JPH0514037B2 - - Google Patents

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JPH0514037B2
JPH0514037B2 JP60051800A JP5180085A JPH0514037B2 JP H0514037 B2 JPH0514037 B2 JP H0514037B2 JP 60051800 A JP60051800 A JP 60051800A JP 5180085 A JP5180085 A JP 5180085A JP H0514037 B2 JPH0514037 B2 JP H0514037B2
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JP
Japan
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aqueous dispersion
cationic
chloride
group
quaternary ammonium
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JP60051800A
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JPS61213400A (en
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Kenji Hasui
Toshio Shinohara
Yoshinori Nagai
Akio Furuya
Hideyoshi Tsugukuni
Hideo Kobayashi
Shigeru Kobayashi
Toshiro Ichida
Toshio Irie
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JFE Steel Corp
Dai Nippon Toryo Co Ltd
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Dai Nippon Toryo Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は電気メツキ鋼板の製造法、特に有機高
分子微粒子を含有する電気メツキ鋼板の製造方法
に関する。さらに詳しくは、自動車、弱電機器、
プレコート等に使用可能な電気メツキ鋼板の製造
方法に関する。 (従来技術) 電気メツキ鋼板は既に各分野に使用されてい
る。とくに、電気亜鉛メツキ鋼板は自動車、弱電
機器、プレコートメタル関係に多く使用され、そ
の優れた経済性、耐食性の為に使用量が増大して
いる傾向がある。 ところで、一般にメツキ鋼板は表面の装飾や防
食のために、表面塗装を行なうのであるが、一方
各種塗膜に対する二次付着性などが劣るという欠
点があつた。 この欠点を改良するために該鋼板の表面処理や
複合メツキ等が検討されており、例えば、高分子
微粒子を金属メツキ層に含有する複合メツキ方法
が知られている。 さらに具体的に一例を挙げれば、高分子微粒子
をカチオン性界面活性剤などを用いて金属メツキ
浴中に分散させて電気メツキを行い、金属メツキ
層内にその高分子微粒子を析出させる技術が知ら
れている。(例えば特公昭52−25375号公報)。し
かし、この方法は高分子微粒子自身には正電荷は
なく、カチオン性界面活性剤などによつて正電荷
を持たせている為、高分子微粒子は少量しか共析
しないとか、添加したカチオン性界面活性剤など
によりメツキ液が汚染されたり、更にはカチオン
性界面活性剤が水溶性であるため電気メツキ鋼材
の性能が低下する等の各種さけられない問題点が
あつた。 更に、使用する高分子樹脂を機械的粉砕により
粉末とするには、その粒子径を2μmより細かく
することが望ましく、当然作業としては非常に困
難であつた。要するに経済的な電気メツキ膜厚
(3μm)に適用するには、使用する高分子樹脂の
粒子径は普通大き過ぎるという欠点があつた。 加うるに、鋼板等に連続的に電気メツキを施す
場合、メツキ液の流速の差異によつて金属と高分
子樹脂粒子の共析量が著しく異るという問題点も
あつた。 更に別の方法として、各種の乳化剤を用いて得
られた高分子エマルジヨンを分散した亜鉛メツキ
浴中で、鋼材を陰極として電気メツキを行う方法
も公知である(例えば特開昭55−115993号公報)。
しかし、この方法においてもエマルジヨンの機械
的安定性や電解質に対する安定性等の面で、色々
な問題があつた。 更に、その他の公知な方法として、例えば (i) 非イオン性乳化剤を用いてビニル単量体の重
合を行うことにより、水性分散体を製造した
後、これにカチオン性乳化剤を混合するか、あ
るいは (ii) カチオン性乳化剤の存在下、もしくはこれと
非イオン性乳化剤との共存下で、カチオン性重
合開始剤を用いてビニル単量体を乳化重合させ
てカチオン性水性分散体を得る方法(例えば特
公昭54−43555号公報)、ならびに (iii) ポリビニルピリジンなどの水溶性カチオン性
高分子物質の存在下で、ビニル単量体を乳化重
合せしめたり、 (iv) 第四級アンモニウム塩系ビニル単量体、第三
級アミン系ビニル単量体及び非イオン性ビニル
単量体からなる共重合体の存在下でカチオン性
重合開始剤を用いてビニル単量体を乳化重合さ
せる(例えば特開昭59−142202号公報)方法な
どが知られていた。 しかして、前記の如き従来技術においては、高
分子自身にカチオン性がないばかりか、高分子微
粒子を分散させるためカチオン性の乳化剤を多量
に用いるか、あるいは乳化剤の1種として水溶性
カチオン性高分子物質を使用するため、得られた
カチオン性水性分散体は機械的安定性や電解質に
対する安定性が悪く、またかりに、これらをメツ
キ液中に混合出来たとしても、乳化剤によるメツ
キ液の汚染や、メツキ鋼板の性能低下等の各種欠
点がさけられなかつた。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、前記の如き従来技術に鑑みてなされ
たものである。 すなわち、重合率が高く、しかも安定性の極め
て優れたカチオン性水性分散体を、まず金属メツ
キ浴中に分散せしめ、ついで電解することによ
り、上塗塗膜との密着性などの優れた電気メツキ
鋼板を提供するものである。 さらに詳しくは、本発明は、第四級アンモニウ
ム塩を主鎖中に含むポリマーから成るカチオン性
水性分散体を金属メツキ液中に分散し、電解によ
り陰極上に金属とともに水性分散体粒子を同時に
析出させることを特徴とする有機高分子微粒子を
含有する電気メツキ鋼板の製造方法に係るもので
ある。 本発明の方法に使用されるカチオン性水性分散
体とは、高分子自身がカチオン性を有する微粒子
の水性分散体である。 このような水性分散体としては、例えばα,β
−モノエチレン性不飽和カルボニル基を有する第
四級アンモニウム塩単量体を一成分とし、該単量
体と共重合可能な其の他のα,β−モノエチレン
性不飽和単量体との共重合体の水性分散体が挙げ
られる。 前記α,β−モノエチレン性不飽和カルボニル
基を有する第四級アンモニウム塩単量体として
は、例えば2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキ
シプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、
2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピル
トリメチルアンモニウムメチルベンゼンスルフオ
ン酸塩、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシ
プロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウム
クロライド、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオ
キシプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニ
ウムメチルベンゼンスルフオン酸塩、塩化トリメ
チルアミノエチルアクリルアミド、塩化トリメチ
ルアミノエチルメタクリルアミド、塩化トリメチ
ルアミノプロピルアクリルアミド、塩化トリメチ
ルアミノプロピルメタクリルアミド、臭化トリメ
チルアミノプロピルアクリルアミド、臭化トリメ
チルアミノプロピルメタクリルアミド、トリメチ
ルアミノブチルアクリルアミドメチルスルフエー
ト、トリメチルアミノブチルメタクリルアミドメ
チルスルフエート、塩化トリメチルアミノメチル
アクリレート、塩化トリメチルアミノメチルメタ
クリレート、塩化トリメチルアミノエチルアクリ
レート、塩化トリメチルアミノエチルメタクリレ
ート、塩化ジエチルメチルアミノエチルアクリレ
ート、塩化ジエチルメチルアミノエチルメタクリ
レート、塩化トリメチルアミノプロピルアクリレ
ート、塩化トリメチルアミノプロピルメタクリレ
ートなどがあげられる。 これらの単量体は1種もしくは2種以上の混合
物として使用可能である。 特に重合率の高いカチオン性水性分散体を得る
ためには、下記一般式のα,β−モノエチレン性
不飽和カルボニル基を有する第四級アンモニウム
塩単量体の使用が好ましい。 一般式: (式中、X はCI-、Br-、I-、SO4H-、SO4 -
、CH3SO4 -、及びCH3COO-から成る陰イオン
の群より選ばれた少なくとも1つの陰イオンを示
す。 R1は水素原子又はメチル基を示し、 Aは−O−又は−NH−基を示し、 R2は炭素数1〜18の鎖状又は分枝状アルキル
基を示し、 R3、R3′、R3″は同一又は、異なつていてよく、
それぞれヒドロキシル基を置換基として有するこ
とのある炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数
1〜9のアルキル基を置換基として有することの
あるフエニル基を示す。) 該単量体の具体的な例としては、 塩化トリメチルアミノエチルアクリルアミド、
塩化トリメチルアミノエチルメタクリルアミド、
塩化トリメチルアミノプロピルアクリルアミド、
塩化トリメチルアミノプロピルメタクリルアミ
ド、臭化トリメチルアミノプロピルアクリルアミ
ド、臭化トリメチルアミノプロピルメタクリルア
ミド、トリメチルアミノブチルアクリルアミドメ
チルスルフエート、トリメチルアミノブチルメタ
クリルアミドメチルスルフエート、塩化トリメチ
ルアミノメチルアクリレート、塩化トリメチルア
ミノメチルメタクリレート、塩化トリメチルアミ
ノエチルアクリレート、塩化トリメチルアミノエ
チルメタクリレート、塩化ジエチルメチルアミノ
エチルアクリレート、塩化ジエチルメチルアミノ
エチルメタクリレート、塩化トリメチルアミノプ
ロピルアクリレート、塩化トリメチルアミノプロ
ピルメタクリレートなどが挙げられ、これらは1
種もしくは2種以上の混合物として使用される。 又、前記カチオン性水性分散体を得るに際して
使用される、前記α,β−モノエチレン性不飽和
カルボニル基を有する第四級アンモニウム塩単量
体と共重合可能な其の他のα,β−モノエチレン
性不飽和単量体としては、例えば (A)スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン、モノクロルスチレン、ジビニルベンゼン等
の芳香族ビニル化合物類、(B)酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル
類、(C)アクリロニトリル、メタクリロニトリル等
のα,β−モノエチレン性不飽和ニトリル類、(D)
アクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル
酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アク
リル酸2ヒドロキシエチル、アクリル酸2ヒドロ
キシプロピル、アクリル酸グリシジル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリ
ル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、
メタクリル酸2ヒドロキシエチル、メタクリル酸
2ヒドロキシプロピル、メタクリル酸グリシジル
等のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸エ
ステル、(E)フマル酸ジアルキルエステル、マレイ
ン酸ジアルキルエステル、イタコン酸ジアルキル
エステル等のα,β−モノエチレン性不飽和ジカ
ルボン酸ジアルキルエステル、(F)アクリルアミ
ド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロ
ールメタクリルアミド、N−メトキシメチルアク
リルアミド、N−メトキシメタクリルアミド等の
α,β−モノエチレン性不飽和アミド類およびそ
れらのN置換誘導体類、(G)ジメチルアミノメチル
アクリルアミド、ジメチルアミノメチルメタクリ
ルアミド、ジエチルアミノメチルアクリルアミ
ド、ジエチルアミノメチルメタクリルアミド、ジ
メチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチル
アミノプロピルメタクリルアミド、アクリル酸ジ
メチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミ
ノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピ
ル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチル等のα,β−モノエチ
レン性不飽和アミン類等があげられる。 これらの単量体は1種もしくは2種以上の混合
物として使用される。 前記カチオン性水性分散体は、好ましくは前記
α,β−モノエチレン性不飽和カルボニル基を有
する第四級アンモニウム塩単量体と其の他のα,
β−モノエチレン性不飽和単量体とを、前者0.1
〜15重量%、後者99.9〜85重量%の割合で共重合
して得られ、かつその平均粒子径は0.01〜2.0μm
のものである。 前記重量比率において、前者が0.1重量%に満
たない場合には、重合率が低下するとともに、得
られる粒子径が大きくなり、水性分散体の安定性
が著しく低下してメツキ液に添加した時に凝集し
たり、メツキ液を攪拌加温すると融着し易い傾向
となり逆に15重量%を超えると、得られる粒子径
は一応小さくなるが、水溶性成分が多くなり、メ
ツキ液に添加した時に凝集したり、得られたメツ
キ鋼板の耐水性や上塗塗膜の二次密着性などが低
下するようになる。そのため、いずれの場合も範
囲外はあまり好ましくない。 前記範囲における前者と後者の好ましい重量割
合は、前者1〜10重量%、後者99〜90重量%の範
囲である。 前記の如きカチオン性水性分散体を得る方法と
しては、例えば約100〜1900重量部の水中で、単
量体合計に対して0.1〜3重量%のカチオン性重
合開始剤の存在下で、前記α,β−モノエチレン
性不飽和カルボニル基を有する第四級アンモニウ
ム塩単量体0.1〜15重量%と、其の他のα,β−
モノエチレン性不飽和単量体99.9〜85重量%とか
らなる単量体100重量部を、共重合する方法が好
ましい。 前記方法において使用される重合開始剤として
は、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸
化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリルのよ
うな重合開始剤も使用することも出来るが、重合
率を高く、重合時に発生する凝集物の量を少なく
するためには、カチオン性重合開始剤、例えば
2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸
塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)
酢酸塩、2,2′−アゾビス(N,N′−ジメチレン
イソブチルアミジン)塩酸塩を使用することが好
ましい。該カチオン性重合開始剤は、重合時に使
用される単量体合計に対して0.1〜3重量%の割
合で使用される。 前記重合方法における重合媒体としての水と、
全単量体の量との割合は、水約100〜1900重量部
に対して、単量体100重量部の割合にする。つま
り、最終カチオン性水性分散体の加熱残分が5〜
50重量%になるような割合が好ましい。 前記範囲に於て加熱残分が、50重量%以上にな
るような割合で重合を行なうと、系中に凝集物が
多く発生するために好ましくない。一方、重合時
の加熱残分は低いほど凝集物は発生しなくなる
が、加熱残分が5重量%以下の水性分散体は、メ
ツキ液に添加した場合にメツキ液を水性分散体中
の水で希釈してしまいともに好ましくない。 前記の如きカチオン性水性分散体は、公知の滴
下法により反応温度約55〜90℃で約2〜10時間乳
化重合することにより、約98重量%の重合率で得
ることができる。 前記重合方法において、α,β−モノエチレン
性不飽和カルボニル基を有する第四級アンモニウ
ム塩単量体は、他の単量体に溶けにくいので、あ
らかじめ重合媒体として使用される水の一部に溶
解せしめ、他の単量体とは別の滴下漏斗により同
時に滴下することが好ましい。 尚、前記重合反応時にはドデシルメルカプタン
等通常使用される連鎖移動剤等を併用してもよ
い。 本発明の方法に使用されるカチオン性水性分散
体は、前記の如く高分子微粒子そのものがカチオ
ン性を有するため、特にカチオン性等の界面活性
剤を使用しなくとも(ソープフリー)本発明の目
的を達成出来、従つてメツキ液の汚染や、形成さ
れた皮膜の性能低下を招くことがないという特徴
を有する。 しかして、高分子粒子の粒子径を小さくした
り、重合時に発生する凝集物の量を少なくさせる
ために必要により極く少量のポリオキシエチレン
ノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテルなどの非イオン界面活性剤、ラウ
リルトリメチルアンモニウムクロライドなどのカ
チオン性界面活性剤を用いることも出来る。しか
し、添加した界面活性剤によりメツキ液が汚染し
たり、界面活性剤が水溶性である為メツキ鋼板の
性能が低下することがさけられないので、その添
加量は全単量体に対して多くとも5重量%までで
ある。 前記の如きカチオン性水性分散体は、α,β−
モノエチレン性不飽和カルボニル基を有する第四
級アンモニウム塩単量体が共重合体の一成分とし
て共重合された、数平均分子量約1500〜10000程
度の共重合体であり、該粒子はカチオン性界面活
性剤を全く使用しなくても、自己乳化作用がある
ため水中に安定に分散される。またメツキ液中に
おいても安定性があり、機械的に激しい攪拌に対
しても安定であるため、本発明の如き方法には特
に好ましいものである。 さらに、メツキ液が加温して使用される場合、
就中共重合体のガラス転移温度が使用温度より20
℃以上低い場合には、メツキ液に添加した共重合
体粒子が融着することもある。この場合共重合体
のガラス転移温度を使用温度の近くまで高くして
おくと、その水性分散体を添加したメツキ液は加
温しても、さらにその温度で激しく攪拌しても、
凝集も融着もおこらず安定となる。 従つて、メツキ液の使用温度にあわせて、共重
合体を得るための単量体を適宜選択し、共重合体
粒子の融着を防ぐようにすることが好ましい。特
に、共重合体の一成分として側鎖の長い単量体を
使用することにより、粒子同志の融着を防ぐこと
が可能となる。 本発明の方法は、全ての電気メツキ方法に対し
て有効である。さらに、酸性塩化亜鉛浴、酸性硫
酸亜鉛浴ならびにこれらの浴にニツケル、コバル
ト、クロム等の塩を添加してなる亜鉛合金メツキ
浴、さらに硫酸ニツケル浴、硫酸銅浴等の酸性浴
を用いる場合には一層有効である。 前記カチオン性水性分散体をメツキ液に添加す
る方法として、あまり濃度の高いカチオン性水性
分散体を攪拌もせずにメツキ液に添加すると、水
性分散体が凝集してしまうことがある。それ故、
水性分散体の濃度は加熱残分で約10〜15重量%の
範囲に調整しておき、攪拌しているメツキ液中に
添加することが好ましい。 さらにカチオン性水性分散体を添加したメツキ
液が、激しく攪拌することにより発砲するような
場合には、シリコン系などの消泡剤を添加した
り、あるいは、約20Hzの超音波で消泡してもよ
い。 メツキ液に添加するカチオン性水性分散体の量
は、樹脂分として1g/でもその効果があり、
添加効果を大きくするためには水性分散体の樹脂
分添加量は5〜50g/の範囲とすることが好ま
しい。 メツキの条件としては、特に何等の期限もな
い。すなわち水性分散体を添加しない通常の場合
に採用される条件とほゞ同一の方法で行なうこと
が出来る。 具体的には、被メツキ材の前処理は溶剤脱脂、
電解脱脂、酸洗を通常の方法で行い、電気メツキ
時の浴温は20〜60℃、電流密度は1〜100A/d
m2で行なう。 かくて、本発明の方法の実施の結果得られた電
気メツキ鋼板の裸の耐食性は、水性分散体を含有
しないメツキ鋼板に比較して優るとも劣らない
が、さらにアクリル樹脂系焼付塗料、メラミンア
ルキド樹脂系焼付塗料、ポリエスエル樹脂系焼付
塗料、エポキシ樹脂系焼付塗料など、通常メツキ
鋼板に塗装される塗料を、リン酸塩処理、クロメ
ート処理等の前処理なしにその上に塗装した場
合、その塗膜との密着性、加工性、耐水性、耐食
性などが著しく改良され、特に沸水浸漬後の塗膜
の二次密着性においてはその性能は飛躍的に改良
されることが認められる。 以下、本発明の詳細を実施例により説明する。 実施例中、「部」又は「%」は「重量部」又は
「重量%」をもつて示す。 実施例 1 二本の滴下漏斗、コンデンサー、温度計及び攪
拌棒を付けた5口フラスコに脱イオン水241.5部
を入れ、ウオーターバスにて73℃に加温し、カチ
オン性重合開始剤として2,2′−アゾビス(2−
アミジノプロパン)塩酸塩を0.5部添加し、反応
温度を73℃に保ちならが下記の単量体を2時間で
同時に滴下した。 第一滴下漏斗 メタクリル酸メチル 54.0部 メタクリル酸2エチルヘキシル 37.0部 メタクリル酸2ヒドロキシエチル 4.0部 第二滴下漏斗 塩化トリメチルアミノエチルメタクリレート
5.0部 脱イオン水 60.0部 滴下終了後、反応温度を約30分で84℃に上げ、
90分間その温度で反応した。 得られたカチオン性水性分散体は、単量体臭が
なく、300メツシユの金網で濾過しても凝集物は
殆どなく、重合率は99%で、状態は良好であつ
た。 水性分散体の性状は、加熱残分24.8%、粘度
7.4cps(25℃)、PH4.1、平均粒子径0.07μm、数平
均分子量2600、重量平均分子量75000であつた。 この水性分散体を脱イオン水で加熱残分15%ま
で希釈して、メツキ液添加用に使用した。この希
釈した水性分散体67g(樹脂分10g)を塩化亜鉛
200g/、塩化カリウム300g/の電気亜鉛メ
ツキ液に添加し、更にそれを50℃で激しく攪拌し
ても、共重合体粒子は凝集も融着もせず安定であ
つた。このメツキ液を使用して、浴温50℃、電流
密度30A/dm2、通電時間24秒、でメツキ層が約
3μmの電気亜鉛メツキ鋼板を得た。そのメツキ
鋼板にアクリル樹脂系焼付塗料を塗装し、沸水浸
漬2時間後の塗膜の二次密着性を試験したが、そ
の結果は非常に良好であつた。 〔1mm間隔のゴバン目試験残存数100/100:以
下同様に表示する。〕比較として、水性分散体を
添加しないで上記と同様にしてメツキ鋼板を得た
後、同様に試験すると、沸水浸漬30分後でも二次
密着性は非常に悪かつた。〔ゴバン目残存数0/
100〕 又、前記水性分散体の添加量を7g(樹脂分1
g)および、200g(樹脂分30g)に変えたが、
メツキ液は同様に安定で、該メツキ液から得られ
たメツキ鋼板に対するアクリル樹脂系焼付塗料塗
膜の沸水浸漬二次密着性は、前記同様良好であつ
た。 実施例 2 実施例1で作製した水性分散体67g(樹脂分10
g)を、硫酸亜鉛250g/、硫酸ナトリウム30
g/、硫酸アンモニウム20g/の電気亜鉛メ
ツキ液に添加して、浴温40℃、電流密度20A/d
m2、通電時間36秒、でメツキ層が約3μmの電気
亜鉛メツキ鋼板を得た。 このメツキ鋼板にアクリル樹脂系焼付塗料を塗
装し、沸水浸漬2時間後の二次密着性を試験した
結果、非常に良好であつた。 比較として、水性分散体を添加しないで上記と
同様にしてメツキ鋼板を得た後、同様に試験した
が、沸水浸漬30分後でも二次密着性は非常に悪か
つた。 実施例 3 実施例1で作製した水性分散体67g(樹脂分10
g)を、硫酸亜鉛270g/、塩化ニツケル60
g/、ホウ酸30g/の電気ニツケルメツキ液
に添加して、浴温40℃、電流密度20A/dm2、通
電時間36秒、でメツキ層が約3μmの電気亜鉛−
ニツケル合金メツキ鋼板を得た。 このメツキ鋼板にアクリル系焼付塗料を塗装
し、沸水浸漬2時間後の二次密着性を試験した結
果、非常に良好であつた。〔ゴバン目残存数100/
100〕 比較として、水性分散体を添加しないで上記と
同様にしてメツキ鋼板を得た後、同様に試験した
が、沸水浸漬30分後でも二次密着性は非常に悪か
つた。〔ゴバン目残存数0/100〕 実施例 4 二本の滴下漏斗、コンデンサー、温度計及び攪
拌棒を付けた5口フラスコに脱イオン水241.5部
を入れ、ウオーターバスにて73℃に加温し、カチ
オン性重合開始剤として2,2′−アゾビス(2−
アミジノプロパン)塩酸塩を0.5部添加し、反応
温度を73℃に保ちながら下記の単量体を2時間で
同時に滴下した。 第一滴下漏斗 メタクリル酸メチル 58.0部 メタクリル酸2エチルヘキシル 40.0部 ドデシルメルカプタン 0.1部 第二滴下漏斗 塩化トリメチルアミノエチルメタクリレート 2.0部 脱イオン水 60.0部 滴下終了後、反応温度を約30分で84℃に上げ、
90分間その温度で反応した。 得られたカチオン性水性分散体は、単量体臭が
なく、300メツシユの金網で濾過しても凝集物は
殆どなく、重合率は98.5%で、状態は良好であつ
た。 水性分散体の性状は、加熱残分24.6%、粘度
4.0cps(25℃)、PH4.1、平均粒子径0.17μm、数平
均分子量3000、重量平均分子量73000であつた。 この水性分散体を脱イオン水で加熱残分15%ま
で希釈して、メツキ液添加用に使用した。この希
釈した水性分散体67g(樹脂分10g)を塩化亜鉛
200g/、塩化カリウム300g/の電気亜鉛メ
ツキ液に添加しても、更にそれを50℃で激しく攪
拌しても、共重合体粒子は凝集も融着もせず安定
であつた。このメツキ液を使用して、浴温50℃、
電流密度30A/dm2、通電時間40秒、でメツキ層
が約5μmの電気亜鉛メツキ鋼板を得た。そのメ
ツキ鋼板にアクリル樹脂系焼付塗料を塗装し、沸
水浸漬2時間後の塗膜の二次密着性を試験した
が、その結果は非常に良好であつた。〔ゴバン目
残存数100/100〕 実施例 5 二本の滴下漏斗、コンデンサー、温度計及び攪
拌棒を付けた5口フラスコに脱イオン水251.8部
を入れ、ウオーターバスにて73℃に加温し、カチ
オン性重合開始剤として2,2′−アゾビス(2−
アミジノプロパン)塩酸塩を0.5部添加し反応温
度を73℃に保ちながら下記の単量体を2時間で同
時に滴下した。 第一滴下漏斗 メタクリル酸メチル 52.0部 メタクリル酸2エチルヘキシル 34.0部 メタクリル酸2ヒドロキシエチル 4.0部 ドデシルメルカプタン 0.1部 第二滴下漏斗 塩化トリメチルアミノエチルメタクリレート
10.0部 脱イオン水 50.0部 滴下終了後、反応温度を約30分で84℃に上げ、
90分間その温度で反応した。 得られたカチオン性水性分散体は、単量体臭が
なく、300メツシユの金網で濾過しても凝集物は
殆どなく、重合率は99%で、状態は良好であつ
た。 比較例 1 塩化亜鉛 200g/ 塩化カリウム 300g/ 上記組成の電気亜鉛メツキ液1中に予め配合
した下記の水性分散体(加熱残分15%、樹脂分10
g)を攪拌しながら添加し、メツキ浴を調整し
た。 合成ゴムラテツクス CROSLENE CMX−05
22g 〔加熱残分45.5%、PH7、粒子径0.4μm:武田
薬品工業(株)製〕 カチオン性界面活性剤 コータミン24P 2g 〔ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド
有効成分27%:花王石鹸(株)製〕 脱イオン水 43g このメツキ浴を使用して、浴温25℃、電流密度
30A/dm2、通電時間24秒、でメツキ層が約3μm
の電気亜鉛メツキ鋼板を得た。 該メツキ鋼板にアクリル樹脂系焼付塗料を塗装
し、沸水浸漬2時間後の塗膜の二次密着性を試験
したが、密着性は悪かつた。〔ゴバン目残存数
50/100〕 また、このメツキ浴は浴温を50℃にすると、水
性分散体は融着して再分散することは出来なかつ
た。 比較例 2 塩化亜鉛 200g/ 塩化カリウム 300g/ 上記組成の電気亜鉛メツキ液1中に予め配合
した下記の水性分散体(加熱残分15%、樹脂分10
g)を攪拌しながら添加し、メツキ浴を調整し
た。 アクリル樹脂微粉末 Plex 4885F 10g 〔粒子径 2μm:西ドイツRohm GmdH製〕 カチオン性界面活性剤 コータミン24P 2g 脱イオン水 55g このメツキ浴を使用して、浴温25℃、電流密度
30A/dm2、通電時間24秒、でメツキ層が約3μm
の電気亜鉛メツキ鋼板を得た。 該メツキ鋼板にアクリル樹脂系焼付塗料を塗装
し、沸水浸漬2時間後の塗膜の二次密着性を試験
したが、密着性は悪かつた。〔ゴバン目残存数
20/100〕 比較例 3 塩化亜鉛 200g/ 塩化カリウム 300g/ 上記組成の電気亜鉛メツキ液1中に、予め下
記配合で乳化重合したノニオン系水性分散体(加
熱残分45%)20gを攪拌しながら添加し、メツキ
浴を調整した。 アクリル酸メチル 30部 メタクリル酸メチル 14部 メタクリル酸 1部 水 54部 過硫酸アンモニウム 0.05部 アルキルアリルポリエーテル 10部 このメツキ浴を使用して、浴温25℃、電流密度
30A/dm2、通電時間24秒、でメツキ層が約3μm
の電気亜鉛メツキ鋼板を得た。 該メツキ鋼板にアクリル樹脂系焼付塗料を塗装
し、沸水浸漬2時間後の塗膜の二次密着性を試験
したが、密着性は悪かつた(ゴバン目残存数60/1
00)。 比較例 4 下記配合及び条件で共重合体粒子骨格中に3級
アミノ基を含有するカチオン性水分散体を得る試
みを行つた。 二本の滴下漏斗、コンデンサー、温度計及び攪
拌機を付けた5口フラスコに脱イオン水110.9部
を入れ、ウオーターバスにて73℃に加温し、開始
剤として2,2′−アゾビス(2−アミノジプパ
ン)塩酸塩を0.5部添加し、5分経過後、反応温
度を73℃に保ちながら下記の単量体を2時間かけ
て、同時に滴下した。 第一滴下漏斗 メタクリル酸メチル 56.0部 メタクリル酸2−エチルヘキシル 38.0部 メタクリル酸2−ヒドロキシエチル 4.0部 ドデシルメルカプタン 0.1部 第二滴下漏斗 メタクリル酸ジメチルアミノエチル 2.0部 脱イオン水 40.0部 単量体の滴下途中から分散体の凝集がはじま
り、滴下終了時には攪拌困難となり、分散体は全
て凝集物となつた。正常な水性分散体は得られな
かつた。 比較例 5 フラスコ中にあらかじめカチオン系界面活性剤
としてラウリルトリメチルアンモニウムクロライ
ドを6.0部混合したほかは比較例4と同様にして
重合を行つたところ、正常な水性分散体を得るこ
とができた。 塩化亜鉛 200g/ 塩化カリウム 300g/ からなる電気亜鉛メツキ液1中に、前記水性分
散体(加熱残分40%、樹脂分10g)を攪拌しなが
ら添加し、メツキ浴を調製した。比較例4と同様
にして電気亜鉛メツキ鋼板を得た後、同様の密着
性試験を行つたが、密着性は非常に悪かつた(ゴ
バン目残存数40/100)。また、このメツキ浴は浴
温を50℃にすると、水性分散体は融着して再分散
することはできなかつた。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing an electroplated steel sheet, and particularly to a method for manufacturing an electroplated steel sheet containing organic polymer fine particles. For more details, please refer to automobiles, light electrical equipment,
This invention relates to a method for manufacturing electroplated steel sheets that can be used for precoating, etc. (Prior Art) Electroplated steel sheets are already used in various fields. In particular, electrogalvanized steel sheets are widely used in automobiles, light electrical appliances, and pre-coated metals, and their usage tends to be increasing due to their excellent economic efficiency and corrosion resistance. By the way, plated steel sheets are generally coated on the surface for surface decoration and corrosion protection, but on the other hand, they have the disadvantage of poor secondary adhesion to various coatings. In order to improve this drawback, surface treatment of the steel sheet, composite plating, etc. have been studied, and for example, a composite plating method in which fine polymer particles are contained in the metal plating layer is known. To give a more specific example, there is a known technology in which fine polymer particles are dispersed in a metal plating bath using a cationic surfactant, electroplated, and the fine polymer particles are precipitated within the metal plating layer. It is being (For example, Japanese Patent Publication No. 52-25375). However, in this method, the polymer particles themselves do not have a positive charge, but are given a positive charge by using a cationic surfactant, etc., so the polymer particles may eutectoid only in small amounts, or the added cationic surface There were various unavoidable problems such as the plating solution being contaminated by the activator and the like, and furthermore, the performance of the electroplated steel material was reduced because the cationic surfactant was water-soluble. Furthermore, in order to mechanically grind the polymer resin to be used into powder, it is desirable to reduce the particle size to less than 2 μm, which of course is extremely difficult. In short, the particle size of the polymer resin used is usually too large to be applied to an economical electroplating film thickness (3 μm). In addition, when electroplating is applied continuously to steel plates, etc., there is a problem in that the amount of eutectoid metal and polymer resin particles varies significantly due to differences in the flow rate of the plating solution. Still another method is known, in which electroplating is carried out in a galvanizing bath in which a polymer emulsion obtained using various emulsifiers is dispersed, using a steel material as a cathode (for example, as disclosed in JP-A-55-115993). ).
However, this method also had various problems in terms of the mechanical stability of the emulsion and its stability against electrolytes. Furthermore, other known methods include (i) polymerizing vinyl monomers using a nonionic emulsifier to produce an aqueous dispersion and then mixing it with a cationic emulsifier; (ii) A method of obtaining a cationic aqueous dispersion by emulsion polymerizing vinyl monomers using a cationic polymerization initiator in the presence of a cationic emulsifier or in the coexistence of this and a nonionic emulsifier (e.g. (Japanese Patent Publication No. 54-43555), and (iii) emulsion polymerization of vinyl monomers in the presence of a water-soluble cationic polymer substance such as polyvinylpyridine, and (iv) quaternary ammonium salt-based vinyl monomers. emulsion polymerization of vinyl monomers using a cationic polymerization initiator in the presence of a copolymer consisting of a polymer, a tertiary amine type vinyl monomer, and a nonionic vinyl monomer (for example, 59-142202) method was known. However, in the conventional technology described above, not only does the polymer itself not have cationic properties, but also a large amount of cationic emulsifier is used to disperse the polymer particles, or a water-soluble cationic emulsifier is used as one type of emulsifier. Because molecular substances are used, the resulting cationic aqueous dispersion has poor mechanical stability and stability against electrolytes, and even if these can be mixed into the plating solution, there is a risk of contamination of the plating solution with the emulsifier. However, various drawbacks such as a decline in the performance of the plated steel sheets were unavoidable. (Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the prior art as described above. That is, by first dispersing a cationic aqueous dispersion with a high polymerization rate and excellent stability in a metal plating bath and then electrolyzing it, an electroplated steel sheet with excellent adhesion to the top coating film can be produced. It provides: More specifically, the present invention involves dispersing a cationic aqueous dispersion made of a polymer containing a quaternary ammonium salt in its main chain in a metal plating solution, and simultaneously depositing the aqueous dispersion particles together with the metal on a cathode by electrolysis. The present invention relates to a method for producing an electroplated steel sheet containing organic polymer fine particles. The cationic aqueous dispersion used in the method of the present invention is an aqueous dispersion of fine particles in which the polymer itself has cationic properties. Such aqueous dispersions include, for example, α, β
- A quaternary ammonium salt monomer having a monoethylenically unsaturated carbonyl group is one component, and the monomer is copolymerizable with other α,β-monoethylenically unsaturated monomers. Examples include aqueous dispersions of copolymers. Examples of the quaternary ammonium salt monomer having an α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group include 2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium chloride;
2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium methylbenzenesulfonate, 2-hydroxy-3-methacryloxypropyldimethylhydroxyethylammonium chloride, 2-hydroxy-3-methacryloxypropyldimethylhydroxyethylammonium methylbenzenesulfonate Acid salt, trimethylaminoethyl acrylamide chloride, trimethylaminoethyl methacrylamide chloride, trimethylaminopropylacrylamide chloride, trimethylaminopropyl methacrylamide chloride, trimethylaminopropylacrylamide bromide, trimethylaminopropyl methacrylamide bromide, trimethylaminobutylacrylamide methyl sulfate Phate, trimethylaminobutyl methacrylamide methyl sulfate, trimethylaminomethyl acrylate chloride, trimethylaminomethyl chloride, trimethylaminoethyl acrylate, trimethylaminoethyl chloride, diethylmethylaminoethyl chloride, diethylmethylaminoethyl methacrylate chloride , trimethylaminopropyl chloride, trimethylaminopropyl chloride methacrylate, and the like. These monomers can be used alone or as a mixture of two or more. In order to obtain a cationic aqueous dispersion with a particularly high polymerization rate, it is preferable to use a quaternary ammonium salt monomer having an α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group represented by the following general formula. General formula: (In the formula, X is CI - , Br - , I - , SO 4 H - , SO 4 -
- represents at least one anion selected from the group of anions consisting of CH 3 SO 4 - , and CH 3 COO - . R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, A represents -O- or -NH-, R 2 represents a chain or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, R 3 , R 3 ' , R 3 ″ may be the same or different;
Each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a hydroxyl group as a substituent, or a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms as a substituent. ) Specific examples of the monomer include trimethylaminoethyl acrylamide chloride,
Trimethylaminoethyl chloride methacrylamide,
Trimethylaminopropylacrylamide chloride,
Trimethylaminopropyl methacrylamide chloride, trimethylaminopropylacrylamide bromide, trimethylaminopropyl methacrylamide bromide, trimethylaminobutylacrylamide methyl sulfate, trimethylaminobutyl methacrylamide methyl sulfate, trimethylaminomethyl acrylate chloride, trimethylamino chloride Examples include methyl methacrylate, trimethylaminoethyl acrylate chloride, trimethylaminoethyl methacrylate chloride, diethylmethylaminoethyl acrylate chloride, diethylmethylaminoethyl methacrylate chloride, trimethylaminopropyl acrylate chloride, trimethylaminopropyl methacrylate chloride, etc.
Used as a species or a mixture of two or more. Further, other α,β- which is copolymerizable with the quaternary ammonium salt monomer having the α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group used in obtaining the cationic aqueous dispersion. Examples of monoethylenically unsaturated monomers include (A) aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, monochlorostyrene, and divinylbenzene; (B) vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl butyrate. (C) α,β-monoethylenically unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, (D)
Methyl acrylate, methyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, glycidyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate,
α,β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid esters such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, and glycidyl methacrylate; (E) α such as dialkyl fumarate, dialkyl maleate, and dialkyl itaconate; , β-monoethylenically unsaturated dicarboxylic acid dialkyl ester, (F) acrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethacrylamide, etc. Saturated amides and their N-substituted derivatives, (G) dimethylaminomethylacrylamide, dimethylaminomethylmethacrylamide, diethylaminomethylacrylamide, diethylaminomethylmethacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide, dimethylaminoethyl acrylate , α,β-monoethylenically unsaturated amines such as dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, and diethylaminoethyl methacrylate. These monomers may be used alone or as a mixture of two or more. The cationic aqueous dispersion preferably contains the quaternary ammonium salt monomer having the α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group and the other α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group.
β-monoethylenically unsaturated monomer and the former 0.1
~15% by weight, the latter 99.9~85% by weight, and the average particle size is 0.01~2.0μm
belongs to. In the above weight ratio, if the former is less than 0.1% by weight, the polymerization rate will decrease and the obtained particle size will increase, resulting in a marked decrease in the stability of the aqueous dispersion and agglomeration when added to the plating liquid. If the plating solution is stirred and heated, it tends to fuse easily, and conversely, if it exceeds 15% by weight, the resulting particle size will become smaller, but the amount of water-soluble components will increase, causing agglomeration when added to the plating solution. In addition, the water resistance of the resulting plated steel sheet and the secondary adhesion of the top coat film are reduced. Therefore, in either case, outside the range is not very preferable. The preferable weight ratio of the former and the latter in the above range is 1 to 10% by weight for the former and 99 to 90% by weight for the latter. As a method for obtaining the above-mentioned cationic aqueous dispersion, the α , 0.1 to 15% by weight of a quaternary ammonium salt monomer having a β-monoethylenically unsaturated carbonyl group, and other α,β-
A method in which 100 parts by weight of a monomer consisting of 99.9 to 85% by weight of a monoethylenically unsaturated monomer is copolymerized is preferred. As the polymerization initiator used in the above method, polymerization initiators such as potassium persulfate, ammonium persulfate, benzoyl peroxide, and azobisisobutyronitrile can also be used; In order to reduce the amount of aggregates generated, cationic polymerization initiators such as 2,2'-azobis(2-amidinopropane) hydrochloride, 2,2'-azobis(2-amidinopropane)
Preference is given to using the acetate salt, 2,2'-azobis(N,N'-dimethyleneisobutyramidine) hydrochloride. The cationic polymerization initiator is used in an amount of 0.1 to 3% by weight based on the total monomers used during polymerization. Water as a polymerization medium in the polymerization method;
The ratio of total monomer amounts is 100 parts by weight of monomer to about 100 to 1900 parts by weight of water. In other words, the heating residue of the final cationic aqueous dispersion is
A proportion of 50% by weight is preferred. If the polymerization is carried out at a ratio such that the heating residue becomes 50% by weight or more within the above range, it is not preferable because a large amount of aggregates will be generated in the system. On the other hand, the lower the heating residue during polymerization, the less aggregates will be generated. This is both undesirable as it dilutes it. The above-mentioned cationic aqueous dispersion can be obtained at a polymerization rate of about 98% by weight by emulsion polymerization at a reaction temperature of about 55 to 90° C. for about 2 to 10 hours using a known dropping method. In the above polymerization method, the quaternary ammonium salt monomer having an α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group is difficult to dissolve in other monomers, so it is added in advance to a portion of the water used as the polymerization medium. Preferably, it is dissolved and added dropwise at the same time as the other monomers through a separate dropping funnel. Incidentally, a commonly used chain transfer agent such as dodecyl mercaptan may be used in combination during the polymerization reaction. As described above, the cationic aqueous dispersion used in the method of the present invention has cationic properties in the polymer fine particles themselves, so that the purpose of the present invention can be achieved even without the use of a cationic surfactant (soap-free). This method is characterized in that it does not cause contamination of the plating solution or deterioration of the performance of the formed film. Therefore, in order to reduce the particle size of the polymer particles and to reduce the amount of aggregates generated during polymerization, a very small amount of non-ionic material such as polyoxyethylene nonyl phenyl ether or polyoxyethylene lauryl ether may be used. Surfactants, cationic surfactants such as lauryltrimethylammonium chloride can also be used. However, the added surfactant can contaminate the plating solution, and since the surfactant is water-soluble, the performance of the plated steel sheet cannot be avoided, so the amount added is large relative to the total monomer. Both are up to 5% by weight. The cationic aqueous dispersion as described above has α,β-
It is a copolymer with a number average molecular weight of approximately 1,500 to 10,000, in which a quaternary ammonium salt monomer having a monoethylenically unsaturated carbonyl group is copolymerized as one component of the copolymer, and the particles are cationic. Even without using any surfactant, it can be stably dispersed in water due to its self-emulsifying effect. It is also stable in the plating solution and stable against vigorous mechanical agitation, so it is particularly preferred for the method of the present invention. Furthermore, when the Metsuki liquid is heated and used,
In particular, the glass transition temperature of the copolymer is 20° higher than the operating temperature.
If the temperature is lower than ℃, the copolymer particles added to the plating solution may fuse together. In this case, if the glass transition temperature of the copolymer is raised to near the operating temperature, the plating solution containing the aqueous dispersion will remain stable even when heated or stirred vigorously at that temperature.
It is stable without aggregation or fusion. Therefore, it is preferable to appropriately select the monomer for obtaining the copolymer in accordance with the operating temperature of the plating solution to prevent fusion of the copolymer particles. In particular, by using a monomer with a long side chain as a component of the copolymer, it is possible to prevent particles from fusing together. The method of the invention is effective for all electroplating methods. Furthermore, when using acidic zinc chloride baths, acidic zinc sulfate baths, zinc alloy plating baths made by adding salts such as nickel, cobalt, chromium, etc. to these baths, and acidic baths such as nickel sulfate baths and copper sulfate baths, is even more effective. As for the method of adding the cationic aqueous dispersion to the plating solution, if a highly concentrated cationic aqueous dispersion is added to the plating solution without stirring, the aqueous dispersion may aggregate. Therefore,
It is preferable that the concentration of the aqueous dispersion is adjusted to a range of about 10 to 15% by weight based on the heating residue, and added to the plating solution being stirred. Furthermore, if the plating liquid containing the cationic aqueous dispersion foams when stirred vigorously, add an antifoaming agent such as silicone, or use ultrasonic waves at about 20Hz to defoam. Good too. Even if the amount of the cationic aqueous dispersion added to the plating solution is 1 g/resin content, it has the same effect.
In order to increase the effect of addition, it is preferable that the amount of resin added to the aqueous dispersion is in the range of 5 to 50 g. There is no particular deadline as a condition for Metsuki. That is, it can be carried out under substantially the same conditions as those normally employed without the addition of an aqueous dispersion. Specifically, the pretreatment of the material to be plated involves solvent degreasing,
Perform electrolytic degreasing and pickling in the usual manner, bath temperature during electroplating is 20-60℃, current density is 1-100A/d.
Do it in m2 . Thus, the bare corrosion resistance of the electroplated steel sheet obtained as a result of the implementation of the method of the present invention is comparable to that of the galvanized steel sheet that does not contain an aqueous dispersion, but it is furthermore If paints that are normally applied to galvanized steel sheets, such as resin-based baking paints, polyester resin-based baking paints, and epoxy resin-based baking paints, are applied on the plated steel sheets without pretreatment such as phosphate treatment or chromate treatment, the paint Adhesion to the film, processability, water resistance, corrosion resistance, etc. are significantly improved, and in particular, the secondary adhesion of the coating film after immersion in boiling water is recognized to be dramatically improved. Hereinafter, the details of the present invention will be explained with reference to Examples. In the examples, "parts" or "%" are expressed as "parts by weight" or "% by weight." Example 1 241.5 parts of deionized water was placed in a 5-necked flask equipped with two dropping funnels, a condenser, a thermometer, and a stirring bar, and heated to 73°C in a water bath. 2′-azobis(2-
0.5 part of (amidinopropane) hydrochloride was added, and while the reaction temperature was kept at 73°C, the following monomers were simultaneously added dropwise over 2 hours. First dropping funnel Methyl methacrylate 54.0 parts 2-ethylhexyl methacrylate 37.0 parts 2-hydroxyethyl methacrylate 4.0 parts Second dropping funnel Trimethylaminoethyl chloride methacrylate
5.0 parts Deionized water 60.0 parts After the dropwise addition, the reaction temperature was raised to 84°C in about 30 minutes.
The reaction was carried out at that temperature for 90 minutes. The obtained cationic aqueous dispersion had no monomer odor, had almost no aggregates even when filtered through a 300-mesh wire mesh, had a polymerization rate of 99%, and was in good condition. The properties of the aqueous dispersion include a heating residue of 24.8% and a viscosity of
7.4 cps (25° C.), PH 4.1, average particle diameter 0.07 μm, number average molecular weight 2,600, and weight average molecular weight 75,000. This aqueous dispersion was diluted with deionized water to a heating residue of 15% and used for plating solution addition. Add 67g of this diluted aqueous dispersion (resin content: 10g) to zinc chloride.
Even when the copolymer particles were added to an electrogalvanizing solution containing 200 g of potassium chloride and 300 g of potassium chloride and vigorously stirred at 50° C., the copolymer particles remained stable without agglomerating or fusing. Using this plating solution, the plating layer was approximately
A 3 μm electrogalvanized steel sheet was obtained. The plated steel plate was coated with an acrylic resin baking paint, and the secondary adhesion of the coating film was tested after 2 hours of immersion in boiling water, and the results were very good. [100/100 remaining number of grid marks at 1 mm intervals: Displayed in the same manner below. ] For comparison, a plated steel plate was obtained in the same manner as above without adding an aqueous dispersion, and then tested in the same manner. Even after 30 minutes of immersion in boiling water, the secondary adhesion was very poor. [Goban number remaining 0/
100] Also, the amount of the aqueous dispersion added was 7 g (resin content 1
g) and 200g (resin content 30g), but
The plating solution was similarly stable, and the adhesion of the acrylic resin baking paint film to the plated steel sheet obtained from the plating solution after immersion in boiling water was as good as described above. Example 2 67 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 (resin content: 10
g), zinc sulfate 250g/, sodium sulfate 30g
g/, ammonium sulfate 20g/ to electrolytic galvanizing solution, bath temperature 40℃, current density 20A/d.
An electrolytic galvanized steel sheet having a plating layer of approximately 3 μm was obtained under a current flow time of 36 seconds. This plated steel plate was coated with an acrylic resin baking paint, and the secondary adhesion was tested after being immersed in boiling water for 2 hours, and the results were very good. For comparison, a plated steel plate was obtained in the same manner as above without adding an aqueous dispersion, and then tested in the same manner, but the secondary adhesion was very poor even after 30 minutes of immersion in boiling water. Example 3 67 g of the aqueous dispersion prepared in Example 1 (resin content: 10
g), zinc sulfate 270g/, nickel chloride 60
Electrolytic zinc plating layer of approximately 3 μm was added to an electrolytic nickel plating solution containing 30 g/g of boric acid and 30 g/dm of boric acid at a bath temperature of 40°C, a current density of 20 A/dm 2 , and a current application time of 36 seconds.
A nickel alloy plated steel plate was obtained. This plated steel plate was coated with an acrylic baking paint, and the secondary adhesion was tested after being immersed in boiling water for 2 hours, and the results were very good. [Goban eyes remaining number 100/
[100] For comparison, a plated steel plate was obtained in the same manner as above without adding an aqueous dispersion, and then tested in the same manner, but the secondary adhesion was very poor even after 30 minutes of immersion in boiling water. [Remaining number of gobans 0/100] Example 4 241.5 parts of deionized water was placed in a 5-necked flask equipped with two dropping funnels, a condenser, a thermometer, and a stirring bar, and heated to 73°C in a water bath. , 2,2′-azobis(2-
0.5 part of (amidinopropane) hydrochloride was added, and the following monomers were simultaneously added dropwise over 2 hours while maintaining the reaction temperature at 73°C. First dropping funnel Methyl methacrylate 58.0 parts 2-ethylhexyl methacrylate 40.0 parts Dodecyl mercaptan 0.1 part Second dropping funnel Trimethylaminoethyl methacrylate chloride 2.0 parts Deionized water 60.0 parts After the addition is complete, the reaction temperature is raised to 84°C in about 30 minutes. Raise,
The reaction was carried out at that temperature for 90 minutes. The obtained cationic aqueous dispersion had no monomer odor, had almost no aggregates even when filtered through a 300-mesh wire mesh, had a polymerization rate of 98.5%, and was in good condition. The properties of the aqueous dispersion are: heating residue: 24.6%, viscosity:
4.0 cps (25°C), pH 4.1, average particle diameter 0.17 μm, number average molecular weight 3000, and weight average molecular weight 73000. This aqueous dispersion was diluted with deionized water to a heating residue of 15% and used for plating solution addition. Add 67g of this diluted aqueous dispersion (resin content: 10g) to zinc chloride.
Even when the copolymer particles were added to an electrolytic galvanizing solution containing 200 g of potassium chloride and 300 g of potassium chloride, and were stirred vigorously at 50° C., the copolymer particles remained stable without agglomerating or fusing. Using this plating liquid, bath temperature is 50℃,
An electrogalvanized steel sheet with a plating layer of approximately 5 μm was obtained at a current density of 30 A/dm 2 and a current application time of 40 seconds. The plated steel plate was coated with an acrylic resin baking paint, and the secondary adhesion of the coating film was tested after 2 hours of immersion in boiling water, and the results were very good. [Remaining number of gobans 100/100] Example 5 251.8 parts of deionized water was placed in a 5-necked flask equipped with two dropping funnels, a condenser, a thermometer, and a stirring bar, and heated to 73°C in a water bath. , 2,2′-azobis(2-
0.5 part of (amidinopropane) hydrochloride was added, and the following monomers were simultaneously added dropwise over 2 hours while maintaining the reaction temperature at 73°C. First dropping funnel Methyl methacrylate 52.0 parts 2-ethylhexyl methacrylate 34.0 parts Dihydroxyethyl methacrylate 4.0 parts Dodecyl mercaptan 0.1 parts Second dropping funnel Trimethylaminoethyl methacrylate chloride
10.0 parts Deionized water 50.0 parts After the dropwise addition, the reaction temperature was raised to 84°C in about 30 minutes.
The reaction was carried out at that temperature for 90 minutes. The obtained cationic aqueous dispersion had no monomer odor, had almost no aggregates even when filtered through a 300-mesh wire mesh, had a polymerization rate of 99%, and was in good condition. Comparative Example 1 Zinc chloride 200g/potassium chloride 300g/The following aqueous dispersion (heating residue 15%, resin content 10%) mixed in advance in electrogalvanizing solution 1 having the above composition.
g) was added with stirring to prepare a plating bath. Synthetic rubber latex CROSLENE CMX−05
22g [Heating residue 45.5%, PH7, particle size 0.4μm: Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.] Cationic surfactant Cortamine 24P 2g [Lauryltrimethylammonium chloride active ingredient 27%: Kao Soap Co., Ltd.] Deionized Water 43g Using this plating bath, bath temperature 25℃, current density
The plating layer is approximately 3μm at 30A/dm 2 and 24 seconds of current.
Electrogalvanized steel sheets were obtained. The plated steel plate was coated with an acrylic resin baking paint, and the secondary adhesion of the coating film was tested after 2 hours of immersion in boiling water, but the adhesion was poor. [Number of remaining Goban eyes
50/100] Furthermore, in this plating bath, when the bath temperature was set to 50°C, the aqueous dispersion was fused and could not be redispersed. Comparative Example 2 Zinc chloride 200g/potassium chloride 300g/The following aqueous dispersion (heating residue 15%, resin content 10%) mixed in advance in electrogalvanizing solution 1 having the above composition.
g) was added with stirring to prepare a plating bath. Acrylic resin fine powder Plex 4885F 10g [Particle size 2μm: Manufactured by Rohm GmdH, West Germany] Cationic surfactant Cortamine 24P 2g Deionized water 55g Using this plating bath, bath temperature 25℃, current density
The plating layer is approximately 3μm at 30A/dm 2 and 24 seconds of current.
Electrogalvanized steel sheets were obtained. The plated steel plate was coated with an acrylic resin baking paint, and the secondary adhesion of the coating film was tested after 2 hours of immersion in boiling water, but the adhesion was poor. [Number of remaining Goban eyes
20/100] Comparative Example 3 Zinc chloride 200g/potassium chloride 300g/20g of a nonionic aqueous dispersion (heating residue 45%) pre-emulsion polymerized with the following composition was added to electrolytic galvanizing solution 1 having the above composition while stirring. and prepared a plating bath. Methyl acrylate 30 parts Methyl methacrylate 14 parts Methacrylic acid 1 part Water 54 parts Ammonium persulfate 0.05 parts Alkylaryl polyether 10 parts Using this plating bath, bath temperature 25℃, current density
The plating layer is approximately 3μm at 30A/dm 2 and 24 seconds of current.
Electrogalvanized steel sheets were obtained. The plated steel plate was coated with an acrylic resin baking paint, and the secondary adhesion of the paint film was tested after 2 hours of immersion in boiling water, but the adhesion was poor (remaining number of gobbles: 60/1).
00). Comparative Example 4 An attempt was made to obtain a cationic aqueous dispersion containing tertiary amino groups in the copolymer particle skeleton using the following formulation and conditions. A 5-neck flask equipped with two dropping funnels, a condenser, a thermometer, and a stirrer was charged with 110.9 parts of deionized water and heated to 73°C in a water bath. After 5 minutes had elapsed, the following monomers were simultaneously added dropwise over 2 hours while maintaining the reaction temperature at 73°C. First dropping funnel Methyl methacrylate 56.0 parts 2-ethylhexyl methacrylate 38.0 parts 2-hydroxyethyl methacrylate 4.0 parts Dodecyl mercaptan 0.1 parts Second dropping funnel Dimethylaminoethyl methacrylate 2.0 parts Deionized water 40.0 parts Adding monomers Agglomeration of the dispersion began midway, and by the time the dropwise addition was complete, stirring became difficult, and the entire dispersion had become aggregates. A normal aqueous dispersion could not be obtained. Comparative Example 5 Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 4, except that 6.0 parts of lauryltrimethylammonium chloride as a cationic surfactant was mixed in advance in the flask, and a normal aqueous dispersion was obtained. The aqueous dispersion (heated residue 40%, resin content 10 g) was added to electrogalvanizing solution 1 consisting of 200 g of zinc chloride/300 g of potassium chloride with stirring to prepare a plating bath. After obtaining an electrogalvanized steel sheet in the same manner as in Comparative Example 4, the same adhesion test was conducted, but the adhesion was very poor (number of remaining goblets 40/100). Furthermore, when the plating bath temperature was set to 50°C, the aqueous dispersion was fused and could not be redispersed.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第四級アンモニウム塩基を含むポリマーから
成るカチオン性水性分散体を金属メツキ液中に分
散し、電解により陰極上に金属とともに水性分散
体粒子を同時に析出させることを特徴とする有機
高分子微粒子を含有する電気メツキ鋼板の製造方
法。 2 第四級アンモニウム塩基を含むポリマーから
成るカチオン性水性分散体が、水、及び0.1〜15
重量%のα,β−モノエチレン性不飽和カルボニ
ル基を有する第四級アンモニウム塩単量体と、
99.9〜85重量%の其の他のα,β−モノエチレン
性不飽和単量体との平均粒子径0.01〜2.0μmの共
重合体粒子からなる特許請求の範囲第1項記載の
有機高分子微粒子を含有する電気メツキ鋼板の製
造方法。 3 α,β−モノエチレン性不飽和カルボニル基
を有する第四級アンモニウム塩単量体が、一般
式: (式中の、x :CI-、Br-、I-、SO4H-
SO4 --、CH3SO4 -、及びCH3COO-から成る群よ
り選ばれた少なくとも1つの陰イオンを示し、 R:水素原子又はメチル基を示し、 A:−O−又は−NH−基を示し、 R2:炭素数1〜18の鎖状又は分枝状アルキル
基を示し、 R3、R3′、R3″:同一又は、異なつていてもよ
く、それぞれヒドロキシル基を置換基として有す
ることのある炭素数1〜4のアルキル基、又は炭
素数1〜9のアルキル基を置換基として有するこ
とのあるフエニル基を示す。) で示される単量体である特許請求の範囲第2項記
載の有機高分子微粒子を含有する電気メツキ鋼板
の製造方法。
[Claims] 1. A method characterized by dispersing a cationic aqueous dispersion made of a polymer containing a quaternary ammonium base in a metal plating solution, and simultaneously depositing the aqueous dispersion particles together with the metal on a cathode by electrolysis. A method for producing an electroplated steel sheet containing organic polymer fine particles. 2 A cationic aqueous dispersion consisting of a polymer containing a quaternary ammonium base is
% by weight of a quaternary ammonium salt monomer having an α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group;
The organic polymer according to claim 1, comprising copolymer particles with an average particle diameter of 0.01 to 2.0 μm and 99.9 to 85% by weight of other α,β-monoethylenically unsaturated monomers. A method for producing an electroplated steel sheet containing fine particles. 3 The quaternary ammonium salt monomer having an α,β-monoethylenically unsaturated carbonyl group has the general formula: (In the formula, x: CI - , Br - , I - , SO 4 H - ,
represents at least one anion selected from the group consisting of SO 4 -- , CH 3 SO 4 -- , and CH 3 COO -- , R: hydrogen atom or methyl group, A: -O- or -NH- R 2 : represents a chain or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, R 3 , R 3 ′, R 3 ″: may be the same or different, each substituted with a hydroxyl group (Indicates an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be a substituent, or a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms as a substituent.) A method for producing an electroplated steel sheet containing the organic polymer fine particles according to item 2.
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