JP2006274234A - 電着塗料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 分子量が1,000以下の特定のポリエーテル化合物を配合することにより、安定性に優れ、長期間塗装ラインにおいて電着塗料として使用した後でも塗装性や防食性などの特性が変化することがない電着塗料。
【選択図】 なし
Description
R1及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基を表し、
R2は水素原子又はメチル基を表し、ここでp及びqがそれぞれ2以上
である場合、式(1)又は(2)中の複数個のR2はそれぞれ同一であっても互いに異なっていてもよく、
R4は炭素数2〜10のr価の脂肪族もしくは脂環式炭化水素基を表し、
R5は炭素数4〜24の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキレン基を表し、
R6及びR7はそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基を表し、ここでm及びnがそれぞれ2以上である場合、式(4)中の複数個のR6及び複数個のR7はそれぞれ同一であっても互いに異なっていてもよく、
pは0〜4の整数であり、
qは1〜4の整数であり、
rは2〜4の整数であり、そして
m及びnはそれぞれ独立に1〜10の整数である、
よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリエーテル化合物を含有する電着塗料が提供される。
R1及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜10、好ましくは2〜9、さらに好ましくは3〜8のアルキル基又はフェニル基を表し、
R2は水素原子又はメチル基を表し、ここでpが2以上である場合、式中の複数個のR2はそれぞれ同一であっても互いに異なっていてもよく、そして
pは0〜4の整数である、
で示されるポリエーテル化合物は、例えば、下記式(5)
で示されるグリシジルエーテル化合物を下記式(6)
で示されるアルコール化合物と反応させることにより得ることができる。
R2は水素原子又はメチル基を表し、ここでqが2以上である場合、式中の複数個のR2は同一であっても互いに異なっていてもよく、
R3は炭素数1〜10、好ましくは2〜9、さらに好ましくは3〜8のアルキル基又はフェニル基を表し、
R4は、炭素数2〜10、好ましくは3〜9、さらに好ましくは4〜8のr価の脂肪族もしくは脂環式炭化水素基を表し、
qは1〜4の整数であり、そして
rは2〜4の整数である、
で示されるポリオール化合物は、例えば、下記式(7)
で示されるポリグリシジル化合物を下記式(8)
で示されるアルコール化合物を反応させることにより得ることができる。
R1は炭素数1〜10、好ましくは2〜9、さらに好ましくは3〜8のアルキル基又はフェニル基を表し、
R4は炭素数2〜10、好ましくは3〜9、さらに好ましくは4〜8のr価の脂肪族もしくは脂環状炭化水素基を表し、そして
rは2〜4の整数である、
で示されるポリエーテル化合物は、例えば、前記式(5)のグリシジルエーテル化合物を下記式(9)
R4(OH)r (9)
式中、R4及びrは前記と同義である、
で示される多価アルコールと反応させることにより得ることができる。
R5は炭素原子数4〜24個、好ましくは5〜18、さらに好ましくは6〜15の直鎖状もしくは分岐鎖状アルキレン基を表し、
R6及びR7はそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基を表し、ここでm及びnがそれぞれ2以上である場合、式中の複数個のR1及び複数個のR2はそれぞれ同一であっても互いに異なっていてもよく、
m及びnはそれぞれ独立に1〜10、好ましくは1〜7、さらに好ましくは1〜5の整数であり、
式中のポリオキシアルキレン部分(CH(R6)CH2O)m及び(CH(R7)CH2O)nは、それぞれ、各繰り返し単位中のm個のR6及びn個のR7が同一であるホモポリマータイプのものであってもよく、或いは各繰り返し単位中のm個のR6及びn個のR7が互いに異なるランダムもしくはブロックコポリマータイプのものであってもよい、
で示されるポリエーテル化合物は、例えば、下記式(10)
で示されるジオールを下記式(11)及び(12)
で示されるアルキレンオキサイドと反応(付加)させることにより得ることができる。
製造例1 添加剤No.1
反応容器に、ブチルグリシジルエーテル(分子量 約130)264部、及びエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル(分子量 約174)261部を加え、100℃に昇温した。この温度を保ちながら3時間攪拌し、平均分子量304の添加剤No.1(樹脂固形分100%)を得た。
反応容器に、デナコールEX-216L(ナガセケムテックス製、商品名、シクロヘキサンジグリシジルエーテル、分子量 約288)288部及びエチレングリコールモノブチルエーテル(分子量 約118)212.4部を加え、100℃に昇温した。この温度を保ちながら3時間攪拌し、平均分子量406の添加剤No.2(樹脂固形分100%)を得た。
反応容器に、ブチルグリシジルエーテル(分子量 約130)264部及び1,4-ブタンジオール(多価アルコール、分子量 約90.1)90.1部を加え、100℃に昇温した。この温度を保ちながら3時間攪拌し、平均分子量354の添加剤No.3(樹脂固形分100%)を得た。
温度計、還流冷却器及び撹拌機を備えた内容積2リットルのセパラブルフラスコに、50%ホルマリン240部、フェノール55部、98%工業用硫酸101部及びメタキシレン212部を仕込み、84〜88℃で4時間反応させる。反応終了後、静置して樹脂相と硫酸水相とを分離し、樹脂相を3回水洗し、20〜30mmHg/120〜130℃の条件で20分間未反応メタキシレンを脱溶剤して、粘度1050センチポイズ(25℃)のキシレンホルムアルデヒド樹脂(1)を得た。
PP−400(三洋化成社製、商品名、ポリプロピレングリコール、分子量400)400部にε−カプロラクトン300部を加えて、130℃まで昇温した。その後、テトラブトキシチタン0.01部を加え、170℃に昇温した。この温度を保ちながら経時でサンプリングし、赤外吸収スペクトル測定にて未反応のε−カプロラクトン量を追跡し、反応率が98%以上になった時点で冷却し、変性剤1を得た。
コスモネートM−200(三井化学株式会社製、商品名、クルードMDI)270部にメチルイソブチルケトン46部を加え70℃に昇温した。さらにジエチレングリコールモノエチルエーテル281部をゆっくり加えた後、90℃に昇温した。
製造例1で得た添加剤No.1 6.25部(固形分5部)、基体樹脂No.1 50部(固形分40部)、基体樹脂No.2 37.5部(固形分30部)、硬化剤33.3部(固形分30部)及び10%ギ酸8.2部を配合して均一に攪拌した後、脱イオン水173.8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No.1を得た。
表1に示す配合割合にて、製造例7と同様にして固形分34%のエマルションNo.2〜No.6を得た。
60%の第4級アンモニウム塩型エポキシ樹脂5.83部(固形分3.5部)、チタン白14.5部、カーボンブラック0.3部、体質顔料7.0部、水酸化ビスマス1.0部、ジオクチル錫オキサイド1部及び脱イオン水20部を混合し、固形分55.0重量%の顔料分散ペーストを得た。
エマルションNo.1 309部(固形分105部)に、製造例13で得た顔料分散ペースト49.6部(固形分27.3部)及び脱イオン水302.9部を加え、固形分20%のカチオン電着塗料No.1を得た。
表2に示す配合割合にて、実施例1と同様にしてカチオン電着塗料No.2〜No.6を得た。
上記実施例及び比較例で得た各カチオン電着塗料を用い、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)で化成処理した冷延鋼板及び合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のそれぞれに電着塗装を施した。
各カチオン電着塗料浴に冷延鋼板をカソードとして浸漬し、浴温30℃にて、250Vで3分間電着塗装し、170℃で20分間焼き付けした後、膜厚を測定した。・・・初期膜厚(1)
その後、各カチオン電着塗料浴を30℃にて4週間、塗料容器の上面を開放して攪拌した。その浴を用いて、上記と同様に、30℃にて250Vで3分間電着塗装し、170℃で20分間焼き付けした後、膜厚を測定した。・・・経時膜厚(2)
初期膜厚(1)と経時膜厚(2)の膜厚差(μm)を求め、膜厚保持性の目安とした。
膜厚保持性(注4)の試験に用いた各カチオン電着浴を用いて、経時(4週間、30℃、開放にて攪拌)にて、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板をカソードとして浸漬し、浴温30℃で3分間の通電にて20μmの塗膜厚が得られる電圧をかけて塗装し、焼付け乾燥を行った。その後、試験板(10×10cm)中のピンホールの数を数えた。
○はピンホールの発生なし、
△は1〜5個発生、
×は6個以上発生、を示す。
冷延鋼板に電着塗装した各電着塗板(塗膜厚20μm)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、それにJISZ−2371に記載の方法に準じて840時間耐塩水噴霧試験を行った。評価は、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。
◎は錆、フクレの最大幅がカット部より2mm未満(片側)、
○は錆、フクレの最大幅がカット部より2mm以上でかつ3mm未満(片側)、
△は錆、フクレの最大幅がカット部より3mm以上でかつ4mm未満(片側)、
×は錆、フクレの最大幅がカット部より4mm以上(片側)、であることを示す。
冷延鋼板に電着塗料No.1〜No.6を膜厚が20μmとなるように塗装してなる各試験板の上に、サンスター1065T(サンスター社製、シーラー、商品名)を10mm×6mm×6mm(縦×横×厚さ)で塗布し、塗装板を垂直に吊るして12時間後のシーラーのずれを測定した。
○はシーラーのずれがなく問題なし、
△はシーラーのずれが5mm以下である、
×はシーラーが塗板からずり落ちて落下した、ことを示す。
30℃にて4週間、塗料の容器の上面を開放して攪拌した各カチオン電着塗料浴を400メッシュ濾過網を用いて濾過し、濾過残さを測定した。
○は10mg/L未満、
△は10mg/Lを以上で、かつ15mg/L未満、
×は15mg/Lを越えること、を示す。
攪拌機及び温度計を備えたステンレス製オートクレーブに、ブチルエチルプロパンジオール(協和発酵ケミカル(株)製、商品名、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、分子量160.3)160.3部及び触媒として水酸化カリウム1.0部を仕込み、容器内を窒素で置換した後、脱水を行った。ついで、エチレンオキサイド(分子量:約44)88部を130℃で1.5時間かけて導入した。その後、反応液中のアルカリ触媒を酢酸1.0部で中和し、平均分子量248の添加剤No.4(固形分100%)を得た。
攪拌機及び温度計を備えたステンレス製オートクレーブに、ブチルエチルプロパンジオール(協和発酵ケミカル(株)製、商品名、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、分子量160.3)160.3部及び触媒として水酸化カリウム1.0部を仕込み、容器内を窒素で置換した後、脱水を行った。ついで、プロピレンオキサイド(分子量:約58)116部を130℃で1.5時間かけて導入した。その後、反応液中のアルカリ触媒を酢酸1.0部で中和し、平均分子量276の添加剤No.5(固形分100%)を得た。
攪拌機及び温度計を備えたステンレス製オートクレーブに、ブチルエチルプロパンジオール(協和発酵ケミカル(株)製、商品名、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、分子量160.3)160.3部及び触媒として水酸化カリウム1.0部を仕込み、容器内を窒素で置換した後、脱水を行った。ついで、エチレンオキサイド(分子量:約44)88部及びプロピレンオキサイド(分子量:約58)116部を130℃で1.5時間かけて導入した。その後、反応液中のアルカリ触媒を酢酸1.0部で中和し、平均分子量364の添加剤No.6(固形分100%)を得た。
反応容器に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル324部、95%パラホルムアルデヒド31.6部及びメタンスルホン酸0.3部を加え、反応器内を窒素で置換した後、約100〜約120℃で加熱還流し、還流の状態で少なくとも2時間保持する。ついで、トルエンを加え、反応容器に還流冷却器とディーンスタークウォータートラップを取り付け、再び加熱還流し、共沸させて水を全て除去する。その後、反応液中のメタンスルホン酸を炭酸ナトリウム水溶液で中和し、添加剤No.7(固形分100%)を得た。
製造例14で得た添加剤No.4 5部(固形分5部)、基体樹脂No.1 87.5部(固形分70部)、硬化剤33.3部(固形分30部)及び10%ギ酸8.2部を配合して均一に攪拌した後、脱イオン水175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No.7を得た。
表4に示す配合割合にて、製造例18と同様にして固形分34%のエマルションNo.8〜No.10を得た。
表5に示す配合割合にて、製造例18と同様にして固形分34%のエマルションNo.11〜No.18を得た。
60%の第4級アンモニウム塩型エポキシ樹脂5.83部(固形分3.5部)、チタン白14.5部、カーボンブラック0.3部、体質顔料7.0部、水酸化ビスマス1.0部、ジオクチル錫オキサイド1部及び脱イオン水20部を混合し、固形分55.0重量%の顔料分散ペーストを得た。
エマルションNo.7 309部(固形分105部)に、製造例29で得た顔料分散ペースト49.6部(固形分27.3部)及び脱イオン水302.9部を加え、固形分20%のカチオン電着塗料No.7を得た。
表6に示す配合割合にて、実施例4と同様にしてカチオン電着塗料No.8〜No.10を得た。
表7に示す配合割合にて、実施例4と同様にしてカチオン電着塗料No.11〜No.18を得た。
上記実施例及び比較例で得た各カチオン電着塗料を用い、パルボンド#3020(日本パーカライジング社製、リン酸亜鉛処理剤、商品名)で化成処理した冷延鋼板及び合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のそれぞれに電着塗装を施した。
Claims (8)
- 下記式(1)
R1及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基を表し、
R2は水素原子又はメチル基を表し、ここでp及びqがそれぞれ2以上である場合、式(1)又は式(2)中の複数個のR2はそれぞれ同一であっても互いに異なっていてもよく、
R4は炭素数2〜10のr価の脂肪族もしくは脂環式炭化水素基を表し、
R5は炭素数4〜24の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキレン基を表し、
R6及びR7はそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基を表し、ここでm及びnがそれぞれ2以上である場合、式(4)中の複数個のR6及び複数個のR7はそれぞれ同一であっても互いに異なっていてもよく、
pは0〜4の整数であり、
qは1〜4の整数であり、
rは2〜4の整数であり、そして
m及びnはそれぞれ独立に1〜10の整数である、
よりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリエーテル化合物を含有する電着塗料。 - ポリエーテル化合物が1,000以下の分子量を有するものである請求項1に記載の電着塗料。
- ポリエーテル化合物が250〜800の範囲内の分子量を有するものである請求項1に記載の電着塗料。
- 請求項1に記載の電着塗料を塗装してなる塗装物品。
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