JPH0442427B2 - - Google Patents
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Description
本発明はヒドロキシル基を含有する有機樹脂を
基礎とする熱硬化性結合剤混合物に関する。
塗膜中の結合剤の架橋による硬化のためには多
くの化学反応が提案されており、かつ使用されて
いる。架橋反応の間に生じる化学結合は塗膜に対
してなされるすべての要求にしばしば十分でな
い。2成分系においては早い反応を抑制するため
にしばしば反応性基の一方を遮蔽しなければなら
ない。更に、焼付けの際に遊離する化合物特にア
ミン又はフエノールの場合は環境を汚染する。
近年、導電性基体の下塗のために電着塗装が広
く行なわれている。従来は陽極電着下塗りが主で
あつた。このために使用した樹脂結合剤はカルボ
キシル基を含有する樹脂、例えばマレイン酸化
油、マレイン酸化エポキシ樹脂、アルキド樹脂、
アクリル樹脂及び特にマレイン酸化ポリブタジエ
ンに属する。有利にアミンで塩形成することによ
り、この樹脂を水溶性とし、電着浴中の陽極に電
流により析出させる。しかしながら陽極電着下塗
り法は重大な欠点を有している。電気的な析出の
間、陽極に酸素が発生し、この酸素は陽極に析出
した樹脂を著しく不利に変化させることがある。
更に、金属イオンは陽極で溶液中に溶け、このイ
オンは焼付けた膜中に支障個所として含まれる。
金属イオンは変色及びしみの形成に導びくことが
ある。金属イオンは特に塩形成により、かつそれ
に伴つて防水性及び腐蝕保護性の低下により品質
の欠点の原因となる。
前記のような欠点が著しく回避されるので、陽
極法は近年市販可能に開発された陰極電着下塗り
法に増々代わつている。こうして、塗膜が析出す
る陰極には、析出工程の間樹脂結合剤に影響を与
えない水素が分離する。ほど中性のPH範囲で陰極
の析出が行なわれるので、金属イオンはほとんど
溶けない。陰極の析出に好適な結合剤は主にアミ
ノ基を有しており、このアミノ基は水に可溶性に
するために酸で中和される。
ヨーロツパ特許第12463号明細書には、β−ヒ
ドロキシアルキルエステル基を含有する架橋剤を
ヒドロキシ基含有樹脂様化合物でエステル交換す
ることにより架橋する結合剤が公知である。しか
しこのエステル交換は硬化触媒として多量の重金
属塩を必要とする。
本発明の課題は公知技術の欠点を回避し、その
成分が高められた反応性を示す塗料を製造するた
めの結合剤混合物をつくることである。本発明の
結合剤混合物により相応する塗料の適用の際に環
境汚染が低下しなければならない。更に、本発明
による結合剤混合物を基礎とする塗料はすべての
適用法に好適でなくてはならない、すなわちこの
結合剤混合物は従来適用してきた焼付け塗料に
も、粉末塗料及び水性粉末スラリーにも使用する
ことができるのが良い。可溶化基を組み入れるこ
とにより、この結合剤混合物は電着塗装法に好適
でなければならない。
この課題は冒頭に記載した種類の結合剤混合物
において、この結合剤混合物が成分:
A) 100g樹脂中に少なくとも0.2当量のヒドロ
キシ基を含有し、かつ分子量が少なくとも850
の酸性でない有機樹脂、及び
B) 1分子当りカルブアルコキシメチルエステ
ル基少なくとも2個を有する有機化合物を基礎
とする架橋剤、
からなることにより本発明において解決した。
この結合剤混合物は成分A及びBの他に付加的
に成分Cとして顔料、充填剤、架橋触媒、腐蝕抑
制剤及びその他の塗料助剤を含有しているのが有
利である。
成分Aの量が50〜95重量%及び成分Bの量が5
〜50重量%であるのが有利であり、この際成分A
及びBの合計は100%である。
焼付け工程の間、成分Bのカルブアルコキシメ
チルエステル基は成分Aのヒドロキシル基とエス
テル形成下に反応する。架橋機構は原則的に次の
ような反応工程で示される:
脱離したヒドロキシ酢酸エステルは有利に焼付
け工程の間レベリング助剤として作用するような
沸点を示すのが良い。
焼付けの間に生じるエステル結合は特に金属基
体上への塗膜の接着に非常に有利に作用する。こ
れにより同様に塗膜の弾性が上昇する。この架橋
機構は塗膜の溶剤、アルカリ性物質及び塩噴霧に
対する高い安定性を生ぜしめる。前処理なしの鉄
板上にこの膜は腐蝕抑制剤なしでも非常に耐性の
被覆を形成する。
結合剤混合物の成分Aは有利に数平均分子量
850〜20000、有利に1000〜10000を示す。特に電
着塗装法のために結合剤混合物を使用する場合、
成分Aはヒドロキシル基の他に付加的に第1級及
び/又は第2級アミノ基を含有する。場合によ
り、3級アミノ基も4級アンモニウム基も付加的
に存在してもよい。成分A中のヒドロキシル基の
他に第1級又は第2級アミノ基の存在は水性電着
浴中への樹脂の溶解化という点の他にも重要な意
味を有しているのである。第1級及び第2級アミ
ノ基は架橋にも寄与している、すなわちこれらの
アミンは焼付けの際、成分Bのカルブアルコキシ
メチルエステル基と反応してアミド化合物を形成
する。これにより非常に作用効果のある架橋が達
せられ、生じた被覆は優れた腐蝕保護を与える。
貯蔵安定性及びこの結合剤で製造した電着浴の安
定性は改良される。成分Aがヒドロキシ基の他に
同時に第1級及び/又は第2級アミノ基を含有し
ている結合剤混合物は本発明の特に有利な実施態
様である。
成分Aの製造のために有機樹脂中に第1級及
び/又は第2級アミノ基の導入は1分子あたり少
なくとも1個、有利に2個のエポキシド基又はイ
ソシアネート基を有する樹脂とポリアミン及び/
又はアミノ基及び/又はヒドロキシル基含有ケチ
ミンとの反応により行なわれる。
成分Aは他の添加反応によつても、例えば第1
級及び/又は第2級アミノ基を有する化合物との
エステル化又はアミド化をこのために好適な基を
有する樹脂と行なうことによつても得られる。
ポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルエス
テル及びポリグリシジルアミンの群から選ばれた
有利に末端位エポキシド基を有するエポキシド基
含有樹脂が成分Aの製造に特に好適として判明し
た。
他の好適なエポキシド基含有樹脂はアクリル酸
−及び/又はメタクリル酸グリシジルエーテル又
は他のグリシジル基を有するオレフイン系不飽和
重合性化合物とアクリル−及び/又はメタクリル
酸のアルキル−及び/又はヒドロキシアルキルエ
ステル、及び/又はスチロール、ビニルトルオー
ルル又はビニルカルバゾールのようなビニル化合
物との共重合体である。
その他の有利に好適な樹脂は部分エポキシド化
ポリブタジエンオイルである。
本発明の範囲においてポリグリシジルエーテル
とは一般式
のポリグリシジルエーテルであり、ここで
R1=H又はCoH2o+1
R2=(CR1 2)o
R3=R1、ハロゲン及び有利にH
n=0〜5である。
記載した一般式のポリグリシジルエーテルは数
平均分子量約340〜5000及びそれ由にエポキシド
当量170〜2500である。エポキシド樹脂は水素添
加されていても一部水素添加されていても使用す
ることができる。膜特性の調節のためにエポキシ
ド樹脂の反応性基の1部を他の化合物と反応させ
ることができる。このためには次のものを使用す
る:
a) カルボキシル基含有化合物、例えば飽和又
は不飽和モノカルボン酸(例えば安息香酸、ア
マニ油脂肪酸、2−エチルヘキサン酸、フエル
ザテイツク酸(Versaticsa¨ure)、種々の鎖長の
脂肪族、環式及び/又は芳香族ジカルボン酸
(例えばアジピン酸、セバシン酸、イソフタル
酸又はダイマー脂肪酸)、ヒドロキシアルキル
カルボン酸(例えば乳酸、ジメチロールプロピ
オン酸)並びにカルボキシル基含有ポリエステ
ル又は
b) アミノ基含有化合物、例えばジエチルアミ
ン又はエチルヘキシルアミン又は2級アミノ基
を有するジアミン、例えばジメチルエチレンジ
アミンのようなN,N′−ジアルキルアルキレ
ンジアミン、N,N′−ジメチル−ポリオキシ
プロピレンジアミンのようなN,N−ジアルキ
ル−ポリオキシアルキレンアミン、ポリアミノ
アミド例えば2モルのモノグリシジルエーテル
を有するフエルスアミド又はモノグリシジルエ
ステル、特特にフエルザテイツク酸のような分
枝鎖脂肪酸のグリシジルエステル、又は
c) ヒドロキシル基含有化合物、例えばネオペ
ンチルグリコール、ビスエトキシル化ネオペン
チルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペ
ンチルグリコールエステル、ヘキサンジオール
−1,6、ヘキサンジオール−2,5、1,4
−ビス−(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサ
ン、1,1−イソプロピリデン−ビス−(p−
フエノキシ)−2−プロパノール、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリトリツト又はアミノ
アルコール例えばトリエタノールアミン、メチ
ルジエタノールアミン又はヒドロキシル基含有
アルキルケチミン例えばアミノメチルプロパン
ジオール−1,3−メチル−イソブチルケチミ
ン並びに種々の官能価及び分子量のポリグリコ
ールエーテル、ポリエステルポリオール、ポリ
エーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリ
オール。
ビスフエノールAを基礎とするポリグリシジル
エーテルのかわりに他の基礎成分を基礎とするポ
リグリシジルエーテル例えばトリグリシジルイソ
シアヌレート、複素環式ジクリシジル化合物又は
ジグリシジルヒダントインを使用することもでき
る。
ポリグリシジルエステルとしては例えばテレフ
タル酸ビスグリシジルエステル又はイソフタル酸
ビスグリシジルエステルと例えばビスフエノール
Aとの反応生成物が好適である。この生成物のエ
ポキシド当量は200〜2500の間である。膜特性の
調節のためには残つた反応性グリシジル基の1部
を他の化合物と反応させることもできる。このた
めには前記a、b及びcであげた化合物を使用す
る。
ポリグリシジルアミンとは、グリシジル基を例
えばエピクロヒドリンを介してNH2官能性樹脂
に導入することにより得られるグリシジル基含有
樹脂である。
アクリル−及び/又はメタクリル酸グリシジル
エステル又はグリシジル基を有する他のオレフイ
ン系不飽和重合性化合物とアクリル−及び/又は
メタクリル酸のエステル並びに重合性ビニル化合
物との共重合体で、数平均分子量700〜10000及び
エポキシド当量600〜3000を有するものも好適で
ある。C2〜C8−アルコールとのアクリル酸エス
テル及びC1〜C4−アルコールとのメタクリル酸
エステルが有利である。この共重合体はヒドロキ
シアルキル(メタ)アクリレート又は(メタ)ア
クリルアミドのようなその他のモノマーを有して
いてよい。この共重合は公知法で溶液重合、懸濁
重合又は乳化重合によりラジカル開始剤、例えば
過酸化物、過酸化水素、ペルエステル又は熱分解
性アゾ化合物並びに場合により分子量調節剤を添
加して行なう。
部分エポキシド化ポリブタジエンオイルとは市
販のポリブタジエンオイルと過酸もしくは有機
酸/H2O2混合物との反応により得られる反応生
成物を表わす。製法は例えばケミカー・ツアイツ
ウング(Chemiker−Zeitung)第95巻、第857頁
(1971年)に記載されている。
水分散性結合剤の製造のためにはエポキシド基
含有樹脂とポリアミン及び/又はアミノ基及び/
又はヒドロキシル基含有ケチミンとを反応させ
る。第1級及び第2級アミノ基を有する化合物の
付加をそのケチミンの形で実施するならば、反応
生成物中にケチミンを分解する物質が残らないよ
うに反応条件をしなければならない。有利なケチ
ミンとはケトンと一般式R−NH−R−NH2もし
くはHO−R−NH2を有するヒドロキシ基又は第
2級アミノ基を有するアルキルアミン又はアルキ
ルジアミンとの反応生成物である。ケチミンは例
えば次の構造を示す:
〔式中:
X=−(CR2)o−
R=−H,−R′
R′=−CnH2n+1,−C6H11
U=−R,−Y
The present invention relates to thermosetting binder mixtures based on organic resins containing hydroxyl groups. Many chemical reactions have been proposed and used for crosslinking curing of binders in coatings. The chemical bonds formed during the crosslinking reaction are often not sufficient for all the demands made on the coating. In two-component systems, one of the reactive groups often has to be shielded to suppress rapid reactions. Furthermore, the compounds liberated during baking, especially in the case of amines or phenols, pollute the environment. In recent years, electrodeposition coating has been widely used for undercoating conductive substrates. Conventionally, anodic electrodeposition undercoating was the main method. The resin binders used for this purpose are resins containing carboxyl groups, such as maleated oils, maleated epoxy resins, alkyd resins,
It belongs to acrylic resins and especially maleated polybutadiene. This resin is rendered water-soluble, preferably by salt formation with an amine, and deposited by means of an electric current on the anode in an electrodeposition bath. However, anodic electrodeposition priming has significant drawbacks. During electrical deposition, oxygen is evolved at the anode, which oxygen can significantly adversely change the resin deposited on the anode.
Furthermore, metal ions are dissolved in solution at the anode, and these ions are included as interfering points in the baked film.
Metal ions can lead to discoloration and stain formation. Metal ions cause quality defects, especially due to salt formation and a consequent reduction in waterproofing and corrosion protection. Since the above-mentioned drawbacks are largely avoided, anodic processes are increasingly being replaced by cathodic electrodeposition priming processes, which have been commercially developed in recent years. In this way, at the cathode, where the coating is deposited, hydrogen is separated which does not affect the resin binder during the deposition process. Since the cathode is deposited in a relatively neutral pH range, metal ions are hardly soluble. Binders suitable for cathodic deposition have primarily amino groups, which are neutralized with acids to make them soluble in water. European Patent No. 12463 discloses a binder which crosslinks by transesterifying a crosslinking agent containing a β-hydroxyalkyl ester group with a resin-like compound containing a hydroxyl group. However, this transesterification requires large amounts of heavy metal salts as curing catalysts. The object of the present invention is to avoid the disadvantages of the known technology and to create a binder mixture for producing coating materials whose components exhibit an increased reactivity. The binder mixtures according to the invention should reduce environmental pollution when applying the corresponding paints. Furthermore, coatings based on the binder mixture according to the invention must be suitable for all application methods, i.e. they can be used both for conventionally applied baking coatings and for powder coatings and aqueous powder slurries. It's good to be able to do that. By incorporating solubilizing groups, this binder mixture should be suitable for electrocoating processes. The task is to provide binder mixtures of the type mentioned at the outset, which binder mixtures contain: A) at least 0.2 equivalents of hydroxyl groups in 100 g resin and have a molecular weight of at least 850;
B) a crosslinking agent based on an organic compound having at least two carbalkoxymethyl ester groups per molecule. In addition to components A and B, this binder mixture advantageously also contains as component C pigments, fillers, crosslinking catalysts, corrosion inhibitors and other coating aids. The amount of component A is 50-95% by weight and the amount of component B is 5% by weight.
~50% by weight, with component A
The sum of and B is 100%. During the baking step, the carbalkoxymethyl ester groups of component B react with the hydroxyl groups of component A with the formation of an ester. The crosslinking mechanism is basically illustrated by the following reaction steps: The eliminated hydroxyacetate preferably exhibits a boiling point such that it acts as a leveling aid during the baking process. The ester bonds that occur during baking have a very advantageous effect on the adhesion of the coating, especially on metal substrates. This likewise increases the elasticity of the coating. This crosslinking mechanism results in a high stability of the coating against solvents, alkaline substances and salt spray. On steel plates without pretreatment, this film forms a very resistant coating even without corrosion inhibitors. Component A of the binder mixture preferably has a number average molecular weight
Showing 850-20000, advantageously 1000-10000. Especially when using binder mixtures for electrocoating methods,
In addition to hydroxyl groups, component A additionally contains primary and/or secondary amino groups. Optionally, both tertiary amino groups and quaternary ammonium groups may additionally be present. The presence of primary or secondary amino groups in addition to hydroxyl groups in component A has important implications in addition to the solubility of the resin in the aqueous electrodeposition bath. The primary and secondary amino groups also contribute to crosslinking, ie, during baking, these amines react with the carbalkoxymethyl ester groups of component B to form amide compounds. A highly effective crosslinking is thereby achieved and the resulting coating provides excellent corrosion protection.
The storage stability and the stability of electrodeposition baths made with this binder are improved. Binder mixtures in which component A contains, in addition to hydroxy groups, at the same time primary and/or secondary amino groups are particularly preferred embodiments of the invention. The introduction of primary and/or secondary amino groups into organic resins for the production of component A involves the use of resins having at least one, preferably two, epoxide or isocyanate groups per molecule and polyamines and/or
Alternatively, it is carried out by reaction with ketimine containing an amino group and/or a hydroxyl group. Component A can also be added by other addition reactions, e.g.
They can also be obtained by esterification or amidation with compounds having primary and/or secondary amino groups with resins having groups suitable for this purpose. Epoxide group-containing resins selected from the group of polyglycidyl ethers, polyglycidyl esters and polyglycidyl amines, preferably with terminal epoxide groups, have proven particularly suitable for the preparation of component A. Other suitable epoxide group-containing resins are acrylic acid and/or methacrylic acid glycidyl ether or other olefinically unsaturated polymerizable compounds having glycidyl groups and alkyl and/or hydroxyalkyl esters of acrylic and/or methacrylic acid. , and/or copolymers with vinyl compounds such as styrene, vinyltoluol, or vinylcarbazole. Other advantageously suitable resins are partially epoxidized polybutadiene oils. Within the scope of the present invention, polyglycidyl ether is defined by the general formula is a polyglycidyl ether, where R 1 =H or C o H 2o+1 R 2 =(CR 1 2 ) o R 3 =R 1 , halogen and preferably H n =0-5. The polyglycidyl ethers of the general formula described have number average molecular weights of about 340-5000 and therefore epoxide equivalent weights of 170-2500. The epoxide resin can be used even if it is hydrogenated or partially hydrogenated. Some of the reactive groups of the epoxide resin can be reacted with other compounds to adjust the membrane properties. For this purpose, the following are used: a) Compounds containing carboxyl groups, such as saturated or unsaturated monocarboxylic acids (e.g. benzoic acid, linseed oil fatty acids, 2-ethylhexanoic acid, Versatica), various aliphatic, cyclic and/or aromatic dicarboxylic acids (e.g. adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid or dimeric fatty acids), hydroxyalkyl carboxylic acids (e.g. lactic acid, dimethylolpropionic acid) and carboxyl group-containing polyesters or b) Compounds containing amino groups, such as diethylamine or ethylhexylamine or diamines with secondary amino groups, such as N,N'-dialkylalkylene diamines such as dimethylethylenediamine, N,N'-dimethyl-polyoxypropylene diamines, etc. N,N-dialkyl-polyoxyalkylene amines, polyaminoamides, e.g. fersamides or monoglycidyl esters with 2 mol of monoglycidyl ether, in particular glycidyl esters of branched chain fatty acids such as ferzatectic acid, or c) compounds containing hydroxyl groups , such as neopentyl glycol, bisethoxylated neopentyl glycol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, hexanediol-1,6, hexanediol-2,5,1,4
-bis-(hydroxymethyl)-cyclohexane, 1,1-isopropylidene-bis-(p-
phenoxy)-2-propanol, trimethylolpropane, pentaerythritol or amino alcohols such as triethanolamine, methyldiethanolamine or hydroxyl-containing alkylketimines such as aminomethylpropanediol-1,3-methyl-isobutylketimine and various functionalities and Molecular weight polyglycol ether, polyester polyol, polyether polyol, polycaprolactone polyol. Instead of polyglycidyl ethers based on bisphenol A, it is also possible to use polyglycidyl ethers based on other base components, such as triglycidyl isocyanurates, heterocyclic diclycidyl compounds or diglycidyl hydantoins. Suitable polyglycidyl esters are, for example, reaction products of bisglycidyl terephthalate or bisglycidyl isophthalate with, for example, bisphenol A. The epoxide equivalent weight of this product is between 200 and 2500. In order to adjust the membrane properties, a portion of the remaining reactive glycidyl groups can also be reacted with other compounds. For this purpose, the compounds listed above under a, b and c are used. Polyglycidylamine is a glycidyl group-containing resin obtained by introducing glycidyl groups into an NH 2 functional resin, for example via epichlorohydrin. A copolymer of acrylic and/or methacrylic acid glycidyl ester or other olefinic unsaturated polymerizable compound having a glycidyl group with an acrylic and/or methacrylic acid ester and a polymerizable vinyl compound, with a number average molecular weight of 700 or more. 10,000 and epoxide equivalent weights of 600 to 3,000 are also suitable. Preference is given to acrylic esters with C 2 -C 8 -alcohols and methacrylic esters with C 1 -C 4 -alcohols. This copolymer may contain other monomers such as hydroxyalkyl (meth)acrylates or (meth)acrylamides. The copolymerization is carried out in known manner by solution, suspension or emulsion polymerization, with the addition of radical initiators, such as peroxides, hydrogen peroxide, peresters or thermally decomposable azo compounds, and optionally molecular weight regulators. Partially epoxidized polybutadiene oil refers to the reaction product obtained by reacting commercially available polybutadiene oil with a peracid or an organic acid/H 2 O 2 mixture. The manufacturing method is described, for example, in Chemiker-Zeitung, Vol. 95, p. 857 (1971). For the production of a water-dispersible binder, an epoxide group-containing resin and a polyamine and/or an amino group and/or
Alternatively, it is reacted with ketimine containing a hydroxyl group. If the addition of compounds having primary and secondary amino groups is carried out in the form of their ketimines, the reaction conditions must be such that no substances that decompose the ketimines remain in the reaction product. Preferred ketimines are reaction products of ketones with alkylamines or alkyldiamines having hydroxy groups or secondary amino groups having the general formula R-NH-R-NH 2 or HO-R-NH 2 . Ketimine, for example, has the following structure: [In the formula: X=-( CR2 ) o - R=-H , -R '
【式】−X−OH,−R′又は
Z==CO,−X
n=1〜6
m=1〜12〕
第1級アミノ基との反応に使用したケトンは一
般に脂肪族ケトン、例えばメチルエチルケトン、
ジエチルケトン、メチルイイソブチルケトン、エ
チル−n−プロピルケトン及び脂環式ケトン例え
ばシクロペンタノン及びシクロヘキサノンであ
る。有利なアミノアルキルアミン及びアルカノー
ルアミンとは主にジエチレントリアミン、N−メ
チル−エチレンジアミン、N−メチル−プロピレ
ンジアミン、N−アミノエチル−ピペラジン、2
−アミノエタノール、1−アミノプロパノール−
2、1−アミノプロパノール−3、2−アミノ−
2−メチル−プロパノール−1、3−アミノ−
2,2−ジメチル−プロパノール−1、1,5−
ジアミノ−ペンタノール−3又はN−(2−アミ
ノエチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)−エチ
レンジアミンである。
結合剤成分Aのベースレジンのエポキシド基へ
の前記アミノケチミンの発熱付加は一般に室温で
行なわれる。完全な変換のためには反応をしばし
ば50〜125℃の温度で終わらせる。
結合剤成分Aのベースレジンのエポキシド基へ
のヒドロキシケチミンの付加は一般に同じ温度範
囲で行なわれるが、N,N−ジメチルベンジルア
ミンのような塩基性触媒又は塩化錫()のよう
なフリーデル・クラフツ触媒の使用も得策であ
る。
反応性ヒドロキシル基の導入は2級アルカノー
ルアミン、例えばメチルエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ブ
チルエタノールアミン、シクロヘキシルエタノー
ルアミン等の使用により非常に容易となる。結合
剤成分Aのベースレジンとしてはイソシアネート
基少なくとも2個を有するベースレジンを使用す
ることができる。有利なイソシアネート基を含有
する樹脂はジイソシアネート又はポリイソシアネ
ートとOH−又はNH基を含有する多官能性化合
物からトリマー化又はオリゴマー化により製造さ
れた高官能性ポリイソシアネートである。典型的
なイソシアネートはトルイ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、4,4′−
ジフエニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジ
シクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,6
−ジイソシアネート−2,2,4−トリメチルヘ
キサン及び1−イソシアネート−メチル−3−イ
ソシアネート−1,5,5−トリメチルシクロヘ
キサンである。更に、ポリグリコールエーテル、
ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロ
ラクタムポリオール又はポリアミノアミドを基礎
とするイソシアネート含有プレポリマーを有利に
使用することができる。
架橋剤である結合剤成分Bは少なくともカルブ
アルコキシメチルエステル基2個を有している化
合物である。架橋剤は低分子化合物又は相応して
置換した樹脂である。エステル化のためには付加
的にエステル基を有するアルコールを使用せず
に、モノアルコール、例えばメチルアルコール、
エチルアルコール又はブチルアルコールを使用す
る場合、エステル交換反応は著しくゆつくりと進
行する。この場合架橋率は低すぎて、焼付けた膜
は溶剤に対して十分に安定ではない。この欠点
は、本発明においてカルブアルコキシメチルエス
テルをエステル交換反応に使用する場合に回避さ
れる。架架橋剤を形成する化合物は有利にポリエ
ステル樹脂であるが、遊離のカルボキシル基を含
有しており、エステル化に使用できる他の化合物
も使用することができる。
エステル交換成分としてはポリカルボン酸のポ
リカルブアルコキシメチルエステルを使用するの
が有利である。これには
ビス−(カルブアルコキシメチル)−アゼレート
ビス−(カルブアルコキシメチル)−セバケート
ビス−(カルブアルコキシメチル)−アジペート
ビス−(カルブアルコキシメチル)−スクシネー
ト
ビス−(カルブアルコキシメチル)−テレフタレ
ート
等が属する。
多官能性架橋剤は有利に次のように製造するこ
とができる。先ず、ジカルボン酸無水物(フタル
酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、トリメ
リト酸無水物、スクシン酸無水物)とポリオール
(グリセリン、トリメチルロールプロパン、ペン
タエリトリツト、ジペンタエリトリツト)とを当
量部で145℃より下まわる温度で反応させる。次
いで、生じた酸性中間生成物を最終生成物に反応
させる。このためには例えば酸性中間生成物をア
ンモニウム塩に変換し、次いでこれをモノクロル
酢酸エステルと反応させる。
有利に成分Bは次のモノマーからなるポリアク
リレート樹脂である:
a) アルキル基中の炭素原子数1〜18のアクリ
ル酸アルキルエステル及び/又はアルキル基中
の炭素原子数2〜18のメタクリル酸アルキルエ
ステル 10〜50重量%
b) メタクリル酸メチルエステル0〜60重量%
c) スチロール、α−メチルスチロール、o−
及び/又はp−クロルスチロール、p−tert−
ブチルスチロール、ビニルトルオール及び/又
はビニルカルバゾール 0〜35重量%
d) アクリル酸カルブアルコキシメチルエステ
ル及び/又はメタクリル酸カルブアルコキシメ
チルエステル又は他のカルブアルコキシメチル
エステル基を含有するオレフイン系不飽和重合
性化合物 2〜65重量%
からなり、この際成分a、b、c及びdの合計は
100%である。
本発明による結合剤混合物は固体微細粉末又は
有機溶剤中に溶けて存在する。
電着塗装のためには、結合剤混合物を酸でプロ
トン化して水溶液又は水性懸濁液の形であること
が必要である。
結合剤成分及び/又は架橋剤成分の水溶性をこ
れらが有している第1級、第2級及び/又は第3
級アミノ基を酸で中和することにより生ぜしめ
る。好適な酸は特に有機酸であるが、例えば塩酸
又は燐酸を使用することもできる。アミノ基を蟻
酸、酢酸、マロン酸、乳酸又はクエン酸で中和す
るのが有利である。
前記の酸は結合剤成分及び/又は架橋剤成分の
ための可溶化基の導入をアンモニウム基又はスル
フイド/酸−又はホスフイン/酸混合物の塩を結
合剤又は架橋剤に付加することにより行なう時に
も使用することができる。
可溶化基の中和度はこの基に関して酸0.2〜1.0
当量及び有利に0.25〜0.6当量である。
中和は次のように実施することもできる。この
酸を水、場合により分散助剤と一緒に溶かし、樹
脂溶液を室温で又は場合により高めた温度で水中
に混入させる。しかし、この酸を直接樹脂溶液に
添加することもできる。この中和した樹脂溶液は
水中に混入させることができ、場合により水を樹
脂溶液中にゆつくりと混入することもできる。
この分散液はその粘度、電解圧及び展性を調節
するために有機溶剤20%まで含有してよい。配合
物が選択した製法により特性をそこなう溶剤を多
量に含有している場合、分散の前にこの溶剤を樹
脂溶液から留去するか、又は水性懸濁液から留去
する。すべての特性を考えあわせると、できるだ
け少量の有機溶剤量が有利である。
本発明の分散液を入れた折出浴の固体は7〜35
重量部、有利に12〜25重量部である。折出浴のPH
値は4〜8の間であるが、有利には5〜7.5の間
である。析出浴の陽極としては非腐蝕性スチール
陽極又はグラフアイト陽極を使用する。浴配合物
の温度は15〜35℃、有利に20〜30℃であるのが良
い。析出時間及び電解圧を所望の層厚が達せられ
るように選択する。
析出後、被覆された物体を洗浄すると、焼付け
のための準備完了である。
本発明による結合剤混合物を基礎として製造し
た塗料の適用法に左右されずに、塗膜の架橋は
130〜200℃の温度で、10〜60分間の焼付け、有利
に15〜30分間150〜180℃での焼付けにより行なわ
れる。
架橋反応は好適な触媒により更に促進される。
こののためにはアンモニウム化合物、例えば水酸
化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジ
ルトリメチルアンモニウム、臭化トリメチルセチ
ルアンモニウム又は沃化テテトラメチルアンモニ
ウム及び有機錫化合物例えばジブチル錫ジラウレ
ート及びアセチルアセトナト鉄()、酢酸亜鉛、
亜鉛−2−アミノヘキソエート、ナフテン酸コバ
ルト、酢酸鉛、オクタン酸鉛又はチタン酸ブチル
が特に好適である。結合剤成分の高い反応性によ
り架橋反応の促進はすでにわずかな量の触媒によ
り達せられる。
顔料着色は公知法で行なわれる。この際顔料並
びにその他の添加物、例えば充填剤、腐蝕抑制剤
及び消泡剤(成分C)を両方の結合剤成分の1方
と一緒に粉砕する。粉砕装置としては例えばサン
ドミル、ボールミル又は三本ローラを使用する。
塗料の完成は一般に公知の方法で行なう。
個々の成分A及びB及び場合により成分Cをそ
の濃縮した溶液の形で混合し、一緒に分散させる
こともできる。成分A及びBを個々に分散し、
個々の成分の分散液を必要な比に混合することも
できるが、この際顔料はA又はB中にすりこんで
おく。
更に、本願発明は基体上に結合剤混合物を含有
する塗料を焼付けにより担持させることにより被
膜を製造する方法に関し、この結合剤混合物は成
分:
A) 100g樹脂中に少なくとも0.2当量のヒドロ
キシ基を含有し、かつ分子量が少なくとも850
の酸性でない有機樹脂、及び
B) 1分子当りカルブアルコキシメチルエステ
ル基少なくとも2個を有する有機化合物を基礎
とする架橋剤、
から成ることを特徴とする。
本発明方法の有利な実施態様は、
塗料が固体微細粉末であり、塗料の担持を静電
粉末噴霧装置により行なうか、
結合剤混合物が有機溶剤中に溶けており、塗料
の担持を噴霧、浸漬、流し塗り、ローラ、ナイフ
塗布等で行なうか、又は
少なくとも部分的に酸により中和された、場合
により付加的に有機溶剤を含有する塗料の水浴中
に導電性基体を浸漬し、陰極として接続し、膜を
直流で基体上に析出させ、この基体を浴から取り
出し、この膜を焼付けにより硬化する。
更に、本発明は被膜の製造のための結合剤混合
物の使用にも関し、ここでこの混合物が成分:
A) 100g樹脂中に少なくとも0.2等量のヒドロ
キシ基を含有し、かつ分子量が少なくとも850
の酸性でない有機樹脂、及び
B) 1分子当りカルブアルコキシメチルエステ
ル基少なくとも2個を有する有機化合物を基礎
とする架橋剤、
から成ることを特徴とする。
本発明による使用の有利な実施態様は、
この結合剤混合物が固体微細粉末であり、この
結合剤を粉末塗料に使用するか、
結合剤混合物が有機溶剤中に溶けており、焼付
け塗料に使用するか、又は
結合剤混合物を酸でプロトン化し水溶液又は懸
濁液の形で、陰極性電着塗装に使用する。
次に実施例につき本願発明を詳細に説明する。
例 1
4官能性架橋剤(架橋剤)の製法
ペンタエリトリト109gとフタル酸無水物474g
とを還流冷却器、撹拌機、内部温度計及びガス導
管を備える4頚フラスコ中で混合し、窒素雰囲気
下に140℃に加熱する。その後、反応は発熱的に
経過し、冷却により160℃に保持する。酸価305
で、この配合物を室温に冷却し、アセトン300g
を加える。その後、トリエチルアミン81gを加
え、ここにクロル酢酸エチルエステル98gを滴下
する。次いで、還流温度に加熱する。この温度を
4時間保持し、その後配合物を冷却する。12時間
後、生じた塩化トリエチルアンモニウムを濾別す
る。この濾液から回転蒸発装置でアセトンを留去
する。
例 2
多価官能性架橋剤(架橋剤)の製造
トリメチロールプロパン142g、カプロラクト
ン23g及びメチルイソブチルケトン600gを反応
容器中に装入し、還流温度に加熱する。6時間後
にトリメリト酸無水物609gを添加する。酸価が
228になつたら、50℃に冷却し、更にメチルイソ
ブチルケトン600gを加え、ゆつくりとトリエチ
ルアミン641gを滴加する。冷却により温度を60
℃に保持する。その後、クロル酢酸メチルエステ
ル685gを添加する。この反応を60℃で4時間実
施する。更に、室温に冷却し、生じた塩を濾別す
る。架橋剤樹脂の固体は70%である。
例 3
ポリアクリレート樹脂を基礎とする多官能性架
橋剤(架橋剤)の製造
メチルブチルケトン(MIBK)560gを窒素雰
囲気下に反応装置5中に装入し、還流温度に加
熱する。4.5時間かけてメチルメタクリレート
1400g、カルブエトキシメタクリレート560g、
エチルヘキシルメタクリレート840g並びにドデ
シルメルカプタン14gからなるモノマー混合物を
滴加する。同時にMIBK200g中のtert−ブチル
ペルオクトエート140gを添加する。引き続き一
定の粘度4.0dPa.s(MIBK中50%)が達せられる
まで後重合する。その後、MIBKで固体70%に調
節する。
数平均分子量(ポリスチロールスタンダードに
対しゲル浸透クロマトグラフイーにより測定)は
2100であつた。
例 4
結合剤分散液の製法
撹拌機、窒素導管、ヒーター、温度計及び還流
冷却器を備える4−反応器中にエポキシド当量
188のビスフエノールAを基礎とする市販のエポ
キシド樹脂1301部、ペルヒドロビスフエノール
623部及びキシロール95部を装入する。接触反応
のためにこれにジメチルベンジルアミン9部を加
え、この配合部を160℃に加熱する。エポキシド
当量が1050に達するまでこの温度で保持する。次
いで110℃に冷却し、例1に記載した架橋剤519部
及びジエタノールアミン182部を加える。その後、
この配合物を110℃で1時間保持する。
この間に脱イオン水2634部、氷酢酸52部及び市
販の乳化剤溶液53部からなる分散浴を準備する。
この中に樹脂溶液を分散させる。1 1/2時間後、
更に脱イオン水1012部を添加し、これを15分間混
合する。
この分散液は固体量37.5%を示す。
例 5
結合剤分散液の製造
撹拌機、窒素導管、ヒーター、温度計及び還流
冷却器を備える4−反応容器中にエポキシド当
量188のビスフエノールAを基礎とする市販のエ
ポキシド樹脂1132部、分子量750のポリプロピレ
ングリコール564部、ビスフエノールA343部、キ
シロール133部及びジメチルベンジルアミン3部
を装入する。温度を160℃に高め、エポキシド当
量が670に達するまでこの温度を保持する。その
後、135℃に冷却し、ジメチルベンジアミン6部
を更に加え、エポキシド当量が1250になるまでこ
の温度を保持する。更に、110℃に冷却し、例2
に記載した架橋剤溶液615部及びジエタノールア
ミン158部も加える。付加反応を1.5時間実施し、
フエニルグリコール171部を加え、これを15分間
混合する。
その間に脱イオン水2248部、市販の乳化剤溶液
52部及び氷酢酸45部からなる分散浴を準備する。
この分散浴中に樹脂溶液を撹拌混入する。1時間
後、更に脱イオン水1532部を加え、混合する。分
散液中の固体量は37.5%であつた。
例 6
結合剤分散液の製法
例5の配合を繰り返すが、例3の架橋剤溶液
615部を加えた。この散浴は例5におけるように
調整したが、脱イオン水の第2の添加において脱
イオン水3282部を加え、分散液中の固体分が30%
となるようにする。この分散液から低沸点溶剤は
80℃真空中の蒸留により除去される。全体で水相
及び有機相1250部を留去する。この分散液は固体
分35%である。
例 7
グレーの顔料ペーストの製造
エポキシド当量890のビスフエノールAを基礎
とする市販のエポキシド樹脂953部にブチルグリ
コール800部を加える。この混合物を80℃に加熱
する。樹脂溶液中にはジエタノールアミン101部
及び80%乳酸水溶液120部からなる反応生成物221
部を加える。この反応を酸価が1より下がるまで
80℃で実施する。
この生成物1800部を脱イオン化水2447部と共に
あらかじめ装入し、TiO22460部、珪酸アルミニ
ウムを基礎とするエキステンダー590部、珪酸鉛
135部、カーボンブラツク37部及びオクタン酸鉛
25部を混合する。この混合物を粉砕装置中でヘグ
マン(Hegmam)−粒度5〜7に粉砕する。その
後、脱イオン水1255部を加え、所望のペースト稠
度とする。このグレーペーストは非常に貯蔵安定
性である。
例 8
電着浴及び析出の製造
結合剤分散剤500重量部を例6に記載した顔料
ペースト196部と混合し、脱イオン水で浴中固体
分20%に調節する。塗膜の析出は2分間の間燐酸
亜鉛処理した板上に行なう。浴温は27℃である。
この膜を180℃で20分間焼付ける。[Formula] -X-OH, -R' or Z==CO, -X n=1-6 m=1-12] The ketone used for the reaction with the primary amino group is generally an aliphatic ketone, such as methyl ethyl ketone,
Diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl-n-propyl ketone and cycloaliphatic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone. Preferred aminoalkylamines and alkanolamines are mainly diethylenetriamine, N-methyl-ethylenediamine, N-methyl-propylenediamine, N-aminoethyl-piperazine, 2
-Aminoethanol, 1-aminopropanol-
2,1-aminopropanol-3,2-amino-
2-methyl-propanol-1,3-amino-
2,2-dimethyl-propanol-1,1,5-
Diamino-pentanol-3 or N-(2-aminoethyl)-N-(2-hydroxyethyl)-ethylenediamine. The exothermic addition of the aminoketimine to the epoxide groups of the base resin of binder component A is generally carried out at room temperature. For complete conversion, the reaction is often terminated at a temperature of 50-125°C. The addition of hydroxyketimine to the epoxide groups of the base resin of binder component A is generally carried out in the same temperature range, but with a basic catalyst such as N,N-dimethylbenzylamine or a Friedel catalyst such as tin chloride (). It is also advisable to use a Krafts catalyst. Introduction of reactive hydroxyl groups is greatly facilitated by the use of secondary alkanolamines such as methylethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, butylethanolamine, cyclohexylethanolamine, and the like. As the base resin for the binder component A, a base resin having at least two isocyanate groups can be used. Preferred resins containing isocyanate groups are highly functional polyisocyanates prepared by trimerization or oligomerization from diisocyanates or polyisocyanates and polyfunctional compounds containing OH- or NH groups. Typical isocyanates are toluylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-
Diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,6
-diisocyanate-2,2,4-trimethylhexane and 1-isocyanate-methyl-3-isocyanate-1,5,5-trimethylcyclohexane. Furthermore, polyglycol ether,
Isocyanate-containing prepolymers based on polyester polyols, polyether polyols, polycaprolactone polyols, polycaprolactam polyols or polyaminoamides can advantageously be used. Binder component B, which is a crosslinking agent, is a compound having at least two carbalkoxymethyl ester groups. Crosslinking agents are low-molecular compounds or correspondingly substituted resins. For the esterification, monoalcohols such as methyl alcohol, for example methyl alcohol,
When using ethyl alcohol or butyl alcohol, the transesterification reaction proceeds very slowly. In this case the crosslinking rate is too low and the baked film is not sufficiently stable to solvents. This disadvantage is avoided according to the invention when carbalkoxymethyl esters are used for the transesterification reaction. The compound forming the crosslinking agent is preferably a polyester resin, but other compounds containing free carboxyl groups and capable of being used for esterification can also be used. Preference is given to using polycarbalkoxymethyl esters of polycarboxylic acids as transesterification components. These include bis-(carbalkoxymethyl)-azelate, bis-(carbalkoxymethyl)-sebacate, bis-(carbalkoxymethyl)-adipate, bis-(carbalkoxymethyl)-succinate, bis-(carbalkoxymethyl)-terephthalate, etc. belong to Polyfunctional crosslinkers can advantageously be prepared as follows. First, dicarboxylic anhydride (phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, succinic anhydride) and polyol (glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol) are mixed in equivalent amounts. The reaction is carried out at a temperature below 145°C. The resulting acidic intermediate product is then reacted into the final product. For this purpose, for example, the acidic intermediate is converted into an ammonium salt, which is then reacted with monochloroacetic acid ester. Component B is preferably a polyacrylate resin consisting of the following monomers: a) alkyl acrylates with 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group and/or alkyl methacrylates with 2 to 18 carbon atoms in the alkyl group Ester 10-50% by weight b) Methacrylic acid methyl ester 0-60% by weight c) Styrol, α-methylstyrene, o-
and/or p-chlorstyrol, p-tert-
Butylstyrene, vinyltoluol and/or vinylcarbazole 0 to 35% by weight d) Olefinic unsaturated polymerizable material containing acrylic acid carbalkoxymethyl ester and/or methacrylic acid carbalkoxymethyl ester or other carbalkoxymethyl ester groups Compound 2-65% by weight, where the sum of components a, b, c and d is
It is 100%. The binder mixture according to the invention is present as a solid fine powder or dissolved in an organic solvent. For electrocoating, it is necessary that the binder mixture be protonated with an acid and in the form of an aqueous solution or suspension. Primary, secondary and/or tertiary binder components and/or crosslinker components that have water solubility
It is produced by neutralizing the primary amino group with acid. Suitable acids are in particular organic acids, but it is also possible to use, for example, hydrochloric acid or phosphoric acid. It is advantageous to neutralize the amino groups with formic acid, acetic acid, malonic acid, lactic acid or citric acid. Said acids can also be used when the introduction of solubilizing groups for the binder component and/or crosslinker component is carried out by adding ammonium groups or salts of sulfide/acid or phosphine/acid mixtures to the binder or crosslinker. can be used. The degree of neutralization of the solubilizing group is from 0.2 to 1.0 acid with respect to this group.
equivalents and preferably from 0.25 to 0.6 equivalents. Neutralization can also be carried out as follows. The acid is dissolved in water, optionally together with dispersing aids, and the resin solution is incorporated into the water at room temperature or optionally at elevated temperature. However, it is also possible to add the acid directly to the resin solution. This neutralized resin solution can be mixed into water, and in some cases, water can also be slowly mixed into the resin solution. The dispersion may contain up to 20% organic solvent to adjust its viscosity, electrolytic pressure and malleability. If the formulation contains large amounts of solvent that impair its properties due to the selected manufacturing method, this solvent is distilled off from the resin solution or from the aqueous suspension before dispersion. Taking all properties into account, it is advantageous to use as little organic solvent as possible. The solid content of the precipitation bath containing the dispersion of the present invention is 7 to 35
parts by weight, preferably 12 to 25 parts by weight. PH of the brewing bath
The value is between 4 and 8, preferably between 5 and 7.5. A non-corrosive steel anode or a graphite anode is used as the anode of the precipitation bath. The temperature of the bath formulation should be between 15 and 35°C, preferably between 20 and 30°C. The deposition time and electrolytic pressure are selected in such a way that the desired layer thickness is achieved. After deposition, the coated object is washed and is ready for baking. Regardless of the method of application of the paints produced on the basis of the binder mixture according to the invention, the crosslinking of the paint film is
Baking is carried out at temperatures of 130-200° C. for 10-60 minutes, preferably 15-180° C. for 15-30 minutes. The crosslinking reaction is further promoted by suitable catalysts.
For this, ammonium compounds such as benzyltrimethylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium chloride, trimethylcetylammonium bromide or tetramethylammonium iodide and organotin compounds such as dibutyltin dilaurate and iron acetylacetonate (), zinc acetate are used. ,
Particularly preferred are zinc-2-aminohexoate, cobalt naphthenate, lead acetate, lead octoate or butyl titanate. Due to the high reactivity of the binder component, acceleration of the crosslinking reaction can be achieved even with small amounts of catalyst. Pigment coloring is carried out by known methods. Pigments and other additives, such as fillers, corrosion inhibitors and defoamers (component C), are hereby ground together with one of the two binder components. As the grinding device, for example, a sand mill, a ball mill or a three-roller mill is used.
The completion of the paint is carried out in a generally known manner. It is also possible to mix the individual components A and B and optionally component C in the form of their concentrated solutions and disperse them together. Dispersing components A and B individually,
It is also possible to mix dispersions of the individual components in the required ratio, with the pigment being rubbed into A or B. Furthermore, the present invention relates to a method for producing coatings by depositing on a substrate by baking a paint containing a binder mixture, which binder mixture comprises the following components: A) containing at least 0.2 equivalents of hydroxy groups in 100 g resin; and has a molecular weight of at least 850
B) a crosslinking agent based on an organic compound having at least two carbalkoxymethyl ester groups per molecule. An advantageous embodiment of the process according to the invention is that the paint is a solid fine powder and the loading of the paint is carried out by means of an electrostatic powder spraying device, or the binder mixture is dissolved in an organic solvent and the loading of the paint is carried out by spraying or dipping. , by flow coating, roller, knife application, etc., or by immersing the electrically conductive substrate in a water bath of a paint at least partially neutralized with an acid, optionally additionally containing an organic solvent, and connected as a cathode. The film is then deposited on the substrate with direct current, the substrate is removed from the bath, and the film is cured by baking. Furthermore, the invention relates to the use of a binder mixture for the production of coatings, wherein this mixture comprises the following components: A) containing at least 0.2 equivalents of hydroxyl groups in 100 g resin and having a molecular weight of at least 850
B) a crosslinking agent based on an organic compound having at least two carbalkoxymethyl ester groups per molecule. An advantageous embodiment of the use according to the invention is that the binder mixture is a solid fine powder and the binder is used in powder coatings, or that the binder mixture is dissolved in an organic solvent and is used in baking coatings. or The binder mixture is protonated with acid and used in the form of an aqueous solution or suspension for cathodic electrodeposition coating. Next, the present invention will be described in detail with reference to Examples. Example 1 Production method of tetrafunctional crosslinking agent (crosslinking agent) 109g of pentaerythritol and 474g of phthalic anhydride
are mixed in a 4-necked flask equipped with a reflux condenser, stirrer, internal thermometer and gas line and heated to 140° C. under nitrogen atmosphere. The reaction then proceeds exothermically and is kept at 160° C. by cooling. Acid value 305
Then, cool this mixture to room temperature and add 300 g of acetone.
Add. Thereafter, 81 g of triethylamine was added, and 98 g of chloroacetic acid ethyl ester was added dropwise thereto. Then heat to reflux temperature. This temperature is maintained for 4 hours, after which the formulation is cooled. After 12 hours, the triethylammonium chloride formed is filtered off. Acetone is distilled off from this filtrate using a rotary evaporator. Example 2 Preparation of polyfunctional crosslinking agent (crosslinking agent) 142 g of trimethylolpropane, 23 g of caprolactone and 600 g of methyl isobutyl ketone are placed in a reaction vessel and heated to reflux temperature. After 6 hours, 609 g of trimellitic anhydride are added. Acid value
When the temperature reaches 228, cool to 50°C, add 600g of methyl isobutyl ketone, and slowly add 641g of triethylamine dropwise. Temperature 60 by cooling
Keep at ℃. Then 685 g of chloroacetic acid methyl ester are added. The reaction is carried out at 60°C for 4 hours. Further, it is cooled to room temperature and the formed salts are filtered off. The solids of the crosslinker resin is 70%. Example 3 Preparation of a polyfunctional crosslinker (crosslinker) based on polyacrylate resins 560 g of methyl butyl ketone (MIBK) are charged into the reactor 5 under a nitrogen atmosphere and heated to reflux temperature. Methyl methacrylate over 4.5 hours
1400g, carbethoxy methacrylate 560g,
A monomer mixture consisting of 840 g of ethylhexyl methacrylate and 14 g of dodecyl mercaptan is added dropwise. At the same time, 140 g of tert-butyl peroctoate in 200 g of MIBK are added. Postpolymerization is then carried out until a constant viscosity of 4.0 dPa.s (50% in MIBK) is reached. Then adjust to 70% solids with MIBK. The number average molecular weight (determined by gel permeation chromatography against polystyrene standards) is
It was 2100. Example 4 Preparation of Binder Dispersion Equivalent epoxide in a 4-reactor equipped with a stirrer, nitrogen line, heater, thermometer and reflux condenser.
1301 parts of commercially available epoxide resin based on 188 bisphenol A, perhydrobisphenol
Charge 623 parts and 95 parts of xylol. 9 parts of dimethylbenzylamine are added to this for the catalytic reaction and the mixture is heated to 160°C. Hold at this temperature until the epoxide equivalent weight reaches 1050. It is then cooled to 110° C. and 519 parts of the crosslinking agent described in Example 1 and 182 parts of diethanolamine are added. after that,
This formulation is held at 110°C for 1 hour. During this time a dispersion bath consisting of 2634 parts of deionized water, 52 parts of glacial acetic acid and 53 parts of a commercially available emulsifier solution is prepared.
A resin solution is dispersed in this. 1 1/2 hours later,
Add another 1012 parts of deionized water and mix for 15 minutes. This dispersion exhibits a solids content of 37.5%. Example 5 Preparation of a binder dispersion 1132 parts of a commercially available epoxide resin based on bisphenol A with an epoxide equivalent weight of 188, molecular weight 750, in a 4-reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen line, a heater, a thermometer and a reflux condenser. 564 parts of polypropylene glycol, 343 parts of bisphenol A, 133 parts of xylol and 3 parts of dimethylbenzylamine are charged. Increase the temperature to 160°C and maintain this temperature until the epoxide equivalent weight reaches 670. Thereafter, it is cooled to 135° C., an additional 6 parts of dimethylbendiamine are added, and this temperature is maintained until the epoxide equivalent weight is 1250. Furthermore, it was cooled to 110°C, and Example 2
Also add 615 parts of the crosslinker solution described in 1. and 158 parts of diethanolamine. The addition reaction was carried out for 1.5 hours,
Add 171 parts of phenyl glycol and mix for 15 minutes. Meanwhile, 2248 parts deionized water, commercially available emulsifier solution
Prepare a dispersion bath consisting of 52 parts and 45 parts of glacial acetic acid.
A resin solution is stirred into this dispersion bath. After 1 hour, add an additional 1532 parts of deionized water and mix. The amount of solids in the dispersion was 37.5%. Example 6 Preparation of binder dispersion The formulation of Example 5 is repeated, but the crosslinker solution of Example 3 is
Added 615 copies. This dispersion was prepared as in Example 5, but in the second addition of deionized water, 3282 parts of deionized water was added so that the solids content in the dispersion was 30%.
Make it so that A low boiling point solvent is extracted from this dispersion.
Removed by distillation in vacuum at 80°C. A total of 1250 parts of aqueous and organic phase are distilled off. This dispersion has a solids content of 35%. Example 7 Preparation of a gray pigment paste 800 parts of butyl glycol are added to 953 parts of a commercially available epoxide resin based on bisphenol A with an epoxide equivalent weight of 890. Heat this mixture to 80°C. The resin solution contained 221 parts of a reaction product consisting of 101 parts of diethanolamine and 120 parts of an 80% aqueous lactic acid solution.
Add part. This reaction continues until the acid value drops below 1.
Perform at 80℃. 1800 parts of this product were precharged with 2447 parts of deionized water, 2460 parts of TiO 2 , 590 parts of extender based on aluminum silicate, lead silicate.
135 parts, carbon black 37 parts and lead octoate
Mix 25 parts. This mixture is ground in a grinding device to a Hegman particle size of 5 to 7. Then add 1255 parts of deionized water to achieve the desired paste consistency. This gray paste is very storage stable. Example 8 Preparation of electrodeposition bath and deposition 500 parts by weight of binder dispersant are mixed with 196 parts of the pigment paste described in Example 6 and adjusted to 20% solids in the bath with deionized water. Deposition of the coating takes place on a zinc phosphate-treated board for 2 minutes. The bath temperature is 27°C.
Bake this film at 180°C for 20 minutes.
【表】
例 9
アクリレート樹脂を基礎とする多官能性架橋剤
(架橋剤)の製造
先ず次のモノマーを製造する。アクリル酸580
gをアセトン500gと混合する。この混合物中に
トリエチルアミン810gを滴加する。この際、温
度が50℃に上昇する。室温に冷却し、次いでクロ
ル酢酸メチルエステル870gを滴加する。先ず、
沃化カリウム2gを触媒としてアンモニウム塩溶
液中に加える。滴加が終了した後、還流温度に加
熱し、この温度を2時間保持する。その後、冷却
し、1夜放置し、生じた沈殿を濾別する。記載し
たモノマー480gをメタクリレート120g、ブチル
アクリレート120g及びメチルイソブチルケトン
300gと混合する。モノマー混合物をt−ブチル
ペルオクトエート19.2gと混合し、80℃に加熱す
る。重合を6時間この温度で実施する。次いで真
空中で溶剤を留去し、エチルグリコールで固体含
量を70%に調節する。
例 10
結合剤分散液の製造
必要に応じて装備した5−反応装置中に75%
エポキシド樹脂溶液(EEW=490)1058gを装入
し、ネオペンチルグリコール及びアジピン酸
(OH−価210)からなるポリエステルジオール
214gと混合し、加熱する。ジメチルベンジルア
ミン2.4gを加え、エポキシド当量が1130に達す
るまで温度を135℃で保持する。次いで、90℃に
冷却し、メチルエタノールアミン47g及びメチル
イソブチルケトン中のジエチレントリアミン−ビ
スメチルイソブチルケチミンの72%溶液59gから
なる混合物を添加する。この際、発熱反応が生じ
る。温度を118℃まで上昇させ、1時間保持する。
次いで、フエニルグリコール90g及び架橋剤
540gを加え、15分間混合する。
その間に脱イオン水1728g、氷酢酸23g及び乳
化剤混合物40gからなる分散浴を準備する。この
中に樹脂を分散させる。1時間後、脱イオン水
950gを更に加え、15分間撹拌し、この分散液を
濾過する。
分散液のデータ
固体含量:36.3%(150℃、30分)
密度:1.043
PH−値:6.9
MEQ酸:0.27
MEQ塩基:0.62
例 11
結合剤分散液の製造
例10におけると同様に行なうが、架橋剤として
架橋剤V772gを添加する。分散浴としては次の
ものが装入されている:脱イオン水1498g、氷酢
酸エチル23g及び乳化剤混合物40g。樹脂の添加
後前記のように行なう。
分散液のデーター
固体含量:36.7%(150℃、30分)
密度:1.049
PH値:7.1
MEQ−酸:0.26
MEQ−塩基:0.65
例 12
結合剤分散液の製造
必要に応じて装備された5−反応装置にビス
フエノールAを基礎とする市販のエポキシド樹脂
(EEW188)1378g及びネオペンチルグリコール
305gを装入する。130℃に加熱し、ジメチルベン
ジルアミン3gを添加する。発熱反応が弱まつた
後、エポキシド当量1100が達せられるまで温度を
130℃で保持する。90℃に冷却し、ジエタノール
アミン123g及びメチルイソブチルケトン中のジ
エチレントリアミンビスメチルイソブチルケチミ
ンの72.5%溶液108gを加える。この際、温度は
再び上昇する。温度を115℃で1時間保持し、フ
エニルグリコール123g及び架橋剤565gを添加
する。15分間混合する。
この間に脱イオン水2842g、氷酢酸42g及び乳
化剤溶液49gからなる分散浴を準備する。この浴
の酸価は13.8である。この中に樹脂を分散させ
る。1時間後、脱イオン水1555gを加え、15分間
撹拌し、生じた分散液を濾過する。
分散液のデータ
固体含量:35.9%(150℃、30分)
密度:1.050
PH値:7.0
MEQ酸:0.28
MEQ塩基:0.67
例 13
結合剤分散剤の製造
例12と同様に行なうかつ架橋剤として架橋剤
807gを使用する。分散浴としては次の混合物を
準備する。脱イオン水2600g、氷酢酸42g及び乳
化剤溶液49g。樹脂の分散後、例12と同様に行な
う。
分散液のデータ
固体含量:36.3%(150℃、30分)
密度:1.044
PH−値:6.9
MEQ−酸:6.9
MEQ−塩基
例 14
電着浴及び析出の方法
結合剤分散液〜の500重量部を例7に記載
した顔料ペースト196部と混合し、脱イオン水で
浴固体量20%に調整する。塗膜の析出は燐酸亜鉛
処理した板上に2分間行なう。浴温は27℃であ
る。この膜を180℃で20分間焼付ける。[Table] Example 9 Preparation of a polyfunctional crosslinking agent (crosslinking agent) based on acrylate resins First, the following monomers are prepared. acrylic acid 580
g with 500 g of acetone. 810 g of triethylamine are added dropwise to this mixture. At this time, the temperature rises to 50°C. Cool to room temperature and then add dropwise 870 g of chloroacetic acid methyl ester. First of all,
2 g of potassium iodide are added as a catalyst to the ammonium salt solution. After the addition is complete, heat to reflux temperature and maintain this temperature for 2 hours. Thereafter, it is cooled and left to stand overnight, and the resulting precipitate is filtered off. 480 g of the listed monomers were added to 120 g of methacrylate, 120 g of butyl acrylate and methyl isobutyl ketone.
Mix with 300g. The monomer mixture is mixed with 19.2 g of t-butyl peroctoate and heated to 80°C. Polymerization is carried out at this temperature for 6 hours. The solvent is then distilled off in vacuo and the solids content is adjusted to 70% with ethyl glycol. Example 10 Preparation of binder dispersion 75% in 5-reactor equipped as required
Charge 1058 g of epoxide resin solution (EEW = 490) and use polyester diol consisting of neopentyl glycol and adipic acid (OH-value 210).
Mix with 214g and heat. Add 2.4 g of dimethylbenzylamine and maintain the temperature at 135° C. until the epoxide equivalent weight reaches 1130. It is then cooled to 90 DEG C. and a mixture consisting of 47 g of methylethanolamine and 59 g of a 72% solution of diethylenetriamine-bismethylisobutylketimine in methylisobutylketone is added. At this time, an exothermic reaction occurs. Increase temperature to 118°C and hold for 1 hour.
Next, 90g of phenyl glycol and crosslinking agent
Add 540g and mix for 15 minutes. Meanwhile, a dispersion bath consisting of 1728 g of deionized water, 23 g of glacial acetic acid and 40 g of an emulsifier mixture is prepared. The resin is dispersed in this. After 1 hour, deionized water
Add another 950 g, stir for 15 minutes and filter the dispersion. Data for the dispersion Solids content: 36.3% (150 °C, 30 min) Density: 1.043 PH-value: 6.9 MEQ acid: 0.27 MEQ base: 0.62 Example 11 Preparation of binder dispersion Proceed as in Example 10, but cross-linked 772 g of crosslinking agent V is added as an agent. The dispersion bath was initially charged with the following: 1498 g of deionized water, 23 g of glacial ethyl acetate and 40 g of an emulsifier mixture. After adding the resin proceed as described above. Data for the dispersion - solids content: 36.7% (150 °C, 30 min) Density: 1.049 PH value: 7.1 MEQ - acid: 0.26 MEQ - base: 0.65 Example 12 Preparation of binder dispersion 5 - equipped as required 1378 g of a commercially available epoxide resin based on bisphenol A (EEW188) and neopentyl glycol were added to the reactor.
Charge 305g. Heat to 130°C and add 3g of dimethylbenzylamine. After the exothermic reaction has subsided, the temperature is increased until an epoxide equivalent weight of 1100 is reached.
Hold at 130℃. Cool to 90° C. and add 123 g of diethanolamine and 108 g of a 72.5% solution of diethylenetriamine bismethyl isobutyl ketimine in methyl isobutyl ketone. At this time, the temperature rises again. The temperature is maintained at 115° C. for 1 hour and 123 g of phenyl glycol and 565 g of crosslinker are added. Mix for 15 minutes. During this time a dispersion bath consisting of 2842 g of deionized water, 42 g of glacial acetic acid and 49 g of emulsifier solution is prepared. The acid value of this bath is 13.8. The resin is dispersed in this. After 1 hour, add 1555 g of deionized water, stir for 15 minutes and filter the resulting dispersion. Data for dispersion Solids content: 35.9% (150 °C, 30 min) Density: 1.050 PH value: 7.0 MEQ acid: 0.28 MEQ base: 0.67 Example 13 Preparation of binder dispersant Proceed as in Example 12 and crosslink as crosslinker agent
Use 807g. Prepare the following mixture as a dispersion bath. 2600 g deionized water, 42 g glacial acetic acid and 49 g emulsifier solution. After dispersing the resin, proceed as in Example 12. Dispersion Data Solids Content: 36.3% (150°C, 30 min) Density: 1.044 PH-Value: 6.9 MEQ-Acid: 6.9 MEQ-Base Example 14 Electrodeposition Bath and Method of Deposition 500 parts by weight of binder dispersion ~ is mixed with 196 parts of the pigment paste described in Example 7 and adjusted to a bath solids content of 20% with deionized water. Deposition of the coating is carried out for 2 minutes on a zinc phosphate treated plate. The bath temperature is 27°C. Bake this film at 180°C for 20 minutes.
【表】
良好 良好
[Table] Good Good
Claims (1)
キシ基を含有し、かつ分子量が少なくとも850
の酸性でない有機樹脂、及び B) 1分子当りカルブアルコキシメチルエステ
ル基少なくとも2個を有する有機化合物を基礎
とする架橋剤、 から成ることを特徴とする有機樹脂を基礎とする
熱硬化性結合剤混合物。 2 成分A及びBに付加的に成分Cとして顔料、
充填剤、架橋触媒、腐蝕抑制剤及びその他の塗料
助剤を含有する特許請求の範囲第1項記載の結合
剤混合物。 3 成分Aの量は50〜95重量%及び成分Bの量は
5〜50重量であり、この際成分AとBの総量が
100%である特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の結合剤混合物。 4 成分Aは数平均分子量1000〜20000である特
許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記
載の結合剤混合物。 5 成分Aはヒドロキシル基の他に付加的にアミ
ノ基又はアンモニウム基を含有している特許請求
の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の結
合剤混合物。 6 成分Bが数平均分子量200〜10000である特許
請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載
の結合剤混合物。 7 成分Bが次のモノマー: a) アルキル基中の炭素原子数1〜18のアクリ
ル酸アルキルエステル及び/又はアルキル基中
の炭素原子数2〜18のメタクリル酸アルキルエ
ステル 10〜50重量% b) メタクリル酸メチルエステル0〜60重量% c) スチロール、α−メチルスチロール、o−
及び/又はp−クロルスチロール、p−tirt−
ブチルスチロール、ビニルトルオール及び/又
はビニルカルバゾール 0〜35重量% d) アクリル酸カルブアルコキシメチルエステ
ル及び/又はメタクリル酸カルブアルコキシメ
チルエステル又は他のカルブアルコキシメチル
エステル基を含有するオレフイン系不飽和重合
性化合物 2〜65重量% からなり、この際成分a、b、c及びdの合計は
100%であるポリアクリル樹脂である特許請求の
範囲第1項〜第6項のいずれか1項に記載の結合
剤混合物。 8 微細な固体である特許請求の範囲第1項〜第
7項のいずれか1項に記載の結合剤混合物。 9 有機溶剤中に溶けている特許請求の範囲第1
項〜第7項のいずれか1項に記載の結合剤混合
物。 10 酸でプロトン化することにより水溶液の形
で又は水性分散液の形である特許請求の範囲第5
項〜第7項のいずれか1項に記載の結合剤混合
物。[Scope of Claims] 1 Ingredients: A) Contains at least 0.2 equivalents of hydroxyl groups in 100g resin and has a molecular weight of at least 850
and B) a crosslinking agent based on an organic compound having at least two carbalkoxymethyl ester groups per molecule. . 2 In addition to components A and B, a pigment as component C;
A binder mixture according to claim 1 containing fillers, crosslinking catalysts, corrosion inhibitors and other coating aids. 3 The amount of component A is 50 to 95% by weight and the amount of component B is 5 to 50% by weight, in which case the total amount of components A and B is
A binder mixture according to claim 1 or claim 2 which is 100%. 4. The binder mixture according to any one of claims 1 to 3, wherein component A has a number average molecular weight of 1,000 to 20,000. 5. A binder mixture according to any one of claims 1 to 4, wherein component A additionally contains amino groups or ammonium groups in addition to hydroxyl groups. 6. The binder mixture according to any one of claims 1 to 5, wherein component B has a number average molecular weight of 200 to 10,000. 7 Component B is the following monomer: a) 10 to 50% by weight of an acrylic acid alkyl ester having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group and/or a methacrylic acid alkyl ester having 2 to 18 carbon atoms in the alkyl group b) Methacrylic acid methyl ester 0-60% by weight c) Styrene, α-methylstyrene, o-
and/or p-chlorstyrol, p-tirt-
Butylstyrene, vinyltoluol and/or vinylcarbazole 0 to 35% by weight d) Olefinic unsaturated polymerizable material containing acrylic acid carbalkoxymethyl ester and/or methacrylic acid carbalkoxymethyl ester or other carbalkoxymethyl ester groups Compound 2-65% by weight, where the sum of components a, b, c and d is
7. A binder mixture according to any one of claims 1 to 6, which is 100% polyacrylic resin. 8. A binder mixture according to any one of claims 1 to 7, which is a finely divided solid. 9 Claim 1 dissolved in an organic solvent
The binder mixture according to any one of paragraphs 1 to 7. 10 In the form of an aqueous solution or in the form of an aqueous dispersion by protonation with an acid, claim 5
The binder mixture according to any one of paragraphs 1 to 7.
Applications Claiming Priority (3)
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| DE3233139 | 1982-09-07 | ||
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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| KR20200143667A (en) * | 2018-04-16 | 2020-12-24 | 교에이샤 케미칼 주식회사 | Multilayer coating film formation method and multilayer coating film |
-
1983
- 1983-09-06 JP JP58162682A patent/JPS5978262A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS5978262A (en) | 1984-05-07 |
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