JPH04370165A

JPH04370165A - カチオン電着塗料組成物

Info

Publication number: JPH04370165A
Application number: JP3174473A
Authority: JP
Inventors: Susumu Midokochi; 奨御堂河内; Toshiharu Soga; 曽我　利晴; Masafumi Kume; 久米　政文; Kazuyuki Morimoto; 森本　和之
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1992-12-22
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2975175B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカチオン電着塗料組成物
に関し、詳しくは、防錆性、防錆鋼板塗装性、つきまわ
り性等を低下させることなく、乾きむらの発生を防止で
き、平滑性に優れた塗膜を形成できる電着塗料組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】電着塗装は、自動車、電
気器具等、袋部構造を有する部材に対し、有機溶剤型塗
料のエアスプレー塗装や静電スプレー塗装に比較して、
つきまわり性がよく、比較的均一な塗膜が得られやすい
という特徴を有していることから広く実用化されている
。

【０００３】また、アニオン電着塗装に比較してカチオ
ン電着塗装が防錆性に優れた塗膜を形成できることから
、自動車ボデーの下塗塗装等の防錆性が重要視される分
野ではアニオン電着塗装からカチオン電着塗装に置き換
えられてきている。

【０００４】カチオン電着塗装ラインにおいては、通常
、被塗物は電着塗装された後、電着浴から引き上げられ
、ついで水洗、焼付けが行なわれる。電着浴から引き上
げられた被塗物の電着析出塗膜上には　　浴塗料が付着
しており、この付着塗料は水洗工程で洗い落とされるが
、付着塗料は水洗までの間、通常、電着析出塗膜上に均
一に塗れず、水玉状になって存在し、この影響で水洗、
焼付後の電着硬化塗膜上に、水玉状の跡が残りやすいと
いう問題がある。一般に、この跡を「乾きむら」と呼ん
でいる。

【０００５】上記乾きむらを解決するため、電着塗料浴
中の■界面活性剤の増量、■第四級アンモニウム塩化樹
脂など親水性樹脂の増量、■親水性溶剤の増量などにつ
いて検討したところ、これらのいずれの方法も電着析出
膜上に付着した浴塗料の水洗工程での水洗され易さを増
大させ、乾きむらの改良に効果はあったが、下記の点で
問題があった。すなわち■の方法では、得られる電着塗
膜の防錆性が低下する。■の方法では、得られる電着塗
膜の防錆性が低下するとともに、つきまわり性の低下や
防錆鋼板への塗装性の低下をひき起こす。■の方法では
、塗装ラインでの廃水処理量の増大、つきまわり性の低
下をひき起こす。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、電
着塗装の防錆性、電着浴の防錆鋼板などへの塗装性、つ
きまわり性等の電着塗料の性能を低下させることなく、
乾きむらを解決し、平滑性の優れた電着塗膜を得るため
鋭意検討を行なった結果、電着塗料中に特定のヒドロキ
シアルキルイミダゾリン化合物を配合することによって
上記課題を解決できることを見出し本発明を完成させた
ものである。

【０００７】すなわち本発明は、カチオン電着塗料にお
いて、塗料中の樹脂固形分１００重量部に対して下記式
［１］で表わされるヒドロキシアルキルイミダゾリン化
合物が０．１〜５．０重量部配合されてなることを特徴
とするカチオン電着塗料組成物に関する。

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｒ１　は天然脂肪酸の炭素原子数
６〜３２の脂肪族基を示し、Ｒ２　は炭素原子数２〜６
のアルキレン基を示す。）本発明組成物中に配合せしめ
られるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物は、上記
式［１］で示される化合物であって、Ｒ１　で表わされ
る天然脂肪酸の炭素原子数６〜３２、好ましくは１０〜
２５の脂肪族基を有し、かつ炭素原子数２〜６、好まし
くは２〜４のＲ２　ＯＨで表わされるヒドロキシアルキ
ル基を有するイミダゾリン化合物である。

【００１０】上記式［１］においてＲ１　で表わされる
脂肪族基としては、アルキル基、アルケニル基、アルカ
ポリエンイル基であることができ、代表例として、ウン
デシル基、トリデシル基、ペンタデシル基、ヘプタデシ
ル基、８−ヘプタデセン−１−イル基、８，１１−ヘプ
タデカジエン−１−イル基などが挙げられる。上記炭素
原子数６〜３２の脂肪族基を有する天然脂肪酸としては
、トール油脂肪酸、ひまわり油脂肪酸、パーム核油脂肪
酸、落花生油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、綿
花油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、サフラワ
ー油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸な
どが挙げられる。また上記ヒドロキシアルキル基におけ
るＲ２　は炭素数２〜６のアルキレン基であり、代表例
として、エチレン基、１，３−プロピレン基、１，２−
プロピレン基、１，４−ブチレン基、１，２−ブチレン
基、１，６−ヘキシレン基などが挙げられ、なかでもエ
チレン基であることが好ましい。

【００１１】本発明においては、カチオン電着塗料中に
前記ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物が配合せし
められるが、本発明のカチオン電着塗料組成物に使用さ
れる樹脂としては、カチオン電着塗料用樹脂として公知
の樹脂（以下、「カチオン型電着樹脂」と略称する。）
が使用できる。

【００１２】カチオン型電着樹脂としては、アミン付加
エポキシ樹脂に代表されるポリアミン樹脂、例えば（ｉ
）ポリエポキシド化合物と１級モノ−及びポリアミン、
２級モノ−及びポリアミン又は１，２級混合ポリアミン
との付加物（例えば米国特許第３，９８４，２９９　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−及びポリア
ミンとの付加物（例えば米国特許第４，０１７，４３８
　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化
合物とのエーテル化により得られる反応物（例えば特開
昭５９−４３０１３号公報参照）などを含有しうる。

【００１３】上記ポリアミン樹脂の製造に使用されるポ
リエポキシド化合物は、エポキシ基を１分子中に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、さらに好ましくは８００〜２
０００の範囲内の数平均分子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。該ポリエポキ
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、フェノール
ノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。

【００１４】該ポリエポキシド化合物はポリオール、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ
アミドアミン、ポリカルボン酸、ポリイソシアネート化
合物などと一部反応させたものであってもよく、更にま
た、ε−カプロラクトン、アクリルモノマーなどをグラ
フト重合させたものであってもよい。

【００１５】また、本発明の組成物を用いて形成される
電着塗膜に良好な耐候性が要求される場合には、カチオ
ン型電着樹脂として、耐候性の優れたアミノ基含有アク
リル系樹脂を単独で用いるか、又はアミノ基含有アクリ
ル系樹脂もしくは非イオン性のアクリル系樹脂を前記ア
ミン付加エポキシ樹脂と併用するのが好都合である。又、本発明の電着塗料組成物は、必要に応じてアルコー
ル類、フェノール類、第３級ヒドロキシルアミン又はオ
キシム類等でブロックしたブロックポリイソシアネート
やメラミン樹脂などの架橋剤を含有してもよい。

【００１６】本発明の電着塗料組成物において、前記ヒ
ドロキシアルキルイミダゾリン化合物の配合量は、カチ
オン型電着樹脂および架橋剤などの合計である全樹脂固
形分１００重量部に対して０．１〜５．０重量部、好ま
しくは０．５〜３．０重量部である。配合量が０．１重
量部未満では、乾きむらに対する改良効果が十分ではな
く、一方、５．０重量部より多く使用しても、乾きむら
に対する効果のさらなる増大はほとんどなく、経済的で
ないばかりでなく、防錆性の低下をひきおこす。

【００１７】本発明のカチオン電着塗料組成物の調整に
おいて、ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物の配合
は、顔料分散用樹脂にて分散して配合してもよいし、ヒ
ドロキシアルキルイミダゾリン化合物を中和、水溶化し
、水溶液として配合してもよい。顔料分散用樹脂にて分
散する場合には、他の顔料と混合し、顔料分散と同時に
行なってもよい。ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合
物を水溶液として配合する場合には、カチオン型電着樹
脂および必要に応じて架橋剤の中和、水性化時に配合し
てもよいし、水性化後に配合してもよい。なお、カチオ
ン型電着樹脂やヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物
の中和は、ギ酸、酢酸、乳酸などの水溶性有機酸によっ
て行なうことができる。

【００１８】本発明のカチオン電着塗料組成物には、さ
らに必要に応じて通常の塗料添加物、例えば、着色顔料
、例えばチタン白、カーボンブラック、ベンガラ、黄鉛
など；体質顔料例えばタルク、炭酸カルシウム、マイカ
、クレー、シリカなど；防錆顔料例えばストロンチウム
クロメート、ジンククロメートなどのクロム顔料、塩基
性ケイ酸鉛、クロム酸鉛などの鉛顔料等；ハジキ防止剤
、水性溶剤および硬化触媒等を含ませることもできる。

【００１９】本発明のカチオン電着塗料組成物は、カチ
オン電着塗装によって金属など通電性を有する所望の基
材表面に塗装することができる。カチオン電着塗装はそ
れ自体既知の方法に従い、一般には、固形分濃度が約５
〜４０重量％好ましくは１５〜２５重量％となるように
脱イオン水などで希釈し、さらにｐＨを５．５〜８．０
の範囲内に調整した本発明のカチオン型電着塗料組成物
からなる電着浴を通常、浴温１５〜３５℃に調整し、負
荷電圧１００〜４００ｖの条件で被塗物を陰極として行
なうことができる。

【００２０】本発明の塗料組成物を用いて形成しうる電
着塗装の膜厚は特に制限されるものではないが、一般に
は、硬化塗膜に基づいて１０〜６０μｍ、好ましくは３
０〜５０μｍの範囲内が適当である。また、塗膜の焼付
け硬化温度は一般に１００〜２００℃、好ましくは１５
０〜１８０℃で約１０〜３０分間の時間の範囲焼付るこ
とが適している。

【００２１】

【発明の効果】本発明のカチオン電着塗料組成物は、特
定のヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物が特定量配
合されており、電着塗膜の防錆性、電着浴の防錆鋼板な
どへの塗装性、つきまわり性等の電着塗料の性能を低下
させることなく、乾きむらを解決でき平滑性に優れた電
着塗膜を得ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例によって本発明をより具体的に
説明する。以下の各例において、「部」および「％」は
それぞれ重量基準とする。

【００２３】実施例１〜４および比較例２エレクロンＮ
ｏ．９４００グレー（関西ペイント社製、商品名、アミ
ン付加エポキシ樹脂／ブロック化ポリイソシアネート系
カチオン電着塗料、固型分１８％、樹脂固形分１４％）
７１４．３部に対して、酢酸にて当量中和してなるヒド
ロキシアルキルイミダゾリン（前記式［１］におけるＲ
１　が８−ヘプタデセン−１−イル基で、Ｒ２　がエチ
レン基である。）の水溶液（アルキルイミダゾリンを２
０％含有）を後記表１に示す割合で配合し各塗料組成物
を得た。

【００２４】比較例１エレクロンＮｏ．９４００グレーそのものとした。製造例トルエンジイソシアネート１７４部とアルキルアリール
ポリオキシエチレンエーテルモノアルコール［ローム・
アンド・ハース社（Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ　）製
、商品名トライトン（ＴＲＩＴＯＮ）Ｘ−１０２］７２
７部を反応容器に仕込み、２時間撹拌して３０〜３５℃
で反応させた。次にジメチルエタノールアミン８９部を加え、２時間反
応させて生成物［Ａ］を得た。一方、エポン８２９（シ
エル化学社製、エポキシ樹脂）４００部（固形分３８３
．８部）とビスフェノールＡ１３６．８部（固形分１３
６．８部）を適当な反応容器に仕込み、１５５〜１６０
℃に加熱し、１時間反応させた。このものに上記生成物
［Ａ］７９２部、乳酸水溶液９６部（有効成分７２部）
脱イオン水１１３．７部を加えた後８０〜８５℃に１時
間保持し、固形分４０％の第４級アンモニウム塩化樹脂
を得た。この樹脂に脱イオン水を加えて固形分２０％の
水溶液とした。

【００２５】比較例３および４エレクロンＮｏ．９４００グレー７１４．３部に対して
、上記製造例で得た固形分２０％の第４級アンモニウム
塩化樹脂水溶液をそれぞれ５．０部（比較例３）および
１５．０部（比較例４）配合して塗料組成物を得た。

【００２６】これら実施例１〜４および比較例１〜４で
得た塗料組成物について、乾きむら性および防食性を試
験した。試験結果を後記表１に示す。なお、実施例１〜
４の組成物はいずれも比較例１であるエレクロンＮｏ．
９４００グレーそのものと同等の防錆鋼板塗装性および
つきまわり性を示した。

【００２７】なお表１における試験は下記試験方法に従
って行なった。［試験方法］乾きむら性・・・電着塗料組成物の浴中で被塗物である
リン酸亜鉛処理鋼板を陰極とし、ステンレス板を陽極と
して、浴温度３０℃にて電圧を２５０Ｖ印加して、乾燥
膜厚が２５μｍになるようにカチオン電着塗装を行なっ
た（塗装時間約３分）。ついでこの塗装版を浴より引き
上げ、１０分間静置した後水洗し焼付け乾燥（１７０℃
×３０分）を行ない、塗装面を目視で評価した。 ◎・・・良好 ○・・・ほぼ良好 △・・・やや不良

【００２８】防錆性・・・乾きムラ性の試験と同様にし
て得た試験用塗板をＪＩＳ　　Ｚ２３７１に従って８４
０時間、塩水噴霧試験を行なった。その時の塗板の錆等
の発生を調べた。 ◎・・・異常なし ○・・・点錆、フクレがごくわずか発生△・・・点錆、
フクレがかなり発生

【００２９】

【表１】（注）２０％ヒドロキシアルキルイミダゾリン水溶液お
よび２０％第４級アンモニウム塩化樹脂水溶液の欄にお
ける（　　）内の値は、それぞれヒドロキシアルキルイ
ミダゾリンおよび第４級アンモニウム塩化樹脂の固形分
量を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　カチオン電着塗料において、塗料中の
樹脂固形分１００重量部に対して、下記式［１］で表わ
されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物が０．１
〜５．０重量部配合されてなることを特徴とするカチオ
ン電着塗料組成物。【化１】（式中、Ｒ１　は天然脂肪酸の炭素原子数６〜３２の脂
肪族基を示し、Ｒ２　は炭素原子数２〜６のアルキレン
基を示す。）
【請求項２】　　上記式［１］中のＲ２　がエチレン基
である請求項１記載のカチオン電着塗料組成物。