JP2002520491A - カルシウム塩を含む電着浴 - Google Patents
カルシウム塩を含む電着浴Info
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Abstract
Description
に電着方法におけるその使用に関し、この樹脂相はイオン性電着可能樹脂、その
硬化剤、および所定量で存在するカルシウム化合物から構成される。より詳細に
は、本発明は、改良された耐腐食性を特に未処理の鋼基板に対して提供する電着
浴に関する。
に皮膜形成性組成物を析出させることを伴う。電着はコーティング産業において
その重要性が増してきている。なぜなら、非電気泳動的コーティング手段と比べ
て、電着は塗料の利用率が高く、改良された腐食保護を提供し、そして環境汚染
が少ないからである。
。これは通常、アニオン性電着と呼ばれた。しかし、1972年にカチオン性電
着が商業的に導入された。このときからカチオン性電着は着実に普及し、そして
今日、はるかに最も有力な電着方法である。全世界で製造されるすべての自動車
の80パーセントより多くがカチオン性電着によるプライマーコーティングを施
されている。
化剤をとりわけ顔料と組み合わせて含む。クロム酸ケイ酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、
クロム酸鉛、および硫酸鉛のような鉛含有顔料がしばしば電着可能コーティング
で用いられる。なぜならこれらの鉛含有顔料は電着された物品に優れた耐腐食性
を与えるからである。しかし、カチオン性電着浴中で用いられる酸はしばしば鉛
顔料の一部を可溶化して、電着浴の水相に可溶な鉛塩を形成する。これらの鉛塩
はしばしば、浴の限外濾過液の中へと出て行き、そのため金属鉛および/または
イオン性または有機性の鉛含有物質の除去とその後の廃棄が必要となる。
グの使用が要求されている。優れた品質の表面コーティングは無鉛コーティング
のカチオン性電着によって達成され得るが、腐食を防ぐ鉛顔料を除去することに
より、これらのコーティングは、特に未処理の鋼基板に適用したときに、耐腐食
性に劣る結果をもたらし得る。
とは当該分野で周知である。しかし、無鉛コーティングのカチオン性電着におけ
るカルシウムの有効性は知られていない。従って、エレクトロコーティングされ
た金属基板、特に未処理鋼の耐腐食性を向上させる無鉛電着浴を提供することは
有利である。
を有する無鉛電着浴が提供される。この樹脂相は以下の成分を含む: (a)活性水素基含有イオン性電着可能樹脂、および (b)(a)の活性水素基と反応性の官能基を有する硬化剤。
mの総カルシウム、かつ約200ppm以下の可溶性カルシウムの量で存在する
少なくとも1つのカルシウム化合物を含む無鉛電着浴を含めることを包含する。
する方法、ならびにこの方法によってコーティングされる金属基板が提供される
。上記電気回路は電極および反対に荷電した逆の電極を含み、これらの電極は上
記水性の電着浴中に浸漬される。
脂相は以下の成分: (a)活性水素基含有イオン性電着可能樹脂、および (b)(a)の活性水素基と反応性の官能基を有する硬化剤を含み、ここで改
良点は、電着浴の重量を基準にして、約10ppmから約10,000ppm、
好ましくは約5,000ppm以下の、そしてより好ましくは約1,000pp
m以下の総カルシウム、かつ約200ppm以下の、好ましくは約75ppm以
下の、そしてより好ましくは50ppm以下の可溶性カルシウムの量で存在する
、少なくとも1つのカルシウム化合物を含む無鉛電着浴を包含する。
クトロコーティングされた基板の耐腐食性の感知できるほどの改良は観察されな
い。電着浴重量を基準にして約200ppmの可溶性カルシウムを越えるレベル
では、エレクトロコーティングされた基板の外観が許容されない。これはカソー
ドでのガスの発生により引き起こされるピンホール形成の結果と考えられる表面
の粗さによる。
存在する非解離カルシウムの総量を意味する。「可溶性カルシウム」は、カルシ
ウム化合物が水性電着浴中で解離した結果のカルシウムイオン、すなわちCa2+ を意味する。「可溶性カルシウム化合物」は、水性媒体中で実質的に完全に解離
し得るカルシウム化合物を意味し、そして「難溶性カルシウム化合物」は、水性
媒体中で部分的にしか解離し得ないカルシウム化合物を意味する。
ルシウム、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、および硝酸カルシウムのような有
機および無機のカルシウム塩である。酢酸カルシウムが好適な可溶性カルシウム
化合物である。本発明の電着浴での使用に適した難溶性カルシウム化合物の例は
、シュウ酸カルシウム、モリブデン酸カルシウム、チタン酸カルシウムおよびフ
ルオロケイ酸カルシウムのような有機および無機のカルシウム塩である。シュウ
酸カルシウムが好適な難溶性カルシウム化合物である。カルシウムはまた炭酸カ
ルシウムのようなカルシウム顔料の形態で存在し得る。
膜形成性ポリマーとして、活性水素含有のイオン性(好ましくはカチオン性)電
着可能樹脂を含む。多様な電着可能皮膜形成性ポリマーが公知であり、そのポリ
マーが「水分散性」である限り、すなわち、水中に可溶化、分散または乳化する
に適している限りは、本発明の電着浴において使用され得る。水分散性ポリマー
はイオン性の性質であり、すなわちこのポリマーは負電荷を与えるアニオン性官
能基を含むか、あるいは、好適には、正電荷を与えるカチオン性官能基を含む。
されたカルボン酸含有ポリマー、例えば、乾性油または半乾性脂肪酸エステルと
ジカルボン酸または無水物との反応生成物あるいは付加物;ならびに脂肪酸エス
テル、不飽和酸または無水物および任意のさらなる不飽和修飾物質の反応生成物
(これをさらにポリオールと反応させる)である。不飽和カルボン酸のヒドロキ
シ−アルキルエステルと、不飽和カルボン酸と、少なくとも1つの他のエチレン
性不飽和モノマーとの、少なくとも部分的に中和されたインターポリマーもまた
好適である。なお別の好適な電着可能樹脂はアルキド−アミノプラストビヒクル
(すなわちアルキド樹脂とアミン−アルデヒド樹脂とを含むビヒクル)を含む。
さらに他のアニオン性電着可能樹脂組成物は樹脂性ポリオールの混合エステルを
含む。これらの組成物は、米国特許第3,749,657号の第9欄、第1行目
から第75行目および第10欄、第1行目から第13行目に詳細に記載されてお
り、これらの全ては本明細書中に参考として援用される。他の酸官能性ポリマー
もまた用いられ得、例えば、リン酸化(phosphatized)ポリエポキ
シドまたはリン酸化アクリルポリマーが当業者に周知である。
、カソード上に析出可能であることが好ましい。このようなカチオン性皮膜形成
性樹脂の例は、ポリエポキシドと第一級または第二級アミンとの酸可溶化反応生
成物のようなアミン塩の基含有樹脂を包含し、例えば、米国特許第3,663,
389号;3,984,299号;3,947,338号;および3,947,
339号に記載のようなものである。通常、これらのアミン塩の基を含有する樹
脂はブロック化イソシアネート硬化剤と組み合わせて使用される。イソシアネー
トは上記米国特許第3,984,299号に記載のように完全にブロック化され
得、あるいは米国特許第3,947,338号に記載のように部分的にブロック
化されて樹脂骨格と反応され得る。また、米国特許第4,134,866号およ
びDE−OS2,707,405号に記載のような1成分系組成物も皮膜形成性
樹脂として用いられ得る。エポキシ−アミン反応生成物の他に、皮膜形成性樹脂
はまた、米国特許第3,455,806号および3,928,157号に記載の
ようなカチオン性アクリル樹脂から選択され得る。
脂もまた利用され得る。これらの樹脂の例は、有機ポリエポキシドと第三級アミ
ン塩との反応から形成される樹脂である。このような樹脂は米国特許第3,96
2,165号;3,975,346号;および4,004,101号に記載され
ている。他のカチオン性樹脂の例は、第三級(ternary)スルホニウム塩
の基を含有する樹脂および第四級ホスホニウム塩の基を含有する樹脂、例えば米
国特許第3,793,278号および3,984,922号に各々記載の様な樹
脂である。また、エステル交換反応によって硬化する皮膜形成性樹脂、例えば欧
州特許出願第12463号に記載のようなものもまた用いられ得る。さらに、マ
ンニッヒ塩基から調製されるカチオン性組成物、例えば、米国特許第4,134
,932号に記載のようなものもまた用いられ得る。
に荷電した樹脂である。このような樹脂は米国特許第3,663,389号;3
,947,339号;および4,116,900号に記載されている。米国特許
第3,947,339号では、ジエチレントリアミンまたはトリエチレンテトラ
アミンのようなポリアミンのポリケチミン誘導体をポリエポキシドと反応させる
。反応生成物が酸で中和され、水中に分散されたとき、遊離の第一級アミン基が
生じる。また、等価な生成物が、ポリエポキシドを過剰量のジエチレントリアミ
ンおよびトリエチレンテトラアミンのようなポリアミンと反応させ、そして過剰
のポリアミンを反応混合物から減圧除去することによって形成される。このよう
な生成物は米国特許第3,663,389号および4,116,900号に記載
されている。
重量を基準にして約1から約60重量パーセント、好ましくは約5から約25重
量パーセントの量で存在する。
)の活性水素基との反応に適した硬化剤(b)を含む。ブロック化有機ポリイソ
シアネートおよびアミノプラスト硬化剤の両方が本発明での使用に適するが、本
明細書においてカチオン性電着のためにはブロック化イソシアネートが好適であ
る。
ミンまたはアミドとアルデヒドとの縮合生成物である。適切なアミンまたはアミ
ドの例はメラミン、ベンゾグアナミン、尿素および同様の化合物である。一般に
、使用されるアルデヒドはホルムアルデヒドであるが、生成物はアセトアルデヒ
ドおよびフルフラールのような他のアルデヒドからも作製され得る。この縮合生
成物は使用される特定のアルデヒドに応じてメチロール基または同様のアルキロ
ール基を含む。好ましくは、これらのメチロール基はアルコールとの反応によっ
てエーテル化される。使用される種々のアルコールには、1個から4個の炭素原
子を含む一価アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、
およびn−ブタノールが包含され、メタノールが好適である。アミノプラスト樹
脂はAmerican Cyanamid Co.から商品名CYMELで、ま
たMonsanto Chemical Co.から商品名RESIMENEで
市販されている。
み合わせて、約5重量パーセントから約60重量パーセント、好ましくは約20
重量パーセントから約40重量パーセントの範囲の量で利用される。このパーセ
ンテージは電着浴中の樹脂固形分の総重量に基づく。
ある。ポリイソシアネートは米国特許第3,984,299号、第1欄、第1行
目から第68行目、第2欄および第3欄、第1行目から第15行目に記載のよう
に完全にブロックされていてもよく、あるいは米国特許第3,947,338号
、第2欄、第65行目から第68行目、第3欄および第4欄、第1行目から30
行目に記載のように、部分的にブロックされてポリマー骨格と反応してもよく、
これらは本明細書中に参考として援用される。「ブロック化」はイソシアネート
基を化合物と反応させて、得られるブロック化イソシアネート基が周囲温度では
活性水素に対して安定であるが、高温(通常90℃と200℃との間)で皮膜形
成性ポリマー中の活性水素に対して反応性であるようにすることを意味する。
脂肪族ポリイソシアネートを含む)が含まれ、代表的な例には、ジフェニルメタ
ン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、2,4−または2,6−トルエン
ジイソシアネート(TDI)(これらの混合物を含む)、p−フェニレンジイソ
シアネート、テトラメチレンおよびヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロ
ヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
フェニルメタン−4,4’−ジイソシアネートおよびポリメチレンポリフェニル
イソシアネートの混合物が包含される。トリイソシアネートのようなより多価の
ポリイソシアネートもまた用いられ得る。例には、トリフェニルメタン−4,4
’,4’’−トリイソシアネートが包含される。ネオペンチルグリコールおよび
トリメチロールプロパンのようなポリオールとの、およびポリカプロラクトンジ
オールおよびトリオールのようなポリマー性ポリオールとの、イソシアネート(
)−プレポリマー(NCO/OH当量比は1より大きい)もまた用いられ得る。
と組み合わせて、約5重量パーセントから約60重量パーセント、好ましくは約
20重量パーセントから約50重量パーセントの範囲の量で使用され、このパー
センテージは電着浴の樹脂固形分の総重量に基づく。
明、半透明または不透明の樹脂系であると考えられ、ここで樹脂は分散相であり
、そして水が連続相である。樹脂相の平均粒径は一般に1.0ミクロンより小さ
く、通常0.5ミクロンより小さく、好ましくは0.15ミクロンより小さい。
重量パーセントであり、通常約2から約60重量パーセントである。本発明の組
成物が樹脂濃縮物の形態である場合、これらは一般に水性分散体の重量を基準に
して約20から約60重量パーセントの樹脂固形分含量を有する。
ード。これは一般に活性水素含有イオン性電着可能樹脂(すなわち主要な皮膜形
成性ポリマー)と、硬化剤と、任意の追加の水分散性の非顔料成分とを含む;お
よび(2)顔料ペースト。これは一般に1つ以上の顔料と、主要な皮膜形成性ポ
リマーと同じでもよく異なっていてもよい水分散性粉砕樹脂(grind re
sin)と、任意に湿潤剤または分散助剤のような添加剤とを含む。電着浴成分
(1)および(2)は、水、および通常、合着溶媒(coalescing s
olvent)を含有する水性媒体中に分散される。
されるべきである。可溶性カルシウム化合物は「ニート」で添加され得る。すな
わち、予め他の成分とブレンドまたは反応させることなく直接、浴に添加される
。あるいは、可溶性カルシウム化合物は、イオン性樹脂、硬化剤および/または
他の非顔料成分を含み得る予備分散されたクリア樹脂フィードに添加され得る。
好ましくは、可溶性カルシウム化合物は「ニート」で電着浴に添加される。他方
、難溶性カルシウム化合物および/またはカルシウム顔料は、ペーストを電着浴
に配合する前に顔料ペースト成分と予備ブレンドされる。
ントの範囲内の樹脂固形分含量を有する。
炭化水素、アルコール、エステル、エーテルおよびケトンを包含する。好ましい
合着溶媒はアルコール、ポリオールおよびケトンを包含する。具体的な合着溶媒
は、イソプロパノール、ブタノール、2−エチルヘキサノール、イソホロン、2
−メトキシペンタノン、エチレンおよびプロピレングリコールならびにエチレン
グリコールのモノエチル、モノブチルおよびモノヘキシルエーテルを包含する。
合着溶媒の量は、水性媒体の総量を基準にして一般に約0.01重量パーセント
と25重量パーセントとの間であり、用いられる場合には、好ましくは約0.0
5重量パーセントから約5重量パーセントである。
性剤、湿潤剤または触媒が分散体中に含まれ得る。顔料組成物は従来のタイプで
あり得、顔料、例えば酸化鉄、クロム酸ストロンチウム、カーボンブラック、炭
塵、二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、ならびにカラー顔料、例えば、カド
ミウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー等が含まれる。分散体の顔
料含量は通常、顔料対樹脂の比で表される。本発明の実施において、顔料が使用
される場合、顔料対樹脂比は通常約0.02から1:1の範囲内である。上記の
他の添加剤は通常、分散体中に樹脂固形分重量を基準にして約0.01から3重
量パーセントの量で存在する。
、例えば、未処理鋼、亜鉛めっき鋼、アルミニウム、銅、マグネシウムおよび導
電性炭素被覆材料に施され得る。電着のための印加電圧は変化し得、例えば、1
ボルトの低さから数千ボルトの高さであり得るが、典型的には50ボルトと50
0ボルトとの間である。電流密度は通常1平方フィート当たり0.5アンペアと
5アンペアとの間であり、電着の間に低下する傾向にあり、これが絶縁皮膜の形
成を示す。
から約260℃)で約1分から約40分間焼成して硬化させる。
するものと考えるべきではない。以下の実施例ならびに明細書全体にわたっての
全ての部およびパーセンテージは他に指示のない限り重量による。
たポリウレタン架橋剤を含む。実施例CおよびDは各々第四級アンモニウム塩含
有顔料粉砕樹脂の調製を記載する。
を記載する。実施例BBおよびCCは、実施例1から5、および実施例6から8
の電着浴組成物で各々用いるための電着浴プレミックスの調製を記載する。実施
例DDは実施例1から5の浴組成物で用いるための可溶性カルシウム溶液の調製
を記載し、他方、実施例EEは比較例6から8の浴組成物で用いるための可溶性
カルシウム溶液の調製を記載する。表1は、本発明の無鉛電着浴組成物に可溶性
カルシウム溶液を含めることで観察される、画線クリープ(scribe cr
eep)耐腐食性における改良を示す。
ルシウム)含有顔料ペーストの調製を記載する。実施例9は、実施例FFの顔料
ペーストを使用する無鉛電着浴の調製を記載する。表2に報告されるデータは本
発明の無鉛電着浴組成物中に難溶性カルシウム化合物を配合することで観察され
る、未処理鋼基板上での耐腐食性の改良を示す。
カルシウム化合物および市販のカルシウム含有顔料由来の種々のレベルの総カル
シウムを含む。表3に報告されるデータは、本発明の無鉛電着浴組成物中にこれ
らの物質を配合することで観察される、未処理鋼基板上での耐腐食性の改良を示
す。
フェニルジイソシアネート。
穏やかに攪拌しながら、これらの成分を窒素ブランケット下で温度50℃まで加
熱した。PAPI 2940を約2.25時間かけて徐々に加え、温度を110
℃まで上げ、次に約176.6グラムのメチルイソブチルケトンでリンスした。
反応混合物を赤外分光法でイソシアネートが検出されなくなるまで110℃で保
持した。残りの1072.7グラムのメチルイソブチルケトンを次に反応混合物
に加えた。これは最終固形分含量が約76.9%であった(110℃で1時間)
。
フェノールAのジグリシジルエーテル。
当たり9モルのエチレンオキシド)とヘキサヒドロフタル酸無水物とを0.05
%トリエチルアミン触媒の存在下で混合し、100℃で3.5時間保持すること
で調製された付加物。
反応混合物を穏やかな撹拌で攪拌し、窒素ブランケット下、温度約50℃まで加
熱し、次いでチャージIIを加えた。反応混合物を発熱させ、そして発熱が終了
したら、反応温度を約120℃から123℃に調節し、そしてこの温度で約3時
間保持した。反応混合物は固形分基準でエポキシ当量重量21,000、固形分
基準で1グラム当たりアミン含量0.75ミリ当量、およびガードナー−ホール
ト(Gardner−Holdt)バブル粘度はT/Uであった(1−メトキシ
−2−プロパノールで固形分50%まで薄めた場合)。
た:
ミン界面活性剤。
酸の溶液。
al Companyから市販)の30%溶液。
温度でカチオン樹脂を加え、そして完全に分散するまで約20分間混合し、この
時点で脱イオン水を徐々に加えた。分散体を温度約60℃から65℃に加熱し、
そして約20インチ水銀の減圧に約2時間にわたって供し、この間にメチルイソ
ブチルケトンを減圧蒸留で除去した。得られた分散体は固形分41.9%であっ
た(110℃で1時間)。
COL 98A MOD1としてBASF Corp.から市販。
デヒドとの反応生成物、98%活性、McCollumらの米国特許第4,89
1,111号に記載のようにして調製。
ミン(メチルイソブチルケトン中、固形分73%)、Jerabekらの米国特
許第3,947,339号に記載のようにして調製。
ながら上で示した順序で加えた。反応混合物を温度125℃まで窒素ブランケッ
ト下で加熱し、次に温度約145℃から160℃に発熱させ、引き続き温度約1
45℃で1時間保持した。反応混合物を次に温度約125℃に冷却し、この時点
でチャージIIの成分を加え、そして反応混合物をさらに2時間この温度で保持
した。保持時間の後、およそ85%の反応生成物を酢酸溶液(28.9g(0.
481当量)および190.0グラムの脱イオン水)にゆっくりと注ぎ入れ、そ
して30分間混合した。さらに脱イオン水を加えて分散体の固形分を36%まで
薄めた(110℃で1時間)。次にこのカチオン性分散体を減圧ストリップして
メチルイソブチルケトンを除去した。
施例C−1はアミン−酸塩四級化剤の調製を記載し、そして実施例C−2はエポ
キシ基含有ポリマーの調製を示す。これは引き続き実施例C−1のアミン−酸塩
で四級化される。
ットルフラスコに445重量部のN,N−ジメチルエタノールアミンを加えた。
穏やかに攪拌しながら、660重量部のPAPI 2940(Dow Chem
ical Co.から市販のポリマー性ジイソシアネート)を1.5時間かけて
ゆっくりと加え、次いで22.1重量部の溶媒(実施例Bに関して上記した)で
リンスした。この添加の間に、反応混合物は約89℃まで発熱し、この温度を約
1時間、赤外分光法で測定されるイソシアネートの反応が完了するまで保持した
。この時点で、512重量部の88%乳酸水溶液を25分間かけて加え、次いで
約2136.11重量部の脱イオン水を加えた。下げ止まった(stalled
)酸価(acid value)70.6が得られるまで、反応温度を約80℃
に約6時間保持した。
。
重量部のEPON828(Shell Oil and Chemical C
o.から市販のビスフェノールAのポリグリシジルエーテル);224.9重量
部のビスフェノールA;83.7重量部の実施例Bで上記した溶媒;および0.
5重量部のヨウ化エチルトリフェニルホスホニウムを加えた。反応混合物を約1
40℃まで加熱し、約180℃まで発熱させ、次に約160℃に冷却し、その温
度で約1時間保持した。この時点でこのポリマー生成物は982.9のエポキシ
当量重量を有した。次いで、反応混合物を温度約130℃に冷却し、この時点で
約164.9重量部の実施例Bの溶媒を加え、そして温度を約95℃〜100℃
まで低下させ、次いで約418.4重量部の実施例C−1のアミン−酸四級化剤
を15分間かけて加え、そして引き続き約1428.1重量部の脱イオン水を加
えた。反応温度をおよそ6時間、反応生成物の酸ナンバー(acid numb
er)が1.0を下回るまで約80℃に保持した。得られた第四級アンモニウム
塩の基を含有する顔料粉砕樹脂をさらに約334.7重量部の実施例Bの溶媒で
薄めた。
を記載する。実施例D−1はアミン−酸塩四級化剤の調製を記載し、そして実施
例D−2はエポキシ基含有ポリマーの調製を記載し、これが引き続き実施例D−
1のアミン−酸塩で四級化される。
量部のN,N−ジメチルエタノールアミンを加えた。温度約23℃で、396重
量部のPAPI 2940を1.0時間かけてゆっくりと加え、次いで約13.
9重量部の実施例Bで上記した溶媒でリンスした。この添加の間、温度を約90
℃まで発熱させ、そして次にその温度で約45分間、赤外分光法で測定されるイ
ソシアネートが消失するまで保持した。この時点で、112.8重量部のジメチ
ルココアミンを加え、次いで約361.3重量部の88%乳酸水溶液を15分間
かけて加えた。約695.0重量部の脱イオン水を次に加え、そして反応温度を
約85℃で約3時間、下げ止まった酸価が得られるまで保持した。
。
268.7重量部のビスフェノールA;10.0重量部の実施例Bの溶媒;およ
び0.6重量部のヨウ化エチルトリフェニルホスホニウムを加えた。反応混合物
を約140℃に加熱し、そして温度約180℃まで発熱させ、この時点で反応混
合物を160℃に冷却し、そして約1時間、エポキシ当量重量が991.0とな
るまで保持した。この反応系をさらに約130℃まで冷却し、そして421.2
重量部のエトキシル化ビスフェノールA(ビスフェノールA1モル当たり6モル
のエチレンオキシド)を加えた。次に温度が約80℃になるまで冷却を続け、こ
の時点で346.4重量部の実施例D−1のアミン−酸塩四級化剤を約30分か
ら35分間かけて加え、次いで404.8重量部の脱イオン水を加えた。反応混
合物を温度約80℃で、約6時間、酸ナンバー(acid number)が1
.0を下回るまで保持した。得られた第四級アンモニウム塩の基を含有する顔料
粉砕樹脂をさらに2232.2重量部の脱イオン水で薄めた。
を記載する。顔料ペーストは以下の成分の混合物から調製された:
触媒。
された後、顔料ペーストを垂直サンドミルに移し、そしてヘグマン(Hegma
n)値が約7.25になるまで粉砕した。
レミックスの調製を記載する。電着浴プレミックスを以下の成分の混合物から調
製した:
onから入手可能なポリオキシプロピレンジアミン)とDER−732(Dow
Chemical Co.から市販の脂肪族エポキシド)との反応生成物、M
oriarityらの米国特許第4,423,166号に記載のようにして調製
。
;プロピレンオキシド;およびトルエンジイソシアネートの反応生成物。
ミックスの調製を記載する。電着浴プレミックスは以下の成分の混合物から調製
された:
溶性カルシウム溶液の調製を記載する。可溶性カルシウム溶液を以下の成分の混
合物から調製した:
シウム溶液の調製を記載する。可溶性カルシウム溶液を以下の成分の混合物から
調製した:
可溶性カルシウム溶液を種々のレベルで含む。比較例1は可溶性カルシウム溶液
を含まない。電着浴組成物を以下の成分の混合物から調製した:
400、および600ppmの可溶性カルシウムを各々含む本発明の電着浴組成
物の調製を記載する。電着浴組成物を以下の成分の混合物から調製した:
希釈した。希釈された樹脂を次に実施例Aのカチオン性樹脂中に攪拌しながら入
れた。フレキシビライザー(flexibilizer)樹脂を、攪拌しながら
別途溶媒で希釈し、次いで、カチオン性樹脂ブレンドに加える前に、総脱イオン
水の約30%で希釈した。流動調節添加剤を次に加えた。顔料ペーストを残りの
脱イオン水で別途希釈し、そして上記樹脂ブレンドに加えた。2時間の攪拌の後
、浴プレミックスをさらに脱イオン水で希釈し、そして次に酢酸カルシウム溶液
を加えた。最終浴固形分は約22%であり、顔料対樹脂の比は0.17:1.0
である。試験浴を15%限外濾過し、そしてエレクトロコーティングの前に新し
い脱イオン水を補充した。
esから市販の非リン酸処理冷間圧延鋼パネル上に電着した。各カチオン性電着
の条件は以下の通りであった:170〜180ボルト、90゜Fで2分間で、厚
さ0.6から0.8milの硬化皮膜を得る。コーティングされた基板を電気オ
ーブン中、340゜Fで20分間硬化した。
(scribe)、コーティングに金属に達するまで切り目を入れた。次にこの
試験パネルをASTM B117に従って塩スプレー試験に供した。試験パネル
を「画線クリープ」腐食および目視外観について評価した。画線クリープは画線
マークからの腐食の平均距離(ミリメートル)として報告される。外観はコーテ
ィング表面の表面粗さおよびピンホール形成について目視で評価した。結果を以
下の表1に報告する。
含めることで観察される画線クリープ耐腐食性の改良を示す。また、このデータ
はレベルが200ppm以上の可溶性カルシウムの使用がコーティングの外観に
悪影響を及ぼすことを示す。
ペーストの調製を記載する。顔料ペーストを以下の成分の混合物から調製した:
された後、顔料ペーストを垂直サンドミルに移し、そしてヘグマン(Hegma
n)値が約7.25になるまで粉砕した。
ドを含む顔料ペーストの調製を記載する。顔料ペーストを以下の成分の混合物か
ら調製した:
酸化チタン顔料。
された後、顔料ペーストを垂直サンドミルに移し、そしてヘグマン(Hegma
n)値が約7.25になるまで粉砕した。
IIの調製を記載し、これらは難溶性カルシウム化合物であるシュウ酸カルシウ
ムおよびカルシウムジルコニウムオキシドを各々含む。難溶性カルシウム化合物
は顔料ペーストを通じて浴中に配合された。電着浴組成物を以下の成分の混合物
から調製した:
なかったこと以外は概して実施例1から8で上記した通りに調製した。未処理冷
間圧延鋼基板を実施例1から8に概して上記された手順を用いてエレクトロコー
ティングし、そして次に試験した。試験パネルを外観評価および画線クリープ耐
腐食性についてカルシウム化合物を含まない実施例1の比較の浴組成物に対して
比較した。試験結果を以下の表2に報告する。
の総カルシウムを本発明の電着浴組成物中に配合することで観察される画線クリ
ープ耐腐食性の改良を示し、得られるコーティングの外観には悪影響がない。こ
のデータはまた、非常に高レベルの総カルシウム(すなわち約5000ppm)
で、得られるコーティングの外観特性が劣化し始めることを示す。
ム塩を含む一連の電着浴組成物の調製を記載する。浴組成物は実施例9について
上記したようにして調製した。未処理冷間圧延鋼試験パネルを実施例1から8の
組成物について上記のようにエレクトロコーティングし、そして評価した。試験
結果を以下の表3に報告する。
顔料。
。
カルシウム含有顔料。
Claims (22)
- 【請求項1】 電着浴であって、該電着浴は水性媒体中に分散した樹脂相を
含み、該樹脂相が: (a)活性水素基含有イオン性電着可能樹脂、および (b)該(a)の活性水素基と反応性の官能基を有する硬化剤 を含み、 改良点が、電着浴の重量を基準にして、約10ppmから約10,000pp
mの総カルシウム、かつ約200ppm以下の可溶性カルシウムの量で存在する
少なくとも1つのカルシウム化合物を含む無鉛電着浴を包含する、電着浴。 - 【請求項2】 前記可溶性カルシウムの量が、電着浴重量を基準にして、約
50ppm以下の可溶性カルシウムである、請求項1に記載の電着浴。 - 【請求項3】 前記総カルシウムの量が、電着浴重量を基準にして、約5,
000ppm以下である、請求項1に記載の電着浴。 - 【請求項4】 前記総カルシウムの量が、電着浴重量を基準にして、約1,
000ppm以下である、請求項1に記載の電着浴。 - 【請求項5】 前記樹脂相がさらに、少なくとも1つの非鉛顔料を含む、請
求項1に記載の電着浴。 - 【請求項6】 前記カルシウム化合物が酢酸カルシウムである、請求項1に
記載の電着浴。 - 【請求項7】 前記カルシウム化合物がシュウ酸カルシウムである、請求項
1に記載の電着浴。 - 【請求項8】 前記活性水素含有イオン性樹脂がカチオン性である、請求項
1に記載の電着浴。 - 【請求項9】 電気回路中で荷電電極として働く導電性基板をエレクトロコ
ーティングする方法であって、該電気回路は該電極および反対に荷電した逆の電
極を含み、該電極は水性のエレクトロコーティング組成物中に浸漬され、該方法
は、該電極間に電流を通して該基板上にエレクトロコーティング組成物を実質的
に連続した皮膜として析出させる工程を包含し、該水性エレクトロコーティング
組成物は: (a)活性水素基含有イオン性電着可能樹脂、および (b)該(a)の活性水素基と反応性の官能基を有する硬化剤 を含み、 ここで、改良点が、電着浴の重量を基準にして、総カルシウムが約10ppm
から約10,000ppmで、かつ可溶性カルシウムが約200ppm以下の量
で存在する少なくとも1つのカルシウム化合物を含む無鉛電着浴を包含する、方
法。 - 【請求項10】 前記可溶性カルシウムの量が、電着浴重量を基準にして、
約50ppm以下の可溶性カルシウムである、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 前記総カルシウムの量が、電着浴重量を基準にして、約5
,000ppm以下である、請求項9に記載の方法。 - 【請求項12】 前記総カルシウムの量が、電着浴重量を基準にして、約1
,000ppm以下である、請求項9に記載の方法。 - 【請求項13】 前記樹脂相がさらに、少なくとも1つの非鉛顔料を含む、
請求項9に記載の方法。 - 【請求項14】 前記カルシウム化合物が酢酸カルシウムである、請求項9
に記載の方法。 - 【請求項15】 前記カルシウム化合物がシュウ酸カルシウムである、請求
項9に記載の方法。 - 【請求項16】 前記基板がカソードである、請求項9に記載の方法。
- 【請求項17】 前記基板が未処理の鋼で構成される、請求項9に記載の方
法。 - 【請求項18】 前記基板が亜鉛めっき鋼である、請求項9に記載の方法。
- 【請求項19】 前記基板がアルミニウムで構成される、請求項9に記載の
方法。 - 【請求項20】 請求項17に記載の方法でコーティングされた未処理鋼基
板。 - 【請求項21】 請求項18に記載の方法でコーティングされた亜鉛めっき
鋼基板。 - 【請求項22】 請求項19に記載の方法でコーティングされたアルミニウ
ム基板。
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