JP2007314690A - Water-based coating composition - Google Patents

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Toshio Kaneko
敏雄 金子
Satoshi Okamoto
岡本  聡
Yoshiaki Okumura
美明 奥村
Hisaichi Muramoto
壽市 村本
Eisaku Okada
栄作 岡田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control deposition ability of a resin deposited by electrodeposition in a method for attaining a pretreatment process and an electrodeposition process in the electrodeposition coating using the same electrodeposition bath by solely changing a voltage. <P>SOLUTION: The water-based coating composition comprises (A) a rare earth metal compound, (B) a base resin having amino group and (C) a curing agent. The base resin (B) has 50-120 total amine value (converted on KOH mg/1g resin solid component) included in the resin and 15-50 amine value based on primary amino group. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、水性塗料組成物に関する。特に、本発明は金属素材、とりわけ未処理冷延鋼板に施される電着塗装前の前処理(下地処理)工程と、電着塗装工程とを一つの工程で行うことができる水性塗料組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous coating composition. In particular, the present invention is a water-based coating composition that can perform a pretreatment (base treatment) step before electrodeposition coating applied to a metal material, particularly an untreated cold-rolled steel sheet, and an electrodeposition coating step in one step. About.

自動車車体は、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板等の金属素材を成形し、この金属成形物を被塗物として塗装し、次いで組み立て等を行うことにより製造される。このような金属成形物は一般に、電着塗膜に対する密着性等を付与するために、電着塗装前にリン酸亜鉛化成処理等の防錆処理が行われている。   An automobile body is manufactured by forming a metal material such as a cold-rolled steel plate or a galvanized steel plate, coating the metal formed product as an object to be coated, and then performing assembly or the like. In general, such metal molded products are subjected to rust prevention treatment such as zinc phosphate chemical conversion treatment before electrodeposition coating in order to impart adhesion to the electrodeposition coating film.

カチオン電着塗料組成物を用いる電着塗装は、耐食性、つきまわり性に優れており、均一な塗膜を形成させることができるため、自動車車体、部品用プライマーを中心に広く使用されている。   Electrodeposition coating using a cationic electrodeposition coating composition is excellent in corrosion resistance and throwing power, and can form a uniform coating film. Therefore, it is widely used mainly for automobile bodies and primer for parts.

しかしながら、従来のカチオン電着塗料組成物においては、被塗物にリン酸亜鉛などの前処理がなされている素材に対しては、電着塗装により十分な耐食性を発現させることができるものの、被塗物の前処理(化成処理など)が不十分である場合は、耐食性確保が困難であるという問題があった。   However, in the conventional cationic electrodeposition coating composition, although it is possible to develop sufficient corrosion resistance by electrodeposition coating for a material in which a pretreatment such as zinc phosphate is applied to the coating object, When the pretreatment (chemical conversion treatment) of the coating is insufficient, there is a problem that it is difficult to ensure corrosion resistance.

特開平8−53637号公報(特許文献1)には、カチオン基を有する親水性フィルム形成性樹脂および硬化剤を、中和剤を含む水性媒体中に分散してなる陰極電着塗料組成物において、塗料固形分を基準にして、アルミニウム塩、カルシウム塩および亜鉛塩より選ばれた少なくとも1種のリンモリブデン酸塩を0.1〜20重量%、およびセリウム化合物を金属として0.01〜2.0重量%含むことを特徴とする陰極電着塗料組成物が記載されている。これにより、表面未処理冷延鋼板に対する耐食性を改良可能することができると記載されている。   JP-A-8-53637 (Patent Document 1) discloses a cathode electrodeposition coating composition in which a hydrophilic film-forming resin having a cationic group and a curing agent are dispersed in an aqueous medium containing a neutralizing agent. Based on the solid content of the paint, 0.1 to 20% by weight of at least one phosphomolybdate selected from an aluminum salt, a calcium salt and a zinc salt, and 0.01 to 2. A cathode electrodeposition coating composition containing 0% by weight is described. Thereby, it is described that the corrosion resistance with respect to the untreated cold-rolled steel sheet can be improved.

特開平8−53638号公報(特許文献2)には、カチオン基を有する親水性フィルム形成性樹脂および硬化剤を、中和剤を含む水性媒体中に分散してなる陰極電着塗料組成物において、塗料固形分を基準にして、銅化合物およびセリウム化合物を金属として合計0.01〜2.0重量%含み、金属として銅/セリウム重量比が1/20〜20/1であることを特徴とする陰極電着塗料組成物が記載されている。これも同様に、表面未処理冷延鋼板に対する耐食性を改良可能することができると記載されている。   JP-A-8-53638 (Patent Document 2) discloses a cathode electrodeposition coating composition in which a hydrophilic film-forming resin having a cationic group and a curing agent are dispersed in an aqueous medium containing a neutralizing agent. , Based on the solid content of the paint, characterized in that it contains a total of 0.01 to 2.0% by weight of copper compound and cerium compound as metal, and the weight ratio of copper / cerium as metal is 1/20 to 20/1. A cathodic electrodeposition coating composition is described. Similarly, it is described that the corrosion resistance with respect to the untreated cold-rolled steel sheet can be improved.

しかしながら、上記電着塗料組成物を用いる塗装はいずれも、印加電圧100〜450V条件の一段階電着塗装による一段階電着塗装が行われている。このような電解、電着条件においては、セリウムあるいはセリウム―銅による皮膜形成が不充分となる。そのため、これらの発明による耐食性の改良レベルは、何れも、従来のリン酸塩による従来化成処理に匹敵する下地密着性を発現し、かつ電着塗装後における耐食性を発現する程には至っていない。   However, in any coating using the above electrodeposition coating composition, one-step electrodeposition coating is performed by one-step electrodeposition coating under the condition of an applied voltage of 100 to 450V. Under such electrolysis and electrodeposition conditions, film formation with cerium or cerium-copper is insufficient. For this reason, none of the improvement levels of the corrosion resistance according to these inventions has exhibited the base adhesion comparable to the conventional chemical conversion treatment with the conventional phosphate, and has not reached the level of the corrosion resistance after electrodeposition coating.

現状としては、前処理工程および電着塗装工程において、それぞれ別個の溶液である化成処理液およびカチオン電着塗料組成物は、それぞれの液中に含まれる成分を安定に溶解あるいは分散するpHの領域が異なる。そのため、これらの工程を組み合わせることは容易ではなかった。さらに、電着塗装においては、化成処理剤が少量でも混入するとによって、塗装効率、防食性能および仕上がり外観等に悪影響が生じる。そのため、被塗物を前処理した後、電着塗装を行う前に、被塗物を念入りに水洗する必要がある。このため、前処理および電着塗装は、より長大な塗装工程設備を必要としていた。   At present, in the pretreatment process and the electrodeposition coating process, the chemical conversion treatment liquid and the cationic electrodeposition coating composition, which are separate solutions, respectively, are in the pH range where the components contained in each liquid are stably dissolved or dispersed. Is different. Therefore, it is not easy to combine these steps. Furthermore, in electrodeposition coating, even if a small amount of the chemical conversion treatment agent is mixed, the coating efficiency, anticorrosion performance, and finished appearance are adversely affected. For this reason, it is necessary to carefully wash the object to be coated after pre-treatment and before electrodeposition coating. For this reason, pretreatment and electrodeposition coating require longer coating process facilities.

本発明者らは、既に、金属素材、とりわけ未処理冷延鋼板に施される電着塗装前の前処理(下地処理)工程と、電着塗装工程との統合を実現しうる水性塗料組成物を提案してきた。   The present inventors have already developed a water-based coating composition that can realize integration of a pretreatment (base treatment) step before electrodeposition coating applied to a metal material, particularly an untreated cold-rolled steel sheet, and an electrodeposition coating step. Has been proposed.

特開2000−63710号公報(特許文献3)には、電着塗装に適する水性塗料組成物が開示されており、その中で希土類金属化合物が、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、及びサマリウム(Sm)からなる群より選択される化合物が開示されている。この組成物を特許文献3の方法に適用しても、現行の前処理、電着塗装よりなる2段工程と比較して、同等の性能を有する複層塗膜を得る目的に対しては、必ずしも充分ではなかった。
特開平8−53637号公報 特開平8−53638号公報 特開2000−63710号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-63710 (Patent Document 3) discloses an aqueous coating composition suitable for electrodeposition coating, in which rare earth metal compounds include yttrium (Y), neodymium (Nd), praseodymium ( A compound selected from the group consisting of Pr) and samarium (Sm) is disclosed. Even if this composition is applied to the method of Patent Document 3, compared with the current two-step process consisting of pretreatment and electrodeposition coating, for the purpose of obtaining a multilayer coating film having equivalent performance, Not always enough.
JP-A-8-53637 JP-A-8-53638 JP 2000-63710 A

本発明は、上記の現状に鑑み、本発明者等が提案している電着塗装における前処理工程と電着塗装工程を同一の電着塗装浴中で電圧を変えるのみで達成する方法を更に検討し、電着により析出する樹脂の析出性をコントロールすることを目的とする。   In view of the above-mentioned present situation, the present invention further provides a method for achieving the pretreatment step and the electrodeposition coating step in the electrodeposition coating proposed by the present inventors only by changing the voltage in the same electrodeposition coating bath. The purpose of this study is to control the precipitation of the resin deposited by electrodeposition.

本発明者等は、電着により析出する樹脂の析出性のコントロールを、樹脂のアミン価の制御により達成できることを見出した。
即ち、本発明は、希土類金属化合物(A)、アミノ基を有する基体樹脂(B)および硬化剤(C)を含有し、該アミノ基を有する基体樹脂(B)は、該樹脂に含まれる全アミン価が50〜120(KOH換算mg数/1g樹脂固形分)であり、かつ第1級アミノ基に基づくアミン価が15〜50であることを特徴とする水性塗料組成物を提供する。
The present inventors have found that the control of the depositability of the resin deposited by electrodeposition can be achieved by controlling the amine value of the resin.
That is, the present invention contains a rare earth metal compound (A), a base resin (B) having an amino group, and a curing agent (C), and the base resin (B) having an amino group is contained in the resin. Provided is an aqueous coating composition having an amine value of 50 to 120 (mg in terms of KOH / 1 g resin solid content) and an amine value based on a primary amino group of 15 to 50.

また上記希土類金属化合物(A)は、イッテルビウム(Yb)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)あるいはプラセオジウム(Pr)からなる群より選択される少なくとも1種の希土類金属を含む化合物であることを特徴とする水性塗料組成物である。
より好ましくは、上記希土類金属化合物(A)は、イッテルビウム(Yb)化合物であることを特徴とする水性塗料組成物である。
The rare earth metal compound (A) is a compound containing at least one rare earth metal selected from the group consisting of ytterbium (Yb), yttrium (Y), neodymium (Nd), and praseodymium (Pr). A water-based coating composition.
More preferably, the rare earth metal compound (A) is an aqueous coating composition characterized by being an ytterbium (Yb) compound.

ここで、上記希土類金属化合物(A)は、塗料固形分に対して、希土類金属に換算して0.05〜10重量%含まれていることが好ましい。
さらに、亜鉛(Zn)化合物(D)を含んでいると一層好ましく、希土類金属化合物(A)と、亜鉛(Zn)化合物(D)との該塗料組成物に対する配合重量比は、1:20〜20:1であることが好ましい。
Here, the rare earth metal compound (A) is preferably contained in an amount of 0.05 to 10% by weight in terms of the rare earth metal based on the solid content of the paint.
Furthermore, it is more preferable that a zinc (Zn) compound (D) is contained, and the blending weight ratio of the rare earth metal compound (A) and the zinc (Zn) compound (D) to the coating composition is 1:20 to It is preferably 20: 1.

本発明によれば、アミノ基を有する基体樹脂(B)のアミン価(全アミン価と第1級アミノ基に基づくアミン価)を所定範囲に調製することにより、基体樹脂の析出性または電着性を制御し、希土類金属化合物による電解生成物の析出が低電圧下で優先して起こり、低電圧下で耐食性の高い希土類金属の析出膜が形成される。その後、電圧を上げると、アミノ基を有する基体樹脂(B)の析出が起こり、これにより主に樹脂から成る電着塗膜が形成される結果、希土類金属の析出被膜と樹脂の析出被膜との複層塗膜が形成され、極めて耐食性の高い電着塗装被膜が形成される。   According to the present invention, by adjusting the amine value of the base resin (B) having an amino group (the amine value based on the total amine value and the primary amino group) within a predetermined range, the deposition property or electrodeposition of the base resin can be achieved. Therefore, the deposition of the electrolytic product by the rare earth metal compound occurs preferentially under a low voltage, and a deposited film of a rare earth metal having high corrosion resistance is formed under the low voltage. Thereafter, when the voltage is increased, precipitation of the base resin (B) having amino groups occurs, and as a result, an electrodeposition coating mainly composed of the resin is formed. As a result, the rare earth metal deposition coating and the resin deposition coating are formed. A multilayer coating film is formed, and an electrodeposition coating film with extremely high corrosion resistance is formed.

本発明の水性塗料組成物を用いると、少なくとも2段階の印加電圧にて通電することによって、陰極電解処理(前処理工程)及び電着塗装工程を実用的に区分かつ連続的に実施し、かつ効率的に統合する複層塗膜形成方法を行う上で最適の水性塗料組成物を提供する。これにより、従来の化成処理などの前処理、そして電着塗装からなる塗装工程を、大幅に短縮することができるばかりか、従来の工程である化成処理および電着工程により得られる塗膜と比較して同等の優れた塗膜密着性および耐食性(塩水噴霧、塩水浸漬、および乾湿サイクル腐食試験などに対する性能が優れる)である複層塗膜を得ることが可能である。   When the aqueous coating composition of the present invention is used, the cathodic electrolytic treatment (pretreatment step) and the electrodeposition coating step are carried out practically and continuously by energizing at an applied voltage of at least two stages, and Provided is an aqueous coating composition that is optimal for carrying out a method for forming a multilayer coating film that is efficiently integrated. As a result, the conventional pretreatment such as chemical conversion treatment and the coating process consisting of electrodeposition coating can be greatly shortened, and compared with the coating film obtained by the conventional chemical conversion treatment and electrodeposition process. As a result, it is possible to obtain a multilayer coating film having the same excellent coating film adhesion and corrosion resistance (excellent performance with respect to salt spray, salt water immersion, and wet / dry cycle corrosion test, etc.).

以下、本発明の水性塗料組成物について詳述する。
成分(A)
本発明の水性塗料組成物に含まれる希土類金属化合物(A)は、イッテルビウム(Yb)化合物、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)化合物、あるいはプラセオジム(Pr)化合物であり、他の希土類金属であるセリウム(Ce)と比較して、前処理工程での電解析出性が高く、上記複層塗膜形成方法によって、より耐食性能の良い被膜を得ることができることを見出した。
Hereinafter, the aqueous coating composition of the present invention will be described in detail.
Ingredient (A)
The rare earth metal compound (A) contained in the aqueous coating composition of the present invention is an ytterbium (Yb) compound, yttrium (Y), neodymium (Nd) compound, or praseodymium (Pr) compound, and is another rare earth metal. It has been found that compared with cerium (Ce), the electrolytic deposition property in the pretreatment step is high, and a coating film with better corrosion resistance can be obtained by the above-mentioned multilayer coating film forming method.

イッテルビウム(Yb)化合物は、これら希土類金属化合物の中で最も電解析出性が高く、上記水性塗料組成物に含まれることによって、最も下地密着性に優れた前処理皮膜を得ることができる。   The ytterbium (Yb) compound has the highest electrolytic depositability among these rare earth metal compounds, and when it is contained in the aqueous coating composition, a pretreatment film having the best base adhesion can be obtained.

上記希土類金属化合物(A)としては、水溶性であるか又は水分散性である化合物を使用することができる。なかでも、水に対する溶解度が1g/dm以上である水可溶性化合物を用いる場合は、少量の使用で高い耐食効果が得られるため、好ましい。 As the rare earth metal compound (A), a water-soluble or water-dispersible compound can be used. Especially, when using the water soluble compound whose solubility with respect to water is 1 g / dm < 3 > or more, since a high corrosion-resistant effect is acquired by use of a small amount, it is preferable.

好ましい希土類金属化合物(A)としては、例えば、蟻酸イッテルビウム、蟻酸イットリウム、蟻酸ネオジム、蟻酸プラセオジウム、酢酸イッテルビウム、酢酸イットリウム、酢酸ネオジム、酢酸プラセオジム、乳酸イッテルビウム、乳酸イットリウム、乳酸ネオジム、乳酸プラセオジム等の有機酸塩;硝酸イッテルビウム、硝酸イットリウム、硝酸ネオジム、硝酸プラセオジム、アミド硫酸イッテルビウム、アミド硫酸イットリウム、アミド硫酸ネオジム、アミド硫酸プラセオジム等の無機酸塩又は無機化合物等を挙げることができる。これらの中で、イッテルビウム(Yb)化合物がより好ましい。   Preferred rare earth metal compounds (A) include, for example, ytterbium formate, yttrium formate, neodymium formate, praseodymium formate, ytterbium acetate, yttrium acetate, neodymium acetate, praseodymium acetate, ytterbium lactate, yttrium lactate, neodymium lactate, praseodymium lactate, and the like. Acid salts; inorganic acid salts or inorganic compounds such as ytterbium nitrate, yttrium nitrate, neodymium nitrate, praseodymium nitrate, ytterbium amidosulfate, yttrium amidosulfate, neodymium amidosulfate, praseodymium amidosulfate, and the like. Of these, ytterbium (Yb) compounds are more preferred.

これらを用いることにより、従来の「リン酸亜鉛皮膜と同等、又はそれ以上の優れた防食性を有する化成皮膜を得ることができる。   By using these, a chemical conversion film having an excellent anticorrosive property equivalent to or higher than that of the conventional “zinc phosphate film” can be obtained.

成分(B)
本発明の水性塗料組成物に用いられるアミノ基を有する基体樹脂(B)は、樹脂骨格中のオキシラン環に対して有機アミン化合物で変性して得られるカチオン変性エポキシ樹脂である。一般にカチオン変性エポキシ樹脂は、出発原料樹脂分子内のオキシラン環を第1級アミン、第2級アミンあるいは第3級アミン酸塩等のアミン類との反応によって開環して製造される。出発原料樹脂の典型例は、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等の多環式フェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物であるポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂である。また他の出発原料樹脂の例として、特開平5−306327号公報に記載される、下記式

Figure 2007314690
[式中、Rはジグリシジルエポキシ化合物のグリシジルオキシ基を除いた残基、R’はジイソシアネート化合物からイソシアネート基を除いた残基、nは正の整数を意味する。]
で示されるオキサゾリドン環含有するエポキシ樹脂をカチオン変性エポキシ樹脂として用いてもよい。耐熱性及び耐食性に優れた塗膜が得られるからである。 Ingredient (B)
The base resin (B) having an amino group used in the aqueous coating composition of the present invention is a cation-modified epoxy resin obtained by modifying an oxirane ring in a resin skeleton with an organic amine compound. Generally, a cation-modified epoxy resin is produced by opening a ring of an oxirane ring in a starting material resin molecule by a reaction with an amine such as a primary amine, secondary amine, or tertiary amine acid salt. A typical example of the starting material resin is a polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin which is a reaction product of a polycyclic phenol compound such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, phenol novolak, cresol novolak, and epichlorohydrin. Examples of other starting material resins include the following formula described in JP-A-5-306327.
Figure 2007314690
[Wherein R represents a residue obtained by removing a glycidyloxy group of a diglycidyl epoxy compound, R ′ represents a residue obtained by removing an isocyanate group from a diisocyanate compound, and n represents a positive integer. ]
An epoxy resin containing an oxazolidone ring represented by formula (1) may be used as the cation-modified epoxy resin. This is because a coating film having excellent heat resistance and corrosion resistance can be obtained.

上記出発原料樹脂は、アミン類によるオキシラン環の開環反応の前に、2官能のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ビスフェノール類、2塩基性カルボン酸等により鎖延長して用いることができる。   The starting material resin can be used by extending the chain with a bifunctional polyester polyol, polyether polyol, bisphenol, dibasic carboxylic acid or the like before the oxirane ring-opening reaction with amines.

また同じくアミン類によるエポキシ環の開環反応の前に、分子量またはアミン当量の調節、熱フロー性の改良等を目的として、一部のエポキシ環に対して2−エチルヘキサノール、ノニルフェノール、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルのようなモノヒドロキシ化合物を付加して用いることもできる。   Similarly, prior to the ring-opening reaction of the epoxy ring with amines, 2-ethylhexanol, nonylphenol, ethylene glycol mono-monomer for some epoxy rings for the purpose of adjusting the molecular weight or amine equivalent and improving heat flow. Monohydroxy compounds such as 2-ethylhexyl ether and propylene glycol mono-2-ethylhexyl ether can also be added and used.

オキシラン環を開環し、アミノ基を導入する際に使用し得るアミン類としては、先述したように第1級、第2級または第3級アミン酸塩を挙げることができるが、これらの内で第2級モノアミン化合物が付加反応を制御する上で好ましく用いられる。この第2級モノアミン化合物は、主に樹脂中に存在するエポキシ基の一部と付加反応し、本発明の樹脂に第3級アミノ基を導入するものである。第3級アミノ基は、たとえば、有機又は無機酸と中和することによって親水性基を成し、樹脂を水中に分散させるために必要な構成要素である。   Examples of amines that can be used for opening an oxirane ring and introducing an amino group include primary, secondary, and tertiary amine salts as described above. A secondary monoamine compound is preferably used for controlling the addition reaction. This secondary monoamine compound mainly undergoes an addition reaction with a part of epoxy groups present in the resin to introduce a tertiary amino group into the resin of the present invention. A tertiary amino group forms a hydrophilic group by neutralizing with an organic or inorganic acid, for example, and is a constituent element necessary for dispersing a resin in water.

この際に一分子中に少なくとも1個の1級水酸基を有する、少なくとも1種類の第2級アミンを含んでいることが好ましい。これは本発明の水性樹脂が水性塗料塗膜を形成する場合、例えば、塗料組成物中に別途存在するブロックイソシアネートに代表される架橋剤と相互に架橋反応する樹脂構成要素となるからである。一分子中に少なくとも1個の1級水酸基を有する第2級アミンの例としては、2−(メチルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール、4−(メチルアミノ)ブタノール、4−(エチルアミノ)ブタノール、ジエタノールアミン、ジブタノールアミン等を挙げることができる。   In this case, it is preferable that at least one secondary amine having at least one primary hydroxyl group in one molecule is contained. This is because when the aqueous resin of the present invention forms an aqueous coating film, for example, it becomes a resin component that undergoes a cross-linking reaction with a cross-linking agent typified by a blocked isocyanate that is separately present in the coating composition. Examples of secondary amines having at least one primary hydroxyl group in one molecule include 2- (methylamino) ethanol, 2- (ethylamino) ethanol, 4- (methylamino) butanol, 4- (ethyl Amino) butanol, diethanolamine, dibutanolamine and the like.

第2級モノアミンはその他に、一分子中に炭素数2〜18の範囲のアルキル基を有するジアルキルアミンを含んでいてもよい。その例としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、メチルブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、ジn−オクチルアミン、ジ2−エチルヘキシルアミン、N−メチルヘキシルアミン、N−メチルラウリルアミン、N−エチル−イソ−アミルアミン、ジステアリルアミン等を挙げることができる。   In addition, the secondary monoamine may contain a dialkylamine having an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms in one molecule. Examples thereof include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, methylbutylamine, N-ethyl-1,2-dimethylpropylamine, N-methylhexylamine, dihexylamine, di-n- Examples include octylamine, di-2-ethylhexylamine, N-methylhexylamine, N-methyllaurylamine, N-ethyl-iso-amylamine, distearylamine and the like.

それ以外の第2級モノアミンとしては、ジフェニルアミン、ジベンジルアミンあるいはアミノエチルエタノールアミン・メチルイソブチルケチミン、ジエチレントリアミン・メチルイソブチルジケチミンの様なケチミンブロック第1級アミノ基含有第2級アミンも必用に応じて使用することができる。これらは樹脂へ導入後、合成樹脂から水性塗料を調製するために、水性媒体中に溶解もしくは分散する際に、容易に加水分解し、必要量の第1級アミノ基を生成することができる。
これらのアミン類は、全てのオキシラン環を開環させるために、オキシラン環に対して少なくとも当量で反応させる必要がある。
Other secondary monoamines include diphenylamine, dibenzylamine or secondary amines containing ketimine-blocked primary amino groups such as aminoethylethanolamine / methylisobutylketimine, diethylenetriamine / methylisobutyldiketimine Can be used. In order to prepare an aqueous coating material from a synthetic resin after introduction into the resin, these can be easily hydrolyzed when dissolved or dispersed in an aqueous medium to produce the required amount of primary amino groups.
These amines must be reacted with at least an equivalent amount relative to the oxirane ring in order to open all the oxirane rings.

また、樹脂に導入するカチオン性官能基の付与方法として、これら2級モノアミンの付加反応とは別にトリエチルアミン酸塩、N,N−ジメチルエタノールアミン酸塩などの第3級アミン酸塩の所定量を反応させ、樹脂骨格に第4級アンモニウム塩基を必要に応じて一部導入してもかまわない。
さらに、合成樹脂の分子量調整のための鎖長延長剤として、第1級アミンを一部導入してもかまわない。
Further, as a method for imparting a cationic functional group to be introduced into the resin, a predetermined amount of a tertiary amine acid salt such as triethylamine acid salt or N, N-dimethylethanolamine acid salt is added separately from the addition reaction of these secondary monoamines. A part of the quaternary ammonium base may be introduced into the resin skeleton as required.
Furthermore, a primary amine may be partially introduced as a chain extender for adjusting the molecular weight of the synthetic resin.

上記カチオン変性エポキシ樹脂は好ましくは数平均分子量1,500〜5,000、より好ましくは1,600〜3,000の範囲を有する。数平均分子量が1,500未満の場合は、硬化形成塗膜の耐溶剤性および耐食性等の物性が劣ることがある。反対に5,000を超える場合は、樹脂溶液の粘度制御が難しく合成が困難なばかりか、得られた樹脂の乳化分散等の操作上ハンドリングが困難となることがある。さらに高粘度であるがゆえに加熱・硬化時のフロー性が悪く塗膜外観を著しく損ねる場合がある。   The cation-modified epoxy resin preferably has a number average molecular weight of 1,500 to 5,000, more preferably 1,600 to 3,000. When the number average molecular weight is less than 1,500, physical properties such as solvent resistance and corrosion resistance of the cured coating film may be inferior. On the other hand, when it exceeds 5,000, it is difficult to control the viscosity of the resin solution and it is difficult to synthesize, and it may be difficult to handle in the operation such as emulsification dispersion of the obtained resin. Furthermore, because of its high viscosity, the flowability during heating and curing is poor, and the appearance of the coating film may be significantly impaired.

上記カチオン変性エポキシ樹脂は、ヒドロキシル価(KOH換算mg/g樹脂固形分)が50〜250の範囲となるように分子設計することが好ましい。ヒドロキシル価が50未満では塗膜の硬化不良を招き、反対に250を超えると硬化後塗膜中に過剰の水酸基が残存する結果、耐水性が低下することがある。   The cation-modified epoxy resin is preferably molecularly designed such that the hydroxyl value (mg / g resin solid content in terms of KOH) is in the range of 50 to 250. When the hydroxyl value is less than 50, the coating film is poorly cured. On the other hand, when it exceeds 250, water resistance may be deteriorated as a result of excess hydroxyl groups remaining in the coating film after curing.

また上記カチオン変性エポキシ樹脂は、全アミン価(KOH換算mg/g樹脂固形分)が50〜120の範囲となるように分子設計することが好ましい。この場合の全アミン価とは、上記樹脂中における第1級から第3級アミンまでのアミン価の総量を意味する。アミン価が50未満では前記酸中和による水媒体中での乳化分散不良を招き、反対に120を超えると、硬化後塗膜中に過剰のアミノ基が残存する結果、耐水性が低下することがある。全アミン価は、好ましくは60〜100(KOH換算mg/g樹脂固形分)、より好ましくは70〜105(KOH換算mg/g樹脂固形分)である。   The cation-modified epoxy resin is preferably molecularly designed so that the total amine value (mg in terms of KOH / g resin solid content) is in the range of 50 to 120. The total amine value in this case means the total amount of amine values from primary to tertiary amine in the resin. If the amine value is less than 50, emulsification dispersion failure in the aqueous medium due to the acid neutralization is caused. On the other hand, if the amine value exceeds 120, water resistance decreases as a result of excess amino groups remaining in the coating film after curing. There is. The total amine value is preferably 60 to 100 (KOH equivalent mg / g resin solid content), more preferably 70 to 105 (KOH equivalent mg / g resin solid content).

さらにカチオン変性エポキシ樹脂は、第1級アミノ基に基づくアミン価が15〜50(KOH換算mg/g樹脂固形分)であることが好ましい。本発明においては、このようにカチオン変性エポキシ樹脂中の第1級アミノ基に基づくアミン価を15〜50の範囲で調整し、電着塗装工程におけるカチオン変性エポキシ樹脂からの電着性を制御することで、前記前処理工程における選択的な希土類金属化合物からの電解生成物析出が可能になることを見出した。そのことによって、目的とする高耐食性を有する複層塗膜形成が可能になった。アミン価が上記範囲外になると、急激に性能が低下する傾向にある。   Furthermore, the cation-modified epoxy resin preferably has an amine value based on a primary amino group of 15 to 50 (mg / g resin solid content in terms of KOH). In the present invention, the amine value based on the primary amino group in the cation-modified epoxy resin is thus adjusted in the range of 15 to 50, and the electrodeposition property from the cation-modified epoxy resin in the electrodeposition coating process is controlled. Thus, it has been found that the electrolytic product can be deposited selectively from the rare earth metal compound in the pretreatment step. As a result, it was possible to form a multilayer coating film having the desired high corrosion resistance. When the amine value is out of the above range, the performance tends to decrease rapidly.

合成樹脂中における第1級アミノ基に基づくアミン価の調整としては、前記ケチミンブロック第1級アミノ基含有第2級アミンの樹脂への付加量を調整することによって容易になしえる。   The adjustment of the amine value based on the primary amino group in the synthetic resin can be easily achieved by adjusting the amount of the ketimine block primary amino group-containing secondary amine added to the resin.

第1級アミノ基に基づくアミン価が15未満では、析出性が高くなりすぎる結果、前記前処理工程において樹脂の析出がイッテルビウム(Yb)の析出と重なる恐れがある。そのことによって複層塗膜の耐食性能が不十分になる。反対に50を超えると、析出性が低下しすぎる結果、電着塗装効率(クーロン効率)やつきまわり性の低下と同時に塗膜のガスピン肌発生など不良も招く恐れがある。   If the amine value based on the primary amino group is less than 15, the precipitation property becomes too high, and as a result, the precipitation of the resin may overlap with the precipitation of ytterbium (Yb) in the pretreatment step. As a result, the corrosion resistance of the multilayer coating film becomes insufficient. On the other hand, if it exceeds 50, the precipitation properties are excessively lowered, and as a result, electrodeposition coating efficiency (Coulomb efficiency) and throwing power are lowered, and at the same time, there is a risk of causing defects such as the occurrence of gas pin skin on the coating film.

上記のように本発明の水性塗料組成物における、前処理電解時に高い析出性を有する上記希土類金属化合物と、上記樹脂アミン価により析出制御されたカチオン変性エポキシ樹脂の組み合わせによって、最も理想的な工程統合を実現し、目的とする現行工程同等以上の高い耐食性を有する複層塗膜を形成することが可能になった。   As described above, in the water-based coating composition of the present invention, the most ideal process is achieved by a combination of the rare earth metal compound having high precipitation during pretreatment electrolysis and the cation-modified epoxy resin whose precipitation is controlled by the resin amine value. Integration has been realized, and it has become possible to form a multilayer coating film having high corrosion resistance equivalent to or higher than the current process.

成分(C)
本発明における硬化剤(C)としては、加熱時に各樹脂成分を硬化させることが可能であれば、どのような種類のものでも良いが、その中でも電着樹脂の硬化剤として好適なブロックポリイソシアネートが推奨される。
Ingredient (C)
The curing agent (C) in the present invention may be of any kind as long as each resin component can be cured at the time of heating, and among them, a block polyisocyanate suitable as a curing agent for an electrodeposition resin. Is recommended.

上記ブロックポリイソシアネートの原料であるポリイソシアネートの例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(3量体を含む)、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイシシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)等の脂環族ポリイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、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等の芳香族ジイソシアネートが挙げられる。これらを適当な封止剤でブロック化することにより、上記ブロックポリイソシアネートを得ることができる。   Examples of the polyisocyanate that is a raw material of the block polyisocyanate include aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (including trimer), tetramethylene diisocyanate, and trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′- Examples thereof include alicyclic polyisocyanates such as methylene bis (cyclohexyl isocyanate), and aromatic diisocyanates such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, and xylylene diisocyanate. The blocked polyisocyanate can be obtained by blocking these with an appropriate sealant.

上記封止剤の例としては、n−ブタノール、n−ヘキシルアルコール、2−エチルヘキサノール、ラウリルアルコール、フェノールカルビノール、メチルフェニルカルビノール等の一価のアルキル(または芳香族)アルコール類;エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル等のセロソルブ類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールフェノール等のポリエーテル型両末端ジオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール等のジオール類とシュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸等のジカルボン酸類から得られるポリエステル型両末端ポリオール;パラーt−ブチルフェノール、クレゾール等のフェノール類;ジメチルケトオキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、メチルアミルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム類、およびε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムに代表されるラクタム類が好ましく用いられる。とくにオキシム類およびラクタム類の封止剤は低温で解離するため、後工程にて中塗り塗膜と同時焼付けを行う際に、樹脂硬化性の観点からみて好適である。   Examples of the sealant include monovalent alkyl (or aromatic) alcohols such as n-butanol, n-hexyl alcohol, 2-ethylhexanol, lauryl alcohol, phenol carbinol, and methylphenyl carbinol; ethylene glycol Cellosolves such as monohexyl ether and ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether; polyether-type double-end diols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene ether glycol phenol; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and the like Polyester-type double-ended polyols obtained from diols of the above and dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid; para-t-butylphenol; Phenols such as resol; dimethyl ketoxime, methyl ethyl ketoxime, methyl isobutyl ketoxime, methyl amyl ketoxime, oximes such as cyclohexanone oxime, and ε- caprolactam, lactams typified by γ- butyrolactam is preferably used. In particular, the sealants of oximes and lactams dissociate at a low temperature, and therefore are suitable from the viewpoint of resin curability when co-baking with an intermediate coating film in a subsequent step.

上記ブロックポリイソシアネートは封止剤の単独あるいは複数種の使用によってあらかじめブロック化しておくことが望まれる。ブロック化率については、前記の各樹脂成分と変性反応する目的がなければ、塗料の貯蔵安定性確保のためにも100%にしておくことが好ましい。   It is desirable that the block polyisocyanate be blocked beforehand by using a sealing agent alone or by using a plurality of types. The blocking rate is preferably set to 100% in order to ensure the storage stability of the paint unless there is a purpose of denaturing reaction with the resin components.

上記ブロックポリイソシアネートの前記アミノ基を有する基体樹脂(B)に対する配合比は、硬化塗膜の利用目的などで必要とされる架橋度に応じて異なるが、塗膜物性や中塗り塗装適合性を考慮すると固形分量として、15〜40重量%の範囲が好ましい。この配合比が15重量%未満では塗膜硬化不良を招く結果、機械的強度などの塗膜物性が低くなることがあり、また、中塗り塗装時に塗料シンナーによって塗膜が侵されるなど外観不良を招く場合がある。一方、40重量%を超えると、逆に硬化過剰となって、耐衝撃性等の塗膜物性不良などを招くことがある。なお、ブロックポリイソシアネートは、塗膜物性、硬化度および硬化温度の調節等の都合により、複数種を組み合わせて使用してもよい。   The blending ratio of the block polyisocyanate to the base resin (B) having an amino group differs depending on the degree of crosslinking required for the purpose of use of the cured coating film, but the coating film properties and intermediate coating compatibility are different. Considering the solid content, the range of 15 to 40% by weight is preferable. If the blending ratio is less than 15% by weight, the coating film may be poorly cured. As a result, the physical properties of the coating film such as mechanical strength may be lowered, and the coating film may be damaged by paint thinner during intermediate coating. May invite. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, it may be excessively cured, resulting in poor coating properties such as impact resistance. In addition, block polyisocyanate may be used in combination of two or more kinds for convenience of coating film physical properties, degree of curing and adjustment of curing temperature.

アミノ基を有する基体樹脂(B)は、該樹脂中のアミノ基を適当量の塩酸、硝酸、次亜リン酸等の無機酸、または蟻酸、酢酸、乳酸、スルファミン酸、アセチルグリシン酸等の有機酸で中和処理し、カチオン化エマルションとして水中に乳化分散させることによって調製される。また乳化分散する際には、通常、硬化剤(C)をコアとし、(B)アミノ基を含む基体樹脂をシェル(殻)として含むエマルション粒子を形成させる。   The base resin (B) having an amino group is obtained by converting an amino group in the resin to an appropriate amount of an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, hypophosphorous acid, or an organic acid such as formic acid, acetic acid, lactic acid, sulfamic acid, acetylglycine acid. It is prepared by neutralizing with an acid and emulsifying and dispersing in water as a cationized emulsion. Moreover, when emulsifying and dispersing, emulsion particles are usually formed containing the curing agent (C) as a core and (B) a base resin containing an amino group as a shell.

該エマルション粒子の平均粒子径は、0.01〜0.5μm、好ましくは0.02〜0.3μm、より好ましくは0.05〜0.2μmである。平均粒子径が0.01μm未満であると、樹脂成分を水分散するのに必要な中和剤が過量となり、一定電気量あたりの電着塗着効率が低下する。また平均粒子径0.5μmを超えると、粒子の分散性が低下するために、電着塗料の貯蔵安定性が低くなるので好ましくない。   The average particle diameter of the emulsion particles is 0.01 to 0.5 μm, preferably 0.02 to 0.3 μm, more preferably 0.05 to 0.2 μm. When the average particle size is less than 0.01 μm, the neutralizing agent necessary for water-dispersing the resin component becomes excessive, and the electrodeposition efficiency per fixed amount of electricity is lowered. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 0.5 μm, the dispersibility of the particles is lowered, and therefore the storage stability of the electrodeposition paint is lowered, which is not preferable.

成分(D)
本発明の複層塗膜形成方法に用いられる水性塗料組成物は、希土類金属化合物(A)に加えてさらに亜鉛化合物(D)を含有していてもよい。さらに亜鉛化合物(D)が含まれることによって、前処理工程における電解反応生成物として、アルカリ難溶性の希土類金属―亜鉛の複合化合物を形成することができる。このため、複層塗膜のより高い密着性および電着塗装後の防錆性を発現することができる。
Ingredient (D)
The aqueous coating composition used in the multilayer coating film forming method of the present invention may further contain a zinc compound (D) in addition to the rare earth metal compound (A). Further, by including the zinc compound (D), it is possible to form a rare-earth alkali-zinc composite compound having poor alkali solubility as an electrolytic reaction product in the pretreatment step. For this reason, higher adhesion of the multilayer coating film and rust prevention after electrodeposition coating can be expressed.

希土類金属化合物(A)と併用する目的の亜鉛化合物(D)としては、例えば蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛などのカルボン酸塩、硝酸亜鉛あるいは硫酸亜鉛などの無機酸塩に代表される水溶性塩が挙げられる。さらに、塗料組成物中で亜鉛イオンを生じる酸化亜鉛と縮合リン酸亜鉛との複合化合物、および(ポリ)リン酸亜鉛、リンモリブデン酸亜鉛などを用いることもできる。これらの亜鉛化合物は、一般に顔料(水分散性化合物)として用いることができるものである。   Examples of the zinc compound (D) intended to be used in combination with the rare earth metal compound (A) include water-soluble salts represented by carboxylate salts such as zinc formate and zinc acetate, and inorganic acid salts such as zinc nitrate and zinc sulfate. It is done. Furthermore, a composite compound of zinc oxide and condensed zinc phosphate that generates zinc ions in the coating composition, (poly) zinc phosphate, zinc phosphomolybdate, and the like can also be used. These zinc compounds can generally be used as pigments (water-dispersible compounds).

上述のように希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)は、いずれも水溶性もしくは水分散性化合物であるのが好ましい。   As described above, both the rare earth metal compound (A) and the zinc compound (D) are preferably water-soluble or water-dispersible compounds.

(A)希土類化合物に加えて亜鉛化合物(D)を使用する場合は、希土類金属の重量:亜鉛の重量比が1:20〜20:1で配合されていることが好ましい。
希土類金属の重量:亜鉛の重量の比が上記範囲を超える場合は、複合化合物の形成による密着性および耐食性の向上効果が低下する恐れがある。なお、上記重量比は、希土類金属化合物(A)、及び亜鉛化合物(D)それぞれに含まれる金属量を算出し、各成分の金属量の重量比を示したものである。
(A) When the zinc compound (D) is used in addition to the rare earth compound, it is preferable that the weight ratio of rare earth metal: zinc is 1:20 to 20: 1.
When the ratio of the weight of the rare earth metal to the weight of zinc exceeds the above range, the effect of improving the adhesion and corrosion resistance due to the formation of the composite compound may be reduced. In addition, the said weight ratio calculates the metal amount contained in each of rare earth metal compound (A) and zinc compound (D), and shows the weight ratio of the metal amount of each component.

本発明に用いられる水性塗料組成物は、水性塗料組成物中に含まれる希土類金属化合物(A)の量が、塗料固形分に対して、希土類金属に換算して合計0.05〜10重量%である。   In the aqueous coating composition used in the present invention, the amount of the rare earth metal compound (A) contained in the aqueous coating composition is a total of 0.05 to 10% by weight in terms of the rare earth metal based on the solid content of the coating. It is.

水性塗料組成物がさらに亜鉛化合物(D)を含む場合は、これらの金属は、塗料固形分に対して、金属量に換算して、合計0.05〜10重量%含むことが好ましい。金属換算量が0.05重量%未満では、十分な下地防錆に基づく耐食性が得られない場合がある。また、金属換算量が10重量%を超えると、水性塗料組成物成分の分散安定性や電着塗膜の平滑性および耐水性が低下する場合がある。(A)希土類金属の金属換算量、希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)の金属換算量は、より好ましくは0.08〜8重量%であり、さらに好ましくは0.1〜5重量%である。   When the aqueous coating composition further contains a zinc compound (D), these metals are preferably included in a total amount of 0.05 to 10% by weight in terms of the amount of metal with respect to the solid content of the coating. When the metal conversion amount is less than 0.05% by weight, corrosion resistance based on sufficient base rust prevention may not be obtained. On the other hand, when the metal equivalent exceeds 10% by weight, the dispersion stability of the aqueous coating composition component, the smoothness of the electrodeposition coating film, and the water resistance may be lowered. (A) The metal equivalent amount of the rare earth metal, the metal equivalent amount of the rare earth metal compound (A) and the zinc compound (D) is more preferably 0.08 to 8% by weight, still more preferably 0.1 to 5% by weight. %.

上記希土類金属化合物(A)、希土類金属化合物(A)、あるいは希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)の、水性塗料組成物への導入は、特に制限されるものではなく、通常の顔料分散法と同様にして行うことができる。例えば、分散用樹脂中に予め希土類金属化合物(A)、そして必要に応じた亜鉛化合物(D)を分散させて分散ペーストを作製し、この分散ペーストを水性塗料組成物へ配合することができる。また、希土類金属化合物(A)、亜鉛化合物(D)として、水溶性希土類金属化合物、水溶性亜鉛化合物を用いる場合には、塗料用樹脂エマルジョン作製後にそのまま加えてもよい。なお、顔料分散用樹脂としては、カチオン電着塗料用の一般的なもの(エポキシ系スルホニウム塩型樹脂、エポキシ系4級アンモニウム塩型樹脂、エポキシ系3級アミン型樹脂、アクリル系4級アンモニウム塩型樹脂など)が用いることができる。   The introduction of the rare earth metal compound (A), the rare earth metal compound (A), or the rare earth metal compound (A) and the zinc compound (D) into the aqueous coating composition is not particularly limited. It can be performed in the same manner as the dispersion method. For example, a rare earth metal compound (A) and a zinc compound (D) as required can be dispersed in a dispersion resin in advance to prepare a dispersion paste, and this dispersion paste can be blended into an aqueous coating composition. Moreover, when using a water-soluble rare earth metal compound and a water-soluble zinc compound as a rare earth metal compound (A) and a zinc compound (D), you may add as it is after preparing the resin emulsion for coating materials. In addition, as a resin for pigment dispersion, a general one for cationic electrodeposition coating (epoxy sulfonium salt type resin, epoxy type quaternary ammonium salt type resin, epoxy type tertiary amine type resin, acrylic type quaternary ammonium salt) Type resin).

顔料など
本発明の塗装方法において用いられる水性塗料組成物においては、必ずしも必要成分ではないが、目的に応じて、さらに顔料を配合してもよい。但しここでいう顔料には、希土類金属化合物(A)及び亜鉛化合物(D)は含まれない。顔料としては、通常塗料に使用されるものならばとくに制限なく使用することができる。その例としては、カーボンブラック、二酸化チタン、グラファイト等の着色顔料、カオリン、珪酸アルミ(クレー)、タルク、炭酸カルシウム、また無機コロイド(シリカゾル、アルミナゾル、チタンゾル、ジルコニアゾルなど)等の体質顔料、リン酸系顔料(リンモリブデン酸アルミニウム、(ポリ)リン酸亜鉛、リン酸カルシウムなど)やモリブデン酸系顔料(リンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸亜鉛など)、等の重金属フリー型防錆顔料が挙げられる。
In the aqueous coating composition used in the coating method of the present invention, such as a pigment, it is not necessarily a necessary component, but a pigment may be further blended depending on the purpose. However, the pigment here does not include the rare earth metal compound (A) and the zinc compound (D). As the pigment, any pigment that is usually used in paints can be used without particular limitation. Examples include pigments such as carbon black, titanium dioxide and graphite, extender pigments such as kaolin, aluminum silicate (clay), talc, calcium carbonate, and inorganic colloids (silica sol, alumina sol, titanium sol, zirconia sol, etc.), phosphorus Examples include heavy metal-free rust preventive pigments such as acid pigments (aluminum phosphomolybdate, (poly) zinc phosphate, calcium phosphate, etc.) and molybdate pigments (aluminum phosphomolybdate, zinc phosphomolybdate, etc.).

さらにビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤も合わせて使用できる。これら無機コロイドおよびシランカップリング剤を併用すると、下地塗膜密着性の向上などに作用し、結果として耐食性が向上する効果がもたらされる利点がある。   Furthermore, silane coupling agents such as vinyltriethoxysilane and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane can also be used. When these inorganic colloids and silane coupling agents are used in combination, there is an advantage that the effect of improving the adhesion of the base coating film and the effect of improving the corrosion resistance as a result.

これらの中でも、本発明の水性塗料組成物に使用する顔料としてとくに重要なものは、二酸化チタン、カーボンブラック、珪酸アルミ(クレー)、シリカ、リンモリブデン酸アルミ、ポリリン酸亜鉛である。とくに二酸化チタン、カーボンブラックは着色顔料として隠蔽性が高く、しかも安価であることから、電着塗膜用に最適である。
なお、上記顔料は単独で使用することもできるが、目的に合わせて複数種を使用するのが一般的である。
Among these, titanium dioxide, carbon black, aluminum silicate (clay), silica, aluminum phosphomolybdate, and zinc polyphosphate are particularly important as pigments used in the aqueous coating composition of the present invention. In particular, titanium dioxide and carbon black are most suitable for electrodeposition coatings because they have high concealability as color pigments and are inexpensive.
In addition, although the said pigment can also be used independently, it is common to use multiple types according to the objective.

前記水性塗料組成物中に含有される前記顔料(P)および樹脂固形分(V)の合計重量(P+V)に対する前記顔料の重量比{P/(P+V)}(以後、PWCと称する)が、5〜30重量%の範囲にあることが好ましい。但し、ここでいう顔料には、希土類金属化合物(A)、(D)銅化合物および(E)亜鉛化合物は含まないものと定義する。
上記重量比が5重量%未満では、顔料不足により塗膜に対する水、酸素などの腐食要因の遮断性が過度に低下し、実用レベルでの耐候性や耐食性を発現できないことがある。
The weight ratio {P / (P + V)} of the pigment to the total weight (P + V) of the pigment (P) and the resin solid content (V) contained in the aqueous coating composition (hereinafter referred to as PWC) is: It is preferably in the range of 5 to 30% by weight. However, it is defined that the pigment here does not include the rare earth metal compound (A), the (D) copper compound, and the (E) zinc compound.
When the weight ratio is less than 5% by weight, the barrier property against corrosion factors such as water and oxygen on the coating film is excessively lowered due to insufficient pigment, and weather resistance and corrosion resistance at a practical level may not be exhibited.

ただし、そのような不都合を生じない場合は、顔料濃度を極力ゼロとし、クリア、もしくはクリアに近い水性塗料組成物を調製して、本発明に用いてもよい。
また、上記重量比が30重量%を超えると、顔料過多により硬化時の粘性増大を招き、フロー性が低下して塗膜外観が著しく悪くなることがあるので注意を要する。
However, if such inconvenience does not occur, the pigment concentration may be set to zero as much as possible, and a clear or nearly clear aqueous coating composition may be prepared and used in the present invention.
Further, if the weight ratio exceeds 30% by weight, it is necessary to pay attention because excessive pigment causes an increase in viscosity at the time of curing, resulting in a decrease in flowability and a marked deterioration in the appearance of the coating film.

上記樹脂固形分(V)は、水性塗料の主樹脂である前記アミノ基を有する基体樹脂(B)、および硬化剤(C)の他、顔料分散樹脂をも含めた電着塗膜を構成する全樹脂バインダーの合計固形分量を示す。   The resin solid content (V) constitutes an electrodeposition coating film containing a pigment dispersion resin in addition to the base resin (B) having the amino group, which is the main resin of the aqueous paint, and the curing agent (C). The total solid content of all resin binders is shown.

水性塗料組成物
上記水性塗料組成物は、全固形分濃度が5〜40重量%、好ましくは、10〜25重量%の範囲となるように調整する。全固形分濃度の調節には水性媒体(水単独かまたは水と親水性有機溶剤との混合物)を用いる。
Aqueous paint composition The aqueous paint composition is adjusted so that the total solid content is in the range of 5 to 40 wt%, preferably 10 to 25 wt%. An aqueous medium (water alone or a mixture of water and a hydrophilic organic solvent) is used to adjust the total solid concentration.

また水性塗料組成物のpHは、5〜7であるのが好ましく、5.5〜6.5であるのがさらに好ましい。pHが5未満であると、電着塗装効率や膜外観が低下することがある。また7を超えると、塗料組成物中の希土類金属イオンや銅イオン、基体樹脂エマルションの安定性が低下する傾向がある。pHが高い場合は、硝酸、硫酸などの無機酸、あるいは蟻酸、酢酸などの有機酸を用いてpHを下げることができる。pHが低い場合は、アミンなどの有機塩基、あるいはアンモニア、水酸化ナトリウムなどの無機塩基を用いてpHを上げることができる。これらの無機酸、有機酸、無機塩基および有機塩基を必要に応じた量で用いることによりpHを調整することができる。使用する酸および塩基の種類は、特に制限されるものではない。   Further, the pH of the aqueous coating composition is preferably 5 to 7, and more preferably 5.5 to 6.5. If the pH is less than 5, electrodeposition coating efficiency and film appearance may be lowered. If it exceeds 7, the stability of the rare earth metal ions and copper ions in the coating composition and the base resin emulsion tends to be lowered. When the pH is high, the pH can be lowered using an inorganic acid such as nitric acid or sulfuric acid, or an organic acid such as formic acid or acetic acid. When the pH is low, the pH can be increased using an organic base such as amine or an inorganic base such as ammonia or sodium hydroxide. The pH can be adjusted by using these inorganic acids, organic acids, inorganic bases and organic bases in amounts as required. The type of acid and base used is not particularly limited.

本発明に用いる水性塗料組成物は、塗料伝導度は1,500〜4,000μS/cmであるのが好ましい。塗料伝導度が1,500μS/cm未満では、前処理工程により得られる効果が不充分になり、また前処理皮膜や電着塗膜のつきまわり性が不足する恐れがある。また4,000μS/cmを超えると、前処理皮膜や電着塗膜の外観不良を招く恐れがあるので好ましくない。なお、本明細書において「前処理皮膜」とは、希土類金属化合物(A)の電解生成物、希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)の電解生成物が、被塗物上に析出することにより得られる被膜をいう。   The aqueous coating composition used in the present invention preferably has a coating conductivity of 1,500 to 4,000 μS / cm. When the paint conductivity is less than 1,500 μS / cm, the effect obtained by the pretreatment process becomes insufficient, and the throwing power of the pretreatment film or the electrodeposition film may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 4,000 μS / cm, the appearance of the pretreatment film or electrodeposition coating film may be deteriorated, which is not preferable. In the present specification, the term “pretreatment film” means that an electrolysis product of a rare earth metal compound (A), an electrolysis product of a rare earth metal compound (A), and a zinc compound (D) are deposited on an object to be coated. The film obtained by this.

水性塗料組成物の塗料電導度は、市販の導電率計を使用して測定することができる。導電率計として、例えば東亜電波工業株式会社製 CM−305などが挙げられる。
さらに塗料組成物中には少量の添加剤を導入しても良い。添加剤の例としては紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、塗膜表面平滑剤、硬化触媒(ジブチル錫オキサイド、ジオクチル錫ジラウレート、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、ジブチル錫ジベンゾエートあるいはジオクチル錫ジベンゾエートなどの有機スズ化合物)などを挙げることができる。
The paint conductivity of the aqueous paint composition can be measured using a commercially available conductivity meter. Examples of the conductivity meter include CM-305 manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.
Further, a small amount of additives may be introduced into the coating composition. Examples of additives include UV absorbers, antioxidants, surfactants, coating surface smoothers, curing catalysts (dibutyltin oxide, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin And organic tin compounds such as dibenzoate or dioctyltin dibenzoate).

複層塗膜形成方法
本発明の水性塗料組成物に被塗物を浸漬させて、以下の複層塗膜形成方法により塗装が行われる。
上記複層塗膜形成方法とは、
上記水性塗料組成物中において、被塗物を陰極として、50V未満の電圧を印加する前処理工程、および
上記水性塗料組成物中において、被塗物を陰極として50〜450Vの電圧を印加する、電着工程、を包含する。
被塗物として、未処理の金属素材、例えば冷延鋼板、高強度鋼、高張力鋼、鋳鉄、亜鉛及び亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びアルミニウム合金等が挙げられる。これらの中でも、本発明の方法によって特に優れた耐食効果を得ることができる素材は、冷延鋼板である。
Multilayer coating film forming method The object to be coated is immersed in the aqueous coating composition of the present invention, and coating is performed by the following multilayer coating film forming method.
With the multilayer coating film forming method,
In the aqueous coating composition, a pretreatment step in which a voltage of less than 50 V is applied with the article to be coated as a cathode, and in the aqueous coating composition, a voltage of 50 to 450 V is applied with the article to be coated as a cathode. An electrodeposition step.
Examples of the object to be coated include untreated metal materials such as cold rolled steel sheet, high strength steel, high tensile steel, cast iron, zinc and galvanized steel, aluminum and aluminum alloy. Among these, a cold-rolled steel sheet is a material that can obtain a particularly excellent corrosion resistance effect by the method of the present invention.

上記方法により調製された本発明の水性塗料組成物に、被塗物を陰極として浸漬する。そして前処理工程において、50V未満の電圧を印加して、被塗物に対して陰極電解を行うことによって、主に希土類金属化合物(A)の電解反応生成物、希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)の電解反応生成物を、極めて優先的に析出させることが可能であることが見いだされた。   The object to be coated is immersed in the aqueous coating composition of the present invention prepared by the above method as a cathode. Then, in the pretreatment step, by applying a voltage of less than 50 V to perform cathodic electrolysis on the object to be coated, the electrolytic reaction product of the rare earth metal compound (A), the rare earth metal compound (A) and zinc are mainly used. It has been found that the electrolytic reaction product of compound (D) can be deposited very preferentially.

印加電圧が50V以上であると、上記複合金属水酸化物の析出よりも、むしろ塗料ビヒクルであるアミノ基を有する基体樹脂(B)および硬化剤(C)の析出が顕著化するので、前処理皮膜形成の目的に反するために好ましくない。   When the applied voltage is 50 V or more, the precipitation of the base resin (B) and the curing agent (C) having an amino group, which is a paint vehicle, rather than the precipitation of the composite metal hydroxide becomes remarkable. This is not preferable because it is contrary to the purpose of film formation.

希土類金属化合物(A)の電解反応生成物、希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)の電解反応生成物の選択的析出を可能とする前処理工程の印加電圧として、好ましい範囲は1〜40V、より好ましい範囲は1〜20Vである。   As the applied voltage in the pretreatment step that enables the selective deposition of the electrolytic reaction product of the rare earth metal compound (A), the electrolytic reaction product of the rare earth metal compound (A) and the zinc compound (D), a preferable range is 1 to 1. 40V, and a more preferable range is 1 to 20V.

前処理工程では、水性塗料組成物を含む浴槽の浴温を15〜35℃に調整した上で行うのが好ましい。前処理工程に続いて行われる電着塗装において通常用いられる浴温と同程度の温度で前処理工程を行うのが、前処理工程後に連続して行われる電着塗装工程との関係上好ましいからである。   In the pretreatment step, the bath temperature of the bath containing the aqueous coating composition is preferably adjusted to 15 to 35 ° C. It is preferable to perform the pretreatment step at the same temperature as the bath temperature normally used in the electrodeposition coating performed after the pretreatment step because of the relationship with the electrodeposition coating step continuously performed after the pretreatment step. It is.

前処理における通電時間は、通常10〜300秒、好ましくは30〜180秒である。
処理時間が短すぎる場合は皮膜生成しないか、生成しても厚みが不足することとなり、耐食性が劣る恐れがある。また通電時間が長すぎる場合は、時として無光沢のヤケあるいはコゲと呼ばれる外観不良が発生する。また、過剰の処理時間は生産性を極端に低下させる恐れがあり好ましくない。
The energization time in the pretreatment is usually 10 to 300 seconds, preferably 30 to 180 seconds.
If the treatment time is too short, the film is not formed, or even if it is formed, the thickness is insufficient, and the corrosion resistance may be inferior. If the energization time is too long, an appearance defect called matte burn or burnt sometimes occurs. In addition, an excessive treatment time is not preferable because the productivity may be extremely reduced.

前処理における、希土類金属化合物(A)、あるいは希土類金属化合物(A)および亜鉛化合物(D)の電解反応生成物の析出量を、5mg/m以上にすることによって、特異的に高い防錆皮膜を形成することができる。好ましい析出量は、10〜1,000mg/mである。 By precipitating the precipitation amount of the rare earth metal compound (A) or the electrolytic reaction product of the rare earth metal compound (A) and the zinc compound (D) in the pretreatment to 5 mg / m 2 or more, the rust prevention is specifically high. A film can be formed. A preferable precipitation amount is 10 to 1,000 mg / m 2 .

5mg/m未満においては、形成皮膜による下地密着性が低下するために、必要な防錆性が発現しない。逆に、1,000mg/mを超えると、皮膜の表面平滑性が損なわれるので、電着塗膜形成後の外観が低下する場合があるので好ましくない。 If it is less than 5 mg / m 2 , the underlying adhesion due to the formed film is lowered, so that the necessary rust preventive properties are not exhibited. On the other hand, if it exceeds 1,000 mg / m 2 , the surface smoothness of the film is impaired, and the appearance after the electrodeposition coating film formation may be deteriorated.

本発明の前処理工程によって、電解生成物が析出する機構は以下のように考えられる。前処理工程における上記電解条件によって、陰極の金属表面では溶存酸素や水素イオン、水等の浴中化学種が還元を受け、水酸化物イオン(OH)が生成する。この被処理金属表面で生成した水酸化物イオンが、まず該金属表面近傍の希土類金属イオンと反応することで、希土類金属の水酸化物の沈殿が生成し、皮膜として金属表面に析出する。 The mechanism by which the electrolytic product is precipitated by the pretreatment process of the present invention is considered as follows. Depending on the electrolysis conditions in the pretreatment step, dissolved oxygen, hydrogen ions, water and other chemical species in the bath are reduced on the metal surface of the cathode, and hydroxide ions (OH ) are generated. The hydroxide ions generated on the surface of the metal to be treated first react with the rare earth metal ions in the vicinity of the metal surface, whereby a precipitate of the rare earth metal hydroxide is generated and deposited as a film on the metal surface.

この際に水酸化物イオンと反応し易い希土類金属イオンとしては、イッテルビウム(Yb)イオン、イットリウム(Y)イオン、ネオジム(Nd)イオン及びプラセオジム(Pr)であり、これらはセリウム(Ce)よりもより反応性が高く、該当金属の水酸化物を容易に形成する傾向にある。これらの中でもイッテルビウム(Yb)が最も反応性が高いことを見出した。   In this case, rare earth metal ions that easily react with hydroxide ions are ytterbium (Yb) ion, yttrium (Y) ion, neodymium (Nd) ion, and praseodymium (Pr), which are more than cerium (Ce). It has a higher reactivity and tends to easily form a hydroxide of the corresponding metal. Among these, ytterbium (Yb) was found to have the highest reactivity.

こうして析出した電解生成物である、希土類金属の水酸化物からなる皮膜は、下地の基材および電着塗膜との密着性に特に優れており、電着塗装後の焼付け乾燥過程において、少なくとも一部が、希土類の水酸化物より脱水生成した酸化物からなる被膜に変化し、高い耐食性を示すようになると考えられる。   A film made of the rare earth metal hydroxide, which is an electrolytic product thus deposited, is particularly excellent in adhesion to the base material and the electrodeposition coating film, and at least in the baking and drying process after electrodeposition coating. It is considered that a part of the film changes from a rare earth hydroxide to a film made of oxide dehydrated and exhibits high corrosion resistance.

また、水性塗料組成物中に亜鉛化合物(D)を含めることによって、電解反応生成物として、アルカリ難溶性の希土類金属―亜鉛の複合化合物を析出させることができる。こうして得られる複合化合物は、得られる複層塗膜のより高い密着性および電着塗装後の耐食性を発現することができる。   Further, by including the zinc compound (D) in the aqueous coating composition, it is possible to deposit a rare-earth alkali-zinc composite compound having poor alkali solubility as an electrolytic reaction product. The composite compound thus obtained can exhibit higher adhesion of the resulting multilayer coating and corrosion resistance after electrodeposition coating.

しかも本発明の前処理工程の上記電解条件においては、主に上記前処理錆皮膜が優先的に形成し、アミノ基を有する基体樹脂(B)および硬化剤(C)の析出による電着塗膜の形成は抑制される傾向にあるので、極めて好都合である。   In addition, in the electrolysis conditions of the pretreatment step of the present invention, the pretreatment rust film is mainly formed preferentially, and the electrodeposition coating film is formed by precipitation of the base resin (B) having an amino group and the curing agent (C). The formation of is very advantageous because it tends to be suppressed.

本発明の電着塗装工程では、印加電圧を50〜450V、好ましくは100〜400Vまで昇圧することで、塗料ビヒクルである(B)カチオン基を有する基体樹脂および硬化剤(C)、そして必要に応じた顔料を、優先的に析出させることができる。印加電圧が50V未満では、上記電着塗料のビヒクル成分の析出性が不足する恐れがある。また印加電圧が450Vを超えると、上記ビヒクル成分が適正量を超えて析出する結果、実用に耐えない膜外観を呈する恐れがあるので好ましくない。   In the electrodeposition coating process of the present invention, the applied voltage is increased to 50 to 450 V, preferably 100 to 400 V, so that (B) a base resin having a cationic group and a curing agent (C), which is a paint vehicle, and The corresponding pigment can be preferentially deposited. If the applied voltage is less than 50 V, the precipitation of the vehicle component of the electrodeposition paint may be insufficient. On the other hand, when the applied voltage exceeds 450 V, the above-mentioned vehicle component is deposited in excess of an appropriate amount, and as a result, a film appearance that cannot be put into practical use may be exhibited.

通電時間は30〜300秒、好ましくは30〜180秒である。処理時間が30秒より短い場合は、電着塗膜が生成しないか、生成しても厚みが不足しているために耐食性が劣る恐れがある。また過剰の処理時間は生産性を極端に低下させる恐れがあり好ましくない。   The energization time is 30 to 300 seconds, preferably 30 to 180 seconds. When the treatment time is shorter than 30 seconds, the electrodeposition coating film is not generated, or even if it is generated, the thickness is insufficient, so that the corrosion resistance may be deteriorated. Moreover, excessive treatment time is not preferable because it may cause a significant decrease in productivity.

こうして得られる未硬化複層塗膜を、120〜200℃、好ましくは140〜180℃にて硬化反応を行うことによって、高い架橋度の電着硬化塗膜を得ることができる。ただし、200℃を超えると、塗膜が過度に堅く、かつ脆くなり、一方120℃未満では硬化が充分でなく、耐溶剤性や膜強度等の膜物性が低くなる恐れがあり好ましくない。   By subjecting the uncured multilayer coating film thus obtained to a curing reaction at 120 to 200 ° C., preferably 140 to 180 ° C., an electrodeposition cured coating film having a high degree of crosslinking can be obtained. However, if it exceeds 200 ° C., the coating film becomes excessively hard and brittle, while if it is less than 120 ° C., curing is not sufficient, and film physical properties such as solvent resistance and film strength may be lowered.

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「%」は、ことわりのない限り、重量基準による。   The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

製造例1(アミノ基を有する基体樹脂の製造)
攪拌機、デカンター、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備え付けた反応容器に、エポキシ当量188のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J、ダウケミカル社製)2400部とメタノール141部、メチルイソブチルケトン168部、ジラウリン酸ジブチル錫0.5部を仕込み、40℃で攪拌し均一に溶解させた後、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(80/20重量比混合物)320部を30分間かけて滴下したところ発熱し、70℃まで上昇した。これにN,N−ジメチルベンジルアミン5部を加え、系内の温度を120℃まで昇温し、メタノールを留去しながらエポキシ当量が232になるまで120℃で3時間反応を続けて、分子鎖中に複数のオキサゾリドン環を含有するジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を得た。また赤外吸収スペクトル等の測定から、樹脂中にオキサゾリドン環(吸収波数;1750cm−1)を有していることが確認された。
Production Example 1 (Production of base resin having amino group)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, decanter, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel, 2400 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Company) with an epoxy equivalent of 188, 141 parts of methanol, methyl isobutyl 168 parts of ketone and 0.5 part of dibutyltin dilaurate were charged and stirred at 40 ° C. to uniformly dissolve, and then 320 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (80/20 weight ratio mixture) was added. When dripped over 30 minutes, heat was generated and the temperature rose to 70 ° C. To this was added 5 parts of N, N-dimethylbenzylamine, the temperature in the system was raised to 120 ° C., and the reaction was continued at 120 ° C. for 3 hours until the epoxy equivalent reached 232 while distilling off methanol. A diglycidyl ether type epoxy resin containing a plurality of oxazolidone rings in the chain was obtained. Also from the measurement, such as infrared absorption spectrum, oxazolidone ring (absorption wave; 1750 cm -1) in the resin was confirmed to have.

さらにメチルイソブチルケトン644部、2−エチルヘキサン酸413部、ビスフェノールA341部を加え、系内の温度を120℃に保持し、エポキシ当量が840になるまで反応させた後、系内の温度が90℃になるまで冷却した。   Further, 644 parts of methyl isobutyl ketone, 413 parts of 2-ethylhexanoic acid, and 341 parts of bisphenol A were added, the temperature in the system was kept at 120 ° C., and the reaction was continued until the epoxy equivalent reached 840. Cooled to ° C.

ついでN−メチルエタノールアミン148部、ジ(2−エチルヘキシル)アミン386部、及びジエチレントリアミンジケチミン(固形分73%のメチルイソブチルケトン溶液)205部の混合物を添加し120℃で1時間反応させた。その後、メチルイソブチルケトン223部で希釈し、固形分80重量%の水性塗料用樹脂ワニスを得た。この樹脂の数平均分子量は1,840、全アミン価70、第1級アミノ基の基づくアミン価15、及び水酸基価は160であった。   Subsequently, a mixture of 148 parts of N-methylethanolamine, 386 parts of di (2-ethylhexyl) amine and 205 parts of diethylenetriamine diketimine (a methyl isobutyl ketone solution having a solid content of 73%) was added and reacted at 120 ° C. for 1 hour. Thereafter, the resultant was diluted with 223 parts of methyl isobutyl ketone to obtain a resin varnish for an aqueous paint having a solid content of 80% by weight. The number average molecular weight of this resin was 1,840, the total amine value was 70, the amine value was 15 based on the primary amino group, and the hydroxyl value was 160.

製造例2(アミノ基を有する基体樹脂の製造)
攪拌機、デカンター、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備え付けた反応容器に、エポキシ当量188のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J、ダウケミカル社製)2400部とメタノール141部、メチルイソブチルケトン168部、ジラウリン酸ジブチル錫0.5部を仕込み、40℃で攪拌し均一に溶解させた後、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(80/20重量比混合物)320部を30分間かけて滴下したところ発熱し、70℃まで上昇した。これにN,N−ジメチルベンジルアミン5部を加え、系内の温度を120℃まで昇温し、メタノールを留去しながらエポキシ当量が232になるまで120℃で3時間反応を続けて、分子鎖中に複数のオキサゾリドン環を含有するジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を得た。また赤外吸収スペクトル等の測定から、樹脂中にオキサゾリドン環(吸収波数;1750cm−1)を有していることが確認された。
Production Example 2 (Production of base resin having amino group)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, decanter, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel, 2400 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Company) with an epoxy equivalent of 188, 141 parts of methanol, methyl isobutyl 168 parts of ketone and 0.5 part of dibutyltin dilaurate were charged and stirred at 40 ° C. to uniformly dissolve, and then 320 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (80/20 weight ratio mixture) was added. When dripped over 30 minutes, heat was generated and the temperature rose to 70 ° C. To this was added 5 parts of N, N-dimethylbenzylamine, the temperature in the system was raised to 120 ° C., and the reaction was continued at 120 ° C. for 3 hours until the epoxy equivalent reached 232 while distilling off methanol. A diglycidyl ether type epoxy resin containing a plurality of oxazolidone rings in the chain was obtained. Also from the measurement, such as infrared absorption spectrum, oxazolidone ring (absorption wave; 1750 cm -1) in the resin was confirmed to have.

さらにメチルイソブチルケトン644部、2−エチルヘキサン酸413部、ビスフェノールA341部を加え、系内の温度を120℃に保持し、エポキシ当量が840になるまで反応させた後、系内の温度が90℃になるまで冷却した。   Further, 644 parts of methyl isobutyl ketone, 413 parts of 2-ethylhexanoic acid, and 341 parts of bisphenol A were added, the temperature in the system was kept at 120 ° C., and the reaction was continued until the epoxy equivalent reached 840. Cooled to ° C.

ついでN−メチルエタノールアミン148部、ジ(2−エチルヘキシル)アミン234部、及びジエチレントリアミンジケチミン(固形分73%のメチルイソブチルケトン溶液)430部の混合物を添加し120℃で1時間反応させた。その後、メチルイソブチルケトン283部で希釈し、固形分80重量%の水性塗料用樹脂ワニスを得た。この樹脂の数平均分子量は1,860、全アミン価88、第1級アミノ基の基づくアミン価32、及び水酸基価は161であった。   Subsequently, a mixture of 148 parts of N-methylethanolamine, 234 parts of di (2-ethylhexyl) amine and 430 parts of diethylenetriamine diketimine (methyl isobutyl ketone solution having a solid content of 73%) was added and reacted at 120 ° C. for 1 hour. Thereafter, the resultant was diluted with 283 parts of methyl isobutyl ketone to obtain a resin varnish for water-based paint having a solid content of 80% by weight. The number average molecular weight of this resin was 1,860, the total amine value was 88, the amine value was 32 based on the primary amino group, and the hydroxyl value was 161.

製造例3(アミノ基を有する基体樹脂の製造)
攪拌機、デカンター、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備え付けた反応容器に、エポキシ当量188のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J、ダウケミカル社製)2400部とメタノール141部、メチルイソブチルケトン168部、ジラウリン酸ジブチル錫0.5部を仕込み、40℃で攪拌し均一に溶解させた後、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(80/20重量比混合物)320部を30分間かけて滴下したところ発熱し、70℃まで上昇した。これにN,N−ジメチルベンジルアミン5部を加え、系内の温度を120℃まで昇温し、メタノールを留去しながらエポキシ当量が232になるまで120℃で3時間反応を続けて、分子鎖中に複数のオキサゾリドン環を含有するジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を得た。また赤外吸収スペクトル等の測定から、樹脂中にオキサゾリドン環(吸収波数;1750cm−1)を有していることが確認された。
Production Example 3 (Production of base resin having amino group)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, decanter, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel, 2400 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Company) with an epoxy equivalent of 188, 141 parts of methanol, methyl isobutyl 168 parts of ketone and 0.5 part of dibutyltin dilaurate were charged and stirred at 40 ° C. to uniformly dissolve, and then 320 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (80/20 weight ratio mixture) was added. When dripped over 30 minutes, heat was generated and the temperature rose to 70 ° C. To this was added 5 parts of N, N-dimethylbenzylamine, the temperature in the system was raised to 120 ° C., and the reaction was continued at 120 ° C. for 3 hours until the epoxy equivalent reached 232 while distilling off methanol. A diglycidyl ether type epoxy resin containing a plurality of oxazolidone rings in the chain was obtained. Also from the measurement, such as infrared absorption spectrum, oxazolidone ring (absorption wave; 1750 cm -1) in the resin was confirmed to have.

さらにメチルイソブチルケトン644部、2−エチルヘキサン酸413部、ビスフェノールA341部を加え、系内の温度を120℃に保持し、エポキシ当量が840になるまで反応させた後、系内の温度が90℃になるまで冷却した。
ついでN−メチルエタノールアミン148部、ジ(2−エチルヘキシル)アミン39部及びジエチレントリアミンジケチミン(固形分73%のメチルイソブチルケトン溶液)664部の混合物を添加し120℃で1時間反応させた。その後、メチルイソブチルケトン214部で希釈し、固形分80重量%の水性塗料用樹脂ワニスを得た。この樹脂の数平均分子量は1,880、全アミン価104、第1級アミノ基の基づくアミン価50、及び水酸基価は162であった。
Further, 644 parts of methyl isobutyl ketone, 413 parts of 2-ethylhexanoic acid, and 341 parts of bisphenol A were added, the temperature in the system was kept at 120 ° C., and the reaction was continued until the epoxy equivalent reached 840. Cooled to ° C.
Subsequently, a mixture of 148 parts of N-methylethanolamine, 39 parts of di (2-ethylhexyl) amine and 664 parts of diethylenetriamine diketimine (a methyl isobutyl ketone solution having a solid content of 73%) was added and reacted at 120 ° C. for 1 hour. Thereafter, it was diluted with 214 parts of methyl isobutyl ketone to obtain a resin varnish for aqueous paint having a solid content of 80% by weight. The number average molecular weight of this resin was 1,880, the total amine value was 104, the amine value was 50 based on the primary amino group, and the hydroxyl value was 162.

比較製造例1(アミノ基を有する基体樹脂の製造)
攪拌機、冷却器、窒素注入管、温度計及び滴下ロートを取り付けたフラスコに、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(重量比=8/2)92g、メチルイソブチルケトン95g及びジブチルチンジラウレート0.5gを加え、これを攪拌しながらメタノール21gを更に滴下した。反応は室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後に、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル57gを滴下ロートより滴下し、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42gを加えた。反応は、主に60℃〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルを測定しながらイソシアネート基が消失するまで継続した。次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂365gを加え、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0gを加え、エポキシ当量410になるまで130℃で反応させた。続いて、ビスフェノールA87gを反応容器に加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量は1190となった。その後冷却し、ジエタノールアミン11g、N−メチルエタノールアミン24g、及びアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物(79重量%メチルイソブチルケトン溶液)25gを加え、110℃で2時間反応させた。その後、メチルイソブチルケトンで不揮発分80重量%になるまで希釈し、オキサゾリドン環を含有する基体樹脂を得た。この樹脂の数平均分子量は1750、全アミン価56、第1級アミノ基に基づくアミン価10、水酸基価160であった。
Comparative Production Example 1 (Production of base resin having amino group)
In a flask equipped with a stirrer, cooler, nitrogen injection tube, thermometer and dropping funnel, 92 g of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (weight ratio = 8/2), 95 g of methyl isobutyl ketone and dibutyltin dilaurate 0.5 g was added, and 21 g of methanol was further added dropwise with stirring. The reaction started from room temperature and was heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 57 g of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel, and also 42 g of bisphenol A-propylene oxide 5 mol adducts were added. The reaction was carried out mainly in the range of 60 ° C. to 65 ° C. and continued until the isocyanate group disappeared while measuring the IR spectrum. Next, 365 g of an epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin was added, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 g of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 410. Subsequently, when 87 g of bisphenol A was added to the reaction vessel and reacted at 120 ° C., the epoxy equivalent was 1190. Thereafter, the reaction mixture was cooled, 11 g of diethanolamine, 24 g of N-methylethanolamine, and 25 g of a ketimine product of aminoethylethanolamine (79% by weight methyl isobutyl ketone solution) were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Then, it diluted with methyl isobutyl ketone until it became 80 weight% of non volatile matters, and the base resin containing an oxazolidone ring was obtained. The number average molecular weight of this resin was 1750, total amine value 56, amine value 10 based on primary amino groups, and hydroxyl value 160.

比較製造例2(アミノ基を有する基体樹脂の製造)
攪拌機、デカンター、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備え付けた反応容器に、エポキシ当量188のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J、ダウケミカル社製)2400部とメタノール141部、メチルイソブチルケトン168部、ジラウリン酸ジブチル錫0.5部を仕込み、40℃で攪拌し均一に溶解させた後、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(80/20重量比混合物)320部を30分間かけて滴下したところ発熱し、70℃まで上昇した。これにN,N−ジメチルベンジルアミン5部を加え、系内の温度を120℃まで昇温し、メタノールを留去しながらエポキシ当量が232になるまで120℃で3時間反応を続けて、分子鎖中に複数のオキサゾリドン環を含有するジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を得た。また赤外吸収スペクトル等の測定から、樹脂中にオキサゾリドン環(吸収波数;1750cm−1)を有していることが確認された。
Comparative Production Example 2 (Production of base resin having amino group)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, decanter, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel, 2400 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Company) with an epoxy equivalent of 188, 141 parts of methanol, methyl isobutyl 168 parts of ketone and 0.5 part of dibutyltin dilaurate were charged and stirred at 40 ° C. to uniformly dissolve, and then 320 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (80/20 weight ratio mixture) was added. When dripped over 30 minutes, heat was generated and the temperature rose to 70 ° C. To this was added 5 parts of N, N-dimethylbenzylamine, the temperature in the system was raised to 120 ° C., and the reaction was continued at 120 ° C. for 3 hours until the epoxy equivalent reached 232 while distilling off methanol. A diglycidyl ether type epoxy resin containing a plurality of oxazolidone rings in the chain was obtained. Also from the measurement, such as infrared absorption spectrum, oxazolidone ring (absorption wave; 1750 cm -1) in the resin was confirmed to have.

さらにメチルイソブチルケトン634部、2−エチルヘキサン酸413部、ビスフェノールA341部を加え、系内の温度を120℃に保持し、エポキシ当量が840になるまで反応させた後、系内の温度が90℃になるまで冷却した。
ついでN−メチルエタノールアミン148部、及びジエチレントリアミンジケチミン(固形分73%のメチルイソブチルケトン溶液)729部の混合物を添加し120℃で1時間反応させて、固形分80重量%の水性塗料用樹脂ワニスを得た。この樹脂の数平均分子量は1,890、全アミン価109、第1級アミノ基の基づくアミン価55、及び水酸基価は164であった。
Further, 634 parts of methyl isobutyl ketone, 413 parts of 2-ethylhexanoic acid, and 341 parts of bisphenol A were added, the temperature in the system was kept at 120 ° C., and the reaction was continued until the epoxy equivalent reached 840. Cooled to ° C.
Next, a mixture of 148 parts of N-methylethanolamine and 729 parts of diethylenetriamine diketimine (a methyl isobutyl ketone solution having a solid content of 73%) was added and allowed to react at 120 ° C. for 1 hour to obtain an aqueous coating resin having a solid content of 80% by weight. A varnish was obtained. The number average molecular weight of this resin was 1,890, the total amine value was 109, the amine value was 55 based on the primary amino group, and the hydroxyl value was 164.

比較製造例3(アミノ基を有する基体樹脂の製造)
攪拌機、デカンター、窒素導入管、温度計および滴下ロートを備え付けた反応容器に、エポキシ当量188のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J、ダウケミカル社製)2400部とメタノール141部、メチルイソブチルケトン168部、ジラウリン酸ジブチル錫0.5部を仕込み、40℃で攪拌し均一に溶解させた後、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(80/20重量比混合物)320部を30分間かけて滴下したところ発熱し、70℃まで上昇した。これにN,N−ジメチルベンジルアミン5部を加え、系内の温度を120℃まで昇温し、メタノールを留去しながらエポキシ当量が232になるまで120℃で3時間反応を続けて、分子鎖中に複数のオキサゾリドン環を含有するジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を得た。また赤外吸収スペクトル等の測定から、樹脂中にオキサゾリドン環(吸収波数;1750cm−1)を有していることが確認された。
Comparative Production Example 3 (Production of a base resin having an amino group)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, decanter, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel, 2400 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Company) with an epoxy equivalent of 188, 141 parts of methanol, methyl isobutyl 168 parts of ketone and 0.5 part of dibutyltin dilaurate were charged and stirred at 40 ° C. to uniformly dissolve, and then 320 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (80/20 weight ratio mixture) was added. When dripped over 30 minutes, heat was generated and the temperature rose to 70 ° C. To this was added 5 parts of N, N-dimethylbenzylamine, the temperature in the system was raised to 120 ° C., and the reaction was continued at 120 ° C. for 3 hours until the epoxy equivalent reached 232 while distilling off methanol. A diglycidyl ether type epoxy resin containing a plurality of oxazolidone rings in the chain was obtained. Also from the measurement, such as infrared absorption spectrum, oxazolidone ring (absorption wave; 1750 cm -1) in the resin was confirmed to have.

さらにメチルイソブチルケトン522部、2−エチルヘキサン酸300部、ビスフェノールA230部を加え、系内の温度を120℃に保持し、エポキシ当量が500になるまで反応させた後、系内の温度が90℃になるまで冷却した。   Further, 522 parts of methyl isobutyl ketone, 300 parts of 2-ethylhexanoic acid, and 230 parts of bisphenol A were added, the temperature in the system was kept at 120 ° C., and the reaction was continued until the epoxy equivalent reached 500. Cooled to ° C.

ついでN−メチルエタノールアミン148部、ジ(2−エチルヘキシル)アミン622部、及びジエチレントリアミンジケチミン(固形分73%のメチルイソブチルケトン溶液)700部の混合物を添加し120℃で1時間反応させた。その後、メチルイソブチルケトン252部で希釈し、固形分80重量%の水性塗料用樹脂ワニスを得た。この樹脂の数平均分子量は1,900、全アミン価130、第1級アミノ基の基づくアミン価48、及び水酸基価は152であった。   Subsequently, a mixture of 148 parts of N-methylethanolamine, 622 parts of di (2-ethylhexyl) amine, and 700 parts of diethylenetriamine diketimine (a methyl isobutyl ketone solution having a solid content of 73%) was added and reacted at 120 ° C. for 1 hour. Then, it diluted with 252 parts of methyl isobutyl ketone, and obtained the resin varnish for water-based paints of solid content 80weight%. The number average molecular weight of this resin was 1,900, the total amine value was 130, the amine value was 48 based on primary amino groups, and the hydroxyl value was 152.

製造例4(ブロックポリイソシアネート硬化剤の製造)
攪拌機、窒素導入管、冷却管及び温度計を備え付けた反応容器にイソホロンジイソシアネート222部を入れ、メチルイソブチルケトン56部で希釈した後ブチル錫ラウレート0.2部を加え、50℃まで昇温の後、メチルエチルケトオキシム17部を内容物温度が70℃を超えないように加えた。そして赤外吸収スペクトルによりイソシアネート残基の吸収が実質上消滅するまで70℃で1時間保温し、その後n−ブタノール43部で希釈することによって固形分70%の目的のブロックポリイソシアネートを得た。
Production Example 4 (Production of blocked polyisocyanate curing agent)
After adding 222 parts of isophorone diisocyanate to a reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen introducing pipe, cooling pipe and thermometer, diluting with 56 parts of methyl isobutyl ketone, adding 0.2 part of butyltin laurate and raising the temperature to 50 ° C 17 parts of methyl ethyl ketoxime was added such that the temperature of the contents did not exceed 70 ° C. Then, the infrared absorption spectrum was kept at 70 ° C. for 1 hour until the absorption of the isocyanate residue substantially disappeared, and then diluted with 43 parts of n-butanol to obtain the target block polyisocyanate having a solid content of 70%.

製造例5〜7(製造例1〜3の水性塗料用樹脂による樹脂エマルションの製造)
製造例1、2及び3で得られた、各水性塗料用樹脂1,250部中へ、上記製造例4で製造したブロックポリイソシアネート硬化剤357部、酢酸20部を加えた後、イオン交換水で不揮発分32%まで希釈した後、減圧下で不揮発分36%まで濃縮し、カチオン変性エポキシ樹脂を主体とする各水性エマルション(以下、E1、E2及びE3と記す)を得た。
Production Examples 5 to 7 (Production of Resin Emulsion with Resin for Water-Based Paint of Production Examples 1 to 3)
After adding 357 parts of the block polyisocyanate curing agent produced in Production Example 4 and 20 parts of acetic acid to 1,250 parts of each aqueous coating resin obtained in Production Examples 1, 2, and 3, ion-exchanged water After dilution to a non-volatile content of 32%, the solution was concentrated to a non-volatile content of 36% under reduced pressure to obtain aqueous emulsions (hereinafter referred to as E1, E2, and E3) mainly composed of a cation-modified epoxy resin.

比較製造例4〜6(比較製造例1〜3の水性塗料用樹脂による樹脂エマルションの製造)
比較製造例1、2及び3で得られた各水性塗料用樹脂1,250部中へ、上記製造例4で製造したブロックポリイソシアネート硬化剤357部、酢酸20部を加えた後、イオン交換水で不揮発分32%まで希釈した後、減圧下で不揮発分36%まで濃縮し、カチオン変性エポキシ樹脂を主体とする水性エマルション(以下、E4、E5及びE6と記す)を得た。
E1〜E6の水性塗料用樹脂ワニスの解りやすいように、表1にまとめると次のようになる。
Comparative Production Examples 4 to 6 (Production of Resin Emulsion with Resin for Water-Based Paints of Comparative Production Examples 1 to 3)
After adding 357 parts of the block polyisocyanate curing agent produced in Production Example 4 and 20 parts of acetic acid to 1,250 parts of each aqueous coating resin obtained in Comparative Production Examples 1, 2 and 3, ion-exchanged water Was diluted to a non-volatile content of 32%, and then concentrated under reduced pressure to a non-volatile content of 36% to obtain an aqueous emulsion mainly composed of a cation-modified epoxy resin (hereinafter referred to as E4, E5 and E6).
To make the resin varnish for water-based paints E1 to E6 easy to understand, the results are summarized in Table 1 as follows.

Figure 2007314690
Figure 2007314690

実施例及び比較例(水性塗料組成物の調製)
製造例5〜7及び比較製造例4〜6で得られた各種カチオン樹脂エマルション(E1〜E6)及び脱イオン水を使用してクリア塗料組成物(固形分濃度は全て20%)を調製した。各塗料中には硬化促進剤としてジブチル錫オキシドの乳化エマルションペーストを錫量にして塗料固形分量の1.5%になるように配合した。
Examples and Comparative Examples (Preparation of aqueous coating composition)
Clear coating compositions (solid content concentration of all 20%) were prepared using various cationic resin emulsions (E1 to E6) and deionized water obtained in Production Examples 5 to 7 and Comparative Production Examples 4 to 6. In each paint, an emulsion emulsion paste of dibutyltin oxide was added as a hardening accelerator so that the amount of tin was 1.5% of the solid content of the paint.

希土類金属化合物、あるいは希土類金属化合物と亜鉛化合物は、酢酸塩または硝酸塩などは水溶性であるので、水性塗料組成物へ直接加えて、表1に示す金属としての添加量(重量%)に調節することによって各水性塗料組成物を調製した。以上の各種材料の組み合わせは下記表2〜5に示した。   Since rare earth metal compounds, or rare earth metal compounds and zinc compounds, are water-soluble acetates or nitrates, they are directly added to the aqueous coating composition and adjusted to the addition amount (% by weight) as a metal shown in Table 1. Each water-based coating composition was prepared. The combinations of the above various materials are shown in Tables 2 to 5 below.

(複層塗膜の調製及び耐食試験)
実施例および比較例における各水性塗料組成物の調製においては、表2〜5に示すように、各希土類金属化合物を金属量に換算して0.5重量%含めた。また、亜鉛化合物を併用する場合(実施例7〜10、比較例7〜10)は、希土類金属化合物を金属量にして0.3重量%に変更した上で、さらに亜鉛化合物を金属量に換算して0.2重量%を含めた。こうして得られた水性塗料組成物を浴槽に注ぎ、陰極として表面未処理冷延鋼板を浸漬した。次いで、すべての実施例と比較例において、印加電圧を2段階にて昇圧することによって、前処理工程(印加電圧5V、通電時間60秒)及び電着塗装工程(印加電圧180V、通電時間150秒)を連続的に実施した。電着塗装工程における電着塗膜の乾燥膜厚が20μmになるように塗装した後、170×20分で硬化し、塗膜評価を行った。表2〜5に、実施例及び比較例の各水性塗料組成物から調製した複層塗膜の耐食試験結果を示した。
(Preparation of multilayer coating and corrosion resistance test)
In the preparation of each aqueous coating composition in Examples and Comparative Examples, as shown in Tables 2 to 5, each rare earth metal compound was included in an amount of 0.5% by weight in terms of metal amount. Moreover, when using a zinc compound together (Examples 7-10, Comparative Examples 7-10), after converting a rare earth metal compound into a metal amount and changing to 0.3 wt%, the zinc compound is further converted into a metal amount. 0.2% by weight was included. The aqueous coating composition thus obtained was poured into a bathtub, and a surface-untreated cold-rolled steel sheet was immersed as a cathode. Next, in all of the examples and comparative examples, the applied voltage was boosted in two stages, so that the pretreatment process (applied voltage 5 V, energization time 60 seconds) and the electrodeposition coating process (applied voltage 180 V, energization time 150 seconds). ) Was carried out continuously. After coating so that the dry film thickness of the electrodeposition coating film in an electrodeposition coating process might be 20 micrometers, it hardened | cured in 170 * 20 minutes and evaluated the coating film. Tables 2 to 5 show the corrosion resistance test results of the multilayer coating films prepared from the respective aqueous coating compositions of Examples and Comparative Examples.

Figure 2007314690
(注)各成分配合:表中の数値は金属量に換算した重量である。
Figure 2007314690
(Note) Composition of each component: The numerical values in the table are weights converted to metal amounts.

Figure 2007314690
Figure 2007314690

Figure 2007314690
(注)各成分配合:表中の数値は金属量に換算した重量である。
Figure 2007314690
(Note) Composition of each component: The numerical values in the table are weights converted to metal amounts.

Figure 2007314690
Figure 2007314690

表2〜5の評価試験の手順について以下に示す。
耐食試験
・塩水噴霧試験:ナイフにて素地に達するクロスカットを入れた塗板を、JIS Z 2371に準拠した塩水噴霧試験を行った。試験時間960時間において、下記項目について評価した。
・ブリスター評価:試験後の評価板片面全体における塗面のブリスター状態(個数)にて評価した。
◎;非常に少ない
○;少ない
△;やや多い
×;多い
・剥離評価:試験後の評価板を水洗、乾燥した後テープを剥離し、カット部からの片側最大剥離幅にて評価した(mm)。
◎:2mm未満
○:2〜3mm未満
△:3〜6mm未満
×:6mm以上
It shows below about the procedure of the evaluation test of Tables 2-5.
Corrosion resistance test-Salt spray test: A salt spray test in accordance with JIS Z 2371 was performed on a coated plate with a crosscut reaching the substrate with a knife. The following items were evaluated at a test time of 960 hours.
-Blister evaluation: It evaluated by the blister state (number) of the coating surface in the whole evaluation board single side | surface after a test.
◎; Very little ○; Less △; Somewhat more ×; Many ・ Peeling evaluation: The evaluation plate after the test was washed with water and dried, and then the tape was peeled off, and evaluated by the maximum peel width on one side from the cut part (mm). .
◎: Less than 2 mm ○: Less than 2-3 mm △: Less than 3-6 mm ×: 6 mm or more

塗料電導度の測定
実施例及び比較例によって得られた水性塗料組成物200mlを含む電着浴において、25℃で、導電率計(東亜電波工業株式会社製 CM−305)を用いて電導度を測定した。
Measurement of paint conductivity In an electrodeposition bath containing 200 ml of the aqueous paint composition obtained in the examples and comparative examples, the conductivity was measured at 25 ° C. using a conductivity meter (CM-305 manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.). It was measured.

少なくとも希土類金属化合物(A)、アミノ基を有する基体樹脂(B)および硬化剤(C)からなり、上記アミノ基を有する基体樹脂(B)は、該樹脂に含まれる全アミン価が50〜120(KOH換算mg数/1g樹脂固形分)であり、かつ第1級アミノ基に基づくアミン価が15〜50であることを特徴とする水性塗料組成物。   It comprises at least a rare earth metal compound (A), a base resin (B) having an amino group, and a curing agent (C). The base resin (B) having the amino group has a total amine value of 50 to 120 contained in the resin. A water-based coating composition having an amine value based on a primary amino group of 15 to 50 (mg in terms of KOH / 1 g of resin solid content).

表2〜5から明らかなように、本発明の全アミン価が50〜120(KOH換算mg数/1g樹脂固形分)であり、かつ第1級アミノ基に基づくアミン価が15〜50であることを特徴とするアミノ基を有する基体樹脂をバインダーとして用いた水性塗料組成物により得られる複層塗膜は、アミン価が上記適正範囲に無いアミン変性エポキシ樹脂を用いた水性塗料組成物により得られる複層塗膜と比較して、優れた耐食性を有することが確認された。   As is apparent from Tables 2 to 5, the total amine value of the present invention is 50 to 120 (mg in terms of KOH / 1 g resin solid content), and the amine value based on the primary amino group is 15 to 50. A multilayer coating film obtained from an aqueous coating composition using an amino group-containing base resin as a binder is obtained from an aqueous coating composition using an amine-modified epoxy resin whose amine value is not within the above-mentioned appropriate range. It was confirmed that it has excellent corrosion resistance compared to the multilayer coating film.

また、希土類金属化合物の種類では、イッテルビウム(Yb)化合物と亜鉛(Zn)化合物の組み合わせが最も良い耐食性を有することが確認された(実施例7)。   Moreover, it was confirmed that the combination of the ytterbium (Yb) compound and the zinc (Zn) compound has the best corrosion resistance in the type of rare earth metal compound (Example 7).

本発明の水性塗料組成物は、同一の水性塗料組成物を用いて、少なくとも2段階の印加電圧にて通電することによって、陰極電解処理(前処理工程)及び電着塗装工程を実用的に区分かつ連続的に実施することができる、複層塗膜形成方法により、前処理工程および電着塗装工程を効率的に統合しつつ、かつ従来よりも優れた塗膜密着性および耐食性を有する複層塗膜を得ることができる。
The aqueous coating composition of the present invention is practically divided into a cathodic electrolysis process (pretreatment process) and an electrodeposition coating process by energizing at least two stages of applied voltage using the same aqueous coating composition. In addition, the multi-layer coating film forming method that can be carried out continuously and efficiently integrates the pretreatment process and the electrodeposition coating process, and has a coating film adhesion and corrosion resistance superior to conventional ones. A coating film can be obtained.

Claims (6)

希土類金属化合物(A)、アミノ基を有する基体樹脂(B)および硬化剤(C)を含有し、該アミノ基を有する基体樹脂(B)は、該樹脂に含まれる全アミン価が50〜120(KOH換算mg数/1g樹脂固形分)であり、かつ第1級アミノ基に基づくアミン価が15〜50であることを特徴とする水性塗料組成物。   The base resin (B) containing a rare earth metal compound (A), an amino group-containing base resin (B) and a curing agent (C) has a total amine value of 50 to 120 contained in the resin. A water-based coating composition having an amine value based on a primary amino group of 15 to 50 (mg in terms of KOH / 1 g of resin solid content). 前記希土類金属化合物(A)が、イッテルビウム(Yb)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)あるいはプラセオジウム(Pr)からなる群より選択される少なくとも1種の希土類金属を含む化合物である請求項1記載の水性塗料組成物。   2. The rare earth metal compound (A) is a compound containing at least one rare earth metal selected from the group consisting of ytterbium (Yb), yttrium (Y), neodymium (Nd), and praseodymium (Pr). Water-based paint composition. 前記希土類金属化合物(A)が、イッテルビウム(Yb)化合物である請求項1記載の水性塗料組成物。   The aqueous coating composition according to claim 1, wherein the rare earth metal compound (A) is an ytterbium (Yb) compound. 前記希土類金属化合物(A)が、塗料固形分に対して、希土類金属に換算して0.05〜10重量%含まれる請求項1記載の水性塗料組成物。   The aqueous coating composition according to claim 1, wherein the rare earth metal compound (A) is contained in an amount of 0.05 to 10% by weight in terms of the rare earth metal based on the solid content of the coating. さらに亜鉛(Zn)化合物(D)を含むことを請求項1〜4いずれかに記載の水性塗料組成物。   Furthermore, the aqueous coating composition in any one of Claims 1-4 containing a zinc (Zn) compound (D). 希土類金属化合物(A)と亜鉛(Zn)化合物(D)の配合重量比(A/D)が、1:20〜20:1である請求項5記載の水性塗料組成物。
The water-based coating composition according to claim 5, wherein a blending weight ratio (A / D) of the rare earth metal compound (A) and the zinc (Zn) compound (D) is 1:20 to 20: 1.
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JP2013067785A (en) * 2011-09-07 2013-04-18 Nippon Paint Co Ltd Electrodeposition coating composition

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