JPH05140489A - カチオン電着塗料組成物 - Google Patents

カチオン電着塗料組成物

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JPH05140489A
JPH05140489A JP32989591A JP32989591A JPH05140489A JP H05140489 A JPH05140489 A JP H05140489A JP 32989591 A JP32989591 A JP 32989591A JP 32989591 A JP32989591 A JP 32989591A JP H05140489 A JPH05140489 A JP H05140489A
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JP
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resin
coating composition
cationic
electrodeposition coating
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JP32989591A
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Yutaka Fukushima
豊 福島
Kunio Murase
久仁雄 村瀬
Hiroyuki Kageyama
洋行 景山
Tatsuo Yoshida
龍生 吉田
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】他の性能に悪影響することなく、耐油ハジキ性
と肌平滑製とが同時に改善されたカチオン電着塗料組成
物の提供。 【構成】電着可能なカチオン性フィルム形成樹脂の水性
分散液中、塗料固形分に対してシリコーンオイル0.0
1〜1.00重量%を添加したカチオン電着塗料組成
物。好ましいものは、ポリエーテル変性シリコーンであ
って、SP値(溶解性パラメーター)が8.5〜10.
5の範囲内のものである。これに該当する市販品として
は、信越化学製KP316(SP値10.0)、東レ・
ダウコーニング製SH−28PA(SP値9.5)など
がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】背景技術および課題 カチオン電着塗料にあっては、塗膜の焼付前または焼付
時付着した油滴のハジキ現象によりクレーターが発生す
るのを防止するため、カオリン添加による塗膜中の顔料
濃度の増加、高粘度の分子量の大きい樹脂の添加などに
より塗膜のフロー性を低く抑える必要があった。しかし
ながらこのような方策は仕上り塗膜の肌平滑性に悪影響
し、これまで耐油ハジキ性と肌平滑性とを同時に満足さ
せるカチオン電着塗料は知られていなかった。そこで本
発明の課題は、他の性能に悪影響することなく、耐油ハ
ジキ性と肌平滑性とが同時に改善されたカチオン電着塗
料組成物を提供することにある。
【0002】解決方法 前記課題は、本発明にかかる、電着可能なカチオン性フ
ィルム形成樹脂の水性分散液中、塗料固形分に対して
0.01〜1.00重量%のシリコーンオイルを含有す
ることを特徴とするカチオン電着塗料組成物によって解
決される。
【0003】本発明による油ハジキ防止作用は、先行技
術のように顔料濃度の増加や高分子量樹脂の添加によっ
て塗膜のフロー性を低く抑えるものではないから、耐油
ハジキ性と肌平滑性とを両立させることができる。
【0004】シリコーンオイルとして、SP値が8.5
〜10.5の範囲内にあるポリエーテル変性シリコーン
を使用することにより、電着塗膜の上塗り密着性も良好
であり、好ましい。
【0005】好ましい実施態様 カチオン電着塗料に使用し得るフィルム形成樹脂は種々
のものが知られている。これらの樹脂は正の電荷と親水
性を与えるためアミノ基のようなカチオン性官能基を持
っていなければならない。
【0006】本発明に使用し得るカチオン性樹脂は、既
知の任意のカチオン性樹脂でよい。例えば特公昭54−
4978号、同56−34186号などのアミン変性エ
ポキシ樹脂系、特開昭54−15449号、同55−1
15476号などのアミン変性ポリウレタンポリオール
樹脂系、特公昭62−61077、特開昭63−867
66号などのアミン変性ポリブタジエン樹脂系、特開昭
63−139909号、特公平1−60516号などの
アミン変性アクリル樹脂系などである。スルホニウム基
含有樹脂系、ホスホニウム基含有樹脂系なども知られて
いる。
【0007】これらの樹脂は、その硬化反応のメカニズ
ムに従って、ラジカル重合や酸化重合によって樹脂自体
で硬化する自己架橋タイプと、硬化剤、例えばメラミン
樹脂やブロックポリイソシアネート化合物のような硬化
剤との併用により硬化する硬化剤タイプ、両者を併用す
るタイプがある。
【0008】さらに硬化エネルギーのタイプに従って、
常温硬化、熱硬化、紫外線や電子線などの放射エネルギ
ー硬化などのタイプに分類することもできる。
【0009】また、塗膜性能を向上させる目的で、電荷
およひ親水性を与える官能基を有しない樹脂、例えばエ
ポキシアクリレート系樹脂を前記親水性樹脂とエマルジ
ョンの形で併用することも行われている。本発明におい
てはこのような硬化剤および親水性官能基を持たない樹
脂との併用系をも含めて、フィルム形成樹脂水性分散液
と呼ぶ。
【0010】このような電着可能な樹脂分散液は当業者
には良く知られており、かつそれ自体本発明を構成する
ものではないからこれ以上の説明を必要としない。
【0011】本発明のカチオン電着塗料組成物は、必須
成分として前記樹脂水散液中、塗料固形分に対し0.0
1〜1.00重量%のシリコーンオイルを含まなければ
ならない。
【0012】使用し得るシリコーンオイルは既知のもの
でよく、これらは油状のポリジメチルシロキサンおよび
そのメチル基の一部を他の有機基で置換して変性したも
のを含む。本発明において好ましいものは、ポリエーテ
ル変性シリコーンであって、SP値(溶解性パラメータ
ー)が8.5〜10.5の範囲内のものである。これに
該当する市販品としては、信越化学製KP316(SP
値10.0),東レ・ダウコーニング製SH−28PA
(SP値9.5)などがある。これらのシリコーン添加
剤は、添加量1.00重量%以下であれば電着塗膜の上
塗り密着性が良好に保たれるので特に好ましい。添加量
が0.01重量%未満では耐油ハジキ性の効果が実質上
発揮されない。添加方法は任意であるが、調合の適当な
段階で溶媒で希釈して最終塗料組成物へ添加すればよ
い。
【0013】樹脂の溶解性パラメーター(sp)の測定
方法はスー・クラーク(Suh Clarke)〔J.
P.S.A−1、、1671〜1681(196
7)〕による。試料中の溶剤を揮散させ、残留した樹脂
固形分0.5gを、ジオキサン10mlに再溶解し、n
−ヘキサンおよび水を用いて、濁度測定法により測定す
る。
【0014】また使用する樹脂のタイプに応じ、メラミ
ン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ブロ
ックポリイソシアネート化合物のような硬化剤や、マン
ガン、コバルト、銅、鉛、錫等の金属化合物を触媒とし
て含むことができる。
【0015】これらの成分は酸を含む水性媒体中に分散
される。これらの酸は電着可能なカチオン性樹脂を中和
するために用いられる。酸としては、リン酸、酢酸、プ
ロピオン酸、乳酸等が用いられる。
【0016】水性媒体は水か、または水と水混和性有機
溶剤との混合物である。必要に応じ水性媒体は水不混和
性有機溶剤を含んでいてもよい。水混和性有機溶剤の例
には、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチル
セロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、ジ
アセトンアルコール、4−メトキシ−4−メチルペンタ
ノン−2、メチルエチルケトンなどがある。また、水不
混和性有機溶剤の例には、キシレン、トルエン、メチル
イソブチルケトン、2−エチルヘキサノールなどがあ
る。本発明の塗料組成物は慣用の顔料を含むことができ
る。その例としては、二酸化チタン、ベンガラ、カーボ
ンブラック等の着色顔料、カオリン、ケイ酸アルミニウ
ム、沈降性硫酸バリウム、シリカ、沈降性炭酸カルシウ
ム等の体質顔料、およびリンモリブデン酸アルミニウ
ム、クロム酸ストロンチウム、塩基性ケイ酸鉛、クロム
酸鉛等の防錆顔料がある。他の添加剤、例えば界面活性
剤、紫外線吸収剤等も必要に応じて配合し得る。
【0017】本発明の塗料組成物は、塗料の不揮発分を
10〜20%程度に調節し、乾燥膜厚15〜30μに電
着し、樹脂のタイプに応じて常温硬化、熱硬化、紫外線
硬化、電子線硬化等により硬化させることができる。
【0018】以下に本発明の製造例、実施例および比較
例を示す。これらの例において部および%は重量基準に
よる。
【0019】製造例1エポキシ系カチオン性樹脂分散液 反応機にエポキシ当量485のEPON 1001,9
70部およびポリカプロラクトンジオール(商品名 P
CP 0200,ユニオン・カーバイト・コーポレーシ
ョン)265部を仕込む。PCP 0200はエチレン
グリコールによるε−カプロラクトンの開環反応によっ
て分子量約543のポリマーとなっていると思われる。
これを窒素雰囲気下で100℃に加熱し、ベンジルジメ
チルアミン0.46部を加える。反応混合物をさらに1
30℃に加熱し、この温度に約1時間半維持する。この
バッチを110℃に冷却しメチルイソブチルケトン11
0部を加え、次いで不揮発性ジエチレントリアミンのメ
チルイソブチルジケチミン73%メチルイソブチルケト
ン溶液39.8部、さらにメチルイソブチルケトン10
0部を加える。バッチ温度が70℃になるまで冷却を続
け、この温度でジエチルアミン53.1部を加えて浴温
を120℃とし3時間保持した後取り出す。これを第1
液とする。不揮発分85%
【0020】別の反応機で、2,4−/2,6−トルエ
ンジイソシアナートの80/20(重量比)混合物29
1部に2−エチルヘキサノール218部を攪拌下、乾燥
窒素雰囲気下に加え外部から冷却して反応温度を38℃
に保ち、ポリウレタン架橋剤を調製する。これを更に3
8℃で半時間保ち、次いで60℃に昇温してトリメチロ
ールプロパン75部、次いでジブチル錫ジラウレート触
媒0.08部を加える。最初の発熱後、赤外走査等の確
認によるイソシアナト残基の全てが実質上消費されるま
で、バッチを121℃に1時間半保持する。このバッチ
をさらにエチレングリコールモノエチルエーテル249
部で希釈する。これを第2液とする。不揮発分70%
【0021】次に第1液576部と第2液217部とシ
リコーン添加剤KP316(信越化学製)2.9部とを
混合し、氷酢酸12.3部で中和し、脱イオン水70
5.5部でゆっくり希釈する。これへエチレングリコー
ルモノヘキシルエーテル39部、脱イオン水283.1
部を加え、固形分35.1%のカチオン性樹脂分散液を
得る。
【0022】製造例2アクリル系カチオン性樹脂分散液 還流冷却器、滴下漏斗、攪拌機、温度計を備えた反応容
器にエチレングリコールモノヘキシルエーテル45部を
仕込み、120℃に加熱した。これへスチレン20部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート30部、エチルア
クリレート35部、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト15部、t−ドデシルメルカプタン3部、アゾビスイ
ソブチロニトリル2部よりなる混合物を2時間かけて滴
下した。
【0023】滴下終了後120℃で30分間保持した
後、エチレングリコールモノヘキシルエーテル5部、ア
ゾビスイソブチロニトリル0.2部の混合物を5分かけ
て滴下し、次いで120℃で1時間保持し、固形分68
%,重量平均分子量約10,000のアクリル共重合体
溶液を得た。これを第3液とする。
【0024】次に第3液155.2部、製造例1の第2
液37.6部を混合し、氷酢酸2.3部で中和し、脱イ
オン水243.2部でゆっくり希釈し、固形分30%の
アクリル系カチオン性樹脂分散液を得る。
【0025】製造例3 顔料分散用樹脂ビヒクル 成 分 重量部 固形分 ─────────────── ─────── ─────── 2−エチルヘキサノール 320.0 304 半キャップ化TDI (メチルイソブチルケトン中) ジメチルエタノールアミン 87.2 87.2 乳酸水溶液 117.6 88.2 ブチルセロソルブ 39.2 ────
【0026】適当な反応容器を用い、室温で2−エチル
ヘキサノール半キャップ化TDIをジメチルエタノール
アミンに加える。混合物は発熱し、これを80℃で1時
間攪拌する。次いで乳酸を仕込み、さらにブチルセロソ
ルブを加える。反応混合物を65℃で約半時間攪拌し、
4級化剤を得る。
【0027】 成 分 重量部 固形分 ─────────────── ─────── ─────── エポン8291) 710.0 681.2 ビスフェノールA 289.6 289.6 2−エチルヘキサノール 406.4 386.1 半キャップ化TDI (メチルイソブチルケトン中) 上の4級化剤 496.3 421.9 脱イオン水 71.2 ブチルセロソルブ 567.6 1)エポン829:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
エポキシ当量193〜203,シエル、ケミカル、カン
パニー社製
【0028】エポン829およびビスフェノールAを適
当な反応容器に仕込み、窒素雰囲気下150〜160℃
へ加熱する。初期発熱反応である。反応混合物を150
〜160℃で約1時間反応させ、次いで120℃へ冷却
後、2−エチルヘキサノール半キャップ化TDIを加え
る。反応混合物を110〜120℃に約1時間保ち、次
いでブチルセロソルブを加える。次いで85〜95℃に
冷却し、均一化し、水を加え、さらに4級化剤を加え
る。酸価が1となるまで反応混合物を80〜85℃に保
持し、樹脂ビヒクルを得た。不揮発分70%
【0029】製造例4顔料ペースト 製造例3の樹脂ビヒクル1000部に脱イオン水429
部を加え、次にカオリン740部、カーボンブラック1
80部、ケイ酸鉛100部、ジブチルスズオキサイド8
0部を加え、ディスパーザーで約30分攪拌混合する。
この混合物にガラスビーズを加え、サンドミルで粒度1
5μ以下に分散し、ガラスビーズを濾別して不揮発分5
0%の顔料ペーストを得る。
【0030】実施例1
【0031】上の成分を混合して固形分20%のエポキ
シ系カチオン電着塗料を得る。シリコーン添加量=固形
分に対して0.3%
【0032】実施例2 2)東レ・ダウコーニングシリコーン製SH−28PA
とエチレングリコールモノブチルエーテルを1:9の比
で混合したもの。
【0033】上の成分を混合して固形分20%のアクリ
ル系カチオン電着塗料を得る。シリコーン添加量=固形
分に対して0.1%
【0034】比較例1 実施例1において、シリコーン添加剤KP316を含ま
ない製造例1の樹脂分散液とするほかは実施例1に同
じ。
【0035】比較例2 実施例2において、シリコーン希釈液を添加しないこと
を除いて実施例2に同じ。
【0036】耐油ハジキ性テスト 実施例および比較例の各塗料へ、潤滑油(ノックスラス
ト320,パーカー興産製)0.01%を添加する。浴
温を28℃に調節した塗料浴に、リン酸亜鉛処理した鋼
板を浸漬し、これを陰極として200Vで3分間電着
し、水洗後170℃×30分間焼付け、膜厚約20μの
電着塗膜を得た。この塗膜について耐油ハジキ性、肌平
滑性、上塗り密着性について評価し、以下の結果を得
た。
【0037】 項 目 実施例1 比較例1 実施例2 比較例2 ──────── ──────────────────────── 耐油ハジキ性3) ○ × ○ × 肌平滑性4) 0.25 0.25 0.30 0.30 上塗り密着性5) ○ ○ ○ ○ 3)耐油ハジキ性:目視により塗面(7×15cm)の
ハジキ個数を計数した。 ○:ハジキなし; △:1〜5個; ×:6個以上 4)肌平滑性:テイラーハブソン社製表面粗さ計サート
ロニック3PにてRaを測定。単位μm 5)上塗り密着性:電着塗膜の上に上塗り塗料(OTO
−630,日本ペイント)を塗装、焼付け後、カットテ
ープ剥離法により評価。 ○:剥離あり; ×:剥離なし
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 龍生 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電着可能なカチオン性フィルム形成樹脂の
    水性分散液中、塗料固形分に対して0.01〜1.00
    重量%のシリコーンオイルを含有することを特徴とする
    カチオン電着塗料組成物。
  2. 【請求項2】前記シリコーンオイルのSP値が8.5〜
    10.5の範囲内である請求項1のカチオン電着組成
    物。
  3. 【請求項3】前記シリコーンオイルはポリエーテル変性
    シリコーンである請求項2のカチオン電着塗料組成物。
JP32989591A 1991-11-18 1991-11-18 カチオン電着塗料組成物 Pending JPH05140489A (ja)

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Cited By (3)

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