JP2006083305A - Lead-free cationic electrodeposition coating composition - Google Patents

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JP2006083305A
JP2006083305A JP2004270419A JP2004270419A JP2006083305A JP 2006083305 A JP2006083305 A JP 2006083305A JP 2004270419 A JP2004270419 A JP 2004270419A JP 2004270419 A JP2004270419 A JP 2004270419A JP 2006083305 A JP2006083305 A JP 2006083305A
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bismuth
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cationic electrodeposition
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Motoi Tanimoto
基 谷本
Hideo Ishibashi
秀夫 石橋
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Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lead-free cationic electrodeposition coating composition capable of obtaining a coated film having corrosion resistance equivalent to or higher than corrosion resistance in the case where a lead compound is used by using metal bismuth colloid particles instead of a lead compound as a corrosion resistance-imparting agent, excellent in long-term storage stability and further not using tin. <P>SOLUTION: The lead-free cationic electrodeposition coating composition comprises an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin and metal bismuth colloidal particles. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無鉛性カチオン電着塗料組成物に関する。 The present invention relates to a lead-free cationic electrodeposition coating composition.

電着塗装は、複雑な形状を有する被塗物であっても細部にまで塗装を施すことができ、自動的かつ連続的に塗装することができるため、自動車車体等の大型で複雑な形状を有し、高い防錆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。また、他の塗装方法と比較して、塗料の使用効率が極めて高いことから経済的であり、工業的な塗装方法として広く普及している。 Electrodeposition coating can be applied to the details even if the object has a complicated shape, and it can be applied automatically and continuously. It is widely used as an undercoating method for objects to be coated that requires high rust prevention. Moreover, it is economical because the use efficiency of the paint is extremely high compared with other coating methods, and is widely used as an industrial coating method.

このような電着塗装に使用される電着塗料には、従来からクロム酸鉛、塩基性ケイ酸鉛等の鉛化合物を耐食性付与剤として添加されてきた。しかし、近年、鉛化合物は環境面から悪影響を与えることから、使用量の削減が要求されているが、電着塗料を無鉛化、低鉛化したのでは塗膜性能、特に塗膜の耐食性が低下する問題がある。 Conventionally, lead compounds such as lead chromate and basic lead silicate have been added to such electrodeposition paints used for electrodeposition coating as corrosion resistance imparting agents. However, in recent years, lead compounds have a negative impact on the environment, so there is a need to reduce the amount used. However, the electrodeposition paints have been made lead-free and lead-free, so that the coating performance, especially the corrosion resistance of the coating, is reduced. There is a problem that decreases.

鉛化合物に代わる耐食性付与剤として、ビスマス化合物を使用する手法が提案されている。例えば、水酸化ビスマス等の水酸化物及び有機スズ化合物を含有する電着塗料組成物が提案されており、水酸化ビスマス等の金属水酸化物と有機スズ化合物とを添加することによって、鉛化合物と同等以上の耐食性を付与することができることが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 A technique using a bismuth compound has been proposed as a corrosion resistance imparting agent instead of a lead compound. For example, an electrodeposition coating composition containing a hydroxide such as bismuth hydroxide and an organic tin compound has been proposed, and a lead compound can be obtained by adding a metal hydroxide such as bismuth hydroxide and an organic tin compound. It is disclosed that corrosion resistance equivalent to or better than that can be imparted (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、ここで開示されている技術は、溶解性ビスマス化合物を使用するものである。酢酸ビスマス等の溶解性ビスマス化合物を塗料中に配合しようとする場合には、オキシ酢酸ビスマス、酸化ビスマス等として沈降することを抑制するため、過剰の酸を添加する必要があるが、この過剰の酸を原因として、被塗装物である金属基材が腐食してしまうという問題がある。 However, the technique disclosed here uses a soluble bismuth compound. When a soluble bismuth compound such as bismuth acetate is to be added to the paint, it is necessary to add an excess of acid in order to suppress precipitation as bismuth oxyacetate, bismuth oxide, etc. There is a problem that the metal base material which is the object to be coated is corroded due to the acid.

過剰の酸を使用することなく、金属ビスマスを耐食性付与剤として用いることも考えられるが、金属ビスマスは不溶性であるため、塗料中に安定に存在させることが困難であり、取り扱いも難しい等の問題があった。 It is conceivable to use metal bismuth as a corrosion resistance imparting agent without using an excess of acid. However, since metal bismuth is insoluble, it is difficult to stably exist in the paint and handling is difficult. was there.

一方、コロイド状に分散された金属ビスマスを含有する水性塗料が開示されている(特許文献2)。しかし、ここで主として開示されてものは、貯蔵安定性に劣るものであり、また、錫を含有するものである。
特開平5−140487号公報(第2頁) 特表2003−525970号公報(第2頁)
On the other hand, an aqueous paint containing colloidally dispersed metal bismuth is disclosed (Patent Document 2). However, what is mainly disclosed here is inferior in storage stability and contains tin.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-140487 (second page) Japanese translation of PCT publication No. 2003-525970 (2nd page)

本発明は、上記現状に鑑み、耐食性付与剤として、鉛化合物ではなく、金属ビスマスコロイド粒子を使用し、鉛化合物を使用する場合と同等又はそれ以上の耐食性を有する塗膜を得ることができ、長期間の貯蔵安定性に優れ、更に錫を使用しない無鉛性カチオン電着塗料組成物を提供することを目的とするものである。 In view of the present situation, the present invention uses a metal bismuth colloidal particle instead of a lead compound as a corrosion resistance imparting agent, and can obtain a coating film having corrosion resistance equivalent to or higher than that when using a lead compound. An object of the present invention is to provide a lead-free cationic electrodeposition coating composition which is excellent in long-term storage stability and does not use tin.

本発明は、オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂及び金属ビスマスコロイド粒子を含有することを特徴とする無鉛性カチオン電着塗料組成物である。
上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、金属ビスマスコロイド粒子の含有量が金属換算として無鉛性カチオン電着塗料組成物の樹脂固形分100質量%に対して、0.1〜1.5質量%であることが好ましい。
上記金属ビスマスコロイド粒子は、高分子顔料分散剤を含有するものであることが好ましい。
上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、錫を含有しないものであることが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。
The present invention is a lead-free cationic electrodeposition coating composition comprising an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin and metal bismuth colloidal particles.
In the lead-free cationic electrodeposition coating composition, the content of the metal bismuth colloidal particles is 0.1 to 1.5% by mass with respect to 100% by mass of the resin solid content of the lead-free cationic electrodeposition coating composition as metal conversion. It is preferable that
The metal bismuth colloidal particles preferably contain a polymer pigment dispersant.
The lead-free cationic electrodeposition coating composition preferably does not contain tin.
The present invention is described in detail below.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、無鉛性のカチオン電着塗料組成物であるにもかかわらず、鉛化合物を含有するカチオン電着塗料組成物を使用する場合と同等又はそれ以上の耐食性を有する電着塗膜を得ることができるものである。このため、本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、環境保護の観点から好ましいものである。 Although the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention is a lead-free cationic electrodeposition coating composition, the lead-free cationic electrodeposition coating composition is equal to or more than the case of using a cationic electrodeposition coating composition containing a lead compound. An electrodeposition coating film having corrosion resistance can be obtained. For this reason, the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention is preferable from the viewpoint of environmental protection.

上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、実質上鉛を含有しないものであり、環境に悪影響を与えるような量で鉛を含有しないことである。具体的には、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物中の鉛の含有量が、100ppm以下、好ましくは50ppm以下である。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition is substantially free of lead and does not contain lead in an amount that adversely affects the environment. Specifically, the lead content in the lead-free cationic electrodeposition coating composition is 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂及び金属ビスマスコロイド粒子を含有するものである。即ち、従来のカチオン電着塗料組成物として、溶解性ビスマス化合物を添加するものがあるが、本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は金属ビスマスコロイド粒子を含有するものである。通常、金属ビスマスを使用する場合には、塗料中において、金属ビスマスが沈降してしまうため、安定して存在させることが困難である。このため、金属ビスマスを使用した場合には、カチオン電着塗装を行うことによって、充分な金属ビスマス量を含有する電着塗膜を形成することが困難となり、その結果、充分な耐食性を有する電着塗膜を得ることができない。一方、本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、金属ビスマスコロイド粒子を含有するものであるため、塗料中において、金属ビスマスコロイド粒子の沈降を充分に抑制することができ、安定に金属ビスマスコロイド粒子を存在させることができるものである。このため、本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物を用いる場合には、カチオン電着塗装を行うことによって、充分な量の金属ビスマスコロイド粒子が均一に分散した電着塗膜を形成することができる。従って、塗膜中に均一に分散している金属ビスマスコロイド粒子が、耐食性付与剤として充分に機能し、結果として、充分な耐食性を有する電着塗膜を得ることができる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin and metal bismuth colloidal particles. That is, some conventional cationic electrodeposition coating compositions contain a soluble bismuth compound, but the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains metal bismuth colloidal particles. Usually, when metal bismuth is used, metal bismuth settles in the paint, and it is difficult to make it exist stably. For this reason, when metal bismuth is used, it is difficult to form an electrodeposition coating film containing a sufficient amount of metal bismuth by performing cationic electrodeposition coating. As a result, an electrode having sufficient corrosion resistance is obtained. A coated film cannot be obtained. On the other hand, since the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains metal bismuth colloidal particles, precipitation of the metal bismuth colloidal particles can be sufficiently suppressed in the coating, and metal bismuth can be stably added. Colloidal particles can be present. Therefore, when the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention is used, an electrodeposition coating film in which a sufficient amount of metal bismuth colloidal particles are uniformly dispersed can be formed by performing cationic electrodeposition coating. Can do. Therefore, the metal bismuth colloidal particles uniformly dispersed in the coating film sufficiently function as a corrosion resistance imparting agent, and as a result, an electrodeposition coating film having sufficient corrosion resistance can be obtained.

上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、塗料中において、金属ビスマスコロイド粒子の沈降を充分に抑制することができるため、長期間の貯蔵安定性に優れるものである。また、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、錫を実質的に含有しないものであることが好ましく、この場合環境面からも好ましい。ここで、錫を実質的に含有しないとは、錫の含有量が50ppm以下のことであり、特に好ましくは0ppmである。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition is excellent in long-term storage stability because it can sufficiently suppress the precipitation of metal bismuth colloid particles in the coating. Moreover, it is preferable that the said lead-free cationic electrodeposition coating composition is a thing which does not contain tin substantially, and is preferable also from an environmental viewpoint in this case. Here, “not containing tin substantially” means that the tin content is 50 ppm or less, particularly preferably 0 ppm.

本発明における金属ビスマスコロイド粒子は、平均粒子径が、例えば、2〜30nmの金属ビスマスのコロイド状の粒子であり、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物中において、安定に存在するものである。本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物が金属ビスマスコロイド粒子を含有するものであることにより、得られる電着塗膜に優れた耐食性を付与することができる。また、上記金属ビスマスコロイド粒子が塗料中での安定性に優れているため、金属ビスマスコロイド粒子が均一、かつ、充分に分散された電着塗膜を形成することができる。 The metal bismuth colloidal particles in the present invention are metal bismuth colloidal particles having an average particle diameter of, for example, 2 to 30 nm, and exist stably in the lead-free cationic electrodeposition coating composition. Since the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains metal bismuth colloidal particles, excellent corrosion resistance can be imparted to the resulting electrodeposition coating film. Further, since the metal bismuth colloidal particles are excellent in stability in the paint, an electrodeposition coating film in which the metal bismuth colloidal particles are uniform and sufficiently dispersed can be formed.

上記金属ビスマスコロイド粒子は、例えば、以下に示す製造方法により得ることができる。
上記金属ビスマスコロイド粒子は、ビスマス含有化合物から得られるものである。
The metal bismuth colloidal particles can be obtained, for example, by the production method shown below.
The metal bismuth colloidal particles are obtained from a bismuth-containing compound.

上記ビスマス含有化合物としては、溶媒に溶解し、還元することによって金属ビスマスコロイド粒子を供給することができるビスマスを含有する化合物であれば特に限定されず、例えば、塩化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、臭化ビスマス、ケイ酸ビスマス、水酸化ビスマス、三酸化ビスマス、硝酸ビスマス、亜硝酸ビスマス、オキシ炭酸ビスマス等の無機系ビスマス含有化合物;乳酸ビスマス、トリフェニルビスマス、没食子酸ビスマス、安息香酸ビスマス、クエン酸ビスマス、メトキシ酢酸ビスマス、酢酸ビスマス、ギ酸ビスマス、2,2−ジメチロ−ルプロピオン酸ビスマス等の他、例えば、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス等の(塩基性)ビスマス化合物と有機酸とを水性媒体中で混合・分散することによって製造できるような有機酸変性ビスマス(国際公開WO99/31187号公報参照)等の有機系ビスマス含有化合物等を挙げることができる。なかでも、反応溶媒である水への溶解性の観点から、塩化ビスマスや硝酸ビスマスが好ましい。 The bismuth-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound containing bismuth capable of supplying metal bismuth colloidal particles by dissolving in a solvent and reducing, for example, bismuth chloride, bismuth oxychloride, bromide Inorganic bismuth-containing compounds such as bismuth, bismuth silicate, bismuth hydroxide, bismuth trioxide, bismuth nitrate, bismuth nitrite, bismuth oxycarbonate; bismuth lactate, triphenyl bismuth, bismuth gallate, bismuth benzoate, bismuth citrate , Bismuth methoxyacetate, bismuth acetate, bismuth formate, bismuth 2,2-dimethylolpropionate, etc., for example, (basic) bismuth compounds such as bismuth oxide, bismuth hydroxide, basic bismuth carbonate, and organic acids Made by mixing and dispersing in an aqueous medium Organic bismuth-containing compound in the organic acid-modified bismuth (see International Publication No. WO99 / 31187) or the like that enables the like. Of these, bismuth chloride and bismuth nitrate are preferable from the viewpoint of solubility in water as a reaction solvent.

上記有機酸としては、ギ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸等の有機カルボン酸や、アミドスルホン酸等の有機スルホン酸等を挙げることができる。また、上記有機酸として、一般式RCH(OR)(CHCOOH(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表わし、Rは水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表わし、nは0又は1である。)で表される脂肪族カルボン酸も有機酸として使用することができ、例えば、ヒドロキシ酢酸、乳酸、ヒドロキシプロピオン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸;メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、3−メトキシプロピオン酸等の脂肪族アルコキシカルボン酸等を挙げることができる。 Examples of the organic acid include organic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, lactic acid, and propionic acid, and organic sulfonic acids such as amidosulfonic acid. Further, as the organic acid of the general formula R 1 CH (OR 2) ( CH 2) in n COOH (wherein, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 is hydrogen or C An aliphatic carboxylic acid represented by the formula 1-10, wherein n is 0 or 1.), for example, fatty acids such as hydroxyacetic acid, lactic acid, hydroxypropionic acid, etc. Aliphatic carboxylic acids such as methoxyacetic acid, ethoxyacetic acid, and 3-methoxypropionic acid.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、金属ビスマスを保護コロイドの形で含有していることが好ましい。これにより、金属ビスマスコロイド粒子を塗料中においてより安定に存在させることができる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention preferably contains metal bismuth in the form of a protective colloid. Thereby, metal bismuth colloidal particles can be made to exist more stably in the paint.

上記保護コロイドとしては、疎水コロイドを安定化させる作用を有するものであれば特に限定されず、例えば、セルロース、デンプン、繊維等の天然高分子;ポリスチレン、ナイロン、ポリアセタール等の合成高分子;アルミナ、シリカ、粘土鉱物等の複合酸化物;界面活性剤、クエン酸、クエン酸の塩等を使用することができる。本発明においては、特に、高分子顔料分散剤を含むことがより好ましい。これにより、本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物中において、金属ビスマスコロイド粒子をより安定に存在させることができる。 The protective colloid is not particularly limited as long as it has an action of stabilizing the hydrophobic colloid, for example, natural polymers such as cellulose, starch, and fibers; synthetic polymers such as polystyrene, nylon, and polyacetal; alumina, Complex oxides such as silica and clay minerals; surfactants, citric acid, salts of citric acid and the like can be used. In the present invention, it is particularly preferable to include a polymer pigment dispersant. Thereby, in the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the metal bismuth colloidal particles can be more stably present.

上記高分子顔料分散剤は、高分子量重合体に顔料表面に対する親和性の高い官能基が導入されている両親媒性の共重合体である。このものは、塗料用等の樹脂組成物に対して充分な相溶性を有することから、有機顔料又は無機顔料の分散剤として好適であり、通常、顔料ペーストの製造時に顔料分散剤として使用されているものである。 The polymer pigment dispersant is an amphiphilic copolymer in which a functional group having high affinity for the pigment surface is introduced into a high molecular weight polymer. This material is suitable as a dispersant for organic pigments or inorganic pigments because it has sufficient compatibility with resin compositions for paints and the like, and is usually used as a pigment dispersant in the production of pigment pastes. It is what.

上記高分子顔料分散剤は、金属化合物の還元による金属コロイド粒子の生成及び生成後の溶媒中での分散をそれぞれ安定化する働きをしていると考えられる。
上記高分子顔料分散剤の数平均分子量は、1000〜100万であることが好ましい。1000未満であると、分散安定性が充分ではないことがあり、100万を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となる場合がある。より好ましくは、2000〜50万であり、更に好ましくは、4000〜50万である。
The polymer pigment dispersant is considered to function to stabilize the production of metal colloid particles by reduction of the metal compound and the dispersion in the solvent after the production.
The number average molecular weight of the polymer pigment dispersant is preferably 1,000 to 1,000,000. If it is less than 1000, the dispersion stability may not be sufficient, and if it exceeds 1,000,000, the viscosity may be too high and handling may be difficult. More preferably, it is 2000-500,000, More preferably, it is 4000-500,000.

上記高分子顔料分散剤としては上述の性質を有するものであれば特に限定されず、例えば、特開平11−80647号公報に例示したものを挙げることができる。上記高分子顔料分散剤としては、種々のものが利用できるが、市販されているものを使用することもできる。なお、上記高分子顔料分散剤は、極性のものである。 The polymer pigment dispersant is not particularly limited as long as it has the above-described properties, and examples thereof include those exemplified in JP-A-11-80647. As the polymer pigment dispersant, various types can be used, but commercially available ones can also be used. The polymer pigment dispersant is polar.

上記高分子顔料分散剤としては、種々のものが利用できるが、市販されているものを使用することもできる。上記市販品としては、例えば、ディスパービックR、ディスパービック154、ディスパービック180、ディスパービック187、ディスパービック184、ディスパービック190、ディスパービック191、ディスパービック192(以上ビックケミー社製)、ソルスパース20000、ソルスパース27000、ソルスパース12000、ソルスパース40000、ソルスパース41090、ソルスパースHPA34(以上アビシア社製)、EFKA−450、EFKA−451、EFKA−452、EFKA−453、EFKA−4540、EFKA−4550、EFKA−1501、EFKA−1502(以上エフカケミカルズ社製)、フローレンTG−720W、フローレンTG−730W、フローレンTG−740W、フローレンTG−745W、フローレンTG−750W、フローレンG−700DMEA、フローレンG−WK−10、フローレンG−WK−13E(以上共栄社製)、ディスパーエイドW−30、ディスパーエイドW−39(エレメンティス社製)、K−SPERSE XM2311(キング社製)、ネオレッツBT−24、ネオレッツBT−175(以上ゼネカ社製)、SMA1440H(アトケム社製)、オロタン731DP、オロタン963(ローム・アンド・ハース社製)、ヨネリン(米山化学製)、サンスパールPS−2(三洋化成製)、トライトンCF−10(ユニオンカーバイド社製)、ジョンクリル678、ジョンクリル679、ジョンクリル683、ジョンクリル611、ジョンクリル680、ジョンクリル682、ジョンクリル52、ジョンクリル57、ジョンクリル60、ジョンクリル63、ジョンクリル70、ジョンクリルHPD−71、ジョンクリル62(ジョンソンポリマー社製)サーフィノールCT−111(エアプロダクツ社製)、アジスパーPW911、アジスパーPB821(以上、味の素社製)等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 As the polymer pigment dispersant, various types can be used, but commercially available ones can also be used. Examples of the commercially available products include Dispersic R, Dispersic 154, Dispersic 180, Dispersic 187, Dispersic 184, Dispersic 190, Dispersic 191, Dispersic 192 (manufactured by BYK Chemie), Solsperse 20000, Solsperse 27000, Solsperse 12000, Solsperse 40000, Solsperse 41090, Solsperse HPA34 (manufactured by Abyssia), EFKA-450, EFKA-451, EFKA-452, EFKA-453, EFKA-4540, EFKA-4550, EFKA-1501, EFKA- 1502 (manufactured by Fuka Chemicals), Floren TG-720W, Floren TG-730W, Floren TG-740W, Flow Len TG-745W, Floren TG-750W, Floren G-700DMEA, Floren G-WK-10, Floren G-WK-13E (manufactured by Kyoeisha), Dispar Aid W-30, Dispar Aid W-39 (Made by Elementis) ), K-SPERSE XM2311 (manufactured by King), Neoletz BT-24, Neoletz BT-175 (manufactured by Zeneca), SMA1440H (manufactured by Atchem), Orotan 731DP, Orotan 963 (manufactured by Rohm and Haas), Yonelin (manufactured by Yoneyama Chemical), Sunspearl PS-2 (manufactured by Sanyo Kasei), Triton CF-10 (manufactured by Union Carbide), John Krill 678, John Krill 679, John Krill 683, John Krill 611, John Krill 680, John Kuril 682, Jonku Lil 52, Jonkrill 57, Jonkrill 60, Jonkrill 63, Jonkrill 70, Jonkrill HPD-71, Jonkrill 62 (Johnson Polymer) Surfinol CT-111 (Air Products), Addispar PW911, Addispar PB821 (made by Ajinomoto Co., Inc.) etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物において、上記金属ビスマスコロイド粒子は、上記ビスマス含有化合物を還元することにより得ることができるが、上記高分子顔料分散剤の存在下でビスマス含有化合物を還元することより得るものであることが好ましい。これにより、得られる金属ビスマスコロイド粒子を塗料中でより安定に存在させることができる。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the metal bismuth colloidal particles can be obtained by reducing the bismuth-containing compound, but the bismuth-containing compound is reduced in the presence of the polymer pigment dispersant. It is preferable to obtain it. Thereby, the obtained metal bismuth colloidal particle can be made to exist more stably in a coating material.

即ち、上記金属ビスマスコロイド粒子は、例えば、上記ビスマス含有化合物を溶媒に溶解し、高分子顔料分散剤の存在下で、還元作用を有する化合物を使用して、金属ビスマスに還元することにより得ることができる。 That is, the metal bismuth colloidal particles are obtained, for example, by dissolving the bismuth-containing compound in a solvent and reducing it to metal bismuth using a compound having a reducing action in the presence of a polymer pigment dispersant. Can do.

上記溶媒としては、上記ビスマス含有化合物を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、水、酸、有機溶媒等を挙げることができる。
上記酸としては特に限定されず、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、過塩素酸等を挙げることができる。
The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the bismuth-containing compound, and examples thereof include water, an acid, and an organic solvent.
It does not specifically limit as said acid, For example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, perchloric acid etc. can be mentioned.

上記有機溶媒としては特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、メトキシプロパノール等の炭素数1〜4のアルコール;アセトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。上記溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記溶媒が水と有機溶媒との混合物である場合には、上記有機溶媒としては、水可溶性のものが好ましく、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、エチレングリコール等を挙げることができる。本発明においては、限外濾過等で高分子顔料分散剤や金属ビスマスコロイド粒子以外の他の成分を除去する場合に、除去に適する点から、メタノール、エタノールが好ましい。 It does not specifically limit as said organic solvent, For example, C1-C4 alcohol, such as methanol, ethanol, ethylene glycol, and methoxypropanol; Ketones, such as acetone; Esters, such as ethyl acetate, etc. are mentioned. The said solvent may be used independently and may use 2 or more types together. When the solvent is a mixture of water and an organic solvent, the organic solvent is preferably water-soluble, and examples thereof include acetone, methanol, ethanol, and ethylene glycol. In the present invention, when other components other than the polymer pigment dispersant and the metal bismuth colloid particles are removed by ultrafiltration or the like, methanol and ethanol are preferable because they are suitable for removal.

上記溶媒として酸を使用する場合、酸溶液は、pH4以下であることが好ましい。pH4を超えると、ビスマスイオンを還元する際に還元不足のために酸化ビスマス等の副生成物が生成する場合があり、好ましくない。 When an acid is used as the solvent, the acid solution preferably has a pH of 4 or less. If the pH exceeds 4, by-products such as bismuth oxide may be generated due to insufficient reduction when reducing bismuth ions, which is not preferable.

上記ビスマス含有化合物は、溶媒中のビスマスイオン濃度が0.01mol/l以上となるように用いられることが好ましい。0.01mol/l未満であると、充分高濃度のビスマスコロイド溶液を得ることができないおそれがある。より好ましくは、0.05mol/l以上、更に好ましくは、0.07mol/l以上である。 The bismuth-containing compound is preferably used so that the bismuth ion concentration in the solvent is 0.01 mol / l or more. If it is less than 0.01 mol / l, a sufficiently high concentration bismuth colloid solution may not be obtained. More preferably, it is 0.05 mol / l or more, More preferably, it is 0.07 mol / l or more.

上記高分子顔料分散剤の配合量は、上記金属ビスマスコロイド粒子100質量部に対して、下限5質量部、上限1000質量部が好ましい。5質量部未満であると、上記金属ビスマスコロイド粒子の分散性が不充分であり、1000質量部を超えると、塗料に配合した際に、バインダー樹脂に対する高分子顔料分散剤の混入量が多くなり、物性等に不具合が生じやすくなる。上記下限は、20質量部であることがより好ましく、上記上限は、200質量部であることがより好ましい。 The blending amount of the polymer pigment dispersant is preferably 5 parts by mass for the lower limit and 1000 parts by mass for the upper limit with respect to 100 parts by mass of the metal bismuth colloidal particles. When the amount is less than 5 parts by mass, the dispersibility of the metal bismuth colloidal particles is insufficient. When the amount exceeds 1000 parts by mass, the amount of the polymer pigment dispersant mixed in the binder resin increases when blended in the paint. In addition, problems such as physical properties are likely to occur. The lower limit is more preferably 20 parts by mass, and the upper limit is more preferably 200 parts by mass.

上記ビスマスイオンを金属ビスマスに還元する方法としては、例えば、高圧水銀灯により光照射する方法、還元作用を有する化合物を添加する方法等を挙げることができる。このうち、還元作用を有する化合物を添加する方法が、特別な装置を必要とせず、製造上有利である。 Examples of the method for reducing the bismuth ions to metal bismuth include a method of irradiating light with a high-pressure mercury lamp, a method of adding a compound having a reducing action, and the like. Of these, the method of adding a compound having a reducing action is advantageous in production because it does not require a special apparatus.

上記還元作用を有する化合物は、還元剤として通常使用される各種のものを使用することができ、例えば、亜二チオン酸、亜二チオン酸の誘導体であるホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム(ロンガリットと称される)、ホルムアルデヒドスルホキシル酸亜鉛、クエン酸、酒石酸、アルコルビン酸、リンゴ酸、水素化ホウ素リチウム、水素化アルミニウムナトリウム、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン、次亜リン酸、ハイドロサルファイト等を挙げることができる。上記還元剤のうち、比較的温和な還元剤であるクエン酸、酒石酸、アスコルビン酸、リンゴ酸を使用する場合は、硫酸鉄(II)、塩化スズ(II)、塩化チタン(III)の溶液と混合・併用することによって還元能を向上することができる。上記還元剤のなかでも、安全性と反応効率の観点から、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム(ロンガリット)がより好ましい。 As the compound having the reducing action, various kinds of commonly used reducing agents can be used, for example, dithionite, sodium formaldehyde sulfoxylate (called Rongalite, which is a derivative of dithionite). And zinc formaldehyde sulfoxylate, citric acid, tartaric acid, ascorbic acid, malic acid, lithium borohydride, sodium aluminum hydride, dimethylamine borane, hydrazine, hypophosphorous acid, hydrosulfite, etc. . Among the above reducing agents, when using citric acid, tartaric acid, ascorbic acid, malic acid, which are relatively mild reducing agents, a solution of iron (II) sulfate, tin (II) chloride, titanium (III) chloride and Reduction ability can be improved by mixing and using together. Among the reducing agents, sodium formaldehyde sulfoxylate (Longalite) is more preferable from the viewpoint of safety and reaction efficiency.

上記還元作用を有する化合物の添加量は、上記ビスマス含有化合物中のビスマスを還元するのに必要な量以上であることが好ましい。この量未満であると、還元が不充分となるおそれがある。また、上限は特に限定されないが、上記ビスマス含有化合物中のビスマスを還元するのに必要な量の30倍以下であることが好ましく、10倍以下であることがより好ましい。 The amount of the compound having a reducing action is preferably equal to or more than the amount necessary for reducing bismuth in the bismuth-containing compound. If the amount is less than this amount, reduction may be insufficient. Moreover, although an upper limit is not specifically limited, It is preferable that it is 30 times or less of the quantity required for reducing the bismuth in the said bismuth containing compound, and it is more preferable that it is 10 times or less.

上記還元作用を有する化合物としてホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムを使用する場合には、上記ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムの添加量は、上記ビスマス含有化合物1molに対して、下限1.5mol、上限20molが好ましい。1.5mol未満であると、還元が充分に行われず、20molを超えると、生成したコロイド粒子の凝集安定性が低下する。上記下限は、3molであることがより好ましく、上記上限は、10molであることがより好ましい。また、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムを使用する場合には、硫酸鉄(II)を併用してもよい。 When sodium formaldehyde sulfoxylate is used as the compound having the reducing action, the lower limit of 1.5 mol and the upper limit of 20 mol are preferable with respect to 1 mol of the bismuth-containing compound. When the amount is less than 1.5 mol, the reduction is not sufficiently performed, and when the amount exceeds 20 mol, the aggregation stability of the generated colloidal particles decreases. The lower limit is more preferably 3 mol, and the upper limit is more preferably 10 mol. Further, when using sodium formaldehyde sulfoxylate, iron (II) sulfate may be used in combination.

また、上記還元作用を有する化合物として水素化ホウ素ナトリウムを使用する場合、上記水素化ホウ素ナトリウムは、高価であり、取り扱いにも留意しなければならないが、常温で還元することができるので、加熱や特別な光照射装置を用意する必要がない。 Also, when using sodium borohydride as the compound having the reducing action, the sodium borohydride is expensive and should be handled with care, but can be reduced at room temperature, There is no need to prepare a special light irradiation device.

上記還元作用を有する化合物として水素化ホウ素ナトリウムを使用する場合には、上記水素化ホウ素ナトリウムの添加量は、上記ビスマス含有化合物1molに対して、下限1mol、上限50molが好ましい。1mol未満であると、還元が充分に行われず、50molを超えると、生成したコロイド粒子の安定性が低下し、凝集しやすくなる。上記下限は、1.5molであることがより好ましく、上記上限は、10molであることがより好ましい。 When sodium borohydride is used as the compound having the reducing action, the addition amount of the sodium borohydride is preferably a lower limit of 1 mol and an upper limit of 50 mol with respect to 1 mol of the bismuth-containing compound. When the amount is less than 1 mol, the reduction is not sufficiently performed, and when the amount exceeds 50 mol, the stability of the generated colloidal particles is lowered and the particles tend to aggregate. The lower limit is more preferably 1.5 mol, and the upper limit is more preferably 10 mol.

上記還元作用を有する化合物としてクエン酸又はその塩を使用する場合、アルコールの存在下で加熱還流することによってビスマスイオン等を還元することができる。上記クエン酸又はその塩は、非常に安価であり、入手が容易である利点がある。上記クエン酸又はその塩としては、クエン酸ナトリウムを使用することが好ましい。 When citric acid or a salt thereof is used as the compound having the reducing action, bismuth ions and the like can be reduced by heating to reflux in the presence of alcohol. The citric acid or a salt thereof has an advantage that it is very inexpensive and easily available. As the citric acid or a salt thereof, sodium citrate is preferably used.

上記還元作用を有する化合物としてクエン酸又はその塩を使用する場合には、上記クエン酸又はその塩の添加量は、上記ビスマス含有化合物1molに対して、下限1.5mol、上限50molが好ましい。1.5mol未満であると、還元が充分に行われず、50molを超えると、生成したコロイド粒子の凝集安定性が低下する。上記下限は、10molであることがより好ましい。また、クエン酸又はその塩を使用する場合には、硫酸鉄(II)を併用してもよい。 When citric acid or a salt thereof is used as the compound having the reducing action, the lower limit of 1.5 mol and the upper limit of 50 mol are preferable with respect to 1 mol of the bismuth-containing compound. When the amount is less than 1.5 mol, the reduction is not sufficiently performed. When the amount exceeds 50 mol, the aggregation stability of the generated colloidal particles is lowered. The lower limit is more preferably 10 mol. Further, when citric acid or a salt thereof is used, iron (II) sulfate may be used in combination.

上記還元作用を有する化合物を添加する方法としては特に限定されず、例えば、上記高分子顔料分散剤の添加後に行うことができ、この場合は、例えば、まず溶媒に上記高分子顔料分散剤を溶解させ、更に、上記還元作用を有する化合物又はビスマス含有化合物の何れかを溶解させて得られる溶液に、還元作用を有する化合物又はビスマス含有化合物の残った方を加えることで、還元を進行させることができる。上記還元作用を有する化合物を添加する方法としては、また、先に高分子顔料分散剤と上記還元作用を有する化合物とを混合しておき、この混合物をビスマス含有化合物の溶液に加える形態をとってもよい。 The method for adding the compound having the reducing action is not particularly limited, and can be performed, for example, after the addition of the polymer pigment dispersant. In this case, for example, the polymer pigment dispersant is first dissolved in a solvent. Furthermore, the reduction can be advanced by adding the remaining compound having the reducing action or the bismuth-containing compound to the solution obtained by dissolving either the compound having the reducing action or the bismuth-containing compound. it can. As a method of adding the compound having the reducing action, the polymer pigment dispersant and the compound having the reducing action may be mixed in advance, and the mixture may be added to the solution of the bismuth-containing compound. .

上記還元により、平均粒子径が約5〜100nmである金属ビスマスコロイド粒子を含む溶液が得られる。ここで得られた金属ビスマスコロイド粒子は、金属ビスマスの周囲に高分子顔料分散剤が保護コロイドとして存在しているものであり、そのため金属ビスマスコロイド粒子が溶媒中に安定的に存在しているものと思われる。
上記還元後の溶液は、上述の高分子顔料分散剤を保護コロイドとした安定化した金属ビスマスコロイド粒子を含むものであり、金属ビスマスコロイド溶液となる。上記金属ビスマスコロイド溶液とは、金属ビスマスの微粒子が溶媒中に分散しており、溶液として視認できるような状態にあるものを意味している。
By the reduction, a solution containing metal bismuth colloidal particles having an average particle diameter of about 5 to 100 nm is obtained. The metal bismuth colloidal particles obtained here are those in which a polymer pigment dispersant is present as a protective colloid around the metal bismuth, so that the metal bismuth colloidal particles are stably present in the solvent. I think that the.
The solution after the reduction contains stabilized metal bismuth colloid particles using the above-described polymer pigment dispersant as a protective colloid, and becomes a metal bismuth colloid solution. The metal bismuth colloidal solution means a solution in which fine particles of metal bismuth are dispersed in a solvent and are visible as a solution.

上記還元後の溶液は、上記金属ビスマスコロイド粒子の他に過剰な高分子顔料分散剤、ビスマス含有化合物等の原料に由来する塩化物イオン等の雑イオン、還元で生じた塩や、場合により還元作用を有する化合物を含むものであり、これらの雑イオン、塩や還元作用を有する化合物は、得られる金属ビスマスコロイド溶液の安定性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、除去しておくことが望ましい。これらの成分の除去には、例えば、遠心分離、限外濾過等の方法が用いることができる。 In addition to the metal bismuth colloidal particles, the solution after the reduction includes excess polymer pigment dispersant, miscellaneous ions such as chloride ions derived from raw materials such as bismuth-containing compounds, salts generated by reduction, and sometimes reduction. These compounds include compounds having an action, and these miscellaneous ions, salts, and compounds having a reducing action may adversely affect the stability of the resulting metal bismuth colloidal solution, so it is desirable to remove them. For removal of these components, for example, a method such as centrifugation or ultrafiltration can be used.

上記遠心分離を行うことによって、金属ビスマスコロイド粒子は沈殿するが、上記不要な雑イオン、塩や還元作用を有する化合物及び過剰の高分子顔料分散剤は上澄み液中に溶解しているため、上澄み液を除くことにより、これらの成分を除去することができる。このようにして残った金属ビスマスコロイド粒子は、溶剤を加えて洗浄し、更に遠心分離を繰り返して行うことにより、除去効果を高めることができる。 By carrying out the above centrifugation, the metal bismuth colloidal particles are precipitated, but the unnecessary miscellaneous ions, the salt, the compound having a reducing action, and the excessive polymer pigment dispersant are dissolved in the supernatant liquid. By removing the liquid, these components can be removed. The removal effect of the metal bismuth colloidal particles remaining in this way can be enhanced by washing by adding a solvent and repeating the centrifugation.

上記遠心分離は1000G以上で行うものであることが好ましい。1000G未満では、過剰の高分子顔料分散剤の一部を除去することが困難になるおそれがある。遠心分離の条件は金属ビスマスコロイド粒子の粒径で異なり、例えば、粒径が数nmのオーダーの粒子を沈降させるには、いわゆる超遠心分離条件で行う必要がある。標準的な条件としては、3000Gで、下限5分、上限60分を挙げることができる。上記下限は、15分であることがより好ましく、上記上限は、45分であることがより好ましい。 The centrifugation is preferably performed at 1000 G or more. If it is less than 1000 G, it may be difficult to remove a part of the excessive polymer pigment dispersant. Centrifugation conditions differ depending on the particle diameter of the metal bismuth colloidal particles. For example, in order to precipitate particles having a particle diameter of the order of several nanometers, it is necessary to perform so-called ultracentrifugation conditions. Standard conditions include 3000 G, a lower limit of 5 minutes, and an upper limit of 60 minutes. The lower limit is more preferably 15 minutes, and the upper limit is more preferably 45 minutes.

上記遠心分離は、上述の重力加速度、時間及び/又は操作回数の条件を適宜変えることにより、上記金属ビスマスコロイド粒子を粒径に基づき分画することができる。上記分画により、上記金属ビスマスコロイド粒子の粒径をある程度揃えることができる。 In the centrifugation, the metal bismuth colloidal particles can be fractionated on the basis of the particle diameter by appropriately changing the above-described conditions of gravity acceleration, time and / or the number of operations. By the fractionation, the particle diameters of the metal bismuth colloidal particles can be made uniform to some extent.

上記遠心分離によって得られる金属ビスマスコロイド溶液は濃縮されており、通常、ペースト状の形態となる。その濃度は質量基準で一般的に固形分80%以上であることが好ましい。上限は特に規定されないが、取り扱いの容易さを考慮すると、90%以下である。 The metal bismuth colloidal solution obtained by the above centrifugation is concentrated and usually takes a paste form. The concentration is generally preferably 80% or more by solid content. The upper limit is not particularly defined, but is 90% or less in consideration of ease of handling.

上記限外濾過(Ultrafiltration:UF)は、精密濾過(Microfiltration:MF)に用いられる濾過膜よりも更にふるいの目が小さいものである。限外濾過は、通常、高分子量物質やコロイド物質の分離を目的として用いられるものである。 The ultrafiltration (UF) has a screen size smaller than that of a filtration membrane used for microfiltration (MF). Ultrafiltration is usually used for the purpose of separating high molecular weight substances and colloidal substances.

上記限外濾過は、通常、分離対象となる物質の径が1nm〜5μmである。上記径を対象とすることにより、上記不要な雑イオン、塩や還元作用を有する化合物とともに、過剰の高分子顔料分散剤を除去することができる。1nm未満であると、不要な成分が濾過膜を通過せず排除できないことがあり、5μmを超えると、上記金属ビスマスコロイド粒子の多くが濾過膜を通過し、求める金属ビスマスコロイド溶液が得られない場合がある。 In the ultrafiltration, a substance to be separated usually has a diameter of 1 nm to 5 μm. By targeting the diameter, excess polymer pigment dispersant can be removed together with the unnecessary ions, salts and compounds having a reducing action. If it is less than 1 nm, unnecessary components may not be eliminated without passing through the filtration membrane, and if it exceeds 5 μm, most of the metal bismuth colloid particles pass through the filtration membrane, and the desired metal bismuth colloid solution cannot be obtained. There is a case.

上記限外濾過の濾過膜としては特に限定されないが、通常、例えば、ポリアクリロニトリル、塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂製のものが用いられる。これらのうち、ポリアクリロニトリル、ポリサルフォンが好ましく、ポリアクリロニトリルがより好ましい。上記限外濾過の濾過膜は、また、上記限外濾過終了後に通常行われる濾過膜の洗浄を効率よく行う点から、逆洗浄が可能な濾過膜を用いることが好ましい。 The filtration membrane for ultrafiltration is not particularly limited, but usually, for example, a resin made of a resin such as polyacrylonitrile, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer, polysulfone, polyimide, polyamide or the like is used. Of these, polyacrylonitrile and polysulfone are preferable, and polyacrylonitrile is more preferable. The ultrafiltration filtration membrane is preferably a filtration membrane that can be back-washed from the viewpoint of efficiently washing the filtration membrane that is usually performed after the ultrafiltration.

上記限外濾過の濾過膜としては、分画分子量が、下限3000、上限80000のものが好ましい。3000未満であると、過剰の高分子顔料分散剤等が充分に除去されにくく、80000を超えると、上記金属ビスマスコロイド粒子が濾過膜を通過しやすくなるため、目的とする金属ビスマスコロイド溶液が得られない場合がある。上記下限は、10000であることがより好ましく、上記上限は、60000であることがより好ましい。上記分画分子量は、一般的に、高分子溶液を限外濾過膜に通す場合に限外濾過膜の孔内を通過して外に排除される高分子の分子量を指し、濾過膜の孔径を評価するために用いられる。上記分画分子量が大きな値を示す程、濾過膜の孔径は大きい。 As the filtration membrane for ultrafiltration, those having a molecular weight cut-off of a lower limit of 3000 and an upper limit of 80000 are preferable. If it is less than 3000, excess polymer pigment dispersant or the like is not easily removed, and if it exceeds 80000, the metal bismuth colloid particles easily pass through the filtration membrane, so that the desired metal bismuth colloid solution is obtained. It may not be possible. The lower limit is more preferably 10,000, and the upper limit is more preferably 60000. The molecular weight cut off generally refers to the molecular weight of a polymer that passes through the pores of the ultrafiltration membrane and is excluded when the polymer solution is passed through the ultrafiltration membrane. Used to evaluate. The larger the molecular weight cut off, the larger the pore size of the filtration membrane.

上記限外濾過の濾過モジュールの形態としては特に限定されず、例えば、濾過膜の形態によって中空糸型モジュール(キャピラリーモジュールとも呼ばれる)、スパイラルモジュール、チューブラーモジュール、プレート型モジュール等が挙げられ、何れも本発明に好適に用いられる。これらのうち、膜面積が大きいほど濾過に要する時間を短縮することができるので、濾過面積の割にコンパクトな形態を有する中空糸型モジュールが、効率の点から好ましい。また、処理を行う金属ビスマスコロイド溶液の量が多い場合には、使用する限界濾過膜本数が多いものを使うことが好ましい。 The form of the ultrafiltration filtration module is not particularly limited, and examples thereof include a hollow fiber type module (also called a capillary module), a spiral module, a tubular module, a plate type module, and the like depending on the form of the filtration membrane. Is also preferably used in the present invention. Among these, since the time required for filtration can be shortened as the membrane area is large, a hollow fiber type module having a compact form for the filtration area is preferable from the viewpoint of efficiency. In addition, when the amount of the metal bismuth colloid solution to be treated is large, it is preferable to use one having a large number of ultrafiltration membranes to be used.

上記限外濾過の方法としては特に限定されず、例えば、従来公知の方法等が用いられ、通常、上述の反応により得られた金属ビスマスコロイド粒子及び高分子顔料分散剤を含む溶液を限外濾過膜に通すことにより行われ、これにより、上述の雑イオン、塩、還元作用を有する化合物や過剰の高分子顔料分散剤を含む濾液が排除される。上記限外濾過は、通常、濾液の上記雑イオンが所望の濃度以下に除去されるまで繰り返し行う。その際、処理する金属ビスマスコロイド溶液の濃度を一定にするために排除された濾液の量と同じ量の溶剤を加えることが好ましい。このときに加える溶剤として、還元時に用いていたものと異なる種類のものを用いることで、金属ビスマスコロイド溶液の溶剤を置換することが可能である。 The ultrafiltration method is not particularly limited. For example, a conventionally known method is used. Usually, a solution containing the metal bismuth colloidal particles and the polymer pigment dispersant obtained by the above reaction is ultrafiltered. This is done by passing through a membrane, whereby the filtrate containing the above-mentioned miscellaneous ions, salt, compound having a reducing action and excess polymer pigment dispersant is eliminated. The ultrafiltration is usually repeated until the miscellaneous ions in the filtrate are removed below the desired concentration. At that time, it is preferable to add the same amount of solvent as the amount of filtrate removed in order to keep the concentration of the metal bismuth colloid solution to be treated constant. As the solvent added at this time, it is possible to replace the solvent of the metal bismuth colloidal solution by using a different type of solvent from that used at the time of reduction.

上記限外濾過は、通常の操作、例えば、いわゆるバッチ方式で行うことができる。このバッチ方式は、限外濾過が進んだ分、処理対象である金属ビスマスコロイド溶液を加えていく方法である。なお、上記限外濾過は、上記雑イオンが所望の濃度以下に除去された後で、固形分濃度を高めるために更に行うことが可能である。 The ultrafiltration can be performed by a normal operation, for example, a so-called batch system. This batch method is a method in which the metal bismuth colloid solution to be treated is added as the ultrafiltration progresses. The ultrafiltration can be further performed to increase the solid content concentration after the miscellaneous ions are removed to a desired concentration or less.

上記遠心分離、上記限外濾過によって得られる金属ビスマスコロイド溶液は、上記雑イオンや過剰の高分子顔料分散剤の一部が除去されたものであり、これを本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物に使用する場合には、塗料中での金属ビスマスコロイド粒子の安定性がより優れるものとなり、また、得られる塗料の経時安定性も優れるものであることから、カチオン電着塗料組成物として好適に用いることができ、良好な電着塗膜を形成することができる。 The metal bismuth colloidal solution obtained by the centrifugal separation and the ultrafiltration is obtained by removing a part of the miscellaneous ions and excess polymer pigment dispersant, and this is the lead-free cationic electrodeposition coating material of the present invention. When used in the composition, the stability of the metal bismuth colloidal particles in the paint is more excellent, and the stability of the resulting paint is excellent over time. It can be used suitably and a favorable electrodeposition coating film can be formed.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物において、上記金属ビスマスコロイド粒子の含有量は、金属換算として上記無鉛性カチオン電着塗料組成物の樹脂固形分に対して、下限0.1質量%、上限1.5質量%であることが好ましい。0.1質量%未満であると、得られる電着塗膜の耐食性が充分でないおそれがある。1.5質量%を超えても、効果の向上は見られず、経済的でないおそれがある。上記下限は、0.3質量%であることがより好ましい。上記上限は、1.0質量%であることがより好ましい。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the content of the metal bismuth colloidal particles is a lower limit of 0.1% by mass with respect to the resin solid content of the lead-free cationic electrodeposition coating composition as metal. The upper limit is preferably 1.5% by mass. If it is less than 0.1% by mass, the resulting electrodeposition coating film may not have sufficient corrosion resistance. Even if it exceeds 1.5 mass%, the improvement of an effect is not seen but there exists a possibility that it may not be economical. The lower limit is more preferably 0.3% by mass. The upper limit is more preferably 1.0% by mass.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物において、上記金属ビスマスコロイド粒子が高分子顔料分散剤を含有するものである場合、上記高分子顔料分散剤と金属ビスマスとの質量比(高分子顔料分散剤/金属ビスマス)は、下限1/9、上限9/1であることが好ましい。1/9未満であると、金属ビスマスコロイド粒子の塗料中での安定性が低下するおそれがある。9/1を超えても、効果の向上は見られず経済的でないばかりか、得られる電着塗膜の一般性能が低下するおそれがある。上記下限は、3/7であることが更に好ましく、上記上限は、7/3であることが更に好ましい。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention, when the metal bismuth colloidal particles contain a polymer pigment dispersant, the mass ratio of the polymer pigment dispersant to the metal bismuth (polymer pigment dispersion) The agent / metal bismuth) preferably has a lower limit of 1/9 and an upper limit of 9/1. If it is less than 1/9, the stability of the metal bismuth colloidal particles in the paint may be reduced. Even if it exceeds 9/1, the improvement of the effect is not observed and it is not economical, and the general performance of the obtained electrodeposition coating film may be deteriorated. The lower limit is more preferably 3/7, and the upper limit is more preferably 7/3.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物において、上記金属ビスマスコロイド粒子の配合方法としては、(1)上記金属ビスマスコロイド粒子以外の成分を含有する電着塗料組成物に、上記金属ビスマスコロイド粒子を直接添加する方法、(2)後述する顔料分散ペーストの製造において、顔料の分散時に、上記金属ビスマスコロイド粒子を更に添加して、同時に分散する方法、(3)後述するオキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂等の導電性樹脂と硬化剤との混合物に、中和する酸を加え、更に金属ビスマスコロイド粒子を添加し、分散して乳化する方法、等を挙げることができる。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the method for blending the metal bismuth colloidal particles includes: (1) an electrodeposition coating composition containing a component other than the metal bismuth colloidal particles; (2) In the production of a pigment dispersion paste to be described later, a method in which the metal bismuth colloidal particles are further added and dispersed at the same time when the pigment is dispersed, and (3) an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy described later. Examples thereof include a method of adding a neutralizing acid to a mixture of a conductive resin such as a resin and a curing agent, further adding metal bismuth colloidal particles, and dispersing and emulsifying.

上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂を含有するものである。これにより、耐熱性及び耐食性に優れ、更に耐衝撃性にも優れた塗膜が得ることができ、また、低温硬化性を向上させることができる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition contains an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin. Thereby, the coating film which is excellent in heat resistance and corrosion resistance, and also excellent in impact resistance can be obtained, and low temperature curability can be improved.

上記オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂は、開環後0.3〜4.0meq/gのアミン当量となるように、より好ましくはそのうちの5〜50%を1級アミノ基が占めるように活性水素化合物で開環するのが望ましい。 The oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin is an active hydrogen such that the primary amino group occupies 5 to 50% of the amine equivalent, so that an amine equivalent of 0.3 to 4.0 meq / g is obtained after ring opening. It is desirable to open the ring with a compound.

カチオン性基(アミノ基)を導入し得る活性水素化合物としては1級アミン、2級アミン、3級アミンの酸塩、スルフィド及び酸混合物等を挙げることができる。1級、2級又は/及び3級アミノ基含有エポキシ樹脂を調製するためには1級アミン、2級アミン、3級アミンの酸塩をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物として用いる。 Examples of the active hydrogen compound capable of introducing a cationic group (amino group) include primary amines, secondary amines, tertiary amine acid salts, sulfides and acid mixtures. In order to prepare a primary, secondary or / and tertiary amino group-containing epoxy resin, an acid salt of a primary amine, secondary amine or tertiary amine is used as an active hydrogen compound capable of introducing a cationic group.

上記1級アミン、2級アミン、3級アミンの酸塩としては、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、ジエチルジスルフィド・酢酸混合物等のほか、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等の1級アミンをブロックした2級アミンがある。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of acid salts of the primary amine, secondary amine, and tertiary amine include butylamine, octylamine, diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methylethanolamine, triethylamine hydrochloride, N, N -In addition to dimethylethanolamine acetate, diethyl disulfide / acetic acid mixture and the like, there are secondary amines blocked with primary amines such as ketimine of aminoethylethanolamine and diketimine of diethylenetriamine. These may be used alone or in combination of two or more.

上記オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂は、GPC分析による数平均分子量が、下限600、上限4000であることが好ましい。600未満であると、造膜性が不充分であるおそれがあり、4000を超えると、乳化、水溶化が困難であるおそれがある。 The number average molecular weight of the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin is preferably a lower limit of 600 and an upper limit of 4000 by GPC analysis. If it is less than 600, the film-forming property may be insufficient, and if it exceeds 4000, emulsification and water-solubilization may be difficult.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、通常、硬化剤を含有するものである。上記硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート等のブロックされたものであるブロックイソシアネートを用いることができる。上記硬化剤で使用するポリイソシアネートは、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物である。上記ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系及び芳香族−脂肪族系等のうちのいずれのものであってもよい。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention usually contains a curing agent. As said hardening | curing agent, the blocked isocyanate which is blocked, such as polyisocyanate, can be used, for example. The polyisocyanate used in the curing agent is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. The polyisocyanate may be any of aliphatic, alicyclic, aromatic and aromatic-aliphatic, for example.

上記ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、p−フェニレンジイソシアネート、及びナフタレンジイソシアネート等のような芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、及びリジンジイソシアネート等のような炭素数3〜12の脂肪族ジイソシアネート;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート(CDI)、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)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4′−ジイソシアネート、及び1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(水添XDI)、水添TDI、2,5−もしくは2,6−ビス(イソシアナートメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナンジイソシアネートとも称される。)等のような炭素数5〜18の脂環式ジイソシアネート;キシリレンジイソシアネート(XDI)、及びテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等のような芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート;これらのジイソシアネートの変性物(ウレタン化物、カーボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、ビューレット及び/又はイソシアヌレート変性物);等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyisocyanate include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), p-phenylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate; hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4- C3-C12 aliphatic diisocyanates such as trimethylhexane diisocyanate and lysine diisocyanate; 1,4-cyclohexane diisocyanate (CDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) Methylcyclohexane diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl-4,4'-diisocyanate, and 1,3-diisocyanatomethy Carbon such as cyclohexane (hydrogenated XDI), hydrogenated TDI, 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane (also referred to as norbornane diisocyanate), and the like. Aliphatic diisocyanates having a number of 5 to 18; aliphatic diisocyanates having an aromatic ring such as xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI); modified products of these diisocyanates (urethanes, carbodiimides, Uretdione, uretoimine, burette and / or isocyanurate modified product); These may be used alone or in combination of two or more.

上記ポリイソシアネートを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等の多価アルコールとNCO/OH比2以上で反応させて得られる付加体又はプレポリマーも硬化剤として使用してよい。 An adduct or prepolymer obtained by reacting the polyisocyanate with a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, hexanetriol or the like at an NCO / OH ratio of 2 or more may also be used as a curing agent.

上記ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートであることが好ましい。形成される塗膜が耐候性に優れるためである The polyisocyanate is preferably an aliphatic polyisocyanate or an alicyclic polyisocyanate. This is because the formed coating film has excellent weather resistance.

上記脂肪族ポリイソシアネート又は上記脂環式ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添TDI、水添MDI、水添XDI、IPDI、ノルボルナンジイソシアネート、それらの二量体(ビウレット)、三量体(イソシアヌレート)等であることが好ましい。 Examples of the aliphatic polyisocyanate or the alicyclic polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate, hydrogenated TDI, hydrogenated MDI, hydrogenated XDI, IPDI, norbornane diisocyanate, their dimer (biuret), and trimer (isocyanate). Nurate) or the like.

上記ポリイソシアネートは、通常ブロック剤と反応した形で塗料に適用する。上記ブロック剤は、ポリイソシアネート基に付加し、常温では安定であるが解離温度以上に加熱すると遊離のイソシアネート基を再生し得るものである。 The polyisocyanate is usually applied to a paint in a form reacted with a blocking agent. The blocking agent is added to a polyisocyanate group and is stable at room temperature, but can regenerate free isocyanate groups when heated to a temperature higher than the dissociation temperature.

上記ポリイソシアネートのブロック剤としては、低温硬化(160℃以下)を望む場合には、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム及びβ−プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;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等のオキシム系ブロック剤を使用するのが好ましい。 As the polyisocyanate blocking agent, when low temperature curing (160 ° C. or lower) is desired, lactam blocking agents such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and β-propiolactam; formaldoxime It is preferable to use an oxime blocking agent such as acetoaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, diacetyl monooxime or cyclohexane oxime.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物において、上記オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂と上記硬化剤とを含むバインダーの含有量は、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物の全固形分100質量%に対して、下限25質量%、上限90質量%であることが好ましい。上記下限は、40質量%であることがより好ましく、上記上限は、80質量%であることがより好ましい。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the content of the binder containing the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin and the curing agent is 100% by mass of the total solid content of the lead-free cationic electrodeposition coating composition. The lower limit is preferably 25% by mass and the upper limit is preferably 90% by mass. The lower limit is more preferably 40% by mass, and the upper limit is more preferably 80% by mass.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、着色剤として一般に顔料を含有させる。上記無鉛性カチオン電着塗料組成物にも通常用いられる顔料を含有させることができる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention generally contains a pigment as a colorant. The above lead-free cationic electrodeposition coating composition can also contain a commonly used pigment.

上記顔料としては特に限定されず、例えば、チタンホワイト、カーボンブラック及びベンガラ等の着色顔料;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、シリカ等の体質顔料;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、リンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛のような防錆顔料等を挙げることができる。 The pigment is not particularly limited, and examples thereof include colored pigments such as titanium white, carbon black, and bengara; extender pigments such as kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica, clay, and silica; zinc phosphate, phosphoric acid Protection such as iron, aluminum phosphate, calcium phosphate, zinc phosphite, zinc cyanide, zinc oxide, aluminum tripolyphosphate, zinc molybdate, aluminum molybdate, calcium molybdate, aluminum phosphomolybdate, zinc aluminum phosphomolybdate A rust pigment etc. can be mentioned.

上記無鉛性カチオン電着塗料組成物において、上記顔料の含有量は、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物の全固形分100質量%に対して、下限1質量%、上限35質量%、上記下限は、15質量%であることがより好ましく、上記上限は、30質量%であることがより好ましい。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition, the content of the pigment is a lower limit of 1% by mass, an upper limit of 35% by mass and the lower limit with respect to 100% by mass of the total solid content of the lead-free cationic electrodeposition coating composition. Is more preferably 15% by mass, and the upper limit is more preferably 30% by mass.

上記顔料を無鉛性カチオン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、無鉛性カチオン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であるためである。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 the pigment is used as a component of a lead-free cationic electrodeposition coating composition, generally, the pigment is dispersed in an aqueous medium at a high concentration in advance to form a paste. This is because the pigment is in a powder form and it is difficult to disperse in one step in a low concentration uniform state used in the lead-free cationic electrodeposition coating composition. In general, such a paste is called a pigment dispersion paste.

上記顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散樹脂と共に水性媒体中に分散させて調製する。上記顔料分散樹脂としては、一般に、カチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤や4級アンモニウム基及び/又は3級スルホニウム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を用いる。水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等を用いる。一般に、顔料分散樹脂は5〜40質量部、顔料は20〜50質量部の固形分比で用いる。 The pigment dispersion paste is prepared by dispersing a pigment in an aqueous medium together with a pigment dispersion resin. As the pigment dispersion resin, a cationic polymer such as a cationic or nonionic low molecular weight surfactant or a modified epoxy resin having a quaternary ammonium group and / or a tertiary sulfonium group is generally used. As the aqueous medium, ion-exchanged water or water containing a small amount of alcohol is used. Generally, the pigment dispersion resin is used at a solid content ratio of 5 to 40 parts by mass, and the pigment is used at a solid content ratio of 20 to 50 parts by mass.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、例えば、上記金属ビスマスコロイド粒子、オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂及び、硬化剤及び顔料分散ペーストを水性媒体中に分散することによって調製される。この際の金属ビスマスコロイド粒子の配合方法は、上述した通りである。また、通常、水性媒体にはオキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂の分散性を向上させるために中和剤を含有させる。中和剤は、塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、乳酸のような無機酸又は有機酸である。中和剤の含有量は、少なくとも20%、好ましくは30〜60%の中和率を達成する量である。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention is prepared, for example, by dispersing the metal bismuth colloid particles, the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin, the curing agent and the pigment dispersion paste in an aqueous medium. The compounding method of the metal bismuth colloid particles at this time is as described above. Further, the aqueous medium usually contains a neutralizing agent in order to improve the dispersibility of the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin. The neutralizing agent is an inorganic acid or organic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, lactic acid. The content of the neutralizing agent is an amount that achieves a neutralization rate of at least 20%, preferably 30 to 60%.

上記硬化剤の含有量は、硬化時にオキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂中の1級及び/又は2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のに充分でなければならず、一般にオキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂の硬化剤に対する固形分質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 content of the curing agent reacts with active hydrogen-containing functional groups such as primary and / or secondary amino groups and hydroxyl groups in the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin at the time of curing to give a good cured coating film. In general, it is generally in the range of 90/10 to 50/50, preferably 80/20 to 65/35, expressed as a solid mass ratio of the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin to the curing agent.

上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、実質的に錫を含有しないものであることが好ましい。これにより、錫フリー塗料組成物とすることができる。本発明では、従来よりウレタン開裂触媒として用いられてきたジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルスズオキサイドのような錫化合物を用いなくても、充分な硬化性が得られる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition is preferably substantially free of tin. Thereby, it can be set as a tin free coating composition. In the present invention, sufficient curability can be obtained without using tin compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin oxide which have been conventionally used as urethane cleavage catalysts.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、水混和性有機溶剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の常用の塗料用添加剤を含有させることができる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention may contain conventional coating additives such as a water-miscible organic solvent, a surfactant, an antioxidant, and an ultraviolet absorber.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、当業者に周知の方法で被塗物に電着塗装され、硬化塗膜を形成することができる。上記無鉛性カチオン電着塗料組成物を用いて電着塗装を行う場合の被塗物は、予め、浸漬、スプレー方法等によりリン酸亜鉛処理等の表面処理の施された導体であることが好ましいが、この表面処理が施されていないものであっても良い。また、導体とは、電着塗装を行うに当り、陰極になり得るものであれば特に制限はなく、金属基材が好ましい。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention can be electrodeposited onto an article to be coated by a method well known to those skilled in the art to form a cured coating film. The object to be coated when performing electrodeposition coating using the lead-free cationic electrodeposition coating composition is preferably a conductor that has been subjected to surface treatment such as zinc phosphate treatment in advance by dipping, spraying, or the like. However, the surface treatment may not be performed. In addition, the conductor is not particularly limited as long as it can become a cathode in performing electrodeposition coating, and a metal substrate is preferable.

上記金属基材としては、冷延鋼板や亜鉛ニッケル鋼板等の鋼板を挙げることができる。また、上記鋼板は、先に述べた自動車ボディーのように、特定の用途に用いられるような構造物となっていてもよい。上記構造物は、上記金属素材を、自動車用やその他の用途に用いられるように、凹凸状等に成形加工されてできたものである。上述した電着塗膜の形成方法により得られる塗装物は、例えば、自動車ボディー等の構造物として好適に用いることができるものである。 As said metal base material, steel plates, such as a cold-rolled steel plate and a zinc nickel steel plate, can be mentioned. Further, the steel sheet may be a structure used for a specific application, such as the automobile body described above. The structure is formed by forming the metal material into a concavo-convex shape so as to be used for automobiles or other applications. The coated material obtained by the electrodeposition coating film forming method described above can be suitably used as a structure such as an automobile body.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂及び金属ビスマスコロイド粒子を含有するものである。従って、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物を使用して得られる塗膜は、金属ビスマスコロイド粒子を均一に充分な量分散したものとなり、その結果、耐食性に優れた塗膜を得ることができる。また、上記金属ビスマスコロイド粒子は、塗料中で、長期に安定的に存在するため、長期間塗料を貯蔵した後でも耐食性に優れた塗膜を得ることができる。また、従来よりウレタン開裂触媒として用いられてきた錫化合物を用いなくても、充分な硬化塗膜を得ることができ、錫フリー塗料とすることができる。更に、無鉛性のものであるため、環境面からも好ましいものである。従って、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、例えば、自動車用として好適に用いることができるものである。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin and metal bismuth colloidal particles. Therefore, the coating film obtained by using the above lead-free cationic electrodeposition coating composition is obtained by uniformly and sufficiently dispersing metal bismuth colloidal particles, and as a result, a coating film having excellent corrosion resistance can be obtained. . Moreover, since the said metal bismuth colloidal particle exists stably in a paint for a long period of time, the coating film excellent in corrosion resistance can be obtained even after storing a paint for a long period of time. Moreover, even if it does not use the tin compound conventionally used as a urethane cleavage catalyst, a sufficient cured coating film can be obtained and it can be set as a tin free coating material. Furthermore, since it is lead-free, it is preferable from the viewpoint of the environment. Therefore, the lead-free cationic electrodeposition coating composition can be suitably used for automobiles, for example.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、上述した構成よりなるので、鉛化合物を使用する場合と同等又はそれ以上の耐食性を有する塗膜を得ることができるものである。また、従来から硬化触媒として用いられてきた錫を用いなくても充分に塗料調製直後及び貯蔵安定後の硬化性を有するものである。従って、上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は、例えば、自動車用等として好適に用いることができるものである。 Since the lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention has the above-described configuration, a coating film having corrosion resistance equivalent to or higher than that when a lead compound is used can be obtained. In addition, even if tin conventionally used as a curing catalyst is not used, it has sufficient curability immediately after preparation of the paint and after storage stability. Therefore, the lead-free cationic electrodeposition coating composition can be suitably used for automobiles, for example.

以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。 Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the examples, “parts” means “parts by mass” unless otherwise specified.

製造例1 金属ビスマスコロイド溶液の製造
500mlコルベンに、1N塩酸300g、及び、塩化ビスマス9.46gを入れ、50℃の油浴中にて攪拌、溶解した。塩化ビスマスの溶解後、油浴を取り除き、ディスパービック190(ビックケミー社製、有効成分40質量%、GPC分析による数平均分子量が30000)6.72gを攪拌しながらコルベンに加え、50℃の湯浴中で30分間攪拌、溶解した後、室温まで冷却した。次に、上記コルベンとは別に、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム二水和物23.11g、及び、脱イオン水36.89gを50℃の湯浴中にて攪拌、溶解し、得られた溶液の温度が40℃以下になった時点で、攪拌しながら、瞬時にコルベンに加えた。液が一瞬で黒変した。そのまま放置して液温を25℃に保持しながら2時間攪拌を続け、黒色を呈する金属ビスマスコロイド溶液が得られた。
Production Example 1 Production of Metal Bismuth Colloid Solution 500 g Kolben was charged with 300 g of 1N hydrochloric acid and 9.46 g of bismuth chloride, and stirred and dissolved in a 50 ° C. oil bath. After dissolution of bismuth chloride, the oil bath is removed, and 6.72 g of Dispersic 190 (manufactured by Big Chemie, 40% by mass of active ingredient, number average molecular weight by GPC analysis is 30000) is added to Kolben with stirring, and a 50 ° C. hot water bath The mixture was stirred and dissolved in the solution for 30 minutes, and then cooled to room temperature. Next, apart from the above Kolben, 23.11 g of sodium formaldehyde sulfoxylate dihydrate and 36.89 g of deionized water were stirred and dissolved in a 50 ° C. hot water bath, and the temperature of the resulting solution was obtained. Was added to Kolben instantaneously while stirring. The liquid turned black in an instant. Stirring was continued for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 25 ° C., and a black metal bismuth colloidal solution was obtained.

次に、限外濾過モジュールAHP1010(旭化成社製;分画分子量50000、使用膜本数400本)、マグネットポンプ、及び、下部にチューブ接続口のある3lのステンレスカップをシリコンチューブでつなぎ、限外濾過装置とした。先の金属ビスマスコロイド溶液をステンレスカップに入れ、更に2lの水を加えてから、ポンプを稼動させて限外濾過を行った。約20分後にモジュールからの濾液が2lになった時点で、ステンレスカップに2lの水を加えた。その後、濾液の伝導度が7μS/cm以下になったことを確認し、母液の量が500mlになるまで濃縮を行った。 Next, ultrafiltration module AHP1010 (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd .; molecular weight cut off 50000, number of membranes used 400), magnet pump, and 3 l stainless steel cup with tube connection port at the bottom are connected by a silicon tube, and ultrafiltration is performed. The device. The metal bismuth colloidal solution was put in a stainless steel cup, and 2 liters of water was added, and then ultrafiltration was performed by operating the pump. When the filtrate from the module became 2 liters after about 20 minutes, 2 liters of water was added to the stainless steel cup. Thereafter, the filtrate was confirmed to have a conductivity of 7 μS / cm or less, and concentrated until the amount of the mother liquor was 500 ml.

続いて、500mlステンレスカップ、限外濾過モジュールAHP0013(旭化成社製;分画分子量50000、使用膜本数100本)、チューブポンプ、及び、アスピレーターからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約100mlになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分30%の金属ビスマスコロイド溶液を得た。電子顕微鏡観察から得られた、この溶液中の金属ビスマスコロイド粒子の平均粒子径は、25nmであった。また、得られた金属ビスマスコロイド溶液の組成は、ビスマスの含有量が14.2%、ディスパービック190 4.8%、脱イオン水77.4%であった。なお、上記組成は、示差熱天秤「TG−DTA」(セイコーインスツルメンツ社製)で得られた測定結果から計算して求めた。 Subsequently, an ultrafiltration device comprising a 500 ml stainless cup, an ultrafiltration module AHP0013 (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd .; fractional molecular weight 50000, number of membranes used 100), a tube pump, and an aspirator was assembled. The mother liquor obtained previously was put into this stainless steel cup and concentrated to increase the solid content concentration. When the mother liquor reached about 100 ml, the pump was stopped and the concentration was terminated to obtain a metal bismuth colloidal solution having a solid content of 30%. The average particle diameter of the metal bismuth colloid particles in this solution obtained from the electron microscope observation was 25 nm. The composition of the obtained metal bismuth colloidal solution had a bismuth content of 14.2%, Dispersic 190 4.8%, and deionized water 77.4%. In addition, the said composition was calculated and calculated | required from the measurement result obtained with the differential thermal balance "TG-DTA" (made by Seiko Instruments Inc.).

製造例2 オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂の製造
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計及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(質量比=8/2)92部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKという)95部を仕込んだ。その混合物を攪拌しながら、メタノール21部を添加した。
Production Example 2 Production of oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin To a flask equipped with a stirrer, a condenser tube, a nitrogen inlet tube, a thermometer and a dropping funnel, 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (mass) Ratio = 8/2) 92 parts and 95 parts of methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as MIBK) were charged. While stirring the mixture, 21 parts of methanol was added.

その反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温し、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部を滴下漏斗により滴下した。更にビスフェノールA−プロピレンオキシド5モル付加体(商品名、ニューポールBP−5P、三洋化成社製)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。 The reaction started from room temperature, heated to 60 ° C. by exotherm, and then continued for 30 minutes, and then 57 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was added dropwise through a dropping funnel. Furthermore, 42 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5-mol adduct (trade name, Newpol BP-5P, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) was added. The reaction was mainly carried out in the range of 60 to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum.

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のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J、ダウケミカル社製)365部を、上記の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になるまで130℃で反応させた。 Next, 365 parts of an epoxy equivalent 188 bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method is added to the above reaction mixture and heated to 125 ° C. Warm up. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 410.

続いて、ビスフェノールA87部を加えて120℃で反応させ、エポキシ当量1190とした。その後、上記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部及びアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79%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、オキサゾリドン環含有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 and reacted at 120 ° C. to give an epoxy equivalent of 1190. Thereafter, the reaction mixture was cooled, 11 parts of diethanolamine, 24 parts of N-ethylethanolamine, and 25 parts of 79% MIBK solution of ketimine product of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Then, it diluted with MIBK until it became 80% of non volatile matters, and obtained the oxazolidone ring containing amine modified epoxy resin (resin solid content 80%).

製造例3 ブロックポリイソシアネート硬化剤の製造
製造例2と同様のフラスコに、2,5−及び2,6−ビス(イソシアナトメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(三井東圧社製、イソシアネート当量103)723部、MIBK333部を仕込んだ。得られた反応混合物を80℃まで昇温し、その反応混合物が均一に溶解した後、メチルエチルケトオキシム610部を2時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を80℃に保持したまま、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反応を継続させて、メチルエチルケトオキシムブロックポリイソシアネート硬化剤を得た。(樹脂固形分80%)
Production Example 3 Production of Block Polyisocyanate Curing Agent In a flask similar to Production Example 2, 2,5- and 2,6-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane (Mitsui) Toatsu Co., Ltd., isocyanate equivalent 103) 723 parts and MIBK 333 parts were charged. The resulting reaction mixture was heated to 80 ° C., and the reaction mixture was uniformly dissolved. Then, 610 parts of methyl ethyl ketoxime was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropping, the reaction temperature was maintained at 80 ° C., and the reaction was continued until the absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum to obtain a methyl ethyl ketoxime block polyisocyanate curing agent. (Resin solid content 80%)

製造例4 顔料分散用樹脂の製造
攪拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度計を装備した反応容器に、イソホロンジイソシアネート(以下、IPDIという)222.0部を入れ、MIBK39.1部で希釈した。その後、50℃に昇温した後、2−エチルヘキサノール131.5部を攪拌しながら、乾燥窒素雰囲気中で2時間かけて滴下した。適宜、冷却することにより、反応温度を50℃に維持した。その結果、2−エチルヘキサノールハーフブロック化IPDIが得られた。
Production example 4 Production of resin for pigment dispersion In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a nitrogen introduction tube and a thermometer, 222.0 parts of isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI) was placed and MIBK 39.1 was added. Diluted in portions. Thereafter, the temperature was raised to 50 ° C., and then 131.5 parts of 2-ethylhexanol was added dropwise over 2 hours in a dry nitrogen atmosphere while stirring. The reaction temperature was maintained at 50 ° C. by cooling appropriately. As a result, 2-ethylhexanol half-blocked IPDI was obtained.

次いで、エピコート828(油化シェルエポキシ社製ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量182〜194)376.0部、ビスフェノールA114.0部及びオクチル酸29.2部を、攪拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度計を装備した反応容器に仕込んだ。反応混合物を窒素雰囲気中で130℃に加熱し、ジメチルベンジルアミン0.15部を添加して、発熱反応のもと170℃で1時間反応させることにより、エポキシ当量649のビスフェノールA型エポキシ樹脂を得た。 Next, Epicoat 828 (bisphenol A type epoxy resin manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent 182-194) 376.0 parts, bisphenol A 114.0 parts and octylic acid 29.2 parts, stirring device, cooling tube, nitrogen introduction A reaction vessel equipped with a tube and a thermometer was charged. The reaction mixture was heated to 130 ° C. in a nitrogen atmosphere, 0.15 part of dimethylbenzylamine was added, and the mixture was reacted at 170 ° C. for 1 hour under an exothermic reaction, whereby a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 649 was obtained. Obtained.

次いで、140℃に冷却した後、上記で調整した2−エチルヘキサノールハーフブロック化IPDI396.8部を加え、140℃に1時間保持して反応させた。次に、エチレングリコールモノブチルエーテル323.2部を加えて希釈した後、その反応混合物を100℃に冷却した。次いで、アミノエチルエタノールアミンのメチルイソブチルモノケチミン化物の78.3%MIBK溶液188.8部を加えた。 Subsequently, after cooling to 140 ° C., 396.8 parts of 2-ethylhexanol half-blocked IPDI prepared as described above was added, and the mixture was reacted at 140 ° C. for 1 hour. Next, 323.2 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added for dilution, and the reaction mixture was cooled to 100 ° C. Then, 188.8 parts of a 78.3% MIBK solution of aminoethylethanolamine in methyl isobutyl monoketimine was added.

この混合物を110℃で1時間保温した後、90℃まで冷却し、イオン交換水360.0部を加えて、更に30分間攪拌を継続することにより、エポキシ樹脂中のケチミン化部分を1級アミノ基に転化した。この混合物から過剰の水とMIBKを減圧下で除去した後、エチレングリコールモノブチルエーテル588.1部で希釈して、1級アミノ基を有する顔料分散用樹脂を得た。(樹脂固形分50%) The mixture was kept at 110 ° C. for 1 hour, then cooled to 90 ° C., 360.0 parts of ion-exchanged water was added, and stirring was continued for another 30 minutes, whereby the ketiminate portion in the epoxy resin was converted into a primary amino acid. Converted into a group. Excess water and MIBK were removed from this mixture under reduced pressure, and then diluted with 588.1 parts of ethylene glycol monobutyl ether to obtain a pigment dispersing resin having a primary amino group. (Resin solid content 50%)

製造例5 顔料分散ペーストの製造
サンドグラインドミルに製造例4で得られた顔料分散用樹脂60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部及びイオン交換水251部を入れ、粒度10μm以下になるまで分散して、顔料分散ペーストを得た。
Production Example 5 Production of pigment dispersion paste 60 parts of pigment dispersion resin obtained in Production Example 4 in a sand grind mill, 2.0 parts of carbon black, 100.0 parts of kaolin, 80.0 parts of titanium dioxide, 18.0 parts of aluminum phosphomolybdate and 251 parts of ion-exchanged water were added and dispersed until the particle size became 10 μm or less to obtain a pigment dispersion paste.

実施例1 無鉛性カチオン電着塗料組成物の製造
固形分として、製造例2で得たオキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂672部、製造例3で調製した硬化剤209.1部を均一に混合し、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%となるような量で添加した。
Example 1 Production of lead-free cationic electrodeposition coating composition 672 parts of the oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin obtained in Production Example 2 and 209.1 parts of the curing agent prepared in Production Example 3 were used as solid components. After homogeneous mixing, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was added in an amount of 3% based on the solid content.

中和するのに足りない酸はギ酸を加えることにより中和率41.7%(樹脂のカチオン性基に対する中和率)となるようにし、更にイオン交換水を加えて希釈した。その後、固形分が37.6%となるまで減圧下でMIBKを除去し、ここへ、製造例1で調製した金属ビスマスコロイド溶液を塗料中の樹脂固形分に対して、ビスマス金属量換算で1.0重量%となるよう徐々に加え、メインエマルションを調製した。 The acid that was insufficient to neutralize was adjusted to a neutralization rate of 41.7% (neutralization rate with respect to the cationic group of the resin) by adding formic acid, and further diluted with ion-exchanged water. Thereafter, MIBK was removed under reduced pressure until the solid content became 37.6%. Here, the metal bismuth colloid solution prepared in Production Example 1 was 1 in terms of bismuth metal amount with respect to the resin solid content in the paint. The main emulsion was prepared by gradually adding 0.0 wt%.

得られたメインエマルション979.5部、製造例5で得られた顔料分散ペースト284.0部、イオン交換水1236.5部を混合することで、固形分20.0%の無鉛性カチオン電着塗料組成物を得た。 By mixing 979.5 parts of the obtained main emulsion, 284.0 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 5, and 1236.5 parts of ion-exchanged water, lead-free cationic electrodeposition having a solid content of 20.0% A coating composition was obtained.

実施例2
実施例1で得られた電着塗料を4週間室温で貯蔵後、同様にして硬化性、耐食性を評価した。
Example 2
The electrodeposition paint obtained in Example 1 was stored at room temperature for 4 weeks and then evaluated for curability and corrosion resistance.

実施例3
ビスマス金属量換算で0.5重量%となるようにした以外は、実施例1と同様にして無鉛性カチオン電着塗料組成物を調製した。
Example 3
A lead-free cationic electrodeposition coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of bismuth metal was 0.5% by weight.

(電着塗膜形成方法)
実施例1〜3で得られた無鉛性カチオン電着塗料組成物の浴に、陰極として縦15cm、横7cm、厚さ0.8mmのリン酸重合処理した冷延鋼板を浸漬し、電着塗装し、イオン交換水で充分に洗浄した。この塗装板を160℃で10分焼付けて、乾燥膜厚20μmである硬化塗膜を得た。
(Electrodeposition coating formation method)
A cold rolled steel sheet treated with phosphoric acid polymerization having a length of 15 cm, a width of 7 cm, and a thickness of 0.8 mm as a cathode was immersed in the bath of the lead-free cationic electrodeposition coating composition obtained in Examples 1 to 3, and electrodeposition coating was performed. And thoroughly washed with ion-exchanged water. This coated plate was baked at 160 ° C. for 10 minutes to obtain a cured coating film having a dry film thickness of 20 μm.

比較例1
金属ビスマスコロイド溶液を含有させなかった以外は、実施例1と同様にして、カチオン電着塗料組成物を調製し、上記電着塗膜形成方法と同様にして硬化塗膜を得た。
Comparative Example 1
A cationic electrodeposition coating composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the metal bismuth colloid solution was not contained, and a cured coating film was obtained in the same manner as in the electrodeposition coating film forming method.

比較例2
「パワートップ V−6」(日本ペイント社製、鉛含有型カチオン電着塗料)を用い、上記電着塗膜形成方法と同様にして硬化塗膜を得た。
Comparative Example 2
A cured coating film was obtained using “Power Top V-6” (Nihon Paint Co., Ltd., lead-containing cationic electrodeposition coating material) in the same manner as the above electrodeposition coating film forming method.

〔評価〕
実施例及び比較例で得られた硬化塗膜を、MIBKラビングによる硬化性(錫フリーでの硬化性)、以下の塩水噴霧試験により耐食性を評価した。結果を表1に示した。
[Evaluation]
The cured coating films obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated for corrosion resistance by MIBK rubbing (tin-free curability) and the following salt spray test. The results are shown in Table 1.

(硬化性)
MIBKに浸したガーゼで塗膜を50回擦り、塗膜の表面状態により硬化性を判定した。評価の基準は下記の通りである。
○;塗膜変化なし。
△;塗膜スジあり。
×;ガーゼに着色あり。
(Curable)
The coating film was rubbed 50 times with gauze soaked in MIBK, and the curability was determined by the surface state of the coating film. The evaluation criteria are as follows.
○: No change in coating film.
Δ: There are coating streaks.
×: Gauze is colored.

(耐食性)
得られた所定膜厚の硬化塗膜を有する試験片に対し、JIS K 5400 9.1項に準じ、耐塩水噴霧試験を実施した。840時間経過後の試験片を水洗し、室温に2時間放置した後、以下の方法で評価した。ニチバン社製「セロテープ」(セロハン粘着テープ、幅24mm)を塗膜表面に指で圧着し、勢いよく剥離した。テープにより、カット部から塗膜が剥離した(片側最大)幅を測定した。評価の基準は下記の通りである。
◎;0mm≦剥離幅<1.0mm
○;1.0mm≦剥離幅<2.0mm
△;2.0mm≦剥離幅<3.0mm
×;剥離幅≧3.0mm
(Corrosion resistance)
The test piece having a cured coating film having a predetermined film thickness was subjected to a salt spray resistance test according to JIS K 5400 9.1. The test piece after 840 hours passed was washed with water and allowed to stand at room temperature for 2 hours, and then evaluated by the following method. A “cello tape” manufactured by Nichiban Co., Ltd. (cellophane adhesive tape, width 24 mm) was pressure-bonded to the surface of the coating film with a finger and peeled off vigorously. The width at which the coating film peeled from the cut part (maximum on one side) was measured with a tape. The evaluation criteria are as follows.
A: 0 mm ≦ peeling width <1.0 mm
○: 1.0 mm ≦ peeling width <2.0 mm
Δ: 2.0 mm ≦ peeling width <3.0 mm
×: Peel width ≧ 3.0 mm

表1から、実施例により得られた硬化塗膜は、金属コロイド溶液を含有しない比較例1の塗料で得られた硬化塗膜に比べて、硬化性及び耐食性に優れるものであった。また、金属ビスマスコロイド粒子の配合量依存ではあるが、鉛化合物を含有する塗料を使用した場合(比較例2)と、同等の硬化性及び耐食性を示すものであった。また、従来から硬化触媒として用いられてきた錫を用いなくても充分に硬化性、そして貯蔵安定後の硬化性が確認されたことから、金属ビスマスコロイド粒子が安定して存在し、その機能を発揮していることが確認された。 From Table 1, the cured coating film obtained by the Example was excellent in sclerosis | hardenability and corrosion resistance compared with the cured coating film obtained by the coating material of the comparative example 1 which does not contain a metal colloid solution. Moreover, although it was dependent on the compounding quantity of a metal bismuth colloidal particle, when the coating material containing a lead compound was used (Comparative Example 2), the same curability and corrosion resistance were shown. In addition, bismuth metal colloidal particles exist stably and have their functions because they have been confirmed to be sufficiently curable without the use of tin, which has been used as a curing catalyst. It was confirmed that it was demonstrating.

実施例4
製造例1で得られた金属ビスマスコロイド溶液を70gとり、実施例1の製造途中で得られたメインエマルション260.5gに入れた直後と、室温で4週間貯蔵後の電子顕微鏡写真を図1、2に示した。
Example 4
70 g of the metal bismuth colloid solution obtained in Production Example 1 was taken immediately after being put in 260.5 g of the main emulsion obtained during the production of Example 1 and after storage for 4 weeks at room temperature. It was shown in 2.

これらの電子顕微鏡写真からわかるように、金属ビスマスコロイド粒子は、4週間でも凝集せず、安定に存在していることが確認された。なお、実施例1で得られたカチオン電着塗料での金属ビスマスコロイドの存在状態を示す電子顕微鏡写真を図3に示した。 As can be seen from these electron micrographs, it was confirmed that the metal bismuth colloidal particles did not aggregate even for 4 weeks and existed stably. In addition, the electron micrograph which shows the presence state of the metal bismuth colloid in the cationic electrodeposition coating material obtained in Example 1 was shown in FIG.

本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、自動車車体等の基材に対して好適に適用することができる。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention can be suitably applied to a substrate such as an automobile body.

実施例4におけるメインエマルション添加直後の電子顕微鏡写真。The electron micrograph immediately after main emulsion addition in Example 4. FIG. 実施例4における室温で4週間貯蔵後の電子顕微鏡写真。The electron micrograph after storage for 4 weeks at room temperature in Example 4. 実施例1で得られたカチオン電着塗料の電子顕微鏡写真。4 is an electron micrograph of the cationic electrodeposition paint obtained in Example 1. FIG.

Claims (4)

オキサゾリドン環含有アミン変性エポキシ樹脂及び金属ビスマスコロイド粒子を含有することを特徴とする無鉛性カチオン電着塗料組成物。 A lead-free cationic electrodeposition coating composition comprising an oxazolidone ring-containing amine-modified epoxy resin and metal bismuth colloidal particles. 無鉛性カチオン電着塗料組成物は、金属ビスマスコロイド粒子の含有量が金属換算として無鉛性カチオン電着塗料組成物の樹脂固形分100質量%に対して、0.1〜1.5質量%である請求項1記載の無鉛性カチオン電着塗料組成物。 In the lead-free cationic electrodeposition coating composition, the content of the metal bismuth colloidal particles is 0.1 to 1.5% by mass with respect to 100% by mass of the resin solid content of the lead-free cationic electrodeposition coating composition in terms of metal. The lead-free cationic electrodeposition coating composition according to claim 1. 金属ビスマスコロイド粒子は、高分子顔料分散剤を含有するものである請求項1又は2記載の無鉛性カチオン電着塗料組成物。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition according to claim 1 or 2, wherein the metal bismuth colloidal particles contain a polymer pigment dispersant. 無鉛性カチオン電着塗料組成物は、錫を実質的に含有しないものである請求項1、2又は3記載の無鉛性カチオン電着塗料組成物。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, 2, or 3, wherein the lead-free cationic electrodeposition coating composition contains substantially no tin.
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