JPH1036718A - 電着塗料組成物およびその製造方法 - Google Patents

電着塗料組成物およびその製造方法

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JPH1036718A
JPH1036718A JP8193335A JP19333596A JPH1036718A JP H1036718 A JPH1036718 A JP H1036718A JP 8193335 A JP8193335 A JP 8193335A JP 19333596 A JP19333596 A JP 19333596A JP H1036718 A JPH1036718 A JP H1036718A
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JP
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resin
electrodeposition coating
coating composition
carboxyl group
alkoxysilane compound
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Masami Ota
雅巳 太田
Tadayoshi Matsunaga
忠與 松永
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐候性や作業性がよく艶消し効果の高い電着塗
膜が得られる電着塗料組成物を提供する。 【解決手段】カルボキシル基を有する樹脂と樹脂固形分
の1.5重量%以上のアルコキシシラン化合物および/
またはその加水分解物を含有する電着塗料組成物とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電着塗料組成物に関
し、さらに詳しくは、(a)カルボキシル基を有する樹脂
と、(b)アルコキシシラン化合物および/またはその加
水分解物、を含有し、(b)アルコキシシラン化合物およ
び/またはその加水分解物の含有量が、(a)カルボキシ
ル基を有する樹脂の固形分の1.5重量%以上である電
着塗料組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、艶消し状態の電着塗膜を得る方法
としては、多くの方法が提案されている。例えば、(1)
電着塗膜をカチオン系界面活性剤で洗浄処理する方法
(特公昭48−4447号公報参照)、(2)電着塗膜をアルコ
ール溶液あるいはアルコール含有水溶液で処理する方法
(特公昭46−22351号公報参照)、(3)焼付け前の電着塗
膜を有機酸または無機酸の水溶液で処理する方法(特開
昭52−137444〜6号公報参照)、(4)焼付け前の電着塗
膜を熱湯または加熱水蒸気で処理する方法(特公昭47−
51927号公報参照)などの方法が公知である。
【0003】しかしながら、電着塗膜を形成後になんら
かの処理を行う方法では、充分な艶消し効果が得られな
かったり、処理液を厳しく管理しなければロット毎の艶
消し状態のばらつき、艶消しの風合いの差、艶消しむ
ら、および艶戻りが生じる。また、電着塗装ラインにお
いて一工程追加するために作業効率が悪くなるなどの問
題も生じることになる。
【0004】また、一般塗装において艶消し塗膜を得る
方法として、艶消し剤を塗料中に分散する方法が広く実
施されていることから、(5)水性または水溶性電着塗料
に艶消し剤を分散する方法(特公昭60−8318号公報参
照)、(6)水性または水溶性電着塗料にシリカ微粉末を
分散する方法(特公昭60−8319号公報参照)などを、電
着塗装への適用が検討された。
【0005】しかしながら、これら艶消し剤を塗料中に
分散させる方法は塗料中で艶消し剤の沈降が生じやす
く、艶消し状態のばらつき、艶消しの風合いの差、艶消
しむらなど艶消し効果、塗膜性能に問題があり、実用的
規模での稼働は未だになされていないのが現状である。
【0006】艶消し剤を添加分散した塗料を電着塗装し
て艶消し塗膜を形成する場合、(A)電着塗料組成変化が
少ないこと、(B)塗膜外観、(C)塗膜性能(耐沸水性、耐
アルカリ性、耐酸性)および、(D)艶消し効果に優れる
ことが要求される。しかし、艶消し剤を添加分散させる
方法では、樹脂成分と異なる第三成分を混入させること
から、上記(A)、(B)、(C)の要求を満たすのは困難であ
る。
【0007】そこで、近年では、カルボキシル基を有す
る樹脂にアルコキシシラン基を側鎖に持つ分子を導入し
てミクロゲルを形成させることで艶消し効果を出す発明
が提案され(特公昭62−24519号公報参照)、艶消し電
着塗料の主流となっている。この方法では、樹脂の側鎖
にアルコキシシラン基を導入することを目的として、カ
ルボキシル基を有する樹脂を製造する時に、樹脂成分の
2〜7重量%のアルコキシシラン化合物を添加するが、
樹脂分子の側鎖に期待通りにアルコキシシラン基を導入
できず、樹脂の重合反応に工夫が必要であるだけでな
く、樹脂の特性に悪影響を及ぼす場合があるなどの問題
があった。
【0008】また、アルコキシシラン基をカルボキシル
基を有する樹脂の側鎖に導入できた場合でも、そのアル
コキシシラン基は、ミクロゲルを形成した塗料粒子(樹
脂分子)を充分に安定化することができなかった。
【0009】さらに、アルコキシシラン化合物を少量
(1重量%未満)添加して、カルボキシル基を有する樹
脂を分散することも試みられたが、低硬度で耐久性の低
い塗膜となり、実用に耐えるものではなかった。
【0010】このように、耐候性や耐酸性、作業性がよ
く艶消し効果の高い電着塗膜はいまだに得られていな
い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】そこで、耐候性や耐酸
性、作業性がよく艶消し効果の高い電着塗膜が得られる
電着塗料組成物が望まれていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、カルボキ
シル基を有する樹脂の特性を生かしつつ、上記目的を達
成するために鋭意検討した結果、カルボキシル基を有す
る樹脂の1.5重量%以上のアルコキシシラン化合物お
よび/またはその加水分解物を電着塗料組成物に含有さ
せることにより、耐候性や耐酸性、作業性がよく艶消し
効果の高い電着塗膜が得られることを見出し、本発明に
至った。
【0013】すなわち、本発明は、(a)カルボキシル基
を有する樹脂と、(b)アルコキシシラン化合物および/
またはその加水分解物、を含有する電着塗料組成物にお
いて、(b)アルコキシシラン化合物および/またはその
加水分解物の含有量が、(a)カルボキシル基を有する樹
脂の固形分の1.5重量%以上である電着塗料組成物に
関する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の電着塗料組成物は、カル
ボキシル基を有する樹脂の樹脂固形分の1.5重量%以
上のアルコキシシラン化合物および/またはその加水分
解物を含有する。
【0015】本発明のアルコキシシラン化合物は、分子
中に、Si−OR構造、および/または、Si−OH構
造を持つ化合物である。さらに、アルコキシシラン化合
物は、部分加水分解物、および/または、完全加水分解
物として使用することもできる。さらに、アルコキシシ
ラン化合物および/またはその加水分解物の補助添加物
として、シリカ微粒子を使用することも好適である。
【0016】これらのアルコキシシラン化合物として
は、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルト
リエトキシシランなどが挙げられる。なお、γ−グリシ
ドキシアルキルアルコキシシラン化合物のようにエポキ
シ基を有するシラン化合物を用いた場合には、アルミニ
ウムキレート化合物などの硬化触媒を添加することもで
きる。
【0017】アルコキシシラン化合物は、塗膜表面の高
硬度化、耐候性、耐酸性の向上、塗膜欠点の減少のため
に、酸性条件下でアルコキシル基の一部あるいは全てを
シラノール化するのが好ましく、酸を中和していくこと
によって、シラノール基を縮合させておくこともでき
る。
【0018】シラノール基の縮合反応は、カルボキシル
基を有する樹脂に添加する前でも、後でも可能である。
カルボキシル基を有する樹脂に添加する前にシラノール
基を縮合させる場合は、系を酸性にするのが好ましい。
添加前に系を塩基性にすると、アルコキシシラン化合物
および/またはその加水分解物と、樹脂の混合効率が低
下する可能性がある。
【0019】カルボキシル基を有する樹脂と相溶性の高
いアルコキシシラン化合物を一部あるいは全て用いる
と、電着塗料の製造後、早期に安定した電着塗膜を得る
ことができるので好ましい。縮合反応によって形成され
たシロキサン結合(Si−O−Si)結合は、アルコキ
シシラン化合物から生成してもよいが、好ましくは、シ
リカ微粒子の表面を触媒量のアミン類存在下アルコキシ
シラン化合物で処理して生成させる。この場合、アルコ
キシシラン化合物の10倍量程度のシリカ微粒子を使用
することが好ましい。
【0020】アルコキシシラン化合物および/またはそ
の加水分解物は、カルボキシル基を有する樹脂の樹脂固
形分に対して、1.5重量%以上含有し、1.5〜30
重量%含有するのが好ましい。1.5重量%以上含有す
ることにより、樹脂分子とアルコキシシラン化合物およ
び/またはその加水分解物が、分子鎖の絡み合いを作
り、塗料粒子が安定する。また、30重量部を越える
と、例えば、塗料粒子が肥大化氏、塗膜形成時に表面に
肌あれが生じ、さらには、二次凝集により沈降が生じる
可能性がある。
【0021】本発明のカルボキシル基を有する樹脂とし
ては、例えば、飽和または不飽和のアルキッド樹脂なら
びにその油変性物、カルボキシル基を有するアクリルポ
リマー、ビニルポリマーならびにアクリルビニルコポリ
マー、水酸基含有含フッ素重合体に二塩基性酸無水物を
反応させカルボキシル基を導入したものなどのカルボキ
シル基を有する含フッ素重合体などが挙げられ、これら
の混合物でもよい。さらに、本発明のカルボキシル基を
有する樹脂は、好ましくは、数平均分子量が10000
〜30000であり、酸価が5〜200、水酸基価が1
0〜200である。
【0022】また、カルボキシル基を有する樹脂に、メ
ラミン樹脂を適当量添加し、電着塗膜の耐沸水性、耐ア
ルカリ性を向上させることも可能である。
【0023】塗料化(水分散)に際して、本発明の電着
組成物を有機塩基存在下で水分散させることが好まし
い。有機塩基は、エマルジョン化をよくし、塗膜性能に
悪影響を及ぼさない。有機塩基以外の塩で中和すると、
熱乾燥後も塗膜に塩が残留し、塗膜性能を劣化させる傾
向がある。
【0024】さらに、塗料化(水分散)に際して、カル
ボキシル基を有する樹脂にイオン性を与えるために、ア
ミン類あるいはアンモニアを添加するのが好ましい。こ
の場合、カルボキシル基を有する樹脂の樹脂酸価の60%
から90%中和相当アミン類あるいはアンモニアを添加す
るのがより好ましい。中和率がこの範囲外の場合、塗料
化の際に樹脂に添加したアルコキシシラン化合物および
/またはその加水分解物が樹脂から分離したり、巧く水
分散することができないことがある。
【0025】アルコキシシラン化合物および/またはそ
の加水分解物、アミン類あるいはアンモニアを、カルボ
キシル基を有する樹脂に混合する場合、0℃から100℃
の温度で混合するのが好ましい。温度が低いと、アルコ
キシシラン化合物および/またはその加水分解物、アミ
ン類あるいはアンモニアのカルボキシル基を有する樹脂
に対する分散効率が低下し、また、温度が高いと、アル
コキシシラン化合物および/またはその加水分解物、ア
ミン類あるいはアンモニア、およびカルボキシル基を有
する樹脂が変質する可能性がある。
【0026】アルコキシシラン化合物および/またはそ
の加水分解物、アミン類あるいはアンモニア、カルボキ
シル基を有する樹脂を混合した後、混合直後から1週間
の間に塗料化するのが好ましい。混合後長期間放置する
と、塗料化した際の塗料粒子が2次凝集し、沈降する可
能性がある。
【0027】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0028】実施例1 25℃で、アルコキシシラン化合物としてγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン(商品名KBM−40
3、信越化学社製)を3重量部、0.1N HCl水溶液
(シラン化合物1gに対して0.1ml)をケミスター
ラで充分に混合した。混合後、混合液に系が弱塩基性に
なるようにトリエチルアミンを徐々に添加し、1時間放
置した。アクリル樹脂(酸価50.5、水酸基価86.0、固形
分53.4重量%、溶媒組成ノルマルブタノール18.3重量
%、イソプロパノール28.3重量%)固形分重量で100
重量部を混合液を添加し、3時間放置後、トリエチルア
ミンを樹脂酸価の60%中和相当添加し、脱イオン水を徐
々に加え、樹脂固形分30重量%の電着用塗料原液を調整
した。
【0029】次いで、この分散液を0℃から100℃の
温度範囲で混合直後から1週間放置した後、脱イオン水
を徐々に加え、樹脂固形分10重量%に調整した。
【0030】調整した塗料中に陽極酸化処理を施したア
ルミニウムテスト板(商品名A6063S、日本テスト
パネル工業社製)を垂直に吊り下げた状態で保持し、こ
れを陽極とし、塗膜厚14μmになるよう電圧を調整
し、150秒間直流電流を印加した。塗装終了後、テスト
板を塗料浴から取出し、90秒間液ぎり後、水洗を行い、
次いで熱風循環式オーブンに入れ180℃で30分間加熱乾
燥を行った。得られた電着塗膜の耐候性、耐酸性、鉛筆
硬度は第1表に示した。
【0031】実施例2 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名
KBM−403、信越化学社製)の添加量を3重量部と
した他は、実施例1と同様にして、電着塗料を調整し、
実施例1と同様にして塗膜性能を評価した。性能は第1
表に示した。
【0032】実施例3 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名
KBM−403、信越化学社製)の添加量を30重量部
としたほかは、実施例1と同様にして、電着塗料を調整
し、塗膜性能を評価した。性能は第1表に示した。
【0033】実施例4 25℃で、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン(商品名KBM−403、信越化学社製)を3重量
部、シリカゾル(商品名スノーテックスIPA−ST、
ニッサン化学社製)を10重量部、0.1N HCl水溶
液(シラン化合物1gに対して0.1ml)をケミスタ
ーラで充分に混合し、実施例1と同様にして樹脂固形分
10重量%の電着用塗料を調整し、実施例1と同様にして
塗膜性能を評価した。性能は第1表に示した。
【0034】実施例5 アルコキシシラン化合物としてγ−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシシラン(商品名KBE−403、信越化
学社製)を使用したほかは、実施例4と同様にして電着
用塗料を調整し、実施例1と同様にして塗膜性能を評価
した。性能は第1表に示した。
【0035】実施例6 アルコキシシラン化合物としてアミノプロピルトリメト
キシシランを使用したほかは、実施例4と同様にして電
着用塗料を調整し、実施例1と同様にして塗膜性能を評
価した。性能は第1表に示した。
【0036】実施例7 アルコキシシラン化合物としてアミノプロピルトリエト
キシシランを使用したほかは、実施例4と同様にして電
着用塗料を調整し、実施例1と同様にして塗膜性能を評
価した。性能は第1表に示した。
【0037】実施例8 メラミン樹脂(商品名ニカラックMX−57、三和ケミ
カル社製)をトリエチルアミンと同時に添加するほか
は、実施例4と同様にして電着用塗料を調整し、実施例
1と同様にして塗膜性能を評価した。性能は第1表に示
した。
【0038】比較例1 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および
0.1N HCl水溶液を混合せず、トリエチルアミンで
の中和をしないこと以外全て実施例1と同様にして、塗
膜性能を評価した。得られた電着塗膜の耐候性、耐酸
性、鉛筆硬度は表1に示した。
【0039】比較例2 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを混合し
ないこと以外全て実施例4と同様にして、塗膜性能を評
価した。得られた電着塗膜の耐候性、耐酸性、鉛筆硬度
は表1に示した。
【0040】
【表1】
【0041】
【発明の効果】本発明の電着塗料組成物は、艶消し効果
や耐候性、耐酸性に優れており、さらにメラミン樹脂な
どの架橋剤を混合しなくとも塗膜表面の硬さに優れた塗
料である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)カルボキシル基を有する樹脂と、(b)
    アルコキシシラン化合物および/またはその加水分解
    物、を含有する電着塗料組成物において、(b)アルコキ
    シシラン化合物および/またはその加水分解物の含有量
    が、(a)カルボキシル基を有する樹脂の固形分の1.5重
    量%以上であることを特徴とする電着塗料組成物。
  2. 【請求項2】 (b)アルコキシシラン化合物および/ま
    たはその加水分解物の含有量が、(a)カルボキシル基を
    有する樹脂の固形分の1.5〜30重量%であることを
    特徴とする請求項1に記載の電着塗料組成物。
  3. 【請求項3】 (b)アルコキシシラン化合物および/ま
    たはその加水分解物のアルコキシル基がシラノール化さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の電着塗料組
    成物。
  4. 【請求項4】 (a)カルボキシル基を有する樹脂の、数
    平均分子量が10000〜30000であり、酸価が5
    〜200、水酸基価が10〜200であることを特徴と
    する請求項1に記載の電着塗料組成物。
  5. 【請求項5】 (c)アミン類あるいはアンモニアを、含
    有することを特徴とする請求項1記載の電着塗料組成
    物。
  6. 【請求項6】 (c)アミン類あるいはアンモニアを、樹
    脂酸価の60%から90%中和相当量を含有することを特徴
    とする請求項5に記載の電着塗料組成物。
  7. 【請求項7】 シリカ微粒子を含有することを特徴とす
    る請求項1に記載の電着塗料組成物。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載の電着塗料組成物を、有
    機塩基存在下で水分散させることを特徴とする電着塗料
    組成物の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項5に記載の電着塗料組成物を、0
    ℃から100℃で混合することを特徴とする電着塗料の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204215A (ja) * 2002-10-30 2004-07-22 Honny Chem Ind Co Ltd アニオン型艶消し電着塗料用樹脂組成物
JP2005002217A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Honny Chem Ind Co Ltd アニオン型艶消し電着液用樹脂組成物
JP2006111687A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Honny Chem Ind Co Ltd アニオン型電着塗料用組成物

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