JP2020100732A - Cationic electrodeposition coating composition and method for producing cationic electrodeposition coating film - Google Patents

Cationic electrodeposition coating composition and method for producing cationic electrodeposition coating film Download PDF

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洋平 田合
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Yuto Iwahashi
祐斗 岩橋
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Yasuhisa Mihara
康央 三原
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Ichiro Takeya
一朗 竹谷
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希美 戸谷
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Abstract

To provide a cationic electrodeposition coating composition, that can form a cationic electrodeposition coating film having excellent weather resistance.SOLUTION: Provided is a cationic electrodeposition coating composition, containing an amine-modified epoxy resin and a block polyisocyanate curing agent, and in which, in a molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography of the amine-modified epoxy resin, the ratio of the area of a number average molecular weight of 500 or less to the total area of the molecular weight distribution curve is less than 5.0%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、カチオン電着塗料組成物及びカチオン電着塗膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition and a method for producing a cationic electrodeposition coating film.

特許文献1には、水性媒体、水性媒体中に分散するか又は溶解した、カチオン性オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂及びブロックポリイソシアネート硬化剤を含むバインダー樹脂、カチオン性エポキシ樹脂を中和するための中和酸、有機溶媒、金属触媒を含有する無鉛性カチオン電着塗料組成物が記載されている。 Patent Document 1 discloses an aqueous medium, a binder resin containing a cationic oxazolidone ring-containing epoxy resin and a blocked polyisocyanate curing agent dispersed or dissolved in the aqueous medium, and neutralization for neutralizing the cationic epoxy resin. A lead-free cationic electrodeposition coating composition containing an acid, an organic solvent and a metal catalyst is described.

特開2005−194390号公報JP, 2005-194390, A

カチオン電着塗料組成物を用いた電着塗装により形成されるカチオン電着塗膜は、通常、被塗物の防錆等を目的とした下塗り塗膜として使用され、このカチオン電着塗膜上に中塗り塗膜及び上塗り塗膜が順次形成される。 A cationic electrodeposition coating film formed by electrodeposition coating using a cationic electrodeposition coating composition is usually used as an undercoat coating film for the purpose of preventing rust of a coated object. Then, an intermediate coating film and a top coating film are sequentially formed.

しかしながら、カチオン電着塗膜は長期間可視光や紫外光に晒されることにより塗膜樹脂成分の化学結合の開裂や分解反応が生じることにより、化学的な共有結合や分子間力により担保されていたカチオン電着塗膜と中塗り塗膜との層間付着力が低下し、密着性を損なうといった問題がある。このようなカチオン電着塗膜と中塗り塗膜との密着性を向上させるために、通常、中塗り塗膜の膜厚を大きくする等、中塗り塗膜を改良する手法が採用されているが、車体形状やライン工程の問題等で中塗り塗膜の膜厚を大きくできない部位等が存在する。したがって、中塗り塗膜を改良する手法だけではなく、カチオン電着塗膜を改良し、カチオン電着塗膜の耐候性を高める手法が求められている。 However, the cationic electrodeposition coating film is exposed to visible light or ultraviolet light for a long period of time to cause cleavage or decomposition reaction of the chemical bond of the coating resin component, which is secured by chemical covalent bond or intermolecular force. Also, there is a problem that the interlayer adhesion between the cationic electrodeposition coating film and the intermediate coating film is reduced and the adhesion is impaired. In order to improve the adhesion between the cationic electrodeposition coating film and the intermediate coating film, a method for improving the intermediate coating film is usually adopted, such as increasing the thickness of the intermediate coating film. However, there are parts where the thickness of the intermediate coating film cannot be increased due to problems such as the shape of the vehicle body and the line process. Therefore, not only a method for improving the intermediate coating film, but also a method for improving the cationic electrodeposition coating film to enhance the weather resistance of the cationic electrodeposition coating film is required.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、耐候性に優れるカチオン電着塗膜を形成することができるカチオン電着塗料組成物及びカチオン電着塗膜の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and provides a cationic electrodeposition coating composition capable of forming a cationic electrodeposition coating film having excellent weather resistance and a method for producing a cationic electrodeposition coating film. The task is to do.

上記課題を解決するためになされた発明は、アミン変性エポキシ樹脂及びブロックポリイソシアネート硬化剤を含み、上記アミン変性エポキシ樹脂のゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線において、上記分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率が5.0%未満であるカチオン電着塗料組成物である。 The invention made to solve the above problems, the amine-modified epoxy resin and a blocked polyisocyanate curing agent, in the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography of the amine-modified epoxy resin, the total area of the molecular weight distribution curve The ratio of the area of the region having a number average molecular weight of 500 or less to less than 5.0% is a cationic electrodeposition coating composition.

なお、「分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率」とは、下記の条件で行うゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線において、この分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率を算出した値である。「分子量分布曲線の全面積」とは、分子量分布曲線と横軸とで画される領域の面積を意味する。 In addition, "the ratio of the area of the region having a number average molecular weight of 500 or less to the total area of the molecular weight distribution curve" refers to the total area of this molecular weight distribution curve in the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography performed under the following conditions. It is a value obtained by calculating the ratio of the area of a region having a number average molecular weight of 500 or less. The "total area of the molecular weight distribution curve" means the area of the region defined by the molecular weight distribution curve and the horizontal axis.

[ゲル浸透クロマトグラフィーの測定条件]
GPCカラム:TSKgel α−M(7.8mmID×300mm×3本)
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:0.2質量%
試料溶液注入量:100μL
溶離液:36mM LiBrのDMF溶液
標準物質:0.02質量%ポリスチレン
検出器:RI検出器(Waters社製「2414」)
[Measurement conditions for gel permeation chromatography]
GPC column: TSKgel α-M (7.8 mm ID x 300 mm x 3)
Column temperature: 40°C
Flow rate: 1.0 mL/min Sample concentration: 0.2% by mass
Sample solution injection volume: 100 μL
Eluent: DMF solution of 36 mM LiBr Standard substance: 0.02 mass% polystyrene Detector: RI detector ("2414" manufactured by Waters)

上記課題を解決するためになされた別の発明は、当該カチオン電着塗料組成物を含む電着塗料浴に被塗物を浸漬する工程、及び上記被塗物に電着塗膜を形成する工程を備えるカチオン電着塗膜の製造方法である。 Another invention made to solve the above problems is a step of immersing an article to be coated in an electrodeposition coating solution bath containing the cationic electrodeposition coating composition, and a step of forming an electrodeposition coating film on the article to be coated. And a method for producing a cationic electrodeposition coating film.

本発明のカチオン電着塗料組成物及びカチオン電着塗膜の製造方法によれば、耐候性に優れたカチオン電着塗膜を形成することができる。 According to the cationic electrodeposition coating composition and the method for producing a cationic electrodeposition coating film of the present invention, a cationic electrodeposition coating film excellent in weather resistance can be formed.

<カチオン電着塗料組成物>
当該カチオン電着塗料組成物は、アミン変性エポキシ樹脂及びブロックポリイソシアネート硬化剤を含み、上記アミン変性エポキシ樹脂のゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線において、上記分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率が5.0%未満である。
<Cationic electrodeposition coating composition>
The cationic electrodeposition coating composition contains an amine-modified epoxy resin and a blocked polyisocyanate curing agent, and in the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography of the amine-modified epoxy resin, the number average for the entire area of the molecular weight distribution curve is obtained. The area ratio of the region having a molecular weight of 500 or less is less than 5.0%.

当該カチオン電着塗料組成物は上記構成を備えることにより耐候性に優れたカチオン電着塗膜を形成することができる。当該カチオン電着塗料組成物が上記構成を備えることにより上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、カチオン電着塗膜は光エネルギーを受けると、カチオン電着塗膜を形成する樹脂成分における結合エネルギーの小さいC−N結合が分解され、ラジカルが発生しやすい。また、アミン変性エポキシ樹脂は、分子量が小さいと親水性が高く、耐水密着性を低下させやすい。よって、カチオン電着塗料組成物における低分子量のアミン変性エポキシ樹脂の含有割合を制限することで、耐候性が向上すると考えられる。 The cationic electrodeposition coating composition having the above-mentioned constitution can form a cationic electrodeposition coating film having excellent weather resistance. The reason why the cationic electrodeposition coating composition has the above-mentioned configuration and thus exhibits the above-mentioned effects is not necessarily clear, but it can be inferred as follows, for example. That is, when the cationic electrodeposition coating film receives light energy, the C—N bond having small bond energy in the resin component forming the cationic electrodeposition coating film is decomposed, and radicals are easily generated. In addition, the amine-modified epoxy resin has high hydrophilicity when the molecular weight is small, and water-resistant adhesion is likely to be lowered. Therefore, it is considered that the weather resistance is improved by limiting the content ratio of the low molecular weight amine-modified epoxy resin in the cationic electrodeposition coating composition.

[アミン変性エポキシ樹脂]
アミン変性エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂をアミン化合物で変性させることにより得られるものである。エポキシ樹脂としては特に限定されないが、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂などが挙げられる。
[Amine-modified epoxy resin]
The amine-modified epoxy resin is obtained by modifying the epoxy resin with an amine compound. The epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin.

アミン化合物としては特に限定されないが、例えばブチルアミン、オクチルアミン、モノエタノールアミン等の1級アミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等の2級アミン、トリエチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルエタノールアミン酢酸塩等の3級アミン酸塩、アミノエチルエタノールアミンのケチミン化物、ジエチレントリアミンのジケチミン化物などが挙げられる。アミン化合物は1種又は2種以上を用いることができる。 The amine compound is not particularly limited, and examples thereof include primary amines such as butylamine, octylamine, monoethanolamine, secondary amines such as diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, diethanolamine, N-methylethanolamine, triethylamine hydrochloride, N. , A tertiary amine acid salt such as N-dimethylethanolamine acetate, a ketiminate of aminoethylethanolamine, a diketiminate of diethylenetriamine, and the like. The amine compound may be used alone or in combination of two or more.

アミン変性エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂のエポキシ基の一部又は全部に活性水素を有する上記アミン化合物を開環付加させることにより得ることができる。 The amine-modified epoxy resin can be obtained by ring-opening addition of the amine compound having active hydrogen to a part or all of the epoxy groups of the epoxy resin.

アミン変性エポキシ樹脂のゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線において、上記分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率は5.0%未満である。上記数平均分子量500以下の領域の面積の比率の上限としては、4.5%が好ましく、4.0%がより好ましい。上記数平均分子量500以下の領域の面積の比率は小さければ小さいほど好ましく、その下限については特に制限されないが現実的には0%とすることは困難であるため、0.01%が好ましく、0.1%がより好ましい。上記数平均分子量500以下の領域の面積の比率が上記上限を超えると、カチオン電着塗膜が長期間可視光に晒されることにより劣化し、中塗り塗膜との密着不良を引き起こすおそれがあり、その結果、耐候性に劣るカチオン電着塗膜となるおそれがある。 In the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography of the amine-modified epoxy resin, the ratio of the area of the number average molecular weight of 500 or less to the total area of the above molecular weight distribution curve is less than 5.0%. The upper limit of the area ratio of the region having a number average molecular weight of 500 or less is preferably 4.5%, more preferably 4.0%. The smaller the area ratio of the region having the number average molecular weight of 500 or less, the more preferable. The lower limit is not particularly limited, but it is difficult to set it to 0% in reality, so 0.01% is preferable, and 0% is preferable. 0.1% is more preferable. When the area ratio of the region having the number average molecular weight of 500 or less exceeds the upper limit, the cationic electrodeposition coating film may be deteriorated by being exposed to visible light for a long period of time, which may cause poor adhesion with the intermediate coating film. As a result, a cationic electrodeposition coating film having poor weather resistance may be obtained.

アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量の上限としては、3000が好ましく、2800がより好ましい。一方、アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量の下限としては、1500が好ましく、1700がより好ましい。アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量が上記上限を超えると仕上がり塗膜外観が低下するおそれがある。逆に、アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量が上記下限に満たないと耐食性が低下するおそれがある。なお、アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量は、モノマー組成比をもとにして計算される理論上の値である。 As an upper limit of the number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin, 3000 is preferable and 2800 is more preferable. On the other hand, the lower limit of the number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin is preferably 1500, more preferably 1700. If the number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin exceeds the above upper limit, the appearance of the finished coating film may deteriorate. On the contrary, if the number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin is less than the above lower limit, the corrosion resistance may decrease. The number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin is a theoretical value calculated based on the monomer composition ratio.

[ブロックポリイソシアネート硬化剤]
ブロックポリイソシアネート硬化剤は、ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基をブロック剤でブロックして得られるものである。なお、「ポリイソシアネート」とは、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物を意味する。
[Blocked polyisocyanate curing agent]
The blocked polyisocyanate curing agent is obtained by blocking isocyanate groups in polyisocyanate with a blocking agent. The term "polyisocyanate" means a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.

ポリイソシアネートとしては、例えばトリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、p−フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の炭素数3〜12の脂肪族ジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート(CDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(水添XDI)、水添TDI、2,5−又は2,6−ビス(イソシアナートメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナンジイソシアネートとも称される。)等の脂環式ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等の芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート、これらのジイソシアネートの変性物(ウレタン化物、カーボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、ビューレット、イソシアヌレート変性物等)などが挙げられる。これらの中でも、芳香族ポリイソシアネートは、耐食性に優れたカチオン電着塗膜を形成できるため好ましい。ポリイソシアネートは、1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of the polyisocyanate include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), p-phenylene diisocyanate and naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4. -C3-C12 aliphatic diisocyanates such as trimethylhexane diisocyanate and lysine diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate (CDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), methyl Cyclohexane diisocyanate, isopropylidenedicyclohexyl-4,4'-diisocyanate, 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (hydrogenated XDI), hydrogenated TDI, 2,5- or 2,6-bis(isocyanatomethyl)-bicyclo [2.2.1] Alicyclic diisocyanates such as heptane (also referred to as norbornane diisocyanate), aliphatic diisocyanates having an aromatic ring such as xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethyl xylylene diisocyanate (TMXDI), and the like. And modified products of diisocyanate (urethane, carbodiimide, uretdione, uretoimine, burette, isocyanurate modified product, etc.) and the like. Among these, aromatic polyisocyanates are preferable because they can form a cationic electrodeposition coating film having excellent corrosion resistance. As the polyisocyanate, one type or two or more types can be used.

ブロック剤は、イソシアネート基に付加し、常温では安定であるが、解離温度以上に加熱すると遊離のイソシアネート基を再生し得るものである。ブロック剤としては、例えばプロパノール、ブタノール等のアルコール系ブロック剤、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系ブロック剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、1−ブトキシエトキシプロパノール、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系ブロック剤、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤、ホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系ブロック剤などが挙げられる。 The blocking agent is added to an isocyanate group and is stable at room temperature, but it can regenerate a free isocyanate group when heated above the dissociation temperature. Examples of the blocking agent include alcohol-based blocking agents such as propanol and butanol, glycol-based blocking agents such as ethylene glycol and propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, 1-butoxyethoxypropanol and ethylene glycol mono-2-ethylhexyl. Ether, ethylene glycol dibutyl ether, glycol ether type blocking agents such as dipropylene glycol monomethyl ether, ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, lactam type blocking agents such as β-propiolactam, formaldoxime, aceto Examples thereof include oxime-based blocking agents such as aldoxime, acetoxime, methylethylketoxime, diacetylmonooxime and cyclohexaneoxime.

当該カチオン電着塗料組成物の固形分量に対する上記アミン変性エポキシ樹脂及び上記ブロックポリイソシアネート硬化剤の合計含有割合の下限としては、60質量%が好ましく、70質量%がより好ましい。一方、上記アミン変性エポキシ樹脂及び上記ブロックポリイソシアネート硬化剤の合計含有割合の上限としては、90質量%が好ましく、80質量%がより好ましい。上記合計含有割合が上記下限に満たないと耐食性が低下するおそれがある。逆に、上記合計含有割合が上記上限を超えると塗膜外観が悪化するおそれがある。 The lower limit of the total content of the amine-modified epoxy resin and the blocked polyisocyanate curing agent relative to the solid content of the cationic electrodeposition coating composition is preferably 60% by mass, more preferably 70% by mass. On the other hand, the upper limit of the total content of the amine-modified epoxy resin and the blocked polyisocyanate curing agent is preferably 90% by mass, more preferably 80% by mass. If the total content ratio is less than the above lower limit, the corrosion resistance may decrease. On the contrary, if the total content ratio exceeds the upper limit, the appearance of the coating film may be deteriorated.

当該カチオン電着塗料組成物は、無鉛性であることが好ましい。なお、「無鉛性」とは、当該カチオン電着塗料組成物が実質的に鉛化合物を含まないことを意味する。具体的には、当該カチオン電着塗料組成物に含まれる鉛化合物の含有割合が50ppm未満であることを意味する。鉛化合物の含有割合が上記上限を超えると、環境に悪影響を与えるおそれがある。 The cationic electrodeposition coating composition is preferably lead-free. The term "lead-free" means that the cationic electrodeposition coating composition contains substantially no lead compound. Specifically, it means that the content ratio of the lead compound contained in the cationic electrodeposition coating composition is less than 50 ppm. When the content ratio of the lead compound exceeds the above upper limit, there is a possibility that the environment is adversely affected.

[その他の成分]
当該カチオン電着塗料組成物は、上記アミン変性エポキシ樹脂及び上記ブロックポリイソシアネート硬化剤以外に好適成分として、例えば顔料、中和酸、金属触媒、有機溶媒等のその他の成分を含んでいてもよい。
[Other ingredients]
The cationic electrodeposition coating composition may contain other components such as a pigment, a neutralizing acid, a metal catalyst and an organic solvent as suitable components in addition to the amine-modified epoxy resin and the blocked polyisocyanate curing agent. ..

(顔料)
顔料はその目的に応じて着色顔料、体質顔料及び防錆顔料に大きく分類される。着色顔料としては、例えば二酸化チタン(チタンホワイト)、カーボンブラック、ベンガラなどが挙げられる。体質顔料としては、例えばカオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカ、クレーなどが挙げられる。防錆顔料としては、例えばリン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シアン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム、リンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛、水酸化ビスマス、酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、硝酸ビスマス、安息香酸ビスマス、クエン酸ビスマス、ケイ酸ビスマスなどが挙げられる。顔料は、1種又は2種以上を用いることができる。
(Pigment)
Pigments are roughly classified into coloring pigments, extender pigments and rust preventive pigments according to their purposes. Examples of the color pigment include titanium dioxide (titanium white), carbon black, red iron oxide, and the like. Examples of extender pigments include kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica and clay. Examples of the rust preventive pigment include zinc phosphate, iron phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, zinc phosphite, zinc cyanide, zinc oxide, aluminum tripolyphosphate, zinc molybdate, aluminum molybdate, calcium molybdate, and phosphorus. Examples thereof include aluminum molybdate, aluminum zinc phosphomolybdate, bismuth hydroxide, bismuth oxide, basic bismuth carbonate, bismuth nitrate, bismuth benzoate, bismuth citrate, and bismuth silicate. As the pigment, one kind or two or more kinds can be used.

顔料を当該カチオン電着塗料組成物に用いる場合、顔料は粉体状であることから当該カチオン電着塗料組成物にそのまま分散させるのは困難であるため、顔料を顔料分散樹脂とともに予め高濃度で水性媒体に分散させペースト状とした顔料分散ペーストの形態で用いることが好ましい。 When the pigment is used in the cationic electrodeposition coating composition, it is difficult to disperse the pigment in the cationic electrodeposition coating composition as it is because the pigment is in powder form. It is preferably used in the form of a pigment dispersion paste which is dispersed in an aqueous medium to form a paste.

顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散樹脂とともに水性媒体中に分散させて調製することができる。顔料分散樹脂としては、例えばカチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤、4級アンモニウム基又は3級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のカチオン性重合体などが挙げられる。水性媒体としては、例えばイオン交換水、少量のアルコール類を含む水などが挙げられる。なお、上記顔料分散樹脂は、上記アミン変性エポキシ樹脂とは異なり、カチオン電着塗膜を形成する塗膜形成樹脂ではなく、顔料を分散させるための樹脂である。したがって、アミン変性エポキシ樹脂のゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線における上記分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率を算出するにあたり、アミン変性エポキシ樹脂には顔料分散樹脂は含まれない。 The pigment dispersion paste can be prepared by dispersing the pigment together with the pigment dispersion resin in an aqueous medium. Examples of the pigment dispersion resin include a cationic or nonionic low molecular weight surfactant, a cationic polymer such as a modified epoxy resin having a quaternary ammonium group or a tertiary sulfonium group, and the like. Examples of the aqueous medium include ion-exchanged water and water containing a small amount of alcohols. Unlike the amine-modified epoxy resin, the pigment-dispersing resin is not a coating film-forming resin that forms a cationic electrodeposition coating film but a resin for dispersing a pigment. Therefore, in calculating the ratio of the area of the region having a number average molecular weight of 500 or less to the total area of the above-mentioned molecular weight distribution curve in the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography of the amine-modified epoxy resin, the amine-modified epoxy resin contains a pigment dispersion. Resin is not included.

(中和酸)
中和酸は、アミン変性エポキシ樹脂を中和して、水性媒体へのアミン変性エポキシ樹脂の分散性を向上させるために用いられるものである。中和酸としては、例えば塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、ギ酸、酢酸、乳酸等の有機酸などが挙げられる。
(Neutralizing acid)
The neutralizing acid is used to neutralize the amine-modified epoxy resin and improve the dispersibility of the amine-modified epoxy resin in the aqueous medium. Examples of the neutralizing acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid and lactic acid.

(金属触媒)
金属触媒は、硬化工程で硬化塗膜を形成する際、ウレタン化反応などを促進するための触媒として用いられるものであり、金属触媒は金属イオン又は酸塩として用いられる。金属触媒としては、例えば錫、ビスマス、銅、亜鉛等の金属イオン又は酸塩が挙げられる。上記酸としては、上述の中和酸で例示したものと同様のものを用いることができる。
(Metal catalyst)
The metal catalyst is used as a catalyst for promoting a urethanization reaction when forming a cured coating film in the curing step, and the metal catalyst is used as a metal ion or an acid salt. Examples of the metal catalyst include metal ions such as tin, bismuth, copper and zinc, or acid salts. As the acid, the same acids as those exemplified for the neutralizing acid can be used.

(有機溶媒)
有機溶媒は、上記アミン変性エポキシ樹脂及び上記ブロックポリイソシアネート硬化剤などを合成する際に用いられるものであり、またカチオン電着塗膜の形成時に塗膜の流動性及び平滑性を向上させるために用いられるものである。有機溶媒としては、例えばメチルイソブチルケトン(MIBK)、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、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等が挙げられる。
(Organic solvent)
The organic solvent is used when synthesizing the amine-modified epoxy resin and the blocked polyisocyanate curing agent, etc., and in order to improve the fluidity and smoothness of the coating film when forming the cationic electrodeposition coating film. Is used. Examples of the organic solvent include methyl isobutyl ketone (MIBK), ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monophenyl ether. Are listed.

また、当該カチオン電着塗料組成物は、上記アミン変性エポキシ樹脂及び上記ブロックポリイソシアネート硬化剤、並びに上記その他の成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、カチオン電着塗料組成物に常用される添加剤を含んでいてもよい。この添加剤としては、例えば界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤などが挙げられる。 In addition, the cationic electrodeposition coating composition is usually used in the cationic electrodeposition coating composition within a range that does not impair the effects of the present invention, in addition to the amine-modified epoxy resin, the blocked polyisocyanate curing agent, and the other components described above. The additive may be included. Examples of the additive include a surfactant, an antioxidant, an ultraviolet absorber and an antifoaming agent.

[カチオン電着塗料組成物の調製方法]
当該カチオン電着塗料組成物は、上記アミン変性エポキシ樹脂及び上記ブロックポリイソシアネート硬化剤、並びに必要に応じて上記その他の成分(顔料、中和酸、金属触媒、有機溶媒等)を水性媒体に分散することにより調製することができる。
[Method for preparing cationic electrodeposition coating composition]
In the cationic electrodeposition coating composition, the amine-modified epoxy resin, the blocked polyisocyanate curing agent, and, if necessary, the other components (pigment, neutralizing acid, metal catalyst, organic solvent, etc.) are dispersed in an aqueous medium. It can be prepared by

<カチオン電着塗膜の製造方法>
当該カチオン電着塗膜の製造方法は、当該カチオン電着塗料組成物を含む電着塗料浴に被塗物を浸漬する工程(以下、「浸漬工程」ともいう)、及び上記被塗物に電着塗膜を形成する工程(以下、「塗膜形成工程」ともいう)を備える。
<Method for producing cationic electrodeposition coating film>
The method for producing the cationic electrodeposition coating film comprises a step of immersing an object to be coated in an electrodeposition coating solution bath containing the cationic electrodeposition coating composition (hereinafter, also referred to as "immersion step"), and an electrodeposition to the object to be coated. The method includes a step of forming a coating film (hereinafter, also referred to as "coating film forming step").

当該カチオン電着塗膜の製造方法は、上記構成を備えることにより耐候性に優れたカチオン電着塗膜を形成することができる。 The method for producing a cationic electrodeposition coating film having the above configuration can form a cationic electrodeposition coating film having excellent weather resistance.

[浸漬工程]
本工程では、被塗物を当該カチオン電着塗料組成物を含む電着塗料浴に被塗物を浸漬する。被塗物としては、電着塗装時の陰極となり得る導体であれば特に制限されず、例えば冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−アルミニウム合金系めっき鋼板、亜鉛−鉄合金系めっき鋼板、亜鉛−マグネシウム合金系めっき鋼板、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、アルミニウム−シリコン合金系めっき鋼板、錫系めっき鋼板等が挙げられる。被塗物は、予めリン酸亜鉛処理等の表面処理が施されたものであることが好ましい。
[Immersion process]
In this step, the article to be coated is dipped in an electrodeposition coating bath containing the cationic electrodeposition coating composition. The article to be coated is not particularly limited as long as it is a conductor that can be a cathode during electrodeposition coating, and examples thereof include cold rolled steel sheet, hot rolled steel sheet, stainless steel sheet, electrogalvanized steel sheet, hot dip galvanized steel sheet, zinc-aluminum alloy system. Examples of the plated steel sheet, zinc-iron alloy-based plated steel sheet, zinc-magnesium alloy-based plated steel sheet, zinc-aluminum-magnesium alloy-based plated steel sheet, aluminum-based plated steel sheet, aluminum-silicon alloy-based plated steel sheet, tin-based plated steel sheet and the like. .. The article to be coated is preferably one which has been subjected to surface treatment such as zinc phosphate treatment in advance.

[塗膜形成工程]
本工程では、被塗物を陰極とし、陽極との間に電圧を印加することにより、被塗物上にカチオン電着塗膜が形成される。
[Coating film formation step]
In this step, a cationic electrodeposition coating film is formed on the article to be coated by applying a voltage between the article to be coated and the anode.

電圧を印加する時間は、電着条件によって適宜設定することが可能であり特に制限されないが、例えば2分以上4分以下とすることができる。 The time for applying the voltage can be appropriately set depending on the electrodeposition conditions and is not particularly limited, but may be, for example, 2 minutes or more and 4 minutes or less.

電圧を印加する際の電着塗料浴の浴温としては特に制限されないが、例えば10℃以上45℃以下とすることができる。 The bath temperature of the electrodeposition coating bath at the time of applying a voltage is not particularly limited, but can be, for example, 10° C. or higher and 45° C. or lower.

当該カチオン電着塗膜の製造方法は、上記浸漬工程及び上記塗膜形成工程に加え、必要に応じて、水洗工程、及び硬化工程を備えていてもよい。 The method for producing the cationic electrodeposition coating film may include a washing process and a curing process, if necessary, in addition to the dipping process and the coating film forming process.

[水洗工程]
本工程では、上記塗膜形成工程において被塗物上に形成されたカチオン電着塗膜の表面に付着した塗料液を洗い流す目的で水洗を行う。また、必要に応じて、水洗後、乾燥することが好ましい。
[Washing process]
In this step, washing with water is carried out for the purpose of washing away the coating liquid adhering to the surface of the cationic electrodeposition coating film formed on the article in the coating film forming step. Further, if necessary, it is preferable to dry after washing with water.

[硬化工程]
本工程では、上記塗膜形成工程において被塗物上に形成されたカチオン電着塗膜を加熱することにより硬化する。加熱温度の上限としては、220℃が好ましく、200℃がより好ましい。一方、加熱温度の下限としては、150℃が好ましく、160℃がより好ましい。また、加熱時間は加熱温度に応じて適宜設定することが可能であり特に制限されないが、例えば10分以上30分以下とすることができる。
[Curing process]
In this step, the cationic electrodeposition coating film formed on the object to be coated in the coating film forming step is heated and cured. As a maximum of heating temperature, 220 °C is preferred and 200 °C is more preferred. On the other hand, the lower limit of the heating temperature is preferably 150°C, more preferably 160°C. The heating time can be appropriately set according to the heating temperature and is not particularly limited, but can be, for example, 10 minutes or more and 30 minutes or less.

当該カチオン電着塗膜の製造方法により形成されるカチオン電着塗膜の膜厚の上限としては、40μmが好ましく、30μmがより好ましい。一方、カチオン電着塗膜の下限としては、20μmが好ましく、15μmがより好ましい。カチオン電着塗膜の膜厚が上記上限を超えると反応脱離物などの影響でワキやピンホールなど外観異常が発生するおそれがある。逆に、カチオン電着塗膜の膜厚が上記下限に満たないと防錆性が不十分となるおそれがある。なお、カチオン電着塗膜の膜厚は、加熱硬化により最終的に得られる電着塗膜の膜厚を意味する。 The upper limit of the thickness of the cationic electrodeposition coating film formed by the method for producing the cationic electrodeposition coating film is preferably 40 μm, more preferably 30 μm. On the other hand, the lower limit of the thickness of the cationic electrodeposition coating film is preferably 20 μm, more preferably 15 μm. If the film thickness of the cationic electrodeposition coating film exceeds the upper limit described above, abnormal appearance such as armpits or pinholes may occur due to the influence of reaction desorbed substances. On the contrary, if the thickness of the cationic electrodeposition coating film is less than the above lower limit, the rust preventive property may be insufficient. The film thickness of the cationic electrodeposition coating film means the film thickness of the electrodeposition coating film finally obtained by heat curing.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において「部」及び「%」はことわりのない限り質量基準による。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the following examples, "parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified.

<カチオン電着塗料組成物の調製>
[製造例1]アミン変性エポキシ樹脂A1の調製
撹拌機、冷却管、窒素導入管、温度計及び滴下漏斗を装備したフラスコに、液状エポキシ940部、メチルイソブチルケトン61.4部及びメタノール24.4部を仕込んだ。反応混合物を撹拌下室温から40℃まで昇温した後、ジブチル錫ラウレート0.01部及びトリレンジイソシアネート21.75部を投入した。40℃〜45℃で30分間反応を継続した。反応はIRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。
<Preparation of cationic electrodeposition coating composition>
[Production Example 1] Preparation of amine-modified epoxy resin A1 A flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a nitrogen introducing pipe, a thermometer and a dropping funnel was charged with 940 parts of liquid epoxy, 61.4 parts of methyl isobutyl ketone and 24.4 parts of methanol. The department was set up. The reaction mixture was heated from room temperature to 40° C. with stirring, and then 0.01 part of dibutyltin laurate and 21.75 parts of tolylene diisocyanate were added. The reaction was continued for 30 minutes at 40°C to 45°C. The reaction was continued until the absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum.

上記反応物にポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル82.0部、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート125.0部を添加した。反応は55℃〜60℃で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。続いて昇温し、100℃でN,N−ジメチルベンジルアミン2.0部投入し、130℃で保持し、分留管を用いメタノールを分留すると共に反応させたところ、エポキシ当量は284となった。 To the above reaction product, 82.0 parts of polyoxyethylene bisphenol A ether and 125.0 parts of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate were added. The reaction was carried out at 55° C. to 60° C. and was continued until the absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum. Subsequently, the temperature was raised, 2.0 parts of N,N-dimethylbenzylamine was added at 100° C., the temperature was maintained at 130° C., methanol was fractionally distilled using a fractionating tube, and the reaction was carried out. The epoxy equivalent was 284. became.

その後、メチルイソブチルケトンで不揮発分95%となるまで希釈し反応混合物を冷却し、ビスフェノールA313.7部及び2−エチルヘキサン酸36.0部を投入した。反応は120℃〜125℃で行いエポキシ当量が1320となったところでメチルイソブチルケトンで不揮発分85%となるまで希釈し反応混合物を冷却した。ジエチレントリアミンの1級アミンをメチルイソブチルケトンブロックしたもの96.2部、N−メチルエタノールアミン64.4部を加え、120℃で1時間反応させて、アミン変性エポキシ樹脂A1(樹脂固形分85%、理論数平均分子量2400)を得た。 Then, it was diluted with methyl isobutyl ketone until the nonvolatile content became 95%, the reaction mixture was cooled, and 313.7 parts of bisphenol A and 36.0 parts of 2-ethylhexanoic acid were added. The reaction was carried out at 120°C to 125°C, and when the epoxy equivalent reached 1320, the reaction mixture was cooled by diluting with methyl isobutyl ketone until the nonvolatile content became 85%. 96.2 parts of methyl isobutyl ketone blocked primary amine of diethylenetriamine and 64.4 parts of N-methylethanolamine are added and reacted at 120° C. for 1 hour to prepare amine-modified epoxy resin A1 (resin solid content 85%, A theoretical number average molecular weight of 2400) was obtained.

[製造例2]アミン変性エポキシ樹脂A2の調製
ビスフェノールAの量を284.1部に、2−エチルヘキサン酸の量を73.4部にしたこと以外は、製造例1と同様にしてアミン変性エポキシ樹脂A2(樹脂固形分85%、理論数平均分子量2000)を得た。
[Production Example 2] Preparation of amine-modified epoxy resin A2 Amine-modified epoxy resin A2 was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of bisphenol A was 284.1 parts and the amount of 2-ethylhexanoic acid was 73.4 parts. Epoxy resin A2 (resin solid content 85%, theoretical number average molecular weight 2000) was obtained.

[製造例3]アミン変性エポキシ樹脂Bの調製
撹拌機、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を用意した。このフラスコにエポキシ当量250のビスフェノールA型エポキシ樹脂250部及びメチルイソブチルケトン62.5部を仕込み(樹脂固形分80%)50℃に昇温して溶解した後、ジエタノールアミン105部を3分割して仕込んだ。この際に、2回目の仕込みは75℃以下まで冷却、また3回目の仕込みは90℃以下まで冷却して実施した。反応物を80℃まで冷却し、これに90%酢酸(中和率15%)10.00部を加え、10分間撹拌した。その後、純水164部を加え(樹脂固形分60%)、30分後、純水118部を加え(樹脂固形分50%)、さらに30分撹拌した後、純水1065部を加え、アミン変性エポキシ樹脂B(樹脂固形分20%)を得た。このアミン変性エポキシ樹脂Bは、後述する実施例及び比較例において、カチオン電着塗料組成物に含まれる低分子量の樹脂成分の含有割合を調整するために用いられるものである。
[Production Example 3] Preparation of amine-modified epoxy resin B A flask equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen injection tube, a thermometer and a dropping funnel was prepared. To this flask, 250 parts of bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 and 62.5 parts of methyl isobutyl ketone were charged (resin solid content 80%), heated to 50° C. and dissolved, and 105 parts of diethanolamine was divided into 3 parts. I prepared it. At this time, the second charging was performed by cooling to 75° C. or lower, and the third charging was performed at 90° C. or lower. The reaction product was cooled to 80° C., 10.00 parts of 90% acetic acid (neutralization ratio 15%) was added thereto, and the mixture was stirred for 10 minutes. Then, 164 parts of pure water (resin solid content 60%) was added, and after 30 minutes, 118 parts of pure water was added (resin solid content 50%), and after stirring for another 30 minutes, 1065 parts of pure water was added to modify the amine. Epoxy resin B (resin solid content 20%) was obtained. This amine-modified epoxy resin B is used for adjusting the content ratio of the low molecular weight resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition in Examples and Comparative Examples described later.

[製造例4]ブロックポリイソシアネート硬化剤の調製
クルードジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート1330部及びメチルイソブチルケトン585.6部を反応容器に仕込み、これを85℃〜95℃まで加熱した後、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(分子量162)486部を2.5時間かけて滴下した。滴下終了後、一時間保温した。その後メチルイソブチルケトン194.8部を投入し50℃まで冷却し、プロピレングリコール(分子量76)532部を滴下した。滴下完了後60℃に加温し、一時間保温した。ジブチル錫ラウレートを0.4部投入した後昇温し、70℃にて1時間保温した後、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失したことを確認し、ブロックポリイソシアネート硬化剤を得た。
[Production Example 4] Preparation of block polyisocyanate curing agent 1330 parts of crude diphenylmethane-4,4'-diisocyanate and 585.6 parts of methyl isobutyl ketone were charged into a reaction vessel, which was heated to 85°C to 95°C, and then diethylene glycol. 486 parts of monobutyl ether (molecular weight 162) was added dropwise over 2.5 hours. After the dropping was completed, the temperature was kept for 1 hour. Thereafter, 194.8 parts of methyl isobutyl ketone was added and cooled to 50° C., and 532 parts of propylene glycol (molecular weight 76) was added dropwise. After completion of dropping, the temperature was raised to 60° C. and kept for 1 hour. After 0.4 part of dibutyltin laurate was added and the temperature was raised and kept at 70° C. for 1 hour, it was confirmed by IR spectrum measurement that the absorption based on the isocyanate group had disappeared, and the blocked polyisocyanate curing agent was added. Obtained.

[製造例5]顔料分散樹脂の調製
撹拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度計を装備した反応容器にイソホロンジイソシアネート2220部及びメチルイソブチルケトン342.1部を仕込み、昇温し50℃でジブチル錫ラウレート2.2部を投入し、60℃でメチルエチルケトンオキシム878.7部を仕込んだ。その後、60℃で1時間保温し、NCO当量が348となっていることを確認し、ジメチルエタノールアミン890部を投入した。60℃で1時間保温しIRでNCOピークが消失していることを確認後、60℃を超えないよう冷却しながら50%乳酸1872.6部と脱イオン水495部を投入して四級化剤を得た。次いで、異なる反応容器にトリレンジイソシアネート870部及びメチルイソブチルケトン49.5部を仕込み、50℃以上にならないように2−エチルヘキサノール667.2部を2.5時間かけて滴下した。滴下終了後メチルイソブチルケトン35.5部を投入し、30分保温した。その後NCO当量が330〜370になっていることを確認しハーフブロックポリイソシアネートを得た。
[Production Example 5] Preparation of pigment-dispersed resin In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a nitrogen introduction tube and a thermometer, 2220 parts of isophorone diisocyanate and 342.1 parts of methyl isobutyl ketone were charged, and the temperature was raised to 50 °C for dibutyl. 2.2 parts of tin laurate was added, and 878.7 parts of methyl ethyl ketone oxime was charged at 60°C. Then, the temperature was kept at 60° C. for 1 hour, it was confirmed that the NCO equivalent was 348, and 890 parts of dimethylethanolamine was added. After confirming that the NCO peak has disappeared by incubating at 60°C for 1 hour, 1872.6 parts of 50% lactic acid and 495 parts of deionized water are added while cooling so that the temperature does not exceed 60°C. I got an agent. Next, 870 parts of tolylene diisocyanate and 49.5 parts of methyl isobutyl ketone were charged into different reaction vessels, and 667.2 parts of 2-ethylhexanol was added dropwise thereto over 2.5 hours so that the temperature did not exceed 50°C. After the dropping was completed, 35.5 parts of methyl isobutyl ketone was added and the temperature was kept for 30 minutes. After that, it was confirmed that the NCO equivalent was 330 to 370, and half-block polyisocyanate was obtained.

撹拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度計を装備した反応容器に、液状エポキシ940.0部メタノール38.5部で希釈した後、ここへジブチル錫ジラウレート0.1部を加えた。これを50℃に昇温した後、トリレンジイソシアネート87.1部投入さらに昇温した。100℃でN,N−ジメチルベンジルアミン1.4部を加え130℃で2時間保温した。このとき分留管によりメタノールを分留した。これを115℃まで冷却し、メチルイソブチルケトンを固形分濃度90%になるまで仕込み、その後ビスフェノールA270.3部、2−エチルヘキサン酸39.2部を仕込み125℃で2時間加熱撹拌した後、上記ハーフブロックポリイソシアネート516.4部を30分間かけて滴下し、その後30分間加熱撹拌した。ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル1506部を徐々に加え溶解させた。90℃まで冷却後、上記四級化剤を加え、70〜80℃に保ち酸価2以下を確認して、顔料分散樹脂を得た(樹脂固形分30%)。 A reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a nitrogen introducing tube and a thermometer was diluted with 940.0 parts of liquid epoxy and 38.5 parts of methanol, and then 0.1 part of dibutyltin dilaurate was added thereto. After heating this to 50° C., 87.1 parts of tolylene diisocyanate was added and the temperature was further raised. 1.4 parts of N,N-dimethylbenzylamine was added at 100° C., and the mixture was kept at 130° C. for 2 hours. At this time, methanol was fractionally distilled using a fractionating tube. This was cooled to 115° C., methyl isobutyl ketone was charged until the solid content concentration became 90%, and then 270.3 parts of bisphenol A and 39.2 parts of 2-ethylhexanoic acid were charged and heated and stirred at 125° C. for 2 hours, 516.4 parts of said half block polyisocyanate was dripped over 30 minutes, and after that, it heat-stirred for 30 minutes. 1506 parts of polyoxyethylene bisphenol A ether was gradually added and dissolved. After cooling to 90° C., the above quaternizing agent was added and the temperature was maintained at 70 to 80° C. and an acid value of 2 or less was confirmed to obtain a pigment dispersion resin (resin solid content 30%).

[製造例6]顔料分散ペーストの調製
サンドグラインドミルに製造例5で得た顔料分散樹脂106.9部、カーボンブラック1.6部、カオリン40部、二酸化チタン55.4部、リンモリブデン酸アルミニウム3部、脱イオン水13部を入れ、粒度10μm以下になるまで分散して、顔料分散ペーストを得た(固形分60%)。
[Production Example 6] Preparation of pigment dispersion paste 106.9 parts of the pigment dispersion resin obtained in Production Example 5, carbon black 1.6 parts, kaolin 40 parts, titanium dioxide 55.4 parts, aluminum phosphomolybdate in a sand grind mill. 3 parts and 13 parts of deionized water were added and dispersed until the particle size became 10 μm or less to obtain a pigment dispersion paste (solid content 60%).

[実施例1]カチオン電着塗料組成物の調製
製造例1で得られたアミン変性エポキシ樹脂A1と製造例3で得られたアミン変性エポキシ樹脂Bとを固形分比で98/2で混合したものと、製造例4で得られたブロックポリイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。そこにエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルを樹脂固形分に対し3%添加したものを樹脂固形分100gあたりの酸のミリグラム当量が27になるよう氷酢酸で中和し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でメチルイソブチルケトンを除去することにより、固形分が36%のエマルションを得た。
[Example 1] Preparation of cationic electrodeposition coating composition The amine-modified epoxy resin A1 obtained in Production Example 1 and the amine-modified epoxy resin B obtained in Production Example 3 were mixed at a solid content ratio of 98/2. And the blocked polyisocyanate curing agent obtained in Production Example 4 were mixed at a solid content ratio of 70/30 to be uniform. Ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was added thereto in an amount of 3% with respect to the resin solid content, neutralized with glacial acetic acid so that milligram equivalent of acid per 100 g of resin solid content was 27, and ion-exchanged water was slowly added. And diluted. By removing methyl isobutyl ketone under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.

このエマルション1730部及び製造例6で得られた顔料分散ペースト295部と、イオン交換水1970部及びジブチル錫オキサイド10部とを混合して、固形分20%のカチオン電着塗料組成物を得た。 1730 parts of this emulsion and 295 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 6 were mixed with 1970 parts of ion-exchanged water and 10 parts of dibutyltin oxide to obtain a cationic electrodeposition coating composition having a solid content of 20%. ..

[実施例2〜4及び比較例1〜5]カチオン電着塗料組成物の調製
使用するアミン変性エポキシ樹脂の組合せ及びその固形分比を表1に記載のとおりに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜4及び比較例1〜5のカチオン電着塗料組成物を得た。
[Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 5] Preparation of Cationic Electrodeposition Coating Compositions Examples except that the combination of amine-modified epoxy resins used and the solid content ratio thereof were changed as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, the cationic electrodeposition coating compositions of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were obtained.

<耐候性試験>
[試験片の作製]
実施例1〜4及び比較例1〜5のカチオン電着塗料組成物をそれぞれ電着塗装浴として用い、冷間圧延鋼板を被塗物として、乾燥塗膜の膜厚が17μm程度となるように電着塗装条件を調整し、200℃で25分間加熱した後冷却して、電着塗膜を形成した。次いで、この電着塗膜の上に、中塗り塗料組成物(日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製「OP−30」の顔料を抜いた配合の塗料)を室温でエアースプレー塗装により膜厚が30μmになるように塗装した後、140℃で30分硬化させ、中塗り塗膜を形成し、試験片を作製した。
<Weather resistance test>
[Preparation of test piece]
Each of the cationic electrodeposition coating compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 was used as an electrodeposition coating bath, and a cold-rolled steel sheet was used as an object to be coated so that the dry coating film thickness was about 17 μm. The electrodeposition coating conditions were adjusted, and after heating at 200° C. for 25 minutes and cooling, an electrodeposition coating film was formed. Next, an intermediate coating composition (a coating composition excluding the pigment of "OP-30" manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) was air-spray coated on the electrodeposition coating film at room temperature to give a film thickness of 30 μm. After that, it was cured at 140° C. for 30 minutes to form an intermediate coating film, and a test piece was prepared.

上記実施例1〜4及び比較例1〜5で得られたカチオン電着塗料組成物を用いて作製した試験片に対し、下記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
[耐候性試験]
上記で作製した試験片にガラスフィルタ(SCHOTT社製GG420)を貼付け、スパーキセノンウェザーメーターSX2−75(スガ試験機社製)に取り付け、JIS K5600−7−7のキセノンランプ法に準じ、疑似太陽光を照度180W/mの条件で下記表1に示す各時間の促進暴露を行った。その後、試験片を40℃の温水に24時間浸漬し、1時間室温乾燥した後、テープ剥離試験を行い、目視で中塗り塗膜の剥離の有無を確認し、A(剥離なし)及びB(剥離が確認された)を判定した。なお、テープ剥離試験は、JIS K5600に準じて行った。具体的には、試験片に粘着セロハンテープ(登録商標)を貼着し、20℃においてそのテープを急激に剥離した後の中塗り塗膜の剥離の有無を目視で確認した。
The test pieces prepared by using the cationic electrodeposition coating compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 1.
[Weather resistance test]
A glass filter (GG420 manufactured by SCHOTT Co., Ltd.) was attached to the test piece prepared above and attached to a superxenon weather meter SX2-75 (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) according to JIS K5600-7-7 Xenon lamp method, and pseudo sun Accelerated exposure to light was performed under the conditions of an illuminance of 180 W/m 2 for each time shown in Table 1 below. After that, the test piece was immersed in warm water of 40° C. for 24 hours, dried at room temperature for 1 hour, and then subjected to a tape peeling test to visually confirm the presence or absence of peeling of the intermediate coating film. A (no peeling) and B ( Peeling was confirmed) was determined. The tape peeling test was performed according to JIS K5600. Specifically, an adhesive cellophane tape (registered trademark) was attached to the test piece, and the presence or absence of peeling of the intermediate coating film after the tape was rapidly peeled off at 20° C. was visually confirmed.

なお、表1中、「アミン変性エポキシ樹脂Aの数平均分子量」は、実施例1〜4及び比較例1〜5のカチオン電着塗料組成物を調製する際に用いたアミン変性エポキシ樹脂A1及びアミン変性エポキシ樹脂A2について、モノマー組成比より計算で求めた理論上の値である。 In Table 1, "number-average molecular weight of amine-modified epoxy resin A" means the amine-modified epoxy resin A1 used when preparing the cationic electrodeposition coating compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5. This is a theoretical value calculated from the monomer composition ratio for the amine-modified epoxy resin A2.

また、表1中、「数平均分子量500以下の領域の面積の比率」は、実施例1〜4及び比較例1〜5のカチオン電着塗料組成物を調製する際に用いたアミン変性エポキシ樹脂A1又はアミン変性エポキシ樹脂A2とアミン変性エポキシ樹脂Bとの混合物のそれぞれについて、下記の条件で行うゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線において、この分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率を算出した値である。「分子量分布曲線の全面積」とは、分子量分布曲線と横軸とで画される領域の面積を意味する。 Moreover, in Table 1, "ratio of the area of the area|region whose number average molecular weight is 500 or less" is the amine-modified epoxy resin used when preparing the cationic electrodeposition coating composition of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-5. For each of the mixture of A1 or amine-modified epoxy resin A2 and amine-modified epoxy resin B, in the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography performed under the following conditions, a number average molecular weight of 500 or less relative to the total area of this molecular weight distribution curve It is a value obtained by calculating the area ratio of the area. The "total area of the molecular weight distribution curve" means the area of the region defined by the molecular weight distribution curve and the horizontal axis.

[ゲル浸透クロマトグラフィーの測定条件]
GPCカラム:TSKgel α−M(7.8mmID×300mm×3本)
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:0.2質量%
試料溶液注入量:100μL
溶離液:36mM LiBrのDMF溶液
標準物質:0.02質量%ポリスチレン
検出器:RI検出器(Waters社製「2414」)
[Measurement conditions for gel permeation chromatography]
GPC column: TSKgel α-M (7.8 mm ID x 300 mm x 3)
Column temperature: 40°C
Flow rate: 1.0 mL/min Sample concentration: 0.2% by mass
Sample solution injection volume: 100 μL
Eluent: DMF solution of 36 mM LiBr Standard substance: 0.02 mass% polystyrene Detector: RI detector ("2414" manufactured by Waters)

Figure 2020100732
Figure 2020100732

表1の結果から明らかなように、実施例1〜4のカチオン電着塗料組成物を用いた場合には、中塗り塗膜との密着性が優れており、耐候性に優れるカチオン電着塗膜を形成できる。一方、比較例1〜5のカチオン電着塗料組成物を用いた場合には、中塗り塗膜との密着性が十分でなく、耐候性に劣るカチオン電着塗膜となる。この結果から、アミン変性エポキシ樹脂に含まれる数平均分子量500以下の樹脂成分の含有割合を所定の範囲とすることにより、耐候性に優れたカチオン電着塗膜を形成できることが分かった。 As is clear from the results in Table 1, when the cationic electrodeposition coating compositions of Examples 1 to 4 are used, the adhesion to the intermediate coating film is excellent and the cationic electrodeposition coating is excellent in weather resistance. A film can be formed. On the other hand, when the cationic electrodeposition coating compositions of Comparative Examples 1 to 5 are used, the adhesion with the intermediate coating film is insufficient and the cationic electrodeposition coating film is inferior in weather resistance. From this result, it was found that a cationic electrodeposition coating film excellent in weather resistance can be formed by setting the content ratio of the resin component having a number average molecular weight of 500 or less contained in the amine-modified epoxy resin within a predetermined range.

本発明のカチオン電着塗料組成物及びカチオン電着塗膜の製造方法によれば、耐候性に優れたカチオン電着塗膜を形成することができる。

According to the cationic electrodeposition coating composition and the method for producing a cationic electrodeposition coating film of the present invention, a cationic electrodeposition coating film excellent in weather resistance can be formed.

Claims (4)

アミン変性エポキシ樹脂及びブロックポリイソシアネート硬化剤を含み、
上記アミン変性エポキシ樹脂のゲル浸透クロマトグラフィーにより得られる分子量分布曲線において、上記分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率が5.0%未満であるカチオン電着塗料組成物。
Including an amine-modified epoxy resin and a blocked polyisocyanate curing agent,
In the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography of the amine-modified epoxy resin, the ratio of the area of the number average molecular weight of 500 or less to the total area of the molecular weight distribution curve is less than 5.0%. Stuff.
上記分子量分布曲線の全面積に対する数平均分子量500以下の領域の面積の比率が4.5%以下である請求項1に記載のカチオン電着塗料組成物。 The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein the ratio of the area of the region having a number average molecular weight of 500 or less to the total area of the molecular weight distribution curve is 4.5% or less. 上記アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量が1500以上3000以下である請求項1又は請求項2に記載のカチオン電着塗料組成物。 The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1 or 2, wherein the amine-modified epoxy resin has a number average molecular weight of 1500 or more and 3000 or less. 請求項1、請求項2又は請求項3に記載のカチオン電着塗料組成物を含む電着塗料浴に被塗物を浸漬する工程、及び上記被塗物に電着塗膜を形成する工程を備えるカチオン電着塗膜の製造方法。

A step of immersing an article to be coated in an electrodeposition coating bath containing the cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, 2 or 3, and a step of forming an electrodeposition coating film on the article. A method for producing a cationic electrodeposition coating film, comprising:

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022092288A1 (en) * 2020-11-02 2022-05-05 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 Cationic electrodeposition coating composition

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5952240B2 (en) * 1981-11-13 1984-12-18 旭化成株式会社 Ultrafiltration method
JPS6096792A (en) * 1983-11-01 1985-05-30 Nippon Paint Co Ltd Cationic electrodeposition painting method
JPH10120760A (en) * 1996-10-18 1998-05-12 Toto Kasei Co Ltd Resol type phenol resin and composition of the same for coating material
JP2011122054A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Cheil Industries Inc Pressure-sensitive adhesive composition and surface protective film using the same
JPWO2016080483A1 (en) * 2014-11-19 2017-09-07 関西ペイント株式会社 Thermosetting coating composition
JP2018159032A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 Epoxy viscous agent and cationic electrodeposition coating material composition

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5952240B2 (en) * 1981-11-13 1984-12-18 旭化成株式会社 Ultrafiltration method
JPS6096792A (en) * 1983-11-01 1985-05-30 Nippon Paint Co Ltd Cationic electrodeposition painting method
JPH10120760A (en) * 1996-10-18 1998-05-12 Toto Kasei Co Ltd Resol type phenol resin and composition of the same for coating material
JP2011122054A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Cheil Industries Inc Pressure-sensitive adhesive composition and surface protective film using the same
JPWO2016080483A1 (en) * 2014-11-19 2017-09-07 関西ペイント株式会社 Thermosetting coating composition
JP2018159032A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 Epoxy viscous agent and cationic electrodeposition coating material composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022092288A1 (en) * 2020-11-02 2022-05-05 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 Cationic electrodeposition coating composition
CN116490576A (en) * 2020-11-02 2023-07-25 日涂汽车涂料有限公司 Cationic electrodeposition coating composition

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