JPH0892509A - カチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
カチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 乳化樹脂液中の有機溶剤を完全に除去し塗装
品質確保のために必要な溶剤にて塗料を設計し(低VO
C化)、かつ除去した溶剤を再利用(リサイクル化)で
きる方法を提供する。 【構成】 (A)カチオン基を有する樹脂(基剤樹脂)
と(B)ブロック化ポリイソシアネート(硬化剤樹脂)
とを含有するカチオン性電着塗料用樹脂組成物に含有さ
れる有機溶剤を、水と共沸させながら系外に留去し水置
換することを特徴とするカチオン性電着塗料用樹脂組成
物の製造方法。
品質確保のために必要な溶剤にて塗料を設計し(低VO
C化)、かつ除去した溶剤を再利用(リサイクル化)で
きる方法を提供する。 【構成】 (A)カチオン基を有する樹脂(基剤樹脂)
と(B)ブロック化ポリイソシアネート(硬化剤樹脂)
とを含有するカチオン性電着塗料用樹脂組成物に含有さ
れる有機溶剤を、水と共沸させながら系外に留去し水置
換することを特徴とするカチオン性電着塗料用樹脂組成
物の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カチオン性電着塗料用
樹脂組成物の有機溶剤を完全に系外に留去し水置換する
ことで、当該樹脂組成物中の有機溶剤量を容易にコント
ロールすると共に、系外に留去した有機溶剤を再利用す
ることにより産業廃棄物の低減、原料コストの低減を可
能にするカチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法に
関するものである。
樹脂組成物の有機溶剤を完全に系外に留去し水置換する
ことで、当該樹脂組成物中の有機溶剤量を容易にコント
ロールすると共に、系外に留去した有機溶剤を再利用す
ることにより産業廃棄物の低減、原料コストの低減を可
能にするカチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】電着塗装は、自動車、電気器具等、袋部
構造を有する部材に対し、エアースプレー塗装や静電ス
プレー塗装と比較して、付き回り性に優れまた環境汚染
も少ないことから、プライマー塗装として広く実用化さ
れるに至っているが、塗料の構成はカチオン性電着塗料
の場合現在ではほとんどが(1)樹脂乳化液と(2)顔
料分散液との2成分から成り立っている。樹脂乳化液は
カチオン基を有する樹脂(基剤樹脂)とブロック化ポリ
イソシアネート(硬化剤樹脂)の混合物を水中に安定化
分散させたものであるが、これら樹脂中には有機溶剤を
含有するためその量、種類によっては安定化分散させる
ことが困難であり、また安定化分散できたとしてもその
電着塗料を塗装可能な状態にするためには開放撹拌を1
〜2週間行うとか、限外濾過液を廃棄するとかして塗料
中の有機溶剤を減少させる必要があり、多大な時間と費
用を要するため、樹脂乳化液製造時に過剰の有機溶剤を
減圧により系外に留去している。しかし樹脂の合成に用
いた有機溶剤はその種類によっては完全に系外に除去す
ることが不可能であり、従って樹脂乳化液組成物として
必要か否かに拘らず残存してしまう。一方、留去した有
機溶剤は多種の有機溶剤の混合物となっているため廃液
処理の対象となっている。
構造を有する部材に対し、エアースプレー塗装や静電ス
プレー塗装と比較して、付き回り性に優れまた環境汚染
も少ないことから、プライマー塗装として広く実用化さ
れるに至っているが、塗料の構成はカチオン性電着塗料
の場合現在ではほとんどが(1)樹脂乳化液と(2)顔
料分散液との2成分から成り立っている。樹脂乳化液は
カチオン基を有する樹脂(基剤樹脂)とブロック化ポリ
イソシアネート(硬化剤樹脂)の混合物を水中に安定化
分散させたものであるが、これら樹脂中には有機溶剤を
含有するためその量、種類によっては安定化分散させる
ことが困難であり、また安定化分散できたとしてもその
電着塗料を塗装可能な状態にするためには開放撹拌を1
〜2週間行うとか、限外濾過液を廃棄するとかして塗料
中の有機溶剤を減少させる必要があり、多大な時間と費
用を要するため、樹脂乳化液製造時に過剰の有機溶剤を
減圧により系外に留去している。しかし樹脂の合成に用
いた有機溶剤はその種類によっては完全に系外に除去す
ることが不可能であり、従って樹脂乳化液組成物として
必要か否かに拘らず残存してしまう。一方、留去した有
機溶剤は多種の有機溶剤の混合物となっているため廃液
処理の対象となっている。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、昨今の環境
規制動向を勘案すれば電着塗料中の有機溶剤は可能な限
り少ない方が好ましく(低VOC化)、また系外に留去
した有機溶剤は可能な限り回収して再利用することが好
ましい(リサイクル化)。
規制動向を勘案すれば電着塗料中の有機溶剤は可能な限
り少ない方が好ましく(低VOC化)、また系外に留去
した有機溶剤は可能な限り回収して再利用することが好
ましい(リサイクル化)。
【0004】
【課題を解決するための手段】このようなことから、本
発明者らは、カチオン性電着塗料用樹脂組成物中の溶剤
を完全に留去し且つ留去した有機溶剤を再利用できる方
法について鋭意検討した。その結果、樹脂組成物を単一
の有機溶剤で合成し、更にその有機溶剤を水と共沸させ
ながら系外に留去し水置換することによって前記目的を
達成できることを見いだした。
発明者らは、カチオン性電着塗料用樹脂組成物中の溶剤
を完全に留去し且つ留去した有機溶剤を再利用できる方
法について鋭意検討した。その結果、樹脂組成物を単一
の有機溶剤で合成し、更にその有機溶剤を水と共沸させ
ながら系外に留去し水置換することによって前記目的を
達成できることを見いだした。
【0005】すなわち本発明は、(A)カチオン基を有
する樹脂(基剤樹脂)と(B)ブロック化ポリイソシア
ネート(硬化剤樹脂)とを含有するカチオン性電着塗料
用樹脂組成物に含有される有機溶剤を、水と共沸させな
がら系外に留去し水置換することを特徴とするカチオン
性電着塗料用樹脂組成物の製造方法である。
する樹脂(基剤樹脂)と(B)ブロック化ポリイソシア
ネート(硬化剤樹脂)とを含有するカチオン性電着塗料
用樹脂組成物に含有される有機溶剤を、水と共沸させな
がら系外に留去し水置換することを特徴とするカチオン
性電着塗料用樹脂組成物の製造方法である。
【0006】本発明における水との共沸による有機溶剤
の留去は、酸でアミノ基をプロトン化する前の基剤樹脂
前駆体と硬化剤樹脂の混合樹脂組成物あるいはプロトン
化を行った基剤樹脂と硬化剤樹脂の混合樹脂組成物その
ものからも、また混合樹脂組成物を水中に分散させた樹
脂乳化液からも留去することができる。具体的には、下
記にて詳細説明される溶剤で合成された基剤樹脂と硬化
剤樹脂の混合樹脂組成物から溶剤留去する場合は、該混
合樹脂組成物の固形分重量に対して5〜50重量部の脱
イオン水を加え、撹拌加熱を行う。使用された溶剤と、
水の共沸点から還流が始まり、これを系外に除去するこ
とにより混合樹脂組成物中の有機溶剤をほぼ完全に留去
する事ができる。この時、共沸した脱イオン水を分離器
にて有機溶剤と分離し、加熱撹拌されている混合樹脂組
成物中に戻しながら留去する事も、有機溶剤と共に系外
に留去する事もできる。これらの操作は常圧化に於いて
は系の沸点にて行われるため、通常90〜105℃の間
で行われる。何らかの理由でこの温度を低下させて溶剤
留去を行いたい場合は、減圧下で行うことにより系の温
度をコントロールできる。また、混合樹脂液を水中に分
散させた樹脂乳化液から留去する場合も上記と同様の操
作で留去する事が可能であるが、この場合は乳化粒子の
熱安定性を考慮すれば減圧下で温度コントロールする事
が好ましい。更に、留去中に精留器と組み合わせること
で精留留去することもできる。本発明により基剤樹脂あ
るいは硬化剤樹脂の製造において使用した有機溶剤をほ
ぼ完全に留去する事ができる。
の留去は、酸でアミノ基をプロトン化する前の基剤樹脂
前駆体と硬化剤樹脂の混合樹脂組成物あるいはプロトン
化を行った基剤樹脂と硬化剤樹脂の混合樹脂組成物その
ものからも、また混合樹脂組成物を水中に分散させた樹
脂乳化液からも留去することができる。具体的には、下
記にて詳細説明される溶剤で合成された基剤樹脂と硬化
剤樹脂の混合樹脂組成物から溶剤留去する場合は、該混
合樹脂組成物の固形分重量に対して5〜50重量部の脱
イオン水を加え、撹拌加熱を行う。使用された溶剤と、
水の共沸点から還流が始まり、これを系外に除去するこ
とにより混合樹脂組成物中の有機溶剤をほぼ完全に留去
する事ができる。この時、共沸した脱イオン水を分離器
にて有機溶剤と分離し、加熱撹拌されている混合樹脂組
成物中に戻しながら留去する事も、有機溶剤と共に系外
に留去する事もできる。これらの操作は常圧化に於いて
は系の沸点にて行われるため、通常90〜105℃の間
で行われる。何らかの理由でこの温度を低下させて溶剤
留去を行いたい場合は、減圧下で行うことにより系の温
度をコントロールできる。また、混合樹脂液を水中に分
散させた樹脂乳化液から留去する場合も上記と同様の操
作で留去する事が可能であるが、この場合は乳化粒子の
熱安定性を考慮すれば減圧下で温度コントロールする事
が好ましい。更に、留去中に精留器と組み合わせること
で精留留去することもできる。本発明により基剤樹脂あ
るいは硬化剤樹脂の製造において使用した有機溶剤をほ
ぼ完全に留去する事ができる。
【0007】本発明の構成成分である基剤樹脂あるいは
硬化剤樹脂の製造に於いて使用される溶剤は、基剤樹脂
あるいは硬化剤樹脂の生成反応を抑制することなく且
つ、水と共沸する溶剤が選ばれる。例示すれば酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジオキサン、1,2−
ジクロロエタン、トリクロロエチレン、1,2−ジクロ
ロプロパン、1,2−ジエトキシエタン、1,4−ジメ
トキシブタン、ジブチルエーテル、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クメン、クロルベンゼン、メチルエチル
ケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチルヘキシルケトン、メチルアミルケトン、ジエ
チルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、
シクロペンタノン、イソホロン等があり、水との共沸組
成が有機溶剤リッチな溶剤が更に好ましい。また、溶剤
を回収使用する点から、水との相溶性があまり大きくな
く、液組成に於いては水と分液する有機溶剤が特に好ま
しい。例示するとベンゼン、トルエン、キシレン、メチ
ルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソブチ
ルケトンがある。
硬化剤樹脂の製造に於いて使用される溶剤は、基剤樹脂
あるいは硬化剤樹脂の生成反応を抑制することなく且
つ、水と共沸する溶剤が選ばれる。例示すれば酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジオキサン、1,2−
ジクロロエタン、トリクロロエチレン、1,2−ジクロ
ロプロパン、1,2−ジエトキシエタン、1,4−ジメ
トキシブタン、ジブチルエーテル、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クメン、クロルベンゼン、メチルエチル
ケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチルヘキシルケトン、メチルアミルケトン、ジエ
チルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、
シクロペンタノン、イソホロン等があり、水との共沸組
成が有機溶剤リッチな溶剤が更に好ましい。また、溶剤
を回収使用する点から、水との相溶性があまり大きくな
く、液組成に於いては水と分液する有機溶剤が特に好ま
しい。例示するとベンゼン、トルエン、キシレン、メチ
ルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソブチ
ルケトンがある。
【0008】本発明における(A)カチオン基を有する
樹脂(基剤樹脂)は、エポキシ樹脂、エポキシ基含有ア
クリル樹脂、エポキシ基不含有アクリル樹脂、ポリウレ
タン樹脂等にアミノ基を導入し、このアミノ基を酸でプ
ロトン化する事によって得られる。特に好ましい酸とし
ては、ぎ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、クエン酸、リ
ンゴ酸、スルファミン酸等がある。アミノ基の量は特に
限定はないが、通常樹脂1000g当たり0.5〜3等
量が適当である。樹脂合成に使用することのできる有機
溶剤は、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジオ
キサン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレ
ン、1,2−ジクロロプロパン、1,2−ジエトキシエ
タン、1,4−ジメトキシブタン、ジブチルエーテル、
ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、クロルベンゼ
ン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルア
ミルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シ
クロヘキサノン、シクロペンタノン、イソホロン等が挙
げられるが、特に好ましくはベンゼン、トルエン、キシ
レン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、
ジイソブチルケトンが挙げられる。特に好ましいカチオ
ン基を有する樹脂はエポキシ樹脂及びアクリル樹脂であ
る。
樹脂(基剤樹脂)は、エポキシ樹脂、エポキシ基含有ア
クリル樹脂、エポキシ基不含有アクリル樹脂、ポリウレ
タン樹脂等にアミノ基を導入し、このアミノ基を酸でプ
ロトン化する事によって得られる。特に好ましい酸とし
ては、ぎ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、クエン酸、リ
ンゴ酸、スルファミン酸等がある。アミノ基の量は特に
限定はないが、通常樹脂1000g当たり0.5〜3等
量が適当である。樹脂合成に使用することのできる有機
溶剤は、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジオ
キサン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレ
ン、1,2−ジクロロプロパン、1,2−ジエトキシエ
タン、1,4−ジメトキシブタン、ジブチルエーテル、
ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、クロルベンゼ
ン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルア
ミルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シ
クロヘキサノン、シクロペンタノン、イソホロン等が挙
げられるが、特に好ましくはベンゼン、トルエン、キシ
レン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、
ジイソブチルケトンが挙げられる。特に好ましいカチオ
ン基を有する樹脂はエポキシ樹脂及びアクリル樹脂であ
る。
【0009】エポキシ樹脂については、好ましくは平均
して1分子当り2個のエポキシ基有するエポキシ樹脂で
あり、その分子量は400〜7000、特に400〜4
000が好ましい。具体的に例示すると、一つには1分
子中に2個のフェノール性水酸基を有する、ポリフェノ
ールのグリシジルエーテルであり、好ましいポリフェノ
ールとしては、レゾルシン、ハイドロキノン、2,2−
ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(通称ビ
スフェノールA)、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェ
ノン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン(通
称ビスフェノールF)、1,1−ビス−(4-ヒドロキシ
フェニル)−エタン、4,4’−ジヒドロキシビフェニ
ール等を挙げることができる。またその他としては、1
分子中に2個のアルコール性水酸基を有するジオールの
グリシジルエーテルであり、好ましいジオールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,
4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール等の
低分子ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオ
リゴマージオールを挙げることができるが、これらに限
定されるものではなく、上記エポキシ樹脂の混合物も可
能である。特に好ましいエポキシはビスフェノールA
系、ビスフェノールF系エポキシあるいはこれらのエポ
キシとポリプロピレン系エポキシとの共重合系である。
して1分子当り2個のエポキシ基有するエポキシ樹脂で
あり、その分子量は400〜7000、特に400〜4
000が好ましい。具体的に例示すると、一つには1分
子中に2個のフェノール性水酸基を有する、ポリフェノ
ールのグリシジルエーテルであり、好ましいポリフェノ
ールとしては、レゾルシン、ハイドロキノン、2,2−
ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(通称ビ
スフェノールA)、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェ
ノン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン(通
称ビスフェノールF)、1,1−ビス−(4-ヒドロキシ
フェニル)−エタン、4,4’−ジヒドロキシビフェニ
ール等を挙げることができる。またその他としては、1
分子中に2個のアルコール性水酸基を有するジオールの
グリシジルエーテルであり、好ましいジオールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,
4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール等の
低分子ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオ
リゴマージオールを挙げることができるが、これらに限
定されるものではなく、上記エポキシ樹脂の混合物も可
能である。特に好ましいエポキシはビスフェノールA
系、ビスフェノールF系エポキシあるいはこれらのエポ
キシとポリプロピレン系エポキシとの共重合系である。
【0010】好適な分子量を得るためには、上記エポキ
シ樹脂を連結剤を用いて高分子量化を図る。好ましい連
結剤には、上記のポリフェノールあるいはジオールがあ
り、さらには1分子中に2個のカルボキシル基を有する
ジカルボン酸、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水
フタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、カルボキシル基
含有のブタジエン重合体あるいはブタジエン/アクリロ
ニトリル共重合体等を挙げることができる。またアミン
としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプ
ロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、
モノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミ
ン、ジエチルアミノプロピルアミン等の1級アミン、あ
るいはヘキサメチレンジミンの各アミノ基を2級化した
ジアミン等挙げることができる。またポリイソシアネー
トによる鎖長延長も可能である。
シ樹脂を連結剤を用いて高分子量化を図る。好ましい連
結剤には、上記のポリフェノールあるいはジオールがあ
り、さらには1分子中に2個のカルボキシル基を有する
ジカルボン酸、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水
フタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、カルボキシル基
含有のブタジエン重合体あるいはブタジエン/アクリロ
ニトリル共重合体等を挙げることができる。またアミン
としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプ
ロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、
モノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミ
ン、ジエチルアミノプロピルアミン等の1級アミン、あ
るいはヘキサメチレンジミンの各アミノ基を2級化した
ジアミン等挙げることができる。またポリイソシアネー
トによる鎖長延長も可能である。
【0011】エポキシ基含有アクリル樹脂については、
エポキシ基含有不飽和モノマーと、アクリルモノマーお
よび必要に応じてアクリルモノマー以外の不飽和モノマ
ーを、重合開始剤の存在下で共重合して得られる。エポ
キシ基含有不飽和モノマーとしては、グリシジルアクリ
ルレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジ
ルエーテル等がある。またアクリルモノマーとしては、
エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブ
チルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、
2−ヒドロキシエチルアクリレート、メチルメタクリレ
ート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリ
レート、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチ
ロールアクリルアミド、N−(n−ブトキシメチル)−
アクリルアミド等、またアクリルモノマー以外の不飽和
モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルトルエン、シクロヘキシルビニルエーテル、アクリ
ロニトリル等が挙げられる。
エポキシ基含有不飽和モノマーと、アクリルモノマーお
よび必要に応じてアクリルモノマー以外の不飽和モノマ
ーを、重合開始剤の存在下で共重合して得られる。エポ
キシ基含有不飽和モノマーとしては、グリシジルアクリ
ルレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジ
ルエーテル等がある。またアクリルモノマーとしては、
エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブ
チルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、
2−ヒドロキシエチルアクリレート、メチルメタクリレ
ート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリ
レート、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチ
ロールアクリルアミド、N−(n−ブトキシメチル)−
アクリルアミド等、またアクリルモノマー以外の不飽和
モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルトルエン、シクロヘキシルビニルエーテル、アクリ
ロニトリル等が挙げられる。
【0012】上記エポキシ樹脂あるいはエポキシ基含有
アクリル樹脂のエポキシ基を、アミノ化するアミノ化剤
については、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピ
ルアミン、イソプロピルアミン、モノエタノールアミ
ン、n−プロパノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、N−メチル
エタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチ
ルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メ
チルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルア
ミン等あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
これらの中で水酸基を有するアルカノールアミン類が特
に好ましい。また1級アミノ基をあらかじめケトンと反
応させてブロック化後、残りの活性水素とエポキシ基と
反応させてもよい。アミノ化の具体的な方法としては、
米国特許第3,984,299号明細書、米国特許第
4,017,438号明細書、特開昭59−40301
3号明細書等が参照される。
アクリル樹脂のエポキシ基を、アミノ化するアミノ化剤
については、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピ
ルアミン、イソプロピルアミン、モノエタノールアミ
ン、n−プロパノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、N−メチル
エタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチ
ルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メ
チルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルア
ミン等あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
これらの中で水酸基を有するアルカノールアミン類が特
に好ましい。また1級アミノ基をあらかじめケトンと反
応させてブロック化後、残りの活性水素とエポキシ基と
反応させてもよい。アミノ化の具体的な方法としては、
米国特許第3,984,299号明細書、米国特許第
4,017,438号明細書、特開昭59−40301
3号明細書等が参照される。
【0013】エポキシ基不含アクリル樹脂については、
ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエ
チルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルア
ミノプロピルアクリルアミド、ジアリルアミン等のアミ
ノ基含有不飽和モノマーと上記アクリルモノマーおよび
必要に応じてアクリルモノマー以外の不飽和モノマー
を、重合開始剤の存在下で共重合して得られる。
ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエ
チルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルア
ミノプロピルアクリルアミド、ジアリルアミン等のアミ
ノ基含有不飽和モノマーと上記アクリルモノマーおよび
必要に応じてアクリルモノマー以外の不飽和モノマー
を、重合開始剤の存在下で共重合して得られる。
【0014】ポリウレタン樹脂については、1分子当た
り2個のイソシアネート基を有するジイソシアネートと
1分子当たり2個の水酸基を有するジオールを反応さ
せ、末端イソシアネート基に3級アミノ基を有するアミ
ノアルコール等を反応させた樹脂、あるいは末端のイソ
シアネート基にグリシドール等を反応させたポリウレタ
ン樹脂のエポキシ基を、既述の方法によりアミノ化して
得られる。
り2個のイソシアネート基を有するジイソシアネートと
1分子当たり2個の水酸基を有するジオールを反応さ
せ、末端イソシアネート基に3級アミノ基を有するアミ
ノアルコール等を反応させた樹脂、あるいは末端のイソ
シアネート基にグリシドール等を反応させたポリウレタ
ン樹脂のエポキシ基を、既述の方法によりアミノ化して
得られる。
【0015】本発明における(B)ブロック化ポリイソ
シアネートは、ポリイソシアネートとブロック剤との反
応物であり、ポリイソシアネートとしては、芳香族ある
いは脂肪族(脂環式を含む)のポリイソシアネートであ
り、例示すると、2,4−または2,6−トルイレンジ
イソシアネートおよびこれらの混合物、p−フェニレン
ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイ
ソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シク
ロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、m−
あるいはp−キシリレンジイソシアネート、さらには上
記イソシアネートのビュレット変性体あるいはイソシア
ヌレート変性体、あるいは上記イソシアネートのイソシ
アネート基の一部を、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、1,4−シクロヘキサンジオール等の低分子ジ
オール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール、ポリラクトン
ジオール等のオリゴマージオール、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等
のポリオールで連結したポリイソシアネートあるいはこ
れらの混合物を挙げることができ、ブロック剤について
は、メタノール、エタノール、n−ブタノール、2−エ
チルヘキサノール等の脂肪族アルコール化合物、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシル
ルエーテル等のセロソルブ系化合物、アセトンオキシ
ム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオ
キシム等のオキシム化合物、ε−カプロラクタム等のラ
クタム化合物を挙げることができる。ポリイソシアネー
トとブロック剤との反応は、溶剤中あるいは溶剤なしの
溶融体中で実施することができる。樹脂合成に使用する
ことのできる有機溶剤は、酢酸エチル、酢酸プロピル、
酢酸ブチル、ジオキサン、1,2−ジクロロエタン、ト
リクロロエチレン、1,2−ジクロロプロパン、1,2
−ジエトキシエタン、1,4−ジメトキシブタン、ジブ
チルエーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメ
ン、クロルベンゼン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルヘキシル
ケトン、メチルアミルケトン、ジエチルケトン、ジイソ
ブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、
イソホロン等が挙げられるが、特に好ましくはベンゼ
ン、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、メ
チルアミルケトン、ジイソブチルケトンが挙げられる。
反応温度については特に限定はないが、好ましくは30
〜150℃である。
シアネートは、ポリイソシアネートとブロック剤との反
応物であり、ポリイソシアネートとしては、芳香族ある
いは脂肪族(脂環式を含む)のポリイソシアネートであ
り、例示すると、2,4−または2,6−トルイレンジ
イソシアネートおよびこれらの混合物、p−フェニレン
ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイ
ソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シク
ロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、m−
あるいはp−キシリレンジイソシアネート、さらには上
記イソシアネートのビュレット変性体あるいはイソシア
ヌレート変性体、あるいは上記イソシアネートのイソシ
アネート基の一部を、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、1,4−シクロヘキサンジオール等の低分子ジ
オール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール、ポリラクトン
ジオール等のオリゴマージオール、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等
のポリオールで連結したポリイソシアネートあるいはこ
れらの混合物を挙げることができ、ブロック剤について
は、メタノール、エタノール、n−ブタノール、2−エ
チルヘキサノール等の脂肪族アルコール化合物、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシル
ルエーテル等のセロソルブ系化合物、アセトンオキシ
ム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオ
キシム等のオキシム化合物、ε−カプロラクタム等のラ
クタム化合物を挙げることができる。ポリイソシアネー
トとブロック剤との反応は、溶剤中あるいは溶剤なしの
溶融体中で実施することができる。樹脂合成に使用する
ことのできる有機溶剤は、酢酸エチル、酢酸プロピル、
酢酸ブチル、ジオキサン、1,2−ジクロロエタン、ト
リクロロエチレン、1,2−ジクロロプロパン、1,2
−ジエトキシエタン、1,4−ジメトキシブタン、ジブ
チルエーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメ
ン、クロルベンゼン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルヘキシル
ケトン、メチルアミルケトン、ジエチルケトン、ジイソ
ブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、
イソホロン等が挙げられるが、特に好ましくはベンゼ
ン、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、メ
チルアミルケトン、ジイソブチルケトンが挙げられる。
反応温度については特に限定はないが、好ましくは30
〜150℃である。
【0016】本発明において、カチオン基を有する樹脂
(基剤樹脂)とブロック化ポリイソシアネート(硬化
剤)の配合比率は、重量比で90〜40/10〜60で
あり、好ましくは85〜50/15〜50、より好まし
くは80〜55/20〜45である。
(基剤樹脂)とブロック化ポリイソシアネート(硬化
剤)の配合比率は、重量比で90〜40/10〜60で
あり、好ましくは85〜50/15〜50、より好まし
くは80〜55/20〜45である。
【0017】酸で中和された本発明のカチオン性電着塗
料用組成物は、通常水に分散した状態で電着塗装に供せ
られる。
料用組成物は、通常水に分散した状態で電着塗装に供せ
られる。
【0018】本発明のカチオン性電着塗料用樹脂組成物
には、さらに必要に応じて通常の塗料添加物、例えば、
チタンホワイト、カーボンブラック、ベンガラ、黄鉛等
の着色顔料、カオリン、タルク、炭酸カルシュウム、マ
イカ、クレー、シリカ等の体質顔料、ストロンチュウム
クロメート、ジンククロメート、ケイ酸鉛、塩基性ケイ
酸鉛、クロム酸鉛、塩基性クロム酸鉛、リン酸鉛、鉛
丹、シアナミド鉛、亜鉛化鉛、硫酸鉛、塩基性硫酸鉛、
リンモリブデン酸アルミニウム、トリポリリン酸アルミ
ニウム等の防錆顔料、消泡剤、ハジキ防止剤、あるいは
硬化触媒等を含有することができる。
には、さらに必要に応じて通常の塗料添加物、例えば、
チタンホワイト、カーボンブラック、ベンガラ、黄鉛等
の着色顔料、カオリン、タルク、炭酸カルシュウム、マ
イカ、クレー、シリカ等の体質顔料、ストロンチュウム
クロメート、ジンククロメート、ケイ酸鉛、塩基性ケイ
酸鉛、クロム酸鉛、塩基性クロム酸鉛、リン酸鉛、鉛
丹、シアナミド鉛、亜鉛化鉛、硫酸鉛、塩基性硫酸鉛、
リンモリブデン酸アルミニウム、トリポリリン酸アルミ
ニウム等の防錆顔料、消泡剤、ハジキ防止剤、あるいは
硬化触媒等を含有することができる。
【0019】本発明のカチオン性電着塗料用樹脂組成物
は、既知のカチオン電着塗装によって所望の基材表面に
塗装することができる。具体的には塗料の固形分濃度
は、好ましくは約5〜40重量%さらに好ましくは15
〜25%、PHは酸の使用量により5〜8に調整し、浴
温15〜35℃、負荷電圧100〜450Vの条件で被
塗物を陰極として塗装することができるが、この条件に
限定されるものではない。本発明の塗料用樹脂組成物か
ら得られる塗膜膜厚には特に制限はないが、硬化塗膜に
おいて5〜60μm、好ましくは10〜40μmが適当
である。
は、既知のカチオン電着塗装によって所望の基材表面に
塗装することができる。具体的には塗料の固形分濃度
は、好ましくは約5〜40重量%さらに好ましくは15
〜25%、PHは酸の使用量により5〜8に調整し、浴
温15〜35℃、負荷電圧100〜450Vの条件で被
塗物を陰極として塗装することができるが、この条件に
限定されるものではない。本発明の塗料用樹脂組成物か
ら得られる塗膜膜厚には特に制限はないが、硬化塗膜に
おいて5〜60μm、好ましくは10〜40μmが適当
である。
【0020】
【実施例】以下、本発明をアミン変性エポキシ樹脂、硬
化剤樹脂の製造例、実施例、比較例により更に詳しく説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
化剤樹脂の製造例、実施例、比較例により更に詳しく説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0021】製造例1 表1に示す配合成分を用い、下記に示す方法によりアミ
ン変性エポキシ樹脂(A−1)を製造した。
ン変性エポキシ樹脂(A−1)を製造した。
【0022】
【表1】
【0023】撹拌機、温度計、冷却管を備えた5リット
ル4ツ口フラスコに、原料(1)、(2)、(3)を仕
込み、撹拌、加熱を行って150℃まで昇温した。15
0℃で6時間保持した後、原料(4)を徐々に投入し8
0℃まで冷却した。次いで原料(5)を投入し100℃
まで昇温した。100℃で2時間保持した後、80℃ま
で冷却して取り出した。得られたアミン変性エポキシ樹
脂A−1は、固形分約70%であった。
ル4ツ口フラスコに、原料(1)、(2)、(3)を仕
込み、撹拌、加熱を行って150℃まで昇温した。15
0℃で6時間保持した後、原料(4)を徐々に投入し8
0℃まで冷却した。次いで原料(5)を投入し100℃
まで昇温した。100℃で2時間保持した後、80℃ま
で冷却して取り出した。得られたアミン変性エポキシ樹
脂A−1は、固形分約70%であった。
【0024】製造例2 上記表1中の(4)原料をキシレンに変更し同上の反応
条件にて固形分約70%のアミン変性エポキシ樹脂A−
2を得た。
条件にて固形分約70%のアミン変性エポキシ樹脂A−
2を得た。
【0025】製造例3 表2に示す配合成分を用い、下記に示す方法によりアク
リル樹脂(B−1)を製造した。
リル樹脂(B−1)を製造した。
【0026】
【表2】
【0027】撹拌機、温度計、冷却管を備えた2リット
ル4ツ口フラスコに、原料(1)を仕込み、撹拌、加熱
を行い昇温後還流下に原料(2)、(3)、(4)、
(5)、(6)、(7)の混合液を2時間かけて滴下
し、滴下後4時間保温して固形分約70%の基剤樹脂B
−1を得た。
ル4ツ口フラスコに、原料(1)を仕込み、撹拌、加熱
を行い昇温後還流下に原料(2)、(3)、(4)、
(5)、(6)、(7)の混合液を2時間かけて滴下
し、滴下後4時間保温して固形分約70%の基剤樹脂B
−1を得た。
【0028】表3に示す配合成分を用い、下記に示す方
法によりブロック化ポリイソシアネートを製造した。
法によりブロック化ポリイソシアネートを製造した。
【0029】
【表3】
【0030】撹拌機、温度計、冷却管を備えた2リット
ル4ツ口フラスコに、原料(1)、(2)、(3)を仕
込み、撹拌、加熱を行って40℃まで昇温した40℃で
2時間保持した後、フラスコ内温度を40℃に保ちなが
ら原料(4)を1時間で滴下した。次いで原料(5)を
投入し100℃まで昇温した。100℃で2時間保持し
た後、80℃まで冷却して取り出した。得られたブロッ
ク化ポリイソシアネートC−1は、固形分約70%であ
った。
ル4ツ口フラスコに、原料(1)、(2)、(3)を仕
込み、撹拌、加熱を行って40℃まで昇温した40℃で
2時間保持した後、フラスコ内温度を40℃に保ちなが
ら原料(4)を1時間で滴下した。次いで原料(5)を
投入し100℃まで昇温した。100℃で2時間保持し
た後、80℃まで冷却して取り出した。得られたブロッ
ク化ポリイソシアネートC−1は、固形分約70%であ
った。
【0031】製造例4 上記表3中の(2)原料をキシレンに変更し同上の反応
条件にて固形分約70%のブロック化ポリイソシアネー
トC−2を得た。
条件にて固形分約70%のブロック化ポリイソシアネー
トC−2を得た。
【0032】製造例5(比較のための従来溶剤型アミン
変性エポキシ樹脂の製造例) 上記表1中の(4)原料をプロピレングリコールモノメ
チルエーテル(PGM)に変更し同上の反応条件にて固
形分約70%のアミン変性エポキシ樹脂A−3を得た。
変性エポキシ樹脂の製造例) 上記表1中の(4)原料をプロピレングリコールモノメ
チルエーテル(PGM)に変更し同上の反応条件にて固
形分約70%のアミン変性エポキシ樹脂A−3を得た。
【0033】製造例6(比較のための従来溶剤型ブロッ
ク化ポリイソシアネート樹脂の製造例) 上記表3中の(2)原料をイソホロンに変更し同上の反
応条件にて固形分約70%のブロック化ポリイソシアネ
ートC−3を得た。
ク化ポリイソシアネート樹脂の製造例) 上記表3中の(2)原料をイソホロンに変更し同上の反
応条件にて固形分約70%のブロック化ポリイソシアネ
ートC−3を得た。
【0034】実施例1〜3、比較例1〜3 表4に示す配合により撹拌機、温度計、冷却管、減圧装
置を備えた2リットル4ツ口フラスコに各々のアミン変
性エポキシ樹脂、ブロック化ポリイソシアネート、脱イ
オン水を仕込み、表4に示す温度、減圧条件下で製造設
備上可能な限りの脱溶剤を行ったところ留去できた溶剤
量は脱溶剤条件によりそれぞれ差を生じた。3リットル
のステンレス容器にぎ酸と脱イオン水を仕込み、充分に
撹拌しながら脱溶剤を行った樹脂混合液を徐々に添加し
て乳化させ、固形分35%の乳化液を得た。
置を備えた2リットル4ツ口フラスコに各々のアミン変
性エポキシ樹脂、ブロック化ポリイソシアネート、脱イ
オン水を仕込み、表4に示す温度、減圧条件下で製造設
備上可能な限りの脱溶剤を行ったところ留去できた溶剤
量は脱溶剤条件によりそれぞれ差を生じた。3リットル
のステンレス容器にぎ酸と脱イオン水を仕込み、充分に
撹拌しながら脱溶剤を行った樹脂混合液を徐々に添加し
て乳化させ、固形分35%の乳化液を得た。
【0035】実施例1〜3、比較例1〜3の脱溶剤及び
乳化樹脂液中の溶剤量をガスクロ分析を行い、溶剤の種
類と量を測定した。得られた結果概要を表4に示した。
乳化樹脂液中の溶剤量をガスクロ分析を行い、溶剤の種
類と量を測定した。得られた結果概要を表4に示した。
【0036】
【表4】
【0037】電着試験例1〜6 実施例1〜3、比較例1〜3の脱溶剤済み混合樹脂液に
電着膜厚確保用溶剤としてヘキシルセロソルブを一律
2.0重量部配合し乳化樹脂液を作成し、脱イオン水に
て希釈し固形分約15重量%の電着クリヤー液を得た。
電着膜厚確保用溶剤としてヘキシルセロソルブを一律
2.0重量部配合し乳化樹脂液を作成し、脱イオン水に
て希釈し固形分約15重量%の電着クリヤー液を得た。
【0038】上記クリヤー液を下記塗装方法にて塗装し
た電着塗装結果を表5に示した。
た電着塗装結果を表5に示した。
【0039】塗装方法 電着試験例1〜6で得たカチオン性電着塗料を電着クリ
ヤー作製直後と、クリヤー液を30℃開放撹拌下にて2
週間保温したものについて各塗装電圧で塗装し、膜厚を
確認した。被塗物としては未処理の冷延鋼板(150×
70×0.8mm)を用いた。
ヤー作製直後と、クリヤー液を30℃開放撹拌下にて2
週間保温したものについて各塗装電圧で塗装し、膜厚を
確認した。被塗物としては未処理の冷延鋼板(150×
70×0.8mm)を用いた。
【0040】
【表5】
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、乳化樹脂液中の基剤樹
脂あるいは硬化剤樹脂の製造に使用した有機溶剤を完全
に除去し塗装品質確保のために必要な溶剤にて塗料を設
計することができ(低VOC化)、かつ除去した溶剤を
再利用することができる(リサイクル化)製法を提供す
ることができる。
脂あるいは硬化剤樹脂の製造に使用した有機溶剤を完全
に除去し塗装品質確保のために必要な溶剤にて塗料を設
計することができ(低VOC化)、かつ除去した溶剤を
再利用することができる(リサイクル化)製法を提供す
ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)カチオン基を有する樹脂(基剤樹
脂)と(B)ブロック化ポリイソシアネート(硬化剤樹
脂)とを含有するカチオン性電着塗料用樹脂組成物に含
有される有機溶剤を、水と共沸させながら系外に留去し
水置換することを特徴とするカチオン性電着塗料用樹脂
組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25475594A JPH0892509A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | カチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25475594A JPH0892509A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | カチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892509A true JPH0892509A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17269435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25475594A Pending JPH0892509A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | カチオン性電着塗料用樹脂組成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0892509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001003005A (ja) * | 1999-04-21 | 2001-01-09 | Kansai Paint Co Ltd | カチオン電着塗料 |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP25475594A patent/JPH0892509A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001003005A (ja) * | 1999-04-21 | 2001-01-09 | Kansai Paint Co Ltd | カチオン電着塗料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |