JP2000319352A - カチオン電着可能な樹脂組成物 - Google Patents
カチオン電着可能な樹脂組成物Info
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Abstract
平滑性のすぐれた塗膜を形成することができるカチオン
電着可能な樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 架橋性官能基を有するカチオン性樹脂
(A)、ブロックポリイソシアネート化合物(B)、及
び安息香酸及び/又はサリチル酸(C)を含有すること
を特徴とするカチオン電着可能な樹脂組成物。
Description
差が少なく、しかも光沢や平滑性のすぐれた塗膜を形成
することができるカチオン電着可能な樹脂組成物に関す
る。
わり性にすぐれており、耐久性や防食性などにすぐれた
塗膜を形成するために、かかる性能が要求される自動車
車体や電気製品などの金属製被塗物の下塗り塗装に多く
採用されている。そして、この電着塗装に先立ち、電着
塗膜の耐食性や付着性などを向上させるために、被塗物
の表面を、りん酸亜鉛などで化成処理をすることが多く
行なわれている。
跡やスジ状のムラなどがしばしば発生して、被膜の厚さ
が不均一になることが多く、かかる不均一な処理被膜の
表面に電着塗装すると、電着塗膜に膜厚差が生じやす
く、さらに塗面の光沢や平滑性などが低下するという欠
点が生ずる。
化成処理被膜の厚さが不均一であっても、その表面に形
成される電着塗膜は均一で膜厚差が極めて少なく、しか
も光沢や平滑性にすぐれた塗膜を形成しうるカチオン電
着可能な樹脂組成物を提供することである。
研究を行った結果、今回、カチオン電着塗料用樹脂組成
物にさらに芳香族カルボン酸を含有せしめることによ
り、塗面が均一で膜厚差が極めて少なく、しかも光沢や
平滑性にすぐれた塗膜を形成しうるカチオン電着塗料が
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。か
くして、本発明は、(A) 架橋性官能基を有するカチ
オン性樹脂、(B) ブロックポリイソシアネート化合
物、及び(C) 安息香酸、サリチル酸及びそれらの混
合物より選ばれる芳香族カルボン酸化合物を含有するこ
とを特徴とするカチオン電着可能な樹脂組成物を提供す
るものである。
について詳細に説明する。
(A):本発明におけるカチオン性樹脂(A)として
は、従来からカチオン電着塗料における基体樹脂として
使用されているものが同様に使用可能であり、例えば、
1分子中に水酸基などの架橋性官能基と1級、2級もし
くは3級アミノ基などのカチオン性基とを有する樹脂を
使用することができ、その樹脂骨格は、例えば、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエン、アルキド樹
脂、ポリエステル樹脂などがあげられるが、中でも、防
食性に優れている等の観点から、一般には、エポキシ樹
脂にアミンを付加したポリアミン樹脂が適している。
(i)ポリエポキシド化合物と1級モノ−又はポリアミ
ン、2級モノ−又はポリアミン、1,2級混合ポリアミ
ンなどとの付加物(例えば、米国特許第3984299
号明細書参照);(ii)ポリエポキシド化合物とケチ
ミン化された1級アミノ基を有する2級モノ−又はポリ
アミンとの付加物(例えば、米国特許第4017438
号明細書参照);(iii)ポリエポキシド化合物とケ
チミン化された1級アミノ基を有するヒドロキシル化合
物との間のエーテル化反応により得られる生成物(例え
ば、特開昭59−43013号公報参照)などがあげら
れる。
るポリエポキシド化合物は、1分子中にエポキシ基を2
個以上有する化合物であり、一般に少なくとも200、
好ましくは400〜4000の範囲内の数平均分子量お
よび一般に少なくとも190、好ましくは300〜20
00の範囲内のエポキシ当量を有するものが適してお
り、特にポリフェノール化合物とエピクロルヒドリンと
の反応によって得られるものが好ましい。そのようなポ
リエポキシド化合物の形成のために用いうるポリフェノ
ール化合物としては、例えば、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)−2,2−プロパン、4,4−ジヒドロキシベン
ゾフェノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1
−エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−
イソブタン、ビス(4−ヒドロキシ−tert−ブチル
フェニル)−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシ
ナフチル)メタン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、
ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、テトラ
(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,2,2−エタン、
4,4−ジヒドロキシジフェニルスルホン、フェノ−ル
ノボラック、クレゾールノボラックなどがあげられる。
うるアミンとしては、例えば、1級アミン、2級アミ
ン、3級アミン、ポリアミンなどのアミン化合物があげ
られる。ここで、1級アミン化合物としては、例えば、
メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イ
ソプロピルアミン、モノエタノールアミン、n−プロパ
ノールアミン、イソプロパノールアミン等があげられ;
2級アミン化合物としては、例えば、ジエチルアミン、
ジエタノールアミン、ジn−プロパノールアミン、ジイ
ソプロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、
N−エチルエタノールアミン等があげられ;そして3級
アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、ト
リエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミ
ン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジエチル
エタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン等が
あげられる。また、ポリアミンとしては、例えば、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチ
ルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メ
チルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチルアミ
ン、ジメチルアミノプロピルアミン等をあげることがで
きる。
ン、ヒドラジン、ヒドロキシエチルヒドラジン、N−ヒ
ドロキシエチルイミダゾリン等の塩基性化合物をカチオ
ン化剤として用いてエポキシ基と反応せしめ、それによ
り形成される塩基性基を酸でプロトン化してカチオン化
可能な基としてもよい。ここで用い得る酸としては、例
えば、ギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸などの水溶性有
機カルボン酸が好適である。
(B):本発明におけるブロックポリイソシアネート化
合物(B)は、前述の基体樹脂であるカチオン性樹脂の
硬化剤として作用する物質であり、一般に、ポリイソシ
アネート化合物のフルブロック付加反応生成物を使用す
ることができる。
イソシアネート基を少なくとも2個有する化合物であ
り、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ビス
(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、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、メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネートなどの芳香族、肪環族または脂肪族のポリイソシ
アネート化合物、およびこれらのポリイソシアネート化
合物の過剰量にエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、
ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物を反応させて
得られる末端イソシアネート基を有する分子量が通常1
50〜5000の範囲内にあるプレポリマーなどがあげ
られる。
化合物のイソシアネート基に付加しそれを一時的にブロ
ックするための化合物であり、その付加によって生成す
るブロックポリイソシアネート化合物は、常温において
は安定であるが、解離温度より高温(例えば、100℃
以上)に加熱するとブロック剤が解離してイソシアネー
ト基が再生し、カチオン性樹脂(A)の架橋性官能基と
架橋反応する。かかるブロック剤としては、例えば、ε
−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム
系化合物;メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノ
ンオキシムなどのオキシム系化合物;フェノール、p−
t−ブチルフェノール、クレゾールなどのフェノール系
化合物;n−ブタノール、2−エチルヘキサノールなど
の脂肪族アルコール類;フェニルカルビトール、メチル
フェニルカルビトールなどの芳香族アルキルアルコール
系化合物;エチレングリコールモノブチルエーテルなど
のエーテルアルコール系化合物などがあげられる。これ
らのうち、オキシム系およびラクタム系のブロック剤は
比較的低温で解離するため、電着塗料の低温硬化性など
の点から好適である。
脂(A)とブロックポリイソシアネート化合物(B)と
の相対的比率は、これら両成分の合計固形分重量を基準
にして、カチオン性樹脂(A)は一般に50〜90%、
特に65〜80%、そして化合物(B)は一般に50〜
10%、特に35〜20%の範囲内が適している。
ルボン酸化合物(C)は、本発明の組成物が特徴とする
配合成分であり、本発明に従いカチオン電着塗料用樹脂
組成物に芳香族カルボン酸化合物(C)を含有せしめる
ことにより、被塗物表面の化成処理被膜の厚さが不均一
であっても、電着塗面が均一で膜厚差が少なく、しかも
光沢や平滑性のすぐれた塗膜を形成することが可能にな
る。
酸又はサリチル酸を単独で用いることができ、或は安息
香酸とサリチル酸とを混合して使用してもよい。その場
合の混合割合には何ら制限がなく、任意の割合で混合し
て用いることができる。
ン酸化合物(C)の含有量は、カチオン性樹脂(A)と
ブロックポリイソシアネート化合物(B)との合計10
0重量部(固形分)あたり、一般に0.1〜5重量部、
特に0.3〜3.5重量部、さらに、特に0.5〜2重量
部の範囲内が適している。
カチオン電着可能な樹脂組成物は、例えば、以上に述べ
たカチオン性樹脂(A)、ブロックポリイソシアネート
化合物(B)及び芳香族カルボン酸化合物(C)を水性
媒体中で混合・分散することにより調製することができ
る。その際カチオン性樹脂(A)中のカチオン性基の中
和によるカチオン化のための中和剤として、例えば、ギ
酸、酢酸、乳酸、メタンスルホン酸、りん酸等の有機又
は無機酸があげられ、これらはカチオン性樹脂(A)に
予め添加してもよく、或は上記の混合・分散時に上記成
分(A)、(B)、(C)と一緒に水性媒体に添加して
もよい。
じて、ビスマス、ランタンおよびモリブデンから選ばれ
る金属を含有する化合物;鉛含有化合物などの防食剤;
有機スズ化合物などの硬化触媒;顔料;有機溶剤;沈降
防止剤など含有せしめることができる。
ばれる金属を含有する化合物は、形成される電着塗膜の
硬化性を促進し、防食性を向上させるのに有用であり、
具体的には下記に例示する水溶性もしくは水不溶性の金
属含有化合物を使用することができる。
酸ビスマス、ケイ酸ビスマス、トリフェニルビスマス、
没食子酸ビスマス、水酸化ビスマス、三酸化ビスマス、
硝酸ビスマス、安息香酸ビスマス、クエン酸ビスマス、
オキシ炭酸ビスマスなどがあげられ、これらのうち、特
に、乳酸ビスマス、ケイ酸ビスマス及び水酸化ビスマス
が好適である。
酸ランタン、乳酸ランタン、シュウ酸ランタン、硝酸ラ
ンタン、水酸化ランタン、酸化ランタン、タングステン
酸ランタンなどがあげられ、これらのうち、特に、酢酸
ランタンなどの有機酸ランタンが好適である。
モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、りんモ
リブデン酸亜鉛、りんモリブデン酸アルミニウムなどが
あげられる。
用することができ、その粒径は一般に10μm以下、特
に0.1〜3μmの範囲内が好ましい。また、その配合
量は、カチオン性樹脂(A)とブロックポリイソシアネ
ート化合物(B)との合計100重量部(固形分)あた
り、金属量として一般に0.1〜10重量部、特に0.3
〜7重量部、さらに特に0.5〜5重量部の範囲内が適
している。
ては、例えば、ケイ酸鉛、酢酸鉛などがあげられ、ま
た、有機スズ化合物としては、例えば、ジオクチル錫ベ
ンゾエート、ジブチル錫ベンゾエート、ジブチル錫オキ
サイド、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫ジラウレ
ート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテ
ートなどがあげられる。
ているものが同様に使用可能であり、例えば、チタン
白、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデートオレン
ジ、ベンガラ、ナフトール系、ピラゾロン系、ベンツイ
ミダゾロン系、アントラキノン系、チオインジゴ系、ペ
リレン系、キナクリドン系、チタンイエロー、モノアゾ
系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、アンソラピリミジン系、
コバルトグリーン、フタロシアニングリーン、群青、コ
バルトブルー、フタロシアニンブルー、コバルトバイオ
レットなどの無機系及び有機系の着色顔料;炭酸カルシ
ウム、カオリン、クレー、けい藻土、含水けい酸、タル
ク、バライト、硫酸バリウム、炭酸バリウム、ケイ砂、
ガラスビーズ、マイカなどの体質顔料;亜鉛末、りん酸
亜鉛、りん酸カルシウム、りん酸アルミニウム、トリポ
リりん酸アルミニウムのようなポリりん酸アルミニウ
ム、オルトりん酸アルミニウム、オルトりん酸カルシウ
ム、ホウ酸系防錆顔料、アルカリ土類金属および酸化亜
鉛などの防錆顔料、タングステン酸系防錆顔料、亜りん
酸系防錆顔料、次亜りん酸系防錆顔料、亜硝酸系防錆顔
料、バナジン酸系防錆顔料などの防錆顔料などが包含さ
れ、さらに、Zr(OH)4、Mg4Al2(OH)12CO3・
3H2O、Mg6Al2(OH)16CO3・5H2O、Mg6A
l7(OH)16CO3・4H2Oなどの化合物も防錆顔料と
して使用することができる。
μm以下、特に0.01〜3μmの範囲内にあることが
好ましく、その配合量は目的に応じて任意に選択するこ
とができるが、通常、カチオン性樹脂(A)とブロック
ポリイソシアネート化合物(B)との合計固形分100
重量部(固形分)あたり、0.5〜50重量部、特に1
〜30重量部の範囲内が適している。
あり、カチオン電着塗料として、電着浴の調製及び自動
車車体や電気製品などの基体の電着塗装に有利に使用す
ることができる。例えば、本発明の樹脂組成物を固形分
含有率を約5〜40重量%になるように脱イオン水など
で希釈し、さらにpHを調整して5.5〜9.0の電着浴
を調製し、浴温15〜35℃で、負荷電圧100〜40
0Vの条件下で、被塗物を陰極として浸漬し通電するこ
とによって電着塗装を行うことができる。塗装膜厚は被
塗物の用途等に応じて変えうるが、一般には、硬化塗膜
として10〜40μmの範囲内が好ましい。通電後、電
着浴から被塗物を引上げ水洗してから、約100〜約2
00℃、好ましくは約140〜約180℃で10〜40
分間程度加熱することにより塗膜を硬化せしめることが
できる。
を用いて形成されるカチオン電着塗膜は、被塗物表面に
化成処理によって形成される被膜の厚さが不均一であっ
ても、その表面に形成される本発明に従うカチオン電着
塗料の膜厚は一定であり、膜厚の変動は殆どなく、しか
も光沢や平滑性などにもすぐれているという顕著な効果
を奏する。
らに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例
のみに限定されるものではない。部及び%は原則として
重量に基づくものである。また、塗膜の膜厚は硬化塗膜
を基準にしている。
ェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量約950)1
900部をブチルセロソルブ1012部に溶解し、80
〜100℃に加熱してからジエチルアミン124部を滴
下し、ついで120℃で2時間保持してアミン価47の
アミン付加エポキシ樹脂を得た。一方、アミン価100
のダイマー酸タイプポリアミド樹脂(「バーサミド46
0」、ヘンケル白水社製、商品名)1000部をメチル
イソブチルケトン429部に溶かし、130〜150℃
に加熱還流し、生成水を留去して該アミド樹脂の末端ア
ミノ基をケチミンに変えたものを150℃で約3時間保
持し、水の留出が停止してから60℃に冷却する。つい
でこのものを前記アミン付加エポキシ樹脂に加えて10
0℃に加熱し、1時間保持後室温に冷却して、固形分6
8%およびアミン価65のアミン付加エポキシ樹脂−ポ
リアミド変性樹脂のワニス(a)を得た。
部)、トリレンジイソシアネートの2−エチルヘキシル
アルコールブロック化物30部(固形分)、10%酢酸
水溶液15部及び顔料ペースト(注1)72.5部を混
合し、さらに水を加えて固形分含有率20%の比較用の
カチオン電着塗料を得た。
(a)5部(固形分)に、酸化チタン顔料10部、カー
ボンブラック0.5部、クレー20部、10%乳酸ビス
マス水溶液20部及び水35部を加えて、これらを混合
・分散してなるペースト。
リレンジイソシアネートの2−エチルヘキシルアルコー
ルブロック化物との合計固形分100部あたり1部を添
加して本発明に従うカチオン電着塗料を調製した。
トリレンジイソシアネートの2−エチルヘキシルアルコ
ールブロック化物との合計固形分100部あたり1部を
添加して本発明に従うカチオン電着塗料を調製した。
以外は実施例1と同様にしてカチオン電着塗料を調製し
た。
以外は実施例1と同様にしてカチオン電着塗料を調製し
た。
外は実施例1と同様にしてカチオン電着塗料を調製し
た。
た以外は実施例1と同様にしてカチオン電着塗料を調製
した。
酸亜鉛処理鋼板(注2)を陰極として浸漬し、30℃に
おいて、200Vで3分間通電して電着塗装を行った
後、引き上げて水洗してから、170℃で20分間加熱
して塗膜を硬化せしめ、形成された電着塗面を評価し
た。カチオン電着塗膜の膜厚は約20μmであった。そ
の結果を表1に示す。
ん酸亜鉛処理してなる鋼板(大きさ100×150×
0.8mm)であって、その処理被膜にスジムラや処理
液のタレ跡が認められるものを選んで被塗物として、性
能試験に供した。
方法は下記のとおりである。
HER GMBH & Co.製、PERMASCOP
E ES TYPE ES8e3KB4)を用いて測定
した塗装鋼板における最大膜厚と最小膜厚との差(μ
m)。
LOR RESEARCH LABORATORY製、
GLOSS METER MODEL GM−26D)
を用いて測定した60度鏡面反射率(%)。
は平滑性やや劣る、×は平滑性が非常に劣ることをそれ
ぞれ示す。
Claims (15)
- 【請求項1】 (A) 架橋性官能基を有するカチオン
性樹脂、 (B) ブロックポリイソシアネート化合物、及び (C) 安息香酸、サリチル酸及びそれらの混合物より
選ばれる芳香族カルボン酸化合物を含有することを特徴
とするカチオン電着可能な樹脂組成物。 - 【請求項2】 カチオン性樹脂(A)が1分子中に水酸
基と1級、2級もしくは3級アミノ基を有する樹脂であ
る請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 カチオン性樹脂(A)がアミン付加エポ
キシ樹脂である請求項1又は2に記載の組成物。 - 【請求項4】 ブロックポリイソシアネート化合物
(B)がトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソ
シアネート、フェニレンジイソシアネート、ビス(イソ
シアネートメチル)シクロヘキサン、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、メ
チレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート
及びこれらのポリイソシアネート化合物から誘導される
イソシアネート末端プレポリマーよりなる群から選ばれ
るポリイソシアネート化合物のフルブロック付加反応生
成物である請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項5】 ブロックポリイソシアネート化合物
(B)がオキシム系又はラクタム系のブロック剤でブロ
ックされたものである請求項1〜4のいずれかに記載の
組成物。 - 【請求項6】 カチオン性樹脂(A)とブロックポリイ
ソシアネート化合物(B)との相対的比率が、これら両
成分の合計固形分重量を基準にして、カチオン性樹脂
(A) 50〜90%及びブロックポリイソシアネート
化合物(B)50〜10%の範囲内にある請求項1〜5
のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項7】 カチオン性樹脂(A)とブロックポリイ
ソシアネート化合物(B)との相対的比率が、これら両
成分の合計固形分重量を基準にして、カチオン性樹脂
(A) 65〜80%及びブロックポリイソシアネート
化合物(B)35〜20%の範囲内にある請求項1〜6
のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項8】 芳香族カルボン酸化合物(C)を、カチ
オン性樹脂(A)とブロックポリイソシアネート化合物
(B)の合計固形分100重量部あたり0.1〜5重量
部の範囲内の量で含有する請求項1〜7のいずれかに記
載の組成物。 - 【請求項9】 芳香族カルボン酸化合物(C)を、カチ
オン性樹脂(A)とブロックポリイソシアネート化合物
(B)の合計固形分100重量部あたり0.3〜3.5重
量部の範囲内の量で含有する請求項1〜8のいずれかに
記載の組成物。 - 【請求項10】 ビスマス、ランタンおよびモリブデン
から選ばれる金属を含有する化合物;防食剤;硬化触
媒;顔料;有機溶剤又は沈降防止剤をさらに含有する請
求項1〜9のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項11】 ビスマス、ランタンおよびモリブデン
から選ばれる金属を含有する化合物を、カチオン性樹脂
(A)とブロックポリイソシアネート化合物(B)との
合計固形分100重量部あたり、金属量として0.1〜
10重量部の量でさらに含有する請求項10に記載の組
成物。 - 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の樹
脂組成物よりなるカチオン電着塗料。 - 【請求項13】 請求項1〜11のいずれかに記載の樹
脂組成物を含んでなるカチオン電着浴。 - 【請求項14】 請求項1〜11のいずれかに記載の樹
脂組成物を用いることを特徴とするカチオン電着塗装方
法。 - 【請求項15】 請求項1〜11のいずれかに記載の樹
脂組成物を用いて塗装された物品。
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|---|---|---|---|
| JP2000060174A JP4644330B2 (ja) | 1999-03-10 | 2000-03-06 | カチオン電着可能な樹脂組成物 |
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| JP6251699 | 1999-03-10 | ||
| JP2000060174A JP4644330B2 (ja) | 1999-03-10 | 2000-03-06 | カチオン電着可能な樹脂組成物 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4644330B2 (ja) |
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