JPH0768492B2 - エポキシ樹脂系自己析出型被覆組成物及び被覆方法 - Google Patents
エポキシ樹脂系自己析出型被覆組成物及び被覆方法Info
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- JPH0768492B2 JPH0768492B2 JP2263703A JP26370390A JPH0768492B2 JP H0768492 B2 JPH0768492 B2 JP H0768492B2 JP 2263703 A JP2263703 A JP 2263703A JP 26370390 A JP26370390 A JP 26370390A JP H0768492 B2 JPH0768492 B2 JP H0768492B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活性金属表面に密着性のよいポリマー被膜を
被覆することができる水溶液組成物（溶液又は分散体）
の使用に関するが、この被覆は、単にこの液状組成物と
接触させるだけで可能で、被膜の厚さは接触時間が長け
れば長いほど厚くなり、この液状組成物は、活性金属と
の接触がなければ、固体ポリマーが自然に沈降、凝固す
ることがない安定なものである。（この用途のために
は、「活性金属」なる術語は、鉄及び起電位において鉄
より活性な全ての金属及び合金の含むものと理解するも
のとする。）このような液状組成物は、本明細書及び技
術一般においては、「自己析出」又は「自己析出性」組
成物、分散体、乳濁体、懸濁体、浴、溶液などの術語で
呼ばれている。自己析出（化学的析出）は、電気析出
（電気メッキ）と対照されることが多いが、電気メッキ
は、極めて類似の被膜を形成することができるが、被覆
されるべき表面を直流電源と接続することによって始め
て被覆が行われるという違いがある。
被覆することができる水溶液組成物（溶液又は分散体）
の使用に関するが、この被覆は、単にこの液状組成物と
接触させるだけで可能で、被膜の厚さは接触時間が長け
れば長いほど厚くなり、この液状組成物は、活性金属と
の接触がなければ、固体ポリマーが自然に沈降、凝固す
ることがない安定なものである。（この用途のために
は、「活性金属」なる術語は、鉄及び起電位において鉄
より活性な全ての金属及び合金の含むものと理解するも
のとする。）このような液状組成物は、本明細書及び技
術一般においては、「自己析出」又は「自己析出性」組
成物、分散体、乳濁体、懸濁体、浴、溶液などの術語で
呼ばれている。自己析出（化学的析出）は、電気析出
（電気メッキ）と対照されることが多いが、電気メッキ
は、極めて類似の被膜を形成することができるが、被覆
されるべき表面を直流電源と接続することによって始め
て被覆が行われるという違いがある。
特に、本発明は、エポキシ樹脂を基材とする高品質の被
膜を形成する自己析出に関するものである。
膜を形成する自己析出に関するものである。
シュタインブレッチャ（Steinbrecher）らの1971年７月
13日付け米国特許第4,592,699号は、自己析出に関する
初期の基本特許の一つである。この特許の教示するとこ
ろによれば、自己析出浴は、一般に適当なポリマーラテ
ックス、適量の可溶性促進剤又は酸化剤、例えば過酸化
水素又は重クロム酸イオン、弗化物イオン、及びpHを約
2.5〜3.5の範囲に維持するための十分なる酸を含有す
る。
13日付け米国特許第4,592,699号は、自己析出に関する
初期の基本特許の一つである。この特許の教示するとこ
ろによれば、自己析出浴は、一般に適当なポリマーラテ
ックス、適量の可溶性促進剤又は酸化剤、例えば過酸化
水素又は重クロム酸イオン、弗化物イオン、及びpHを約
2.5〜3.5の範囲に維持するための十分なる酸を含有す
る。
好適なポリマー分散体、顔料、及び自己析出される被膜
の大部分を構成することができる他の成分の例は、米国
特許第4,411,937号明細書、特に第３欄の第24〜25行及
び第７欄の第23〜63行に教示されている。他の実施例
は、米国特許第4,186,219号明細書、特に第３欄の第53
行から第４欄の第48行までに更に教示されている。自己
析出組成物に使用が好適なエポキシ樹脂及びこの樹脂に
対する橋かけ結合剤の例は、全てハウエル、ジュニア
（Howell,Jr.）の特許である1979年12月25日付け米国特
許第4,180,603号及び1980年11月11日付け米国特許第4,2
33,197号の明細書に記載されている。しかし、橋かけ結
合剤としてイソシアネートを使用することは、これらの
特許明細書には教示されていないし、本発明の出願人ら
が一般に見出したところによると、これらの特許の教示
する方法に従って行う操作では、20〜25℃にて自己析出
組成物との単位接触時間１分間当たり1.7ミクロン（μm
/min）以下の厚さの自己析出被膜しか形成されない。
の大部分を構成することができる他の成分の例は、米国
特許第4,411,937号明細書、特に第３欄の第24〜25行及
び第７欄の第23〜63行に教示されている。他の実施例
は、米国特許第4,186,219号明細書、特に第３欄の第53
行から第４欄の第48行までに更に教示されている。自己
析出組成物に使用が好適なエポキシ樹脂及びこの樹脂に
対する橋かけ結合剤の例は、全てハウエル、ジュニア
（Howell,Jr.）の特許である1979年12月25日付け米国特
許第4,180,603号及び1980年11月11日付け米国特許第4,2
33,197号の明細書に記載されている。しかし、橋かけ結
合剤としてイソシアネートを使用することは、これらの
特許明細書には教示されていないし、本発明の出願人ら
が一般に見出したところによると、これらの特許の教示
する方法に従って行う操作では、20〜25℃にて自己析出
組成物との単位接触時間１分間当たり1.7ミクロン（μm
/min）以下の厚さの自己析出被膜しか形成されない。
合成ポリマー乳濁体を調製するに当たって、「均質化」
を行うこと、つまり、比較的大きな分散粒子を含む始め
の乳濁体に界面活性剤の存在下に機械的分散力を付与
し、より小さな分散粒子を含む、より安定な乳濁体を生
成することは、バンデルホッフ（Vanderhoff）らの1979
年12月４日付けの米国特許4,177,177号明細書に教示さ
れている。
を行うこと、つまり、比較的大きな分散粒子を含む始め
の乳濁体に界面活性剤の存在下に機械的分散力を付与
し、より小さな分散粒子を含む、より安定な乳濁体を生
成することは、バンデルホッフ（Vanderhoff）らの1979
年12月４日付けの米国特許4,177,177号明細書に教示さ
れている。
1986年６月にミネソタ州、セントポールの3M社が発行し
た「フルオーラド（Fluorad）TM被覆添加剤」なる題名
の製品情報冊子には、FC−430添加剤を使う場合に溶液
に起こりやすいクリープやクレターなどの被膜欠陥が記
載されている。
た「フルオーラド（Fluorad）TM被覆添加剤」なる題名
の製品情報冊子には、FC−430添加剤を使う場合に溶液
に起こりやすいクリープやクレターなどの被膜欠陥が記
載されている。
本発明の目的は、従来の技術で達成されるものより一層
保護性能が優れた、厚くかつ連続的なエポキシ基材表面
被膜を比較的急速に自己析出するに好適な組成物及びそ
の方法を提供することである。
保護性能が優れた、厚くかつ連続的なエポキシ基材表面
被膜を比較的急速に自己析出するに好適な組成物及びそ
の方法を提供することである。
以下、本発明を説明する。実施例に記載の場合を除い
て、又は特記なき限り、本明細書において物質の量又は
反応条件を示す数字は、すべて「約」なる語で修飾され
ていると理解するものとする。
て、又は特記なき限り、本明細書において物質の量又は
反応条件を示す数字は、すべて「約」なる語で修飾され
ていると理解するものとする。
さて、本発明者が見出したことは、第一被膜形成成分と
して、（ｉ）ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル
から誘導されたエポキシ樹脂及び（ii）このようなエポ
キシ樹脂の結合促進硬化材を含有する自己析出浴は、以
下の二つのやり方で、改良することができるということ
である。場合によってはこれら二つのやり方を組み合わ
せても有利である。これら二つのやり方とは、一つは、
（１）十分に多量の乳化剤を用いると、乾燥や硬化工程
において被膜にクラック発生したりクレーター状の穴が
開くというような表面欠陥の発生を防ぐことができると
いうことであり、二つには、（２）酸環境下に安定であ
るので自己析出浴に好ましい完全にブロックしたジイソ
シアネートを、実際的に有用な速度で被膜形成を容易に
行わせるために、これを唯一成分又は主成分とする架橋
硬化剤として使用することができるということである。
して、（ｉ）ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル
から誘導されたエポキシ樹脂及び（ii）このようなエポ
キシ樹脂の結合促進硬化材を含有する自己析出浴は、以
下の二つのやり方で、改良することができるということ
である。場合によってはこれら二つのやり方を組み合わ
せても有利である。これら二つのやり方とは、一つは、
（１）十分に多量の乳化剤を用いると、乾燥や硬化工程
において被膜にクラック発生したりクレーター状の穴が
開くというような表面欠陥の発生を防ぐことができると
いうことであり、二つには、（２）酸環境下に安定であ
るので自己析出浴に好ましい完全にブロックしたジイソ
シアネートを、実際的に有用な速度で被膜形成を容易に
行わせるために、これを唯一成分又は主成分とする架橋
硬化剤として使用することができるということである。
本発明の方法によって達成される重要な利点の一つは、
被膜形成速度の大きいことである。室温にて５μm/min
を超える速度が容易に達成される。
被膜形成速度の大きいことである。室温にて５μm/min
を超える速度が容易に達成される。
本発明による自己析出浴の好ましい組成物は、本質的に
以下の組成物から成る。
以下の組成物から成る。
（Ａ）以下の式I: ｎは、０〜50、好ましくは０〜20、より好ましくは、０
〜６の整数である）を有する分子から成るエポキシ樹脂
成分１〜20重量％、好ましくは２〜10重量％、 （Ｂ）成分（Ａ）を安定に乳化するに十分な量の乳化成
分、 （Ｃ）少なくとも二つのイソシアネート基を含有する分
子であって、各イソシアネート基は、従来的ブロック剤
でブロックされたものであるか、あるいはウレチドン
（uretidone）構造を形成することによって内部的にブ
ロックされたもので、このブロックされたイソシアネー
ト基は室温ではヒドロキシル基と認められる程度の速度
では反応しないが、少なくとも160℃の温度に加熱する
とブロックが解けてこのヒドロキシル基と急速に反応す
るもの、 のうちの一種、又は二種から選択される架橋剤成分0.1
〜20重量％、好ましくは0.2〜10重量％、 （Ｄ）酸、酸化剤及び錯化剤から選択される促進剤を含
有し、更に任意成分として、（Ｅ）顔料、染料、又は他
の化学的に安定な着色剤、 （Ｆ）組成物から生成される被膜に加えられる充填剤と
して好適な細かく砕いた固形分、例えば、ケイ酸塩、ホ
ウ酸塩、雲母、タルク、及び粘土など、及び、 （Ｇ）組成物の残りを構成する水。
〜６の整数である）を有する分子から成るエポキシ樹脂
成分１〜20重量％、好ましくは２〜10重量％、 （Ｂ）成分（Ａ）を安定に乳化するに十分な量の乳化成
分、 （Ｃ）少なくとも二つのイソシアネート基を含有する分
子であって、各イソシアネート基は、従来的ブロック剤
でブロックされたものであるか、あるいはウレチドン
（uretidone）構造を形成することによって内部的にブ
ロックされたもので、このブロックされたイソシアネー
ト基は室温ではヒドロキシル基と認められる程度の速度
では反応しないが、少なくとも160℃の温度に加熱する
とブロックが解けてこのヒドロキシル基と急速に反応す
るもの、 のうちの一種、又は二種から選択される架橋剤成分0.1
〜20重量％、好ましくは0.2〜10重量％、 （Ｄ）酸、酸化剤及び錯化剤から選択される促進剤を含
有し、更に任意成分として、（Ｅ）顔料、染料、又は他
の化学的に安定な着色剤、 （Ｆ）組成物から生成される被膜に加えられる充填剤と
して好適な細かく砕いた固形分、例えば、ケイ酸塩、ホ
ウ酸塩、雲母、タルク、及び粘土など、及び、 （Ｇ）組成物の残りを構成する水。
ちなみに、この組成物は、活性金属との接触がない状態
で室温にて30日間の貯蔵期間においても安定に乳化され
ている。
で室温にて30日間の貯蔵期間においても安定に乳化され
ている。
成分（Ａ）は、好ましくは500〜10,000の範囲、より好
ましくは800〜7,000の範囲の平均分子量を有する。成分
（Ａ）の分子当たりのエポキシ基の平均個数は、好まし
くは、1.7〜2.5の範囲、より好ましくは1.9〜2.1の範囲
である。
ましくは800〜7,000の範囲の平均分子量を有する。成分
（Ａ）の分子当たりのエポキシ基の平均個数は、好まし
くは、1.7〜2.5の範囲、より好ましくは1.9〜2.1の範囲
である。
組成物（Ｂ）は、技術に既知のどんな好適な物質でもよ
い。しかしながら、組成物（Ｂ）は従来的技術にては達
成されていない別の性質を有するように選択することが
極めて好ましい。この別の性質とは、自己析出によって
形成される被膜によって付与される下地の金属の耐食性
を許容し得ない程度に減少させることのなく組成物から
形成する被膜における穴（Open Spot）生成というよう
な被覆性欠陥の生成を防止する能力である。
い。しかしながら、組成物（Ｂ）は従来的技術にては達
成されていない別の性質を有するように選択することが
極めて好ましい。この別の性質とは、自己析出によって
形成される被膜によって付与される下地の金属の耐食性
を許容し得ない程度に減少させることのなく組成物から
形成する被膜における穴（Open Spot）生成というよう
な被覆性欠陥の生成を防止する能力である。
本出願人らは、特定の理論に束縛されるのは好まない
が、従来の技術においてエポキシ樹脂系の自己析出組成
物を用いて被覆する際に発生する被膜欠陥は、架橋反応
の進行の間に起こる相分離に関連して起こるものと信じ
ている。この相分離は、架橋反応の開始の不規則性及び
架橋されたポリマー分子の成長性に起因して発生し、残
余の未反応樹脂から離れた一又はそれ以上の相を自然発
生的に分離するものである。従来的界面活性剤である乳
化剤を大量に用いれば、このような被覆表面欠陥を防止
することが可能であることは分かってきてはいるが、こ
の目的に必要な量は、極めて大量であるので、被膜の保
護特性という価値は滅殺されてしまう。というのは、お
そらく浴の他の成分との反応によって、形成ポリマー被
膜の化学構造を変化させ、その保護特性という価値に有
害なものとしてしまうからであろう。しかしながら、あ
る種のフッ素系乳化剤、特に弗化脂肪族系ポリマー性エ
ステルは、このような難点が存在しないということが見
出された。従って、この弗化脂肪族系ポリマー性エステ
ルを、全組成物基準で一リットル当たり0.1〜2.0グラム
（g/）、より好ましくは0.3〜1.0g/、又はさらによ
り好ましくは0.3〜0.5g/の濃度で用いることは、極め
て好ましいものである。
が、従来の技術においてエポキシ樹脂系の自己析出組成
物を用いて被覆する際に発生する被膜欠陥は、架橋反応
の進行の間に起こる相分離に関連して起こるものと信じ
ている。この相分離は、架橋反応の開始の不規則性及び
架橋されたポリマー分子の成長性に起因して発生し、残
余の未反応樹脂から離れた一又はそれ以上の相を自然発
生的に分離するものである。従来的界面活性剤である乳
化剤を大量に用いれば、このような被覆表面欠陥を防止
することが可能であることは分かってきてはいるが、こ
の目的に必要な量は、極めて大量であるので、被膜の保
護特性という価値は滅殺されてしまう。というのは、お
そらく浴の他の成分との反応によって、形成ポリマー被
膜の化学構造を変化させ、その保護特性という価値に有
害なものとしてしまうからであろう。しかしながら、あ
る種のフッ素系乳化剤、特に弗化脂肪族系ポリマー性エ
ステルは、このような難点が存在しないということが見
出された。従って、この弗化脂肪族系ポリマー性エステ
ルを、全組成物基準で一リットル当たり0.1〜2.0グラム
（g/）、より好ましくは0.3〜1.0g/、又はさらによ
り好ましくは0.3〜0.5g/の濃度で用いることは、極め
て好ましいものである。
一般に好ましいように、成分種類（Ｃ）を用いる場合
は、一般式II: （式中、B,B′はそれぞれ独立的に、アミン、アルコー
ル、アミド、又はオキシム分子から最も活性な水素原子
を離脱して得られる一価の基（moiety）であり、R,R′
はそれぞれ独立的に、炭素原子２〜20個を有し芳香族系
及びカルボニル系の不飽和結合以外の不飽和結合を有し
ない炭化水素又は酸素原子が全てカルボニル基に存在す
るカルボニル炭化水素から、同じ炭素原子とは結合して
いない二個の水素原子を離脱させて誘導される二価の炭
化水素基又はカルボニル炭化水素基であって、そしてｍ
は、０〜20、好ましくは０〜10の範囲の整数である）の
分子からその構成要素が選択されることが好ましい。ブ
ロック基Ｂ、Ｂ′は、同じものであるのが好ましいので
あるが、脂肪族、脂環式化合物、芳香族、又はアルキル
芳香族モノアルコール、モノアミド、モノアミン、又は
モノオキシムからでも誘導することができる。ブロック
基がアミドであることが最も好ましい。
は、一般式II: （式中、B,B′はそれぞれ独立的に、アミン、アルコー
ル、アミド、又はオキシム分子から最も活性な水素原子
を離脱して得られる一価の基（moiety）であり、R,R′
はそれぞれ独立的に、炭素原子２〜20個を有し芳香族系
及びカルボニル系の不飽和結合以外の不飽和結合を有し
ない炭化水素又は酸素原子が全てカルボニル基に存在す
るカルボニル炭化水素から、同じ炭素原子とは結合して
いない二個の水素原子を離脱させて誘導される二価の炭
化水素基又はカルボニル炭化水素基であって、そしてｍ
は、０〜20、好ましくは０〜10の範囲の整数である）の
分子からその構成要素が選択されることが好ましい。ブ
ロック基Ｂ、Ｂ′は、同じものであるのが好ましいので
あるが、脂肪族、脂環式化合物、芳香族、又はアルキル
芳香族モノアルコール、モノアミド、モノアミン、又は
モノオキシムからでも誘導することができる。ブロック
基がアミドであることが最も好ましい。
成分（Ｄ）は酸、酸化剤及び錯化剤から選択される促進
剤であり、少なくとも20℃の温度で組成物と接触する活
性金属表面から、接触金属表面一平行デシメートル当た
り一時間当たり金属イオンを少なくとも0.02グラム当重
量の速度で活性金属を溶解させるに十分な濃度の促進剤
である。成分（Ｄ）としては、弗化水素酸及びその塩、
ケイ弗化水素酸及びその塩、チタン弗化水素酸及びその
塩、第二鉄イオン、酢酸、燐酸、硫酸、硝酸、過酸化水
素、ペルオキシ酸、クエン酸及びその塩、並びに酒石酸
及びその塩から成る群から選択するのが好ましい。この
組成物のpHは、２〜４の範囲であるのが好ましい。
剤であり、少なくとも20℃の温度で組成物と接触する活
性金属表面から、接触金属表面一平行デシメートル当た
り一時間当たり金属イオンを少なくとも0.02グラム当重
量の速度で活性金属を溶解させるに十分な濃度の促進剤
である。成分（Ｄ）としては、弗化水素酸及びその塩、
ケイ弗化水素酸及びその塩、チタン弗化水素酸及びその
塩、第二鉄イオン、酢酸、燐酸、硫酸、硝酸、過酸化水
素、ペルオキシ酸、クエン酸及びその塩、並びに酒石酸
及びその塩から成る群から選択するのが好ましい。この
組成物のpHは、２〜４の範囲であるのが好ましい。
本発明の方法は、活性金属表面を有する対象物と本発明
の自己析出組成物とを、上記のように、金属の表面に予
め定められた厚さのポリマー被膜を形成させるに十分な
時間接触させる工程、自己析出組成物と接触後被覆され
た金属表面を自己析出組成物から取り出す工程、被覆さ
れた金属表面を水洗し、密着されていない余剰の自己析
出組成物を被膜のより密着性のある部分から取り除く工
程、及びこの水洗した表面を加熱して、最終の被膜を形
成させる工程を包含する。
の自己析出組成物とを、上記のように、金属の表面に予
め定められた厚さのポリマー被膜を形成させるに十分な
時間接触させる工程、自己析出組成物と接触後被覆され
た金属表面を自己析出組成物から取り出す工程、被覆さ
れた金属表面を水洗し、密着されていない余剰の自己析
出組成物を被膜のより密着性のある部分から取り除く工
程、及びこの水洗した表面を加熱して、最終の被膜を形
成させる工程を包含する。
選択的でよいのであるが、被覆された被膜の中でさらに
好ましい反応を起こさせる薬剤を水洗液に含ませておく
ことは差し支えない。この水洗は、ウェット被覆表面と
自己析出組成物との間の接触が終わった後で行われる。
また／あるいは、ウェット被覆被膜に対する別の処理組
成物を、水洗後にこのウェット被膜と接触させることも
差し支えないが、この時このような処理の後には、更に
水洗を行って、しかる後に処理された被膜を最終的に加
熱することになる。
好ましい反応を起こさせる薬剤を水洗液に含ませておく
ことは差し支えない。この水洗は、ウェット被覆表面と
自己析出組成物との間の接触が終わった後で行われる。
また／あるいは、ウェット被覆被膜に対する別の処理組
成物を、水洗後にこのウェット被膜と接触させることも
差し支えないが、この時このような処理の後には、更に
水洗を行って、しかる後に処理された被膜を最終的に加
熱することになる。
一般に、本発明の組成物を用いると、水道水又は脱イオ
ン水で水洗後加熱することによって優れた品質の最終被
膜が得られ、従来行われているクロム酸などによる後処
理の必要性がない。これらの後処理の多くは、クロム又
は他の環境的に望ましくない成分が含有されるので、本
発明を用いれば、これらの望ましくない処理を行わなく
て済むので好ましい。被覆されるべき表面と、本発明に
おける組成物との接触、水洗液との接触、又は他の処理
組成物との接触は、どんな従来的方法で行ってもよい。
例えば、浸漬、スプレー、ロールコートなどなどであ
り、これらを組み合わせて行うことも包含して差し支え
ない。
ン水で水洗後加熱することによって優れた品質の最終被
膜が得られ、従来行われているクロム酸などによる後処
理の必要性がない。これらの後処理の多くは、クロム又
は他の環境的に望ましくない成分が含有されるので、本
発明を用いれば、これらの望ましくない処理を行わなく
て済むので好ましい。被覆されるべき表面と、本発明に
おける組成物との接触、水洗液との接触、又は他の処理
組成物との接触は、どんな従来的方法で行ってもよい。
例えば、浸漬、スプレー、ロールコートなどなどであ
り、これらを組み合わせて行うことも包含して差し支え
ない。
本発明の方法の自己析出組成物と活性金属との接触は、
0.5〜10分間の時間であるのが好ましく、より好ましく
は１〜３分間である。接触は、最終被膜厚さ15〜50μ
ｍ、より好ましくは24〜35μｍとなるような時間行うの
が好ましい。ウェット被膜を水洗してから、場合により
後処理した被膜の最終加熱は、130〜200℃、より好まし
くは150〜195℃の温度で、３〜60分間、より好ましくは
10〜30分間行われる。
0.5〜10分間の時間であるのが好ましく、より好ましく
は１〜３分間である。接触は、最終被膜厚さ15〜50μ
ｍ、より好ましくは24〜35μｍとなるような時間行うの
が好ましい。ウェット被膜を水洗してから、場合により
後処理した被膜の最終加熱は、130〜200℃、より好まし
くは150〜195℃の温度で、３〜60分間、より好ましくは
10〜30分間行われる。
本発明の実際は、以下の実施例から更に理解されよう。
自己析出浴を調製する第一工程は、各成分の好適な分散
体を調製することであり、この分散体は最終的な自己析
出被覆の原料となる。
体を調製することであり、この分散体は最終的な自己析
出被覆の原料となる。
実施例１及び２（分散体） これら実施例に用いた成分は、以下の量であった。
エポン（EponTM）1001F樹脂は、シェルケミカル社（She
ll Chemical CO.）から市販のエポキシ樹脂であり、エ
ポキシ基単位当たりの当量約500を有し、エピクロロヒ
ドリンとビスフェノールＡとの反応によって製造され
る。IPDI−BF 1540TMは、市販のジオール延長イソホロ
ン、ジイソシアネートプレポリマーであって、内部ブロ
ックウレチドン（Uretidone）構造を有し、ヒュルズ
アメリカ社（Ｈls America）から市販されている。ア
リパル（AripalTM）CO−436は、市販の乳化剤であっ
て、分子量当たりエチレンオキサイド平均４個と縮合し
たアルキルフェノールで、GAF社（GAF Corporation）か
ら市販されている。
ll Chemical CO.）から市販のエポキシ樹脂であり、エ
ポキシ基単位当たりの当量約500を有し、エピクロロヒ
ドリンとビスフェノールＡとの反応によって製造され
る。IPDI−BF 1540TMは、市販のジオール延長イソホロ
ン、ジイソシアネートプレポリマーであって、内部ブロ
ックウレチドン（Uretidone）構造を有し、ヒュルズ
アメリカ社（Ｈls America）から市販されている。ア
リパル（AripalTM）CO−436は、市販の乳化剤であっ
て、分子量当たりエチレンオキサイド平均４個と縮合し
たアルキルフェノールで、GAF社（GAF Corporation）か
ら市販されている。
分散体を製造するために、エポキシ樹脂、ブロックされ
たジイソシアネート、及びヘキサデカンを、トルエン及
びMIBKの混合物中に一緒にして全て溶解した。次にこの
溶液を乳化剤と混ぜて脱イオン水に溶解した。得られた
混合物は、最初は不安定であったが、マントンゴーリン
分散機（Manton−Gaulin DispersatorTM）を用いて均質
化して、安定なエマルジョンを形成した。次にロータリ
ーエバポレーター中にて真空下で、有機溶媒の全部と水
少しを除去し、水中に樹脂とブロックしたイソシアネー
トとを安定に分散させたものを製造した。これらの分散
体の固形分含有量は、実施例１に対しては17.9重量％
で、実施例２に対しては20重量％であった。
たジイソシアネート、及びヘキサデカンを、トルエン及
びMIBKの混合物中に一緒にして全て溶解した。次にこの
溶液を乳化剤と混ぜて脱イオン水に溶解した。得られた
混合物は、最初は不安定であったが、マントンゴーリン
分散機（Manton−Gaulin DispersatorTM）を用いて均質
化して、安定なエマルジョンを形成した。次にロータリ
ーエバポレーター中にて真空下で、有機溶媒の全部と水
少しを除去し、水中に樹脂とブロックしたイソシアネー
トとを安定に分散させたものを製造した。これらの分散
体の固形分含有量は、実施例１に対しては17.9重量％
で、実施例２に対しては20重量％であった。
実施例３及び４（分散体） これらを実施例に用いた成分は、以下の量であった。
これらの実施例の分散体は、実施例１及び２と同じやり
方で調製した。ただし、実施例３に対しては、マントン
ゴーリン分散機でなく、超音波式ホモジナイザーを使用
した。最終の固形分含有量は、実施例３に対しては15.9
重量％で、実施例４に対しては31.0重量％であった。
方で調製した。ただし、実施例３に対しては、マントン
ゴーリン分散機でなく、超音波式ホモジナイザーを使用
した。最終の固形分含有量は、実施例３に対しては15.9
重量％で、実施例４に対しては31.0重量％であった。
次に上に記載のように調製した分散体を用いて自己析出
浴を調製し、これを以下に記載のように実際の被覆に使
用した。
浴を調製し、これを以下に記載のように実際の被覆に使
用した。
実施例５ 本実施例においては、次の初期組成を有する自己析出浴
を使用した。成 分 使用重量部 実施例１からの分散体 280 脱イオン水 663 オートホレティック （Autophoretic ）スターター219 53 AB−255TMカーボンブラック顔料 ４ フルオーラド（FluoradTM）FC−430 0.4 ダウファックス（DowfaxTM）2A1 0.04 オートホレティック（Autophoretic ）スターター219
は、ヘンケル社（Henkel Corporation）のパーカーアム
ケム事業部（Parker＋Amchem Dovi−sion）から市販の
酸性の弗化第二鉄溶液である。AB−255TMカーボンブラ
ック顔料は、ボーデンケミカル社（Borden Chemical C
o.）から市販されている。フルオーラド（FluoradTM）F
C−430は、3M社からの製品で、その製造者の記載によれ
ば、実質的に純粋な弗化脂肪族系ポリマーエステル類の
混合物である。ダウファックス（DowfaxTM）2A1は、ダ
ウケミカル社（Dow Chemical Co.）から市販の界面活性
剤である。
を使用した。成 分 使用重量部 実施例１からの分散体 280 脱イオン水 663 オートホレティック （Autophoretic ）スターター219 53 AB−255TMカーボンブラック顔料 ４ フルオーラド（FluoradTM）FC−430 0.4 ダウファックス（DowfaxTM）2A1 0.04 オートホレティック（Autophoretic ）スターター219
は、ヘンケル社（Henkel Corporation）のパーカーアム
ケム事業部（Parker＋Amchem Dovi−sion）から市販の
酸性の弗化第二鉄溶液である。AB−255TMカーボンブラ
ック顔料は、ボーデンケミカル社（Borden Chemical C
o.）から市販されている。フルオーラド（FluoradTM）F
C−430は、3M社からの製品で、その製造者の記載によれ
ば、実質的に純粋な弗化脂肪族系ポリマーエステル類の
混合物である。ダウファックス（DowfaxTM）2A1は、ダ
ウケミカル社（Dow Chemical Co.）から市販の界面活性
剤である。
寸法約88×101mmの冷間圧延鋼の薄い長方形パネルを、
市販のアルカリ性浸漬タイプのクリーナーに浸漬して洗
浄し、次に水道水で更に脱イオン水で水洗した。このよ
うに調製したパネル試料を、上記の組成を有する酸性自
己析出浴に浸漬した。浸漬時間は各々第１表に記載の通
りである。次に、これらの試料を被覆浴から取り出し、
液を切り、60秒間自然乾燥し、水道水で60秒間水洗し、
再び水を切り、60秒間自然乾燥し、そして最後に脱イオ
ン水又は水道水で被覆浴から付いてきた余剰の液を完全
に除去するに十分な時間水洗した。かくして被覆した板
を次に180〜190℃に維持したオーブンで20分間乾燥し、
固体被膜を得た。形成した被膜の厚さも第１表に示す。
市販のアルカリ性浸漬タイプのクリーナーに浸漬して洗
浄し、次に水道水で更に脱イオン水で水洗した。このよ
うに調製したパネル試料を、上記の組成を有する酸性自
己析出浴に浸漬した。浸漬時間は各々第１表に記載の通
りである。次に、これらの試料を被覆浴から取り出し、
液を切り、60秒間自然乾燥し、水道水で60秒間水洗し、
再び水を切り、60秒間自然乾燥し、そして最後に脱イオ
ン水又は水道水で被覆浴から付いてきた余剰の液を完全
に除去するに十分な時間水洗した。かくして被覆した板
を次に180〜190℃に維持したオーブンで20分間乾燥し、
固体被膜を得た。形成した被膜の厚さも第１表に示す。
このようにして調製した被覆試料は、外観から明らかに
認められるようなクラック、クレーター、スポット又は
他の被覆均一性に係る欠陥は存在せず、望ましい高度の
艷があり、従来的な塩水噴霧試験法で測定すると、良好
な耐蝕性があり、また耐湿性も良好であった。
認められるようなクラック、クレーター、スポット又は
他の被覆均一性に係る欠陥は存在せず、望ましい高度の
艷があり、従来的な塩水噴霧試験法で測定すると、良好
な耐蝕性があり、また耐湿性も良好であった。
実施例６ これは、実施例５と同じやり方で行った。ただし、使用
自己析出浴は以下の組成を有する。成 分 使用重量部 実施例２からの分散体 250 脱イオン水 689 オートホレティック （Autophoretic ）スターター219 53 AB−255TMカーボンブラック顔料 ４ フルオーラド（FluoradTM）FC−430 1.0 アリパル（AlipalTM）EP110 2.3 アリパル（AlipalTM）EP110は、GAF社から市販の乳化剤
で、その納入業者の記載によれば、アルキルフェノール
／エチレンオキサイド縮合体のアンモニウム塩である。
自己析出浴は以下の組成を有する。成 分 使用重量部 実施例２からの分散体 250 脱イオン水 689 オートホレティック （Autophoretic ）スターター219 53 AB−255TMカーボンブラック顔料 ４ フルオーラド（FluoradTM）FC−430 1.0 アリパル（AlipalTM）EP110 2.3 アリパル（AlipalTM）EP110は、GAF社から市販の乳化剤
で、その納入業者の記載によれば、アルキルフェノール
／エチレンオキサイド縮合体のアンモニウム塩である。
この組成物で被覆された試料は、実施例５からの同様な
厚さを有する被膜を有する試料と概略同等の耐食性、
艶、耐湿性があった。
厚さを有する被膜を有する試料と概略同等の耐食性、
艶、耐湿性があった。
実施例７ これは、実施例５と同じやり方で行った。ただし、最終
水洗は、水酸化アンモニウムでpH8に調整した水（脱イ
オン水）で行った。実施例５に比して、艶は同程度に良
好であり、耐食性はこれより少し良好であった。
水洗は、水酸化アンモニウムでpH8に調整した水（脱イ
オン水）で行った。実施例５に比して、艶は同程度に良
好であり、耐食性はこれより少し良好であった。
本発明の組成物を活性金属表面に保護被膜することによ
って、従来の技術より比較的急速に自己析出する、保護
性能が優れ、厚くかつ連続的なエポキシ基材表面被膜が
得られる。
って、従来の技術より比較的急速に自己析出する、保護
性能が優れ、厚くかつ連続的なエポキシ基材表面被膜が
得られる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−102349（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−137968（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−229075（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−52674（ＪＰ，Ａ) 米国特許4847122（ＵＳ，Ａ) 英国特許2127829（ＧＢ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】活性金属表面に被膜を析出させるに好適な
組成物において、該組成物が、本質的に、 （Ａ） 以下の式I: であり、 ｎは、０〜20の整数である）を有する分子から成るエポ
キシ樹脂成分１〜20重量％、 （Ｂ） 成分（Ａ）を安定に乳化するに十分な量の乳化
剤成分、 （Ｃ） 少なくとも二つのブロックされたイソシアネー
ト基を含有する分子から主として成り、 一般式II: （式中、Ｂ、Ｂ′はそれぞれ独立的に、アミン、アルコ
ール、アミド、又はオキシム分子から最も活性な水素原
子を離脱して得られる一価の基（moiety）であり、Ｒ、
Ｒ′はそれぞれ独立的に、炭素原子２〜20個を有し、芳
香族系及びカルボニル系の不飽和結合以外の不飽和結合
を有しない炭化水素又は酸素原子が全てカルボニル基に
存在するカルボニル炭化水素から、同じ炭素原子とは結
合していない二個の水素原子を離脱させて誘導される二
価の炭化水素基又はカルボニル炭化水素基であって、そ
してｍは、０〜20の範囲の整数である）の分子から選択
される架橋剤成分0.1〜20重量％、 （Ｄ） 酸、酸化剤及び錯化剤から選択される促進剤を
含有し、更に任意成分として、 （Ｅ） 顔料、染料、又は他の化学的に安定な着色剤、 （Ｆ） 組成物から生成される被膜に加えられる充填剤
として好適な微細固形分、及び、 （Ｇ） 組成物の残りを構成する水、 から成ることを特徴とする、活性金属表面に被膜を析出
させるに好適な組成物。 - 【請求項２】乳化剤成分（Ｂ）として弗化脂肪族系ポリ
マーエステルを0.1〜1.0g/を含有することを特徴とす
る請求項１記載の組成物。 - 【請求項３】活性金属表面に保護被膜を被覆する方法に
おいて、該被覆組成が （Ａ）以下の式I: （式中、Ａは、 であり、 ｎは、０〜20の整数である）を有する分子から成るエポ
キシ樹脂成分１〜20重量％、 （Ｂ） 成分（Ａ）を安定に乳化するに十分な量の乳化
剤成分、 （Ｃ） 少なくとも二つのブロックされたイソシアネー
ト基を含有する分子から主として成り、 一般式II: （式中、Ｂ、Ｂ′はそれぞれ独立的に、アミン、アルコ
ール、アミド、又はオキシム分子から最も活性な水素原
子を離脱して得られる一価の基（moiety）であり、Ｒ、
Ｒ′はそれぞれ独立的に、炭素原子２〜20個を有し、芳
香族系及びカルボニル系の不飽和結合以外の不飽和結合
を有しない炭化水素又は酸素原子が全てカルボニル基に
存在するカルボニル炭化水素から、同じ炭素原子とは結
合していない二個の水素原子を離脱させて誘導される二
価の炭化水素基又はカルボニル炭化水素基であって、そ
してｍは、０〜20の範囲の整数である）の分子から選択
される架橋剤成分0.1〜20重量％、 （Ｄ） 酸、酸化剤及び錯化剤から選択される促進剤を
含有し、更に任意成分として、 （Ｅ） 顔料、染料、又は他の化学的に安定な着色剤、 （Ｆ） 組成物から生成される被膜に加えられる充填剤
として好適な細かく砕いた固形分、及び、 （Ｇ） 組成物の残りを構成する水、 から本質的に成るものでありかつ該方法は、以下の工
程： （Ｉ）該活性金属表面と自己析出組成物とを、十分な時
間接触させ、金属の表面に密着性のあるウェット被膜を
形成させる工程、 （II）自己析出組成物と接触後被覆された金属表面を自
己析出組成物から取り出す工程、 （III）湿潤状態の被覆された活性金属表面を水洗し、
余剰の自己析出組成物を取り除く工程、及び （IV）この水洗した湿潤した湿潤状態の活性金属を加熱
して、金属表面に乾燥した被膜を形成させる工程、 を包含することを特徴とするエポキシ樹脂系自己析出型
被覆組成物の被覆方法。 - 【請求項４】自己析出組成物が、弗化脂肪族系ポリマー
エステル乳化剤成分を包含することを特徴とする請求項
３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US41616789A | 1989-10-02 | 1989-10-02 | |
| US416167 | 1989-10-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188176A JPH03188176A (ja) | 1991-08-16 |
| JPH0768492B2 true JPH0768492B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=23648846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2263703A Expired - Fee Related JPH0768492B2 (ja) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | エポキシ樹脂系自己析出型被覆組成物及び被覆方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH0768492B2 (ja) |
| CN (1) | CN1051192A (ja) |
| AU (1) | AU6625590A (ja) |
| WO (1) | WO1991005023A1 (ja) |
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