説明

エポキシ樹脂粉体塗料

【課題】 本来の要求特性を維持しつつ、水酸化カリウムなどの電解液による劣化が起き難い絶縁皮膜を形成するエポキシ樹脂粉体塗料を提供する。
【解決手段】 エポキシ樹脂(A)、硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)、およびヒドラジド化合物(C)、を含有し、好ましくはエポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が600〜2200であり、更に前記エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、前記ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)の硬化剤当量の比率は、0.2〜0.9であり、前記エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、前記ヒドラジド化合物(C)の硬化剤当量の比率は、1.4〜2.5であることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エポキシ樹脂粉体塗料関するものである。
【背景技術】
【0002】
エポキシ樹脂粉体塗料は、電気的特性、機械的特性、熱時特性に優れており、従来の溶剤型塗料と比較して、塗料中に溶剤を含有しないため、低公害で作業環境性にも優れたものであること、塗装直後でも使用できること、多層の重ね塗りが可能で塗膜厚みを厚くできること、比較的安価であること、塗装後に余剰分の塗料を回収し再利用できることなどの利点から、電子部品、OA機器、家電製品、建材、自動車部品等の絶縁保護装飾用塗料や防錆用塗料として需要が大きい(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照。)。
【0003】
近年になり自動車部品業界では、環境対応のためハイブリッド自動車などの開発が盛んに行われている。このことから従来にない用途での部品が必要となっており、これらの新しい部品の一つとしてハイブリッド自動車などのバッテリー固定バンドが挙げられる。バッテリー固定バンドは特にハイブリッド自動車に搭載されるバッテリーボックスを固定するためのバンドである。またバッテリーボックスは金属性であるため電気的絶縁を行う必要があり、バッテリーには水酸化カリウムなどの電解液が使用されることから電解液による劣化を抑制する絶縁皮膜を形成できる絶縁材料が必要とされている。
【0004】
【非特許文献1】新保正樹著,「エポキシ樹脂ハンドブック」,日刊工業新聞社
【非特許文献2】室井宗一、石村秀一共著,「入門エポキシ樹脂」,新高分子文庫
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、本来の要求特性を維持しつつ、水酸化カリウムなどの電解液による劣化を抑制する絶縁皮膜を形成することができるエポキシ樹脂粉体塗料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このような目的は、下記の本発明(1)〜(5)により達成される。
(1)エポキシ樹脂(A)、硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)、およびヒドラジド化合物(C)、を含有することを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料。
(2)前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が600〜2200である(1)に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
(3)前記エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、前記ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)の硬化剤当量は、0.2〜0.9である(1)又は(2)に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
(4)前記エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、前記ヒドラジド化合物(C)の硬化剤当量は、1.4〜2.5である(1)〜(3)のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
(5)バッテリー固定バンドの被覆に用いられるものである、(1)〜(4)のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、水酸化カリウムなどの電解液による劣化を抑制する絶縁皮膜を形成することができるエポキシ樹脂粉体塗料を提供することができる。
また、本発明によれば、バッテリーボックスを固定する際に用いられる電解液による劣化を抑制できるバッテリー固定バンドの被覆に好適なエポキシ樹脂粉体塗料を提供することができる。
また、エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量を600〜2200とすることで、特に優れた塗装性を持つ粉体塗料とすることができる。
更に、エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)の硬化剤当量を0.2〜0.9とすることで、特に金属との密着性に優れた粉体塗料を得ることができる。
また、エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、ヒドラジド化合物(C)の硬化剤当量を1.4〜2.5とすることで、特に良好な金属密着性を維持しつつ、耐アルカリ性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明のエポキシ樹脂粉体塗料(以下、単に「粉体塗料」ということがある)は、エポキシ樹脂(A)、硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)、およびヒドラジド化合物(C)、を含有することを特徴とする。これにより、金属密着性に優れ、さらに耐アルカリ性に優れた塗膜を形成することができるエポキシ樹脂粉体塗料を得ることができる。
【0009】
本発明の粉体塗料に用いられる上記エポキシ樹脂(A)は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の臭素化型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネートなどの複素環式エポキシ樹脂のほか、脂環式型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらを単独又は併用して使用することが出来る。これらの中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂(特にビスフェノールA型エポキシ樹脂)を用いた場合は、塗膜が機械的特性、電気的特性に優れたものになり好ましい。
【0010】
上記エポキシ樹脂(A)の分子量は、特に限定されないが、数平均分子量で1200〜2900が好ましく、更に1300〜2000が好ましい。分子量が上記範囲内であると、特に塗装時の表面平滑性、強度、常温保管に優れる。
上記分子量は、例えばGPCなどで測定することができる。
【0011】
上記エポキシ樹脂のエポキシ当量は特に限定されないが、600〜2200が好ましく、更に800〜1500が好ましい。上記範囲内であると、十分な可とう性及び良好な塗装性を得ることができる。エポキシ当量が上記下限値より小さくなると塗装の際のエッジカバー性、可とう性が低下する場合がある。また上記上限値より大きくなると平滑性が低下することがある。
【0012】
上記エポキシ樹脂(A)の配合量は、特に限定されないが、上記粉体塗料全体の40〜97重量%が好ましく、更に60〜93重量%が好ましい。配合量が上記範囲内であると、特に塗装外観や耐アルカリ性に優れる。
【0013】
また、本発明の粉体塗料には、必要に応じて充填材を配合することができる。この充填材としては特に限定されないが、一般に公知のものが使用できる。例えば、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、珪酸カルシウム、タルク等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
【0014】
本発明の粉体塗料には、硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)を配合することを特徴とする。
このジシアンジアミドないしはその誘導体(B)としては、特に限定されないが、例えば、ジシアンジアミド、ジシアンジアミジン、グアニジン、ビグアニド、トリグアニド、テトラグアニド、ペンタグアニド、ビグアニジンなどが挙げられる。この中でも、ジシアンジアミドを用いると特に金属密着性および耐アルカリ性を向上させることができる。
上記ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)の配合量は特に限定されないが、エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)の硬化剤当量の比率(B/A)として、0.2〜0.9が好ましい。更に好ましくは0.4〜0.7である。上記比率が上記下限値未満では十分な密着性が得られない場合がある。また上記上限値を越えると耐アルカリ性が低下する場合がある。
【0015】
本発明の粉体塗料には、硬化剤として上記ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)と共に、ヒドラジド化合物(C)を配合することを特徴とする。
ヒドラジド化合物(C)としては特に限定されないが、例えば、イソフタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジドなどが挙げられる。この中でもアジピン酸ジヒドラジドを用いると、金属密着性および耐アルカリ性が向上するため好ましい。
上記ヒドラジド化合物(C)の配合量は特に限定されないが、エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、ヒドラジド化合物(C)の硬化剤当量の比率(C/A)を1.4〜2.5とすることが好ましい。更に好ましくは1.6〜2.1である。上記比率が上記下限値未満では、十分な耐アルカリ性が得られない場合がある。また上記上限値を越えると、十分な金属密着性が得られない場合がある。
【0016】
本発明の粉体塗料は、硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)およびヒドラジド化合物(C)を併用することを特徴とする。このことにより水酸化カリウムなどの電解液に劣化しない絶縁皮膜を形成することができる粉体塗料を提供することができる。
このメカニズムは明確ではないが、ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)は良好な金属密着性を有しており、またヒドラジド化合物(C)は優れた耐水性を有しているとされている。そのためこれらを共に使用することにより粉体塗料の水酸化カリウムなどの電解液に対する耐久性が向上するものと推測される。
【0017】
なお、本発明の粉体塗料には上記配合物のほかにも、本発明の目的を損なわない範囲内で他の成分を配合することもできる。このような成分としては着色顔料、レベリング剤、硬化促進剤などが挙げられ、例えば着色顔料としては酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック等を用いることができる。また、硬化促進剤としては例えば、イミダゾール化合物などを用いることができる。
【0018】
本発明の粉体塗料を製造する方法としては特に限定されるものではなく、粉体塗料を製造する一般的な方法を用いることができる。一例としては、所定の組成比で配合した原料成分をヘンシェルミキサーによって十分に均一混合した後、エクストルーダーなどの混練装置で溶融混合し、次いで粉砕装置により適当な粒度に粉砕、分級して得られる。
また、本発明の粉体塗料については、粉体の流動性向上のため、シリカなどの微粉末で粉体塗料粒子の表面を被覆することもできる。このような処理を行なう方法としては特に限定されないが、例えば、粉体塗料の粉砕時にシリカなどの微粉末を添加しながら混合する粉砕混合やヘンシェルミキサーなどによる乾式混合などの方法がある。
【0019】
本発明の粉体塗料は種々の用途に適用できるが、特に、バッテリー固定バンドの被覆に好適に用いることができるものである。
バッテリー固定バンドは電池ユニットの構成要素である電池パックを絶縁プレートを介してエンドプレートではさみ、更にエンドプレートを固定するために使用されるものである。このバッテリー固定バンドは、バッテリーの充放電時に電池パックが膨らみ、ユニットの寸法が変化することを抑制するためのものである。またこのバッテリー固定バンドは、万一電池パックから電解液が漏れた場合にショートしないように、絶縁が行われるのが通常である。
このようなバッテリー固定バンドの被覆に本発明の粉体塗料を用いると、金属に対する密着性が良好であるため、高い絶縁特性、機械的強度を有するとともに、水酸化カリウムなどの電解液に対する耐久性を付与することができるものである。
【実施例】
【0020】
以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0021】
1.粉体塗料の作製
原料成分を表1で示す。配合量の数字は全て重量部を示す。
【0022】
【表1】

【0023】
(実施例1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂100重量部、硬化剤としてジシアンジアミド1.5重量部、アジピン酸ジヒドラジド5重量部、イミダゾール0.5重量部を配合し、ヘンシェルミキサーにより20分間混合し、エクストルーダーを用いて混練後、粉砕装置にて粉砕して平均粒度40〜60μmの粉体塗料を得た。
【0024】
(実施例2)ジシアンジアミドを1重量部に減量した以外は、実施例1と同様にして粉体塗料を得た。
【0025】
(実施例3)ジシアンジアミドを2重量部に増量した以外は、実施例1と同様にして粉体塗料を得た。
【0026】
(実施例4)アジピン酸ジヒドラジドを4重量部に減量した以外は、実施例1と同様にして粉体塗料
を得た。
【0027】
(実施例5)アジピン酸ジヒドラジドを7重量部に増量した以外は、実施例1と同様にして粉体塗料を得た。
【0028】
(比較例1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂100重量部、硬化剤としてジシアンジアミドを単独で2.5重量部、イミダゾール0.5重量部を配合し、ヘンシェルミキサーにより20分間混合し、エクストルーダーを用いて混練後、粉砕装置にて粉砕して平均粒度40〜60μmの粉体塗料を得た。
【0029】
(比較例2)硬化剤として、アジピン酸ジヒドラジドを単独で5重量部配合した以外は、比較例1と同様にして粉体塗料を得た。
【0030】
(比較例3)硬化剤として、酸無水物を単独で8重量部配合した以外は、比較例1と同様にして粉体塗料を得た。
【0031】
(比較例4)硬化剤として、イミダゾールを単独で2重量部配合した以外は、比較例1と同様にして粉体塗料を得た。
【0032】
2.使用原材料
(1)エポキシ樹脂(A):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製・「エピコート1055」、エポキシ当量850、数平均分子量1600)
(2)ジシアンジアミドないしはその誘導体(B):ジシアンジアミド(ジャパンエポキシレジン社製)・「DICY7」
(3)ヒドラジド化合物(C):アジピン酸ジヒドラジド(日本化成社製)・「ADH」
(4)酸無水物:トリメリット酸無水物(芳香族化学品カンパニー社製)「TMA」
(5)イミダゾール:2−フェニルイミダゾール(四国化成社製)・「2PZ」
【0033】
3.塗装試料の作成方法
鋼鈑(APCC−SB:1.6×70×100mm)、に、塗膜の厚さが平坦部で約200μmとなるように流動浸漬塗装機により塗装した。硬化条件は、予熱200℃/30分間、及び、後硬化200℃/30分間で行った。
【0034】
4.評価方法
(1)耐水酸化カリウム性
上記塗装試料を用い80℃、30%水酸化カリウム水溶液中に48時間浸漬を行い、浸漬後の塗膜状態を観察した。
判定基準は、以下のとおりとした。
◎:膨れ、剥れ共に無く良好
○:剥れなく良好
×:剥れあり
【0035】
(2)機械的衝撃強度(密着性)
上記塗装試料を用い、以下のデュポン衝撃試験法に準拠して評価した。試料の塗膜上にポンチサイズ1/8インチφの球を置き、その上方から1.0kgの重りを球の上に落下させ、塗膜の割れ、アルミニウム鋼鈑及び銅鋼鈑からの塗膜の剥がれが起こらない最高落下高さをそれぞれ測定した。
【0036】
(3)ゲル化時間
実施例及び比較例で得られた粉体塗料0.1gを用い、200℃で針法に準拠して測定した。
【0037】
(4)流れ性
実施例及び比較例で得られた粉体塗料0.5gを金型に入れ、室温で10mmφの錠剤型に成形し、これを150℃の乾燥機中で30分間加熱した。加熱後の錠剤径(mm)を測定し、加熱前後の錠剤径の変化から次式により算出した。
流れ率(%)=[(加熱後の錠剤径/10)−1]×100
数値が大きいほど溶融流れ性が良好である。
【0038】
上記粉体塗料の評価結果を表2に示す。
【0039】
【表2】

【0040】
表2の結果から明らかのように、実施例1〜5は硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)と、ヒドラジド化合物(C)を併用配合した本発明の粉体塗料であり、本来の要求特性である機械的衝撃強度、ゲル化時間、流れ性を維持しつつ、優れた耐水酸化カリウム性を示す結果となった。一方、ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)と、ヒドラジド化合物(C)をそれぞれ単独で配合した比較例1と2、他の硬化剤を配合した比較例3、4はいずれも、耐水酸化カリウム性が劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明の粉体塗料は、本来の要求特性を維持しつつ、優れた耐水酸化カリウム性を有することから、この粉体塗料をバッテリー固定バンドの被覆に用いると、電解液による劣化が起こり難いため、特にハイブリッド自動車に搭載されるバッテリー用に好適である。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
エポキシ樹脂(A)、硬化剤としてジシアンジアミドないしはその誘導体(B)、およびヒドラジド化合物(C)、を含有することを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項2】
前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が600〜2200である請求項1に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項3】
前記エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、前記ジシアンジアミドないしはその誘導体(B)の硬化剤当量は、0.2〜0.9である請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項4】
前記エポキシ樹脂(A)が有するエポキシ基に対する、前記ヒドラジド化合物(C)の硬化剤当量は、1.4〜2.5である請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項5】
バッテリー固定バンドの被覆に用いられるものである、請求項1〜4のいずれかに記載のエポキシ樹脂粉体塗料。

【公開番号】特開2006−273905(P2006−273905A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−91093(P2005−91093)
【出願日】平成17年3月28日(2005.3.28)
【出願人】(000002141)住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Fターム(参考)】