JP2017082034A - Cationic electrodeposition paint composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cationic electrodeposition paint composition that can impart an excellent corrosion resistance even if various metallic materials are not previously subjected to chemical conversion treatment such as zinc phosphate treatment.SOLUTION: Provided is a cationic electrodeposition paint composition containing a resin emulsion comprising an amino group-modified epoxy resin (A) and a curative (B) capable of crosslinking the amino group-modified epoxy resin (A), and a soluble type Bi (C), and in which the amino group-modified epoxy resin (A) is obtained by reacting an epoxy resin (A1) and an amine compound (A2) and in which the epoxy resin (A1) is an epoxy resin (A1) obtained by reacting (a1) a propylene oxide addition di-epoxy resin represented by formula (1), (a2) a bisphenol compound, (a3) a di-epoxy resin, and (a4) a dicarboxylic acid in which two carboxyl groups are bonded via at least 1 carbon atom.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、金属材料、特に化成処理等を施していない無処理鋼板に対し、優れた耐食性を有する皮膜を形成することができるカチオン電着塗料に関する。 The present invention relates to a cationic electrodeposition coating material capable of forming a film having excellent corrosion resistance on a metal material, particularly an untreated steel sheet not subjected to chemical conversion treatment or the like.

従来、各種金属材料に対し優れた耐食性を付与するための手法としては電着塗装が一般的に用いられる。但し、電着塗装によって得られる電着塗膜のみでは所望の耐食性が得られない場合が多いため、電着塗装の前段には標準的にリン酸亜鉛系化成処理等の化成処理が適用されてきた。 Conventionally, electrodeposition coating is generally used as a technique for imparting excellent corrosion resistance to various metal materials. However, since the desired corrosion resistance cannot be obtained only with the electrodeposition coating film obtained by electrodeposition coating, chemical conversion treatment such as zinc phosphate-based chemical conversion treatment has been generally applied before the electrodeposition coating. It was.

リン酸亜鉛系化成処理は古くから実用化されており、塗膜密着性の向上や塗膜下腐食の抑制により優れた耐食性を発現する。他方で、化成反応の副生成物として通称スラッジと呼ばれる不溶性のリン酸鉄が生じ、通常はこのスラッジを系内に沈殿させ定期的に系外に排出し産業廃棄物として廃棄する。しかしながら、地球環境保全の観点から産業廃棄物の低減は大きな課題であり、廃棄物を生じない化成処理液や表面処理方法が強く望まれている。 Zinc phosphate-based chemical conversion treatment has been put into practical use for a long time, and exhibits excellent corrosion resistance by improving coating film adhesion and suppressing corrosion under the coating film. On the other hand, insoluble iron phosphate, commonly called sludge, is formed as a by-product of the chemical conversion reaction. Usually, this sludge is precipitated in the system and periodically discharged outside the system and discarded as industrial waste. However, reduction of industrial waste is a big issue from the viewpoint of global environmental conservation, and a chemical conversion treatment liquid and a surface treatment method that do not generate waste are strongly desired.

一方電着塗装は、アニオン電着塗装とカチオン電着塗装とに大別されるが、鉄系材料を主とする金属構成体である自動車車体、自動車部品、家電製品、建築材料等に対してはカチオン電着塗装が広く適用されている。カチオン電着塗装においては、かつてはクロム化合物や鉛化合物を配合することによって防錆性を確保していた。しかしながら、現在では環境規制、特に欧州におけるELV規制により従来カチオン電着塗料に用いてきたクロム化合物や鉛化合物の仕様が制限されており、クロム化合物や鉛化合物を使わないカチオン電着塗料が主流となっている。 Electrodeposition coating, on the other hand, is broadly divided into anion electrodeposition coating and cationic electrodeposition coating, but for automobile bodies, automobile parts, home appliances, building materials, etc., which are metal components mainly made of iron-based materials. Cationic electrodeposition coating is widely applied. In cationic electrodeposition coating, once rust prevention was ensured by blending a chromium compound or a lead compound. However, the specifications of chromium compounds and lead compounds that have been used in conventional cationic electrodeposition coatings are limited by environmental regulations, especially ELV regulations in Europe. Cationic electrodeposition coatings that do not use chromium compounds or lead compounds are the mainstream. It has become.

しかし、近年、カチオン電着塗装の前にリン酸亜鉛系化成処理を使用することなく、単一の浸漬工程で処理を行うある電着塗料が提案されている。具体的には、特許文献1には、アミノ基含有変性エポキシ樹脂、ブロック化ポリイソシアネート、フェノール樹脂、金属化合物及び窒素酸化物イオンを含有するカチオン電着塗料組成物であり、1段目に無通電で金属被膜を形成し、2段目の通電で電着塗膜を形成する方法が開示されている。 However, in recent years, certain electrodeposition paints have been proposed in which treatment is performed in a single dipping step without using a zinc phosphate-based chemical conversion treatment prior to cationic electrodeposition coating. Specifically, Patent Document 1 discloses a cationic electrodeposition coating composition containing an amino group-containing modified epoxy resin, a blocked polyisocyanate, a phenol resin, a metal compound, and nitrogen oxide ions. A method is disclosed in which a metal coating is formed by energization and an electrodeposition coating is formed by second-stage energization.

特開2011−84723号公報JP 2011-84723 A

本発明者らが、特許文献1に開示された方法を検討したところ、その方法によっては、耐食性がリン酸亜鉛とカチオン電着塗装との組合せである従来技術と比較して、かなり劣ることが明らかになってきた。そこで、本発明は、様々な金属材料に対し、この金属材料が予めリン酸亜鉛処理等の化成処理を施していない被処理金属(以下、無処理鋼板ともいう。)であっても、優れた耐食性を付与することができるカチオン電着塗料組成物を提供することを目的とする。 When the present inventors examined the method disclosed by patent document 1, depending on the method, corrosion resistance may be considerably inferior compared with the prior art which is a combination of zinc phosphate and cationic electrodeposition coating. It has become clear. Therefore, the present invention is excellent for various metal materials even if the metal material is a metal to be treated (hereinafter also referred to as an untreated steel plate) that has not been subjected to chemical conversion treatment such as zinc phosphate treatment. It aims at providing the cationic electrodeposition coating composition which can provide corrosion resistance.

上記課題を解決するために研究を重ねた結果、下記発明に至った。
即ち、本発明は、
(i)アミノ基変性エポキシ樹脂(A)と該アミノ基変性エポキシ樹脂(A)を架橋し得る硬化剤(B)とを含む樹脂エマルションと、可溶型Bi(C)と、を含むカチオン電着塗料組成物であって、
前記アミノ基変性エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂(A1)とアミン化合物(A2)を反応させて得られ、前記エポキシ樹脂(A1)は、式(1):

Figure 2017082034
[式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい炭素数3〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロへキシレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基、又は−Ra−Rb−Rc−であり、Ra及びRcは、シクロへキシレン基又はフェニレン基であり、Rbは、1又は2個の置換基を有していてもよいメチレン基であり、m及びnは、相互に独立しており、1〜20のいずれかの整数である]で示されるプロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)とビスフェノール化合物(a2)と式(1)とは異なるジエポキシ樹脂(a3)と2つのカルボキシル基が少なくとも1個の炭素原子を介して結合されているジカルボン酸(a4)とを反応させて得られる、アミノ基変性エポキシ樹脂(A);
(ii)前記ジエポキシ樹脂(a3)が、式(2):
Figure 2017082034
[式(2)中、R3及びR4は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、フェニレン基、及びシクロヘキシレン基から選ばれ、X及びYは、それぞれ独立に水素原子及びアルキル基から選ばれる]で示される化合物である、上記(i)に記載のカチオン電着塗料組成物;
(iii)前記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)のR1が、式(3)、式(4)又は式(5):
Figure 2017082034
[式(3)、(4)及び(5)中、X、X、Y及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基及びフェニル基から選ばれ、X及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基、フェニル基、アルコキシル基及びヒドロキシル基から選ばれる]で示される基であり、且つ、式(1)におけるm及びnは、相互に独立しており、1〜5のいずれかの整数である、上記(i)又は(ii)に記載のカチオン電着塗料組成物;
(iv)前記ジカルボン酸(a4)は、2つのカルボキシル基が1〜20個のアルキレン基を介して結合される化合物であり、前記アルキレン基はアルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基又はメチレン基を有していてもよく、また、前記アルキレン基の炭素数が2〜20個である場合、隣り合う炭素原子を介して環を構成してもよく、前記環はアルキル基及びアルケニル基から選択される1又は2以上の置換基を有していてもよい、上記(i)から(iii)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物;
(v)前記エポキシ樹脂(A1)のエポキシ当量が1000以上5000以下であり、且つ、前記アミノ基変性エポキシ樹脂(A)のアミン価が5以上30以下である、上記(i)から(iv)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物;
(vi)前記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)の量が、前記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)、前記ビスフェノール化合物(a2)、前記ジエポキシ樹脂(a3)及び前記ジカルボン酸(a4)の総質量に対して1質量%以上50質量%以下であり、且つ、前記ジカルボン酸(a4)の量が前記総質量に対して1重量%以上20質量%以下を含む、上記(i)から(v)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物;
(vii)前記硬化剤(B)がブロック化ポリイソシアネート型硬化剤である、上記(i)から(vi)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物;
(viii)前記カチオン電着塗料組成物は、可溶型Bi(C)を、金属Bi元素として10から10,000mg/L含有する、上記(i)から(vii)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物;
(ix)更にZr、Ti及びHfからなる群より選ばれる1種又は2種以上の水溶性金属化合物(D)を、金属元素として合計で10から10,000mg/L含有する、上記(i)から(viii)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物;
(x)前記(i)から(ix)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物に被処理金属を浸漬し、無通電で3〜600秒間浸漬することで前記被処理金属上にBiを主成分とする皮膜を形成させ、その後陰極電解によって前記アミノ基変性エポキシ樹脂及び前記硬化剤を主成分とする塗膜を前記被膜上に形成させる工程を含む金属表面処理方法;
(xi)前記(i)から(ix)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物に、化成処理を施していない金属被塗物を浸漬し電着塗装して得られる塗装物品;
等である。 As a result of researches to solve the above problems, the inventors have reached the following invention.
That is, the present invention
(I) A cationic emulsion containing an amino group-modified epoxy resin (A) and a resin emulsion containing a curing agent (B) capable of crosslinking the amino group-modified epoxy resin (A), and soluble Bi (C). A coating composition comprising:
The amino group-modified epoxy resin (A) is obtained by reacting an epoxy resin (A1) with an amine compound (A2), and the epoxy resin (A1) is represented by the formula (1):
Figure 2017082034
[In Formula (1), R1 may have a C3-C10 alkylene group which may have a substituent, a cyclohexylene group which may have a substituent, and a substituent. A good phenylene group, or -Ra-Rb-Rc-, where Ra and Rc are a cyclohexylene group or a phenylene group, and Rb is a methylene group optionally having one or two substituents. And m and n are independent of each other and are any integer of 1 to 20, and the propylene oxide-added diepoxy resin (a1), the bisphenol compound (a2), and the formula (1) are different. An amino group-modified epoxy resin (A) obtained by reacting a diepoxy resin (a3) with a dicarboxylic acid (a4) in which two carboxyl groups are bonded via at least one carbon atom;
(Ii) The diepoxy resin (a3) has the formula (2):
Figure 2017082034
[In Formula (2), R 3 and R 4 are each independently selected from a single bond, an alkylene group, a phenylene group, and a cyclohexylene group, and X 1 and Y 1 are each independently selected from a hydrogen atom and an alkyl group. The cationic electrodeposition coating composition according to (i) above, which is a compound represented by
(Iii) R1 of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1) is represented by formula (3), formula (4) or formula (5):
Figure 2017082034
[In the formulas (3), (4) and (5), X 2 , X 3 , Y 2 and Y 3 are independently selected from a hydrogen atom, an alkyl group and a phenyl group, and X 4 and Y 4 are Independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, an alkoxyl group and a hydroxyl group], and m and n in the formula (1) are independent of each other; The cationic electrodeposition coating composition according to (i) or (ii) above, which is an integer of any one of
(Iv) The dicarboxylic acid (a4) is a compound in which two carboxyl groups are bonded via 1 to 20 alkylene groups, and the alkylene group has an alkyl group, an alkenyl group, an alkadienyl group, or a methylene group. In addition, when the alkylene group has 2 to 20 carbon atoms, a ring may be formed through adjacent carbon atoms, and the ring is selected from an alkyl group and an alkenyl group. The cationic electrodeposition coating composition according to any one of (i) to (iii), which may have one or two or more substituents;
(V) The epoxy equivalent of the epoxy resin (A1) is 1000 or more and 5000 or less, and the amine value of the amino group-modified epoxy resin (A) is 5 or more and 30 or less. The cationic electrodeposition coating composition according to any one of
(Vi) The amount of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1) is the total mass of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1), the bisphenol compound (a2), the diepoxy resin (a3), and the dicarboxylic acid (a4). 1 to 50% by mass and the amount of the dicarboxylic acid (a4) includes 1 to 20% by mass with respect to the total mass. The cationic electrodeposition coating composition according to any one of the above;
(Vii) The cationic electrodeposition coating composition according to any one of (i) to (vi), wherein the curing agent (B) is a blocked polyisocyanate type curing agent;
(Viii) The cation according to any one of (i) to (vii), wherein the cationic electrodeposition coating composition contains 10 to 10,000 mg / L of soluble Bi (C) as a metal Bi element. Electrodeposition coating composition;
(Ix) The above (i), further comprising one or more water-soluble metal compounds (D) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf as metal elements in a total of 10 to 10,000 mg / L To (viii) of the cationic electrodeposition coating composition;
(X) Bi is deposited on the metal to be treated by immersing the metal to be treated in the cationic electrodeposition coating composition according to any one of (i) to (ix), and then immersing for 3 to 600 seconds without current. A metal surface treatment method comprising a step of forming a film mainly comprising the amino group-modified epoxy resin and the curing agent on the film by cathodic electrolysis;
(Xi) a coated article obtained by immersing a metal coating that has not been subjected to chemical conversion treatment into the cationic electrodeposition coating composition according to any one of (i) to (ix) above;
Etc.

本発明によれば、様々な金属材料に対し、この金属材料が無処理鋼板であっても、優れた耐食性を付与することができるカチオン電着塗料組成物を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if this metal material is an untreated steel plate with respect to various metal materials, it becomes possible to provide the cationic electrodeposition coating composition which can provide the outstanding corrosion resistance.

まず、本発明に係るアミノ基変性エポキシ樹脂(A)を説明する。なお、下記にて、「アルキル」「アルキレン」「アルケニル」「アルカジエニル」「ヒドロキシアルキル」「アルキレングリコール」「アルカノールアミン」等、炭化水素部分を含む基の記載が存在する。この場合、特記しない限り、当該基の炭素数は、相互に独立して、好適には1〜6である。また、各原料のそれぞれについては、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   First, the amino group-modified epoxy resin (A) according to the present invention will be described. In the following, there are descriptions of groups containing a hydrocarbon moiety such as “alkyl”, “alkylene”, “alkenyl”, “alkadienyl”, “hydroxyalkyl”, “alkylene glycol”, and “alkanolamine”. In this case, unless otherwise specified, the number of carbon atoms of the group is preferably 1 to 6 independently of each other. Moreover, about each of each raw material, you may use individually and may be used in combination of 2 or more type.

≪1.アミノ基変性エポキシ樹脂(A)≫
アミノ基変性エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂(A1)とアミン化合物(A2)を反応させて得られる。また、エポキシ樹脂(A1)は、プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)と、ビスフェノール化合物(a2)と、(a1)とは異なるジエポキシ樹脂(a3)と、2つのカルボキシル基が少なくとも1個の炭素原子を介して結合されているジカルボン酸(a4)と、を反応させて得られる。以下、各原料を詳述する。
<< 1. Amino group-modified epoxy resin (A) >>
The amino group-modified epoxy resin (A) is obtained by reacting the epoxy resin (A1) and the amine compound (A2). The epoxy resin (A1) is composed of a propylene oxide-added diepoxy resin (a1), a bisphenol compound (a2), a diepoxy resin (a3) different from (a1), and two carboxyl groups having at least one carbon atom. It can be obtained by reacting dicarboxylic acid (a4) bound via Hereinafter, each raw material will be described in detail.

<1−1.原料>
{1−1−1.原料/プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)}
プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)は、上記式(1)で示される樹脂である。上記式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい炭素数3〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基、又は−Ra−Rb−Rc−である。Ra及びRcは、シクロヘキシレン基又はフェニレン基である。Rbは、1又は2個の置換基を有していてもよいメチレン基である。m及びnは、相互に独立しており、1〜20のいずれかの整数である。
<1-1. Raw material>
{1-1-1. Raw material / propylene oxide-added diepoxy resin (a1)}
The propylene oxide addition diepoxy resin (a1) is a resin represented by the above formula (1). In the above formula (1), R1 may have a C3-C10 alkylene group which may have a substituent, a cyclohexylene group which may have a substituent, or a substituent. It is a phenylene group or -Ra-Rb-Rc-. Ra and Rc are a cyclohexylene group or a phenylene group. Rb is a methylene group which may have 1 or 2 substituents. m and n are mutually independent and are any integers of 1-20.

ここで、置換基を有する、炭素数3〜10のアルキレン基、シクロへキシレン基、フェニレン基、及びメチレン基における置換基としては、例えば、アルキル基、フェニル基等を挙げることができる。更に、これら置換基は、別の官能基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されていてもよい。なお、上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。また、本明細書において「置換基」とは、特記しない限り上述のアルキル基やフェニル基等を意味する。   Here, as a substituent in a C3-C10 alkylene group, a cyclohexylene group, a phenylene group, and a methylene group which has a substituent, an alkyl group, a phenyl group, etc. can be mentioned, for example. Furthermore, these substituents may be substituted with another functional group (for example, an alkyl group, a phenyl group, etc.). The alkyl group may be linear, branched or cyclic. In the present specification, the “substituent” means the above-described alkyl group, phenyl group or the like unless otherwise specified.

上記式(1)のR1は、例えば、上記式(3)で示されるビスシクロヘキシレン基、上記式(4)で示されるビスフェニレン基、又は上記式(5)で示されるフェニレン基等である。上記式(3)中、X及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基又はフェニル基である。上記式(4)中、X及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基又はフェニル基である。上記式(5)中、X及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基、フェニル基、アルコキシル基又はヒドロキシル基である。X、Y、X、Y、X及びYとしてのアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であれば特に制限されるものではないが、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。また、X及びYとしてのアルコキシル基は、直鎖状又は分岐鎖状であれば特に制限されるものではないが、炭素数1〜6のアルコキシル基が好ましく、炭素数1〜3のアルコキシル基がより好ましい。 R1 in the above formula (1) is, for example, a biscyclohexylene group represented by the above formula (3), a bisphenylene group represented by the above formula (4), or a phenylene group represented by the above formula (5). . The formula (3) in, X 2 and Y 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group or a phenyl group. In the formula (4), X 3 and Y 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group or a phenyl group. In the above formula (5), X 4 and Y 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, an alkoxyl group or a hydroxyl group. The alkyl group as X 2 , Y 2 , X 3 , Y 3 , X 4 and Y 4 is not particularly limited as long as it is linear or branched, but an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Are preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable. Further, the alkoxyl group as X 4 and Y 4 is not particularly limited as long as it is linear or branched, but is preferably an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxyl having 1 to 3 carbon atoms. Groups are more preferred.

上記式(1)のmとnは、上述したように1から20のいずれかの整数であればよいが、1から5のいずれかの整数であることが好ましく、mとnがともに1から3のいずれかの整数であることがより好ましく、mとnがともに1であることが特に好ましい。   M and n in the above formula (1) may be any integer from 1 to 20 as described above, but are preferably any integer from 1 to 5, and both m and n are from 1 It is more preferably any integer of 3, and it is particularly preferable that both m and n are 1.

上記式(1)のプロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)は、公知の方法、より具体的には、R1の両末端にヒドロキシル基を有するポリオール化合物にプロピレンオキサイドを付加又は付加重合させ、得られたポリエーテル化合物(末端にヒドロキシル基を有する)とエピクロルヒドリンを反応させてジエポキシ化することにより得ることが出来る。   The propylene oxide addition diepoxy resin (a1) of the above formula (1) was obtained by a known method, more specifically, addition or addition polymerization of propylene oxide to a polyol compound having hydroxyl groups at both ends of R1. It can be obtained by reacting a polyether compound (having a hydroxyl group at the terminal) with epichlorohydrin and diepoxidizing.

上記ポリオール化合物として、より具体的には、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール等の、両末端の炭素原子に水酸基が結合された直鎖状又は環状のアルキレングリコール;カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロール等の2個以上の水酸基を有する多価フェノール;2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン(水素化ビスフェノールA)、水素化ビスフェノールF、水素化ビスフェノールE、水素化ビスフェノールB、水素化ビスフェノールAP、水素化ビスフェノールBP、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールE、ビスフェノールB、ビスフェノールAP、ビスフェノールBP等のポリフェノール化合物又はその水素化物;等を挙げることができる。   More specifically, as the polyol compound, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8- Linear or cyclic alkylene glycol in which hydroxyl groups are bonded to carbon atoms at both ends, such as octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,4-cyclohexanediol; catechol, resorcinol, Polyhydric phenols having two or more hydroxyl groups such as hydroquinone and pyrogallol; 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane (hydrogenated bisphenol A), hydrogenated bisphenol F, hydrogenated bisphenol E, hydrogenated bisphenol B, Hydrogenated bisphenol AP, hydrogenated bisphenol BP, bisphenol And the like can be given; Nord A, bisphenol F, bisphenol E, bisphenol B, bisphenol AP, polyphenol compounds such as bisphenol BP or its hydride.

{1−1−2.原料/ビスフェノール化合物(a2)}
ビスフェノール化合物(a2)は、1分子中に2個のフェノール性OH基を有する化合物であれば特に制限されるものではなく、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールE、ビスフェノールB、ビスフェノールS、ビスフェノールAP、ビスフェノールBP等が挙げられる。なかでも、ビスフェノールA,ビスフェノールFが好ましい。
{1-1-2. Raw material / bisphenol compound (a2)}
The bisphenol compound (a2) is not particularly limited as long as it is a compound having two phenolic OH groups in one molecule. For example, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol E, bisphenol B, bisphenol S, bisphenol AP And bisphenol BP. Of these, bisphenol A and bisphenol F are preferred.

{1−1−3.原料/ジエポキシ樹脂(a3)}
ジエポキシ樹脂(a3)は、上記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)以外の、1分子中に2個のエポキシ基を有する化合物である。ジエポキシ樹脂(a3)は、一般に170以上500以下、好ましくは170以上400以下の範囲内のエポキシ当量を有する。ジエポキシ樹脂(a3)としては、上記式(2)で示される化合物であることが好ましい。上記式(2)中、R3及びR4は、同一であっても異なるものであってもよく、例えば、単結合、アルキレン基、フェニレン基又はシクロヘキシレン基を挙げることができる。X及びYは、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基である。X及びYとしてのアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であれば特に制限されるものではないが、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
{1-1-3. Raw material / diepoxy resin (a3)}
The diepoxy resin (a3) is a compound having two epoxy groups in one molecule other than the propylene oxide-added diepoxy resin (a1). The diepoxy resin (a3) generally has an epoxy equivalent within the range of 170 to 500, preferably 170 to 400. The diepoxy resin (a3) is preferably a compound represented by the above formula (2). In the above formula (2), R3 and R4 may be the same or different, and examples thereof include a single bond, an alkylene group, a phenylene group, and a cyclohexylene group. X 1 and Y 1 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group as X 1 and Y 1 is not particularly limited as long as it is linear or branched, but is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. More preferred.

上記ジエポキシ樹脂(a3)は、例えば、上記ポリオール化合物、又は、同一の炭素原子に、2つの水酸基;1つの水酸基と1つの、ヒドロキシアルキル基、フェノール基若しくはシクロヘキサノール基;1つのヒドロキシアルキル基と1つの、フェノール基若しくはシクロヘキサノール基;1つのフェノール基と1つのシクロヘキサノール基;若しくは2つのヒドロキシアルキル基(同一であっても異なるものであってもよい);が結合された炭素数が2以上のアルキレングリコールと、エピハロヒドリン(例えば、エピクロルヒドリン)との反応によって得ることができる。上記アルキレングリコールとしては、例えば、1,1−ジヒドロキシエタン、1,1−ジヒドロキシプロパン、2,2−ジヒドロキシプロパン等の、同一の炭素原子に2つの水酸基が結合されたアルキレングリコール;2−ヒドロキシプロパノール、2−ヒドロキシブタノール等の、同一の炭素原子に1つの水酸基と1つのヒドロキシアルキル基が結合されたアルキレングリコール;2,2−(ジヒドロキシメチル)エタン、2,2−(ジヒドロキシエチル)プロパン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,4−ブタンジオール、3,3−ジエチル−1,6−ヘキサンジオール等の、同一の炭素原子に1種又は2種のヒドロキシアルキル基が結合されたアルキレングリコール;4−(1−ヒドロキシエチル)フェノール、3−(1−ヒドロキシエチル)フェノール、4−(1−ヒドロキシプロピル)フェノール等の、同一の炭素原子に1つの水酸基と1つのフェノール基が結合されたアルキレングリコール;4−(1−ヒドロキシエチル)シクロヘキサノール、2−(1−ヒドロキシエチル)シクロヘキサノール等の、同一の炭素原子に1つの水酸基と1つのシクロヘキサノール基が結合されたアルキレングリコール;4−ヒドロキシフェニル−2−プロパノール、4−ヒドロキシフェニル−2−ブタノール等の、同一の炭素原子に1つのヒドロキシアルキル基と1つのフェノール基が結合されたアルキレングリコール;2−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−プロパノール、2,2−ジメチル−2−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−エタノール等の、同一の炭素原子に1つのヒドロキシアルキル基と1つのシクロヘキサノール基が結合されたアルキレングリコール;2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等の、同一の炭素原子に1つのフェノール基と1つのシクロヘキサノール基が結合されたアルキレングリコール;等を挙げることができる。   The diepoxy resin (a3) includes, for example, the polyol compound, or two hydroxyl groups on the same carbon atom; one hydroxyl group and one hydroxyalkyl group, phenol group, or cyclohexanol group; and one hydroxyalkyl group. 1 phenol group or cyclohexanol group; 1 phenol group and 1 cyclohexanol group; or 2 hydroxyalkyl groups (which may be the same or different); It can be obtained by the reaction of the above alkylene glycol with epihalohydrin (for example, epichlorohydrin). Examples of the alkylene glycol include alkylene glycol in which two hydroxyl groups are bonded to the same carbon atom, such as 1,1-dihydroxyethane, 1,1-dihydroxypropane, and 2,2-dihydroxypropane; 2-hydroxypropanol Alkylene glycols having one hydroxyl group and one hydroxyalkyl group bonded to the same carbon atom, such as 2-hydroxybutanol; 2,2- (dihydroxymethyl) ethane, 2,2- (dihydroxyethyl) propane, 2 , 2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,4-butanediol, 3,3-diethyl-1,6-hexanediol, etc., one or two on the same carbon atom An alkylene glycol having a hydroxyalkyl group bonded thereto; 4- (1-hydroxyethyl) Alkylene glycol in which one hydroxyl group and one phenol group are bonded to the same carbon atom, such as phenol, 3- (1-hydroxyethyl) phenol, 4- (1-hydroxypropyl) phenol; 4- (1-hydroxy Alkylene glycols in which one hydroxyl group and one cyclohexanol group are bonded to the same carbon atom, such as ethyl) cyclohexanol, 2- (1-hydroxyethyl) cyclohexanol; 4-hydroxyphenyl-2-propanol, 4- Alkylene glycol in which one hydroxyalkyl group and one phenol group are bonded to the same carbon atom, such as hydroxyphenyl-2-butanol; 2- (4-hydroxycyclohexyl) -1-propanol, 2,2-dimethyl- 2- (4-Hydroxycyclohexyl)- An alkylene glycol in which one hydroxyalkyl group and one cyclohexanol group are bonded to the same carbon atom, such as ethanol; 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4-hydroxycyclohexyl) propane, 1- ( An alkylene glycol in which one phenol group and one cyclohexanol group are bonded to the same carbon atom, such as 4-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxycyclohexyl) propane;

ジエポキシ樹脂(a3)の製造においては、上記ポリオール化合物及び上記各種アルキレングリコールのほか、例えば、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−イソブタン、ビス(4−ヒドロキシ−2−tert−ブチルフェニル)−2,2−プロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3−tert−ブチルフェニル)−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシナフチル)メタン、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,2,2−エタン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジクロロエチレン、2,2−ビス(3−メチル−4ヒドロキシフェニル)プロパン等を用いることができる。   In the production of the diepoxy resin (a3), in addition to the polyol compound and the various alkylene glycols, for example, 4,4′-dihydroxybenzophenone, bis (4-hydroxyphenyl) -1,1-isobutane, bis (4-hydroxy) -2-tert-butylphenyl) -2,2-propane, bis (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) -2,2-propane, bis (2-hydroxynaphthyl) methane, tetrakis (4-hydroxyphenyl) ) -1,1,2,2-ethane, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxyphenyl) -2,2-dichloroethylene, Use 2,2-bis (3-methyl-4hydroxyphenyl) propane, etc. Rukoto can.

これらの原料によって得られたジエポキシ樹脂(a3)は、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)の製造において、単独で用いてもよいし、2種以上用いてもよい。2種以上のジエポキシ樹脂(a3)を用いてアミノ基変性エポキシ樹脂(A)を製造する場合は、それぞれを別々に添加しても同時に添加してもよい。   The diepoxy resin (a3) obtained from these raw materials may be used alone or in combination of two or more in the production of the amino group-modified epoxy resin (A). When the amino group-modified epoxy resin (A) is produced using two or more kinds of diepoxy resins (a3), they may be added separately or simultaneously.

{1−1−4.原料/ジカルボン酸(a4)}
ジカルボン酸(a4)は、2つのカルボキシル基が少なくとも1個の炭素原子を介して結合されている化合物である。好適なジカルボン酸は、下記式(6)で示されるように、2つのカルボキシル基が炭素数1〜20個の直鎖状のアルキレン基(R2)を介して結合している化合物である。なお、下記式(6)の化合物におけるアルキレン基(R2)は、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基及びメチレン基から選ばれる1種の置換基を1又は2個以上、あるいは、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基及びメチレン基から選ばれる2種以上の置換基をそれぞれ1個又は2個以上、有していてもよい。また、下記式(6)の化合物におけるアルキレン基(R2)の炭素数が2〜20個である場合、該アルキレン基の隣り合う炭素原子を介して環を構成してもよい。環は、アルキル基及びアルケニル基から選択される1又は2以上の置換基を有していてもよく、好ましくは、アルキル基及び/又はアルケニル基の2個の置換基を有していてもよい。環が2個の置換基を有する場合、該2個の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、デカリン環において2つの炭素−炭素結合が2重結合であるビシクロ環(例えば、ビシクロ[4.4.0]デカン−1,7−ジエン等)を挙げることができる。アルキレン基(R2)が有していてもよい、アルキル基、アルケニル基若しくはアルカジエニル基、又は、環が有していてもよい、アルキル基又はアルケニル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよい。

Figure 2017082034
{1-1-4. Raw material / dicarboxylic acid (a4)}
The dicarboxylic acid (a4) is a compound in which two carboxyl groups are bonded via at least one carbon atom. A suitable dicarboxylic acid is a compound in which two carboxyl groups are bonded via a linear alkylene group (R2) having 1 to 20 carbon atoms, as shown by the following formula (6). In addition, the alkylene group (R2) in the compound of the following formula (6) is one or more substituents selected from an alkyl group, an alkenyl group, an alkadienyl group and a methylene group, or an alkyl group and an alkenyl group. Each may have one or two or more substituents selected from an alkadienyl group and a methylene group. In addition, when the alkylene group (R2) in the compound of the following formula (6) has 2 to 20 carbon atoms, a ring may be formed through adjacent carbon atoms of the alkylene group. The ring may have one or more substituents selected from an alkyl group and an alkenyl group, and preferably has two substituents of an alkyl group and / or an alkenyl group. . When the ring has two substituents, the two substituents may be the same or different. Examples of the ring include a bicyclo ring in which two carbon-carbon bonds are double bonds in a cyclohexane ring, a cyclohexene ring, a benzene ring, and a decalin ring (for example, bicyclo [4.4.0] decane-1,7-diene). Etc.). The alkyl group, alkenyl group or alkadienyl group that the alkylene group (R2) may have, or the alkyl group or alkenyl group that the ring may have may be either linear or branched There may be.
Figure 2017082034

より好適なジカルボン酸(a4)は、環状及び/又は不飽和結合を有する化合物である。特に好適なジカルボン酸(a4)は、上記式(6)の化合物のうち、アルキレン基(R2)における炭素数が2〜18個であり;且つ、アルキレン基(R2)は、メチレン基を1個、炭素数が5から9のアルキル基を1個若しくは2個、又は、炭素数が5から9の、アルキル基、アルケニル基及びアルカジエニル基から選ばれる1種又は2種の置換基を2個、有していてもよい、あるいは、アルキレン基(R2)の隣り合う炭素原子を介して上記環のいずれかを構成し、環は、それぞれ独立に、炭素数が5から9の、アルキル基、アルケニル基又はアルカジエニル基である2個の置換基を有していてもよい;化合物である。   A more preferred dicarboxylic acid (a4) is a compound having a cyclic and / or unsaturated bond. Particularly preferred dicarboxylic acid (a4) is the compound of the above formula (6) having 2 to 18 carbon atoms in the alkylene group (R2); and the alkylene group (R2) has one methylene group. 1 or 2 alkyl groups having 5 to 9 carbon atoms, or 2 substituents of 1 or 2 types selected from alkyl groups, alkenyl groups and alkadienyl groups having 5 to 9 carbon atoms, Or any one of the above rings through an adjacent carbon atom of the alkylene group (R2), each ring being independently an alkyl group or alkenyl having 5 to 9 carbon atoms. It may have two substituents which are groups or alkadienyl groups; a compound.

ジカルボン酸(a4)は、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2,2−ジメチルアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、2−エチルアゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,15−ペンタデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,17−ヘプタデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸、1,19−ノナデカンジカルボン酸、1,20−イコサンジカルボン酸、イタコン酸、フタル酸、ダイマー酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキセンジカルボン酸等を挙げることができる。なお、本発明においてエポキシ樹脂(A1)の原料として用いることができるダイマー酸は、例えば、市販の、ハリダイマー200、250又は270S(各ハリマ化成グループ株式会社);ツノダイム205、216、228、395又は346(各筑野食品工業株式会社);Unydyme 14、14R、T−17、18、T−18、22、T−22、27、35、M−9、M−15、M−35若しくは40、又はCentury D−75、D−77、D−78若しくはD−1156、又はSylvatal 7001若しくは7002(各アリゾナケミカル社);Empol 1016、1003、1026、1028、1061、1062、1008又は1012(各BASF社);水素化ダイマー酸(average M〜570;Sigma−Aldrich社)等を挙げることができる。 Dicarboxylic acid (a4) is, for example, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, adipic acid, 2,2-dimethyladipic acid, pimelic acid, suberic acid , Azelaic acid, 2-ethyl azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,13-tri Decanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,15-pentadecanedicarboxylic acid, 1,16-hexadecanedicarboxylic acid, 1,17-heptadecanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid, 1,19-nona Decanedicarboxylic acid, 1,20-icosanedicarboxylic acid, itaconic acid, phthalic acid, dimer Acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,2-cyclohexene dicarboxylic acid. The dimer acid that can be used as a raw material for the epoxy resin (A1) in the present invention is, for example, commercially available Haridimer 200, 250, or 270S (each Harima Chemical Group Co., Ltd.); Tsunodim 205, 216, 228, 395 or 346 (each Chikuno Food Industry Co., Ltd.); Undyme 14, 14R, T-17, 18, T-18, 22, T-22, 27, 35, M-9, M-15, M-35 or 40, Or Century D-75, D-77, D-78 or D-1156, or Sylvatal 7001 or 7002 (each Arizona Chemical Company); Empol 1016, 1003, 1026, 1028, 1061, 1062, 1008 or 1012 (each BASF Company) ); Hydrogenated dimer acid (average M n ˜570) Sigma-Aldrich).

{1−1−5.原料/アミン化合物(A2)}
本発明に用いられるアミン化合物(A2)は、エポキシ樹脂(A1)にアミノ基を導入するための原料である。従って、アミン化合物(A2)は、エポキシ基との反応が可能な活性水素を少なくとも1つ以上含む。アミン化合物(A2)としては、アミノ基を導入できるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、ジ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、モノメチルアミノエタノール、モノエチルアミノエタノール、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミン、等が挙げられ、これらの内、アルカノールアミンが好適である。なお、1級アミンについてはケチミン化したものも用いる事が可能である。なお、これらのアミン化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上のアミン化合物(A2)を用いてアミノ基変性エポキシ樹脂(A)を製造する場合は、それぞれを別々に添加しても同時に添加してもよい。
{1-1-5. Raw material / amine compound (A2)}
The amine compound (A2) used in the present invention is a raw material for introducing an amino group into the epoxy resin (A1). Accordingly, the amine compound (A2) contains at least one active hydrogen capable of reacting with an epoxy group. The amine compound (A2) is not particularly limited as long as an amino group can be introduced. For example, monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine, monoisopropylamine, diisopropylamine, monobutylamine, dibutylamine , Monoethanolamine, diethanolamine, mono (2-hydroxypropyl) amine, di (2-hydroxypropyl) amine, monomethylaminoethanol, monoethylaminoethanol, ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, tetraethylenepentamine , Pentaethylenehexamine, diethylaminopropylamine, diethylenetriamine, and the like, among which alkanolamine is preferred. As the primary amine, a ketimine-modified one can also be used. In addition, these amine compounds may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. When the amino group-modified epoxy resin (A) is produced using two or more kinds of amine compounds (A2), each may be added separately or simultaneously.

<1−2.エポキシ樹脂(A1)の製造方法>
次に、エポキシ樹脂(A1)の製造方法について詳述する。エポキシ樹脂(A1)は、例えば、プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)、ビスフェノール化合物(a2)、ジエポキシ樹脂(a3)及びジカルボン酸(a4)の原料を配合した混合物を、所定温度で攪拌して反応させることにより製造することができる。なお、反応を促進させるために、上記混合物に反応触媒をさらに添加することが好ましい。
<1-2. Production method of epoxy resin (A1)>
Next, the manufacturing method of an epoxy resin (A1) is explained in full detail. The epoxy resin (A1) is reacted, for example, by stirring a mixture of raw materials of propylene oxide-added diepoxy resin (a1), bisphenol compound (a2), diepoxy resin (a3) and dicarboxylic acid (a4) at a predetermined temperature. Can be manufactured. In order to promote the reaction, it is preferable to further add a reaction catalyst to the above mixture.

反応触媒としては、反応を促進するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ジメチルベンジルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のような3級アミン、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等のような4級アンモニウム塩等を用いることが出来る。合成温度は、反応の進行を考えて70℃以上200℃以下で制御するのが望ましい。   The reaction catalyst is not particularly limited as long as it accelerates the reaction. For example, tertiary amines such as dimethylbenzylamine, triethylamine, tributylamine, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, etc. Such quaternary ammonium salts can be used. The synthesis temperature is preferably controlled at 70 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in consideration of the progress of the reaction.

上記の製造方法により得られるエポキシ樹脂のエポキシ当量は、例えば、1000以上5000以下が望ましく、1250以上4000以下がより望ましく、1500以上3000以下が特に望ましい。当該範囲内であるエポキシ樹脂(A1)は、より優れた液安定性を実現でき、且つ、所定の膜厚を効率よく形成することができるカチオン電着塗料組成物の原料として有用なアミノ基変性エポキシ樹脂(A)を製造することが可能となる。なお、エポキシ当量は、JIS K7236の電位差滴定法に準じて測定することができる。該測定には、市販の電位差滴定装置(例えば、京都電子工業製のAT−610)を用いて行うことができる。   The epoxy equivalent of the epoxy resin obtained by the above production method is preferably, for example, 1000 or more and 5000 or less, more preferably 1250 or more and 4000 or less, and particularly preferably 1500 or more and 3000 or less. The epoxy resin (A1) within this range can be used as a raw material for a cationic electrodeposition coating composition that can realize better liquid stability and can efficiently form a predetermined film thickness. It becomes possible to produce the epoxy resin (A). The epoxy equivalent can be measured according to the potentiometric titration method of JIS K7236. The measurement can be performed using a commercially available potentiometric titrator (for example, AT-610 manufactured by Kyoto Electronics Industry).

エポキシ樹脂(A1)の製造において、プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)、ビスフェノール化合物(a2)、ジエポキシ樹脂(a3)及びジカルボン酸(a4)の配合割合は、各原料(a1)〜(a4)の総質量に対して下記の通りである。プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)は1〜50質量%が望ましく、5〜45質量%が望ましく、10〜40質量%が最も望ましい。ジカルボン酸(a4)は1〜20質量%が最も望ましく、5〜20質量%がより望ましく、10〜20質量%が最も望ましい。残りの配合割合はビスフェノール化合物(a2)及びジエポキシ樹脂(a3)によるものとなるが、ビスフェノール化合物(a2)及びジエポキシ樹脂(a3)は1質量%以上であることが望ましい。これらが当該範囲である場合、良好な電着付き廻り性、外観、耐食性及び防食性を有する塗膜を形成することができるカチオン電着塗料組成物の原料として有用なアミノ基変性エポキシ樹脂(A)を製造することができる。   In the production of the epoxy resin (A1), the blending ratio of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1), the bisphenol compound (a2), the diepoxy resin (a3) and the dicarboxylic acid (a4) is the ratio of each raw material (a1) to (a4). The total mass is as follows. The propylene oxide addition diepoxy resin (a1) is desirably 1 to 50% by mass, desirably 5 to 45% by mass, and most desirably 10 to 40% by mass. As for dicarboxylic acid (a4), 1-20 mass% is the most desirable, 5-20 mass% is more desirable, and 10-20 mass% is the most desirable. The remaining blending ratio depends on the bisphenol compound (a2) and the diepoxy resin (a3), but the bisphenol compound (a2) and the diepoxy resin (a3) are desirably 1% by mass or more. When these are within the above range, an amino group-modified epoxy resin (A) useful as a raw material of a cationic electrodeposition coating composition capable of forming a coating film having good electrodeposition-around properties, appearance, corrosion resistance, and corrosion resistance. ) Can be manufactured.

上記の反応は、適宜、各原料を溶剤に添加して溶剤中で行ってもよい。溶剤としては、樹脂の製造において通常用いられているものであれば特に制限されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル等のエーテルアルコール系溶媒;等が挙げられ、これらは単独で、若しくは、2種以上混合して用いてもよい。   The above reaction may be performed in a solvent by appropriately adding each raw material to the solvent. The solvent is not particularly limited as long as it is usually used in the production of resins. For example, hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and hexane; ester solvents such as methyl acetate and ethyl acetate; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; Alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; Ether alcohols such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monohexyl ether Solvent; and the like. These may be used alone or in admixture of two or more.

<1−3.アミノ基変性エポキシ樹脂(A)の製造方法>
次に、エポキシ樹脂(A1)の製造方法について詳述する。上述したように、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂(A1)とアミン化合物(A2)とを反応させることにより得ることができる。反応温度及び時間は、例えば、70℃以上110℃以下の範囲内で1〜5時間が好適である。アミノ基変性エポキシ樹脂(A)の製造において、アミン化合物(A2)の配合量は、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)のアミン価が5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の範囲となるように調整することが好ましい。従って、得られるアミノ基変性エポキシ樹脂(A)のアミン価は、5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の範囲内であることが好ましく、5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下の範囲内であることがより好ましく、10mgKOH/g以上20mgKOH/g以下の範囲内であることが特に好ましい。アミン価が当該範囲内であると、より優れた液安定性を実現でき、且つ、より低い電気伝導度でも十分な付廻り性や外観悪化防止性を実現できるカチオン電着塗料組成物を調製することが可能となる。なお、アミン価、すなわち、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)の全アミン価は、JIS K7237の電位差滴定法に準じて測定することができる。
<1-3. Method for producing amino group-modified epoxy resin (A)>
Next, the manufacturing method of an epoxy resin (A1) is explained in full detail. As described above, the amino group-modified epoxy resin (A) can be obtained by reacting the epoxy resin (A1) and the amine compound (A2). The reaction temperature and time are preferably, for example, 1 to 5 hours within a range of 70 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. In the production of the amino group-modified epoxy resin (A), the compounding amount of the amine compound (A2) is adjusted so that the amine value of the amino group-modified epoxy resin (A) is in the range of 5 mgKOH / g to 30 mgKOH / g. It is preferable. Therefore, the amine value of the resulting amino group-modified epoxy resin (A) is preferably in the range of 5 mgKOH / g to 30 mgKOH / g, and more preferably in the range of 5 mgKOH / g to 20 mgKOH / g. A range of 10 mgKOH / g or more and 20 mgKOH / g or less is particularly preferable. When the amine value is within the above range, a cationic electrodeposition coating composition capable of realizing superior liquid stability, and capable of realizing sufficient throwing power and prevention of deterioration of appearance even with lower electrical conductivity is prepared. It becomes possible. The amine value, that is, the total amine value of the amino group-modified epoxy resin (A) can be measured according to the potentiometric titration method of JIS K7237.

なお、アミン価を調整しても未反応のエポキシ基が存在する場合は、エポキシ基と反応しうる化合物を用いて、当該未反応のエポキシ基に反応させてもよい。当該未反応のエポキシ基と反応させる化合物は、特に問わないが、例えば、フェノール化合物、カルボン酸類、キシレンホルムアルデヒド樹脂やε−カプロラクトン等が挙げられる。   In addition, when an unreacted epoxy group exists even if it adjusts an amine value, you may make it react with the said unreacted epoxy group using the compound which can react with an epoxy group. The compound to be reacted with the unreacted epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include phenol compounds, carboxylic acids, xylene formaldehyde resin and ε-caprolactone.

上記エポキシ樹脂(A1)とアミン化合物(A2)との反応は、エポキシ樹脂(A1)を製造する際に用いた上記溶剤と同じものを使用することができるが、これらに限定されるものではなく、他の溶剤を使用してもよい。   The reaction between the epoxy resin (A1) and the amine compound (A2) may be the same as the solvent used when the epoxy resin (A1) is produced, but is not limited thereto. Other solvents may be used.

≪2.カチオン電着塗料組成物≫
本発明に係るカチオン電着塗料組成物は、樹脂エマルションと、可溶型Bi(C)と、任意に水溶性金属化合物(D)と、を含む。ここで、樹脂エマルションは、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)と、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)を架橋し得る硬化剤(B)と、を含む。まず、樹脂エマルションの各成分について詳述する。
≪2. Cationic electrodeposition coating composition >>
The cationic electrodeposition coating composition according to the present invention includes a resin emulsion, soluble Bi (C), and optionally a water-soluble metal compound (D). Here, the resin emulsion includes an amino group-modified epoxy resin (A) and a curing agent (B) capable of crosslinking the amino group-modified epoxy resin (A). First, each component of the resin emulsion will be described in detail.

<2−1.樹脂エマルション>
{2−1−1.原料/アミノ基変性エポキシ樹脂(A)}
樹脂エマルションの製造に用いるアミノ基変性エポキシ樹脂(A)の詳細については上述したので、ここでは省略する。
{2−1−2.原料/硬化剤(B)}
硬化剤(B)としては、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)を架橋し得るものであれば特に限定されず、例えば、ブロック化イソシアネート化合物、アミン化合物、メラミン等が挙げられる。なかでも、ブロック化ポリイソシアネート化合物が好ましい。
<2-1. Resin emulsion>
{2-1-1. Raw material / Amino group-modified epoxy resin (A)}
Since the details of the amino group-modified epoxy resin (A) used for the production of the resin emulsion have been described above, they are omitted here.
{2-1-2. Raw material / curing agent (B)}
The curing agent (B) is not particularly limited as long as it can crosslink the amino group-modified epoxy resin (A), and examples thereof include a blocked isocyanate compound, an amine compound, and melamine. Of these, a blocked polyisocyanate compound is preferred.

ブロック化ポリイソシアネート化合物は、ポリイソシアネート化合物とブロック剤との付加反応生成物、好適にはポリイソシアネート化合物とブロック剤とのほぼ化学理論量での付加反応生成物である。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ポリメリックMDI(クルードMDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独若しくは2種以上組み合わせて使用することが出来る。   The blocked polyisocyanate compound is an addition reaction product of a polyisocyanate compound and a blocking agent, and preferably an addition reaction product of a polyisocyanate compound and a blocking agent in an approximately stoichiometric amount. Examples of the polyisocyanate compound include tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, diphenylmethane-2,4′-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, polymeric MDI (crude MDI), and bis (isocyanate methyl) cyclohexane. , Tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

また、ブロック剤は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に付加して他の化合物が反応するのをブロックするものである。このようにブロック剤でイソシアネート基をブロックすることによって生成されるブロック化ポリイソシアネート化合物は、常温において安定である。なお、ブロック化ポリイソシアネート化合物としては、本発明のカチオン電着塗料組成物によって形成された塗膜を焼き付ける際に、ブロック化しているブロック剤が解離しうるものであることが望ましい。なお、上記焼付温度は、通常、約100〜200℃である。   Moreover, a blocking agent adds to the isocyanate group of a polyisocyanate compound, and blocks that other compounds react. Thus, the blocked polyisocyanate compound produced | generated by blocking an isocyanate group with a blocking agent is stable at normal temperature. As the blocked polyisocyanate compound, it is desirable that the blocked blocking agent can be dissociated when a coating film formed from the cationic electrodeposition coating composition of the present invention is baked. In addition, the said baking temperature is about 100-200 degreeC normally.

このような要件を満たすブロック剤としては、例えば、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタム等のラクタム系化合物;メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系化合物;フェノール、パラ−t−ブチルフェノール、クレゾール等のフェノール系化合物;n−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール類;エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル等のエーテルアルコール系化合物;等が挙げられる。これらのブロック剤は単独、若しくは2種以上を組み合わせて使用することが出来る。ブロック剤の付加及び解離の反応を効率よく行うことができ、また、意図する付加反応生成物を効率よく得るために、あらかじめ、変性エポキシ樹脂における水酸基と、ポリイソシアネート化合物におけるイソシアネート基と反応させ、且つ、該ポリイソシアネート化合物における他のイソシアネート基の一部又は全部をブロック剤でブロックしてもよい。   Examples of the blocking agent that satisfies such requirements include lactam compounds such as ε-caprolactam and γ-butyrolactam; oxime compounds such as methyl ethyl ketoxime and cyclohexanone oxime; phenols such as phenol, para-t-butylphenol, and cresol. Compounds; alcohols such as n-butanol and 2-ethylhexanol; ether alcohol compounds such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monohexyl ether; and the like. These blocking agents can be used alone or in combination of two or more. In order to efficiently perform the addition and dissociation reaction of the blocking agent, and to obtain the intended addition reaction product efficiently, in advance, the hydroxyl group in the modified epoxy resin is reacted with the isocyanate group in the polyisocyanate compound, In addition, some or all of the other isocyanate groups in the polyisocyanate compound may be blocked with a blocking agent.

また、ブロック剤の付加及び解離の反応をさらに効率良く行うために、適宜、硬化触媒を含ませることも可能である。硬化触媒としては、市販されているものを適宜使用することが出来る。   Further, in order to perform the addition and dissociation reaction of the blocking agent more efficiently, it is possible to appropriately include a curing catalyst. A commercially available catalyst can be used as appropriate.

<2−2.可溶型Bi(C)>
本発明のカチオン電着塗料組成物は、可溶型Bi(C)を含有する。ここで、本特許請求の範囲及び本明細書における「可溶型Bi」とは、ビスマスイオン(通常は3価と理解される)、ビスマスイオンと他の配位子との錯体等の、溶媒に対して溶解状態にあるビスマスを指す。可溶型Bi(C)の供給源は、具体的には、硝酸ビスマス、リン酸ビスマス、硫酸ビスマス、塩化ビスマス、フッ化ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、酢酸ビスマス、蟻酸ビスマス、クエン酸ビスマス、乳酸ビスマス、シュウ酸ビスマス、リンゴ酸ビスマス、酒石酸ビスマス、アスコルビン酸ビスマス、EDTAビスマス、NTAビスマス、HEDTAビスマス、メタンスルホン酸ビスマス、ベンゼンスルホン酸ビスマス、グルコン酸ビスマス、ヘプトグルコン酸ビスマス等が挙げられる。
<2-2. Soluble Bi (C)>
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains soluble Bi (C). Here, “soluble Bi” in the claims and in the present specification means a solvent such as a bismuth ion (usually understood as trivalent), a complex of a bismuth ion and another ligand, or the like. Refers to bismuth in a dissolved state. The source of soluble Bi (C) is specifically bismuth nitrate, bismuth phosphate, bismuth sulfate, bismuth chloride, bismuth fluoride, bismuth bromide, bismuth iodide, bismuth acetate, bismuth formate, citric acid Bismuth, bismuth lactate, bismuth oxalate, bismuth malate, bismuth tartrate, bismuth ascorbate, EDTA bismuth, NTA bismuth, HEDTA bismuth, bismuth methanesulfonate, bismuth benzenesulfonate, bismuth gluconate, bismuth heptogluconate, etc. .

可溶型Bi(C)の供給源は、可溶性の化合物と難溶性の化合物とが存在する。可溶性の化合物の場合は、純水や工業用水に溶解して用いる。難溶性の化合物の場合は、硝酸、硫酸、塩酸等の無機酸や、アミノカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、有機スルホン酸、有機ホスホン酸等の有機酸(キレート剤)等により溶解させて用いる。   The source of soluble Bi (C) includes a soluble compound and a hardly soluble compound. In the case of a soluble compound, it is dissolved in pure water or industrial water. In the case of a poorly soluble compound, it is used by dissolving it with an inorganic acid such as nitric acid, sulfuric acid or hydrochloric acid, or an organic acid (chelating agent) such as aminocarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid, organic sulfonic acid or organic phosphonic acid.

可溶型Bi(C)の含有量(金属Bi含有量)は、特に制限がないが、好ましくは10〜10,000mg/Lであり、より好ましくは25〜8,000mg/Lであり、更に好ましくは50〜8,000mg/Lである。可溶型Bi(C)が上記範囲内にあると、耐食性が良好になる。可溶型Bi(C)の含有量が少ない場合には、耐食性が充分確保されず、また含有量が多い場合には、通電による樹脂の析出を妨げる恐れがある。   The content of soluble Bi (C) (metal Bi content) is not particularly limited, but is preferably 10 to 10,000 mg / L, more preferably 25 to 8,000 mg / L, and further Preferably it is 50-8,000 mg / L. When soluble type Bi (C) exists in the said range, corrosion resistance will become favorable. When the content of soluble Bi (C) is small, the corrosion resistance is not sufficiently ensured, and when the content is large, there is a possibility that the precipitation of the resin due to energization is hindered.

<2−3.水溶性金属化合物(D)>
本発明のカチオン電着塗料には、Zr,Ti及びHfからなる群より選ばれる1種又は2種以上の水溶性金属化合物(D)を含んでもよい。ここで、Zr、Ti及びHfからなる群より選ばれる1種又は2種以上の水溶性金属化合物(D)を、金属元素として合計で10〜10,000mg/L含有することが好適である。なお、本特許請求の範囲及び本明細書における「水溶性金属化合物」とは、20℃の水に1重量%以上溶解する金属化合物を意味する。
<2-3. Water-soluble metal compound (D)>
The cationic electrodeposition paint of the present invention may contain one or more water-soluble metal compounds (D) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf. Here, it is preferable to contain a total of 10 to 10,000 mg / L of one or more water-soluble metal compounds (D) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf as metal elements. The term “water-soluble metal compound” in the claims and the present specification means a metal compound that dissolves in water at 20 ° C. in an amount of 1% by weight or more.

水溶性金属化合物(D)としてZrを用いる場合には、具体的には、硝酸ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、オキシ硫酸ジルコニウム、乳酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、フルオロジルコニウム酸及びフルオロジルコニウム錯塩等が挙げられる。   When Zr is used as the water-soluble metal compound (D), specific examples include zirconium nitrate, zirconium oxynitrate, zirconium sulfate, zirconium oxysulfate, zirconium lactate, zirconium acetate, fluorozirconic acid, and fluorozirconium complex salt. It is done.

水溶性金属化合物(D)としてTiを用いる場合には、具体的には、硫酸チタン、オキシ硫酸チタン、硝酸チタン、オキシ硝酸チタン、フルオロチタン酸及びフルオロチタン錯塩等が挙げられる。   When Ti is used as the water-soluble metal compound (D), specific examples include titanium sulfate, titanium oxysulfate, titanium nitrate, titanium oxynitrate, fluorotitanic acid, and fluorotitanium complex.

水溶性金属化合物(F)としてHfを用いる場合には、具体的には、硝酸ハフニウム、酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、塩化ハフニウム、フルオロハフニウム及びフルオロハフニウム錯塩等が挙げられる。   When Hf is used as the water-soluble metal compound (F), specific examples include hafnium nitrate, hafnium oxide, hafnium silicate, hafnium chloride, fluorohafnium, and fluorohafnium complex salts.

<2−4.カチオン電着塗料組成物に含まれるその他の原料>
本発明のカチオン電着塗料組成物は、上述の樹脂エマルションと可溶型Bi(C)を含むものであれば特に制限されるものではなく、その他の原料が含まれていてもよい。他の原料としては、例えば、液体媒体(好適には水)を始め、顔料ペースト(顔料とその顔料を分散させるための樹脂を含む)、有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、中和酸等の、カチオン電着塗料に使用されている添加剤を挙げることができる。
<2-4. Other raw materials contained in cationic electrodeposition coating composition>
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention is not particularly limited as long as it contains the above-described resin emulsion and soluble Bi (C), and may contain other raw materials. Other raw materials include, for example, liquid media (preferably water), pigment pastes (including pigments and resins for dispersing the pigments), organic solvents, surfactants, antifoaming agents, neutralizing acids Examples thereof include additives used in cationic electrodeposition coatings.

<2−5.樹脂エマルションの製造方法>
樹脂エマルションは、例えば、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)との混合物に中和酸を添加して撹拌混合した後、水で希釈することにより作製することができる。中和酸としては、アミノ基変性エポキシ樹脂(A)におけるアミノ基をカチオン化することができるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ギ酸、酢酸、乳酸、スルファミン酸、メタンスルホン酸等の有機カルボン酸を用いる事ができる。これらのうち、より安定な低アミン価樹脂エマルションを作製することが可能なメタンスルホン酸等の強酸を用いることが望ましい。これらの酸は単独で用いることもできるし、2種以上用いることも可能である。2種以上の酸を用いる場合は、それぞれを別々に添加しても同時に添加してもよい。なお、カチオン化は全てのアミノ基に対して行ってもよいし、一部のアミノ基に対して行ってもよい。
<2-5. Manufacturing method of resin emulsion>
The resin emulsion can be prepared, for example, by adding a neutralizing acid to a mixture of the amino group-modified epoxy resin (A) and the curing agent (B), stirring and mixing, and then diluting with water. The neutralizing acid is not particularly limited as long as it can cationize the amino group in the amino group-modified epoxy resin (A). For example, formic acid, acetic acid, lactic acid, sulfamic acid, methanesulfonic acid An organic carboxylic acid such as can be used. Of these, it is desirable to use a strong acid such as methanesulfonic acid that can produce a more stable low amine resin emulsion. These acids can be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types of acids, they may be added separately or simultaneously. The cationization may be performed on all amino groups or a part of amino groups.

カチオン化に用いる酸の量は、特に限定されるものではないが、少ない場合は、水分散性を付与するカチオンが少なくなりエマルションが成立しない場合があり、一方、多い場合は、エマルションの電気伝導度が高まり、該エマルションを含むカチオン電着塗料組成物によって形成される塗膜の外観が悪化する恐れがあるため、カチオン電着塗料組成物の電気伝導度が1000μS/cmから2000μS/cmになるように酸の量を適宜調整することが好ましい。   The amount of acid used for cationization is not particularly limited. However, when the amount is small, cations imparting water dispersibility may be reduced and the emulsion may not be formed. The degree of electrical conductivity of the cationic electrodeposition coating composition is changed from 1000 μS / cm to 2000 μS / cm, because the appearance of the coating film formed by the cationic electrodeposition coating composition containing the emulsion may be deteriorated. Thus, it is preferable to appropriately adjust the amount of acid.

<2−6.カチオン電着塗料組成物の製造方法>
本発明に係るカチオン電着塗料組成物は、上記樹脂エマルションに、可溶性Bi、必要に応じて、上述の、水溶性金属化合物(D)、液体媒体、顔料ペースト、有機溶剤、界面活性剤、消泡剤等を攪拌混合することにより、製造することができる。なお、カチオン電着塗料組成物は、希釈前の高濃度のものであっても、高濃度のものを適宜脱イオン水等で希釈して所望の濃度に調整した低濃度のものであってもよい。
<2-6. Method for producing cationic electrodeposition coating composition>
The cationic electrodeposition coating composition according to the present invention contains soluble Bi in the resin emulsion, and, if necessary, the above-mentioned water-soluble metal compound (D), liquid medium, pigment paste, organic solvent, surfactant, It can be produced by stirring and mixing a foaming agent and the like. The cationic electrodeposition coating composition may have a high concentration before dilution, or a low concentration adjusted to a desired concentration by appropriately diluting a high concentration with deionized water or the like. Good.

<2−7.カチオン電着塗料組成物の液性>
{2−7−1.カチオン電着塗料組成物のpH}
本発明に係るカチオン電着塗料組成物のpHは、特に制限されるものではないが、2.0以上7.0以下の範囲内であることが好ましく、3.0以上6.5以下の範囲内であることがより好ましい。この範囲内で用いることにより、カチオン電着塗料組成物によるカチオン電着塗装前に、化成処理液による化成処理を行っても、化成処理液及び化成処理によってエッチングされた金属等のコンタミによる悪影響を防ぐことができる。pHの調整に用いることのできる物質には特に制限はなく、公知の酸や塩基を用いて行なうことができるが、例えば蟻酸、酢酸、乳酸、硝酸、スルファミン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の酸、及びアンモニア水、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の塩基を適宜用いることができる。なお、本明細書におけるpH値は、市販のpHメーターを用い、25℃で測定した値を示す。
<2-7. Liquidity of cationic electrodeposition coating composition>
{2-7-1. PH of cationic electrodeposition coating composition}
The pH of the cationic electrodeposition coating composition according to the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 2.0 or more and 7.0 or less, and in the range of 3.0 or more and 6.5 or less. More preferably, it is within. By using within this range, even if the chemical conversion treatment with the chemical conversion treatment solution is performed before the cationic electrodeposition coating with the cationic electrodeposition coating composition, there is an adverse effect due to contamination of the chemical conversion treatment solution and the metal etched by the chemical conversion treatment. Can be prevented. The substance that can be used for pH adjustment is not particularly limited, and can be performed using a known acid or base. For example, formic acid, acetic acid, lactic acid, nitric acid, sulfamic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, etc. And bases such as aqueous ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine can be used as appropriate. In addition, the pH value in this specification shows the value measured at 25 degreeC using the commercially available pH meter.

{2−7−2.カチオン電着塗料組成物の電気伝導度}
カチオン電着塗料組成物の25℃における電気伝導度は、1000μS/cmから2000μS/cmであることが好ましい。なお、電気伝導度は、市販の電気伝導率計(例えば、東亜DKKのマルチ水質計MM−60R等)を用いて測定することができる。
{2-7-2. Electrical conductivity of cationic electrodeposition coating composition}
The electrical conductivity at 25 ° C. of the cationic electrodeposition coating composition is preferably 1000 μS / cm to 2000 μS / cm. The electrical conductivity can be measured using a commercially available electrical conductivity meter (for example, Toa DKK multi-water quality meter MM-60R).

≪3.カチオン電着塗装≫
{3−1.カチオン電着塗装方法}
本発明の処理方法は、(第一工程)被処理金属を本発明の金属表面処理剤に浸漬し、被処理金属基材上にBi皮膜を主成分とする皮膜を形成させ、(第二工程)その後、陰極電解によってアミン変性エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)を主に含む樹脂膜を、Bi皮膜上に形成させる方法である。以下にそれぞれについて具体的に説明する。
≪3. Cationic electrodeposition coating >>
{3-1. Cationic electrodeposition coating method}
In the treatment method of the present invention (first step), a metal to be treated is immersed in the metal surface treatment agent of the present invention to form a film mainly composed of a Bi film on the metal substrate to be treated (second process). Thereafter, a resin film mainly containing the amine-modified epoxy resin (A) and the curing agent (B) is formed on the Bi film by cathodic electrolysis. Each will be described in detail below.

{3−1−1.第一工程の処理方法}
第一工程は、本発明に係るカチオン電着塗料組成物に被処理金属を浸漬し、無通電、すなわち化成反応でBiを主成分とする皮膜を形成させる工程である。Biは一般的な自動車材料である鉄鋼、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム合金よりも貴な金属であり、これら金属に対しては酸化還元反応によりBi皮膜が析出する。浸漬時間は、3〜600秒が好ましい。
{3-1-1. Processing method of the first step}
The first step is a step of immersing the metal to be treated in the cationic electrodeposition coating composition according to the present invention to form a film containing Bi as a main component by non-energization, that is, a chemical conversion reaction. Bi is a noble metal rather than steel, galvanized steel sheet, and aluminum alloy, which are general automobile materials, and a Bi film is deposited on these metals by an oxidation-reduction reaction. The immersion time is preferably 3 to 600 seconds.

{3−1−2.第二工程の処理方法}
第二工程は、被塗物を陰極とし、50Vから400V、好ましくは100Vから300Vの条件で通電することによって行うことができる。カチオン電着塗装時のカチオン電着塗料組成物を含む塗料浴は、通常10℃から50℃の範囲内であり、好ましくは15℃から40℃の範囲内であるが、これらの温度に限定されるものではない。なお、カチオン電着塗装後は、形成された塗膜を硬化させるため、乾燥工程を実施する。塗膜の乾燥は、例えば、塗装物表面温度で約100℃から約200℃の温度範囲内で行うことが好ましく、約140℃から約180℃の温度範囲内で行うことがより好ましい。このように、塗膜を乾燥させて硬化させることにより、本発明のカチオン電着塗料組成物で塗装された物品を得ることが出来る。なお、カチオン電着塗装工程と乾燥工程との間に、必要に応じて水洗工程を設けてもよい。水洗工程は、例えば、限外濾過液、逆浸透透過水、工業用水、純水等を用いて行うことができる。
{3-1-2. Processing method of the second step}
The second step can be carried out by applying an electric current under the condition of 50 to 400 V, preferably 100 to 300 V, with the object to be coated as a cathode. The coating bath containing the cationic electrodeposition coating composition at the time of cationic electrodeposition coating is usually in the range of 10 ° C to 50 ° C, preferably in the range of 15 ° C to 40 ° C, but is limited to these temperatures. It is not something. In addition, after a cationic electrodeposition coating, in order to harden the formed coating film, a drying process is implemented. The coating film is preferably dried, for example, within a temperature range of about 100 ° C. to about 200 ° C., and more preferably within a temperature range of about 140 ° C. to about 180 ° C. Thus, the article coated with the cationic electrodeposition coating composition of the present invention can be obtained by drying and curing the coating film. In addition, you may provide a water-washing process as needed between a cationic electrodeposition coating process and a drying process. The water washing step can be performed using, for example, ultrafiltrate, reverse osmosis permeated water, industrial water, pure water or the like.

上記カチオン電着塗装方法により形成される塗膜の厚さは、特に制限はないが、5μm以上50μm以下が好ましく、10μm以上40μm以下がより好ましい。この範囲内であることにより、優れた耐食性を得ることができる。なお、塗膜厚は、素地金属が磁性金属であれば電磁誘導式膜厚計、素地金属が非磁性金属であれば過電流式膜厚計により測定することができる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the coating film formed by the said cation electrodeposition coating method, 5 micrometers or more and 50 micrometers or less are preferable, and 10 micrometers or more and 40 micrometers or less are more preferable. By being in this range, excellent corrosion resistance can be obtained. The coating thickness can be measured by an electromagnetic induction film thickness meter if the base metal is a magnetic metal, or by an overcurrent film thickness meter if the base metal is a nonmagnetic metal.

{3−2.カチオン電着塗装対象物}
本発明に係るカチオン電着塗料組成物は、電着可能なものであれば特に対象物に制限はなく、例えば、冷延鋼材、亜鉛系めっき鋼材(例えば、合金化溶融亜鉛めっき鋼材、溶融亜鉛めっき鋼材、電気亜鉛めっき鋼材)、アルミニウム鋼材、アルミニウム材、マグネシウム材等の金属材料に適用することができる。これらの金属材料は、必要に応じて、アルカリ脱脂等により表面洗浄処理を行ったもの、であってもよい。なお、上記カチオン電着塗料組成物を用いたカチオン電着塗装方法は、ピンホールが特に発生し易い亜鉛系めっき鋼板に特に有用である。また、これら金属材料は、例えば自動車ボディ、自動車部品、家庭用機器等に適用できるように加工されているものでもよい。
{3-2. Cationic electrodeposition coating object}
The cationic electrodeposition coating composition according to the present invention is not particularly limited as long as it can be electrodeposited. For example, cold-rolled steel materials, zinc-based plated steel materials (for example, alloyed hot-dip galvanized steel materials, hot-dip zinc) It can be applied to metal materials such as plated steel materials, electrogalvanized steel materials), aluminum steel materials, aluminum materials, and magnesium materials. These metal materials may be those subjected to surface cleaning treatment by alkali degreasing or the like, if necessary. The cationic electrodeposition coating method using the cationic electrodeposition coating composition is particularly useful for a zinc-based plated steel sheet in which pinholes are particularly likely to occur. In addition, these metal materials may be processed so as to be applicable to, for example, automobile bodies, automobile parts, household equipment, and the like.

以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例で使用した被処理素材、脱脂剤、及び塗料は市販されている材料の中から任意に選定したものであり、本発明の表面処理用組成物、表面処理用処理液、及び表面処理方法の実際の用途を限定するものではない。また、特記しない限り、%及び部は、質量%及び質量部をそれぞれ意味する。以下、配合に用いた原料を表1〜4に示した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the to-be-processed raw material, degreasing agent, and coating material which were used in the Examples were arbitrarily selected from commercially available materials, and the surface treatment composition, the surface treatment solution, and the surface of the present invention The actual use of the processing method is not limited. Unless otherwise specified,% and part mean mass% and part by mass, respectively. The raw materials used for the blending are shown in Tables 1 to 4 below.

≪変性エポキシ樹脂(A1)の製造≫
<製造例1>
温度計、還流冷却管、及び攪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プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂a1−1:100.02g、ビスフェノール化合物a2−1:161.46g、ジエポキシ樹脂a3−1:638.5g、ジカルボン酸a4−1:100.02g及びジメチルベンジルアミン0.75gを加え、130℃でエポキシ当量が2000になるまで反応させ、ブチルセロソルブを440.08g加えて反応を停止し、変性エポキシ樹脂No.1を得た。
≪Production of modified epoxy resin (A1) ≫
<Production example 1>
Propylene oxide-added diepoxy resin a1-1: 100.02 g, bisphenol compound a2-1: 161.46 g, diepoxy resin a3-1: A separable flask having an internal volume of 2 liters equipped with a thermometer, a reflux condenser, and a stirrer. 638.5 g, dicarboxylic acid a4-1: 100.02 g and dimethylbenzylamine 0.75 g were added, reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent reached 2000, and 440.08 g of butyl cellosolve was added to stop the reaction. Resin No. 1 was obtained.

表5〜8に示した組成に基づき、同表に示したエポキシ当量となるようにした以外は、製造例1と同様にして、変性エポキシNo.2からNo.51を製造した。   Based on the compositions shown in Tables 5 to 8, modified epoxy No. 1 was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the epoxy equivalents shown in the same table were used. 2 to No. 51 was produced.

アミノ基変性エポキシ樹脂(A)の製造
<製造例52>
温度計、還流冷却器、及び攪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変性エポキシ樹脂No.1:1000.0g、ジエタノールアミン:20.11g加え90℃で4時間反応させ固形分70%のアミノ基変性エポキシ樹脂No.1を得た。この樹脂のアミン価は15.0mgKOH/gであった。
≪Production of amino group-modified epoxy resin (A)
<Production Example 52>
A modified epoxy resin No. 2 was added to a 2 liter separable flask equipped with a thermometer, a reflux condenser, and a stirrer. 1: 1000.0 g, diethanolamine: 20.11 g were added and reacted at 90 ° C. for 4 hours to react with amino group-modified epoxy resin No. 1 was obtained. The amine value of this resin was 15.0 mgKOH / g.

<製造例53〜110>
製造例52と同様にして、表9〜12に示した組成に基づき、アミノ基変性エポキシ樹脂No.2からNo.59を得た。なお、各製造例におけるアミン価は、同表に示す通りである。
<Production Examples 53 to 110>
In the same manner as in Production Example 52, based on the compositions shown in Tables 9 to 12, amino group-modified epoxy resin No. 2 to No. 59 was obtained. The amine value in each production example is as shown in the same table.

ブロック化ポリイソシアネート型硬化剤(B)の製造
反応容器中にコスモネートM−200(商品名、三井化学社製 クルードMDI):678.4gにメチルイソブチルケトン:115.6g加え70℃に昇温した後、ブチルセロソルブ706.0gをゆっくり滴下し、滴下終了後90℃に昇温した。90℃の条件下で12時間反応させブロック化ポリイソシアネート型硬化剤を得た。赤外吸収スペクトル測定を行ったところ、未反応のイソシアネート基由来の吸収が見られず、イソシアネートが完全にブロック化されたことが確認できた。
≪Production of blocked polyisocyanate type curing agent (B)
In a reaction vessel, Cosmonate M-200 (trade name, Crude MDI manufactured by Mitsui Chemicals): 678.4 g and methyl isobutyl ketone: 115.6 g were added and the temperature was raised to 70 ° C., and then 706.0 g of butyl cellosolve was slowly added dropwise. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 90 ° C. A blocked polyisocyanate type curing agent was obtained by reacting at 90 ° C. for 12 hours. When infrared absorption spectrum measurement was performed, absorption derived from unreacted isocyanate groups was not observed, and it was confirmed that the isocyanate was completely blocked.

≪樹脂エマルションの製造≫
<製造例111 エマルションNo.1の製造例>
製造例52で得られたアミノ基変性エポキシ樹脂No.1を650.0g、ブロック化ポリイソシアネート化合物を200.0g混合し、さらにメタンスルホン酸10.0gを配合して均一に撹拌した後、脱イオン水1094.0gを強く撹拌しながら約10分間かけて投入して固形分33%のエマルションNo.1を得た。
≪Manufacture of resin emulsion≫
<Production Example 111 Emulsion No. Example 1>
Amino group-modified epoxy resin No. obtained in Production Example 52 650.0 g of 1 and 200.0 g of blocked polyisocyanate compound were mixed, and 10.0 g of methanesulfonic acid was mixed and stirred uniformly. Then, 1094.0 g of deionized water was stirred for about 10 minutes while stirring vigorously. Emulsion No. 33 with a solid content of 33%. 1 was obtained.

<製造例112〜169 エマルションNo.2からNo.59の製造例>
製造例106と同様にして、表13〜16に示した組成に基づき、エマルションNo.2からNo.59を得た。
<Production Examples 112-169 Emulsion No. 2 to No. 59 Production Examples>
In the same manner as in Production Example 106, based on the compositions shown in Tables 13 to 16, emulsion No. 2 to No. 59 was obtained.

≪30%第四級塩化エポキシ樹脂の製造≫
温度計、還流冷却管、及び攪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jER#828(商品名、ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ当量180)を134.9g、ビスフェノールAを80.94g、ジメチルベンジルアミンを0.1g加え、130℃でエポキシ当量が1000になるまで反応を行った。反応終了後にブチルセロソルブ71.7gを加え、さらにジメチルアミノエタノール13.16g、90%乳酸を14.79g加えて90℃で1時間反応を行った。反応後、脱イオン水613.36gを強く撹拌しながら約1時間かけて滴下し、固形分30%の第四級塩化エポキシ樹脂を製造した。
≪Manufacture of 30% quaternary chlorinated epoxy resin≫
In a 2 liter separable flask equipped with a thermometer, a reflux condenser, and a stirrer, 134.9 g of jER # 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin, epoxy equivalent 180), 80.94 g of bisphenol A, 0.1 g of dimethylbenzylamine was added, and the reaction was performed at 130 ° C. until the epoxy equivalent reached 1000. After completion of the reaction, 71.7 g of butyl cellosolve was added, 13.16 g of dimethylaminoethanol and 14.79 g of 90% lactic acid were added, and the reaction was carried out at 90 ° C. for 1 hour. After the reaction, 613.36 g of deionized water was added dropwise over about 1 hour with vigorous stirring to produce a quaternary chlorinated epoxy resin having a solid content of 30%.

≪顔料ペーストの製造≫
30%の第四級塩化エポキシ樹脂16.6gに対し、精製クレー7.0g、カーボンブラック0.3g、白色着色顔料3.0g、ジオクチル錫ジオキサイド1.0g及び脱イオン水を加え、ボールミルにて20時間分散し、固形分50%の顔料ペーストを得た。
≪Manufacture of pigment paste≫
To 16.6 g of 30% quaternary chloride epoxy resin, 7.0 g of purified clay, 0.3 g of carbon black, 3.0 g of white coloring pigment, 1.0 g of dioctyltin dioxide and deionized water were added to a ball mill. For 20 hours to obtain a pigment paste having a solid content of 50%.

≪Bi添加剤の製造≫
酸化ビスマスを55.7g、HEDTAを133.0g、脱イオン水を811.3g混合し、酸化ビスマスが溶解するまで撹拌し、5%Bi水溶液を得た。
≪Manufacture of Bi additive≫
55.7 g of bismuth oxide, 133.0 g of HEDTA, and 811.3 g of deionized water were mixed and stirred until bismuth oxide was dissolved to obtain a 5% Bi aqueous solution.

≪処理液作製≫
製造したエマルションを固形分16.0%、顔料ペーストを固形分4.0%となる量を配合した。なお、それぞれの濃度は脱イオン水を用いて希釈調整した。次いで、Bi添加剤、水溶性金属化合物(D)を所定の金属濃度となるように適宜配合した。ここで、水溶性金属化合物(D)として、6フッ化ジルコニウム酸及び6フッ化チタン酸を用いた。
≪Processing liquid preparation≫
The produced emulsion was blended in such an amount that the solid content was 16.0% and the pigment paste was 4.0% solid content. Each concentration was diluted with deionized water. Subsequently, the Bi additive and the water-soluble metal compound (D) were appropriately blended so as to obtain a predetermined metal concentration. Here, hexafluorozirconic acid and hexafluorotitanic acid were used as the water-soluble metal compound (D).

≪試験板の作製≫
試験板として、冷延鋼板:SPCC(JIS3141)70×150×0.8mm(以下SPCと略す)を用い、あらかじめその表面を日本パーカライジング社製アルカリ脱脂剤「FC−E2001」を使用して、120秒間スプレー処理することにより脱脂処理した。
脱脂処理後30秒間スプレー水洗したSPCを、それぞれ別に用意した実施例及び比較例に係る金属表面処理剤に、1工程目として120秒間無通電浸漬し、引き続き200V×180秒間(そのうち初めの30秒は7V/秒の昇圧速度で200Vまで昇圧)電着処理し、脱イオン水で水洗後、180℃×20分焼き付けることで、塗膜厚15μmの試験片を得た。
≪Preparation of test plate≫
Cold rolled steel plate: SPCC (JIS 3141) 70 × 150 × 0.8 mm (hereinafter abbreviated as SPC) is used as a test plate, and the surface is used in advance using an alkaline degreasing agent “FC-E2001” manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. Degreased by spraying for 2 seconds.
After degreasing treatment, SPC which was washed with spray water for 30 seconds was immersed in a metal surface treatment agent according to Examples and Comparative Examples prepared separately for 120 seconds as a first step, followed by 200 V × 180 seconds (of which the first 30 seconds) Was boosted to 200 V at a pressure increase rate of 7 V / second), washed with deionized water, and baked at 180 ° C. for 20 minutes to obtain a test piece having a coating thickness of 15 μm.

≪各種評価試験≫
それぞれの評価において、○以上を合格とする。
≪Various evaluation tests≫
In each evaluation, a score of ○ or higher is acceptable.

<電着付き廻り性試験方法及び評価方法>
4枚ボックスによる電着付き廻り性試験方法(例えば、特開2010−90409号公報の段落0085〜0090等を参照)に従い、塗装付き廻り性試験方法を実施した。実施に際し、対極としては、片面(4枚ボックスと対向する面の逆面)を絶縁テープでシールした70×150×0.5mmのステンレス板(SUS304)を用いた。また、処理液の液面を、試験片及び対極が90mm浸漬される位置に調整した。処理液の温度は30℃に保持し、処理液はスターラーにて撹拌した。
<Testing method and evaluation method for electrodeability with electrodeposition>
In accordance with a method for testing the ability to rotate with electrodeposition using a four-sheet box (see, for example, paragraphs 0085 to 0090 of JP 2010-90409 A), a method for testing the ability to rotate with coating was performed. In the implementation, a 70 × 150 × 0.5 mm stainless steel plate (SUS304) having one surface (the opposite surface opposite to the surface facing the four boxes) sealed with an insulating tape was used as the counter electrode. Further, the liquid level of the treatment liquid was adjusted to a position where the test piece and the counter electrode were immersed 90 mm. The temperature of the treatment liquid was maintained at 30 ° C., and the treatment liquid was stirred with a stirrer.

このような状態で、対極を陽極とした陰極電解法により、4枚ボックスの試験片の表面に塗膜を電解析出させた。具体的な電解条件は、整流器を用い、所定の電圧にて180秒間陰極電解した。電圧は、4枚ボックスの対極と最も近い試験片の、対極と対向する面の塗膜厚さ15μmになるように調整した。続いて、それぞれの試験片を水洗した後、180℃で26分間焼き付け、塗膜を形成させた。   In such a state, a coating film was electrolytically deposited on the surface of a test piece of four boxes by a cathodic electrolysis method using the counter electrode as an anode. Specific electrolysis conditions were cathodic electrolysis using a rectifier at a predetermined voltage for 180 seconds. The voltage was adjusted so that the coating thickness on the surface facing the counter electrode of the test piece closest to the counter electrode of the 4-box was 15 μm. Subsequently, each test piece was washed with water and then baked at 180 ° C. for 26 minutes to form a coating film.

そして、対極から最も離れた試験板の対極面側に形成された塗膜の膜厚を電磁式膜厚計(試験片がSPC又はGAの場合)又は渦電流式膜厚計(試験片がALの場合)を用いて測定した。対極から最も離れた試験片の対極面側に形成された塗膜の厚さは、無作為に選らんだ10箇所の膜厚を測定し、その平均値を算出することにより得た。その後、対極に最も近い試験片の対局面側に形成された塗膜厚に対する、対極から最も離れた試験片の対極面側に形成された塗膜厚の割合を算出し、以下の評価基準に基づいて電着付き廻り性を評価した。   And the film thickness of the coating film formed on the counter electrode side of the test plate farthest from the counter electrode is measured with an electromagnetic film thickness meter (when the test piece is SPC or GA) or an eddy current film thickness meter (the test piece is AL ). The thickness of the coating film formed on the counter electrode side of the test piece furthest away from the counter electrode was obtained by measuring the film thickness at 10 randomly selected locations and calculating the average value. Then, calculate the ratio of the coating thickness formed on the counter electrode side of the test piece furthest away from the counter electrode to the coating thickness formed on the counter phase side of the test piece closest to the counter electrode, and Based on this, the recyclability with electrodeposition was evaluated.

◎:65%以上
○:50%以上65%未満
△:20%以上50%未満
×:20%未満
◎: 65% or more ○: 50% or more and less than 65% △: 20% or more and less than 50% ×: less than 20%

<合金化溶融亜鉛めっき鋼板の耐ガスピンホール性>
前記《試験板の作成》における方法で、冷延鋼板の替わりに合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用い、化成処理後の水洗を実施し、電着塗料浴(30℃)の陰極として浸漬して200Vにて電着塗装して膜厚15μmとした。得られた塗膜を180℃で20分間焼き付け硬化を行った後、その中のピンホールの数を数え、下記の基準で評価した。
<Gas pinhole resistance of galvannealed steel sheet>
Using the method described in << Preparation of test plate >>, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet is used in place of a cold-rolled steel sheet, and water washing after chemical conversion treatment is performed, and it is immersed as a cathode of an electrodeposition paint bath (30 ° C.) to 200V. The film thickness was 15 μm. After the obtained coating film was baked and cured at 180 ° C. for 20 minutes, the number of pinholes therein was counted and evaluated according to the following criteria.

◎:ピンホールの発生なし
○:ピンホールが1個発生しているが、中塗り塗膜で隠ぺいできる程度で問題無
△:ピンホールが2から9個発生
×:ピンホールが10個以上発生
◎: No pinholes are generated. ○: One pinhole is generated, but there is no problem as long as it can be covered with an intermediate coating film. △: Two to nine pinholes are generated. ×: Ten or more pinholes are generated.

<電着塗膜の表面粗度>
乾燥塗膜厚15μmの電着塗膜をJIS B 0601に準じて、東京精密のサーフコム570Aを用いて中心線表面粗さ(Ra)を測定し、下記の基準で評価した。なお、カットオフ値λcは0.8mm、λsは2.5μmとした。
<Surface roughness of electrodeposition coating film>
The electrodeposition coating film having a dry coating thickness of 15 μm was measured for the centerline surface roughness (Ra) by using Surfcom 570A of Tokyo Seimitsu according to JIS B 0601 and evaluated according to the following criteria. The cut-off value λc was 0.8 mm and λs was 2.5 μm.

◎:Ra値が0.20未満
○:Ra値が0.20以上で、且つ0.50未満
△:Ra値が0.50以上で、且つ0.70未満
×:Ra値が0.70以上
◎: Ra value is less than 0.20 ○: Ra value is 0.20 or more and less than 0.50 Δ: Ra value is 0.50 or more and less than 0.70 x: Ra value is 0.70 or more

<防食性>
塩水噴霧試験(SST)
乾燥塗膜厚15μmのカチオン電着塗膜試験板の素地に達するように塗膜にカッターナイフでクロスカット傷を入れ、JIS Z−2371に準じて、35℃ソルトスプレー試験を840時間行い、カット部からの錆、膨れ幅によって、下記の基準で評価した。
<Anticorrosion>
Salt spray test (SST)
Cut the cut film with a cutter knife so as to reach the base of the cationic electrodeposition film test plate with a dry film thickness of 15 μm, and perform a 35 ° C. salt spray test for 840 hours according to JIS Z-2371. Evaluation was made according to the following criteria based on rust and swelling width from the part.

◎:錆、膨れの最大幅がカット部より2.0mm以下(片側)
○:錆、膨れの最大幅がカット部より2.0mmを超え、且つ3.0mm以下(片側)
△:錆、膨れの最大幅がカット部より3.0mmを超え、且つ3.5mm以下(片側)
×:錆、膨れの最大幅がカット部より3.5mmを超える(片側)
A: Maximum width of rust and swelling is 2.0 mm or less from cut (one side)
○: The maximum width of rust and swelling exceeds 2.0 mm from the cut part, and 3.0 mm or less (one side)
Δ: The maximum width of rust and swelling exceeds 3.0 mm from the cut part and is 3.5 mm or less (one side)
X: The maximum width of rust and swelling exceeds 3.5 mm from the cut part (one side)

複合腐食サイクル試験(CCT)
表面処理した試験板にクロスカットを施し、JASO−M609−91に則り複合サイクル試験を100サイクル実施した。試験終了後、クロスカット部からの片側最大膨れ幅(又は錆幅)を測定し、以下の判定基準で評価した。
Combined corrosion cycle test (CCT)
A cross-cut was applied to the surface-treated test plate, and a combined cycle test was performed 100 cycles in accordance with JASO-M609-91. After completion of the test, the one-side maximum swollen width (or rust width) from the crosscut portion was measured and evaluated according to the following criteria.

◎:錆、膨れの最大幅がカット部より2.0mm以下(片側)
○:錆、膨れの最大幅がカット部より2.0mmを超え、且つ5.0mm以下(片側)
△:錆、膨れの最大幅がカット部より5.0mmを超え、且つ10.0mm以下(片側)
×:錆、膨れの最大幅がカット部より10.0mmを超える(片側)
A: Maximum width of rust and swelling is 2.0 mm or less from cut (one side)
○: The maximum width of rust and swelling exceeds 2.0 mm from the cut part and is 5.0 mm or less (one side)
Δ: The maximum width of rust and swelling exceeds 5.0 mm from the cut part and is 10.0 mm or less (one side)
X: The maximum width of rust and swelling exceeds 10.0 mm from the cut part (one side)

表17〜19に実施例1から64及び比較例1から16の組成物で得られた皮膜の評価結果を示した。実施例1から64は全ての水準において得られた電着付き廻り性、塗膜外観は共に良好であり、それらの両立を果たした。また防食性試験においても良好な結果を示した。なお、得られたエマルションの安定性も優れていた。対して比較例1から16は電着付き廻り性、塗膜外観、耐食性全てに劣る結果であった。なお、表17〜19において、「Biイオン濃度(ppm)」とは、可溶型Biの、金属Bi元素としての含有量(mg/L)であり、「水溶性金属化合物(ppm)」とは、水溶性金属化合物(D)の、金属元素としての含有量(mg/L)である。   Tables 17 to 19 show the evaluation results of the films obtained with the compositions of Examples 1 to 64 and Comparative Examples 1 to 16. In Examples 1 to 64, the wearability with electrodeposition and the appearance of the coating film obtained at all levels were good, and both were achieved. In the anticorrosion test, good results were shown. The stability of the obtained emulsion was also excellent. On the other hand, Comparative Examples 1 to 16 were inferior in all of the electrodepositability, coating appearance, and corrosion resistance. In Tables 17 to 19, “Bi ion concentration (ppm)” is the content (mg / L) of soluble Bi as metal Bi element, and “water-soluble metal compound (ppm)” Is the content (mg / L) of the water-soluble metal compound (D) as a metal element.

以上より、本発明の効果は明らかである。 From the above, the effects of the present invention are clear.

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Claims (11)

アミノ基変性エポキシ樹脂(A)と該アミノ基変性エポキシ樹脂(A)を架橋し得る硬化剤(B)とを含む樹脂エマルションと、可溶型Bi(C)と、を含むカチオン電着塗料組成物であって、
前記アミノ基変性エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂(A1)とアミン化合物(A2)を反応させて得られ、
前記エポキシ樹脂(A1)は、
式(1)で示されるプロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)と、
ビスフェノール化合物(a2)と、
式(1)とは異なるジエポキシ樹脂(a3)と、
2つのカルボキシル基が少なくとも1個の炭素原子を介して結合されているジカルボン酸(a4)と、
を反応させて得られる、カチオン電着塗料組成物。
Figure 2017082034
[式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい炭素数3〜10のアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロヘキシレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基、又は−Ra−Rb−Rc−であり、Ra及びRcは、シクロヘキシレン基又はフェニレン基であり、Rbは、1又は2個の置換基を有していてもよいメチレン基であり、m及びnは、相互に独立しており、1〜20のいずれかの整数である]
Cationic electrodeposition coating composition comprising a resin emulsion containing an amino group-modified epoxy resin (A) and a curing agent (B) capable of crosslinking the amino group-modified epoxy resin (A), and a soluble Bi (C) A thing,
The amino group-modified epoxy resin (A) is obtained by reacting an epoxy resin (A1) with an amine compound (A2),
The epoxy resin (A1) is
A propylene oxide-added diepoxy resin (a1) represented by the formula (1);
A bisphenol compound (a2);
A diepoxy resin (a3) different from the formula (1);
A dicarboxylic acid (a4) in which two carboxyl groups are bonded via at least one carbon atom;
A cationic electrodeposition coating composition obtained by reacting.
Figure 2017082034
[In Formula (1), R1 may have a C3-C10 alkylene group which may have a substituent, a cyclohexylene group which may have a substituent, and a substituent. A phenylene group, or -Ra-Rb-Rc-, wherein Ra and Rc are a cyclohexylene group or a phenylene group, Rb is a methylene group optionally having one or two substituents; m and n are mutually independent and are any integers of 1-20]
前記ジエポキシ樹脂(a3)が、式(2)で示される化合物である、請求項1に記載のカチオン電着塗料組成物。
Figure 2017082034
[式(2)中、R3及びR4は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、フェニレン基、及びシクロヘキシレン基から選ばれ、X及びYは、それぞれ独立に水素原子及びアルキル基から選ばれる]
The cationic electrodeposition coating composition of Claim 1 whose said diepoxy resin (a3) is a compound shown by Formula (2).
Figure 2017082034
[In Formula (2), R 3 and R 4 are each independently selected from a single bond, an alkylene group, a phenylene group, and a cyclohexylene group, and X 1 and Y 1 are each independently selected from a hydrogen atom and an alkyl group. ]
前記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)のR1が、式(3)で示されるビスシクロヘキシレン基、式(4)で示されるビスフェニレン基、及び式(5)で示されるフェニレン基のいずれか1種であり、且つ、式(1)におけるm及びnは、相互に独立しており、1〜5のいずれかの整数である、請求項1又は2に記載のカチオン電着塗料組成物。
Figure 2017082034
[式(3)、(4)及び(5)中、X、X、Y及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基及びフェニル基から選ばれ、X及びYは、互いに独立に水素原子、アルキル基、フェニル基、アルコキシル基及びヒドロキシル基から選ばれる]
R1 of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1) is any one of a biscyclohexylene group represented by the formula (3), a bisphenylene group represented by the formula (4), and a phenylene group represented by the formula (5). The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein the cationic electrodeposition coating composition is a seed and m and n in the formula (1) are independent of each other and are integers of 1 to 5.
Figure 2017082034
[In the formulas (3), (4) and (5), X 2 , X 3 , Y 2 and Y 3 are independently selected from a hydrogen atom, an alkyl group and a phenyl group, and X 4 and Y 4 are Independently selected from hydrogen atom, alkyl group, phenyl group, alkoxyl group and hydroxyl group]
前記ジカルボン酸(a4)は、2つのカルボキシル基が炭素数1〜20個のアルキレン基を介して結合される化合物であり、前記アルキレン基はアルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基又はメチレン基を有していてもよく、また、前記アルキレン基の炭素数が2〜20個である場合、隣り合う炭素原子を介して環を構成してもよく、前記環はアルキル基及びアルケニル基から選択される1又は2以上の置換基を有していてもよい、請求項1から3のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物。   The dicarboxylic acid (a4) is a compound in which two carboxyl groups are bonded via an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and the alkylene group has an alkyl group, an alkenyl group, an alkadienyl group, or a methylene group. In addition, when the alkylene group has 2 to 20 carbon atoms, a ring may be formed through adjacent carbon atoms, and the ring is selected from an alkyl group and an alkenyl group. Or the cationic electrodeposition coating composition as described in any one of Claim 1 to 3 which may have a 2 or more substituent. 前記エポキシ樹脂(A1)のエポキシ当量が1000から5000であり、且つ、前記アミノ基変性エポキシ樹脂(A)のアミン価が5から30である、請求項1から4のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物。   The epoxy equivalent of the epoxy resin (A1) is 1000 to 5000, and the amine value of the amino group-modified epoxy resin (A) is 5 to 30, according to any one of claims 1 to 4. Cationic electrodeposition coating composition. 前記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)の量が、前記プロピレンオキサイド付加ジエポキシ樹脂(a1)、前記ビスフェノール化合物(a2)、前記ジエポキシ樹脂(a3)及び前記ジカルボン酸(a4)の総質量に対して1から50質量%であり、且つ、前記ジカルボン酸(a4)の量が、前記総質量に対して1から20質量%である、請求項1から5のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物。   The amount of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1) is 1 with respect to the total mass of the propylene oxide-added diepoxy resin (a1), the bisphenol compound (a2), the diepoxy resin (a3), and the dicarboxylic acid (a4). The cationic electrodeposition coating material according to any one of claims 1 to 5, wherein the amount of the dicarboxylic acid (a4) is 1 to 20% by mass with respect to the total mass. Composition. 前記硬化剤(B)がブロック化ポリイソシアネート型硬化剤である、請求項1から6のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物。   The cationic electrodeposition coating composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the curing agent (B) is a blocked polyisocyanate type curing agent. 前記カチオン電着塗料組成物は、可溶型Bi(C)を、金属Bi元素として10から10,000mg/L含有する、請求項1から7のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物。   The cationic electrodeposition coating composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the cationic electrodeposition coating composition contains 10 to 10,000 mg / L of soluble Bi (C) as a metal Bi element. object. 更にZr、Ti及びHfからなる群より選ばれる1種又は2種以上の水溶性金属化合物(D)を、金属元素として合計で10から10,000mg/L含有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物。 Furthermore, 1 to 2 or more types of water-soluble metal compounds (D) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf are contained in a total amount of 10 to 10,000 mg / L as metal elements. The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1. 請求項1から9のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物に被処理金属を浸漬し、無通電で3〜600秒間浸漬することで前記被処理金属上にBiを主成分とする皮膜を形成させ、その後陰極電解によって前記アミノ基変性エポキシ樹脂及び前記硬化剤を主成分とする塗膜を前記被膜上に形成させる工程を含む金属表面処理方法。 A metal to be treated is immersed in the cationic electrodeposition coating composition according to any one of claims 1 to 9, and Bi is a main component on the metal to be treated by being immersed for 3 to 600 seconds without being energized. A metal surface treatment method comprising a step of forming a film, and then forming a coating film mainly composed of the amino group-modified epoxy resin and the curing agent on the film by cathodic electrolysis. 請求項1から9のいずれか一項に記載のカチオン電着塗料組成物に、化成処理を施していない金属被塗物を浸漬し電着塗装して得られる塗装物品。   A coated article obtained by immersing a metal coating not subjected to chemical conversion treatment in the cationic electrodeposition coating composition according to any one of claims 1 to 9, and performing electrodeposition coating.
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