JP2005232397A - Cationic electrodeposition coating and method for forming coated film - Google Patents

Cationic electrodeposition coating and method for forming coated film Download PDF

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英治 桑野
Naoko Kasahara
尚子 笠原
Jiro Nishiguchi
滋朗 西口
Tadayoshi Hiraki
忠義 平木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cationic electrodeposition coating capable of forming a coating film excellent in chipping resistance, corrosion-preventing property and finishing property. <P>SOLUTION: This cationic electrodeposition coating is provided by containing (A) 1-40 pts. wt. water dispersion of a urethane resin having 2,000-12,000 number-average molecular weight and obtained by reacting (a) a polyisocyanate, (b) a polyol and (c) a diol having a tertiary amino group in its molecule, in its solid portion, based on 100 pts. wt. total of the solid portions of a base material resin and curing agent, and preferably, ≥50 wt. % of the polyol (b) is a polyester polyol and/or polyether polyol. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、耐チッピング性、防食性、仕上り性に優れた塗膜を形成できるカチオン電着塗料、及び該カチオン電着塗料を用いた塗膜形成方法に関する。   The present invention relates to a cationic electrodeposition coating material capable of forming a coating film excellent in chipping resistance, corrosion resistance, and finish, and a coating film forming method using the cationic electrodeposition coating material.

近年、自動車産業分野では、車体外板の腐食環境(例えば、寒冷地での道路への岩塩散布等)における耐久性向上の要求が高まっており、そのため車体外板の材質として従来の冷延鋼板に代えて、防錆性に優れる亜鉛メッキ鋼板が使用されている。
一方、これらの車体外板に塗装した塗膜において、走行時にはねあげられた岩塩粒子や小石等が塗膜面に衝突して該塗膜が剥離する、いわゆる“チッピング”を起こすという問題がある。
In recent years, in the automotive industry field, there has been an increasing demand for durability improvement in corrosive environments (for example, rock salt spraying on roads in cold regions). Instead, a galvanized steel sheet having excellent rust prevention properties is used.
On the other hand, there is a problem that the coating film applied to the outer plate of the vehicle body causes a so-called “chipping” in which rock salt particles, pebbles and the like which are lifted during running collide with the coating film surface and the coating film peels off.

特に寒冷地等での低温環境下では、塗膜が硬くなり弾性を失うのでその衝突を殆ど緩和できず、鋼板に直接衝撃が加わることになり、鋼板とその表面の化成処理皮膜間、鋼板と亜鉛メッキ層間で剥離を起こしやすく、低温環境下でのチッピング対策の検討が急務となっている。
この対策として、例えば、特開昭62−65765号公報に、被塗物に電着塗装後、静的ガラス転移温度の低い塗膜を形成するチッピングシーラーを塗布し、次いで通常の中塗り、上塗り塗装を行う塗装方法が開示されている[特許文献1]。
Especially in low-temperature environments such as in cold regions, the coating film becomes hard and loses elasticity, so the collision can hardly be alleviated, and impact is directly applied to the steel sheet, between the steel sheet and the chemical conversion coating on the surface, There is an urgent need to examine chipping countermeasures in a low-temperature environment because peeling easily occurs between galvanized layers.
As a countermeasure against this, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-65765, a chipping sealer for forming a coating film having a low static glass transition temperature is applied to an object after electrodeposition coating, and then a normal intermediate coating or top coating is applied. A painting method for painting is disclosed [Patent Document 1].

このチッピングシーラーの塗布膜厚は、3〜10μmが好ましい範囲であり、これ以下
では耐チッピング性の効果があまり期待できず、またこれ以上では上塗り塗装後の仕上り性が低下する傾向にある。
しかしながら、通常用いられるスプレー塗装方法では、かかる薄膜を膜厚管理することが難しい状況にあった。また、塗装工程にチッピングシーラーを塗布する工程を導入することは省工程の観点から逆行するものであり、経済的にも好ましいとは言えない。
The coating film thickness of this chipping sealer is preferably in the range of 3 to 10 μm. Below this, the effect of chipping resistance cannot be expected so much, and beyond this, the finish quality after top coating tends to decrease.
However, it is difficult to control the film thickness of such a thin film with a spray coating method that is usually used. In addition, introducing a step of applying a chipping sealer into the coating process is a retrograde process from the viewpoint of saving processes, and is not economically preferable.

一方、耐チッピング性の向上のため塗膜に可とう性を付与したものとして、カチオン性水分散性樹脂に、封鎖されたイソシアネート基を有する分子量1,000〜10,000のウレタンエラストマー及び硬化剤を配合してなるカチオン電着塗料が記載されている[特許文献2]。しかし、この塗料には、該水分散性樹脂と該ウレタンエラストマーとの相溶性が悪いため、塗膜の耐チッピング性、防錆性等がやはり不充分であるという欠点がある。   On the other hand, a urethane elastomer and a curing agent having a molecular weight of 1,000 to 10,000 having a blocked isocyanate group in a cationic water-dispersible resin as a film imparting flexibility to improve chipping resistance [Patent Document 2] describes a cationic electrodeposition paint obtained by blending the above. However, this paint has a drawback that the compatibility between the water-dispersible resin and the urethane elastomer is poor, and therefore the chipping resistance and rust resistance of the coating film are still insufficient.

また、塗膜に可とう性、耐衝撃性等が付与されたものとして、特開昭63−89578号公報[特許文献3]には、アミン−エポキシ樹脂アダクトとウレタン樹脂アダクトを含有するカチオン性電着塗料組成物が公知である。しかし、この塗料組成物に配合されるウレタン樹脂アダクトとして具体的に開示されているものを単にカチオン電着塗料中に配合したとしても耐チッピング性の向上には不十分であった。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-89578 [Patent Document 3] discloses that a coating film is provided with flexibility, impact resistance, and the like, and includes a cationic property containing an amine-epoxy resin adduct and a urethane resin adduct. Electrodeposition coating compositions are known. However, even if what is specifically disclosed as a urethane resin adduct to be blended in the coating composition is simply blended in the cationic electrodeposition coating, it is insufficient for improving the chipping resistance.

他に、耐チッピング性、防錆性の向上のため塗膜に可とう性を付与したものとして、電着樹脂と相溶性が良い数平均分子量が少なくとも15,000の高分子量ポリウレタンを配合してなる電着塗料組成物がある[特許文献4]。しかし、該ポリウレタンは高分子量であるため水分散安定性や、カチオン電着塗料中に配合した場合の浴塗料安定性、塗面平滑性などを低下させる問題点があった。   In addition, a high molecular weight polyurethane having a number average molecular weight of at least 15,000, which is compatible with the electrodeposition resin, is added to the coating film for improving chipping resistance and rust prevention. There is an electrodeposition coating composition comprising [Patent Document 4]. However, since the polyurethane has a high molecular weight, there is a problem that water dispersion stability, bath paint stability when blended in a cationic electrodeposition paint, coating surface smoothness and the like are lowered.

他に、溶解性パラメーターがδaである樹脂aを含む粒子Aと、溶解性パラメーターが
δbである樹脂bと硬化剤を含む粒子Bを含む電着塗料組成物であって、(δb−δa)
の値が1以上で、粒子Aの動的ガラス転移温度が−110〜10℃、粒子Bの動的ガラス転移温度が60〜150℃であり、かつ粒子Aのみから造膜して得られる膜の伸び率が200%以上である耐チッピング性の向上を目的とした発明がある[特許文献5]。
In addition, an electrodeposition coating composition comprising a particle A containing a resin a having a solubility parameter of δa, a resin b having a solubility parameter of δb, and a particle B containing a curing agent, wherein (δb−δa)
Is a film obtained by forming a film only from the particles A, with a dynamic glass transition temperature of the particles A being −110 to 10 ° C., a dynamic glass transition temperature of the particles B being 60 to 150 ° C. There is an invention aimed at improving the chipping resistance with an elongation percentage of 200% or more [Patent Document 5].

特許文献5は、粒子Aと粒子Bを電着塗膜中で層分離させることによって防食性や耐チッピング性に優れた塗膜を得るものであるが、相溶性のない2種類の粒子を含有すること及び、樹脂aが低分子量の場合、硬化剤を含む必要があることから仕上り性や安定性の
低下の問題があった。
特開昭62−65765号公報 特開昭55−52359号公報 特開昭63−89578号公報 特開平7−150079号公報 特開2002−129105号公報
Patent Document 5 obtains a coating film excellent in corrosion resistance and chipping resistance by separating particles A and B in an electrodeposition coating film, but contains two types of particles having no compatibility. When the resin a has a low molecular weight, it is necessary to contain a curing agent.
JP-A-62-65765 JP 55-52359 A JP 63-89578 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-150079 JP 2002-129105 A

解決しようとする課題は、耐チッピング性、防食性及び塗膜平滑性に優れた塗膜を形成しうるカチオン電着塗料、該カチオン電着塗料を塗装する塗膜形成方法、および該方法により得られる塗装物品を提供することである。   The problems to be solved are obtained by a cationic electrodeposition coating material capable of forming a coating film excellent in chipping resistance, corrosion resistance and coating film smoothness, a coating film forming method for coating the cationic electrodeposition coating material, and the method. It is to provide a painted article.

上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のウレタン樹脂水分散体(A)を含有したカチオン電着塗料によって解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
1.基体樹脂と硬化剤の固形分合計100重量部に対して、ポリイソシアネート(a)、ポリオール(b)及び分子中に第3級アミノ基を有するジオール(c)を反応して得られる数平均分子量が2,000〜12,000のウレタン樹脂の水分散体(A)を固形分で1〜40重量部含有するカチオン電着塗料、
2.該ポリオール(b)の50重量%以上がポリエステルポリオール及び/またはポリ
エーテルポリオールである1項に記載のカチオン電着塗料、
As a result of intensive studies to solve the above problems, it has been found that it can be solved by a cationic electrodeposition paint containing a specific urethane resin aqueous dispersion (A), and the present invention has been completed.
That is, the present invention
1. Number average molecular weight obtained by reacting polyisocyanate (a), polyol (b) and diol (c) having a tertiary amino group in the molecule with respect to 100 parts by weight of the solid content of the base resin and the curing agent. A cationic electrodeposition coating containing 1 to 40 parts by weight of a solid dispersion of an aqueous dispersion (A) of urethane resin having a molecular weight of 2,000 to 12,000,
2. The cationic electrodeposition coating according to 1, wherein 50% by weight or more of the polyol (b) is a polyester polyol and / or a polyether polyol,

3.該ウレタン樹脂の水酸基価が25〜60mgKOH/gである1項又は2項に記載のカチオン電着塗料、
4.該ウレタン樹脂のアミン価が20〜60mgKOH/gである1項〜3項のいずれか1項に記載のカチオン電着塗料、
5.該ウレタン樹脂の平均粒径が0.01〜0.3μmである1項〜4項のいずれか1項に記載のカチオン電着塗料、
6.被塗物に、1項〜5項のいずれか1項に記載のカチオン電着塗料を塗装してなる塗膜形成方法、
7.6項に記載の方法により得られる塗装物品、
に関する。
3. The cationic electrodeposition coating composition according to item 1 or 2, wherein the urethane resin has a hydroxyl value of 25 to 60 mgKOH / g,
4). The cationic electrodeposition coating material according to any one of items 1 to 3, wherein the amine value of the urethane resin is 20 to 60 mgKOH / g,
5). The cationic electrodeposition coating material according to any one of items 1 to 4, wherein the urethane resin has an average particle size of 0.01 to 0.3 µm,
6). A method for forming a coating film, which is obtained by applying the cationic electrodeposition coating composition according to any one of items 1 to 5 to an object to be coated,
A coated article obtained by the method according to 7.6,
About.

本発明のカチオン電着塗料を塗装して得られた塗装物品は、耐チッピング性、防食性及び仕上り性に優れるものである。ウレタン樹脂水分散体(A)を含有することによって、上記のような塗膜特性が得られることの理由としては、ウレタン樹脂水分散体(A)がカチオン基と水酸基を持つ低分子樹脂分散体であることから、1.電着塗装時に塗膜への移行が容易である、2.焼付け時に熱フロー性が良好であり、仕上り性に優れる、3.電着塗膜中で均一に分散し、且つウレタン樹脂水分散体(A)の水酸基が電着塗料中の硬化剤
と架橋反応し、より強靭な塗膜を形成できることなどが挙げられる。
The coated article obtained by applying the cationic electrodeposition coating composition of the present invention is excellent in chipping resistance, corrosion resistance and finish. The reason why the above-mentioned coating film characteristics can be obtained by containing the urethane resin water dispersion (A) is that the urethane resin water dispersion (A) is a low molecular resin dispersion having a cationic group and a hydroxyl group. Therefore, 1. 1. Easy transfer to coating during electrodeposition coating. 2. Good heat flow during baking and excellent finish. For example, it can be uniformly dispersed in the electrodeposition coating film, and the hydroxyl group of the urethane resin aqueous dispersion (A) can crosslink with the curing agent in the electrodeposition coating material to form a tougher coating film.

これらのことから少ない添加量で防食性や仕上り性を損なうことなく、耐チッピング性に効果が見られる。   From these facts, an effect can be seen in chipping resistance with a small addition amount without impairing the corrosion resistance and finish.

本発明は、基体樹脂と硬化剤の固形分合計100重量部に対して、特定のウレタン樹脂水分散体(A)を固形分として1〜40重量部含有するカチオン電着塗料である。以下、詳細に述べる。
ウレタン樹脂水分散体(A):
本発明に使用するウレタン樹脂分散体(A)は、ポリイソシアネート(a)とポリオール(b)と第3級アミノ基を有するジオール(c)とを反応させることにより得られる数平均分子量2,000〜12,000のポリウレタン樹脂が水中に分散されてなる水分散体である。
The present invention is a cationic electrodeposition coating composition containing 1 to 40 parts by weight of a specific urethane resin aqueous dispersion (A) as a solid content with respect to 100 parts by weight of the total solid content of a base resin and a curing agent. Details will be described below.
Urethane resin water dispersion (A):
The urethane resin dispersion (A) used in the present invention has a number average molecular weight of 2,000 obtained by reacting a polyisocyanate (a), a polyol (b), and a diol (c) having a tertiary amino group. An aqueous dispersion in which ~ 12,000 polyurethane resin is dispersed in water.

これに使用することが出来るポリイソシアネート(a)としては、1分子中に2個以上の
イソシアネート基を有する化合物であって、例えば、芳香族イソシアネート(トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、
ナフタレンジイソシアネートなど)、脂肪族イソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなど)、脂環族イソシアネート(1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート(IPDI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI))、芳香環を有する脂肪族イソシアネート(キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI))、上記ジイソシアネートのウレタン化、カルボジイミド、ウレトジオン、ビュレット、イソシアヌレート変性物が使用できる。これらのポリイソシアネートの中で好ましいものはヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)である。
The polyisocyanate (a) that can be used for this is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule, for example, aromatic isocyanate (tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′- Diphenylmethane diisocyanate (MDI),
Naphthalene diisocyanate, etc.), aliphatic isocyanate (hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, etc.), alicyclic isocyanate (1,4-cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4 '-Dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI)), aliphatic isocyanate having an aromatic ring (xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI)), urethanization of the above diisocyanates, carbodiimide, uretdione, burette, isocyania Nurate modified products can be used. Among these polyisocyanates, preferred are hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate ( Hydrogenated MDI).

ポリオール(b)は、分子中に2個以上の水酸基を有し、その数平均分子量が300から5,000、好ましくは400から4,000のものが好適に使用できる。また、本発明に使用するウレタン樹脂分散体にはポリオールとして50重量%以上、より好ましくは7
0〜100重量%がポリエーテルポリオール、及び/またはポリエステルポリオールを使用したウレタン樹脂水分散体が特に好ましい。
As the polyol (b), one having two or more hydroxyl groups in the molecule and having a number average molecular weight of 300 to 5,000, preferably 400 to 4,000 can be suitably used. Further, the urethane resin dispersion used in the present invention has a polyol content of 50% by weight or more, more preferably 7%.
A urethane resin aqueous dispersion using 0 to 100% by weight of polyether polyol and / or polyester polyol is particularly preferable.

ポリエーテルポリオールの具体例としては、アルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなど)、環状エーテル(テトラハイドロフラン等)を開環(共)重合して得られるもの、トリメチロールプロパン、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコールを出発原料としてそれにアルキレンオキシドを付加重合させたもの、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付
加物等を例示することが出来るが、これらにこだわることなく分子中の繰り返し単位としてエーテル結合を有し、かつ一分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であれば好適に
使用することが出来る。
Specific examples of polyether polyols include those obtained by ring-opening (co) polymerization of alkylene oxides (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), cyclic ethers (tetrahydrofuran, etc.), trimethylolpropane, glycerin, di- Examples include polyhydric alcohols such as glycerin, pentaerythritol, and sorbitol, which are addition-polymerized with alkylene oxide, and bisphenol A alkylene oxide adducts. Any compound having an ether bond as a unit and having two or more hydroxyl groups in one molecule can be suitably used.

ポリエステルポリオールの具体例としては脂肪族ジカルボン酸(アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ダイマー酸等)及び/叉は芳香族ジカルボン酸(イソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸等)と低分子量ジオール(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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3メチル1,5−ペンタンジオール、シクロヘキサンジ
メタノール等)と重縮合させたもの、及びε-カプロラクトンモノマーを開環重縮合させ
て得られるポリカプロラクトンジオールなどを例示することを出来るが、これらにこだわることなく分子中の繰り返し単位としてエステル結合を有し、かつ一分子中に2個以上の
水酸基を有する化合物であれば好適に使用することが出来る。
Specific examples of polyester polyols include aliphatic dicarboxylic acids (adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dimer acid, etc.) and / or aromatic dicarboxylic acids (isophthalic acid, terephthalic acid, orthophthalic acid, etc.) and low molecular weight diols (ethylene Glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3methyl 1,5-pentanediol, cyclohexanedimethanol, etc.) , And polycaprolactone diol obtained by ring-opening polycondensation of ε-caprolactone monomer can be exemplified, but it has an ester bond as a repeating unit in the molecule without being particular about these, and 2 in one molecule. Any compound having at least one hydroxyl group is preferred Can be used.

これらのポリオールの1種叉は2種以上をポリオール(b)の50重量%以上の割合で使
用することが出来る。なお、50重量%以下の割合でブタジエン、イソプレンなどを繰り
返し単位とする共役ジエン系ポリオール、低分子ジオールとジアルキルカーボネートとの重縮合させたカーボネート系ポリオール、水酸基含有ポリオレフィン、等を使用することが出来る。
One or more of these polyols can be used in a proportion of 50% by weight or more of the polyol (b). A conjugated diene-based polyol having butadiene, isoprene and the like as a repeating unit at a ratio of 50% by weight or less, a carbonate-based polyol obtained by polycondensation of a low-molecular diol and a dialkyl carbonate, a hydroxyl group-containing polyolefin, and the like can be used. .

第3級アミノ基を有するジオール(c)の具体例としては、1分子中に1個以上の第3級アミノ基と2個以上のイソシアネート基と反応しうる活性水素基を持つ化合物を有する化合物で、ポリウレタン樹脂水分散体(A)にカチオン電着性を持たせるためのカチオン性の親水基を導入するために使用される成分であり、具体例としては、N−メチルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−オレイルジエタノールアミン、N−シクロヘキシルジエタノールアミン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−シクロヘキシルジイソプロパノールアミン、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、N,N−ジヒドロキシエチルトルイジン、N,N−ジヒドロキシプロピルナフチルアミン、及びこれらアルカノールアミン類にエチレンオキシドやプロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを少量付加したオキシアルキレン化アルカノールアミン類等が挙げられる。これらのうち好ましいものはN−メチルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン及びN−オレイルジエタノールアミンである。   Specific examples of the diol (c) having a tertiary amino group include a compound having a compound having an active hydrogen group capable of reacting with one or more tertiary amino groups and two or more isocyanate groups in one molecule. In the polyurethane resin aqueous dispersion (A), a component used for introducing a cationic hydrophilic group for imparting cationic electrodeposition is exemplified. Specific examples thereof include N-methyldiethanolamine, N-butyl. Diethanolamine, N-oleyldiethanolamine, N-cyclohexyldiethanolamine, N-methyldiisopropanolamine, N-cyclohexyldiisopropanolamine, N, N-dihydroxyethylaniline, N, N-dihydroxyethyltoluidine, N, N-dihydroxypropylnaphthylamine, And ethyl alkanolamines Oxyalkylenated alkanolamines such as obtained by adding a small amount of alkylene oxide such as oxide or propylene oxide. Of these, preferred are N-methyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine and N-oleyldiethanolamine.

第3級アミノ基を有するジオール(c)の量は、該第3級アミノ基に基づくアミン価としてウレタン樹脂水分散体(A)中の20〜60mgKOH/g、好ましくは22〜36mgKOH/gである。20mgKOH/g未満ではカチオン電着塗料用として安定な水分散体が得にくいことがあり、60mgKOH/gを超えるとポリマーの親水性が高くなるため、塗膜の耐水性が低下することがある。   The amount of the diol (c) having a tertiary amino group is 20 to 60 mgKOH / g, preferably 22 to 36 mgKOH / g in the urethane resin aqueous dispersion (A) as an amine value based on the tertiary amino group. is there. If it is less than 20 mgKOH / g, it may be difficult to obtain a stable aqueous dispersion for use in cationic electrodeposition coatings. If it exceeds 60 mgKOH / g, the hydrophilicity of the polymer will increase, and the water resistance of the coating film may decrease.

ウレタン樹脂水分散体(A)は、上記のポリイソシアネート(a)、ポリオール(b)及びジオール(c)成分を反応せしめることによって得られるが、さらに必要ならば下記分子量300未満の低分子量ポリオール(d)、重合停止剤(e)を併用することも可能である。
低分子量ポリオール(d)の例としては、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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3メチル1,5−ペンタンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の2官能低分子量ポリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の
多官能低分子量ポリオールを挙げることが出来る。
The urethane resin aqueous dispersion (A) can be obtained by reacting the above-mentioned polyisocyanate (a), polyol (b) and diol (c) components. If necessary, the low molecular weight polyol (with a molecular weight of less than 300 below) ( d) A polymerization terminator (e) can be used in combination.
Examples of low molecular weight polyols (d) include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3 methyl 1,5-pentanediol. And bifunctional low molecular weight polyols such as cyclohexanedimethanol, and polyfunctional low molecular weight polyols such as trimethylolpropane and pentaerythritol.

重合停止剤(e)は、ウレタン樹脂水分散体(A)の分子量を上記範囲内に調整するために使用できるもので、1分子中にイソシアネート基と反応しうる活性水素を1個以上有する化合物である。
具体的には、例えば、低分子モノアルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール等);1価のアルキルモノアミン(モノ−及びジ−エチルアミン、モノ−及びジ−ブチルアミン等);1級又は2級のアミノ基を有するアルカノールモノアミン(モノ−及びジ−エタノールアミン等)が挙げられる。
The polymerization terminator (e) can be used to adjust the molecular weight of the urethane resin aqueous dispersion (A) within the above range, and is a compound having at least one active hydrogen capable of reacting with an isocyanate group in one molecule. It is.
Specifically, for example, low molecular monoalcohol (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, etc.); monovalent alkyl monoamine (mono- and di-ethylamine, mono- and dibutylamine, etc.); primary or Examples include alkanol monoamines having a secondary amino group (such as mono- and di-ethanolamine).

重合停止剤(e)は、前述したポリイソシアネート(a)とアルコール成分(即ち、ポリオール(b)、ジオール(c)及び低分子量ポリオール(d))との当量比により好適
な分子量を有するイソシアネート末端プレポリマーのイソシアネート基を封鎖するのに十分な量を加えることが出来る。
本発明に使用するウレタン樹脂の好適な数平均分子量(注1)は、得られる塗膜の耐チッピング性、塗面平滑性などの観点から2,000〜12,000、好ましくは4,000
〜12,000であり、更に好ましくは5,000〜10,000であることが適している

(注1)数平均分子量:JISK0124-83に準じて行ない、分離カラムにTSK GEL4000HXL+G3000HXL+G2500HXL+G2000HXL(東洋曹達株式会社製)を用いて40℃で流速1.0ml/分、溶離液にGPC用テトラヒドロフランを用いて、RI屈折計で得られたクロマトグラムとポリスチレンの検量線から計算により求めた。
The polymerization terminator (e) is an isocyanate terminal having a molecular weight more suitable for the equivalent ratio of the polyisocyanate (a) and the alcohol component (that is, polyol (b), diol (c) and low molecular weight polyol (d)). An amount sufficient to block the isocyanate groups of the prepolymer can be added.
The preferred number average molecular weight (Note 1) of the urethane resin used in the present invention is 2,000 to 12,000, preferably 4,000, from the viewpoints of chipping resistance, smoothness of the coating surface, and the like.
It is suitable that it is ˜12,000, more preferably 5,000 to 10,000.
(Note 1) Number average molecular weight: Measured according to JISK0124-83, using TSK GEL4000H XL + G3000H XL + G2500H XL + G2000H XL (manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.) as the separation column at a flow rate of 1.0 ml / min, eluent In addition, GPC tetrahydrofuran was used to calculate from the chromatogram obtained with the RI refractometer and the calibration curve of polystyrene.

本発明に用いられるウレタン樹脂水分散体(A)は、水酸基を有し、ウレタン樹脂分子中に水酸基価として25〜60mgKOH/g、好ましくは28〜45mgKOH/gの水酸基を有することが好適である。分子中に存在する水酸基は塗膜の架橋反応に関与し、結果的には塗膜中にウレタン樹脂と基体樹脂が硬化剤を経由して結合した形で存在する。
そのためウレタン樹脂の数平均分子量が2,000〜12,000と低いにも関わらず、耐チッピング性、防食性に優れたカチオン電着塗膜を形成することが出来る。
The urethane resin aqueous dispersion (A) used in the present invention has a hydroxyl group, and the urethane resin molecule preferably has a hydroxyl value of 25 to 60 mgKOH / g, preferably 28 to 45 mgKOH / g as a hydroxyl value. . Hydroxyl groups present in the molecules are involved in the crosslinking reaction of the coating film, and as a result, the urethane resin and the base resin are present in the coating film in a bonded form via a curing agent.
Therefore, although the number average molecular weight of the urethane resin is as low as 2,000 to 12,000, a cationic electrodeposition coating film excellent in chipping resistance and corrosion resistance can be formed.

なおウレタン樹脂の分子中に水酸基を導入する方法としては、(1).ウレタン樹脂を重合する際に、[イソシアネート基当量]<[ポリオールの水酸基当量]の量関係で原料を用いることにより、分子末端を水酸基とする方法。
(2).重合停止剤(e)として1級又は2級のアミノ基を有するアルカノールモノアミン(モノ−及びジ−エタノールアミン等)を用いイソシアネート末端プレポリマーのイソシアネート基を封鎖すると同時に水酸基を導入する方法。
In addition, as a method of introducing a hydroxyl group into the molecule of the urethane resin, (1). When polymerizing the urethane resin, the raw material is used in a quantity relationship of [isocyanate group equivalent] <[polyol hydroxyl equivalent]. A method in which the terminal is a hydroxyl group.
(2). As the polymerization terminator (e), an alkanol monoamine having a primary or secondary amino group (mono- and di-ethanolamine, etc.) is used to block the isocyanate group of the isocyanate-terminated prepolymer and simultaneously introduce a hydroxyl group. Method.

(3).イソシアネート末端プレポリマーに水酸基を有するジアミン(f)(例えばヒドロキシエチルアミノプロピルアミン等)と反応させることにより分子内部の側鎖に水酸基を導入する方法。等が例示されるが、導入方法によって制限されるものではない。
上記ポリイソシアネート(a)、ポリオール(b)、ジオール(c)、必要により低分子量ポリオール(d)、重合停止剤(e)成分を反応せしめ、水中に分散してなるウレタン樹脂水分散体(A)を製造する方法は、特に制限されないが、例えば、以下に例示する方法があげられる。
(3) A method of introducing a hydroxyl group into a side chain inside the molecule by reacting the isocyanate-terminated prepolymer with a diamine (f) having a hydroxyl group (for example, hydroxyethylaminopropylamine). Etc., but is not limited by the introduction method.
Urethane resin aqueous dispersion (A ) Is not particularly limited, and examples thereof include the methods exemplified below.

(1).分子内に活性水素基を含まない有機溶剤(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N−メチルピロリドン、トルエン、キシレン及びこれらの2種以上の混合物)の存在下、または溶剤非存在下で、上記ポリイソシアネート(a)とポリオール(b)と第3級アミノ基を有するジオール(c)と必要に応じて低分子量ポリオール(d)、重合停止剤(e)及び/叉は水酸基を有するジアミン(f)をワンショット法でウレタン化する方法。   (1) In the presence of an organic solvent that does not contain an active hydrogen group in the molecule (for example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene, and a mixture of two or more thereof). Or in the absence of a solvent, the polyisocyanate (a), the polyol (b), a diol (c) having a tertiary amino group, and optionally a low molecular weight polyol (d), a polymerization terminator (e) and / Or a method of urethanizing a diamine (f) having a hydroxyl group by a one-shot method.

(2).前記の分子内に活性水素基を含まない有機溶剤の存在下又は非存在下で、上記ポリイソシアネート(a)とポリオール(b)と第3級アミノ基を有するジオール(c)と必要に応じて、低分子量ポリオール(d)とを反応させて末端NCO基としたウレタンプレポリマーを重合停止剤(d)及び/叉は水酸基を有するジアミン(f)を加えて反応を完結させる方法。ポリウレタン形成反応は、通常20℃〜150℃、好ましくは50℃〜120℃の温度で行われる(尚、ポリアミンとの反応の場合は、通常80℃以下、好ましくは0℃〜70℃の温度で行われる)。   (2). The polyisocyanate (a), the polyol (b) and the diol (c) having a tertiary amino group in the presence or absence of an organic solvent containing no active hydrogen group in the molecule; A method of completing a reaction by adding a polymerization terminator (d) and / or a diamine (f) having a hydroxyl group to a urethane prepolymer having a terminal NCO group by reacting with a low molecular weight polyol (d) as required. . The polyurethane-forming reaction is usually performed at a temperature of 20 ° C. to 150 ° C., preferably 50 ° C. to 120 ° C. (in the case of reaction with polyamine, it is usually 80 ° C. or less, preferably 0 ° C. to 70 ° C. Done).

上記の反応を促進させるため、通常のウレタン化反応に用いられるアミン系或いは錫系の触媒を使用してもよい。得られたウレタン樹脂を必要に応じて1価の有機酸(ギ酸、酢酸等)、無機酸(塩酸、硫酸等)を用いてウレタン樹脂中に導入された3級アミノ基を中和せしめたのち、水中に分散することにより、平均粒子径(注2)が0.01〜0.3μm、好ましくは0.04〜0.28μm、さらに好ましくは0.05〜0.25μmのウレ
タン樹脂水分散体(A)を得ることが出来る。なお、水中に分散する際に必要に応じて非イオン界面活性剤、陽イオン系界面活性剤を併用することが出来る。
(注2)平均粒子径:平均粒子径は、光散乱法(マイクロトラックUPA粒度分析計、Model No.9340;日機装(株)製)を用いて測定した。
In order to promote the above reaction, an amine-based or tin-based catalyst used in a normal urethanization reaction may be used. After neutralizing the tertiary amino group introduced into the urethane resin using a monovalent organic acid (formic acid, acetic acid, etc.) or inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) as necessary. A water dispersion of urethane resin having an average particle size (Note 2) of 0.01 to 0.3 μm, preferably 0.04 to 0.28 μm, and more preferably 0.05 to 0.25 μm by dispersing in water. (A) can be obtained. When dispersed in water, a nonionic surfactant or a cationic surfactant can be used in combination as necessary.
(Note 2) Average particle size: The average particle size was measured using a light scattering method (Microtrac UPA particle size analyzer, Model No. 9340; manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

次に、上記ウレタン樹脂の水分散体(A)を配合してなるカチオン電着塗料の基体樹脂、硬化剤について説明する。
基体樹脂:基体樹脂としては、例えば、(1)エポキシ樹脂とカチオン化剤との反応生成物;(2)ポリカルボン酸とポリアミンとの重縮合物(米国特許第2450940号明細書参照)を酸でプロトン化したもの;(3)ポリイソシアネ−ト化合物及びポリオ−ルとモノ又はポリアミンとの重付加物を酸でプロトン化したもの;(4)水酸基及びアミノ基含有アクリル系またはビニル系モノマ−の共重合体を酸でプロトン化したもの(特公昭45−12395号公報、特公昭45−12396号公報参照);(5)ポリカルボン酸樹脂とアルキレンイミンとの付加物を酸でプロトン化したもの(米国特許第3403088号明細書参照)などが挙げられる。
Next, the base resin and the curing agent of the cationic electrodeposition paint obtained by blending the urethane resin aqueous dispersion (A) will be described.
Base resin: As the base resin, for example, (1) reaction product of epoxy resin and cationizing agent; (2) polycondensate of polycarboxylic acid and polyamine (see US Pat. No. 2,450,940) is acid. (3) polyisocyanate compound and polyaddition product of polyol and mono- or polyamine protonated with acid; (4) hydroxyl group- and amino group-containing acrylic or vinyl monomer. Copolymers protonated with acid (see Japanese Patent Publication Nos. 45-12395 and 45-12396); (5) Protonation of an adduct of polycarboxylic acid resin and alkyleneimine with acid (See U.S. Pat. No. 3,403,088).

このうち、特に、上記(1)に包含される、ポリフェノ−ル化合物とエピクロルヒドリンとの反応によるエポキシ樹脂にカチオン化剤を反応せしめてなる基体樹脂が、防食性に優れているので好ましい。
上記のエポキシ樹脂として、エポキシ基を1分子中に2個以上有し、かつ数平均分子量が200以上、好ましくは400〜4,000の、エポキシ当量が190〜2,000、好適には400〜1,000のそれ自体既知のものが使用できる。エポキシ樹脂を調製するために使用されるポリフェノ−ル化合物として、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−プロパン、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)−1,1−エタン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−イソブタン、ビス(4−ヒドロキシ−tert−ブチル−フェニル)−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシブチル)メタン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、テトラ(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,2,2−エタン、4,4´−ジヒドロキシジフェニルエ−テル、4,4´−ジヒドロキシジフェニルスルホン、フェノ−ルノボラック、クレゾ−ルノボラックなどがあげられる。かかるエポキシ樹脂として、多価アルコ−ル、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオ−ル、ポリアミドアミン、ポリカルボン酸、ポリイソシアネ−ト化合物などで変性されたものや、アクリル系モノマ−などでグラフト重合させたものも含まれる。
Among these, a base resin obtained by reacting a cationizing agent with an epoxy resin by reaction of a polyphenol compound and epichlorohydrin, which is included in the above (1), is preferable because it has excellent corrosion resistance.
As said epoxy resin, it has 2 or more of epoxy groups in 1 molecule, and a number average molecular weight is 200 or more, Preferably it is 400-4,000, Epoxy equivalent is 190-2,000, Suitably 400- One thousand known per se can be used. Examples of the polyphenol compound used for preparing the epoxy resin include bis (4-hydroxyphenyl) -2,2-propane, 4,4′-dihydroxybenzophenone, bis (4-hydroxyphenyl) -1, 1-ethane, bis- (4-hydroxyphenyl) -1,1-isobutane, bis (4-hydroxy-tert-butyl-phenyl) -2,2-propane, bis (2-hydroxybutyl) methane, 1,5 -Dihydroxynaphthalene, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, tetra (4-hydroxyphenyl) -1,1,2,2-ethane, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4'-dihydroxy Examples thereof include diphenylsulfone, phenol novolak, cresol novolak and the like. Examples of such epoxy resins include those modified with polyhydric alcohols, polyether polyols, polyester polyols, polyamidoamines, polycarboxylic acids, polyisocyanate compounds, and those graft-polymerized with acrylic monomers. Is also included.

カチオン化剤としては、例えば、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、ポリアミンなどのアミン化合物を用いることができ、これらをエポキシ基と反応させて、エポキシ樹脂中に第2級アミノ基、第3級アミノ基、第4級アンモニウム塩基などのカチオン性基を導入することによりカチオン性基含有樹脂とすることができる。
カチオン性基含有樹脂への水酸基の導入は、カチオン化剤としてのアルカノ−ルアミンとの反応、エポキシ樹脂中に導入されることがあるカプロラクトンの開環物及びポリオ−ルとの反応、エポキシ樹脂が本来有している第2級水酸基などがあげられる。このうち、カチオン化剤としてのアルカノ−ルアミンとの反応により導入される第1級水酸基は、ブロックポリイソシアネ−ト化合物との架橋反応性がすぐれているので好ましい。かかるアルカノ−ルアミンとしては、例えば、モノエタノ−ルアミン、n−プロパノ−ルアミン、イソプロパノ−ルアミン、ジエタノ−ルアミン、ジn−プロパノ−ルアミン、ジイソプロパノ−ルアミン、N−メチルエタノ−ルアミン、N−エチルエタノ−ルアミン、トリエタノ−ルアミン、N,N−ジメチルエタノ−ルアミン、N−メチルジエタノ−ルアミン、N,N−ジエチルエタノ−ルアミン、N−エチルジエタノ−ルアミンをあげることができる。
As the cationizing agent, for example, amine compounds such as primary amines, secondary amines, tertiary amines, polyamines, and the like can be used. A cationic group-containing resin can be obtained by introducing a cationic group such as an amino group, a tertiary amino group, or a quaternary ammonium base.
The introduction of a hydroxyl group into a cationic group-containing resin includes the reaction with an alkanolamine as a cationizing agent, the reaction with a ring-opened product of caprolactone and polyol which may be introduced into the epoxy resin, Secondary secondary hydroxyl groups that are inherently included can be mentioned. Of these, primary hydroxyl groups introduced by reaction with alkanolamine as a cationizing agent are preferred because of excellent crosslinking reactivity with block polyisocyanate compounds. Examples of such alkanolamines include monoethanolamine, n-propanolamine, isopropanolamine, diethanolamine, din-propanolamine, diisopropanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, Examples thereof include triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine and N-ethyldiethanolamine.

硬化剤:硬化剤として用いられるブロックポリイソシアネートは、ポリイソシアネート化合物とブロック剤とのほぼ化学量論量での付加反応生成物である。
ここで使用されるポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、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、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などの芳香族、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート化合物、及びこれらのイソシアネート化合物の過剰量にエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物を反応させて得られる末端イソシアネート含有化合物などを挙げることができる。
Curing agent: The blocked polyisocyanate used as a curing agent is an addition reaction product of approximately a stoichiometric amount of polyisocyanate compound and blocking agent.
Examples of the polyisocyanate compound used here include aromatics and fats such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, bis (isocyanate methyl) cyclohexane, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate. Terminal isocyanates obtained by reacting aliphatic or alicyclic polyisocyanate compounds, and low-molecular active hydrogen-containing compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, hexanetriol, castor oil and the like in excess of these isocyanate compounds Examples thereof include compounds.

一方、ブロック剤は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に付加してブロックするものであり、そして付加によって生成するブロックポリイソシアネート化合物は常温においては安定であるが、塗膜の焼付け温度(通常約100〜約200℃)に加熱した際、ブロック剤が解離して遊離のイソシアネート基を再生しうるものであることが望ましい。   On the other hand, the blocking agent is added and blocked to the isocyanate group of the polyisocyanate compound, and the blocked polyisocyanate compound produced by the addition is stable at room temperature, but the baking temperature of the coating film (usually about 100 to When heated to about 200 ° C., it is desirable that the blocking agent dissociates and free isocyanate groups can be regenerated.

このような要件を満たすブロック剤としては、例えば、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物;メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム系化合物;フェノール、パラ−t−ブチルフェノール、クレゾールなどのフェノール系化合物;n−ブタノール、2−エチルヘキサノールなどの脂肪族アルコール類;フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノールなどの芳香族アルキルアルコール類;エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール系化合物等を挙げることができる。   Examples of the blocking agent that satisfies such requirements include lactam compounds such as ε-caprolactam and γ-butyrolactam; oxime compounds such as methyl ethyl ketoxime and cyclohexanone oxime; phenols such as phenol, para-t-butylphenol, and cresol. Compounds; aliphatic alcohols such as n-butanol and 2-ethylhexanol; aromatic alkyl alcohols such as phenyl carbinol and methyl phenyl carbinol; ether alcohol compounds such as ethylene glycol monobutyl ether.

基体樹脂と硬化剤との配合割合は、これら両成分の合計固形分重量を基準にして、基体樹脂は一般に55〜90重量%、好ましくは60〜85重量%、さらに好ましくは60〜80重量%、そして硬化剤は一般に10〜45重量%、好ましくは15〜40重量%、さらに好ましくは20〜40重量%の範囲内とすることができる。
上記の基体樹脂、硬化剤、ウレタン樹脂水分散体(A)を含有するカチオン電着塗料は、例えば基体樹脂と硬化剤を十分に混合した後、水溶性有機カルボン酸で中和して、水性媒体中に水溶化、ないし水分散化したものにウレタン樹脂水分散体(A)を加えることにより調製することができる。
The blending ratio of the base resin and the curing agent is generally 55 to 90% by weight, preferably 60 to 85% by weight, and more preferably 60 to 80% by weight based on the total solid weight of these two components. , And the curing agent can generally be in the range of 10 to 45 wt%, preferably 15 to 40 wt%, more preferably 20 to 40 wt%.
The cationic electrodeposition paint containing the base resin, the curing agent, and the urethane resin aqueous dispersion (A) is, for example, sufficiently mixed with the base resin and the curing agent, and then neutralized with a water-soluble organic carboxylic acid. It can be prepared by adding the urethane resin aqueous dispersion (A) to a water-soluble or water-dispersed medium.

中和のための有機カルボン酸としては、酢酸、ギ酸又はこれらの混合物が好適であり、これらの酸の使用により、形成される塗料組成物の仕上り性、つきまわり性、低温硬化性、塗料安定性が向上する。
本発明のカチオン電着塗料は、場合により、硬化触媒として錫化合物を含有することができる。該錫化合物としては、例えば、ジブチル錫オキサイド、ジオクチル錫オキサイドなどの有機錫化合物;ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ベンゾエートオキシ、ジブチル錫ベンゾエートオキシ、ジオクチル錫ジベンゾエート、ジブチル錫ジベンゾエートなどのジアルキル錫の脂肪族または芳香族カルボン酸塩等を挙げることができ、このうち低温硬化性の点からジアルキル錫芳香族カルボン酸塩などが好適である。
As the organic carboxylic acid for neutralization, acetic acid, formic acid or a mixture thereof is suitable, and by using these acids, finish properties, throwing power, low temperature curability, paint stability of the coating composition to be formed Improves.
The cationic electrodeposition paint of the present invention can optionally contain a tin compound as a curing catalyst. Examples of the tin compound include organic tin compounds such as dibutyltin oxide and dioctyltin oxide; dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dioctyltin benzoateoxy, dibutyltin benzoateoxy, dioctyltin dibenzoate, dibutyl Examples thereof include aliphatic or aromatic carboxylates of dialkyl tin such as tin dibenzoate. Among these, dialkyl tin aromatic carboxylates are preferred from the viewpoint of low-temperature curability.

本発明の塗料組成物におけるこれらの錫化合物の含有量は、厳密に規定されるものではなく、カチオン電着塗料に要求される性能等に応じて広範囲にわたって変えることができるが、通常、塗料中の樹脂固形分100重量部あたりの錫含有量が0.01〜8重量部、好ましくは0.05〜5.0重量部の範囲内になるのが好適である。
カチオン電着塗料には、防錆剤として、リン酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、酸化亜鉛、リ
ンモリブデン酸亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、酸化ビスマス、水酸化ビスマスなどを含有せしめることができる。さらに必要に応じて、着色顔料、体質顔料、有機溶剤、顔料分散剤、表面調整剤などの塗料添加物を配合することができる。
The content of these tin compounds in the coating composition of the present invention is not strictly defined and can be varied over a wide range according to the performance required for the cationic electrodeposition coating. It is suitable that the tin content per 100 parts by weight of the resin solid content is in the range of 0.01 to 8 parts by weight, preferably 0.05 to 5.0 parts by weight.
The cationic electrodeposition paint can contain zinc phosphate, zinc molybdate, zinc oxide, zinc phosphomolybdate, aluminum tripolyphosphate, bismuth oxide, bismuth hydroxide, and the like as a rust inhibitor. Furthermore, paint additives such as a color pigment, an extender pigment, an organic solvent, a pigment dispersant, and a surface conditioner can be blended as necessary.

カチオン電着塗料の塗装は、所望の基材表面に塗装することができる。電着塗装は、一般には、固形分濃度が約5.0〜約40重量%、好ましくは15〜25重量%となるように脱イオン水などで希釈し、さらにpHを5.5〜9の範囲内に調整した本発明の塗料組成物からなる電着浴を、通常、浴温約15〜約35℃に調整し、負荷電圧100〜400Vの条件で行うことができる。   The cationic electrodeposition coating can be applied to a desired substrate surface. The electrodeposition coating is generally diluted with deionized water or the like so that the solid content concentration is about 5.0 to about 40% by weight, preferably 15 to 25% by weight, and further the pH is 5.5 to 9. The electrodeposition bath comprising the coating composition of the present invention adjusted within the range can be usually adjusted to a bath temperature of about 15 to about 35 ° C. and under a load voltage of 100 to 400V.

本発明の塗料組成物を用いて形成される電着塗膜の膜厚は、特に制限されるものではないが、一般的には、硬化塗膜に基づいて10〜40μm、特に15〜35μmの範囲内が好ましい。また塗膜の焼き付け温度は、被塗物表面で一般に約120〜約200℃、好ましくは約140〜約180℃の範囲内の温度が適しており、焼き付け時間は5〜60分程度、好ましくは10〜30分程度とすることができる。   The film thickness of the electrodeposition coating film formed using the coating composition of the present invention is not particularly limited, but is generally 10 to 40 μm, particularly 15 to 35 μm based on the cured coating film. Within the range is preferable. The baking temperature of the coating film is generally about 120 to about 200 ° C., preferably about 140 to about 180 ° C. on the surface of the coating, and the baking time is about 5 to 60 minutes, preferably It can be about 10 to 30 minutes.

本発明のカチオン電着塗料は、耐チッピング性、防食性、仕上り性に優れた硬化塗膜を形成するものであり、例えば、自動車車体用、自動車部品用の他に、建設・建築分野などの下塗り塗料としても有用である。   The cationic electrodeposition paint of the present invention forms a cured coating film excellent in chipping resistance, corrosion resistance, and finish. For example, in addition to automobile bodies and automobile parts, construction and architectural fields, etc. It is also useful as an undercoat paint.

以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。各例中の「部」は重量部、「%」は重量%を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. In each example, “part” represents part by weight, and “%” represents% by weight.

製造例1
ウレタン樹脂水分散体No.1の製造
ポリイソシアネート(a):イソホロンジイソシアネート249.4部、ポリオール(b):ポリプロピレングリコール513.8部(数平均分子量2,000)、及びポリブチレンアジペート171.3部(数平均分子量2,000)、
第3級アミノ基を有するジオール(c):メチルジエタノールアミン60.2部、低分子量ポリオール(d):トリメチロールプロパン5.3部、をメチルイソブチルケトン400部に溶解してウレタン化反応を行い、イソシアネート基が樹脂固形分あたり1.8%含有するウレタンプレポリマーを得た。
Production Example 1
Urethane resin water dispersion no. Production of 1 Polyisocyanate (a): 249.4 parts of isophorone diisocyanate, polyol (b): 513.8 parts of polypropylene glycol (number average molecular weight 2,000), and 171.3 parts of polybutylene adipate (number average molecular weight 2, 000),
A diol having a tertiary amino group (c): 60.2 parts of methyldiethanolamine and a low molecular weight polyol (d): 5.3 parts of trimethylolpropane are dissolved in 400 parts of methyl isobutyl ketone to carry out a urethanization reaction. A urethane prepolymer containing 1.8% of isocyanate groups per resin solid content was obtained.

得られたプレポリマーにジエタノールアミン45.0部を加えてイソシアネート基を封鎖すると共に分子中に水酸基を導入した。冷却後、酢酸30.6部で中和した後、水中へ分散し、メチルイソブチルケトンを減圧留去することにより、平均粒径0.08μm、水
酸基価46mgKOH/g、アミン価28mgKOH/g、数平均分子量5,900、固形分35重量%のウレタン樹脂水分散体No.1を得た。
To the obtained prepolymer, 45.0 parts of diethanolamine was added to block the isocyanate group, and a hydroxyl group was introduced into the molecule. After cooling, neutralized with 30.6 parts of acetic acid, dispersed in water, and distilled off the methyl isobutyl ketone under reduced pressure to obtain an average particle size of 0.08 μm, a hydroxyl value of 46 mg KOH / g, an amine value of 28 mg KOH / g, a number Urethane resin water dispersion No. 5 having an average molecular weight of 5,900 and a solid content of 35% by weight. 1 was obtained.

製造例2
ウレタン樹脂水分散体No.2の製造
ポリイソシアネート(a):トリレンジイソシアネート200.0部、
ポリオール(b):ポリブタジエンポリオール285.7部(出光石油化学製poly BD R-15HT、数平均分子量1,200)、及び3−メチル−1,5−ペンタンジオールとアジ
ピン酸とのポリエステル(数平均分子量1,000)428.6部、
第3級アミノ基を有するジオール(c):メチルジエタノールアミン71.4部、低分子量ポリオール(d):トリメチロールプロパン14.3部、をメチルイソブチルケトン800部に溶解してウレタン化反応を行い、末端が水酸基となるウレタンポリマーを得た。酢酸29.0部で中和した後、水中へ分散し、メチルイソブチルケトンを減圧留去する
ことにより、平均粒径0.10μm、水酸基価37mgKOH/g、アミン価34mgK
OH/g、数平均分子量4,050、固形分30重量%のウレタン樹脂水分散体No.2を得た。
Production Example 2
Urethane resin water dispersion no. Production of 2 Polyisocyanate (a): 200.0 parts of tolylene diisocyanate,
Polyol (b): 285.7 parts of polybutadiene polyol (poly BD R-15HT manufactured by Idemitsu Petrochemical, number average molecular weight 1,200), and polyester of 3-methyl-1,5-pentanediol and adipic acid (number average) Molecular weight 1,000) 428.6 parts,
A diol having a tertiary amino group (c): 71.4 parts of methyldiethanolamine and a low molecular weight polyol (d): 14.3 parts of trimethylolpropane are dissolved in 800 parts of methyl isobutyl ketone to perform a urethanization reaction. A urethane polymer having a terminal hydroxyl group was obtained. After neutralizing with 29.0 parts of acetic acid, it was dispersed in water, and methyl isobutyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain an average particle size of 0.10 μm, a hydroxyl value of 37 mgKOH / g, and an amine value of 34 mgK.
Urethane resin aqueous dispersion No. OH / g, number average molecular weight 4,050, solid content 30% by weight. 2 was obtained.

製造例3
ウレタン樹脂水分散体No.3の製造
メチルイソブチルケトン500部に、ポリイソシアネート(a):イソホロンジイソシアネート382.6部、ポリオール(b):ポリテトラメチレングリコール510.2部(数平均分子量1,000)、低分子量ポリオール(d):トリメチロールプロパン20.4部、第3級アミノ基を有するジオール(c):メチルジエタノールアミン63.8部を溶解させてウレタン化反応させた後、冷却し、水酸基を有するジアミン(f):ヒドロキシアミノプロピルアミン23.0部を加え、イソシアネート基が樹脂固形分あたり2.0%含有するウレタンプレポリマーを得た。
Production Example 3
Urethane resin water dispersion no. 3. Preparation of 3 To 500 parts of methyl isobutyl ketone, polyisocyanate (a): 382.6 parts of isophorone diisocyanate, polyol (b): 510.2 parts of polytetramethylene glycol (number average molecular weight 1,000), low molecular weight polyol (d ): 20.4 parts of trimethylolpropane, diol having a tertiary amino group (c): 63.8 parts of methyldiethanolamine were dissolved and urethanized, cooled, and diamine having a hydroxyl group (f): 23.0 parts of hydroxyaminopropylamine was added to obtain a urethane prepolymer containing 2.0% of isocyanate groups per resin solid content.

得られたプレポリマーにジエタノールアミン25.0部、ジブチルアミン30.8部加えてイソシアネート基を封鎖すると共に分子中に水酸基を導入した。冷却後、酢酸29.2部で中和した後、水中へ分散し、メチルイソブチルケトンを減圧留去することにより、平均粒径0.08μm、水酸基価35mgKOH/g、アミン価30mgKOH/g、数
平均分子量6,500、固形分30重量%のウレタン樹脂水分散体No.3を得た。
To the obtained prepolymer, 25.0 parts of diethanolamine and 30.8 parts of dibutylamine were added to block the isocyanate group and introduce a hydroxyl group into the molecule. After cooling, the mixture was neutralized with 29.2 parts of acetic acid, dispersed in water, and the methyl isobutyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain an average particle size of 0.08 μm, a hydroxyl value of 35 mgKOH / g, an amine value of 30 mgKOH / g, a number Urethane resin aqueous dispersion No. 1 having an average molecular weight of 6,500 and a solid content of 30% by weight. 3 was obtained.

製造例4
ウレタン樹脂水分散体No.4の製造(比較例用)
サンニックスジオールPL−2100(三洋化成工業株式会社製、商品名、ポリエチレン−プロピレン(ブロック)エーテルグリコール、数平均分子量2477)479.2部、ネオペンチルグリコール39.74部、ヘキサメチレンジイソシアネート158.3部及びメチルイソブチルケトン75部を反応容器に仕込み、反応系内を窒素ガス置換した後、攪拌しながら110℃で3時間反応し、次に反応物を60℃まで冷却し、N−メチルジエタノールアミン23.78部、及びメチルイソブチルケトン225部を加えて、さらに90℃で4時間反応して残存NCO基含量1.30%のウレタンプレポリマー溶液を合成した。
Production Example 4
Urethane resin water dispersion no. 4 (for comparative example)
Sanixdiol PL-2100 (trade name, polyethylene-propylene (block) ether glycol, number average molecular weight 2477, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 479.2 parts, neopentyl glycol 39.74 parts, hexamethylene diisocyanate 158.3 And 75 parts of methyl isobutyl ketone were charged into a reaction vessel, and the reaction system was purged with nitrogen gas. Then, the mixture was reacted with stirring at 110 ° C. for 3 hours, and then the reaction product was cooled to 60 ° C. .78 parts and 225 parts of methyl isobutyl ketone were added, and further reacted at 90 ° C. for 4 hours to synthesize a urethane prepolymer solution having a residual NCO group content of 1.30%.

このウレタンプレポリマー溶液を40℃に冷却した後、イソホロンジアミン22.9部、モノエタノールアミン2.44部、メチルイソブチルケトン及びイソプロパノールの混合物を加えて1時間反応し残存NCO基がなくなるまで鎖伸長反応を行った後、ポリウレタン樹脂溶液を得た。
次に、上記のポリウレタン樹脂溶液500部を四つ口ガラス反応容器に仕込み、10%酢酸41.3部を配合して30分攪拌した後、強く攪拌しながら脱イオン水465部を約15分かけて滴下して乳化し、更に減圧下にてメチルイソブチルケトン及びイソプロパノールを留去して、固形分約35%、平均粒径0.15μm、アミン価15.4mgKOH
/g、数平均分子量約35,000、固形分40.0重量%のウレタン樹脂水分散体No.4を得た。
After cooling this urethane prepolymer solution to 40 ° C., 22.9 parts of isophorone diamine, 2.44 parts of monoethanolamine, a mixture of methyl isobutyl ketone and isopropanol were added and reacted for 1 hour to chain extension until there were no remaining NCO groups. After the reaction, a polyurethane resin solution was obtained.
Next, 500 parts of the above polyurethane resin solution was charged into a four-necked glass reaction vessel, 41.3 parts of 10% acetic acid was added and stirred for 30 minutes, and then 465 parts of deionized water was added for about 15 minutes while stirring vigorously. Then, methyl isobutyl ketone and isopropanol are distilled off under reduced pressure to obtain a solid content of about 35%, an average particle size of 0.15 μm, and an amine value of 15.4 mgKOH.
/ G, urethane resin water dispersion No. having a number average molecular weight of about 35,000 and a solid content of 40.0% by weight. 4 was obtained.

製造例5
ウレタン樹脂水分散体No.5の製造(比較例用)
ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量3,065)458.0部、ネオペンチルグリコール41.42部、ヘキサメチレンジイソシアネート175.8部及びメチルイソブチルケトン75部を反応容器に仕込み、反応系内を窒素ガス置換した後、攪拌しながら110℃で3時間反応し、次に反応物を60℃まで冷却しN−メチルジエタノールアミン23.76部及びメチルイソブチルケトン225部を加えて、さらに90℃で3時間反応して残存NCO基含量2.51%のウレタンプレポリマー溶液を合成した。
Production Example 5
Urethane resin water dispersion no. 5 (for comparative example)
458.0 parts of polytetramethylene ether glycol (number average molecular weight 3,065), 41.42 parts of neopentyl glycol, 175.8 parts of hexamethylene diisocyanate and 75 parts of methyl isobutyl ketone are charged into a reaction vessel, and the reaction system is filled with nitrogen. After gas replacement, the reaction was carried out at 110 ° C. for 3 hours with stirring, then the reaction product was cooled to 60 ° C., 23.76 parts of N-methyldiethanolamine and 225 parts of methyl isobutyl ketone were added, and further at 90 ° C. for 3 hours By reacting, a urethane prepolymer solution having a residual NCO group content of 2.51% was synthesized.

このウレタンプレポリマー溶液を40℃に冷却した後4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタン61.5部、メチルイソブチルケトン620部及びイソプロパノール185部の混合物を加えて1時間反応し残存NCO基がなくなるまで鎖伸長反応を行った後、次に、上記のポリウレタン樹脂溶液500部を四つ口ガラス反応容器に仕込み、10%酢酸41.3部を配合して30分攪拌した後、強く攪拌しながら脱イオン水465部を約15分かけて滴下して乳化し、更に減圧下にてメチルイソブチルケトン及びイソプロパノールを留去して、固形分約35%、平均粒径0.15μm、アミン価16.0mgKOH/g、
数平均分子量約113,000、固形分40.0%のウレタン樹脂水分散体No.5を得た。
After cooling this urethane prepolymer solution to 40 ° C., a mixture of 61.5 parts of 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 620 parts of methyl isobutyl ketone and 185 parts of isopropanol is added and reacted for 1 hour until there are no remaining NCO groups. After performing the elongation reaction, next, 500 parts of the above polyurethane resin solution was charged into a four-necked glass reaction vessel, and 41.3 parts of 10% acetic acid was added and stirred for 30 minutes, followed by deionization with vigorous stirring. 465 parts of water was added dropwise over about 15 minutes to emulsify, and methyl isobutyl ketone and isopropanol were distilled off under reduced pressure to obtain a solid content of about 35%, an average particle size of 0.15 μm, an amine value of 16.0 mgKOH / g,
A urethane resin aqueous dispersion No. 1 having a number average molecular weight of about 113,000 and a solid content of 40.0%. 5 was obtained.

製造例6
基体樹脂の製造
アミノ基含有エポキシ樹脂エピコート828EL(油化シェル社製、商品名、エポキシ樹脂)1010gに、ビスフェノールA390g及びジメチルベンジルアミン0.2gを
加え、130℃でエポキシ当量800になるまで反応させた。次にジエタノールアミン160g及びジエチレントリアミンのケチミン化物65gを加え、120℃で4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355gを加え、アミン価67mgKOH/g、固形分80%の基体樹脂を得た。
Production Example 6
Manufacture of base resin Add 390 g of bisphenol A and 0.2 g of dimethylbenzylamine to 1010 g of amino group-containing epoxy resin Epicoat 828EL (manufactured by Yuka Shell Co., Ltd., trade name, epoxy resin), and react at 130 ° C. until an epoxy equivalent of 800 is reached. It was. Next, 160 g of diethanolamine and 65 g of a diethylenetriamine ketiminate were added and reacted at 120 ° C. for 4 hours. Then, 355 g of ethylene glycol monobutyl ether was added to obtain a base resin having an amine value of 67 mgKOH / g and a solid content of 80%.

製造例7
硬化剤の製造
反応容器中に、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート250部及びメチルイソブチルケトン25部を加え70℃に昇温した。この中に2,2−ジメチロールブタン酸15部を徐々に添加し、ついでエチレングリコールモノブチルエーテル118部を滴下して加え、70℃で1時間反応させた後、60℃に冷却し、1,4−ペンタンジオール188部を添加した。この温度を保ちながら、経時でサンプリングし、赤外線吸収スペクトル測定にて未反応のイソシアネート基の吸収がなくなったことを確認し、固形分80%の硬化剤を得た。
Production Example 7
Production of Curing Agent In a reaction vessel, 250 parts of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate and 25 parts of methyl isobutyl ketone were added and heated to 70 ° C. In this, 15 parts of 2,2-dimethylolbutanoic acid was gradually added, and then 118 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added dropwise, reacted at 70 ° C. for 1 hour, cooled to 60 ° C., 188 parts of 4-pentanediol were added. While maintaining this temperature, sampling was performed over time, and it was confirmed by infrared absorption spectrum measurement that there was no absorption of unreacted isocyanate groups, and a curing agent having a solid content of 80% was obtained.

製造例8
エマルションの製造
製造例6で得られた80%の基体樹脂87.5部(固形分70部)、製造例7で得られた80%の硬化剤33.3部(固形分30部)、10%酢酸15部を配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水158部を強く攪拌しながら約15分かけて滴下し、固形分34%のエマルションを得た。
Production Example 8
Production of emulsion 87.5 parts of 80% base resin obtained in Production Example 6 (solid content 70 parts), 80% curing agent obtained in Production Example 7 33.3 parts (solid content 30 parts), 10 15 parts of acetic acid was blended and stirred uniformly, and then 158 parts of deionized water was added dropwise over about 15 minutes with vigorous stirring to obtain an emulsion having a solid content of 34%.

製造例9
顔料分散ペーストの製造
60%の4級塩化エポキシ樹脂5.83部(固形分3.5)、チタン白10部、カーボンブラック0.3部、及び水酸化ビスマス2.0部、有機錫化合物1部に脱イオン水 11.4部を加え、十分に攪拌して、固形分55.0%の顔料分散ペーストを得た。
Production Example 9
Manufacture of pigment dispersion paste 5.83 parts of quaternary chlorinated epoxy resin 60% (solid content 3.5), titanium white 10 parts, carbon black 0.3 parts, bismuth hydroxide 2.0 parts, organotin compound 1 11.4 parts of deionized water was added to the part, and stirred sufficiently to obtain a pigment dispersion paste having a solid content of 55.0%.

実施例1
カチオン電着塗料No.1の製造
製造例8で得たエマルション294部(固形分100部)に、製造例9で得た顔料分散ペースト30.5部(固形分16.8部)、製造例1で得た固形分35%のウレタン樹脂水分散体No.1を28.5部(固形分10部)、及び脱イオン水281部を加え、固形
分20%のカチオン電着塗料No.1を得た。
Example 1
Cationic electrodeposition paint No. Production of 1 Into 294 parts of emulsion obtained in Production Example 8 (100 parts of solid content), 30.5 parts of pigment dispersion paste obtained in Production Example 9 (solid content of 16.8 parts), and solid content obtained in Production Example 1 35% urethane resin water dispersion No. No. 1 was added 28.5 parts (solid content 10 parts) and deionized water 281 parts. 1 was obtained.

実施例2
カチオン電着塗料No.2の製造
実施例1において、ウレタン樹脂水分散体No.1を固形分30%のウレタン樹脂水分
散体No.2 33.3部(固形分10部)に変え、脱イオン水で調整し、固形分20%
のカチオン電着塗料No.2を得た。
Example 2
Cationic electrodeposition paint No. 2 In Example 1, urethane resin aqueous dispersion No. 2 was prepared. 1 is a urethane resin aqueous dispersion No. 1 having a solid content of 30%. 2 Change to 33.3 parts (10 parts solids), adjust with deionized water, 20% solids
Cationic electrodeposition paint No. 2 was obtained.

実施例3
カチオン電着塗料No.3の製造
実施例1において、ウレタン樹脂水分散体No.1を固形分30%のウレタン樹脂水分
散体No.3 33.3部(固形分10部)に変え、脱イオン水で調整し、固形分20%
のカチオン電着塗料No.3を得た。
Example 3
Cationic electrodeposition paint No. 3 In Example 1, urethane resin aqueous dispersion No. 3 was prepared. 1 is a urethane resin aqueous dispersion No. 1 having a solid content of 30%. 3 Change to 33.3 parts (10 parts solids), adjust with deionized water, 20% solids
Cationic electrodeposition paint No. 3 was obtained.

比較例1
実施例1において、ウレタン樹脂水分散体No.1を固形分40.0重量%のウレタン
樹脂水分散体No.4 25部(固形分10部)に変え、脱イオン水で調整し、固形分2
0%のカチオン電着塗料No.4を得た。
Comparative Example 1
In Example 1, urethane resin water dispersion No. No. 1 is a urethane resin water dispersion No. 1 having a solid content of 40.0% by weight. 4 Change to 25 parts (solid content 10 parts), adjust with deionized water, solid content 2
0% cationic electrodeposition paint No. 4 was obtained.

比較例2〜4
表1の配合内容にて、カチオン電着塗料No.5〜No.7を得た。
Comparative Examples 2-4
In the content of Table 1, the cationic electrodeposition paint No. 5-No. 7 was obtained.

Figure 2005232397
Figure 2005232397

(注3)スーパーフレックスE−4000:第一工業製薬社製、商品名、ノニオン性のウレタ
ン樹脂水分散体、平均粒径0.28μm、水酸基価0mgKOH/g、アミン価0mgKOH/g、数平均分子量100,000以上、固形分45重量%
塗装試験:パルボンド#3020(日本パーカライジング社製、商品名、リン酸亜鉛処理剤)で化成処理した0.8×150×70mmの冷延鋼板及び亜鉛メッキ鋼板を、上記
実施例及び比較例で得た各カチオン電着塗料に浸漬し、これをカソードとして電着塗装を行って得た電着塗膜を、電着熱風乾燥機を用いて170℃で20分間焼き付けた乾燥膜厚で20μmの試験板を得た。
(Note 3) Superflex E-4000: manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name, nonionic urethane resin aqueous dispersion, average particle size 0.28 μm, hydroxyl value 0 mgKOH / g, amine value 0 mgKOH / g, number average Molecular weight 100,000 or more, solid content 45% by weight
Coating test: 0.8 × 150 × 70 mm cold-rolled steel plate and galvanized steel plate obtained by chemical conversion treatment with Palbond # 3020 (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd., trade name, zinc phosphate treatment agent) are obtained in the above examples and comparative examples. Electrodeposition coating obtained by immersing each cation electrodeposition paint and using this as a cathode for electrodeposition coating was baked at 170 ° C. for 20 minutes using an electrodeposition hot air dryer, and a dry film thickness of 20 μm was tested. I got a plate.

試験板の結果を表2に示す。なお試験条件は、下記の試験条件に従った。   Table 2 shows the results of the test plate. The test conditions were as follows.

Figure 2005232397
Figure 2005232397

(注4) 防食性:冷延鋼板に各カチオン電着塗料を塗装した電着塗板に、素地に達する
ように電着塗膜にナイフでクロスカット傷を入れ、これをJISZ−2371に準じて840時間耐塩水噴霧試験を行い、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
○:錆、フクレの最大幅がカット部より3mm未満(片側)
△:錆、フクレの最大幅がカット部より3〜4mm未満(片側)
×:錆、フクレの最大幅がカット部より4mm以上
(注5)仕上り性:冷延鋼板に各カチオン電着塗料を塗装した電着塗板の電着塗膜の表面粗度を、サーフテスト301(MITSUTOYO社製、商品名、表面粗度計)でRa値(Cut Off
0.8mm)を測定した。
(Note 4) Corrosion protection: An electrodeposited coating plate coated with each cationic electrodeposition coating on a cold-rolled steel sheet is cross-cut with a knife so as to reach the substrate, and this is applied according to JISZ-2371. The salt spray resistance test was conducted for 840 hours, and the following criteria were evaluated by the rust and blister width from the knife scratch.
○: The maximum width of rust and blisters is less than 3 mm from the cut part (one side)
Δ: Maximum width of rust and blisters is less than 3 to 4 mm from cut (one side)
X: The maximum width of rust and blisters is 4 mm or more from the cut part (Note 5) Finishing property: The surface roughness of the electrodeposition coating film of each electrodeposition coating plate coated with each cationic electrodeposition coating on a cold rolled steel sheet Ra value (Cut Off) (product name, surface roughness meter, manufactured by MITSUTOYO)
0.8 mm) was measured.

○:Ra=0.20μm未満
△:Ra=0.20〜0.25μm
×:Ra=0.30μmを越えるもの
(注6)耐チッピング性:
亜鉛メッキ鋼板に各カチオン電着塗料を塗装した電着塗板に、WP−300T(関西ペイント社製、商品名、水性中塗り塗料)を30μm塗装し150℃−30分間焼き付けて
中塗り塗膜を得た。
○: Ra = 0.20 μm or less Δ: Ra = 0.20 to 0.25 μm
×: Ra exceeds 0.30 μm (Note 6) Chipping resistance:
WP-300T (trade name, waterborne intermediate coating) manufactured by Kansai Paint Co., Ltd. is applied to an electrodeposition coating plate obtained by coating each cation electrodeposition coating on a galvanized steel sheet, and baked at 150 ° C. for 30 minutes to form an intermediate coating film. Obtained.

さらにその塗膜の上に、ネオアミラック6000白(関西ペイント社製、商品名、白色アルキド系上塗り塗料)を膜厚35μm塗装し、140℃で30分加熱して複層塗膜を得
た。
次に、スガ試験機社製、飛石試験機JA−400型(チッピング試験装置)の試片保持台に試験板を設置し、−20℃において、0.392MPa(4kgf/cm2)の圧縮空
気により粒度7号の花崗岩砕石50gを塗面に吹き付け、これによる塗膜のキズの発生程度などを目視で観察し評価した。
Further, neoamylac 6000 white (trade name, white alkyd-type top coat paint manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied on the coating film to a thickness of 35 μm, and heated at 140 ° C. for 30 minutes to obtain a multilayer coating film.
Next, a test plate was placed on a specimen holder of a stepping stone testing machine JA-400 (chipping test apparatus) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., and compressed air of 0.392 MPa (4 kgf / cm 2 ) at −20 ° C. Then, 50 g of granite crushed stone of size 7 was sprayed on the coating surface, and the degree of scratches on the coating film was observed and evaluated visually.

◎:キズの程度はかなり小さく、中塗り塗膜がやや露出している
○:キズの程度は小さく、中塗り塗膜が露出している程度
△:キズの大きさは小さいが、素地の鋼板が露出している
×:キズの大きさはかなり大きく、素地の鋼板も露出している
(注7)塗料安定性:30℃で塗料を1ヶ月間攪拌した後、500メッシュの金網で濾過し、残渣の量で評価した。
◎: Scratch level is quite small and intermediate coating film is slightly exposed ○: Scratch level is small and intermediate coating film is exposed △: Scratch size is small, but base steel sheet X: The size of the scratch is quite large and the base steel plate is also exposed. (Note 7) Paint stability: After stirring the paint at 30 ° C for 1 month, it is filtered through a 500 mesh wire mesh. The amount of residue was evaluated.

○:濾過残渣量10mg/L未満
△:濾過残渣量10mg/L以上で、かつ20mg/L未満
×:濾過残渣量20mg/L以上
○: Filtration residue amount less than 10 mg / L Δ: Filtration residue amount of 10 mg / L or more and less than 20 mg / L
×: Filtration residue amount 20 mg / L or more

本発明は、耐チッピング性、防食性、仕上り性に優れた塗膜を形成できるカチオン電着塗料である。







The present invention is a cationic electrodeposition coating material that can form a coating film excellent in chipping resistance, corrosion resistance, and finish.







Claims (7)

基体樹脂と硬化剤の固形分合計100重量部に対して、ポリイソシアネート(a)、ポリオール(b)及び分子中に第3級アミノ基を有するジオール(c)を反応して得られる数平均分子量が2,000〜12,000のウレタン樹脂の水分散体(A)を固形分で1〜40重量部含有するカチオン電着塗料。   Number average molecular weight obtained by reacting polyisocyanate (a), polyol (b) and diol (c) having a tertiary amino group in the molecule with respect to 100 parts by weight of the solid content of the base resin and the curing agent. A cationic electrodeposition paint containing 1 to 40 parts by weight of a solid dispersion of an aqueous dispersion (A) of urethane resin having a weight of 2,000 to 12,000. 該ポリオール(b)の50重量%以上がポリエステルポリオール及び/またはポリエー
テルポリオールである請求項1に記載のカチオン電着塗料。
The cationic electrodeposition paint according to claim 1, wherein 50% by weight or more of the polyol (b) is a polyester polyol and / or a polyether polyol.
該ウレタン樹脂の水酸基価が25〜60mgKOH/gである請求項1、又は2項に記載のカチオン電着塗料。   The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1 or 2, wherein the urethane resin has a hydroxyl value of 25 to 60 mgKOH / g. 該ウレタン樹脂のアミン価が20〜60mgKOH/gである請求項1〜3項のいずれか1項に記載のカチオン電着塗料。   The cationic electrodeposition paint according to any one of claims 1 to 3, wherein the urethane resin has an amine value of 20 to 60 mgKOH / g. 該ウレタン樹脂の平均粒径が0.01〜0.3μmである請求項1〜4項のいずれか1項に記載のカチオン電着塗料。   The cationic electrodeposition paint according to any one of claims 1 to 4, wherein the urethane resin has an average particle size of 0.01 to 0.3 µm. 被塗物に、請求項1〜5のいずれか1項に記載のカチオン電着塗料を塗装してなる塗膜形成方法。 The coating-film formation method formed by apply | coating the cationic electrodeposition coating material of any one of Claims 1-5 to to-be-coated material. 請求項6に記載の方法により得られる塗装物品。





















A coated article obtained by the method according to claim 6.





















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