JPH0586194A - Composition of polysiloxane resin containing cationic functional group, coating composition made by using it, and production of the resin composition - Google Patents
Composition of polysiloxane resin containing cationic functional group, coating composition made by using it, and production of the resin compositionInfo
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- JPH0586194A JPH0586194A JP24803291A JP24803291A JPH0586194A JP H0586194 A JPH0586194 A JP H0586194A JP 24803291 A JP24803291 A JP 24803291A JP 24803291 A JP24803291 A JP 24803291A JP H0586194 A JPH0586194 A JP H0586194A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性カチオン電着塗
料として用いられるカチオン性官能基含有ポリシロキサ
ン樹脂組成物、それを用いた塗料組成物およびカチオン
性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物の製造方法に関
する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition used as a heat-resistant cationic electrodeposition coating composition, a coating composition using the same, and a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition. It relates to a manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】耐熱塗料は化学プラント、製油所、発電
所や自動車エンジン外まわり、航空機、電気・電子機器
等において、熱を使用する箇所の高温酸化による腐食を
防止することを目的としている。電気・電子機器につい
ては、耐熱性絶縁塗料として、電気絶縁性、機械的強
度、化学的特性、寸法安定性などに優れている耐熱性高
分子が利用されている。代表的な耐熱絶縁塗料として
は、シリコーン系耐熱塗料が多く使用されている。これ
らの塗料は、溶剤型がほとんどであり、その塗装方法は
刷毛塗り、スプレーコート、ディップコート、ロールコ
ート、スピンコートなどが通常の方法である。2. Description of the Related Art Heat-resistant paints are intended to prevent corrosion due to high temperature oxidation in places where heat is used in chemical plants, refineries, power plants, automobile engine outer circumferences, aircrafts, electric and electronic equipments and the like. For electric / electronic devices, heat-resistant polymers having excellent electric insulation, mechanical strength, chemical properties, and dimensional stability are used as heat-resistant insulating coatings. As a typical heat-resistant insulating paint, a silicone-based heat-resistant paint is often used. Most of these paints are solvent-based, and the usual coating methods are brush coating, spray coating, dip coating, roll coating and spin coating.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述のような刷毛塗り
などの塗装方法では、塗膜の均一性、平滑性、さらにエ
ッジカバーリング性についても限界があるという問題が
ある。また、塗料が溶剤型であるため、作業環境や火災
安全性などの作業性にも問題がある。The above-mentioned coating methods such as brush coating have a problem in that there is a limit in the uniformity and smoothness of the coating film and in the edge covering property. Further, since the paint is a solvent type, there are problems in workability such as work environment and fire safety.
【0004】従来、オルガノシリコーン樹脂やシリコー
ン変性樹脂の水溶化には、界面活性剤を用いて分散する
方法が行われている。しかしながら、界面活性剤の影響
で、良好な塗膜性能が得られず、塗膜の均一性や平滑性
および透明性の良好な塗膜が得られないという問題があ
る。Conventionally, in order to make an organosilicone resin or a silicone-modified resin water-soluble, a method of dispersing with a surfactant has been used. However, due to the influence of the surfactant, there is a problem that good coating performance cannot be obtained and a coating having good uniformity, smoothness and transparency cannot be obtained.
【0005】ポリシロキサンにアミノ基を導入した水性
有機ケイ素系組成の例が特開平2−311581号に開
示されているが、低縮合物であり、電着塗装しても塗膜
形成能がなく、本発明の目的に沿うものではない。An example of an aqueous organosilicon composition in which an amino group is introduced into a polysiloxane is disclosed in JP-A-2-311581, but it is a low condensation product and does not have a film-forming ability even by electrodeposition coating. , Does not meet the purpose of the present invention.
【0006】本発明の目的は、以上の問題を解決し、耐
熱性、耐薬品性、耐水性等の各種塗膜性能に優れ、か
つ、表面が平滑で光沢と透明性に優れ、作業的に安全で
作業効率の良いカチオン性官能基含有ポリシロキサン樹
脂組成物、それを用いた塗料組成物およびカチオン性官
能基含有ポリシロキサン樹脂組成物の製造方法を提供す
ることである。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide excellent coating film performance such as heat resistance, chemical resistance, and water resistance, and to have a smooth surface, excellent gloss and transparency, and to improve workability. It is intended to provide a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition which is safe and has good working efficiency, a coating composition using the same, and a method for producing a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、一分子中に3
個のアルコキシ基を有する1種類あるいは2種類以上の
有機ケイ素化合物から成る成分aと、一分子中に2個の
アルコキシ基または2個のシラノール基、あるいは1個
のアルコキシ基と1個のシラノール基との少なくとも1
つを含む組合わせをそれぞれ有する1種類あるいは2種
類以上の有機ケイ素化合物から成る成分bと、化1に示
される一般式を有し、R1は炭素数1〜8の有機基であ
り、R2は炭素数1〜5の有機基であり、Xは炭素数1
〜8の有機基であり、Kはカチオン性官能基であって、
nが0であるカチオン性有機ケイ素化合物c1またはn
が1であるカチオン性有機ケイ素化合物c2の1種類あ
るいは2種類以上の組合わせから成る成分cとを含むこ
とを特徴とするカチオン性官能基含有ポリシロキサン樹
脂組成物である。The present invention provides 3 in one molecule.
Component a consisting of one or more kinds of organosilicon compounds having one alkoxy group, and two alkoxy groups or two silanol groups in one molecule, or one alkoxy group and one silanol group And at least one
And a component b consisting of one or more kinds of organosilicon compounds each having a combination including one and R, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and R2 is It is an organic group having 1 to 5 carbon atoms, and X is 1 carbon atom.
~ 8 organic groups, K is a cationic functional group,
Cationic organosilicon compound c1 or n in which n is 0
A cationic functional group-containing polysiloxane resin composition, characterized in that it contains one or a combination of two or more kinds of the cationic organosilicon compound c2 in which 1 is 1.
【0008】[0008]
【化1】 [Chemical 1]
【0009】また本発明は、成分cのカチオン性官能基
はアミノ基、モノアミノアルキル基およびジアミノアル
キル基から選ばれることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the cationic functional group of the component c is selected from an amino group, a monoaminoalkyl group and a diaminoalkyl group.
【0010】また本発明は、一分子中に3個のアルコキ
シ基を有する1種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化
合物から成る成分aと、一分子中に2個のアルコキシ基
または2個のシラノール基あるいは1個のアルコキシ基
と1個のシラノール基との少なくとも1つを含む組合わ
せをそれぞれ有する1種類あるいは2種類以上の有機ケ
イ素化合物から成る成分bと、化1に示される一般式を
有し、R1は炭素数1〜8の有機基であり、R2は炭素
数1〜5の有機基であり、Xは炭素数1〜8の有機基で
あり、Kはカチオン性官能基であって、nが0であるカ
チオン性有機ケイ素化合物c1またはnが1であるカチ
オン性有機ケイ素化合物c2の1種類あるいは2種類以
上の組合わせから成る成分cとを含むカチオン性官能基
含有ポリシロキサン樹脂組成物と、中和剤と、純水とを
含むことを特徴とするカチオン性官能基含有ポリシロキ
サン樹脂組成物を用いた塗料組成物である。The present invention also provides a component a consisting of one or more kinds of organosilicon compounds having three alkoxy groups in one molecule, and two alkoxy groups or two silanol groups in one molecule. Or a component b consisting of one or more kinds of organosilicon compounds each having a combination containing at least one alkoxy group and one silanol group, and the general formula shown in Chemical formula 1 , R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, R2 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms, X is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, K is a cationic functional group, A cationic functional group-containing polysiloxa containing one or a combination of two or more kinds of the cationic organosilicon compound c1 in which n is 0 or the cationic organosilicon compound c2 in which n is 1. And the resin composition, and a neutralizing agent, a coating composition using a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition which comprises a pure water.
【0011】また本発明は、一分子中に3個のアルコキ
シ基を有する1種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化
合物から成る成分aと、一分子中に2個のアルコキシ基
または2個のシラノール基、あるいは1個のアルコキシ
基と1個のシラノール基との少なくとも1つを含む組合
わせをそれぞれ有する1種類あるいは2種類以上の有機
ケイ素化合物から成る成分bと、化1に示される一般式
を有し、R1は炭素数1〜8の有機基であり、R2は炭
素数1〜5の有機基であり、Xは炭素数1〜8の有機基
であり、Kはカチオン性官能基であって、nが0である
カチオン性有機ケイ素化合物c1またはnが1であるカ
チオン性有機ケイ素化合物c2の1種類あるいは2種類
以上の組合わせから成る成分cと、The present invention also provides a component a consisting of one or more kinds of organosilicon compounds having three alkoxy groups in one molecule, and two alkoxy groups or two silanol groups in one molecule. Or a component b consisting of one or more kinds of organosilicon compounds each having a combination containing at least one alkoxy group and one silanol group, and the general formula shown in Chemical formula 1 R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, R2 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms, X is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and K is a cationic functional group. , A component c comprising one or a combination of two or more of the cationic organosilicon compound c1 in which n is 0 or the cationic organosilicon compound c2 in which n is 1,
【0012】[0012]
【化1】 [Chemical 1]
【0013】純水とを、数1で示される成分aおよびカ
チオン性有機ケイ素化合物c1と成分bおよびカチオン
性有機ケイ素化合物c2とのモル比rが1以上であり、
成分a,b,cの全モル数に対して成分cが10〜30
モル%であり、アルコキシ基に対して純水が0.8当量
以上であるように混合し、加水分解および縮合反応を行
って得られることを特徴とするカチオン性官能基含有ポ
リシロキサン樹脂組成物の製造方法である。Molar ratio r of the component a and the cationic organosilicon compound c1 and the component b and the cationic organosilicon compound c2 represented by the formula 1 is 1 or more.
The component c is 10 to 30 with respect to the total number of moles of the components a, b and c.
The cationic functional group-containing polysiloxane resin composition is obtained by mixing in a molar ratio of 0.8% or more of pure water with respect to an alkoxy group, and performing a hydrolysis and condensation reaction. Is a manufacturing method.
【0014】[0014]
【数1】 [Equation 1]
【0015】また本発明は、成分cのカチオン性官能基
は、イソシアネート基と第三級アミン系アミノアルコー
ルの水酸基中の活性化水素との付加反応で得られること
を特徴とする。The present invention is also characterized in that the cationic functional group of the component c is obtained by an addition reaction between an isocyanate group and activated hydrogen in the hydroxyl group of the tertiary amine amino alcohol.
【0016】また本発明は、成分cのカチオン性官能基
は、エポキシ基と第二級アミンの活性化水素との付加反
応で得られることを特徴とする。The present invention is also characterized in that the cationic functional group of the component c is obtained by an addition reaction between an epoxy group and an activated hydrogen of a secondary amine.
【0017】[0017]
【作用】本発明に従えば、カチオン性官能基含有ポリシ
ロキサン樹脂組成物は、成分a,b,cを含み、成分
a,b,cと純水とを混合し、加水分解および縮合反応
させることによって得られる。また、カチオン性官能基
含有ポリシロキサン樹脂組成物を用いた塗料組成物は、
前述のカチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂と中和
剤と純水とを含む。According to the present invention, the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition contains the components a, b and c, and the components a, b and c are mixed with pure water to cause hydrolysis and condensation reaction. Obtained by Further, the coating composition using the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition,
It contains the above-mentioned cationic functional group-containing polysiloxane resin, a neutralizing agent, and pure water.
【0018】成分aは、一分子中に3個のアルコキシ基
を有する1種類あるいは2種類以上の化合物から成る。
成分aとしては、化2に示されるトリアルコキシシラン
単量体(以下、単量体をモノマーと称する)と、化3に
示されるトリアルコキシシラン低縮合体(以下、低縮合
体をオリゴマーと称す)とがある。The component a is composed of one kind or two or more kinds of compounds having three alkoxy groups in one molecule.
As the component a, a trialkoxysilane monomer shown in Chemical formula 2 (hereinafter, the monomer is referred to as a monomer) and a trialkoxysilane low condensate shown in Chemical formula 3 (hereinafter, the low condensate is referred to as an oligomer) ) There is.
【0019】[0019]
【化2】 [Chemical 2]
【0020】[0020]
【化3】 [Chemical 3]
【0021】化2において、R3は炭素数1〜18の有
機基であり、R4は炭素数1〜5の有機基である。ま
た、化3においてR5はメチル基およびフェニル基であ
り、R6はメチル基およびエチル基である。In the chemical formula 2, R3 is an organic group having 1 to 18 carbon atoms, and R4 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms. Further, in Chemical Formula 3, R5 is a methyl group and a phenyl group, and R6 is a methyl group and an ethyl group.
【0022】トリアルコキシシランモノマーは、カチオ
ン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物を形成する反
応において、樹脂化を促進する働きを有している。トリ
アルコキシシランモノマーは、成分a,b,cの全モル
数に対して10〜80モル%が好ましい。トリアルコキ
シシランモノマーとしては、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、3−クロロ
プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシ
ラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルト
リメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ
オクタチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデ
シルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキ
シ,エトキシ)シラン等があり、これらの1種類あるい
は2種類以上を使用する。The trialkoxysilane monomer has a function of promoting resinification in the reaction for forming the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition. The trialkoxysilane monomer is preferably 10 to 80 mol% based on the total number of moles of the components a, b and c. Examples of the trialkoxysilane monomer include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, and hexyltrimethoxy. Silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinylethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane , Heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, vinyltris (β-methoxy, ethoxy) silane, etc., and one or more of these are available. To use.
【0023】トリアルコキシシランオリゴマーは、縮合
反応において高分子化を促進し、電着塗装の塗膜形成能
を早めるのに有効である。また、トリアルコキシシラン
オリゴマーは、トリアルコキシシランモノマーと比較し
て、塗膜の屈曲性、レベリング性を高める働きがる。ト
リアルコキシシランオリゴマーは、成分a,b,cの全
モル数に対して80モル%以下が好ましい。The trialkoxysilane oligomer is effective in accelerating the polymerization in the condensation reaction and accelerating the film forming ability of electrodeposition coating. Further, the trialkoxysilane oligomer has a function of improving the flexibility and leveling property of the coating film, as compared with the trialkoxysilane monomer. The trialkoxysilane oligomer is preferably 80 mol% or less with respect to the total number of moles of the components a, b and c.
【0024】トリアルコキシシランオリゴマーとして
は、たとえば東レシリコン社製TSR−650が用いら
れる。化3のR5がフェニル基である場合には、R5が
メチル基である場合に比べ、電着塗膜の硬度および耐熱
性が向上するけれども、塗料の分散性および水溶性が低
下する傾向がある。しかしながら、塗料の分散性および
水溶性は、トリアルコキシシランモノマーなどのモノマ
ーとの併用によって改善することができる。As the trialkoxysilane oligomer, for example, TSR-650 manufactured by Toray Silicon Co. is used. When R5 in Chemical Formula 3 is a phenyl group, the hardness and heat resistance of the electrodeposition coating film are improved, but the dispersibility and water solubility of the coating tend to be lower than when R5 is a methyl group. .. However, the dispersibility and water solubility of the coating can be improved by using it in combination with a monomer such as a trialkoxysilane monomer.
【0025】成分bは、一分子中に2個のアルコキシ基
または2個のシラノール基あるいは1個のアルコキシ基
と1個のシラノール基との少なくとも1つを含む組合わ
せをそれぞれ有する1種類あるいは2種類以上の有機ケ
イ素化合物から成る。成分bとしては、化4に示される
ジアルコキシシランモノマーと、化5に示される2官能
反応性シリコーンオリゴマーとが挙げられる。The component b is one kind or two kinds each having a combination containing at least one of two alkoxy groups or two silanol groups or one alkoxy group and one silanol group in one molecule. It consists of more than one type of organosilicon compound. Examples of the component b include the dialkoxysilane monomer shown in Chemical formula 4 and the bifunctional reactive silicone oligomer shown in Chemical formula 5.
【0026】[0026]
【化4】 [Chemical 4]
【0027】[0027]
【化5】 [Chemical 5]
【0028】化4において、R7は炭素数1〜18の有
機基であり、R8は炭素数1〜5の有機基であり、化5
においてR9はメチル基およびフェニル基を示してい
る。In the chemical formula 4, R7 is an organic group having 1 to 18 carbon atoms, R8 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms, and
In, R9 represents a methyl group and a phenyl group.
【0029】ジアルコキシシランモノマーは、成分a,
b,cの全モル数に対して50モル%以下で使用するこ
とが好ましい。ジアルコキシシランモノマーを50モル
%より多量に用いれば、縮合反応において樹脂化を疎外
し、さらに電着塗膜の硬度が低下する。また、塗膜形成
後の焼付け時に、塗膜の流動性が過度になり、均一で平
滑である良好な外観が得られなくなる。The dialkoxysilane monomer is composed of the components a,
It is preferably used in an amount of 50 mol% or less based on the total number of mols of b and c. If the dialkoxysilane monomer is used in an amount of more than 50 mol%, resinification is excluded in the condensation reaction and the hardness of the electrodeposition coating film is further reduced. Further, the fluidity of the coating film becomes excessive at the time of baking after forming the coating film, and it becomes impossible to obtain a good appearance that is uniform and smooth.
【0030】ジアルコキシシランモノマーとしては、ジ
メチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシ
ラン、3−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、3
−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカ
フルオロデシルメチルジメトキシシラン、3−メタクリ
ロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、オクタ
デシルメチルジメトキシシラン等があり、これらの1種
類または2種類以上を使用する。成分bとしては、ジア
ルコキシシランモノマーと、前述の2官能反応性シリコ
ーンオリゴマーとを併用してもよい。As the dialkoxysilane monomer, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane,
Diphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldiethoxysilane, 3
-Chloropropylmethyldimethoxysilane, heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, octadecylmethyldimethoxysilane, etc., and one or more of these To use. As the component b, a dialkoxysilane monomer and the above-mentioned bifunctional reactive silicone oligomer may be used in combination.
【0031】成分cは、化1に示される1種類あるいは
2種類以上のカチオン性有機ケイ素化合物から成る。化
1において、R1は炭素数1〜8の有機基であり、R2
は炭素数1〜5の有機基であり、Xは炭素数1〜8の有
機基であり、Kはカチオン性官能基であって、nは0ま
たは1である。n=0のときにはトリアルコキシシラン
であるカチオン性有機ケイ素化合物c1であり、n=1
のときはジアルコキシシランであるカチオン性有機ケイ
素化合物c2である。The component c is composed of one kind or two or more kinds of cationic organosilicon compounds shown in Chemical formula 1. In Chemical formula 1, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and R2
Is an organic group having 1 to 5 carbon atoms, X is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, K is a cationic functional group, and n is 0 or 1. When n = 0, it is a cationic organosilicon compound c1 which is a trialkoxysilane, and n = 1.
In this case, the cationic organosilicon compound c2 is dialkoxysilane.
【0032】成分cは、成分a,b,cの全モル数に対
して10〜30モル%が好ましく、さらに好ましくは1
5〜25モル%である。10モル%以下では電着塗膜形
成能を有するカチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂
組成物の水溶性が低下し、30モル%を超えれば、電着
塗膜の再溶解や脱落剥離が、電着工程から水洗工程の作
業中に発生し、さらに過剰に用いれば、電着塗膜形成能
が低下し、電着塗膜が形成しなくなるなどの問題が生じ
る。Component c is preferably 10 to 30 mol%, more preferably 1 to 30 mol% with respect to the total number of moles of components a, b and c.
It is 5 to 25 mol%. If it is 10 mol% or less, the water-solubility of the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition having the ability to form an electrodeposition coating film will decrease, and if it exceeds 30 mol%, re-dissolution of the electrodeposition coating film or peeling-off will occur. It occurs during the work from the coating process to the water washing process, and if it is used in excess, it causes a problem that the ability to form an electrodeposition coating film is lowered and the electrodeposition coating film is not formed.
【0033】成分cのカチオン性官能基は、アミノ基、
モノアミノアルキル基およびジアミノアルキル基から選
ばれる。またカチオン性官能基は、化6に示されるよう
に、イソシアネート基と、第3級アミン系アミノアルコ
ールの水酸基中の活性化水素との付加反応で得られても
よく、またさらにカチオン性官能基は、化7に示される
ように、エポキシ基と第2級アミンの活性化水素との付
加反応で得られてもよい。The cationic functional group of the component c is an amino group,
It is selected from monoaminoalkyl groups and diaminoalkyl groups. Further, the cationic functional group may be obtained by an addition reaction of an isocyanate group and activated hydrogen in the hydroxyl group of a tertiary amine amino alcohol, as shown in Chemical formula 6, and further, a cationic functional group May be obtained by an addition reaction between an epoxy group and activated hydrogen of a secondary amine as shown in Chemical formula 7.
【0034】[0034]
【化6】 [Chemical 6]
【0035】[0035]
【化7】 [Chemical 7]
【0036】化6においてR10は有機基であり、化7
においてR11は有機基であり、R12は有機基であ
る。In the chemical formula 6, R10 is an organic group,
In, R11 is an organic group and R12 is an organic group.
【0037】成分cは、前述のようにトリアルコキシシ
ランであるカチオン性有機ケイ素化合物c1と、ジアル
コキシシランであるカチオン性有機ケイ素化合物c2と
に分類され、カチオン性有機ケイ素化合物c1は成分a
と同じ数のアルコキシ基を有し、カチオン性有機ケイ素
化合物c2は成分bと同じ数のアルコキシ基を有してい
る。数1で示される成分aおよびカチオン性有機ケイ素
化合物c1と、成分bとカチオン性有機ケイ素化合物c
2とのモル比rは、1.0以上が好ましい。The component c is classified into a trialkoxysilane cationic organosilicon compound c1 and a dialkoxysilane cationic organosilicon compound c2 as described above. The cationic organosilicon compound c1 is a component a.
And the cationic organosilicon compound c2 has the same number of alkoxy groups as the component b. The component a and the cationic organosilicon compound c1 represented by the formula 1, the component b and the cationic organosilicon compound c
The molar ratio r with 2 is preferably 1.0 or more.
【0038】[0038]
【数1】 [Equation 1]
【0039】r=1.0未満では、縮合反応時に樹脂化
が低下する。また電着塗膜の硬度が低下するという問題
が生じる。また、塗膜形成後の焼付け時に、塗膜の流動
性が過度になり、均一で平滑である良好な外観が得られ
なくなる。When r is less than 1.0, resinification is lowered during the condensation reaction. In addition, there is a problem that the hardness of the electrodeposition coating film decreases. Further, the fluidity of the coating film becomes excessive at the time of baking after forming the coating film, and it becomes impossible to obtain a good appearance that is uniform and smooth.
【0040】成分cのカチオン性官能基がアミノ基、モ
ノアミノアルキル基あるいはジアミノアルキル基である
カチオン性有機ケイ素化合物としては、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−[N−ア
リル−N(2−アミノエチル)]アミノプロピルトリメ
トキシシラン、p−[N−(2−アミノエチル)アミノ
メチル]フェネチルトリメトキシシラン、N−3−トリ
メトキシシリルプロピル−m−フェニレンジアミン、γ
−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノ
プロピルエチルジエトキシシラン等があり、これらの1
種類あるいは2種類以上を使用する。As the cationic organosilicon compound in which the cationic functional group of the component c is an amino group, a monoaminoalkyl group or a diaminoalkyl group, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-
γ-aminopropyltrimethoxysilane, 3- [N-allyl-N (2-aminoethyl)] aminopropyltrimethoxysilane, p- [N- (2-aminoethyl) aminomethyl] phenethyltrimethoxysilane, N- 3-trimethoxysilylpropyl-m-phenylenediamine, γ
-Aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropylethyldiethoxysilane, etc.
Use two or more types.
【0041】化6で示される第3級アミン系アミノアル
コールの水酸基の活性化水素とイソシアネート基との付
加反応によって、成分cのカチオン性官能基を得る場
合、第3級アミン系アミノアルコールとしては、N,N
−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノ
ールアミンなどが用いられる。イソシアネート基を有す
る物質としては、化8で示されるアルコキシシランが用
いられる。When the cationic functional group of the component c is obtained by the addition reaction between the activated hydrogen of the hydroxyl group of the tertiary amine-based amino alcohol represented by the chemical formula 6 and the isocyanate group, the tertiary amine-based amino alcohol is , N, N
-Dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine and the like are used. As the substance having an isocyanate group, an alkoxysilane represented by Chemical formula 8 is used.
【0042】[0042]
【化8】 [Chemical 8]
【0043】化8においてR13は有機基を示し、R1
4はアルキル基を示している。イソシアネート基を有す
るアルコキシシランとしては、γ−イソシアネートプロ
ピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピル
トリメトキシシラン等が挙げられる。In the chemical formula 8, R13 represents an organic group, and R1
4 represents an alkyl group. Examples of the alkoxysilane having an isocyanate group include γ-isocyanatopropylmethyldiethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, and γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane.
【0044】化7で示されるエポキシ基と第2級アミン
の活性化水素との付加反応によって成分cのカチオン性
官能基を得る場合、第2級アミンとしては、ジエチルア
ミン、ジエタノールアミン、ジ−n−プロパノールアミ
ン、ジ−iso−プロパノールアミン、N−メチルエタ
ノールアミン、N−エチルエタノールアミン等がある。
エポキシ基は、エポキシ官能性アルコキシシランとして
用いることが好ましく、エポキシ官能性アルコキシシラ
ンとしては、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−
グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−(3,4
−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリメトキシシラ
ン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−
メチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)エチル−メチルジメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリエト
キシシラン等がある。When the cationic functional group of the component c is obtained by the addition reaction of the epoxy group represented by the chemical formula 7 and the activated hydrogen of the secondary amine, the secondary amine may be diethylamine, diethanolamine or di-n-. There are propanolamine, di-iso-propanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine and the like.
The epoxy group is preferably used as an epoxy-functional alkoxysilane, and examples of the epoxy-functional alkoxysilane include γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 2-glycidoxyethyl. Trimethoxysilane, 2-
Glycidoxyethyltriethoxysilane, β- (3,4
-Epoxycyclohexyl) ethyl-trimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl-
Methyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl-methyldimethoxysilane, β-
(3,4-epoxycyclohexyl) ethyl-triethoxysilane and the like.
【0045】前述の成分a,b,cおよび純水を、アル
コール、グリコールおよびセロソルブなどの水溶性の溶
剤1種類または2種類以上を主成分とする溶媒系で加水
分解および縮合反応を行い、カチオン性官能基含有ポリ
シロキサン樹脂組成物を製造する。このとき純水は、成
分a,b,cに含まれるアルコキシ基に対して0.8当
量以上、好ましくは0.9当量以上となるように選ばれ
る。水がアルコキシ基に対して0.8当量未満となれ
ば、縮合反応における樹脂化および電着塗膜形成能が低
下する。このため、良好な電着塗膜が得られなくなる。The above components a, b and c and pure water are hydrolyzed and condensed in a solvent system containing one or more water-soluble solvents such as alcohol, glycol and cellosolve as main components, and cations are added. A polysiloxane resin composition containing a functional group is produced. At this time, the pure water is selected so as to be 0.8 equivalent or more, preferably 0.9 equivalent or more with respect to the alkoxy group contained in the components a, b and c. If the amount of water is less than 0.8 equivalent to the alkoxy group, the resinification and electrodeposition coating film forming ability in the condensation reaction will be reduced. Therefore, a good electrodeposition coating film cannot be obtained.
【0046】加水分解および縮合反応は、成分a,b,
c、純水および溶剤を80〜100℃の条件で10〜1
5時間行われる。この際、触媒は必要としない。多段階
反応を行えば、得られるカチオン性官能基含有ポリシロ
キサン樹脂組成物の高分子化を図ることができる。The hydrolysis and condensation reactions are carried out by the components a, b,
c, pure water and solvent 10 to 1 under the condition of 80 to 100 ° C
It will be held for 5 hours. At this time, no catalyst is required. By carrying out a multi-step reaction, the obtained cationic functional group-containing polysiloxane resin composition can be polymerized.
【0047】反応時間が10時間未満ではカチオン性官
能基含有ポリシロキサン樹脂組成物の高分子化が不十分
となり、電着塗膜形成能が損なわれ、15時間を超えれ
ば、カチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物の
高分子化が過剰となり、水溶性が低下するという問題が
ある。When the reaction time is less than 10 hours, the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition is insufficiently polymerized to impair the ability to form an electrodeposition coating film, and when it exceeds 15 hours, it contains a cationic functional group. There is a problem that the polysiloxane resin composition becomes excessively polymerized and the water solubility thereof is lowered.
【0048】成分a,b,c、純水を溶剤中で反応させ
た後に、カチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成
物に対して20重量%以下のアミノ樹脂、フッ素系樹
脂、ポリイミド系樹脂、熱硬化・耐熱性イソシアネート
オリゴマー、シリコーン系多環オリゴマー等を添加して
もよい。添加する樹脂が20重量%を超えれば、カチオ
ン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物の効果が低下
する。After reacting the components a, b, and c with pure water in a solvent, 20% by weight or less of the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition is amino resin, fluorine resin, polyimide resin, A thermosetting / heat-resistant isocyanate oligomer, a silicone-based polycyclic oligomer, etc. may be added. If the amount of the resin added is more than 20% by weight, the effect of the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition decreases.
【0049】前述の反応によって得られたカチオン性官
能基含有ポリシロキサン樹脂組成物は、カチオン電着塗
料として用いられる。反応後のカチオン性官能基含有ポ
リシロキサン樹脂組成物を、カチオン性官能基含有ポリ
シロキサン樹脂組成物中のアミノ基に対して0.7〜
1.4当量となるように有機酸および鉱酸を1種類ある
いは2種類以上用いて中和する。有機酸としてはギ酸、
酢酸、乳酸、i−プロピオン酸、n−プロピオン酸など
炭素数が3以下のものが用いられ、鉱酸としては硫酸、
塩酸およびリン酸などが用いられる。The cationic functional group-containing polysiloxane resin composition obtained by the above reaction is used as a cationic electrodeposition coating composition. The cationic functional group-containing polysiloxane resin composition after the reaction is added to the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition in an amount of 0.7 to
The organic acid and the mineral acid are neutralized with one kind or two or more kinds so that the amount becomes 1.4 equivalents. Formic acid as organic acid,
Acetic acid, lactic acid, i-propionic acid, n-propionic acid, or the like having a carbon number of 3 or less is used, and the mineral acid is sulfuric acid,
Hydrochloric acid and phosphoric acid are used.
【0050】カチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂
組成物の中和物を純水で希釈すれば、カチオン電着塗料
となる。前述のカチオン電着塗料に、ルチル型チタン
白、マイカ、クレイ等の無機フィラー、フッ素樹脂粉
末、シリカ、酸化アルミナなどを分散させ、目的に応じ
たカチオン電着塗料とすることができる。A cationic electrodeposition coating composition can be obtained by diluting a neutralized product of a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition with pure water. Inorganic fillers such as rutile-type titanium white, mica, and clay, fluororesin powder, silica, alumina oxide, and the like can be dispersed in the above-mentioned cationic electrodeposition coating material to prepare a cationic electrodeposition coating material according to the purpose.
【0051】電着塗装後、得られた塗膜が硬化温度20
0℃以上で硬化される。焼付け処理は、成分a,b,c
に加えてアミノ樹脂、ポリイミド系樹脂、熱硬化・耐熱
性イソシアネートオリゴマーおよびシリコーン系多環オ
リゴマー等の硬化性樹脂を用いた場合には、焼付け温度
200℃で約1時間行われ、硬化性樹脂を用いない場合
には、焼付け温度250〜300℃で約1時間行われ
る。After electrodeposition coating, the obtained coating film has a curing temperature of 20.
It is cured at 0 ° C or higher. The baking process is performed with components a, b, c
In addition to the above, when a curable resin such as an amino resin, a polyimide resin, a thermosetting / heat-resistant isocyanate oligomer, and a silicone polycyclic oligomer is used, the baking is carried out at a baking temperature of 200 ° C. for about 1 hour. When not used, the baking temperature is 250 to 300 ° C. and the baking is performed for about 1 hour.
【0052】[0052]
【実施例】以下の実施例によって、本発明をさらに詳細
に説明する。本件の発明者は、表1に示されるような実
施例1〜8を行った。これらの実施例は、材料は異なる
けれども、製造条件は同じである。以下にその製造条件
を説明する。The present invention will be described in more detail by the following examples. The inventor of the present case carried out Examples 1 to 8 as shown in Table 1. These examples have different materials but the same manufacturing conditions. The manufacturing conditions will be described below.
【0053】実施例1〜8 (1)カチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂の製造 撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた1リットルの四ツ
口フラスコに、成分a,b,c(ただし成分cとして、
γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシランとジメ
チルエタノールアミンとを用いる場合には、これらを反
応させた後、成分cとする)、純水および溶剤の3/4
を仕込み、85〜100℃の還流温度で、6時間反応
後、残り1/4を仕込み、さらに4時間反応を行った。
その後、30℃以下に冷却し、12〜16時間後に中和
剤として乳酸を用いて中和を行った。中和剤量は、アミ
ノ基含有アルコキシシランに対して1当量とした。Examples 1 to 8 (1) Production of cationic functional group-containing polysiloxane resin In a 1-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, components a, b, and c (however, As the component c,
In the case of using γ-isocyanatopropyltriethoxysilane and dimethylethanolamine, they are reacted with each other to form component c), 3/4 of pure water and a solvent.
Was charged, the mixture was reacted at a reflux temperature of 85 to 100 ° C. for 6 hours, the remaining 1/4 was charged, and the reaction was further performed for 4 hours.
Then, it cooled at 30 degreeC or less, and after 12 to 16 hours, it neutralized using lactic acid as a neutralizer. The amount of the neutralizing agent was 1 equivalent to the amino group-containing alkoxysilane.
【0054】実施例1〜8の各成分の組成および反応条
件等を表1に示す。Table 1 shows the composition and reaction conditions of each component of Examples 1 to 8.
【0055】[0055]
【表1】 [Table 1]
【0056】(2)カチオン電着塗料の製造、試験用試料
の作成および塗料の性能試験 前述の方法によって得られた中和後のカチオン性官能基
含有ポリシロキサン樹脂組成物を、固形分が10重量%
となるように純水を用いて1リットルに希釈し、粗カチ
オン電着塗料を得た。粗カチオン電着塗料について、後
述するような性能試験を行い、表2の試験結果を得た。(2) Production of cationic electrodeposition coating, preparation of test sample and performance test of coating The neutralized cationic functional group-containing polysiloxane resin composition obtained by the above-mentioned method has a solid content of 10 weight%
Was diluted to 1 liter with pure water to obtain a crude cationic electrodeposition coating composition. The crude cation electrodeposition coating composition was subjected to the performance test as described below, and the test results shown in Table 2 were obtained.
【0057】(a)カチオン性官能基含有ポリシロキサ
ン樹脂組成物の水溶化能 カチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物を希釈
し、粗カチオン電着塗料を作成する際の水溶化能を、凡
用のアクリル−メラミン系アニオン電着塗料の水溶化能
を基準とし、目視判定した。これによって上記組成物の
純水への溶解の程度を判定した。表2における本試験項
目の記号は、下記の意味を表す。(A) Water-Solubilizing Ability of Cationic Functional Group-Containing Polysiloxane Resin Composition The water-solubilizing ability when diluting the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition to prepare a crude cationic electrodeposition coating is The water-solubilizing ability of the acrylic-melamine-based anion electrodeposition coating composition for water was used as a reference to make a visual determination. From this, the degree of dissolution of the above composition in pure water was determined. The symbols of this test item in Table 2 have the following meanings.
【0058】◎同等以上、○同等、△やや劣る、×劣る (b)電着塗料の分散安定性 粗カチオン電着塗料を2〜3日放置し、凡用のアクリル
−メラミン系アニオン電着塗料の分散安定性を基準と
し、分散安定性を目視判定した。表2における本試験項
目の記号は、下記の意味を表す。◎ Equivalent or better, ○ Equivalent, △ Slightly inferior, × Inferior (b) Dispersion stability of electrodeposition coating A crude cation electrodeposition coating is allowed to stand for 2 to 3 days, and a general acrylic-melamine-based anion electrodeposition coating Based on the dispersion stability of No. 1, the dispersion stability was visually evaluated. The symbols of this test item in Table 2 have the following meanings.
【0059】◎同等以上、○同等、△やや劣る、×劣る 前述の粗カチオン電着塗料をアニオン交換樹脂であるダ
イヤイオンSA−10AP(三菱化成社製)を用いて精
製し、カチオン電着塗料を得た。◎ Equivalent or better, ○ Equivalent, △ Slightly inferior, × Inferior The above-mentioned crude cationic electrodeposition coating was purified using anion exchange resin Diaion SA-10AP (manufactured by Mitsubishi Kasei) Got
【0060】前述のカチオン電着塗料をアルミニウム板
(JIS A−10501×70×70mm3)に液温
25℃で2分間50Vの電圧を印加して電着塗装し、1
00〜120℃で15分間予備乾燥を行った後、250
℃で1時間焼付け処理を行い、試料を作成し、後述する
性能試験である電着塗膜形性能の試験を行い、表2の試
験結果を得た。The above-mentioned cationic electrodeposition coating was applied to an aluminum plate (JIS A-10501 × 70 × 70 mm 3 ) by applying a voltage of 50 V for 2 minutes at a liquid temperature of 25 ° C.
After pre-drying at 00 to 120 ° C for 15 minutes, 250
Baking treatment was performed at 1 ° C. for 1 hour to prepare a sample, and an electrodeposition coating film type performance test, which is a performance test described later, was performed and the test results shown in Table 2 were obtained.
【0061】(c)電着塗膜形成能 凡用のアクリル−メラミン系アニオン電着塗料によって
得られた電着塗膜を基準とし、電着によって得られた塗
膜の形成能を目視判定した。表2における本試験項目の
記号は、下記の意味を表す。(C) Electrodeposition coating film forming ability The formation ability of the coating film obtained by electrodeposition was visually judged on the basis of the electrodeposition coating film obtained by the conventional acrylic-melamine anion electrodeposition coating composition. .. The symbols of this test item in Table 2 have the following meanings.
【0062】◎同等以上、○同等、△やや劣る、×劣る (3)試料の塗膜性能試験 本件の発明者は、電着塗料および電着塗膜の性能に関し
て、後述するような試験を行い、下記表2の試験結果を
得た。下記表中において、耐水性、耐溶剤性、耐薬品性
については、試験前の試料の状態と、試験後の試料の状
態とを比較し、変化が生じていない場合には○の記号
を、白化などの変化が生じているときには△の記号を付
した。◎ Equal or better, ○ Equivalent, △ Slightly inferior, × Inferior (3) Coating film performance test of sample The test results shown in Table 2 below were obtained. In the table below, for water resistance, solvent resistance, and chemical resistance, the state of the sample before the test is compared with the state of the sample after the test, and when there is no change, a symbol of ○ is given. When changes such as whitening occur, the symbol Δ is attached.
【0063】(a)塗膜の外観(均一・平滑性、光沢) 凡用のアクリル−メラミン系アニオン電着塗装の塗膜外
観を基準とし、目視判定した。表2における本試験項目
の記号は、下記の意味を表す。(A) Appearance of coating film (uniformity / smoothness / gloss) A visual judgment was made based on the appearance of a conventional acrylic-melamine-based anion electrodeposition coating film as a reference. The symbols of this test item in Table 2 have the following meanings.
【0064】◎同等以上、○同等、×劣る (b)塗膜の密着性(碁盤目テーピング試験) 1×1mm2 のマス目を100個カッターで切込み、セ
ロハンテープで塗膜をテーピングし、セロハンテープを
剥離する際に剥がれないマス目数で示す。◎ Equal or better, ○ Equal, poorer inferior (b) Adhesion of coating film (cross-cut taping test) 100 squares of 1 × 1 mm 2 are cut with a cutter, and the coating film is taped with cellophane tape. It is indicated by the number of squares that cannot be peeled off when the tape is peeled off.
【0065】(c)鉛筆硬度 三菱鉛筆ユニで傷硬さを測定した。(C) Pencil hardness The scratch hardness was measured with a Mitsubishi Pencil Uni.
【0066】(d)耐熱性 (i)耐熱温度 加熱1時間で塗膜の脱落、剥がれのない温度を示す。(D) Heat resistance (i) Heat resistance temperature The temperature at which the coating film does not fall off or peel off within 1 hour of heating.
【0067】(ii)下記の加熱条件下で、塗膜の脱落、剥
がれの有無を目視と碁盤目テーピング試験で判定する。
試験前の状態と変化がないものを良好とする。(Ii) Under the following heating conditions, the presence or absence of peeling or peeling of the coating film is judged visually and by a cross-cut taping test.
Those that do not change from the state before the test are considered good.
【0068】250℃×120時間 300℃×24時間 (e)耐水性 沸騰純水中に1日8時間試料を浸漬し、この試験を3日
間行った後、塗膜の白化、碁盤目テーピング試験を用い
て2次密着性を調べる。250 ° C. × 120 hours 300 ° C. × 24 hours (e) Water resistance After dipping the sample in boiling pure water for 8 hours a day and conducting this test for 3 days, the coating film was whitened and the cross-cut taping test was conducted. To check the secondary adhesion.
【0069】(f)耐溶剤性 シンナー中に24時間試料を浸漬し、塗膜の溶解、膨
れ、および白化等外観変化を試験する。(F) Solvent resistance The sample is immersed in thinner for 24 hours, and the appearance change such as dissolution, swelling and whitening of the coating film is tested.
【0070】(g)耐薬品性 各薬液(5%塩酸、50%硫酸、50%水酸化ナトリウ
ム)に試料を24時間浸漬し、金属の腐食、塗膜の膨れ
等の外観変化を試験する。(G) Chemical resistance A sample is dipped in each chemical solution (5% hydrochloric acid, 50% sulfuric acid, 50% sodium hydroxide) for 24 hours, and changes in appearance such as metal corrosion and coating film swelling are tested.
【0071】以上の試験結果を、表2に示す。Table 2 shows the above test results.
【0072】[0072]
【表2】 [Table 2]
【0073】比較例1〜7 表3に示す成分組成および反応条件を用い、実施例の製
造方法に基づいて、比較例1〜7を行った。反応時間が
4時間以下の場合には全材料を一度に仕込み、所定の時
間反応を行った。また反応時間が10時間を越える場合
には、材料の3/4を4時間反応させた後、残り1/4
の材料を加えて、所定の時間になるまで反応を行った。
比較例についても、試験用の試料を作成し、実施例と同
様の項目について、試験を行った。比較例1〜7の試験
結果を表4に示す。Comparative Examples 1 to 7 Comparative Examples 1 to 7 were carried out based on the production methods of Examples using the component compositions and reaction conditions shown in Table 3. When the reaction time was 4 hours or less, all the materials were charged at once and reacted for a predetermined time. If the reaction time exceeds 10 hours, 3/4 of the material is allowed to react for 4 hours and then the remaining 1/4
The above materials were added and the reaction was carried out until a predetermined time was reached.
Also in the comparative example, a test sample was prepared and the same items as those in the example were tested. Table 4 shows the test results of Comparative Examples 1 to 7.
【0074】[0074]
【表3】 [Table 3]
【0075】[0075]
【表4】 [Table 4]
【0076】比較例1は従来技術に示した特開平2−3
11581号を再現したものである。比較例1では成分
a,bを用いておらず、カチオン性官能基を有する成分
cのみを用いているため水溶化能および電着塗料の分散
安定性は優れている。一方で反応時に純水を用いておら
ず、また反応時間も短く、反応温度も低いため高分子化
が生じず、電着塗膜を形成することができなかった。Comparative Example 1 is Japanese Patent Laid-Open No. 2-3 shown in the prior art.
It is a reproduction of No. 11581. In Comparative Example 1, components a and b are not used, and only component c having a cationic functional group is used, so that the water-solubilizing ability and the dispersion stability of the electrodeposition coating are excellent. On the other hand, since pure water was not used during the reaction, the reaction time was short, and the reaction temperature was low, polymerization did not occur and an electrodeposition coating film could not be formed.
【0077】比較例2では、成分cが成分a,b,cの
全モル数に対して5モル%と低いため水溶化能が低く、
電着塗料を得ることができなかった。したがって成分c
は成分a,b,cの全モル数に対して5モル%を超える
濃度、たとえば10モル%以上が好適であり、さらに好
ましくは15モル%以上であることがわかる。In Comparative Example 2, since the component c was as low as 5 mol% with respect to the total number of moles of the components a, b and c, the water-solubilizing ability was low,
It was not possible to obtain an electrodeposition paint. Therefore component c
It can be seen that is preferably a concentration of more than 5 mol%, for example 10 mol% or more, and more preferably 15 mol% or more with respect to the total number of moles of the components a, b and c.
【0078】比較例3では、成分cが成分a,b,cの
全モル数に対して40モル%と高いため、電着塗膜形性
能が低く、電着塗膜を得ることができなかった。したが
って成分cは、成分a,b,cの全モル数に対して40
モル%未満、たとえば30モル%以下が好ましく、さら
に好ましくは25モル%以下であることがわかる。In Comparative Example 3, since the component c was as high as 40 mol% with respect to the total number of moles of the components a, b and c, the performance of the electrodeposition coating film was low and an electrodeposition coating film could not be obtained. It was Therefore, the component c is 40 with respect to the total number of moles of the components a, b and c.
It can be seen that it is preferably less than 30 mol%, for example, 30 mol% or less, and more preferably 25 mol% or less.
【0079】したがって成分cは、比較例2および3で
わかるように、成分a,b,cの全モル数に対して10
〜30モル%が好ましく、さらに15〜25モル%が好
ましいことがわかる。Therefore, as can be seen in Comparative Examples 2 and 3, the component c is 10 relative to the total number of moles of the components a, b and c.
It can be seen that -30 mol% is preferable, and 15-25 mol% is more preferable.
【0080】比較例4では、数1で示されるトリアルコ
キシシランとジアルコキシシランとのモル比rが1.0
未満であるため樹脂化が低下して電着塗膜の硬度が低下
し、鉛筆硬度がFとなった。したがってモル比rは1.
0以上が好ましいことがわかる。In Comparative Example 4, the molar ratio r of the trialkoxysilane and the dialkoxysilane represented by the formula 1 was 1.0.
Since it was less than the above, resinification was lowered, the hardness of the electrodeposition coating film was lowered, and the pencil hardness was F. Therefore, the molar ratio r is 1.
It can be seen that 0 or more is preferable.
【0081】比較例5では反応時間が3時間と短く、高
分子化が不充分であり、電着塗膜形成能が損なわれ、電
着塗膜を得ることができなかった。したがって反応時間
は3時間を超える、たとえば10時間以上が好ましいこ
とがわかる。In Comparative Example 5, the reaction time was as short as 3 hours, the polymerization was insufficient, the ability to form an electrodeposition coating film was impaired, and an electrodeposition coating film could not be obtained. Therefore, it is understood that the reaction time is preferably longer than 3 hours, for example, 10 hours or longer.
【0082】比較例6では、反応時間が21時間と長
く、高分子化が過剰であるためカチオン性官能基含有ポ
リシロキサン樹脂組成物の水溶化能が低く、均一・平滑
で光沢のある電着塗膜が得られなかった。したがって反
応時間は21時間未満、たとえば15時間以下が好まし
いことがわかる。In Comparative Example 6, the reaction time was as long as 21 hours, and the polymerization was excessive, so that the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition had a low water-solubilizing ability, and the electrodeposition was uniform, smooth and glossy. No coating film was obtained. Therefore, it is understood that the reaction time is preferably less than 21 hours, for example, 15 hours or less.
【0083】したがって、比較例5および6から反応時
間は10〜15時間が好ましいことがわかる。Therefore, it is understood from Comparative Examples 5 and 6 that the reaction time is preferably 10 to 15 hours.
【0084】比較例7ではアルコキシ基に対する純水量
が0.6当量と低いため、高分子化が低下し、電着塗膜
形成能が低下し、均一・平滑性を有する電着塗膜が得ら
れなかった。したがって、純水量はアルコキシ基に対し
て0.6当量を超える、たとえば0.8当量以上が好ま
しく、さらに好ましくは0.9当量以上であることがわ
かる。In Comparative Example 7, since the amount of pure water with respect to the alkoxy groups was as low as 0.6 equivalent, the polymerization was lowered and the ability to form an electrodeposition coating film was lowered, and an electrodeposition coating film having a uniform and smooth surface was obtained. I couldn't do it. Therefore, it is understood that the amount of pure water is more than 0.6 equivalent to the alkoxy group, for example, 0.8 equivalent or more is preferable, and 0.9 equivalent or more is more preferable.
【0085】比較例と比較して、実施例1〜8では耐熱
性、耐水性、耐溶剤性、耐薬品性に優れ、かつ表面が平
滑で光沢を有し、硬度の高い電着塗膜が得られた。また
凡用のアクリル−メラミン系アニオン電着塗料と比較し
て、水溶化能および分散安定性の高いカチオン性官能基
含有ポリシロキサン樹脂組成物を用いた塗料組成物が得
られた。Compared to the comparative example, in Examples 1 to 8, excellent heat resistance, water resistance, solvent resistance, chemical resistance, smooth surface, gloss, and high hardness of electrodeposition coating films were obtained. Was obtained. Further, a coating composition using a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition having high water-solubilizing ability and dispersion stability as compared with the conventional acrylic-melamine-based anionic electrodeposition coating composition was obtained.
【0086】以上のように本実施例によれば、水溶性を
有するカチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物
を製造し、電着塗料とするため、塗装に多量の溶剤を必
要とせず、作業の安全性および作業効率が向上する。ま
た電着塗装を行うことができるため、表面が均一・平滑
で、耐熱性、耐水性、耐薬品性等に優れ、硬度の高い塗
膜を得ることができる。As described above, according to this example, since a water-soluble cationic functional group-containing polysiloxane resin composition is produced and used as an electrodeposition coating, a large amount of solvent is not required for coating, The safety and work efficiency of are improved. Further, since the electrodeposition coating can be performed, a coating film having a uniform and smooth surface, excellent heat resistance, water resistance, chemical resistance, etc. and high hardness can be obtained.
【0087】[0087]
【発明の効果】本発明によれば、一分子中に3個のアル
コキシ基を有する有機ケイ素化合物と、一分子中に2個
のアルコキシ基または2個のシラノール基あるいは1個
のアルコキシ基と1個のシラノール基との少なくともい
ずれかの組合せを有する有機ケイ素化合物と、カチオン
性有機ケイ素化合物とを含むカチオン性官能基含有ポリ
シロキサン樹脂組成物を製造し、塗料組成物として用い
る。カチオン性官能基含有ポリシロキサン樹脂組成物は
水溶性を有するため、塗装を行う際の作業安全性が向上
する。According to the present invention, an organosilicon compound having three alkoxy groups in one molecule and two alkoxy groups or two silanol groups or one alkoxy group in one molecule A cationic functional group-containing polysiloxane resin composition containing an organosilicon compound having at least one combination of individual silanol groups and a cationic organosilicon compound is produced and used as a coating composition. Since the cationic functional group-containing polysiloxane resin composition is water-soluble, work safety during coating is improved.
【0088】また電着塗装を行うため作業効率が向上し
た。また、耐熱性、耐水性、耐薬品性等に優れ、硬度の
高い塗膜が得られ、塗膜の膜厚が均一であり、表面を平
滑にすることができる。Further, since the electrodeposition coating is performed, the work efficiency is improved. Further, a coating film having excellent heat resistance, water resistance, chemical resistance and the like and having high hardness can be obtained, the coating film thickness is uniform, and the surface can be smoothed.
Claims (6)
1種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化合物から成る
成分aと、 一分子中に2個のアルコキシ基または2個のシラノール
基、あるいは1個のアルコキシ基と1個のシラノール基
との少なくとも1つを含む組合わせをそれぞれ有する1
種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化合物から成る成
分bと、 化1に示される一般式を有し、R1は炭素数1〜8の有
機基であり、R2は炭素数1〜5の有機基であり、Xは
炭素数1〜8の有機基であり、Kはカチオン性官能基で
あって、nが0であるカチオン性有機ケイ素化合物c1
またはnが1であるカチオン性有機ケイ素化合物c2の
1種類あるいは2種類以上の組合わせから成る成分cと
を含むことを特徴とするカチオン性官能基含有ポリシロ
キサン樹脂組成物。 【化1】 1. A component a consisting of one or two or more kinds of organosilicon compounds having three alkoxy groups in one molecule, and two alkoxy groups or two silanol groups in one molecule, or 1 1 each having a combination comprising at least one alkoxy group and one silanol group
Having a component b consisting of two or more kinds of organosilicon compounds and the general formula shown in Chemical formula 1, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and R2 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms. And X is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, K is a cationic functional group, and n is 0, a cationic organosilicon compound c1
Alternatively, a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition comprising a cationic organosilicon compound c2 in which n is 1 and a component c comprising a combination of two or more types. [Chemical 1]
モノアミノアルキル基およびジアミノアルキル基から選
ばれることを特徴とする請求項1記載のカチオン性官能
基含有ポリシロキサン樹脂組成物。2. The cationic functional group of component c is an amino group,
The cationic functional group-containing polysiloxane resin composition according to claim 1, which is selected from a monoaminoalkyl group and a diaminoalkyl group.
1種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化合物から成る
成分aと、一分子中に2個のアルコキシ基または2個の
シラノール基あるいは1個のアルコキシ基と1個のシラ
ノール基との少なくとも1つを含む組合わせをそれぞれ
有する1種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化合物か
ら成る成分bと、化1に示される一般式を有し、R1は
炭素数1〜8の有機基であり、R2は炭素数1〜5の有
機基であり、Xは炭素数1〜8の有機基であり、Kはカ
チオン性官能基であって、nが0であるカチオン性有機
ケイ素化合物c1またはnが1であるカチオン性有機ケ
イ素化合物c2の1種類あるいは2種類以上の組合わせ
から成る成分cとを含むカチオン性官能基含有ポリシロ
キサン樹脂組成物と、 中和剤と、 純水とを含むことを特徴とするカチオン性官能基含有ポ
リシロキサン樹脂組成物を用いた塗料組成物。3. A component a consisting of one or more kinds of organic silicon compounds having three alkoxy groups in one molecule, and two alkoxy groups or two silanol groups or one in one molecule. The component b consisting of one or more kinds of organosilicon compounds each having a combination containing at least one of the alkoxy group and one silanol group, and R 1 having the general formula shown in Chemical formula 1, R2 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms, X is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, K is a cationic functional group, and n is 0. A cationic functional group-containing polysiloxane resin composition containing one or a combination of two or more kinds of the cationic organosilicon compound c1 in which n is 1 or the cationic organosilicon compound c2 in which n is 1. A coating composition using a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition, which comprises a neutralizing agent and pure water.
1種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化合物から成る
成分aと、 一分子中に2個のアルコキシ基または2個のシラノール
基、あるいは1個のアルコキシ基と1個のシラノール基
との少なくとも1つを含む組合わせをそれぞれ有する1
種類あるいは2種類以上の有機ケイ素化合物から成る成
分bと、 化1に示される一般式を有し、R1は炭素数1〜8の有
機基であり、R2は炭素数1〜5の有機基であり、Xは
炭素数1〜8の有機基であり、Kはカチオン性官能基で
あって、nが0であるカチオン性有機ケイ素化合物c1
またはnが1であるカチオン性有機ケイ素化合物c2の
1種類あるいは2種類以上の組合わせから成る成分c
と、 【化1】 純水とを、数1で示される成分aおよびカチオン性有機
ケイ素化合物c1と成分bおよびカチオン性有機ケイ素
化合物c2とのモル比rが1以上であり、成分a,b,
cの全モル数に対して成分cが10〜30モル%であ
り、アルコキシ基に対して純水が0.8当量以上である
ように混合し、加水分解および縮合反応を行って得られ
ることを特徴とするカチオン性官能基含有ポリシロキサ
ン樹脂組成物の製造方法。 【数1】 4. A component a consisting of one or more kinds of organosilicon compounds having three alkoxy groups in one molecule, and two alkoxy groups or two silanol groups in one molecule, or 1 1 each having a combination comprising at least one alkoxy group and one silanol group
Having a component b consisting of two or more kinds of organosilicon compounds and the general formula shown in Chemical formula 1, R1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and R2 is an organic group having 1 to 5 carbon atoms. And X is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, K is a cationic functional group, and n is 0, a cationic organosilicon compound c1
Or a component c consisting of one kind or a combination of two or more kinds of the cationic organosilicon compound c2 in which n is 1.
And, Pure water and components a and b, which have a molar ratio r of the component a and the cationic organosilicon compound c1 and the component b and the cationic organosilicon compound c2 represented by the formula 1 are 1 or more,
Component c is 10 to 30 mol% with respect to the total number of moles of c, and pure water is mixed in an amount of 0.8 equivalent or more with respect to the alkoxy group, and hydrolysis and condensation reaction are performed to obtain A method for producing a cationic functional group-containing polysiloxane resin composition, comprising: [Equation 1]
ネート基と第三級アミン系アミノアルコールの水酸基中
の活性化水素との付加反応で得られることを特徴とする
請求項4記載のカチオン性官能基含有ポリシロキサン樹
脂組成物の製造方法。5. The cationic functional group according to claim 4, wherein the cationic functional group of the component c is obtained by an addition reaction between an isocyanate group and activated hydrogen in a hydroxyl group of a tertiary amine amino alcohol. A method for producing a functional group-containing polysiloxane resin composition.
基と第二級アミンの活性化水素との付加反応で得られる
ことを特徴とする請求項4記載のカチオン性官能基含有
ポリシロキサン樹脂組成物の製造方法。6. The cationic functional group-containing polysiloxane resin according to claim 4, wherein the cationic functional group of the component c is obtained by an addition reaction of an epoxy group and activated hydrogen of a secondary amine. A method for producing a composition.
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|---|---|---|---|
| JP24803291A JP3274154B2 (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Cationic functional group-containing polysiloxane resin composition, coating composition using the same, and method for producing cationic functional group-containing polysiloxane resin composition |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008045006A (en) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Nippon Soda Co Ltd | Organic/inorganic composite material having amine compound |
| JP2009059651A (en) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Osaka City | Silsesquioxane insulating material |
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