説明

粉体塗料用樹脂組成物

【課題】 粉体塗料としたとき、焼き付け硬化後の塗膜の光沢および表面平滑性等の塗膜の基本特性に優れた粉体塗料用樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 スチレン系モノマー(a)、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)、および必用によりその他のモノマー(c)を構成単位とするスチレン・アクリル樹脂(A)と、エチレン性不飽和基を有する反応性希釈剤(B)からなることを特徴とする粉体塗料用樹脂組成物を用いる。(B)としては、ポリオールのモノもしくはポリ(メタ)アクリレートが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は粉体塗料用樹脂組成物、およびそれを用いた粉体塗料に関する。
【背景技術】
【0002】
有機溶剤に対するVOC規制等の環境保護の観点から、粉体塗料は注目を浴びている。ところが、粉体塗料は溶剤系塗料に比較して硬化塗膜の平滑性が劣るという問題があり、このため用途が限定されている。この問題を解決する方法として、平均粒径が8〜20μmの不定形粒子と平均粒径が7μm以下の球状粒子を併用し、球状粒子が不定形粒子の隙間を埋め、粉体塗料の溶融の過程で粒子間の空気を塗膜外に排出しやすくすることで、平滑性に優れた塗膜を形成する方法(例えば、特許文献1参照)等が提案されている。
【特許文献1】特開平10−17792号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記の方法では、球状粒子が微粒子のため静電塗装時に粒子間の反発が起こりやすく、球状粒子の塗着効率が低下し、結果として塗装後の塗膜に所定量の球状粒子を含有させることができないため、依然として塗膜の平滑性の改良には至っていない。本発明の目的は、粉体塗料としたときに、焼き付け硬化後の塗膜の光沢および表面平滑性等の塗膜の基本特性に優れた粉体塗料用樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、スチレン系モノマー(a)、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)、および必用によりその他のモノマー(c)を構成単位とするスチレン・アクリル樹脂(A)と、エチレン性不飽和基を有する反応性希釈剤(B)からなることを特徴とする粉体塗料用樹脂組成物;並びに、この樹脂組成物と、レベリング剤、着色剤、酸化防止剤、および可塑剤からなる群から選ばれる1種以上の添加剤からなる粉体塗料;である。
【発明の効果】
【0005】
本発明の粉体塗料用樹脂組成物、およびそれを用いた本発明の粉体塗料は、焼き付け後の硬化塗膜の光沢および表面平滑性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明を詳述する。
本発明の粉体塗料用樹脂組成物に用いるスチレン・アクリル樹脂(A)は、1種以上のスチレン系モノマー(a)と、1種以上の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)を必須成分とし、必要によりその他のモノマー(c)を共重合して得られる、これらのモノマーを構成単位とする樹脂である。ここで、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとは、アクリル酸エステル系モノマーおよび/またはメタアクリル酸エステル系モノマーを意味し、以下同様の記載法を用いる。
モノマーの具体例としては次のものが挙げられる。
【0007】
(a)スチレン系モノマー
スチレン、置換基の炭素数が1〜7のハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換スチレン(たとえばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、ジビニルベンゼン)、炭素数8〜15の水酸基含有スチレン化合物〔ヒドロキシスチレンなど〕等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。好ましくはスチレンである。
【0008】
(b)(メタ)アクリル酸エステル系モノマー
(b−1)アルキル(メタ)アクリレート
炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート
【0009】
(b−2)エポキシ基含有モノマー
炭素数6〜15のエポキシ基含有(メタ)アクリレート、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート
【0010】
(b−3)アミノ基含有モノマー
・炭素数5〜15の1級、2級アミノ基含有(メタ)アクリレート〔アミノアルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリレート、例えばアミノエチル(メタ)アクリレート;アルキル(炭素数1〜6)アミノアルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリレート、例えばt−ブチルアミノエチルメタクリレートなど〕
【0011】
(b−4)イソシアネート基含有(メタ)アクリル系モノマー
イソシアネートアルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリレート、例えばイソシアネートエチル(メタ)アクリレート
【0012】
(b−5)水酸基含有モノマー
(1)ヒドロキシアルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリレート〔ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなど〕
(2)ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(炭素数2〜4)鎖を有する水酸基含有モノマー〔ポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート[ポリ(n=10)オキシエチレンモノ(メタ)アクリレートなど]〕
【0013】
(b−6)(ポリ)(n=1〜30)オキシアルキレン(炭素数2〜4)鎖を有するモノマー
ポリアルキレングリコール(数平均分子量100〜1,000)ジ(メタ)アクリレート、例えばポリエチレングリコール(数平均分子量300)ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(数平均分子量500)ジ(メタ)アクリレート;ポリオキシアルキレンモノオール、例えばポリオキシアルキレンアルキル(炭素数1〜18)エーテル(メタ)アクリレート〔メチルアルコールエチレンオキサイド(以下EOと略記する)10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレート〕
【0014】
(b−7)ジアルキル(炭素数1〜4)アミノアルキル(炭素数1〜4)含有モノマー
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4級アンモニウム基含有(メタ)アクリレート〔ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの3級アミン基含有(メタ)アクリレートの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネートなどの4級化剤を用いて4級化したもの)〕、メチル−α−アセトアミノアクリレートなど
【0015】
これら(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)のうち、好ましくは、(b−1)、(b−2)、および(b−5)であり、さらに好ましくは、アルキル(炭素数1〜4)(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、およびヒドロキシアルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリレートであり、とくに好ましくは、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、およびヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。
【0016】
(c)その他のモノマー
(c−1)カルボキシル基含有ビニルモノマー
・モノカルボン酸〔炭素数3〜15、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸〕
・ジカルボン酸〔炭素数4〜15、例えば(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸〕
・ジカルボン酸モノエステル〔上記ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜8またはそれ以上)エステル、例えばマレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、シトラコン酸モノアルキルエステル;イタコン酸モノアルキル(炭素数1〜8またはそれ以上)エステルなど〕
【0017】
(c−2)アミノ基含有アリルモノマー
・炭素数3〜10のアミノ基含有アリル化合物〔(メタ)アリルアミンなど〕
・アリルアミン化合物〔炭素数3〜15、例えば(メタ)アリルアミン、ジアリルアミン〕、クロチルアミン
【0018】
(c−3)(メタ)アクリルアミドモノマー
・炭素数5〜10のアミノ基含有アクリルアミド〔N−アミノアルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリルアミド、例えばN−アミノエチル(メタ)アクリルアミドなど〕
・炭素数4〜10の水酸基含有(メタ)アクリルアミド〔N−メチロール(メタ)アクリルアミドなど〕
【0019】
(c−4)炭素数5〜12の不飽和カルボン酸のエステル
ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(炭素数2〜4)不飽和カルボン酸(ジ)エステル[ポリ(n=10)オキシエチレンマレイン酸(ジ)エステルなど]
【0020】
(c−5)水酸基含有モノマー
・炭素数3〜8のアルコール〔(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1,4−ジオールなど〕
・炭素数5〜20の水酸基含有エーテル〔ヒドロキシアルキル(炭素数1〜6)アルケニル(炭素数3〜6)エーテル、例えば2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、多価アルコール(後述の(C4)など)のアリルエーテル、例えば蔗糖アリルエーテルなど〕
【0021】
(c−6)加水分解性シリル基含有ビニルモノマー
・炭素数5〜40のビニル〔アルキル(炭素数1〜6)〕アルコキシ(炭素数1〜12)シラン〔ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなど〕
・炭素数6〜40の(メタ)アクリロキシアルコキシ(炭素数1〜12)シラン〔γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなど〕
【0022】
(c−7)ビニル炭化水素
・脂肪族ビニル炭化水素:炭素数2〜18またはそれ以上のオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、前記以外のα−オレフィン;炭素数4〜10またはそれ以上のジエン、例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン
・脂環式ビニル炭化水素:炭素数4〜18またはそれ以上の環状不飽和化合物、例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、インデン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン
【0023】
(c−8)燐酸基含有ビニルモノマー
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)燐酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、フェニル−2−アクリロキシエチルホスフェート;(メタ)アクリル酸アルキル(炭素数2〜4)ホスホン酸、例えば2−アクリロキシエチルホスホン酸;並びに上記のアニオン系ビニルモノマーのアルカリ金属(ナトリウム、カリウムなど)塩、アルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウムなど)、アミン〔炭素数1〜8の1級、2級、3級アミン(エチルアミン、ジプロピルアミン、トリエチルアミンなど)、炭素数2〜12のアルカノールアミン(エタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミンなど)など〕塩もしくはアンモニウム塩
【0024】
(c−9)含窒素ビニルモノマー
(c−9−1)アミド基含有ビニルモノマー
・炭素数3〜20の(メタ)アクリルアミド化合物、例えば(メタ)アクリルアミド;N−アルキル(炭素数1〜6)(メタ)アクリルアミド、例えばN−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド;N,N−ジアルキル(炭素数1〜6)もしくはジアラルキル(炭素数7〜15)(メタ)アクリルアミド、例えばN,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド
・上記(メタ)アクリルアミド化合物を除く、炭素数4〜20のアミド基含有ビニル化合物、例えばメタクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、桂皮酸アミド、環状アミド(N−ビニルピロリドンなど)、4級アンモニウム基含有ビニル化合物〔ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドなどの3級アミン基含有ビニル化合物の4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネートなどの4級化剤を用いて4級化したもの)〕
(c−9−2)複素環含有ビニル化合物
ピリジン化合物(炭素数7〜14、例えば4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン)、イミダゾール化合物(炭素数5〜12、例えばN−ビニルイミダゾール)、ピロール化合物(炭素数6〜13のN−ビニルピロールなど)
(c−9−3)ニトリル基含有ビニル化合物
炭素数3〜15のニトリル基含有ビニル化合物、例えば(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアルキル(炭素数1〜4)アクリレート
(c−9−4)その他ビニル化合物
ニトロ基含有ビニル化合物(炭素数8〜16、例えばニトロスチレン)など
【0025】
(c−10)ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン、サルファイド基含有モノマー
(c−10−1) ビニルエステル
・脂肪族ビニルエステル(炭素数4〜15、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート)
・芳香族ビニルエステル(炭素数9〜20、例えばジアリルフタレート、メチル−4−ビニルベンゾエート、アセトキシスチレン)
(c−10−2)ビニルエーテル
・脂肪族ビニルエーテル(炭素数3〜15、ビニルアルキル(炭素数1〜10)エーテル、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシルエーテル;ビニルアルコキシ(炭素数1〜6)アルキル(炭素数1〜4)エーテル、例えばビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル−2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、ビニル−2−エチルメルカプトエチルエーテル、ポリ(2〜4)(メタ)アリロキシアルカン(炭素数2〜6)[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタンなど])
・芳香族ビニルエーテル(炭素数8〜20、例えばビニルフェニルエーテル、フェノキシスチレン)
(c−10−3)ビニルケトン
・脂肪族ビニルケトン(炭素数4〜25、例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン)
・芳香族ビニルケトン(炭素数9〜21 、例えばビニルフェニルケトン)
(c−10−4)サルファイド基含有モノマー
炭素数4〜20のサルファイド基含有モノマー、例えばジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド
【0026】
(c−11)不飽和カルボン酸ジエステル
炭素数4〜34の不飽和カルボン酸ジエステル、例えばジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数1〜22の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数1〜22の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基)、等
【0027】
(c−12)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物
(c−12−1)スルホン基含有ビニルモノマー
炭素数4〜25、例えばビニルエチルスルフォン、ジビニルスルフォン、ジビニルスルホキサイド、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、メチルビニルスルホサクシネート、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アルキル(炭素数3〜18)アリルスルホコハク酸
(c−12−2)ビニル硫酸モノエステル化物
炭素数5〜30、例えばヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)もしくはポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(炭素数2〜4;単独付加もしくはランダムおよび/またはブロック付加のいずれでもよい)(メタ)アクリレートの硫酸エステル化物[ポリ(n=5〜15)オキシプロピレンメタクリレート硫酸エステル化物など]、ポリオキシエチレン多環(2〜4またはそれ以上)フェニルエーテル硫酸エステル化合物など。
【0028】
スチレン系モノマー(a)と(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)との共重合に、必用により用いられるその他のモノマー(c)としては、好ましくは(c−1)であり、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸およびマレイン酸モノアルキルエステルである。
【0029】
スチレン・アクリル樹脂(A)を構成する、スチレン系モノマー(a)と(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)とその他のモノマー(c)との重量比〔(a)、(b)、および(c)の合計重量に対する重量%〕は、特に限定されないが、塗膜の光沢や耐候性の観点から、好ましくは、(a)/(b)/(c)=[10〜80]/[20〜90]/[0〜30]であり、さらに好ましくは、(a)/(b)/(c)=[15〜65]/[30〜80]/[0〜25]、特に好ましくは、(a)/(b)/(c)=[20〜55]/[35〜75]/[1〜20]である。
【0030】
上記ビニルモノマーの重合方法としては、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、乳化重合などの通常の重合法が挙げられる。これらの内で好ましいのは溶液重合、懸濁重合である。溶液重合としては、例えばトルエンなどの溶剤中にモノマーと重合開始剤とを滴下して重合する。懸濁重合としては、例えば予め所定濃度に調整された分散剤水溶液(濃度0.01〜2重量%)を反応容器に仕込み、ここに予め混合したモノマー、連鎖移動剤、重合開始剤および必要により硬化剤、顔料、流動性改良剤などを加え、窒素置換した後加熱し、密閉下に攪拌しながら重合を行う。この際、分散剤の種類や分散剤濃度、攪拌条件などを変えることで樹脂の粒径を制御できる。重合温度は好ましくは70〜230℃、さらに好ましくは80〜210℃である。
【0031】
本発明におけるスチレン・アクリル樹脂(A)の重量平均平均分子量(以下Mwと記載)は、粉体塗料の保存安定性と塗料の硬化塗膜の良好な平滑性の観点から、好ましくは2000〜100000、さらに好ましくは2500〜50000、特に好ましくは3000〜40000である。
また、数平均分子量(以下Mnと記載)は、同様の観点から、好ましくは1000〜50000、さらに好ましくは1200〜25000、特に好ましくは1500〜20000である。
【0032】
上記および以下においてスチレン・アクリル樹脂(A)の分子量は、テトラヒドロフラン(THF)可溶分を用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により以下の条件で測定される。
装置(一例) : 東ソー(株)製 HLC−8120
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF溶液
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 東ソー製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(Mw 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
ここでTHF可溶分とは、20℃で作成した試料の0.25重量%のTHF溶液を、目開き0.2μmのフィルターでろ過したろ液中の樹脂を意味する。
【0033】
本発明におけるスチレン・アクリル樹脂(A)のガラス転移点(以下Tgと略記)は、粉体塗料の保存安定性と塗料の硬化塗膜の良好な平滑性の観点から、好ましくは25〜120℃、さらに好ましくは30〜100℃、特に好ましくは35〜80℃、最も好ましくは40〜70℃である。
なお、上記および以下において、Tgはセイコー電子工業(株)製DSC20、SSC/580を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
【0034】
本発明において、スチレン・アクリル樹脂(A)と共に粉体塗料用樹脂組成物中に用いる、エチレン性不飽和基を有する反応性希釈剤(B)が有するエチレン性不飽和基の具体例としては、ビニル基[(メタ)アクリル基、ビニルエーテル基など]、および(メタ)アリル基などがあげられる。
【0035】
上記反応性希釈剤(B)としては、ポリオールのモノもしくはポリ(メタ)アクリレート、ビニルエーテル化合物、(メタ)アリル化合物等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
ポリオールのモノもしくはポリ(メタ)アクリレートの具体例としては、1分子中に(メタ)アクリロイル基を1個有する化合物[炭素数2〜12の脂肪族ポリオールのモノ(メタ)アクリレート〔エチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート等〕、炭素数7〜30の芳香族ポリオールのモノ(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)アクリレート等〕など];1分子中に(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物[ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(以下AOと略記する)付加物のジ(メタ)アクリレート〔ビスフェノールAの炭素数2〜4のAO付加物(AOの付加モル数1〜6、以下の(B)として用いるAO付加物についても同じ)のジ(メタ)アクリレート等〕、炭素数2〜20の2〜8価もしくはそれ以上のポリオールまたはその炭素数2〜4のAO付加物のジ(メタ)アクリレート〔エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ネオペンチルグリコールのAO付加物、またはポリアルキレンオキサイド(ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)のジ(メタ)アクリレート等〕など];1分子中に(メタ)アクリロイル基を3個以上有する化合物[炭素数3〜20の3〜8価もしくはそれ以上のポリオールまたはその炭素数2〜4のAO付加物のポリアクリレート〔トリメチロールプロパン、グリセリン、またはそれらのAO付加物のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールまたはそのAO付加物のトリ−、またはテトラ(メタ)アクリレート、ポリペンタエリスリトールまたはそのAO付加物のペンタ−、ヘキサ−、またはそれ以上の(メタ)アクリレート等〕など];およびこれらの2種以上の混合物があげられる。
【0036】
ビニルエーテル化合物の具体例としては、1分子中にビニルエーテル基を1個有する化合物[アルキル基の炭素数が1〜18のアルキルビニルエーテル〔ドデシルビニルエーテル等〕、アルキル基の炭素数が2〜18のヒドロキシアルキルビニルエーテル〔ヒドロキシブチルビニルエーテル等〕など];1分子中にビニルエーテル基を2個有する化合物[ビスフェノール類の炭素数2〜4のAO付加物のジビニルエーテル〔ビスフェノールAの炭素数2〜4のAO付加物のジビニルエーテル等〕、炭素数2〜20の2〜8価もしくはそれ以上のポリオールまたはその炭素数2〜4のAO付加物のジビニルエーテル〔ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、それらのAO付加物、またはポリアルキレンキサイドのジビニルエーテル等〕など];およびこれらの2種以上の混合物があげられる。
【0037】
(メタ)アリル化合物の具体例としては、1分子中に(メタ)アリル基を1個有する化合物[炭素数2〜12の脂肪族ポリオールのモノ(メタ)アリルエーテル〔エチレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル等〕など];1分子中に(メタ)アリル基を2個有する化合物[ビスフェノール類のAO付加物のジ(メタ)アリルエーテル〔ビスフェノールAの炭素数2〜4のAO付加物のジ(メタ)アリルエーテル等〕、炭素数2〜20の2〜8価もしくはそれ以上のポリオールまたはその炭素数2〜4のAO付加物のジ(メタ)アリルエーテル〔エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ネオペンチルグリコールのAO付加物、またはポリアルキレンオキサイド(ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)のジ(メタ)アリルエーテル等〕、ポリカルボン酸〔後述のポリカルボン酸(C1)等〕のジアリルエステル〔ジアリルフタレート等〕など];1分子中に(メタ)アリル基を3個以上有する化合物[炭素数3〜20の3〜8価もしくはそれ以上のポリオールまたはその炭素数2〜4のAO付加物のポリ(メタ)アリルエーテル〔トリメチロールプロパン、グリセリン、またはそれらのAO付加物のトリ(メタ)アリルエーテル、ペンタエリスリトールまたはそのAO付加物のトリ−、またはテトラアリルエーテル、ポリペンタエリスリトールまたはそのAO付加物のペンタ−、ヘキサ−、またはそれ以上の(メタ)アリルエーテル等〕など];およびこれらの2種以上の混合物があげられる。
【0038】
これらのうち好ましいものは、ポリオールのモノもしくはポリ(メタ)アクリレートであり、さらに好ましくは、ポリオールのポリ(メタ)アクリレートであり、特に好ましくは、ビスフェノールAのEOもしくはプロピレンオキサイド(以下POと略記する)付加物のジアクリレート、ネオペンチルグリコールのEOもしくはPO付加物のジアクリレート、トリメチロールプロパンのEOもしくはPO付加物のジアクレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、およびポリプロピレングリコールジアクリレートである。
【0039】
本発明の粉体塗料用樹脂組成物において、塗膜の強度の観点から、スチレン・アクリル樹脂(A)と反応性希釈剤(B)以外に硬化剤(C)を併用し、(A)が(C)の官能基と反応性の官能基を有するのが好ましい。
【0040】
スチレン・アクリル樹脂(A)中に反応性官能基(エポキシ基、水酸基等)を導入する方法としては、(b−2)、(b−5)等、硬化剤(C)と反応する官能基を含有するモノマーを共重合させる方法が挙げられる。(A)中の官能基を有するモノマーの構成単位の量は、好ましくは50重量%以下、さらに好ましくは5〜40重量%である。
【0041】
硬化剤(C)としては、カルボキシル基を1分子中に2個以上有するポリカルボン酸(C1)、エポキシ基を1分子中に2個以上有するもの(C2)、アミノ基を1分子中に2個以上有するもの(C3)、水酸基を1分子中に2個以上有するもの(C4)、イソシアネート基を1分子中に2個以上有するもの(C5)、加水分解性シリル基を1分子中に2個以上有するもの(C6)、ブロック化アミノ基を1分子中に2個以上有するもの(C7)、ブロック化イソシアネート基を1分子中に2個以上有するもの(C8)およびこれらの混合物などが挙げられる。具体例としては次のものが挙げられる。
【0042】
(C1):ポリカルボン酸のうち脂肪族(脂環式を含む)ジカルボン酸としては、炭素数2〜50のアルカンジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、レパルギン酸、およびセバシン酸等)、炭素数4〜50のアルケンジカルボン酸(ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、およびグルタコン酸等)、などが挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびナフタレンジカルボン酸等)などが挙げられる。
ポリカルボン酸のうち、3〜6価またはそれ以上の脂肪族(脂環式を含む)ポリカルボン酸としては、炭素数6〜36の脂肪族トリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[Mn(GPCによる、以下同じ):450〜10000](α−オレフィン/マレイン酸共重合体等)等が挙げられる。
ポリカルボン酸のうち、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、およびピロメリット酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[Mn:450〜10000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、およびスチレン/フマル酸共重合体等)等が挙げられる。
ポリカルボン酸として、これらのポリカルボン酸の、無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いてもよい。
【0043】
(C2):エポキシ基を2個以上有するものとしては、芳香族、複素環、脂環式および脂肪族ポリエポキシドが挙げられる。
【0044】
芳香族ポリエポキドとしては、芳香族ポリ(2価〜4価またはそれ以上)カルボン酸のグリシジルエステル、多価(2価〜4価またはそれ以上)フェノールもしくはそのAO(炭素数2〜4)2〜40モル付加物のグリシジルエーテル、多価フェノールグリシジルエステル、グリシジル芳香族ポリアミン及びアミノフェノールのグリシジル化物等が用いられる。
芳香族ポリカルボン酸のグリシジルエステルとしては、炭素数14〜20、例えばフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸ジグリシジルエステルが挙げられる。
多価フェノールグリシジルエーテルとしては、例えば、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、フェノールまたはクレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル等が挙げられる。
多価フェノールグリシジルエステルとしては、例えば、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル及びテレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、例えば、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン及びN,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。
さらに、エポキシドとして、p−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、およびビスフェノールAのAO(EOまたはPO2〜20モル)付加物のジグリシジルエーテル体(例えば、ビスフェノールA・EO4モル付加物のジグリシジルエーテル体等)も使用できる。
【0045】
複素環ポリエポキドとしては、トリスグリシジルメラミンが挙げられる。
脂環族ポリエポキシドとしては、例えば、ビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエール、ダイマー酸ジグリシジルエステル及び芳香族ポリエポキシドの核水添化物(例えば、ビスフェノールFジグリシジルエーテルの水添加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテの水添加物等が挙げられる。
【0046】
脂肪族ポリエポキシドとしては、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル、多価脂肪酸のポリグリシジルエステル、およびグリシジル脂肪族アミン等が用いられる。
脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルおよびポリグリセロールンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
多価脂肪酸のポリグリシジルエステルとしては、例えば、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルアジペート等が挙げられる。
グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルエチレンジアミン等が挙げられる。
【0047】
(C3):脂肪族アミン(炭素数1〜22の飽和または不飽和1級もしくは2級アミン)、脂環式アミン(炭素数5〜22の飽和または不飽和1級もしくは2級アミン)、芳香(脂肪)族アミン(炭素数6〜30の1級もしくは2級アミン)、およびこれらの混合物が挙げられる。
脂肪族アミンとしては、ジアミン(エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミンなど)、3価〜5価またはそれ以上のポリアミン(ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなど)が挙げられる。
脂環式アミンとしては、ジアミン(1,4−ヘキシレンジアミンなど)、3価〜5価またはそれ以上のポリアミンが挙げられる。
芳香(脂肪)族アミンとしては、ジアミン(1,3−および/または1,4−フェニレンジアミン、2,4−および/または2,6−トリレンジアミン、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジアミンなど)、3価〜5価またはそれ以上のポリアミンが挙げられる。
【0048】
(C4):多価アルコール[炭素数2〜30の多価アルコール、該多価アルコールのAO(炭素数2〜20、例えばEO、PO、1,2−、1,3−、2,3−もしくは1,4−ブチレンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン)付加物、2〜6価の多価フェノール化合物のAO付加物、燐系ポリオールおよびこれらの混合物]、水酸基を両末端に持つポリエステルポリオール[縮合系ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオールなど。縮合系ポリエステルポリオールとしては、ジカルボン酸(例えば、アジピン酸)とジオール(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール)との脱水縮合反応で得られるもの。]、アクリルポリオール[水酸基を有するビニルモノマー(例えば、ヒドロキシエチルメタクリレート)と他のビニルモノマー(例えば、メチル(メタ)アクリレート、スチレン、ブチル(メタ)アクリレート)を共重合したものが挙げられる。アクリルポリオールの製造方法としては、例えば、水酸基を有するアゾ系ラジカル重合開始剤と水酸基を有する連鎖移動剤共存下にラジカル重合を行う方法、水酸基含有モノマーを(共)重合させる方法などが挙げられる。]、ポリエーテルポリオール[開始剤〔例えば、水、低分子ポリオール(ジオール、トリオールなど)〕にAO(例えば、EO、PO、THF)を付加重合させて得られるものが挙げられる。]など
【0049】
(C5):2官能以上のポリイソシアネート[(i)炭素数(NCO基中の炭素を除く)2〜12の脂肪族ポリイソシアネート[エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート等の2官能イソシアネート等];(ii)炭素数(NCO基中の炭素を除く)4〜15の脂環式ポリイソシアネート[イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート等の2官能イソシアネート等];(iii)炭素数(NCO基中の炭素を除く)7〜12の芳香脂肪族ポリイソシアネート[キシリレンジイソシアネート等の2官能イソシアネート等];(iv)芳香族ポリイソシアネート[1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシアネート等の2官能イソシアネート、粗製TDI、粗製MDIなどの2官能またはそれ以上のイソシアネート];(v)上記イソシアネートの変性物〔変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDI)、ウレタン変性TDI、ビューレット変性HDI、イソシアヌレート変性HDI、イソシアヌレート変性IPDIなど〕および(i)〜(v)の2種以上の混合物が挙げられる。]、並びに上記(C3)および/または(C4)と過剰当量の前記2官能以上のポリイソシアネートとの反応物
【0050】
(C6):炭素数1〜8のアルコキシ基を有するジ−、トリ−およびテトラアルコキシシラン並びにそれらの縮合物
【0051】
(C7):(C3)のブロック化物
[ブロック化剤としてはケトン(炭素数3〜8、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)、酸無水物(炭素数4〜10、例えば無水フタル酸)などが挙げられる。]
【0052】
(C8):(C5)のブロック化物
[ブロック化剤としては、前記のもの、および2級アミン(炭素数4〜20、例えばジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン)、塩基性窒素含有化合物(炭素数4〜20、例えば、N,N−ジエチルヒドロキシアミン、2−ヒドロキシピリジン、ピリジンN−オキシド、2−メルカプトピリジン)、活性メチレン基含有化合物(炭素数5〜15、例えばマロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン)等が挙げられる。
なお、ブロック化物には、イソシアネート基が上記ブロック化剤でブロックされたものの他に、ジイソシアネートが多量化したオリゴマー(ウレトジオン型ブロック化イソシアネート基含有化合物)、例えばHDI、TDI、またはIPDIのオリゴマー(重合度2〜15)およびこれらのオリゴマーの末端イソシアネート基と前記のブロック化剤などを反応させた構造を有する化合物なども含まれる。]
【0053】
上記硬化剤(C)のうち反応性の観点から好ましいのは(C1)、(C2)、(C5)、(C6)および(C8)であり、さらに好ましいのはドデカン二酸、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメトキシシランおよびε−カプロラクタムブロック化イソホロンジイソシアネートもしくはその2〜3量体である。
【0054】
スチレン・アクリル樹脂(A)の反応性官能基/硬化剤(C)の反応性官能基の組み合わせのうち、得られる塗膜強度の観点から好ましいのは、水酸基/ブロック化イソシアネート基、エポキシ基/ブロック化イソシアネート基、およびカルボキシル基/エポキシ基の組み合わせである。
【0055】
硬化剤(C)を用いる場合、スチレン・アクリル樹脂(A)の反応性官能基と硬化剤(C)の反応性官能基の当量比は、塗膜の経時安定性の観点から、好ましくは(1/0.7)〜(1/1.4)、さらに好ましくは(1/0.8)〜(1/1.2)、特に好ましくは(1/0.9)〜(1/1.1)である。
【0056】
スチレン・アクリル樹脂(A)と硬化剤(C)の反応においては硬化触媒を用いてもよく、該硬化触媒としては、(A)と(C)の各反応性官能基の組み合わせが、例えば、水酸基/(ブロック化)イソシアネート基、あるいはエポキシ基/(ブロック化)イソシアネート基の場合は、ウレタン化反応に通常用いられる触媒〔金属触媒[スズ系(ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエートなど)、鉛系(オレイン酸鉛、ナフテン酸鉛、オクテン酸鉛など)など]、アミン系触媒[トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミンなど]など〕、カルボキシル基/エポキシ基の場合は、酸(三フッ化ホウ素など)、塩基(アミン、アルカリ土類金属水酸化物など)、塩(第4級オニウム塩など)、有機金属触媒(塩化第一スズ、テトラブチルジルコネートなど)など、水酸基/アミノ基の場合は、有機酸(パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸など)、無機酸(リン酸など)、などが挙げられる。
硬化触媒を使用する場合、その使用量は、硬化塗膜の平滑性の観点から好ましくは、塗料の全重量に基づいて1重量%以下、さらに好ましくは0.005〜0.8重量%、特に好ましくは0.01〜0.5重量%である。
【0057】
スチレン・アクリル樹脂(A)と反応性希釈剤(B)と硬化剤(C)との重量比〔(A)、(B)、および(C)の合計重量に対する重量%〕は、好ましくは(A)/(B)/(C)=[50〜98]/[2〜50]/[0〜30]であり、さらに好ましくは(A)/(B)/(C)=[60〜95]/[4〜35]/[1〜25]であり、特に好ましくは(A)/(B)/(C)=[61〜94]/[4〜31]/[2〜20]である。この範囲内であれば、本発明の効果(塗膜の光沢および表面平滑性)が、よりよく得られる。
【0058】
本発明の粉体塗料用樹脂組成物は、そのままでも塗料として用いることができるが、必要により、本発明の効果を阻害しない範囲で添加剤を加えて用いる。
本発明の粉体塗料は、本発明の粉体塗料用樹脂組成物に、レベリング剤、着色剤、酸化防止剤、および可塑剤から選ばれる1種以上の添加剤など、塗料の分野において通常用いられる添加剤を加えることにより得られる。
【0059】
レベリング剤としては、オレフィン系重合体〔Mw(GPCによる、以下同じ):500〜5,000、例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン〕、オレフィン系共重合体[Mw:500〜20,000、例えばエチレン−アクリル(アクリロニトリルなど)共重合体、エチレン−メタクリル共重合体]、(メタ)アクリル共重合体〔Mw:1,000〜20,000、例えば商品名:モダフロー[ソルーシア(株)製]〕、ポリビニルピロリドン(Mw:1,000〜20,000)、シリコーン系レベリング剤[Mw:1,000〜20,000、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリフェニルシロキサン、有機(カルボキシル、エーテル、エポキシ等)変性ポリジメチルシロキサン、フッ素化シリコーン]、低分子化合物(ベンゾインなど)およびこれらの混合物などが挙げられる。
レベリング剤の使用量は、粉体塗料の全重量に基づいて、好ましくは5%以下、さらに好ましくは0.3〜3%である。
【0060】
着色剤としては、無機顔料、有機顔料、染料などが挙げられる。
無機顔料としては、白色顔料(酸化チタン、リトポン、鉛白、亜鉛華など);コバルト化合物(オーレオリン、コバルトグリーン、セルリアンブルー、コバルトブルー、コバルトバイオレットなど);鉄化合物(酸化鉄、紺青など);クロム化合物(酸化クロム、クロム酸鉛、クロム酸バリウムなど);硫化物(硫化カドミウム、カドミウムイエロー、ウルトラマリンなど)およびこれらの混合物などが挙げられる。
有機顔料としてはアゾレーキ系、モノアゾ系、ジスアゾ系、キレートアゾ系等のアゾ顔料;ベンジイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、チオインジゴ系、ペリレン系、キノフタロン系、アンスラキノン系等の多環式顔料;およびこれらの混合物が挙げられる。
染料としてはアゾ系、アントラキノン系、インジゴイド系、硫化系、トリフェニルメタン系、ピラゾロン系、スチルベン系、ジフェニルメタン系、キサンテン系、アリザリン系、アクリジン系、キノンイミン系、チアゾール系、メチン系、ニトロ系、ニトロソ系、アニリン系およびこれらの混合物などが挙げられる。
着色剤の使用量は種類によって異なるが、粉体塗料の全重量に基づいて、好ましくは30%以下、さらに好ましくは5〜25%である。
【0061】
酸化防止剤としては、フェノール系〔2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、テトラキス[メチレン−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシハイドロシンナメート)]メタン[商品名:イルガノックス1010、チバガイギー(株)製]など〕、硫黄系[ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート(DLTDP)、ジステアリル3,3’−チオジプロピオネート(DSTDP)など]、リン系[トリフェニルホスファイト(TPP)、トリイソデシルホスファイト(TDP)など]、アミン系[オクチル化ジフェニルアミン、N−n−ブチル−p−アミノフェノール、N,N−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミンなど]およびこれらの混合物などが挙げられる。
酸化防止剤の使用量は塗料の全重量に基づいて、好ましくは5%以下、さらに好ましくは0.1〜2%である。
【0062】
可塑剤としては、芳香族カルボン酸エステル系[フタル酸エステル(ジオクチルフタレート、ジブチルフタレートなど)など]、脂肪族モノカルボン酸エステル系[メチルアセチルリシノレート、トリエチレングリコールジベンゾエートなど]、脂肪族ジカルボン酸エステル系[ジ(2−エチルヘキシル)アジペート、アジピン酸−プロピレングリコール系ポリエステルなど]、脂肪族トリカルボン酸エステル系[クエン酸エステル類(クエン酸トリエチルなど)など]、リン酸トリエステル系[トリフェニルホスフェートなど]、およびこれらの混合物などが挙げられる。
可塑剤の使用量は粉体塗料の全重量に基づいて、好ましくは20%以下、さらに好ましくは5〜15%である。
【0063】
本発明の粉体塗料に配合される上記添加剤の合計重量は、粉体塗料中に、好ましくは70重量%以下、さらに好ましくは0.1〜60重量、特に好ましくは0.3〜50重量%である。
【0064】
本発明におけるスチレン・アクリル樹脂(A)とエチレン性不飽和基を有する反応性希釈剤(B)を混合する方法は特に限定されることはなく、例えばスチレン・アクリル樹脂(A)の粉体に、エチレン性不飽和基を有する反応性希釈剤(B)を添加し、必要により上記の添加剤を加え、さらに必要により硬化剤(C)、硬化触媒等を添加して混合物とし、該混合物をヘンシェルミキサーなどでドライブレンドする方法、あるいは加熱溶融状態で混練する方法、水または溶剤(トルエン、キシレンなど)存在下で上記成分を混合後、脱水または脱溶剤する方法などが挙げられる。
ドライブレンドする方法としては特に限定されないが、容器回転式、容器固定式[機械撹拌式(ヘンシェルミキサーなど)、気流撹拌式および重力式など]が挙げられる。これらのうち小容量から大容量まで対応でき、かつ良好な混合効率の観点から好ましいのは機械撹拌式である。
【0065】
また、上記の添加剤を添加する方法としては、樹脂を合成する際に混合する方法、樹脂を合成した後溶融下に添加する溶融混練法、樹脂を一旦溶剤に溶解し、均一化後に添加剤を混合した後溶剤を留去する方法、粉体樹脂を作成した後、添加して含浸させる方法などが挙げられる。これらのうち樹脂組成に悪影響を与えず、簡便に添加できるとの観点から好ましいのは、粉体樹脂を作成した後に添加し含浸させる方法である。
【0066】
溶融混練法では加熱ロール、エクストルーダ、2軸押し出し機等の溶融混練機を用いて、スチレン・アクリル樹脂(A)の軟化温度以上で、硬化剤(C)および硬化触媒を添加する場合は、触媒作用発現温度より少なくとも10℃低い温度範囲(好ましくは60〜160℃、さらに好ましくは70〜130℃、とくに好ましくは90〜120℃)で行われる。
【実施例】
【0067】
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0068】
<樹脂製造例1>
耐圧反応器に、キシレン450部を仕込み、反応容器内の空気を窒素で置換した後、反応容器を密閉として160℃まで昇温した。ついで、スチレン/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/2−ヒドロキシルエチルメタクリレート(重量比31/48/11/10)の混合モノマー1,000部とジ−t−ブチルパーオキサイド8部の混合物を2時間かけて滴下した。さらに、同温度で2時間熟成した後、冷却し、常圧にもどした。そして170℃まで昇温しながら脱溶剤し、170℃になったところで減圧に切り替え、さらに揮発分が0.2重量%以下になるまで脱溶剤をおこない、スチレン・アクリル樹脂(A−1)を得た。(A−1)のTgは55℃、Mwは16000、Mnは5000であった。なお、上記揮発分の測定は、サンプル1.5gを内径5cmのアルミ皿に取り、温度150℃の循風乾燥機で45分乾燥させ、乾燥前後の重量変化から計算した(以下同様)。
【0069】
<樹脂製造例2>
耐圧反応器に、キシレン350部を仕込み、反応容器内の空気を窒素で置換した後、反応容器を密閉として160℃まで昇温した。ついで、スチレン/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/グリシジルメタクリレート(重量比28/39/23/10)の混合モノマー1,000部とジ−t−ブチルパーオキサイド10部の混合物を2時間かけて滴下した。さらに、同温度で2時間熟成した後、冷却し、常圧にもどした。そして170℃まで昇温しながら脱溶剤し、170℃になったところで減圧に切り替え、さらに揮発分が0.2重量%以下になるまで脱溶剤をおこない、スチレン・アクリル樹脂(A−2)を得た。(A−2)のTgは50℃、Mwは15000、Mnは4800であった。
【0070】
<樹脂製造例3>
使用する混合モノマーを、スチレン/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/2−ヒドロキシルエチルメタクリレート/マレイン酸モノブチルエステル(重量比40/15/10/15/20)1,000部とする以外は樹脂製造例1と同様に製造し、スチレン・アクリル樹脂(A−3)を得た。(A−3)のTgは53℃、Mwは16500、Mnは5200であった。
【0071】
<実施例1>
スチレン・アクリル樹脂(A−1)70部に対し、反応性希釈剤(B)としてDA−600〔ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート[三洋化成工業(株)製]〕を18部、硬化剤(C)としてIPDI−B1530〔ε−カプロラクタム・ブロックド・イソシアネート[ヒュルス(株)製]〕〕を10部、ベンゾインを1部、モダフローを1部加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕しクリア粉体塗料(D1)を得た。
粉体塗料(D1)を市販のコロナ帯電方式スプレーガンを用いて塗布時の膜厚が40〜60μmになるようにリン酸亜鉛処理鋼板標準板[日本テストパネル(株)製]に静電塗装し、160℃で40分間焼き付けを行って試験板(1)を得た。
【0072】
<実施例2>
スチレン・アクリル樹脂(A−1)90部に対し、反応性希釈剤(B)としてDA−600〔ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート[三洋化成工業(株)製]〕を8部、ベンゾインを1部、モダフローを1部加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕しクリア粉体塗料(D2)を得た。
粉体塗料(D2)を実施例1と同じ方法で焼き付けを行って試験板(2)を得た。
【0073】
<実施例3>
スチレン・アクリル樹脂(A−1)80部に対し、反応性希釈剤(B)としてDA−600〔ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート[三洋化成工業(株)製]〕を5部、硬化剤(C)としてIPDI−B1530〔ε−カプロラクタム・ブロックド・イソシアネート[ヒュルス(株)製]〕〕を13部、ベンゾインを1部、モダフローを1部加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕しクリア粉体塗料(D3)を得た。
粉体塗料(D3)を実施例1と同じ方法で焼き付けを行って試験板(3)を得た。
【0074】
<実施例4>
スチレン・アクリル樹脂(A−2)92部に対し、反応性希釈剤(B)としてDA−600〔ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート[三洋化成工業(株)製]〕を4部、硬化剤(C)として1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルを1部とIPDI−B1530〔ε−カプロラクタム・ブロックド・イソシアネート[ヒュルス(株)製]〕〕を1部、ベンゾインを1部、モダフロー1部を加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕しクリア粉体塗料(D4)を得た。
粉体塗料(D4)を実施例1と同じ方法で焼き付けを行って試験板(4)を得た。
【0075】
<実施例5>
スチレン・アクリル樹脂(A−1)60部に対し、反応性希釈剤(B)としてネオマーPA−305〔ポリプロピレングリコールジアクリレート[三洋化成工業(株)製]〕を30部、硬化剤(C)として1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルを1部とIPDI−B1530〔ε−カプロラクタム・ブロックド・イソシアネート[ヒュルス(株)製]〕〕を7部、ベンゾインを1部、モダフロー1部を加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕しクリア粉体塗料(D5)を得た。
粉体塗料(D5)を実施例1と同じ方法で焼き付けを行って試験板(5)を得た。
【0076】
<実施例6>
スチレン・アクリル樹脂(A−3)69部に対し、反応性希釈剤(B)としてネオマーPA−305〔ポリプロピレングリコールジアクリレート[三洋化成工業(株)製]〕を10部、硬化剤(C)としてIPDI−B1530〔ε−カプロラクタム・ブロックド・イソシアネート[ヒュルス(株)製]〕〕を19部、ベンゾインを1部、モダフロー1部を加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕しクリア粉体塗料(D6)を得た。
粉体塗料(D6)を実施例1と同じ方法で焼き付けを行って試験板(6)を得た。
【0077】
<比較例1>
スチレン・アクリル樹脂(A−1)96部に対し、硬化剤(C)としてIPDI−B1530〔ε−カプロラクタム・ブロックド・イソシアネート[ヒュルス(株)製]〕〕を2部、ベンゾインを1部、モダフローを1部加え、ヘンシェルミキサーにて粉体混合後、二軸押出機を用いて、100℃の温度条件下溶融混練し、冷却後、粒径20〜150μmに粉砕し比較のクリア粉体塗料(D7)を得た。
比較の粉体塗料(D7)を実施例1と同じ方法で焼き付けを行って比較試験板(1)を得た。
【0078】
評価方法
1)光沢
測定装置:MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY社製光沢計 GMX−202 60型
測定方法:試験板の5カ所の光沢を測定し、平均値をとった。
【0079】
2)平滑性
試験板を十分に明るい部屋にて斜め30〜60度の角度より観測し、塗面状態を目視判定した。
○:表面が十分に平滑であり、オレンジピールなどが確認できない
△:平滑ではあるが、オレンジピールが確認できる
×:クレーター、およびオレンジピールが確認できる
【0080】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0081】
本発明の粉体塗料用樹脂組成物は、粉体塗料としたときに、焼き付け後の硬化塗膜の光沢および表面平滑性が良好なことから、仕上がり性に優れる塗膜を得ることができ、粉体塗料として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
スチレン系モノマー(a)、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)、および必用によりその他のモノマー(c)を構成単位とするスチレン・アクリル樹脂(A)と、エチレン性不飽和基を有する反応性希釈剤(B)からなることを特徴とする粉体塗料用樹脂組成物。
【請求項2】
スチレン・アクリル樹脂(A)のスチレン系モノマー(a)と(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(b)とその他のモノマー(c)との重量比が、(a)/(b)/(c)=[10〜80]/[20〜90]/[0〜30]である請求項1記載の粉体塗料用樹脂組成物。
【請求項3】
反応性希釈剤(B)が、ポリオールのモノもしくはポリ(メタ)アクリレートである請求項1または2記載の粉体塗料用樹脂組成物。
【請求項4】
さらに硬化剤(C)を含有する請求項1〜3のいずれか記載の粉体塗料用樹脂組成物。
【請求項5】
スチレン・アクリル樹脂(A)と反応性希釈剤(B)と硬化剤(C)との重量比が、(A)/(B)/(C)=[50〜98]/[2〜50]/[0〜30]である請求項1〜4のいずれか記載の粉体塗料用樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか記載の粉体塗料用樹脂組成物と、レベリング剤、着色剤、酸化防止剤、および可塑剤からなる群から選ばれる1種以上の添加剤からなる粉体塗料。

【公開番号】特開2007−186690(P2007−186690A)
【公開日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−337150(P2006−337150)
【出願日】平成18年12月14日(2006.12.14)
【出願人】(000002288)三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Fターム(参考)】