合物;ビス(tert-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート化合物;tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等のパーオキシエステル化合物などの有機過酸化物と、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)等のアゾ化合物とが挙げられる。 Examples of the polymerization initiator include ketone peroxide compounds such as cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, and methylcyclohexanone peroxide; 1,1-bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(tert-butylperoxy)cyclohexane, n-butyl-4,4-bis(tert-butylperoxy)valerate, and 2,2-bis(4,4-ditert-butylperoxy)cyclohexane. peroxyketal compounds such as 2,2-bis(4,4-ditert-amylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-ditert-hexylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-ditert-octylperoxycyclohexyl)propane, and 2,2-bis(4,4-dicumylperoxycyclohexyl)propane; cumene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, peroxides; dialkyl peroxide compounds such as 1,3-bis(tert-butylperoxy-m-isopropyl)benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane, diisopropylbenzene peroxide, and tert-butylcumyl peroxide; diacyl peroxide compounds such as decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, and 2,4-dichlorobenzoyl peroxide; peroxycarbonate compounds such as bis(tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate; organic peroxides such as peroxyester compounds such as tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert-butylperoxybenzoate, and 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane; and azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile and 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile).
本発明の粉体塗料用樹脂組成物は、前記アクリル樹脂(A)を含有するものであるが、塗膜物性がより向上することから、エポキシ基と反応可能な官能基を有する硬化剤(B)を含有することが好ましい。The powder coating resin composition of the present invention contains the acrylic resin (A) described above, but it is preferable that it contains a curing agent (B) having a functional group capable of reacting with an epoxy group, as this further improves the coating film properties.
前記硬化剤(B)は、エポキシ基と反応可能な官能基を有する硬化剤であり、例えば、スベリン酸、アゼライン酸、2,4-ジエチルグルタル酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、ブラシル酸、テトラデカンジカルボン酸、ペンタデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ヘプタデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、エイコサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、ブタントリカルボン酸等の多価カルボン酸化合物、これら多価カルボン酸の無水物、及び多価フェノール化合物などが挙げられる。これらの中でも、高強度の塗膜が得られることから、脂肪族多価カルボン酸化合物及びその無水物が好ましく、ドデカンジカルボン酸がより好ましい。また、これらの硬化剤(B)は単独で用いることも2種以上併用することもできる。The curing agent (B) is a curing agent having a functional group capable of reacting with an epoxy group, and examples thereof include polycarboxylic acid compounds such as suberic acid, azelaic acid, 2,4-diethylglutaric acid, sebacic acid, undecanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, brassylic acid, tetradecanedicarboxylic acid, pentadecanedicarboxylic acid, hexadecanedicarboxylic acid, heptadecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, eicosanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, and butanetricarboxylic acid, anhydrides of these polycarboxylic acids, and polyhydric phenol compounds. Among these, aliphatic polycarboxylic acid compounds and their anhydrides are preferred, and dodecanedicarboxylic acid is more preferred, since they provide a coating film with high strength. These curing agents (B) can be used alone or in combination of two or more.
本発明の粉体塗料用樹脂組成物における前記アクリル樹脂(A)と前記硬化剤(B)との配合量としては、高強度の塗膜が得られることから、前記アクリル樹脂(A)中のエポキシ基の当量数と、前記硬化剤(B)中のエポキシ基と反応可能な官能基の当量数との当量比(A/B)が、0.5~1.5が好ましく、0.8~1.2がより好ましい。In the powder coating resin composition of the present invention, the blending amounts of the acrylic resin (A) and the curing agent (B) are such that a coating film with high strength can be obtained, and therefore the equivalent ratio (A/B) between the number of equivalents of epoxy groups in the acrylic resin (A) and the number of equivalents of functional groups capable of reacting with epoxy groups in the curing agent (B) is preferably 0.5 to 1.5, and more preferably 0.8 to 1.2.
本発明の粉体塗料用樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内で、有機系ないしは無機系の顔料をはじめ、レベリング剤、流動調整剤、消泡剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の公知慣用の種々の添加剤を添加することができる。また、焼き付け時の硬化反応を促進する目的で、触媒を添加することもできる。 Various known and commonly used additives such as organic or inorganic pigments, leveling agents, flow control agents, antifoaming agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, and antioxidants can be added to the powder coating resin composition of the present invention within the scope of the invention, without impairing the effects of the present invention. A catalyst can also be added to promote the curing reaction during baking.
本発明の粉体塗料用樹脂組成物には、塗膜の耐糸錆性を向上させるために、本発明の効果を損なわない範囲内で、シリカ及びアルコキシシラン、シランカップリング剤のような加水分解可能なシラン化合物をさらに含むことができる。なお、これらの化合物は、単独で用いることも、2種以上併用することもできる。 The powder coating resin composition of the present invention may further contain silica and hydrolyzable silane compounds such as alkoxysilanes and silane coupling agents, within the range that does not impair the effects of the present invention, in order to improve the filament rust resistance of the coating film. These compounds may be used alone or in combination of two or more kinds.
好適なシランカップリング剤の例としては、グリシジルアルコキシシランおよびアミノアルコキシシランなどが挙げられる。これらの中でも、耐糸錆性に優れる塗膜が得られることからグリシジルトリアルコキシシランが好ましく、グリシジルトリメトキシシランがより好ましい。Examples of suitable silane coupling agents include glycidylalkoxysilane and aminoalkoxysilane. Among these, glycidyltrialkoxysilane is preferred because it provides a coating film with excellent filamentary rust resistance, and glycidyltrimethoxysilane is more preferred.
前記シランカップリング剤の配合量としては、耐糸錆性に優れる塗膜が得られることから、粉体塗料用樹脂組成物中、0.01~3質量%が好ましく、0.01~1質量%がより好ましい。The amount of the silane coupling agent in the powder coating resin composition is preferably 0.01 to 3 mass%, and more preferably 0.01 to 1 mass%, since this results in a coating film with excellent resistance to filamentary rust.
本発明の粉体塗料の調製方法としては、公知慣用の種々の方法を利用することができるが、例えば、前記アクリル樹脂(A)と、前記硬化剤(B)と、必要に応じて、顔料、表面調整剤等の種々の添加剤とを混合し、次いで、それらを溶融混練したのちに、微粉砕、分級するという、いわゆる機械粉砕方式などを利用することができる。The powder coating of the present invention can be prepared by a variety of known and commonly used methods, including, for example, a method of mechanically grinding in which the acrylic resin (A), the curing agent (B), and, if necessary, various additives such as pigments and surface conditioners are mixed together, the mixture is then melt-kneaded, and then finely ground and classified.
本発明の粉体塗料は、エクステリア、家電用品、自動車用品、二輪車用品、防護柵等に塗装することが可能であるが、平滑性、硬化性、耐候性及び耐糸錆性に優れる高外観の塗膜が得られることから、アルミホイール合金部材等の金属部材への塗装に適している。The powder coating material of the present invention can be applied to exteriors, home appliances, automotive products, motorcycle products, safety fences, etc., but since it produces a coating film with a high appearance that is excellent in smoothness, curing properties, weather resistance, and thread rust resistance, it is also suitable for application to metal components such as aluminum wheel alloy components.
本発明の粉体塗料の塗装方法としては、静電粉体塗装法等の公知慣用の種々の方法が挙げられる。また、本発明の粉体塗料を塗装後、硬化塗膜とする方法としては、基材の種類や目的に応じて適宜選択することができるが、耐候性及び耐糸錆性、に優れる塗膜が得られることから、120~250℃の温度範囲で、5~30分間の範囲で焼き付けることが好ましい。また、塗装膜厚は、50~200μmの範囲が好ましい。 Methods for applying the powder coating of the present invention include various known and commonly used methods such as electrostatic powder coating. In addition, the method for forming a cured coating film after applying the powder coating of the present invention can be appropriately selected depending on the type of substrate and the purpose, but since a coating film with excellent weather resistance and filiform rust resistance can be obtained, it is preferable to bake at a temperature range of 120 to 250°C for a period of 5 to 30 minutes. In addition, the coating film thickness is preferably in the range of 50 to 200 μm.
以下に本発明を具体的な実施例を挙げてより詳細に説明する。なお、アクリル樹脂のエポキシ当量及び数平均分子量は、下記の方法で測定したものである。The present invention will be described in more detail below with reference to specific examples. The epoxy equivalent and number average molecular weight of the acrylic resin were measured by the following method.
[エポキシ当量の測定方法]
塩酸-ピリジン法により測定した。樹脂に、塩酸-ピリジン溶液25mlを加え、130℃で1時間、加熱溶解した後、フェノールフタレインを指示薬として0.1N-水酸化カリウムアルコール溶液で滴定した。消費した0.1N-水酸化カリウムアルコール溶液の量によってエポキシ当量を算出した。
[Method for measuring epoxy equivalent]
Measured by hydrochloric acid-pyridine method. 25 ml of hydrochloric acid-pyridine solution was added to the resin, and it was dissolved by heating at 130°C for 1 hour. Then, it was titrated with 0.1N potassium hydroxide alcohol solution using phenolphthalein as an indicator. The epoxy equivalent was calculated from the amount of 0.1N potassium hydroxide alcohol solution consumed.
[数平均分子量の測定方法]
GPCにより測定した。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC-8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度4mg/mLのテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の単分散ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
[Method for measuring number average molecular weight]
Measured by GPC.
Measurement device: High-speed GPC device ("HLC-8220GPC" manufactured by Tosoh Corporation)
Column: The following columns manufactured by Tosoh Corporation were used, connected in series.
"TSKgel G5000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G4000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G3000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 "TSKgel G2000" (7.8mm I.D. x 30cm) x 1 Detector: RI (differential refractometer)
Column temperature: 40°C
Eluent: tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0 mL/min Injection volume: 100 μL (sample concentration 4 mg/mL in tetrahydrofuran solution)
Standard sample: A calibration curve was prepared using the following monodisperse polystyrene.
(単分散ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-550」
(Monodisperse polystyrene)
"TSKgel Standard Polystyrene A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-128" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-288" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-550" manufactured by Tosoh Corporation
(合成例1:アクリル樹脂(A-1)の合成)
攪拌機、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、キシレン67質量部を仕込んで、窒素雰囲気下に135℃まで昇温した。そこへ、スチレン(以下、「St」と略記する。)20質量部、メチルメタクリレート(以下、「MMA」と略記する。)40質量部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(以下、「ECHMMA」と略記する。)40質量部、およびt-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート6.0質量部からなる混合物を6時間に亘って滴下し、滴下終了後も同温度に6時間保持して重合反応を行い、しかる後160℃で20mmHgの減圧下に溶剤をのぞき、数平均分子量3,000、ガラス転移温度73℃、エポキシ当量490g/eqなる固形のアクリル樹脂(A-1)を得た。
(Synthesis Example 1: Synthesis of acrylic resin (A-1))
A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser, and a nitrogen gas inlet was charged with 67 parts by mass of xylene, and the temperature was raised to 135° C. under a nitrogen atmosphere. A mixture consisting of 20 parts by mass of styrene (hereinafter abbreviated as “St”), 40 parts by mass of methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “MMA”), 40 parts by mass of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “ECHMMA”), and 6.0 parts by mass of t-butylperoxy 2-ethylhexanoate was added dropwise thereto over 6 hours, and the temperature was maintained for 6 hours after the end of the dropwise addition to carry out a polymerization reaction. Thereafter, the solvent was removed under a reduced pressure of 20 mmHg at 160° C. to obtain a solid acrylic resin (A-1) having a number average molecular weight of 3,000, a glass transition temperature of 73° C., and an epoxy equivalent of 490 g/eq.
(合成例2:アクリル樹脂(A-2)の合成)
単量体及び重合開始剤の組成を、St 15質量部、MMA 35質量部、ブチルメタクリレート(以下、「BMA」と略記する。)20質量部、ECHMMA 30質量部、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート 4.0質量部に変更した以外は合成例1と同様に操作することにより、数平均分子量4000、ガラス転移温度62℃、エポキシ当量650g/eqなる固形のアクリル樹脂(A-2)を得た。
(Synthesis Example 2: Synthesis of acrylic resin (A-2))
A solid acrylic resin (A-2) having a number average molecular weight of 4,000, a glass transition temperature of 62° C., and an epoxy equivalent of 650 g/eq was obtained by the same operation as in Synthesis Example 1, except that the composition of the monomers and polymerization initiator was changed to 15 parts by mass of St, 35 parts by mass of MMA, 20 parts by mass of butyl methacrylate (hereinafter, abbreviated as "BMA"), 30 parts by mass of ECHMMA, and 4.0 parts by mass of t-butylperoxy 2-ethylhexanoate.
(合成例3:アクリル樹脂(A-3)の合成)
単量体及び重合開始剤の組成を、St 30質量部、MMA 25質量部、BMA 15質量部、ECHMMA 20質量部、グリシジルメタクリレート(以下、「GMA」と略記する。)10質量部、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート 8.0質量部に変更した以外は合成例1と同様に操作することにより、数平均分子量2500、ガラス転移温度67℃、エポキシ当量580g/eqなる固形のアクリル樹脂(A-3)を得た。
(Synthesis Example 3: Synthesis of acrylic resin (A-3))
A solid acrylic resin (A-3) having a number average molecular weight of 2,500, a glass transition temperature of 67° C., and an epoxy equivalent of 580 g/eq was obtained by the same operation as in Synthesis Example 1, except that the composition of the monomers and polymerization initiator was changed to 30 parts by mass of St, 25 parts by mass of MMA, 15 parts by mass of BMA, 20 parts by mass of ECHMMA, 10 parts by mass of glycidyl methacrylate (hereinafter, abbreviated as “GMA”), and 8.0 parts by mass of t-butylperoxy 2-ethylhexanoate.
(合成例4:アクリル樹脂(A-4)の合成)
単量体の組成を、St 10質量部、MMA 40質量部、BMA 20質量部、ECHMMA 10質量部、GMA 20質量部に変更した以外は合成例1と同様に操作することにより、数平均分子量3000、ガラス転移温度65℃、エポキシ当量520g/eqなる固形のアクリル樹脂(A-4)を得た。
(Synthesis Example 4: Synthesis of acrylic resin (A-4))
A solid acrylic resin (A-4) having a number average molecular weight of 3,000, a glass transition temperature of 65° C., and an epoxy equivalent of 520 g/eq was obtained by the same operation as in Synthesis Example 1, except that the monomer composition was changed to 10 parts by mass of St, 40 parts by mass of MMA, 20 parts by mass of BMA, 10 parts by mass of ECHMMA, and 20 parts by mass of GMA.
(合成例5:アクリル樹脂(RA-1)の合成)
単量体の組成を、St 15質量部、MMA 35質量部、BMA 20質量部、GMA 30質量部に変更した以外は合成例1と同様に操作することにより、数平均分子量3000、ガラス転移温度66℃、エポキシ当量470g/eqなる固形のアクリル樹脂(RA-1)を得た。
(Synthesis Example 5: Synthesis of acrylic resin (RA-1))
A solid acrylic resin (RA-1) having a number average molecular weight of 3,000, a glass transition temperature of 66° C., and an epoxy equivalent of 470 g/eq was obtained by the same procedure as in Synthesis Example 1, except that the monomer composition was changed to 15 parts by mass of St, 35 parts by mass of MMA, 20 parts by mass of BMA, and 30 parts by mass of GMA.
(合成例5:アクリル樹脂(RA-2)の合成)
単量体の組成を、St 15質量部、MMA 30質量部、BMA 10質量部、ECHMMA 30質量部、GMA 15質量部に変更した以外は合成例1と同様に操作することにより、数平均分子量3000、ガラス転移温度62℃、エポキシ当量390g/eqなる固形のアクリル樹脂(RA-2)を得た。
(Synthesis Example 5: Synthesis of acrylic resin (RA-2))
A solid acrylic resin (RA-2) having a number average molecular weight of 3,000, a glass transition temperature of 62° C., and an epoxy equivalent of 390 g/eq was obtained by the same operation as in Synthesis Example 1, except that the monomer composition was changed to 15 parts by mass of St, 30 parts by mass of MMA, 10 parts by mass of BMA, 30 parts by mass of ECHMMA, and 15 parts by mass of GMA.
上記の合成例1~4で合成したアクリル樹脂(A-1)~(A-4)及び(RA-1)~(RA-2)の単量体組成を表1に示す。The monomer compositions of the acrylic resins (A-1) to (A-4) and (RA-1) to (RA-2) synthesized in Synthesis Examples 1 to 4 above are shown in Table 1.
(実施例1:粉体塗料(1)の製造及び評価)
合成例1で得たアクリル樹脂(A-1)85.0質量部、ドデカンジカルボン酸(以下、「DDDA」と略記する。)15.0質量部、ベンゾイン0.5質量部及びレベリング剤(ESTRON製「レジフローLF」)0.3質量部を配合した樹脂組成物を、二軸混練機(ツバコー横浜販売株式会社製「APV・ニーダーMP-2015型」)を使用して溶融混練した後、微粉砕し、さらに、200メッシュの金網で分級し、粉体塗料(1)を得た。
(Example 1: Production and evaluation of powder coating material (1))
A resin composition containing 85.0 parts by mass of the acrylic resin (A-1) obtained in Synthesis Example 1, 15.0 parts by mass of dodecanedicarboxylic acid (hereinafter abbreviated as "DDDA"), 0.5 parts by mass of benzoin, and 0.3 parts by mass of a leveling agent ("Resiflow LF" manufactured by ESTRON) was melt-kneaded using a twin-screw kneader ("APV Kneader MP-2015" manufactured by TSUBACO Yokohama Sales Co., Ltd.), and then finely pulverized and further classified using a 200-mesh wire screen to obtain a powder coating material (1).
[評価用硬化塗膜の作製]
上記で得た粉体塗料を未処理アルミ板(A-1050P)(7cm×15cm)に、焼き付け後の膜厚が80~120μmとなるように静電粉体塗装した後、170℃で20分間焼き付けを行い、評価用硬化塗膜を作製した。
[Preparation of cured coating film for evaluation]
The powder coating material obtained above was electrostatically powder coated onto an untreated aluminum plate (A-1050P) (7 cm x 15 cm) so that the film thickness after baking would be 80 to 120 μm, and then baked at 170° C. for 20 minutes to produce a cured coating film for evaluation.
[平滑性の評価]
上記で得た評価用硬化塗膜について、PCI(パウダーコーティングインスティチュート)による粉体塗膜の平滑性目視判定用標準板を用いて判定した。標準板は、1~10の10枚あり、数字が大きくなるに従い、平滑性が良好となる。作製した評価用硬化塗膜の平滑性がどの標準板に相当するかを目視で判定し、平滑性を評価した。
[Evaluation of smoothness]
The cured coating film for evaluation obtained above was judged using standard plates for visually judging the smoothness of powder coating films by PCI (Powder Coating Institute). There are 10 standard plates, numbered 1 to 10, with the larger the number, the better the smoothness. The smoothness of the prepared cured coating film for evaluation was judged by visual inspection to see which standard plate the film corresponded to, and the smoothness was evaluated.
[硬化性の評価]
上記で得た粉体塗料0.5gを160℃に加熱したホットプレート上に投下し、タックが無くなるまでの時間(ゲルタイム)を測定した。ゲルタイムを基に、硬化性を以下の通り判定した。
〇:ゲルタイムが160秒未満
△:ゲルタイムが160秒以上200秒未満
×:ゲルタイムが200秒以上
[Evaluation of Curability]
0.5 g of the powder coating material obtained above was dropped onto a hot plate heated to 160° C., and the time until the tack disappeared (gel time) was measured. Based on the gel time, the curability was evaluated as follows.
◯: Gel time is less than 160 seconds △: Gel time is 160 seconds or more and less than 200 seconds ×: Gel time is 200 seconds or more
[耐候性の評価]
上記で得た評価用硬化塗膜を、QUV紫外線蛍光ランプ式促進耐候試験機(Q-Lab Corporation製、制御波長310nm、光照射時:0.71W/m2、60℃;湿潤時:湿度90%以上、50℃、光照射/湿潤サイクル=4時間/4時間)で1,000時間曝露した後の塗膜の鏡面反射率(光沢値)(%)を、曝露前の硬化塗膜の鏡面反射率(光沢値)に対する保持率(光沢保持率:%)〔(100×曝露後の塗膜の鏡面反射率)/(曝露前の硬化塗膜の鏡面反射率)〕で評価した。保持率の値が大きいほど耐候性が良好であることを示す。鏡面反射率はBYK株式会社製のマイクロトリグロスを用いて測定した。
〇:光沢保持率80%以上
△:光沢保持率70%以上80%未満
×:光沢保持率70%未満
[Weather resistance evaluation]
The cured coating film for evaluation obtained above was exposed for 1,000 hours using a QUV ultraviolet fluorescent lamp type accelerated weathering tester (manufactured by Q-Lab Corporation, controlled wavelength 310 nm, light irradiation: 0.71 W/m2, 60°C; wet: humidity 90% or more, 50°C, light irradiation/wetting cycle = 4 hours/4 hours), and the specular reflectance (gloss value) (%) of the coating film after exposure was evaluated as the retention (gloss retention: %) of the specular reflectance (gloss value) of the cured coating film before exposure [(100 x specular reflectance of coating film after exposure)/(specular reflectance of cured coating film before exposure)]. A higher retention value indicates better weather resistance. The specular reflectance was measured using a Micro Trigloss manufactured by BYK Corporation.
◯: Gloss retention rate of 80% or more △: Gloss retention rate of 70% or more but less than 80% ×: Gloss retention rate of less than 70%
[耐糸錆性の評価]
上記で得た評価用硬化塗膜にカッターナイフで基材の素地に達するように13cmの直線の傷を2本入れ、CASS試験機にて次の試験を行った。温度50℃、噴霧液量1.2~1.8cc/h、噴霧圧力0.1MPaの条件下、塩水(塩化銅(II)水和物2.6g、氷酢酸10cc、並塩500gを10Lのイオン交換水に溶解し調製)を6時間噴霧する試験1と、温度60℃、湿度85%の条件下96時間放置する試験2とを1サイクルとして、合計5サイクル行った。CASS試験終了後、塗装板の傷から生じた糸錆を目視にて確認し、最長に成長した糸錆の長さをもとに、塗膜の耐糸錆性を以下の通り判定した。
〇:糸錆の最長の長さが2.0mm以下
△:糸錆の最長の長さが2.0mmを超え、3.0mm以下
×:糸錆の最長の長さが3.0mmを超える
[Evaluation of thread rust resistance]
The cured coating film obtained above was cut with a cutter knife into two straight scratches of 13 cm each so as to reach the base material of the substrate, and the following test was performed using a CASS tester. Test 1 involved spraying saltwater (prepared by dissolving 2.6 g of copper (II) chloride hydrate, 10 cc of glacial acetic acid, and 500 g of ordinary salt in 10 L of ion-exchanged water) for 6 hours under conditions of a temperature of 50°C, a spray amount of 1.2 to 1.8 cc/h, and a spray pressure of 0.1 MPa, and Test 2 involved leaving the coating for 96 hours under conditions of a temperature of 60°C and a humidity of 85%, for a total of five cycles. After the CASS test was completed, the filamentous rust that had developed from the scratches on the coated plate was visually confirmed, and the filamentous rust resistance of the coating film was judged based on the length of the longest filamentous rust that had grown, as follows:
◯: The longest length of the rust thread is 2.0 mm or less. △: The longest length of the rust thread is more than 2.0 mm and less than 3.0 mm. ×: The longest length of the rust thread is more than 3.0 mm.
(実施例2~4:粉体塗料(2)~(4)の製造及び評価)
実施例1で配合したアクリル樹脂(A-1)をアクリル樹脂(A-2)~(A-4)に変更した以外は、実施例1と同様に操作することにより、粉体塗料(2)~(4)を調製し、各種物性を評価した。
(Examples 2 to 4: Production and evaluation of powder coating materials (2) to (4))
Powder coating materials (2) to (4) were prepared in the same manner as in Example 1, except that the acrylic resin (A-1) blended in Example 1 was changed to acrylic resins (A-2) to (A-4), and various physical properties were evaluated.
(比較例1~2:粉体塗料(R1)~(R2)の製造及び評価)
実施例1で配合したアクリル樹脂(A-1)をアクリル樹脂(RA-1)~(RA-2)に変更した以外は、実施例1と同様に操作することにより、粉体塗料(R1)~(R2)を調製し、各種物性を評価した。
(Comparative Examples 1-2: Production and Evaluation of Powder Coatings (R1)-(R2))
Powder coating materials (R1) to (R2) were prepared in the same manner as in Example 1, except that the acrylic resin (A-1) compounded in Example 1 was changed to acrylic resins (RA-1) to (RA-2), and various physical properties were evaluated.
上記の実施例1~4で得た粉体塗料(1)~(4)、及び比較例1~2で得た粉体塗料(R1)~(R2)の配合組成及び評価結果を表2に示す。The formulations and evaluation results of the powder coatings (1) to (4) obtained in Examples 1 to 4 above, and the powder coatings (R1) to (R2) obtained in Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 2.
実施例1~4の本発明の粉体塗料用樹脂組成物から得られる硬化塗膜は、平滑性、硬化性、耐候性、及び耐糸錆性耐候性に優れることが確認された。It was confirmed that the cured coating films obtained from the powder coating resin compositions of the present invention in Examples 1 to 4 have excellent smoothness, curability, weather resistance, and filament rust resistance.
一方、比較例1は、アクリル樹脂の単量体原料として、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートを使用しなかった例であるが、塗膜の耐糸錆性が不十分であることが確認された。On the other hand, in Comparative Example 1, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate was not used as the monomer raw material for the acrylic resin, and it was confirmed that the filament rust resistance of the coating film was insufficient.
また、比較例2は、アクリル樹脂のエポキシ当量が450g/eqを下回っている例であるが、塗膜の耐糸錆性が不十分であることが確認された。 In addition, Comparative Example 2 is an example in which the epoxy equivalent of the acrylic resin is below 450 g/eq, and it was confirmed that the coating film had insufficient resistance to filamentous rust.
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