JP2020122087A - 耐熱性電着樹脂組成物 - Google Patents

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JP2020122087A JP2019015007A JP2019015007A JP2020122087A JP 2020122087 A JP2020122087 A JP 2020122087A JP 2019015007 A JP2019015007 A JP 2019015007A JP 2019015007 A JP2019015007 A JP 2019015007A JP 2020122087 A JP2020122087 A JP 2020122087A
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Abstract

【課題】耐熱性、コスト、液安定性のバランスに優れたアニオン型耐熱性アクリル電着塗料用樹脂組成物、及びそれを電着塗装してなる電着塗膜の提供。【解決手段】置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)、置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)、置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)、(a)〜(d)以外の共重合性ビニル系単量体(e)を共重合した水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を含むことを特徴とするアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物から製造したアニオン型電着樹脂液により電着塗装を行なう。【選択図】なし

Description

本発明は、耐熱性電着樹脂組成物とその塗膜に関する。
電着塗装は、荷電粒子が電気泳動後、水の電気分解により生じるイオンで中和され、絶縁膜を形成することから複雑な形状の素材に均一に塗膜形成することができる。そのような特性から、電着塗料は、自動車、アルミ建材、家電機器、電子材料やその周辺部材に耐食性、意匠性等を付与する目的で広く使用されている。絶縁膜を形成する機構を利用し、車載部品の絶縁用途に採用されるものもあるが、近年、自動車市場の技術動向において、バッテリーのハイパワー化が行われており、それに伴い車載部品が高熱にさらされることから、電着塗膜の耐熱性の向上が求められている。現在、市場にある耐熱性電着液はポリイミド樹脂系やポリアミドイミド樹脂系の電着液が代表的であるが、一般的な電着塗料と比べ価格が高いことと耐熱塗膜性能が必要とされているものより過剰で市場のニーズに必ずしも合致していない。また、電着塗装をするには樹脂のTgが高いため、エッジカバーリングなど塗膜の均一性が悪くなる傾向にあり、それを解決するためアクリル樹脂等をブレンドすると耐熱性が低下する。また、液安定性にも課題があるために、コストと耐熱塗膜性能のバランスの良い電着樹脂液が要望されている。
コスト面や液安定性の面から考えるとアクリル樹脂系が好ましい。アニオン型電着を例示するとベース樹脂は、アクリル樹脂、架橋剤にメラミン樹脂やブロックイソシアネートが一般的に用いられている。これまでアニオン型アクリル電着で耐熱性を向上するために提案されているものは、N−置換マレイミド骨格を有する単量体を共重合した電着用アク
リル樹脂とメラミン−ホルムアルデヒド系樹脂からなる組成物(特許文献1)、主鎖にポリシロキサン成分を有するアニオン電着用アクリル樹脂、側鎖にポリシロキサン成分を有するアニオン電着用アクリル樹脂、及び、メラミン樹脂からなる組成物(特許文献2)などが例示できる。耐熱性成分として、N-置換マレイミド骨格を有する単量体やポリシロキサン成分を共重合した組成物は、硬化剤としてメラミン樹脂を使用しており、アクリルメラミン系では耐熱性向上に効果があるが、メラミン架橋系の熱酸化劣化による重量減少の影響が大きく、耐熱性はそれほど向上しない。
メラミン樹脂を含まないアニオン型アクリル電着組成物としてアクリロニトリル、アクリル酸エステル類、アクリルアミド誘導体、重合性不飽和結合を有する有機酸を乳化共重合して得られる耐熱性水分散性ワニス(特許文献3)、アルコキシメチルアミド基、カルボキシル基、水酸基を有するアニオン型アクリル電着組成物(特許文献4)がある。アクリロニトリル、アクリル酸エステル類、アクリルアミド誘導体、重合性不飽和結合を有する有機酸を乳化共重合して得られる耐熱性水分散性ワニスは、分子内環化反応を利用し耐熱性の向上に効果があるが懸濁粒子型であるので、つき回りが悪く、10μm程度の薄膜の塗膜形成には不向きである。アルコキシメチルアミド基、カルボキシル基、水酸基を有するアニオン型アクリル電着組成物は、メラミン樹脂硬化系と比べ、耐酸性の向上には効果があるが耐熱性は不十分であった。
以上のようにアニオン型耐熱性アクリル電着において、コスト面と性能面のバランスの良いものはなかった。
特開平1−304162号公報 特開平5−214277号公報 特開昭54−157136号公報 特開2005−194426号公報
本発明は、前記したような従来技術における課題、問題点を解決し、耐熱性の良いアニオン型アクリル電着樹脂液組成物、及び、それらを塗装してなる塗膜を提供することを目的とする。
上記課題、問題点に対して、鋭意研究の結果、本発明者らは、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)、置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)、置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)、(a)〜(d)以外の共重合性ビニル系単量体(e)を共重合した水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を含むことを特徴とするアニオン型電着用樹脂組成物から製造したアニオン型電着樹脂液により電着塗装を行なうことで克服できることを知見し本発明に至った。
すなわち本発明は、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)2〜10重量部、好ましくは、3〜9重量部、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)2〜30重量部、好ましくは、5〜20重量部、置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)2〜30重量部、好ましくは、5〜25重量部、置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)2〜30重量部、好ましくは、5〜25重量部、及び上記(a)〜(d)以外の共重合性ビニル系単量体(e)10〜92重量部、好ましくは、21〜82重量部を共重合してなる水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を含有することを特徴とするアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物を要旨とするものである。
本発明のアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物は、塗料安定性に優れ、これを用いて構成した電着塗料並びにこれにより形成された電着塗膜は、耐熱性が良好な塗膜を有しており、産業上極めて有用である。
本発明について更に詳しく説明する。
本発明においては、水溶性または水分散性ビニル系共重合体を構成する置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)、置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)、置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)、(a)〜(d)以外の共重合性ビニル系単量体(e)の各成分は、電着塗膜および電着塗料用樹脂液を得るための必須構成成分である。
水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を構成するビニル系単量体のうち、(a)置換基としてカルボキシル基を含有する単量体としては、アクリル酸、α−クロロアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、メサコン酸等がある。
水溶性または水分散性ビニル系共重合体を構成するビニル系単量体のうち、(b)置換基として水酸基を含有する単量体としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ
プロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノメタクリレート等が挙げられる。
水溶性または水分散性ビニル系共重合体を構成するビニル系単量体のうち、(c)置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体としては、N−シクロヘキシルマレイミド、N−2−メチルシクロヘキシルマレイミド、N−2−エチルシクロヘキシルマレイミド、N−2−クロロシクロヘキシルマレイミド、N−4−デシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−2−メチルフェニルマレイミド、N−2−エチルフェニルマレイミド、N−2−クロロフェニルマレイミド、N−4−ヒドロキシフェニルマレイミド、N−4−カルボキシフェニルマレイミド等のモノマレイミド等の中から1種、または、2種以上を使用することができる。
市販品として、イミレックスC、イミレックスP(日本触媒株式会社製)、o-CPMI(大
和化成工業株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
水溶性または水分散性ビニル系共重合体を構成するビニル系単量体のうち、(d)置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体として、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、N−メトキシメチルメタクリルアミド、N−エトキシメチルメタクリルアミド、N−ノルマルブトキシメチルメタクリルアミド、N−イソブトキシメチルメタクリルアミド等の中から1種、または、2種以上を使用することができる。
市販品として、ワスマー2MA、ワスマーA、ワスマーIBM、ワスマー3MA、ワスマーNBMM(笠野興産株式会社製)、NBMA、IBMA(MCCユニテック株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
水溶性または水分散性ビニル系共重合体を構成する(e)その他ビニル系単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ノルマルブチルアクリレート、ノルマルブチルメタクリレート、ノルマルヘキシルアクリレート、ノルマルヘキシルメタクリレート、ノルマルヘプチルアクリレート、ノルマルヘプチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノルマルラウリルアクリレート、ノルマルラウリルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート等の炭素数約20までのアルキル基を有する同様な共重合性ビニルエステルやシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレートなどの置換基として脂環式炭化水素基を有する共重合性ビニルエステル系単量体、及び、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ビニルトルエン等の芳香族基を有するビニル系単量体、末端にビニル基を有する高分子であるマクロモノマー、アクリロニトリル、酢酸ビニル等が使用できる。
本発明における水溶性又は水分散性ビニル系共重合体のカルボキシル基を中和するのに用いることのできる有機アミンとしては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン等のアルキルアミン類、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、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、トリ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、などのアルカノールアミン類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのアルキレンポリアミン類、エチレンイミン、プロピレンイミン等のアルキレンイミン類、ピペラジン、モルホリン、ピラジン、ピリジン等が挙げられる。これらの有機アミンは、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体中のカルボキシル基に対して、モル比が0.3〜0.9となるように添加すればよい。
本発明においては、溶剤も必須成分となる。アニオン型アクリルメラミン樹脂系電着塗料において、メラミン樹脂が可塑剤として作用することから、電着塗料の特性に対する溶剤の影響は比較的少ない。メラミン樹脂がない状態で、溶剤を使用せずに電着特性の調整を行うには、アクリル樹脂のTgや分子量を低下させる必要があるが、いずれも耐熱性を低下させる。本発明において、可塑剤成分となりうるものは溶剤のみであるため、使用方法が重要となる。
アクリル樹脂を重合する際や水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を電着塗料化した後の溶剤としてアルコール類、エチレングリコールエーテル類、プロピレングリコールエーテル類が好適に使用できる。
これらの溶剤としては、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブタノール、イソブタノール、ノルマルヘキシルアルコール、2−エチ
ルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノノルマルプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリブチルエーテル、エチレングリコールモノノルマルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノノルマルオクチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル等のエチレングリコールエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルプロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノターシャリブチルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルオクチルエーテル、プロピレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類が挙げられる。
溶剤の使用量としては、溶液重合の際に使用する溶剤分も含め、電着液中に1〜10重量部、好ましくは2〜8重量部となるように使用する。可塑化効果を期待する場合は、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル、エチレングリコールモノノルマルヘキシルエーテルやプロピレングリコールモノノルマルブチルエーテルのような炭素数が3以上のアルキルエーテル基を有するグリコールエーテル類を使用することが好ましい。
共重合性単量体として、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)2〜10重量部、好ましくは、3〜9重量部、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)2〜30重量部、好ましくは、5〜20重量部、置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)2〜30重量部、好ましくは、5〜25重量部、置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)2〜30重量部、好ましくは、5〜25重量部、及び上記(a)〜(d)以外の共重合性ビニル系単量体(e)10〜92重量部、好ましくは、21〜82重量部を共重合してなる水溶性又は水分散性ビニル系共重合体から得られた電着樹脂組成物は水分散性が特に良好で液安定性が良く、その電着塗膜は耐熱性等の性能に優れている。
水溶性又は水分散性ビニル系共重合体において、置換基としてカルボキシル基を有する
共重合性ビニル系単量体(a)が2重量部未満であると塗料安定性が低下し、10重量部を超えると耐水性が悪くなる。また、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)の割合が2重量部未満であると十分な塗膜性能(耐薬品性、塗膜硬度)が得られず、30重量部を超えると水溶性又は水分散性ビニル系共重合体が重合中に焦げ付きが発生したり、ゲル化する。置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)が2重量部未満であると耐熱性が不足し、30重量部を超えると溶解性が低下することで液安定性が悪くなり、また、コストアップになる。置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)が2重量部未満であると架橋密度が低下し、耐薬品性や耐熱性が低下し、30重量部を超えると重合反応中に焦げ付きが発生したり、ゲル化する。
本発明により構成されるアニオン型耐熱性アクリル電着樹脂組成物において、意匠性を付与する目的にて、顔料、染料、フィラー等を組み合わせて用いることができる。また、その他、機能性付与を目的するために光安定剤、酸化防止剤、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤等の添加剤やウレタン樹脂やエポキシ樹脂等の他の樹脂も用いることができる。
本発明により構成されるアニオン型耐熱性アクリル電着樹脂組成物を用いた電着条件としては、通電工程において印加される電圧は10〜400V、好ましくは30〜250Vであり、通電時間は0.5分〜7分、好ましくは1〜4分である。電圧が高いほど通電時間は短く、電圧が低ければ通電時間を長くする。印加電圧は通電と同時に設定電圧をかけるハードスタート、あるいは徐々に設定電圧まで電圧を上げていくソフトスタートのいずれでもかまわない。電着塗装された被塗装物は、水洗され、次いで150〜250℃で15〜60分間加熱し、塗装膜が硬化される。本発明が適用できる被塗装物としては、導電性を有する素材であれば特に限定されない。
以下に本発明の実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
なお、実施例、比較例中の部は、特に断りのない限り重量部である。
[実施例1]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、N−シクロヘキシルマレイミド10部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート28部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[実施例2]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10
部、N−シクロヘキシルマレイミド20部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート18部、メチルメタクリレート20部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[実施例3]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、N−シクロヘキシルマレイミド10部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド10部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート33部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[実施例4]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15部、N−シクロヘキシルマレイミド10部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート15部、メチルメタクリレート28部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[実施例5]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、N−シクロヘキシルマレイミド10部、N−イソブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート28部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃
で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[実施例6]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、N−フェニルマレイミド10部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート28部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。
次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[比較例1]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテルブ13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート38部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。
次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[比較例2]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、N−シクロヘキシルマレイミド10部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート25部、メチルメタクリレート38部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。
次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[比較例3]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、N−シクロヘキシルマレイミド10部、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート28部、メチルメタクリレート30部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル15.0部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水839.9部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[比較例4]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにエチレ
ングリコールモノノルマルブチルエーテル50.0部、ターシャリ―ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート1.5部を仕込み、80℃に昇温した。これにメタクリル酸メチル26.2部、メタクリル酸n−ブチル18.0部、アクリル酸エチル22.0部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル16部、アクリル酸2.8部、N−シクロヘキシルマレイミド15部、及び、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン0.2gの混合物を滴下ロートに仕込み240分間にわたりフラスコ内に滴下した後、更に240分間攪拌を行う。ついで、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル6.0部、ターシャリ―ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.3部の混合物を、60分毎に3回添加する。その後、80℃で240分間攪拌を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にサイメル254(メトキシ、ブトキシ化メラミン樹脂:オルネクスジャパン株式会社製)42.7部、2−エチルヘキシルアルコール10部、ジメチルアミノエタノールを1.7部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水775.0部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
[比較例5]
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプ
ロパノール12.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール5.0部、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル13.0部、アクリル酸7部、ヒドロキシエチルアクリレート15部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、エチルアクリレート33部、メチルメタクリレート35部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続け、水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を得た。次にサイメル254(メトキシ、ブトキシ化メラミン樹脂:オルネクスジャパン株式会社製)42.9部、ジメチルアミノエタノールを4.3部添加混合し、攪拌を続けながら、脱イオン水812.0部を徐々に添加し、電着塗料(固形分10%)を得た。
<樹脂組成物の評価>
実施例1〜6、比較例1〜5で調整した電着塗料液を使用し、常法に従って陽極にアルマイト処理したアルミニウム板を、陰極に18−8ステンレス鋼板を用いて、浴温25℃にて乾燥塗膜が10μmになるよう両極間に直流電圧を2分間印加した。次いで電着塗装されたアルミニウム板を取り出して充分に水洗したのち、180℃の温度で30分間焼付乾燥した。各アルミニウム板上に形成された電着塗膜の特性は下記表1に示すとおりであ
った。
[評価方法]
(1)肌感 目視判定で◎:良好、○:やや不足 ×:不足をそれぞれ示す。
(2)密着性(一次密着) JIS K 5600-5-6に従って試験し、評価した。
◎:100/100で碁盤目に欠けがない、〇:100/100で碁盤目に欠けがある、
×:100/100未満
(3)耐熱性1 差動型示差熱天秤ThermoPlus EVO TG8120(リガク製)を用い、昇温速
度10℃/分、大気下で測定した5%重量減少温度について、比較のア
クリルメラミン塗膜に対する耐熱性向上度で評価した。
耐熱性向上度=検討塗膜の5%重量減少温度−アクリルメラミン塗膜の
5%重量減少温度
◎:20℃以上、〇:10℃以上20℃未満、×:10℃未満
(4)耐熱性2 塗膜を250℃のオーブンに12時間入れた後の比較のアクリルメラミ
ン電着塗膜に対する耐熱性向上比で評価した。
耐熱性向上比=(検討塗膜の塗膜残存率)/(アクリルメラミン系塗膜
の塗膜残存率)
◎:1.5以上、〇:1.2以上1.5未満、×:1.2未満
(5)液分離安定性 目視判定にて判定
◎:液調整後1週間沈降分離無し
○:液調整後1週間沈降分離少しあり
×:液調整後1週間沈降分離多量を示す。
Figure 2020122087
本発明の耐熱性電着樹脂組成物およびこれを用いて構成した電着塗料並びにこれにより形成された電着塗膜は、電着塗装の分野において好適に使用される。

Claims (4)

  1. 共重合性単量体として、
    置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)2〜10重量部、
    置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)2〜30重量部、
    置換基としてN−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)2〜30重量部、
    置換基としてN−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)2〜30重量部、及び
    上記(a)〜(d)以外の共重合性ビニル系単量体(e)10〜92重量部を共重合してなる水溶性又は水分散性ビニル系共重合体を含有することを特徴とするアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物。
  2. N−置換マレイミド骨格を有する共重合性ビニル系単量体(c)が、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−2−クロロフェニルマレイミド、N−4−ヒドロキシフェニルマレイミド及びN−4−カルボキシフェニルマレイミドから選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1に記載のアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物。
  3. N−アルコキシメチルアミド基を有する共重合性ビニル系単量体(d)が、N−ノルマルブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド及びN−ブトキシメチルメタクリルアミドから選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載のアニオン型耐熱性アクリル電着用樹脂組成物を、電着塗装して得られることを特徴とする電着塗膜。
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