JP2002294141A - Cationic electrodeposition coating material composition - Google Patents

Cationic electrodeposition coating material composition

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JP2002294141A
JP2002294141A JP2001095572A JP2001095572A JP2002294141A JP 2002294141 A JP2002294141 A JP 2002294141A JP 2001095572 A JP2001095572 A JP 2001095572A JP 2001095572 A JP2001095572 A JP 2001095572A JP 2002294141 A JP2002294141 A JP 2002294141A
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Japan
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electrodeposition coating
cationic electrodeposition
coating composition
blocking agent
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JP2001095572A
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Japanese (ja)
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Shinsuke Shirakawa
信介 白川
Masahiro Takegawa
昌宏 竹川
Mitsuo Yamada
光夫 山田
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a cationic electrodeposition coating material composition having excellent low-temperature curability and durability. SOLUTION: This cationic electrodeposition coating material composition comprises (1) an amine-modified epoxy resin, (2) a blocked isocyanate curing agent obtained by blocking an aromatic polyisocyanate with at least a lactam based blocking agent, and (3) a curing accelerator containing a copper catalyst and at least one kind selected from the group consisting of a zinc catalyst and a tin catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はカチオン電着塗料組
成物に関する。
The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属材料を腐蝕から保護しその美感を使
用期間中維持するため、その表面には一般に塗装が施さ
れる。カチオン電着塗装は、連続的に塗装することがで
きるので、自動車車体等の大型で、高い耐食性が要求さ
れる被塗物の下塗り塗装方法として汎用されている。
2. Description of the Related Art In order to protect a metal material from corrosion and maintain its beauty during use, its surface is generally coated. Since the cationic electrodeposition coating can be applied continuously, it is widely used as an undercoating method for an object to be coated, such as an automobile body, which is large and requires high corrosion resistance.

【0003】カチオン電着塗装は、一般にカチオン性樹
脂および硬化剤を含むバインダー成分を、有機酸等の中
和剤を含む水性媒体中に分散させてなるカチオン電着塗
料組成物中に被塗物を陰極として浸漬させ、電圧を印加
することにより行われる。塗装の過程において電極間に
電圧を印加すると、電気化学的な反応により陰極(被塗
物)表面で電着塗膜が析出する。このように形成された
電着塗膜にはカチオン性樹脂とともに硬化剤が含まれる
ので、電着塗装終了後、当該塗膜を焼き付けることによ
って、塗膜が硬化し、所望の硬化塗膜が形成される。
[0003] Cationic electrodeposition coating is generally performed by dispersing a binder component containing a cationic resin and a curing agent in an aqueous medium containing a neutralizing agent such as an organic acid. Is immersed as a cathode, and a voltage is applied. When a voltage is applied between the electrodes during the coating process, an electrodeposition coating film is deposited on the surface of the cathode (object to be coated) by an electrochemical reaction. Since the electrodeposited coating film thus formed contains a curing agent together with the cationic resin, after completion of the electrodeposition coating, the coating film is cured by baking the coating film to form a desired cured coating film. Is done.

【0004】カチオン電着塗料に使用されるカチオン性
樹脂としては、耐食性の観点から、アミン変性エポキシ
樹脂が使用される。
As the cationic resin used for the cationic electrodeposition coating, an amine-modified epoxy resin is used from the viewpoint of corrosion resistance.

【0005】最近では、省エネの観点から、電着塗膜を
低温で焼付けできるカチオン電着塗料が主流になってき
た(例えば、U.S.P.5902871号公報、U.S.P.585165号公
報、U.S.P.6001900号公報)。
[0005] In recent years, from the viewpoint of energy saving, cationic electrodeposition paints capable of baking electrodeposition coating films at low temperatures have become mainstream (for example, USP5902871, USP585165, USP6001900).

【0006】しかしながら、塗膜は、焼き付け温度が低
くなればなるほど、硬化の程度が十分でなくなり、かつ
耐食性が低下する傾向がある。
[0006] However, the lower the baking temperature, the lower the degree of curing of the coating film and the lower the corrosion resistance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、低温で十分な硬化が可能でかつ耐
食性に優れたカチオン電着塗料組成物を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cationic electrodeposition coating composition which can be sufficiently cured at a low temperature and has excellent corrosion resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、(1)アミン
変性エポキシ樹脂、(2)芳香族ポリイソシアネートを
少なくともラクタム系ブロック剤でブロックしたブロッ
クイソシアネート硬化剤、および(3)銅触媒と、亜鉛
触媒およびスズ触媒からなるグループから選択される少
なくとも1種類とからなる硬化促進剤を含んでなるカチ
オン電着塗料組成物に関する。
The present invention provides (1) an amine-modified epoxy resin, (2) a blocked isocyanate curing agent obtained by blocking an aromatic polyisocyanate with at least a lactam blocking agent, and (3) a copper catalyst. The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition comprising a curing accelerator comprising at least one selected from the group consisting of a zinc catalyst and a tin catalyst.

【0009】本発明のカチオン電着塗料組成物は、少な
くともアミン変性エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を
含有してなる。
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention comprises at least an amine-modified epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator.

【0010】アミン変性エポキシ樹脂は、典型的には、
エポキシ樹脂のエポキシ基の全部をアミンで開環する
か、または一部のエポキシ基を他の活性水素化合物で開
環し、残りのエポキシ基をアミンで開環して製造され
る。
The amine-modified epoxy resin is typically
The epoxy resin is prepared by opening all the epoxy groups of an epoxy resin with an amine or opening some epoxy groups with another active hydrogen compound and opening the remaining epoxy groups with an amine.

【0011】エポキシ樹脂は一般に分子量600〜8000、
好ましくは700〜6000、エポキシ当量300〜4000、好まし
くは350〜3000のものを用いる。典型的には、ビスフェ
ノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェ
ノールノボラック、クレゾールノボラックのようなポリ
フェノールを用いたポリフェノールポリグリシジルエー
テル型エポキシ樹脂である。
The epoxy resin generally has a molecular weight of 600 to 8000,
Preferably, those having 700 to 6000, epoxy equivalent of 300 to 4000, preferably 350 to 3000 are used. Typically, it is a polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin using a polyphenol such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, phenol novolak, and cresol novolak.

【0012】好ましくは、オキサゾリドン環含有エポキ
シ樹脂を使用することである。このようなオキサゾリド
ン環含有エポキシ樹脂は、例えば、トリレンジイソシア
ナート等の芳香族ジイソシアネートの一部のイソシアネ
ート基をモノアルコール(例えば、メタノール等)で可
逆的にブロックし、さらに一部のイソシアネート基をヒ
ドロキシル基含有化合物(例えばエチレングリコールモ
ノ−2−エチルヘキシルエーテル等)で非可逆的にブロ
ックし、残りのイソシアネート基をビスフェノールAア
ルキレンオキシド(例えば、ビスフェノールA−プロピ
レンオキシド付加体等)等のジヒドロキシ化合物でブロ
ックして変性非対称ビスウレタンを得、該変性非対称ビ
スウレタンをジエポキシド(例えばビスフェノールAと
エピクロリンから得られるエポキシ樹脂等)と反応させ
ることで得られる。
It is preferable to use an oxazolidone ring-containing epoxy resin. Such an oxazolidone ring-containing epoxy resin, for example, reversibly blocks some isocyanate groups of aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate with monoalcohols (eg, methanol and the like) and further reduces some isocyanate groups. Irreversibly blocked with a hydroxyl group-containing compound (e.g., ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, etc.), and the remaining isocyanate group is dihydroxy compound such as bisphenol A alkylene oxide (e.g., bisphenol A-propylene oxide adduct). It is obtained by blocking to obtain a modified asymmetric bisurethane, and reacting the modified asymmetric bisurethane with a diepoxide (for example, an epoxy resin obtained from bisphenol A and epichlorin).

【0013】具体的には特開平5-306327号公報第0004段
の式、化3に記載のようなオキサゾリドン環含有エポキ
シ樹脂、または特願平10-305294号第0012〜0047段に記
載の方法で製造されるオキサゾリドン環含有エポキシ樹
脂が挙げられる。
More specifically, an epoxy resin having an oxazolidone ring as described in the formula (1) of JP-A-5-306327, No. 0004, or a method described in Japanese Patent Application No. 10-305294, No. 0012-0047. The oxazolidone ring-containing epoxy resin produced by the above.

【0014】エポキシ樹脂は、ポリエステルポリオー
ル、ポリエーテルポリオール、および単官能性のアルキ
ルフェノールのような適当な樹脂で変性しても良い。こ
の変性に用いる樹脂の例としては、ポリカプロラクトン
ジオール、エチレンオキサイド付加重合物が挙げられ
る。
[0014] The epoxy resin may be modified with a suitable resin such as a polyester polyol, a polyether polyol, and a monofunctional alkylphenol. Examples of the resin used for this modification include polycaprolactone diol and ethylene oxide addition polymer.

【0015】また、エポキシ樹脂はエポキシ基とジオー
ル又はジカルボン酸との反応を利用して鎖延長すること
ができる。ジオールの例にはエチレングリコール、1,
2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ルなどのアルキレンジオール;1,2−シクロヘキサン
ジオール、1,4−シクロヘキサンジオールなどの脂環
式ジオール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、レ
ゾルシノール、ハイドロキノン等の芳香族ジオール等が
挙げられる。ジカルボン酸の例にはコハク酸、アジピン
酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、C18
20の長鎖脂肪族ジカルボン酸、末端カルボキシル基変
性ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等の脂肪族ジ
カルボン酸、またはフタル酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
The epoxy resin can be chain-extended by utilizing the reaction between an epoxy group and a diol or dicarboxylic acid. Examples of diols are ethylene glycol, 1,
Alkylene diols such as 2-propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol; alicyclic diols such as 1,2-cyclohexanediol and 1,4-cyclohexanediol; Examples thereof include aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol F, resorcinol, and hydroquinone. Succinate Examples of dicarboxylic acids, adipic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, C 18 ~
Long chain aliphatic dicarboxylic acids of C 20, terminal carboxyl group modified butadiene - aliphatic dicarboxylic acids such as acrylonitrile copolymer, or phthalic acid, isophthalic acid, and aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid.

【0016】上記のようなエポキシ基を開環させるのに
用いるアミンは、一般に、1級アミン、2級アミン、3
級アミンである。その例としては、ブチルアミン、オク
チルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチル
ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、N−メチルエタノールアミン、トリエチルアミン
塩酸塩、N,N−ジメチルエタノールアミン酢酸塩、ア
ミノエチルエタノールアミンのケチミン、ジエチレント
リアミンのジケチミンなどの1級アミンをブロックした
2級アミンがある。アミン類は複数のものを併用して用
いてもよい。
The amine used to open the epoxy group as described above is generally a primary amine, a secondary amine,
Secondary amine. Examples include butylamine, octylamine, diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methylethanolamine, triethylamine hydrochloride, N, N-dimethylethanolamine acetate, ketimine of aminoethylethanolamine. And secondary amines in which primary amines are blocked, such as diethylenetriamine diketimine. The amines may be used in combination of two or more.

【0017】2以上の活性水素を有するアミンを反応さ
せるとき、当該アミンはエポキシ樹脂の鎖延長剤として
働き、エポキシ樹脂を高分子量化させる。エポキシ基と
反応させるこれらのアミンは、エポキシ樹脂のエポキシ
基とほぼ当量で使用するのが好ましい。
When an amine having two or more active hydrogens is reacted, the amine functions as a chain extender of the epoxy resin, and makes the epoxy resin have a high molecular weight. These amines which react with the epoxy groups are preferably used in approximately equivalent amounts to the epoxy groups of the epoxy resin.

【0018】アミン変性エポキシ樹脂のGPC分析によ
る数平均分子量は600〜8000が好ましい。数平均分子量
が600未満であると造膜性が不十分であり、8000を越え
るとバインダー成分の水性媒体中での分散が困難であ
る。
The number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin by GPC analysis is preferably from 600 to 8,000. When the number average molecular weight is less than 600, the film-forming property is insufficient, and when it exceeds 8,000, it is difficult to disperse the binder component in an aqueous medium.

【0019】また、アミン変性エポキシ樹脂のアミノ基
当量は樹脂100gに対して、20〜250ミリグラム当量(me
q)程度のものを使用する。好ましくは40〜200である。
The amino group equivalent of the amine-modified epoxy resin is 20 to 250 milligram equivalent (me
q) Use the one of the degree. Preferably it is 40-200.

【0020】硬化剤とは、カチオン性樹脂を架橋するこ
とによって電着塗料組成物の被膜を硬化させる成分をい
う。本発明において硬化剤はブロックポリイソシアネー
トを用いる。ブロックポリイソシアネートとはブロック
剤でポリイソシアネートのイソシアネート基が保護され
たポリイソシアネートをいう。
The curing agent is a component that cures the coating of the electrodeposition coating composition by crosslinking the cationic resin. In the present invention, a blocked polyisocyanate is used as a curing agent. The blocked polyisocyanate is a polyisocyanate in which the isocyanate group of the polyisocyanate is protected by a blocking agent.

【0021】ブロックポリイソシアネート硬化剤の調製
に用いることができるポリイソシアネートは4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート、m−またはp−キ
シリレンジイソシアネートまたはそれらの混合物、2,
4−または2,6−トリレンジイソシアネート、下記式
(I):
The polyisocyanate which can be used for preparing the blocked polyisocyanate curing agent is 4,4'-
Diphenylmethane diisocyanate, m- or p-xylylene diisocyanate or mixtures thereof, 2,
4- or 2,6-tolylene diisocyanate, of the following formula (I):

【化2】 (式中、nは1〜6の整数)またはそれらの混合物、(脂
肪族―芳香族化合物系)、m−フェニレンジイソシアネ
ート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジ
フェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソ
シアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、
4,4’−トルイジンジイソシアネート、1,4−キシ
レンジイソシアネート(芳香族化合物系)、ジアニシジ
ンジイソシアネート、4,4−ジフェニルエーテルジイ
ソシアネート、クロロジフェニルジイソシアネートまた
はそれらの混合物(核置換芳香族化合物系)などの芳香
族ポリイソシアネート化合物等がある。
Embedded image (Where n is an integer of 1 to 6) or a mixture thereof (aliphatic-aromatic compound), m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene Diisocyanate, 1,4-naphthalenediisocyanate,
Aroma such as 4,4′-toluidine diisocyanate, 1,4-xylene diisocyanate (aromatic compound), dianisidine diisocyanate, 4,4-diphenyl ether diisocyanate, chlorodiphenyl diisocyanate or a mixture thereof (nuclear substituted aromatic compound) And group III polyisocyanate compounds.

【0022】本発明においては、上記のイソシアネート
の中でも芳香族ポリイソシアネート化合物、中でも脂肪
族−芳香族系の芳香族ポリイソシアネート化合物が好ま
しく、特に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
トを使用するといい。ポリイソシアネートは2量体また
は3量体等の重合ポリイソシアネートであってもよい。
In the present invention, among the above-mentioned isocyanates, an aromatic polyisocyanate compound, particularly an aliphatic-aromatic aromatic polyisocyanate compound, is preferred, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is particularly preferably used. The polyisocyanate may be a polymerized polyisocyanate such as a dimer or trimer.

【0023】ブロックポリイソシアネート硬化剤の調製
に用いるブロック剤とはイソシアネートが室温環境で反
応するのを防止するために、ポリイソシアネート中のイ
ソシアネート基と一時的に反応させる低分子量化合物を
いう。一般に、ブロック剤は加熱下イソシアネート基か
ら脱離する。
The blocking agent used for preparing the blocked polyisocyanate curing agent refers to a low molecular weight compound which is temporarily reacted with an isocyanate group in the polyisocyanate in order to prevent the isocyanate from reacting in a room temperature environment. Generally, the blocking agent is released from the isocyanate group under heating.

【0024】本発明においてブロック剤は少なくともラ
クタム系ブロック剤を用いる。ラクタム系ブロック剤と
しては、例えば、ε−カプロラクタム、δ−バレロラク
タム、γ−ブチロラクタムおよびβ−プロピオラクタム
などを挙げることができる。
In the present invention, at least a lactam blocking agent is used as the blocking agent. Examples of the lactam blocking agent include ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and β-propiolactam.

【0025】上記ラクタム系ブロック剤とともに、ラク
タム系ブロック剤以外のその他の活性水素含有ブロック
剤(以下、単に「活性水素含有ブロック剤」という)を
併用すると、低温硬化性に加え、塗膜の耐久性をより向
上させることができることが見出された。活性水素含有
ブロック剤のみでブロックした硬化剤を使用すると、塗
膜の耐食性が劣る。活性水素含有ブロック剤としては、
例えば、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エチルエーテル、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル、ジ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−2−エチルヘキ
シルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエー
テル系ブロック剤、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の
プロピレングリコールモノアルキルエーテル系ブロック
剤、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフ
ェノールおよびエチルフェノールなどのフェノール系ブ
ロック剤;アセト酢酸エチルおよびアセチルアセトンな
どの活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、ベ
ンジルアルコール、グリコール酸メチル、グリコール酸
ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチルおよび乳酸
エチルなどのアルコール系ブロック剤;ホルムアルドキ
シム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチ
ルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキ
サンオキシムなどのオキシム系ブロック剤;ブチルメル
カプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ブチルメルカプ
タン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチル
チオフェノールなどのメルカプタン系ブロック剤;酢酸
アミド、ベンズアミドなどの酸アミド系ブロック剤;コ
ハク酸イミドおよびマレイン酸イミドなどのイミド系ブ
ロック剤;イミダゾール、2−エチルイミダゾールなど
のイミダゾール系ブロック剤;ピラゾール系ブロック
剤;及びトリアゾール系ブロック剤等を挙げることがで
きる。好ましくはエチレングリコールモノアルキルエー
テル系ブロック剤、エチレングリコールモノ−2−エチ
ルヘキシルエーテルである。
When an active hydrogen-containing blocking agent other than the lactam-based blocking agent is used together with the lactam-based blocking agent (hereinafter simply referred to as "active hydrogen-containing blocking agent"), the durability of the coating film is improved in addition to the low-temperature curability. It has been found that the properties can be further improved. When a curing agent blocked only with an active hydrogen-containing blocking agent is used, the corrosion resistance of the coating film is poor. As an active hydrogen-containing blocking agent,
For example, ethylene glycol monoalkyl ether-based blocking agents such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl Propylene glycol monoalkyl ether blocking agents such as ether; phenol blocking agents such as phenol, cresol, xylenol, chlorophenol and ethylphenol; active methylene blocking agents such as ethyl acetoacetate and acetylacetone; methanol, ethanol, propanol, butanol , Amyl alcohol, benzyl alcohol Alcohol-based blocking agents such as methyl glycolate, butyl glycolate, diacetone alcohol, methyl lactate and ethyl lactate; oxime-based blocking agents such as formaldoxime, acetoaldoxime, acetoxime, methylethylketoxime, diacetylmonooxime, and cyclohexaneoxime; Mercaptan-based blocking agents such as butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-butyl mercaptan, thiophenol, methylthiophenol, and ethylthiophenol; acid amide-based blocking agents such as acetate amide and benzamide; imide-based agents such as succinimide and maleic imide Blocking agents; imidazole-based blocking agents such as imidazole and 2-ethylimidazole; pyrazole-based blocking agents; and triazole-based blocking agents It can be mentioned. Preferred are ethylene glycol monoalkyl ether-based blocking agents and ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether.

【0026】ブロックポリイソシアネートの調製に使用
されるブロック剤は一般にポリイソシアネートのイソシ
アネート基と当量で使用される。
The blocking agent used in the preparation of the blocked polyisocyanate is generally used in an equivalent amount to the isocyanate groups of the polyisocyanate.

【0027】ラクタム系ブロック剤と活性水素含有ブロ
ック剤との配合比は当量比で2/8〜1/0とすることが好ま
しい。活性水素含有ブロック剤の使用量が多すぎると、
耐食性向上の効果が低くなる。
The mixing ratio of the lactam blocking agent to the active hydrogen-containing blocking agent is preferably 2/8 to 1/0 in equivalent ratio. If the amount of the active hydrogen-containing blocking agent is too large,
The effect of improving corrosion resistance is reduced.

【0028】硬化剤の量は、硬化時にカチオン性樹脂中
の1級、2級又は/及び3級アミノ基、水酸基等の活性
水素含有官能基と反応して良好な硬化塗膜を与えるよう
に調節する。アミン変性エポキシ樹脂と硬化剤との重量
比で表して一般に90/10〜50/50、好ましくは80/20〜65/
35の範囲である。
The amount of the curing agent is determined so that it reacts with the active hydrogen-containing functional groups such as primary, secondary and / or tertiary amino groups and hydroxyl groups in the cationic resin during curing to give a good cured coating film. Adjust. Generally expressed as a weight ratio of the amine-modified epoxy resin and the curing agent, 90/10 to 50/50, preferably 80/20 to 65 /
The range is 35.

【0029】アミン変性エポキシ樹脂と硬化剤の合計重
量100gに対するアミノ基当量は20〜250ミリグラム当量
(meq)、好ましくは40〜200ミリグラム当量、より好ま
しくは50〜150ミリグラム当量である。このアミノ基当
量が小さすぎるとバインダー成分の水性媒体中での分散
安定性が低下し、大きすぎると塗料組成物のつきまわり
性が低下する。ここでのアミノ基当量はアミン変性エポ
キシ樹脂由来の値である。本発明のカチオン電着塗料組
成物に使用する硬化促進剤は、銅触媒と、亜鉛触媒また
はスズ触媒とを組み合わせたものを用いる。
The amino group equivalent is 20 to 250 milligram equivalents (meq), preferably 40 to 200 milligram equivalents, more preferably 50 to 150 milligram equivalents based on 100 g of the total weight of the amine-modified epoxy resin and the curing agent. If the amino group equivalent is too small, the dispersion stability of the binder component in an aqueous medium is reduced, and if it is too large, the throwing power of the coating composition is reduced. The amino group equivalent here is a value derived from an amine-modified epoxy resin. As the curing accelerator used in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, a combination of a copper catalyst and a zinc catalyst or a tin catalyst is used.

【0030】銅触媒は、水性媒体中において銅イオンを
放出し得る化合物であり、例えば、酢酸銅、アセチルア
セトン銅、蟻酸銅を挙げることができる。
The copper catalyst is a compound capable of releasing copper ions in an aqueous medium, and examples thereof include copper acetate, copper acetylacetone, and copper formate.

【0031】銅触媒の使用量は銅換算で全塗料組成物重
量に対して200〜2000ppm、好ましくは300〜1500ppmとな
るような量とする。なお、銅換算とは、銅触媒化合物の
銅だけを取り出した場合の質量を全塗料組成物重量で割
った値を意味している。以下、スズ換算、亜鉛換算も同
様である。該触媒は複数のものを併用してよく、その場
合には合計使用量が上記範囲内であればよい。
The amount of the copper catalyst used is 200 to 2000 ppm, preferably 300 to 1500 ppm, based on the weight of the total coating composition in terms of copper. The copper conversion means a value obtained by dividing the mass of the copper catalyst compound when only copper is taken out by the total coating composition weight. Hereinafter, the same applies to tin conversion and zinc conversion. A plurality of catalysts may be used in combination, and in that case, the total used amount may be within the above range.

【0032】亜鉛触媒は水性媒体中において亜鉛イオン
を放出し得る化合物であり、例えば、酢酸亜鉛、乳酸亜
鉛、蟻酸亜鉛を挙げることができる。
The zinc catalyst is a compound capable of releasing zinc ions in an aqueous medium, and examples thereof include zinc acetate, zinc lactate and zinc formate.

【0033】スズ触媒は水性媒体中においてスズイオン
を放出し得る化合物および非水溶性の有機スズ化合物を
包含する。例えば、モノオルガノスズ化合物、ジオルガ
ノスズ化合物(例えばジブチルスズオキシド)及び/又
はトリオルガノスズ化合物が使用でき、好ましくはモノ
オルガノスズ化合物及び/又はジオルガノスズ化合物、
より好ましくはジオルガノスズ化合物である。
The tin catalyst includes a compound capable of releasing tin ions in an aqueous medium and a water-insoluble organotin compound. For example, a monoorganotin compound, a diorganotin compound (for example, dibutyltin oxide) and / or a triorganotin compound can be used, preferably a monoorganotin compound and / or a diorganotin compound,
More preferred are diorganotin compounds.

【0034】銅触媒に対する亜鉛触媒またはスズ触媒の
使用量は、銅換算重量に対する金属錫換算の重量と亜鉛
換算重量の合計重量比で1:0.1〜1:10、好ましくは1:
0.2〜1:5である。0.1未満だと耐食性、硬化性が低下
し、また、10を越えると塗膜外観が低下する。
The amount of the zinc catalyst or the tin catalyst to be used relative to the copper catalyst is 1: 0.1 to 1:10, preferably 1: 1, in terms of the total weight of the weight of metal tin and the weight of zinc relative to the weight of copper.
0.2 to 1: 5. If it is less than 0.1, the corrosion resistance and curability decrease, and if it exceeds 10, the appearance of the coating film deteriorates.

【0035】本発明のカチオン電着塗料組成物は、上述
したアミン変性エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、お
よびその他のカチオン電着塗料組成物に通常含有される
成分を、水性媒体中に分散させることによって調製され
る。成分の分散は通常の方法で行えばよい。
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention is obtained by dispersing the above-mentioned amine-modified epoxy resin, curing agent, curing accelerator and other components usually contained in the cationic electrodeposition coating composition in an aqueous medium. It is prepared by allowing The components may be dispersed by a usual method.

【0036】水性媒体中には水の他に種々の有機溶媒を
樹脂の溶解、粘度などの調整のためにもちいてもよい。
使用し得る有機溶媒の具体例として、例えば、炭化水素
類(例えば、キシレンまたはトルエン)、アルコール類
(例えば、メチルアルコール、n-ブチルアルコール、
イソプロピルアルコール、2-エチルヘキシルアルコー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール)、エ
ーテル類(例えば、エチレングリコールモノエチルエー
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エーテル、エチレングリコー
ルモノ−2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブ
タノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル)、ケトン類
(例えば、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン、イソホロン、アセチルアセトン)、エステル類(例
えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテー
ト)、およびそれらの混合物が挙げられる。これらの溶
媒の使用量は塗料全体に対して約0.01〜25重量%、好ま
しくは0.05〜15重量%である。なお、有機溶媒は、樹脂
や硬化剤の調製時に使用された有機溶媒が使用されて良
い。この場合、樹脂や硬化剤は調製された後、有機溶媒
を留去することなく、そのまま溶液状態で使用されてよ
い。その場合、樹脂溶液と硬化剤溶液との固形分重量比
が上記重量比の範囲内であればよい。
In the aqueous medium, various organic solvents may be used in addition to water to adjust the dissolution and viscosity of the resin.
Specific examples of organic solvents that can be used include, for example, hydrocarbons (eg, xylene or toluene), alcohols (eg, methyl alcohol, n-butyl alcohol,
Isopropyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol), ethers (eg, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monoethyl) Ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diethylene glycol monoethyl ether,
Diethylene glycol monobutyl ether), ketones (eg, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, acetylacetone), esters (eg, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate), and mixtures thereof. The use amount of these solvents is about 0.01 to 25% by weight, preferably 0.05 to 15% by weight, based on the whole paint. In addition, the organic solvent used at the time of preparation of a resin and a hardening agent may be used. In this case, after the resin or the curing agent is prepared, the resin or the curing agent may be used as it is without distilling off the organic solvent. In that case, the solid content weight ratio between the resin solution and the curing agent solution may be within the above range of the weight ratio.

【0037】本発明のカチオン電着塗料組成物には、上
記成分の他に必要に応じてカチオン電着塗料組成物に通
常含有させる成分を通常使用する量で添加することがで
きる。かかる成分としては、例えば、中和剤、顔料、顔
料分散樹脂、粘度調節剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤等を挙げることができる。
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention may contain, if necessary, components usually contained in the cationic electrodeposition coating composition, in addition to the above-mentioned components, in amounts usually used. Examples of such a component include a neutralizing agent, a pigment, a pigment-dispersed resin, a viscosity modifier, a surfactant, an antioxidant, and an ultraviolet absorber.

【0038】顔料は一般に塗膜に色彩や隠蔽性及び耐食
性を付与するために含有される。本発明の電着塗料組成
物にも通常用いられる顔料を含有させてよい。かかる顔
料の例としては、チタンホワイト、カーボンブラック及
びベンガラのような着色顔料、カオリン、タルク、ケイ
酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカ、クレー及び
シリカのような体質顔料、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン
酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シ
アン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、
モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブ
デン酸カルシウム及びリンモリブデン酸アルミニウムの
ような防錆顔料等が挙げられる。
Pigments are generally included to impart color, hiding power, and corrosion resistance to the coating film. The electrodeposition coating composition of the present invention may contain a commonly used pigment. Examples of such pigments include coloring pigments such as titanium white, carbon black and red iron oxide, extender pigments such as kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica, clay and silica, zinc phosphate, iron phosphate, Aluminum phosphate, calcium phosphate, zinc phosphite, zinc cyanide, zinc oxide, aluminum tripolyphosphate,
Rust preventing pigments such as zinc molybdate, aluminum molybdate, calcium molybdate and aluminum phosphomolybdate are included.

【0039】顔料を電着塗料組成物の成分として用いる
場合、一般に顔料を予め高濃度で水性媒体に分散させて
ペースト状にする。顔料は粉体状であるため、電着塗料
組成物で用いる低濃度均一状態に、一工程で分散させる
のは困難だからである。一般にこのようなペーストを顔
料分散ペーストという。
When a pigment is used as a component of an electrodeposition coating composition, the pigment is generally dispersed in an aqueous medium at a high concentration in advance to form a paste. This is because the pigment is in powder form, and it is difficult to disperse the pigment in a single step in a low concentration uniform state used in the electrodeposition coating composition. Generally, such a paste is called a pigment dispersion paste.

【0040】顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散用樹
脂と共に水性媒体中に分散させて調製される。顔料分散
樹脂としては、一般に、4級アンモニウム基、3級スル
ホニウム基、アミノ基を有する変性エポキシ樹脂等のよ
うなカチオン性重合体やカチオン性又はノニオン性の低
分子量界面活性剤を用いる。
The pigment dispersion paste is prepared by dispersing a pigment together with a pigment dispersing resin in an aqueous medium. As the pigment dispersion resin, a cationic polymer such as a modified epoxy resin having a quaternary ammonium group, a tertiary sulfonium group, or an amino group, or a cationic or nonionic low molecular weight surfactant is generally used.

【0041】これらの成分を混合した後、混合物を顔料
が所定の均一な粒径となるまで分散させて顔料分散ペー
ストを得る。分散には通常分散装置を用いる。例えば、
ボールミルやサンドグラインドミル等を用いる。顔料分
散ペーストに含まれる顔料の粒径は、通常15μm以下で
ある。
After mixing these components, the mixture is dispersed until the pigment has a predetermined uniform particle size to obtain a pigment-dispersed paste. A dispersing apparatus is usually used for dispersion. For example,
A ball mill, a sand grind mill, or the like is used. The particle size of the pigment contained in the pigment dispersion paste is usually 15 μm or less.

【0042】顔料分散ペーストをカチオン電着塗料組成
物に配合する場合、顔料分散ペーストの配合量はカチオ
ン電着塗料組成物中、固形分として顔料が50重量%を越
えない量とすることが好ましい。
When the pigment-dispersed paste is mixed with the cationic electrodeposition coating composition, the amount of the pigment-dispersed paste is preferably not more than 50% by weight as a solid content in the cationic electrodeposition coating composition. .

【0043】中和剤とはカチオン性樹脂に含まれるカチ
オン性基と結合して塩を形成し、カチオン性樹脂を水性
媒体に分散可能にする成分であり、乳酸等有機酸及び無
機酸である。
The neutralizing agent is a component which binds to a cationic group contained in the cationic resin to form a salt and makes the cationic resin dispersible in an aqueous medium, and is an organic acid such as lactic acid or an inorganic acid. .

【0044】本発明のカチオン電着塗料組成物を使用し
て電着塗装を行う場合、被塗物としては導電性のあるも
のであれば特に限定されず、例えば、鉄板、鋼板、アル
ミニウム板及びこれらを表面処理したもの、これらの成
型物等を挙げることができる。
When electrodeposition coating is performed using the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the object to be coated is not particularly limited as long as it is conductive, and examples thereof include iron plates, steel plates, aluminum plates and the like. Those obtained by subjecting them to surface treatment, molded products thereof, and the like can be given.

【0045】電着塗装は、被塗物を陰極として陽極との
間に、通常、50〜450Vの電圧を印加して行う。印加電圧
が50V未満であると電着が不充分となり、450Vを超える
と、消費電力が大きくなり、不経済である。本発明の組
成物を使用して上述の範囲内で電圧を印加すると、電着
過程における急激な膜厚の上昇を生じることなく、被塗
物全体に均一な被膜を形成することができる。
The electrodeposition coating is usually carried out by applying a voltage of 50 to 450 V between the object to be coated as a cathode and the anode. If the applied voltage is less than 50 V, electrodeposition becomes insufficient, and if it exceeds 450 V, power consumption increases, which is uneconomical. When a voltage is applied within the above range using the composition of the present invention, a uniform film can be formed on the entire object without causing a sharp increase in the film thickness during the electrodeposition process.

【0046】上記電圧を印加する場合のカチオン電着塗
料組成物の浴液温度は、通常、10〜45℃が好ましい。
When the above voltage is applied, the bath temperature of the cationic electrodeposition coating composition is usually preferably from 10 to 45 ° C.

【0047】電着過程は、(i)カチオン電着塗料組成
物に被塗物を浸漬する過程、及び(ii)上記被塗物を陰
極して、陽極との間に電圧を印加し、被膜を析出させる
過程、から構成されることが好ましい。また、電圧を印
加する時間は、電着条件によって異なるが、一般には、
2〜4分とすることができる。
The electrodeposition step includes (i) a step of immersing the object to be coated in the cationic electrodeposition coating composition, and (ii) a step of applying a voltage between the object and the anode by applying a voltage between the cathode and the anode. Is preferably formed. The time for applying the voltage varies depending on the electrodeposition conditions.
Can be 2-4 minutes.

【0048】上述のようにして得られる電着被膜は、電
着過程の終了後、そのまま又は水洗した後、150〜260℃
10〜30分間焼き付けることにより硬化させて、硬化塗膜
を得る。本発明のカチオン電着塗料組成物は160℃程度
の低い温度で硬化させることができ、またそのような低
温硬化しても得られる塗膜は耐食性が高い。
After completion of the electrodeposition process, the electrodeposited film obtained as described above,
It is cured by baking for 10 to 30 minutes to obtain a cured coating film. The cationic electrodeposition coating composition of the present invention can be cured at a temperature as low as about 160 ° C., and even when cured at such a low temperature, the resulting coating film has high corrosion resistance.

【0049】本発明のカチオン電着塗料組成物は、硬化
後の電着塗膜の膜厚が10〜30μmとなるように使用され
る。10μm未満であると、防錆性が不充分であり、30μm
を超えると、塗料の浪費につながる。
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention is used so that the thickness of the cured electrodeposition coating film is 10 to 30 μm. If it is less than 10 μm, the rust resistance is insufficient, and 30 μm
Exceeding this leads to waste of paint.

【0050】このようにして得られる塗膜が形成された
被塗物は、目的に応じて必要な中塗及び/又は上塗りが
更に施される。例えば、自動車用外板の場合には、一般
に、耐チッピング性を付与するための溶剤型、水性又は
粉体の中塗り塗料を塗布し焼き付けた後、更に、ベース
塗料を塗布し、これを硬化させずにクリア塗料を塗布す
る、いわゆるウェットオンウェット方法で塗装され、そ
の後これらの塗膜を同時に焼き付ける2コート1ベーク
塗装方法が適用される。
The substrate on which the coating film thus obtained is formed is further coated with a necessary intermediate coat and / or top coat according to the purpose. For example, in the case of a car outer panel, generally, after applying and baking a solvent-type, water-based or powder intermediate coating for imparting chipping resistance, a base coating is further applied and cured. A two-coat, one-bake coating method in which a clear paint is applied without coating, that is, a so-called wet-on-wet method, and then these films are simultaneously baked is applied.

【0051】[0051]

【実施例】以下の実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、
「部」および「%」は断らない限り重量基準による。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto. In the examples,
“Parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

【0052】アミン変性エポキシ樹脂の合成 撹拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を
装備したフラスコに、2,4−/2,6−トリレンジイソ
シアネート(重量比=8/2)92部、メチルイソブチルケ
トン(MIBK)95部およびジブチルチンジラウレート0.5
部を仕込んだ。反応混合物を撹拌下、メタノール21部を
滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで
昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレン
グリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル57部を滴
下漏斗より滴下した。更に、反応混合物に、ビスフェノ
ールA−プロピレンオキシド5モル付加体42部を添加し
た。反応は主に、60〜65℃の範囲で行い、IRスペクトル
の測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失
するまで継続した。
Synthesis of amine-modified epoxy resin 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (weight ratio = 8/2) was placed in a flask equipped with a stirrer, cooling tube, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel. 92 parts, methyl isobutyl ketone (MIBK) 95 parts and dibutyltin dilaurate 0.5
The department was charged. While stirring the reaction mixture, 21 parts of methanol was added dropwise. The reaction started at room temperature and was heated to 60 ° C. due to exotherm. Then, after continuing the reaction for 30 minutes, 57 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was added dropwise from a dropping funnel. Further, 42 parts of a 5 mol bisphenol A-propylene oxide adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly performed at a temperature in the range of 60 to 65 ° C., and was continued until the absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of the IR spectrum.

【0053】次に、ビスフェノールAとエピクロルヒド
リンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポ
キシ樹脂365部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温し
た。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、
エポキシ当量410部になるまで130℃で反応させた。
Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added,
The reaction was carried out at 130 ° C. until the epoxy equivalent reached 410 parts.

【0054】続いて、ビスフェノールA87部を加えて12
0℃で反応させたところ、エポキシ当量は1190となっ
た。その後、反応混合物を冷却し、ジエタノールアミン
11部、N−エチルエタノールアミン24部およびアミノエ
チルエタノールアミンのケチミン化物の79重量%MIBK溶
液25部を加え、110℃で2時間反応させた。その後、MIBK
で不揮発分80%となるまで希釈し、アミン変性エポキシ
樹脂(樹脂固形分80%)を得た。
Subsequently, 87 parts of bisphenol A was added to add 12 parts.
The reaction at 0 ° C. resulted in an epoxy equivalent of 1190. Thereafter, the reaction mixture was cooled and diethanolamine
11 parts, 24 parts of N-ethylethanolamine and 25 parts of a 79% by weight MIBK solution of a ketimine compound of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Then MIBK
To obtain an amine-modified epoxy resin (resin solid content: 80%).

【0055】このアミン変性エポキシ樹脂のアミノ基当
量は86meq/100g(樹脂単独)であった。
The amino group equivalent of this amine-modified epoxy resin was 86 meq / 100 g (resin alone).

【0056】硬化剤1の合成 4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)1
250部及びメチルイソブチルケトン266.4部を反応容器に
仕込み、80℃になるまでこれらを加熱し、ジブチルチン
ジラウレート2.5部を加えた。エチレングリコールモノ
−2−エチルヘキシルエーテル(2−エチルヘキシルセ
ロソルブ)696部にε−カプロラクタム678部を溶解させ
た溶液を上記反応容器に80℃にて2時間かけて滴下し
た。温度を100℃まで上げ、4時間加熱してイソシアネ
ート基の吸収スペクトルが消失したことを確認した。つ
いで、メチルイソブチルケトン387.1部を加えてブロッ
クポリイソシアネート硬化剤を得た。硬化剤2の合成 ε−カプロラクタムを使用せずエチレングリコールモノ
−2−エチルヘキシルエーテルを1740部使用した以外硬
化剤の合成1と同様にブロックポリイソシアネート硬化
剤を得た。
Synthesis of curing agent 1 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) 1
250 parts and 266.4 parts of methyl isobutyl ketone were charged into a reaction vessel, heated to 80 ° C., and 2.5 parts of dibutyltin dilaurate was added. A solution obtained by dissolving 678 parts of ε-caprolactam in 696 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (2-ethylhexyl cellosolve) was dropped into the above reaction vessel at 80 ° C over 2 hours. The temperature was increased to 100 ° C., and the mixture was heated for 4 hours, and it was confirmed that the absorption spectrum of the isocyanate group disappeared. Next, 387.1 parts of methyl isobutyl ketone was added to obtain a blocked polyisocyanate curing agent. Synthesis of Curing Agent 2 A blocked polyisocyanate curing agent was obtained in the same manner as in Synthesis 1 of the curing agent except that 1740 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was used without using ε-caprolactam.

【0057】ハーフブロックイソシアネートの合成 イソホロンジイソシアネート(IPDI)222部を反応容器
に入れ、メチルイソブチルケトン39.1部で希釈した後、
ジブチルチンジラウレート0.2部を加え、50℃に昇温
し、2−エチルヘキサノール131.5部を樹脂温度が55℃
を越えないように2時間かけて加えた。撹拌しながら反
応温度を50℃に1時間維持し、ハーフブロックイソシア
ネートを得た。
Synthesis of half-blocked isocyanate 222 parts of isophorone diisocyanate (IPDI) was placed in a reaction vessel and diluted with 39.1 parts of methyl isobutyl ketone.
0.2 parts of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 50 ° C.
Over 2 hours so as not to exceed. The reaction temperature was maintained at 50 ° C. for 1 hour with stirring to obtain a half-blocked isocyanate.

【0058】顔料分散樹脂の調製 反応容器に、エポキシ当量188のビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂(ダウ・ケミカル・カンパニー社製)382.2
重量部とビスフェノールA117.8重量部を仕込み、窒素
雰囲気下、150〜160℃で1時間反応させ、120℃に冷却
した後、ハーフブロックイソシアネート(メチルイソブ
チルケトン溶液)209.8重量部を加えた。140〜150℃で
1時間反応させた後、エチレングリコールモノブチルエ
ーテル205.0重量部を加えて60〜65℃に冷却した。
Preparation of Pigment Dispersion Resin A reaction vessel was charged with a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 (manufactured by Dow Chemical Company) 382.2.
In a nitrogen atmosphere, the mixture was reacted at 150 to 160 ° C. for 1 hour, cooled to 120 ° C., and then 209.8 parts by weight of a half-blocked isocyanate (methyl isobutyl ketone solution) was added. After reacting at 140 to 150 ° C for 1 hour, 205.0 parts by weight of ethylene glycol monobutyl ether was added, and the mixture was cooled to 60 to 65 ° C.

【0059】そこへ、1−(2−ヒドロキシエチルチ
オ)−2−プロパノール408.0重量部、脱イオン水144.0
重量部、ジメチロールプロピオン酸134重量部を加え、
酸価が1となるまで65〜75℃で反応させ、エポキシ樹脂
に3級スルホニウム基を導入し、脱イオン水1595.2重量
部を加えて3級化を終了させることにより、顔料分散用
3級スルホニウム塩基含有エポキシ樹脂を得た(樹脂固
形分30%)。
There, 408.0 parts by weight of 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol, 144.0 parts of deionized water
Parts by weight, 134 parts by weight of dimethylolpropionic acid,
The tertiary sulfonium for pigment dispersion is obtained by reacting at 65 to 75 ° C. until the acid value becomes 1, introducing a tertiary sulfonium group into the epoxy resin, and adding 1595.2 parts by weight of deionized water to terminate the tertiary conversion. A base-containing epoxy resin was obtained (resin solid content 30%).

【0060】顔料分散ペーストの調製 サンドグラインドミルに上記で製造した顔料分散樹脂20
0部、カーボンブラック2.0部、カオリン100.0部、二酸
化チタン80.0部、リンモリブデン酸アルミニウム18.0部
およびイオン交換水を入れ、粒度10μm以下になるまで
分散して、鉛フリー顔料分散ペーストを得た(固形分60
%)。
Preparation of Pigment Dispersion Paste The pigment dispersion resin 20 prepared above was placed in a sand grind mill.
0 parts, 2.0 parts of carbon black, 100.0 parts of kaolin, 80.0 parts of titanium dioxide, 18.0 parts of aluminum phosphomolybdate and ion-exchanged water were dispersed until the particle size became 10 μm or less to obtain a lead-free pigment dispersion paste (solid Min 60
%).

【0061】カチオン電着塗料組成物1の調製 上記で製造したアミン変性エポキシ樹脂、硬化剤、顔料
分散ペーストを使用して、下記のようにしてカチオン電
着塗料組成物1を製造した。まずアミン変性エポキシ樹
脂と硬化剤1を75:25(重量比)で混合した。
Preparation of cationic electrodeposition coating composition 1 Using the amine-modified epoxy resin, curing agent and pigment dispersion paste prepared above, a cationic electrodeposition coating composition 1 was produced as follows. First, the amine-modified epoxy resin and the curing agent 1 were mixed at a ratio of 75:25 (weight ratio).

【0062】その後、エチレングリコールモノ−2−エ
チルヘキシルエーテルを、固形分に対して3%になるよ
うに加えた。このバインダー成分800部に対して50%乳
酸を26.4部および酢酸銅6.4部加えた。更にイオン交換
水を加えてゆっくり希釈した。固形分が36.0%となるよ
うに、減圧下でMIBKを除去することにより、メインエマ
ルジョンとした。
Thereafter, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was added to a concentration of 3% based on the solid content. 26.4 parts of 50% lactic acid and 6.4 parts of copper acetate were added to 800 parts of the binder component. Further, ion-exchanged water was added to dilute the mixture slowly. The MIBK was removed under reduced pressure so that the solid content was 36.0%, to obtain a main emulsion.

【0063】このメインエマルジョン1580.2部および顔
料分散ペースト385.2部を、イオン交換水2025.2部およ
びジブチルスズオキシドを9.3部加え混合して、固形分2
0.0重量%のカチオン性電着塗料を調製した。電着塗料
中の顔料含有量と全樹脂含有量の固形分重量比は1/3.5
であった。全塗料組成物重量に対する銅イオンの量は45
0ppmに相当し、塗料組成物中の全樹脂固形分重量に対す
るジブチルスズオキシドの量は1.5%(スズ換算で塗料
組成物中に1110ppm)に相当していた。
1580.2 parts of the main emulsion and 385.2 parts of the pigment dispersion paste were added and mixed with 2025.2 parts of ion-exchanged water and 9.3 parts of dibutyltin oxide.
A 0.0% by weight cationic electrodeposition paint was prepared. The solid content weight ratio of the pigment content to the total resin content in the electrodeposition paint is 1 / 3.5
Met. The amount of copper ions to the total coating composition weight is 45
It corresponded to 0 ppm, and the amount of dibutyltin oxide based on the total resin solid content in the coating composition was 1.5% (1110 ppm in the coating composition in terms of tin).

【0064】カチオン電着塗料組成物2の調製 酢酸銅の代わりに酢酸亜鉛(亜鉛イオン触媒)を6.8部
および50%乳酸25.7部用いたこと以外、実施例1と同様
にしてカチオン電着塗料組成物2を得た。全塗料組成物
重量に対する亜鉛イオンの量は450ppmに相当していた。
Preparation of Cathodic Electrocoating Composition 2 The cationic electrocoating composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6.8 parts of zinc acetate (zinc ion catalyst) and 25.7 parts of 50% lactic acid were used instead of copper acetate. The product 2 was obtained. The amount of zinc ions relative to the total coating composition weight was equivalent to 450 ppm.

【0065】カチオン電着塗料組成物3の調製 硬化剤1の代わりに硬化剤2を用いたこと以外、カチオ
ン電着塗料組成物1と同様にしてカチオン電着塗料組成
物3を得た。全塗料組成物重量に対する銅イオンの量は
450ppmに相当していた。
Preparation of cationic electrodeposition coating composition 3 A cationic electrodeposition coating composition 3 was obtained in the same manner as the cationic electrodeposition coating composition 1 except that the curing agent 2 was used instead of the curing agent 1. The amount of copper ions based on the total coating composition weight is
It was equivalent to 450 ppm.

【0066】カチオン電着塗料組成物4の調製 硬化促進剤として酢酸銅12.8部、酢酸亜鉛(亜鉛イオン
触媒)を6.8部用いたこと以外、カチオン電着塗料組成
物1と同様にしてカチオン電着塗料組成物4を得た。全
塗料組成物重量に対する銅イオンの量は900ppmに相当
し、亜鉛イオンの量は450ppmに相当していた。
Preparation of cationic electrodeposition coating composition 4 Cationic electrodeposition coating composition 4 was prepared in the same manner as cationic electrodeposition coating composition 1 except that 12.8 parts of copper acetate and 6.8 parts of zinc acetate (zinc ion catalyst) were used as curing accelerators. A coating composition 4 was obtained. The amount of copper ions corresponded to 900 ppm and the amount of zinc ions corresponded to 450 ppm, based on the total coating composition weight.

【0067】評価 以上の様にして調製したカチオン電着塗料組成物1〜4の
硬化性および耐食性を評価した。
Evaluation The curability and corrosion resistance of the cationic electrodeposition coating compositions 1-4 prepared as described above were evaluated.

【0068】(硬化性)カチオン電着塗料組成物を、重
量を予め測定したブリキ板に、乾燥塗膜の膜厚が20μm
になるように電着を行い、これを150℃、160℃、170
℃、190℃、220℃の各温度で10分間焼き付けた。
(Curable) A cationic electrodeposition coating composition was placed on a tin plate whose weight had been measured in advance, and the dried coating film had a thickness of 20 μm.
Electrodeposition so that it becomes 150 ℃, 160 ℃, 170 ℃
It baked for 10 minutes at each temperature of ° C, 190 ° C, and 220 ° C.

【0069】得られた塗板は、その重量を測定した後、
アセトンに浸して6時間還流を行い、105℃で20分間乾燥
した。乾燥後、塗板の重量を測定した。下式によりゲル
分率を求め、以下の基準で硬化性を評価した。結果を下
記表1に示した。
After measuring the weight of the obtained coated plate,
The mixture was refluxed for 6 hours in acetone and dried at 105 ° C for 20 minutes. After drying, the weight of the coated plate was measured. The gel fraction was determined by the following formula, and the curability was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 1 below.

【0070】 ゲル分率(%)=(W2−W0)/(W1−W0)×100 (但し、W0はブリキ板の重量、W1は焼き付け後の塗板の
重量、W2はアセトン浸漬後の塗板の重量である。結果を
以下のようにランク付けし下記表1に示した。 ◎:ゲル分率が90%以上; ○:ゲル分率が80%以上〜90%未満; △:ゲル分率が70%以上〜80%未満; ×:ゲル分率が70%未満。
Gel fraction (%) = (W2−W0) / (W1−W0) × 100 (W0 is the weight of the tin plate, W1 is the weight of the coated plate after baking, and W2 is the weight of the coated plate after immersion in acetone. The results are ranked as follows and are shown in Table 1 below: :: Gel fraction is 90% or more; :: Gel fraction is 80% or more to less than 90%; Δ: Gel fraction is ×: The gel fraction is less than 70%.

【0071】(耐食性)カチオン電着塗料組成物をリン
酸亜鉛処理した冷延鋼板(15cm×7cm)に、乾燥塗膜の
膜厚が20μmになるように電着を行った。これを150℃、
160℃、170℃、190℃、220℃の各温度で10分間焼き付け
た。得られたカチオン電着塗膜を5%食塩水に55℃で240
時間浸漬した後、鋼板長辺の両側の塗膜剥離幅を測定し
その平均値を算出し、以下のようにランク付けした。結
果を下記表1に示した。 ◎:3mm未満; ○:3mm以上〜5mm以下; ×:5mmより大。
(Corrosion resistance) A cold-rolled steel sheet (15 cm × 7 cm) obtained by treating the cationic electrodeposition coating composition with zinc phosphate was subjected to electrodeposition so that the thickness of the dried coating film became 20 μm. This is 150 ℃,
Baking was performed at each of 160 ° C, 170 ° C, 190 ° C, and 220 ° C for 10 minutes. The obtained cationic electrodeposition coating film was placed in a 5% saline solution at 55 ° C. for 240 minutes.
After immersion for a period of time, the coating film peeling widths on both sides of the long side of the steel sheet were measured, and the average value was calculated. The results are shown in Table 1 below. ◎: less than 3 mm; ○: 3 mm or more to 5 mm or less; ×: more than 5 mm.

【0072】[0072]

【表1】 [Table 1]

【0073】表1から、カチオン電着塗料組成物1およ
び4は低温焼付け特性と耐食性の両者に優れていること
がわかる。
Table 1 shows that the cationic electrodeposition coating compositions 1 and 4 are excellent in both low-temperature baking characteristics and corrosion resistance.

【0074】また、同じ160℃で焼き付けた塗膜を比べ
てみると、硬化剤として2−エチルヘキシルセロソルブ
でのみでブロックされた硬化剤を使用した塗料組成物3
に比べ、2−エチルヘキシルセロソルブとカプロラクタ
ムの両者を使用してブロックされた硬化剤を使用した塗
料組成物1、2の方が極めて耐食性に優れていることが
わかる。
Further, when comparing the coating films baked at the same temperature of 160 ° C., coating composition 3 using a curing agent blocked only with 2-ethylhexyl cellosolve as a curing agent was used.
It can be seen that the coating compositions 1 and 2 using the curing agent blocked by using both 2-ethylhexyl cellosolve and caprolactam are much more excellent in corrosion resistance than those of the above.

【0075】硬化促進剤として銅を使用しない場合は、
低温硬化時の耐食性が悪いのみでなく、低温硬化性も悪
くなる。
When copper is not used as a curing accelerator,
Not only the corrosion resistance at the time of low-temperature curing is poor, but also the low-temperature curing property is poor.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明のカチオン電着塗料組成物は、低
温硬化性および耐食性に優れている。
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention has excellent low-temperature curability and corrosion resistance.

フロントページの続き (72)発明者 山田 光夫 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 Fターム(参考) 4J038 DB061 DB071 DB281 DB391 DG161 DG301 JA47 JC38 KA04 NA03 NA23 PA04 PB07 PC02 Continued on the front page (72) Inventor Mitsuo Yamada 19-17 Ikedanakamachi, Neyagawa-shi, Osaka F-term in Nippon Paint Co., Ltd. (reference) 4J038 DB061 DB071 DB281 DB391 DG161 DG301 JA47 JC38 KA04 NA03 NA23 PA04 PB07 PC02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)アミン変性エポキシ樹脂、(2)芳
香族ポリイソシアネートを少なくともラクタム系ブロッ
ク剤でブロックしたブロックイソシアネート硬化剤、お
よび(3)銅触媒と、亜鉛触媒およびスズ触媒からなる
グループから選択される少なくとも1種類とからなる硬
化促進剤を含んでなるカチオン電着塗料組成物。
1. A group consisting of (1) an amine-modified epoxy resin, (2) a blocked isocyanate curing agent obtained by blocking an aromatic polyisocyanate with at least a lactam blocking agent, and (3) a copper catalyst, a zinc catalyst and a tin catalyst. A cationic electrodeposition coating composition comprising at least one curing accelerator selected from the group consisting of:
【請求項2】 銅触媒が酢酸銅またはアセチルアセトン
銅である、請求項1に記載のカチオン電着塗料組成物。
2. The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein the copper catalyst is copper acetate or copper acetylacetone.
【請求項3】 芳香族ポリイソシアネートが4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート、m−またはp−キ
シリレンジイソシアネートまたはそれらの混合物、2,
4−または2,6−トリレンジイソシアネート、それら
の二量体あるいは三量体、下記式(I): 【化1】 (式中、nは1〜6の整数)または、それらの混合物であ
る請求項1〜2いずれかに記載のカチオン電着塗料組成
物。
3. The method according to claim 1, wherein the aromatic polyisocyanate is 4,4′-
Diphenylmethane diisocyanate, m- or p-xylylene diisocyanate or mixtures thereof, 2,
4- or 2,6-tolylene diisocyanate, dimer or trimer thereof, having the following formula (I): The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein n is an integer of 1 to 6, or a mixture thereof.
【請求項4】 ブロックイソシアネート硬化剤がラクタ
ム系ブロック剤と活性水素含有ブロック剤でブロックさ
れていることを特徴とする請求項1〜3に記載のカチオン
電着塗料組成物。
4. The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein the blocked isocyanate curing agent is blocked with a lactam-based blocking agent and an active hydrogen-containing blocking agent.
【請求項5】 ラクタム系ブロック剤/活性水素含有ブ
ロック剤の配合比が当量比で2/8〜1/0である請求項4に
記載のカチオン電着塗料組成物。
5. The cationic electrodeposition coating composition according to claim 4, wherein the mixing ratio of the lactam blocking agent / the active hydrogen-containing blocking agent is 2/8 to 1/0 in equivalent ratio.
【請求項6】 活性水素含有ブロック剤がエチレングリ
コールモノアルキルエーテル系ブロック剤である請求項
4または5に記載のカチオン電着塗料組成物。
6. The active hydrogen-containing blocking agent is an ethylene glycol monoalkyl ether-based blocking agent.
6. The cationic electrodeposition coating composition according to 4 or 5.
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