JP2788053B2 - カチオン電着塗料 - Google Patents

カチオン電着塗料

Info

Publication number
JP2788053B2
JP2788053B2 JP1086933A JP8693389A JP2788053B2 JP 2788053 B2 JP2788053 B2 JP 2788053B2 JP 1086933 A JP1086933 A JP 1086933A JP 8693389 A JP8693389 A JP 8693389A JP 2788053 B2 JP2788053 B2 JP 2788053B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
parts
resin
cationic
component
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1086933A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02265975A (ja
Inventor
礼二郎 西田
章 冨永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co Ltd filed Critical Kansai Paint Co Ltd
Priority to JP1086933A priority Critical patent/JP2788053B2/ja
Priority to US07/504,905 priority patent/US5089542A/en
Priority to EP90106651A priority patent/EP0396912B1/en
Priority to DE90106651T priority patent/DE69003732T2/de
Priority to CA002014017A priority patent/CA2014017C/en
Priority to ES90106651T priority patent/ES2059861T3/es
Publication of JPH02265975A publication Critical patent/JPH02265975A/ja
Priority to US07/741,854 priority patent/US5147906A/en
Priority to US07/741,853 priority patent/US5158995A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2788053B2 publication Critical patent/JP2788053B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/027Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule obtained by epoxidation of unsaturated precursor, e.g. polymer or monomer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/3218Carbocyclic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/62Alcohols or phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/62Alcohols or phenols
    • C08G59/64Amino alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
    • C09D5/4419Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications with polymers obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D5/443Polyepoxides
    • C09D5/4434Polyepoxides characterised by the nature of the epoxy binder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、特に水分散性およびつきまわり性などのす
ぐれたカチオン電着塗料に関する。
[従来の技術とその課題] 従来、カチオン電着塗料用樹脂として、例えば、ポリ
エポキシドにジエタノールアミン、メチルエタノールア
ミンおよびジエチルアミンのような2級アミンを付加し
てなるアミン付加エポキシ樹脂が多く用いられている。
該樹脂はアルコール類などでブロツクしたポリイソシア
ネート化合物で架橋硬化され、その硬化塗膜の防食性は
実用的に一応の水準に達している。その一つの理由は上
記ポリエポキシドとしてビスフエノールA型のジグリシ
ジルエーテルの使用が挙げられる。
しかしながら、上記アミン付加エポキシ樹脂はカチオ
ン性基として第3級アミノ基を有しているために、少量
の中和剤による部分中和での水分散性が劣り、中和剤量
を増加すると当然浴のpHが下がり、付帯設備の腐食防止
能が低下すると共につきまわり性も不十分となるという
問題点を有している。
一方、ブロツクポリイソシアネート化合物、メチロー
ル化メラミン樹脂およびマロン酸エステル誘導体などの
硬化剤との架橋反応において、第1級水酸基がこれらの
硬化剤とすみやかに反応することが既に広く認識されて
いる。このことは、本発明者等が先に提案したポリエポ
キシ化合物を硬化剤とするカチオン電着塗料においても
認められた。しかしながら、ビスフエノールA型のグリ
シジルエーテルを基本骨格とするカチオン電着塗料用樹
脂に第1級水酸基を導入する有効な手段は前記2級アミ
ンとして2級のアルカノールアミンを該樹脂に反応せし
めることであるが該アミンを用いると前記のごとく水分
散性およびつきまわり性が不十分であるという欠陥を有
している。
つまり、これまで、防食性や硬化性を低下させること
なく、第2級アルカールアミンを用いて第1級水酸基を
有せしめ、かつ部分中和段階での水分酸性およびつきま
わり性のすぐれたカチオン電着塗料用樹脂が得られてお
らず、その開発が強く望まれている。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、アルカノールアミン単独をカチオン化
剤として使用しても水分散性がすぐれ、高い浴pHにおい
て高いつきまわり性を示し、且つ硬化性や防食性等の性
能にも優れた塗膜を形成しうるカチオン電着塗料を提供
することを目的に鋭意研究を重ねた結果、今回特定構造
のエポキシ基含有官能基を有するエポキシ樹脂を基体樹
脂原料として用いることにより、上記した目的を達成し
うるカチオン電着塗料が得られることを見出し、本発明
を完成するに至った。
かくして、本発明に従えば、 (1) 下記構造式(I) で示されるエポキシ基含有官能基を1分子中に少なくと
も3個有するエポキシ樹脂(A)と、第1級水酸基を含
有する第1級もしくは第2級アミン化合物(B)とを反
応させて得られる第1級水酸基含有カチオン性樹脂
(X)を含有し、さらに必要に応じて、硬化剤(Z)を
含有することを特徴とするカチオン電着塗料;並びに (2) 上記エポキシ樹脂(A)、上記アミン化合物
(B)、およびフエノール性水酸基を1分子中に少なく
とも個有するフエノール化合物(C)を反応させて得ら
れる第1級水酸基含有カチオン性樹脂(Y)と硬化剤
(Z)とを含有することを特徴とするカチオン電着塗料 が提供される。
以下に、本発明のカチオン電着塗料の上記各成分につ
いてさらに詳細に説明する。
(A)成分:これは、下記構造式(I) で示されるエポキシ基含有官能基を1分子中に少なくと
も3個有するエポキシ樹脂である。
該(A)成分としては、例えば、特開昭60−170620号
公報、特開昭62−135467号公報、特開昭60−166675号公
報、特開昭60−161973号公報などに記載されているそれ
自体既知のものを使用することができる。
さらに、該(A)成分には、上記構造式(I)の未満
に重合開始成分の残基、つまり活性水素含有有機化合物
残基が結合しているものも包含され、その前駆体である
活性水素含有有機化合物としては、例えば、アルコール
類、フエノール類、カルボン酸類、アミン類、チオール
類等があげられる。このうち、アルコール類としては、
1価アルコールならびに2価以上の多価アルコールのい
ずれであつてもよく、具体的にはメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ペンタノール。ヘキサ
ノール、オクタノール等の脂肪族1価アルコール;ベン
ジルアルコールのような芳香族1価アルコール;エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、ペンタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール、オキシピバ
リン酸ネオペンチルグリコールエステル、シクロヘキサ
ンジメタノール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリ
セリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールな
どの多価アルコール等が例示される。
フエノール類としては、例えば、フエノール、クレゾ
ール、カテコール、ピロガロール、ハイドロキノン、ハ
イドロキノンモノメチルエーテル、ビスフエノールA、
ビスフエノールF、4,4′−ジヒドロキシベンゾフエノ
ン、ビスフエノールS、フエノール樹脂、クレゾールノ
ボラツク樹脂等が挙げられる。
カルボン酸類としてはギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、動植物油の脂肪酸;フマル酸、マレイン酸、アジピ
ン酸、ドデカン二酸、トリメリツト酸、ピロメリツト
酸、ポリアクリル酸、フタール酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸等が例示でき、また、乳酸、クエン酸、オキシ
カプロン酸等の水酸基とカルボン酸を共に有する化合物
も使用できる。
さらにその他、活性水素を有する化合物として、ポリ
ビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル部分加水分解物、デ
ンプン、セルロース、セルロースアセテート、セルロー
スアセテートブチレート、ヒドロキシエチルセルロー
ス、アリルポリオール樹脂、スチレン−アリルアルコー
ル共重合樹脂、スチレン−マレイン酸共重合樹脂、アル
キツド樹脂、ポリエステルポリオール樹脂、ポリカプロ
ラクトンポリオール樹脂等も使用することができる。ま
た、活性水素を有する化合物は、活性水素と共にその骨
格中に不飽和二重結合を有していてもよく、さらに該不
飽和二重結合がエポキシ化された構造のものであつても
さしつかえない。
(A)成分は、例えば、上記活性水素含有有機化合物
を開始剤にし、4−ビニルシクロヘキセン−1−オキサ
イドを単独で、またはそれと他のエポキシ基含有化合物
との併存下において、それぞれに含まれるエポキシ基に
よる開環(共)重合を行なわしめてポリエーテル樹脂を
形成せしめ、次いで該樹脂中の側鎖に存在するビニル基
を過酸類やハイドロパーオキサイド類などの酸化剤でエ
ポキシ化し、前記構造式(I)で示される官能基を導入
することによつて得ることができる。
4−ビニルシクロヘキセン−1−オキサイドは例え
ば、ブタジエンの2量化反応によつて得られるビニルシ
クロヘキセンを過酢酸によつて部分エポキシ化すること
によつて得ることができる。
他のエポキシ基含有化合物としては、エポキシ基を有
する化合物であれば特に制限はないが、製造上、1分子
中に1個のエポキシ基を有する化合物が好ましく、具体
的には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、
ブチレンオキサイド、などの (式中、nは2〜25)で示されるα−オレフインエポキ
サイド、スチレンオキサイド等の不飽和化合物の酸化物
や、アリルグリシジルエーテル、2エチルヘキシルグリ
シジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、ブチルグ
リシジルエーテル、フエニルグリシジルエーテル等の水
酸基を有する化合物のグリシジルエーテルや、脂肪酸の
ような有機酸のグリシジルエステルなどをあげることが
できる。
さらに、他のエポキシ基含有化合物として、不飽和結
合を有する脂環式オキシラン基含有ビニル単量体が包含
され、具体的には以下に例示するものがあげられる。
[各一般式中、R2は水素原子又はメチル基を表し、R3
炭素数1〜6の2価の脂肪族飽和炭化水素基を有し、R4
は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す] 上記において、R3によつて示される炭素数1〜6の2
価の脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖状又は分枝状
のアルキレン基、例えばメチレン、エチレン、プロピレ
ン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレ
ン、ヘキサメチレン基等を挙げることができる。また、
R3によつて示される炭素数1〜10の2価の炭化水素基と
しては、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、テト
ラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘキサ
メチレン、ポリメチレン、フエニレン、 等を挙げることができる。
さらに、下記一般式 [式中、R2及びR3は前記と同義である] で示される化合物、例えばグリシジルアクリレート、グ
リシジルメタクリレートやビニルシクロヘキセンの部分
エポキシ化により一部副生する下記式 で表わされるような脂環式不飽和基を有する化合物など
も他のエポキシ基含有化合物として使用することができ
る。さらにまた、4−ビニルシクロヘプテン(ビニルノ
ルボルネン)なども使用できる。
4−ビニルシクロヘキセン−1−オキサイド単独でま
たは他のエポキシ基含有化合物の併存下でのエポキシ基
の開環(共)重合反応は、活性水素含有有機化合物の存
在下で、しかも触媒を用いて行うことが好ましく、使用
しうる触媒としては、例えば、メチルアミン、エチルア
ミン、プロピルアミン、ピペラジン等のアミン類;ピリ
ジン類、イミダゾール類等の有機塩基類;ギ酸、酢酸、
プロピオン酸等の有機酸類;硫酸、塩酸等の無機酸類;
ナトリウムメチラート等のアルカリ金属アルコラート
類;KOH、NaOH等のアルカリ類;BF3ZnCl2、AlCl3、SnCl4
等のルイス酸又はそのコンプレツクス類;トリエチルア
ルミニウム、ジエチル亜鉛等の有機金属化合物を掲げる
ことができる。
これらの触媒は反応物に対して0.001〜10重量%、好
ましくは0.1〜5重量%の範囲内で使用することができ
る。開環(共)重合反応温度は一般に−70〜200℃、好
ましくは−30℃〜100℃である。反応は溶媒を用いて行
なうことができ、溶媒としては活性水素を有していない
通常の有機溶媒を使用することが好ましい。
このようにして得られるポリエーテル樹脂(開環
(共)重合体)の側鎖に含まれるビニル基をエポキシ化
することによつて前記構造式(I)で示される官能基を
導入でき、その結果、本発明で用いる(A)成分が得ら
れる。エポキシ化は過酸類、ハイドロパーオキサイド類
等を用いて行なうことができる。過酸類としては、例え
ば過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、トルフルオロ過酢酸等
を、そしてハイドロパーオキサイド類としては、例えば
過酸化水素、tert−ブチルパーオキサイド、クメンパー
オキサイド等を用いることができる。エポキシ化反応は
必要に応じて触媒を用いて行なうことができる。
4−ビニルシクロヘキセン−1−オキサイド中のビニ
ル基がエポキシ化されることによつて、上記構造式
(I)で示される官能基が生成する。このエポキシ化反
応において、他のエポキシ基含有化合物として前記脂環
式オキシラン基含有化合物などが併用すると、該化合物
に含まれるビニル基もエポキシ化されることもあるが、
これは前記構造式(I)とは異なる。
エポキシ化反応の際の溶媒使用の有無や反応温度は、
用いる装置や原料物性に応じて適宜調整することができ
る。エポキシ化反応の条件によつて、原料重合体中のビ
ニル基のエポキシ化と同時に原料中の下記式(IV)で示
される置換基及び/又は生成してくる下記式(V)で示
される置換基がエポキシ化剤等と副反応を起こした結
果、変性された置換基が生じ、(A)成分中に混在する
ことがある。
これらの変性された置換基が含まれる比率はエポキシ
化剤の種類、エポキシ化剤とビニル基のモル比、反応条
件によつて定まる。
かかる(A)成分としては市販品も使用可能であり、
例えばEHPE3150(ダイセル化学工業(株)製商品名)が
あげられる。これは、4−ビニルシクロヘキセン−1−
オキサイドの開環重合体中のビニル基をエポキシ化した
もので、重合度は平均15〜25である。
構造式(I)で表わされるエポキシ基含有官能基の量
は、(A)成分の1分子中3個以上有しておればよい
が、好ましくはエポキシ当量で140〜1000、より好まし
くは170〜300である。
(B)成分:第1級水酸基を含有する第1級もしくは第
2級アミン化合物であり、このものは上記(A)成分と
反応して第1級水酸基と塩基性基とを導入することを目
的にしている。
該(B)成分のアミン基と(A)成分中の構造式
(I)で示されるエポキシ基含有官能基中のエポキシ基
との反応によつて生成するカチオン性樹脂(X)中の第
1級水酸基および塩基性基は、従来のビスフエノールA
型エポキシ樹脂との反応によつて生成する前記のものと
比べて、部分中和、pHにおいても水分散性およびつきま
わり性が著しくすぐれており、しかも形成塗膜の硬化性
や防食性などが低下することが全くない。
(B)成分としては、次に例示する化合物があげられ
る。
モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、
モノブタノールアミンなどの第1級アルカノールアミ
ン。
N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、ジ−n(又はiso)−
プロパノールアミン、ジブタノールアミンなどの第2級
アルカノールアミン。
上記第1級アルカノールアミンとα,β−不飽和カ
ルボニル化合物との付加物(第2級アルカノールアミ
ン)。例えば、モノエタノールアミンとN,N−ジメチル
アミノプロピルアクリルアミドの付加物、モノエタノー
ルアミンとヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの
付加物、モノエタノールアミンとヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレートとの付加物、モノエタノールアミ
ンとヒドロキシブチル(メタ)アクリレートとの付加物
など。
ヒドロキシエチルアミノエチルアミンのような第
1、2級アルカノールアミン。
ヒドロキシアミン、ヒドロキシエチルヒドラジンお
よびヒドロキシエチルヒドラジンから選ばれる1種以上
とケトン化合物(例えば、ジメチルケトン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトン、
ジプロピルケトンなど)との縮合物(第2級アルカノー
ルアミン)。
このうち、特に好ましい(B)成分は、N−メチルエ
タノールアミン、N−エチルエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、ジ−n(又はiso)−プロパノールアミ
ンなどの第2級アルカノールアミンである。
本発明の(A)成分と(B)成分との反応において、
該(B)成分以外のカチオン化剤を必要に応じて任意に
併用してもさしつかえなく、このような他のカチオン化
剤としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n
−又はiso−プロピルアミンなどの第1級アミン;ジエ
チルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミンなどの
第2級アミン;エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピル
アミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノ
プロピルアミンなどのポリアミンなどがあげられ、更に
アンモニア、ヒドラジン、N−ヒドロキシエチルイミダ
ゾリン化合物などとも併用することができる。
さらに、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、
N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノ
ールアミン、N,N′−ジエチルエタノールアミン、N−
エチルジエタノールアミンなどの第3級アミンなども使
用でき、これらは酸で予めプロトン化し、エポキシ基と
反応させて第4級塩にすることができる。
また、アミノ化合物以外に、ジエチルスルフイド、ジ
フエニルスルフイド、テトラメチレンスルフイド、チオ
ジエタノールなどのスルフイド類とホウ酸、炭酸、有機
モノカルボン酸などとの塩をエポキシ基と反応させて第
3級スルホニウム塩としてもよい。
更に、トリエチルホスフイン、フエニルジメチルホス
フイン、ジフエニルメチルホスフイン、トリフエニルホ
スフインなどのホスフイン類と上記の如き酸との塩をエ
ポキシ基と反応させて、第4級ホスホニウム塩として併
用することもできる。
本発明では、(B)成分を用いて(A)成分中にカチ
オン性基を導入することは必要であるが、(B)成分以
外の上記他のカチオン化剤の使用は任意である。
(A)成分と(B)成分(他のカチオン化剤も併存す
ることもある)との比率は、(A)成分中のエポキシ基
と(B)成分中のアミン活性水素(NH)とのモル比が
1:0.5〜1.5、特に1:08〜1.0の範囲内となるのが適して
おり、これら両者間の反応は通常の方法で行なうことが
でき、例えば50〜300℃、好ましくは70〜200℃の温度で
行なうことができる。
(B)成分(他のカチオン化剤を含むこともできる)
を反応させることによつて、(A)成分中に導入された
塩基性基を酸、特に好ましくはギ酸、酢酸、乳酸、グリ
コール酸などの水溶性有機カルボン酸でプロトン化して
カチオン性基とすることができる。
本発明のカチオン電着塗料は、上記(A)成分と
(B)成分とを反応させて得られる第1級水酸基含有カ
チオン性樹脂(X)を主成分とするものであるが、さら
に、上記(A)成分、(B)成分、およびフエノール性
水酸基を1分子中に少なくとも1個有するフエノール化
合物(C)を反応させて得られる第1級水酸基含有カチ
オン性樹脂(Y)と硬化剤(Z)とを含有するカチオン
電着塗料とすることもでき、これによつて前記目的を十
分に達することができ、特に防食性がさらにすぐれた塗
料とすることができる。
(C)成分:カチオン性樹脂(Y)の構成成分で、1分
子中にフエノール性水酸基を少なくとも1個有する化合
物であつて、例えば、ビス(4−ビトロキシフエニル)
−2,2−プロパン、4,4′−ジヒドロキシベンゾフエノ
ン、ビス(4−ヒドロキシフエニル)−1,1−エタン、
ビス−(4−ヒドロキシフエニル)−1,1−イソブタ
ン、ビス(4−ヒドロキシ−tert−ブチル−フエニル)
−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシナフチル)メ
タン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、ビス(2,4−ジヒ
ドロキシフエニル)メタン、テトラ(4−ヒドロキシフ
エニル)−1,1,2,2−エタン、4,4′−ジヒドロキシジフ
エニルエーテル、4,4′−ジヒドロキシジフエニルスル
ホン、フエノールノボラツク、クレゾールノボラツク等
の多価フエノール化合物が挙げられる。さらに、フエノ
ール、ノニルフエノール、α−又はβ−ナフトール、p
−ターシヤリーオクチルフエノール、o−又はp−フエ
ニルフエノール等のモノフエノール化合物も使用するこ
とができる。
防食性のよりすぐれた塗膜を形成するためには、
(C)成分として、特に、ビスフエノールA型[ビス
(4−ヒドロキシフエニル)−2,2−プロパン]又はビ
スフエノールF型[ビス(4−ヒドロキシフエニル−2,
2−メタン]等のビスフエノール樹脂を用いることが好
ましい。該ビスフエノール樹脂のうち特に、数平均分子
量が少なくとも200、好適には約800〜約3,000の範囲内
にあり、しかも1分子あたり平均して2個以下、好まし
くは0.8〜1.2個のフエノール性水酸基を含有する下記一
般式で代表的に示されるものが適している。
(式中、qは平均して0〜7の整数であり、R5は活性水
素含有化合物の残基である) 上記式中のR5の前駆体である活性水素含有化合物とし
ては、例えば、第2級アミンのようなアミン類;ノニル
フエノールのようなフエノール類;脂肪酸のような有機
酸;チオール類;アルキルアルコール、セロソルブ、ブ
チルセロソルブ、カービトールのようなアルコール類;
無機酸等の化合物があげられこのうち、最も好ましいの
は第1級水酸基を有する第2級アミンであるジアルカノ
ニルアミンやノニルフエノールのようなモノフエノール
である。
(C)成分の上記一般式では、その両末端にR−及び
−OHがそれぞれ結合した形で示されているが、両末端が
R5−又は−OHのいずれか一方だけであるものが混合して
存在してもさしつかえない。
本発明において、(C)成分は、例えば、分子量が20
0以上、好適には380〜2,000の範囲内のビスフエノール
Aジグリシジルエーテル型のポリエポキシド1モルと、
分子量が少なくとも200、好適には200〜2,000の範囲内
のビスフエノールA型のポリフエノール1モルと、活性
水素を有する化合物、例えば第2級ジアルカノールアミ
ン1モルとを必要であれば触媒や溶剤の存在下で30〜30
0℃、好適には70〜180℃の温度で反応させることによつ
ても得られる。これらのモル比は単なる例示であつて、
これらに制限を受けず、任意に選択できる。
また、(C)成分には、ダイマージオール、エチレン
グリコール、プロピレングリコールおよびブチレングリ
コールなどのポリオール類;ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールな
どのポリエーテルポリオール類;ポリカプロラクトンの
ようなポリエステルポリオール類;ポリカルボン酸類;
ポリイソシアネート類;モノイソシアネート類;エチレ
ンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサ
イド、スチレンオサイド等の不飽和化合物の酸化物;ア
リルグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジ
グリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエ
ーテル、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジル
エーテル、フエニルグリシジルエーテル等の水酸基を有
する化合物のグリシジルエーテル;脂肪酸のような有機
酸のグリシジルエステル;脂環式オキシラン含有化合物
等を反応させて導入してもよく、更にδ−4−カプロラ
クトン、アクリルモノマーなどをグラフト重合させたも
のも含まれる。
(A)成分と(B)成分と(C)成分の反応は、通常
の任意の方法で行なうことができ、その反応順序はどの
ように行なってもよい。反応は一般に50℃〜300℃、好
ましくは70℃〜200℃の温度で行なうことがでぎ、例え
ば(A)成分と(C)成分とを反応させたのち、(B)
成分を反応させることもできる。
更に上記フエノール性水酸基を有する化合物(C)の
原料であるポリエポキシド及びポリフエノールを、
(A)成分と(B)成分と共に反応させることにより化
合物(C)の製造工程を省くこともできる。
また(C)成分を過剰に配合し、(A)成分と(B)
成分の一部を反応させた後、(C)成分の未反応物を他
のポリエポキシドと反応させることも可能である。
これら(A)、(B)、(C)各成分の配合比は任意
に決め得る。
(A)成分は本発明のカチオン電着塗料用樹脂中に微
量含まれるだけでもその水分散性やつきまわり性を著し
く改良することができる。従つて、(A)成分の含有量
は(A)成分と(B)成分との合計量又は(A)〜
(C)成分の合計量に基いて0.5〜95重量%、好ましく
は3〜75重量%、特に好ましくは5〜50重量%の範囲内
とすることができる。
また、本発明のカチオン性樹脂におけるカチオン性基
の含有量は上記カチオン性樹脂(X)又は(Y)を水に
安定に分散し得る範囲内でかつ少ない量が望ましく、ア
ミン価がKOH(mg/g固形分)換算数で一般に3〜200、特
に5〜180の範囲内が好ましい。しかし、カチオン性基
が3以下の場合であつても、界面活性剤などを使用して
水性分散化して使用することも可能である。しかしこの
場合には、水分散化物のpHが4〜9、好ましくは6〜7
の範囲内になるようにカチオン性基を調整するのが望ま
しい。
さらに、樹脂(A)中の構造式(I)の官能基と
(B)成分との反応に基づく第1級水酸基の含有量は、
硬化性官能基との反応性の点から、該第1級水酸基によ
る水酸基価で一般に10〜1,000、特に50〜700の範囲内が
好ましい。
(C)成分はビスフエノール骨格を付与して高防食性
が得られるという理由から、(A)〜(C)成分の合計
量に基づいて95重量%以下、好ましくは20〜90重量%の
範囲内で配合することが好ましい。
かくして得られるカチオン性樹脂(X)、(Y)はカ
チオン電着塗料用樹脂として使用することができる。
該樹脂(X)、(Y)は水分散性に優れており、それ
自身水分散し得ないもしくは困難な有機物質や無機物質
に該樹脂(X)又は(Y)を混合すると容易に水分散し
得る特性を有する。このため、上記組成物を従来のカチ
オン電着塗料の水分散性等の改良のために一部添加使用
することも可能である。
本発明における上記第1級水酸基含有カチオン性樹脂
(X)および/または(Y)を主成分とするカチオン電
着塗料の電着塗膜は硬化剤(Z)の存在下で加熱すると
硬化する。
硬化剤(Z)としては、既知のカチオン電着塗料用硬
化剤を使用することができ、これらは架橋性官能基を1
分子中に2個以上有していることが好ましく、例えばブ
ロツクポリイソシアネート化合物ポリカルボン酸のβ−
ヒドロキシエチルエステル、マロン酸エステル誘導体、
メチロール化メラミン、メチロール化尿素などを使用す
ることができる。
これらの硬化剤を用いることによつてカチオン性樹脂
(X)、(Y)は加熱硬化し、本発明の目的が達成でき
る。
このうち、ブロックポリイソシアネート化合物を用い
ることが好ましく、これらはカチオン電着塗料の硬化剤
として広くしられているものが使用できるので、その詳
細な説明は省略する。
また、本発明において硬化剤(Z)として、ポリエポ
キシド化合物を用いることも好ましく、具体的には以下
に説明する特定構造のエポキシ系硬化剤(Z−1)、
(Z−2)を用いることが好ましい。
硬化剤(Z−1)は下記式(II) (式中、nは3〜30の整数である) で示される繰り返し単位を有するエポキシ樹脂である。
硬化剤(Z−2)は下記式(III) (式中、R1は水素原子又はメチル基である) で示される繰り返し単位を有する数平均分子量が3,000
〜200,000の重合体をあげることができる。
硬化剤(Z−1)は、上記構造式(II)を有するエポ
キシ樹脂で、具体的には前記(A)成分で説明したもの
に包含され、市販品としては前記EHPE3150(商品名)が
あげられる。
硬化剤(Z−1)の前記式(II)において繰り返し単
位の数を表すnは3〜30であるが、nが30を越えると一
般に融点の高い樹脂となり取り扱い困難となることがあ
る。
一方、硬化剤(Z−2)は下記式(VII) (式中、R6は水素又はメチル基である) で示される少なくとも1種のモノマー又は該モノマーの
少なくとも1種と他の重合性モノマーとを重合せしめる
ことによつて製造することができる。上記式(VII)で
示されるモノマーとして具体的には例えば、3,4−エポ
キシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4−エポキ
シシクロヘキシルメチルメタクリレートなどがあげられ
る。これらの市販品として、例えば、ダイセル化学工業
製METHB、AETHB(いずれも商品名)があげられる。
上記硬化剤(Z−2)は数平均分子量3,000〜200,000
程度のものが好ましく、特に4,000〜10,000程度のもの
がより好ましい。
しかして、本発明のカチオン電着塗料にはさらに、前
記カチオン性樹脂(X)および/または(Y)と硬化剤
(Z)(特に好ましくはブロックポリイソシアネート化
合物、硬化剤(Z−1)および(Z−2)から選ばれる
1種以上)とを主成分とするものも包含され、これらの
各成分の構成比率は目的に応じて任意に選択することが
できるが、塗膜が超硬化するのに必要な最少量乃至カチ
オン電着塗料の安定性をそこなわない最大量の範囲内で
適宜変えることができ、一般には、硬化剤(Z)のカチ
オン性樹脂(X)、(Y)に対する固形分の重量比が0.
2〜1.5の範囲となるように選択するのが好ましい。
また、硬化剤(Z)の一部がカチオン性樹脂(X)、
(Y)にあらかじめ付加したものが含まれていてもさし
つかえない。
上記カチオン性樹脂(X)及び必要に応じてさらに硬
化剤(Z)を用いて、或いは上記カチオン性樹脂(Y)
と硬化剤(Z)とを用いてカチオン電着塗料を調製する
には、これらの成分を水中に安定に分散させ、必要に応
じて、カーボンブラツク、チタン白、鉛白、酸化鉛、ベ
ンガラのような着色顔料;クレー、タルクのような体質
顔料;クロム酸ストロンチウム、クロム酸鉛、塩基性ク
ロム酸鉛、鉛丹、ケイ酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、リン酸
鉛、塩基性リン酸鉛、トリポリリン酸鉛、ケイクロム酸
鉛、黄鉛、シアナミド鉛、鉛酸カルシウム、亜酸化鉛、
硫酸鉛、塩基性硫酸鉛等の防食顔料;或いはさらに他の
添加剤を混練することによつて行なわれる。配合し得る
他の添加剤としては、例えば分散剤又は塗面のハジキ防
止剤としての少量の非イオン系界面活性剤;硬化促進剤
等が挙げられる。
特に、本発明のカチオン電着塗料による電着塗料膜を
160℃以下の低温で十分に硬化するようにするには、鉛
化合物、ジルコニウム化合物、コバルト化合物、アルミ
ニウム化合物、マンガン化合物、銅化合物、亜鉛化合
物、鉄化合物、クロム化合物、ニツケル化合物、スズ化
合物などから選ばれる1種もしくは2種以上の触媒を添
加することが有効である。これら金属化合物の具体例と
しては、例えば、ジルコニウムアセチルアセトナート、
コバルトアセチルアセトナート、アルミニウムアセチル
アセトナート、マンガンアセチルアセトナートなどのキ
レート化合物;β−ヒドロキシアミノ構造を有する化合
物と酸化鉛(II)とのキレート化反応生成物;2−エチル
ヘキサン酸鉛、セカノイツク鉛、ナフチツクス鉛、オク
チツクス鉛、安息香酸鉛、酢酸鉛、乳酸鉛、ギ酸鉛、グ
リコール酸鉛、オクチツクスジルコニウムなどのカルボ
キシレート;などが挙げられる。
上記金属化合物は、カチオン性樹脂の固形分に対する
金属含有率が一般に10重量%以下、好ましくは5重量%
以下となるような量で使用することができる。
このようにして調製されるカチオン電着塗料を適当な
導電性基体上に電着させて得られる塗膜は、例えば80〜
250℃、好ましくは120℃〜160℃の温度で加熱硬化させ
ることができる。
[効果] 本発明によつて得られるカチオン電着塗料は、カチオ
ン性樹脂中の水分散性を付与するカチオン性基が第3級
アミノ基であつても、低中和での水分散性に優れている
ため、高pH、高つきまわり性が得られる。また、該カチ
オン性基には第1級水酸基を有するものを多量に使用す
ることができるため、種々の硬化形式において有用な官
能基である第1級水酸基を多数導入でき、硬化性が向上
し、陰極電着塗装用として好適な樹脂組成物を提供する
ことができる。
[実施例] 次に実施例により本発明を更に具体的に説明する。実
施例中「部」はいずれも「重量部」であり、「%」は
「重量%」である。
実施例1 (1)第1級水酸基含有カチオン性樹脂(Y)の製造: EHPE3150(エポキシ当量175〜195)[(A)成分]15
5部、ジエタノールアミン[(B)成分]70部および
(C)成分(エポキシ当量190のビスフエノールAジグ
リシジルエーテル475部とビスフエノールA285部とジエ
タノールアミン53部とカルビトール80部を加熱溶解後冷
却し、130℃で3時間保持して反応させた生成物全量)
からなる混合物を160℃で5時間反応後、メチルプロパ
ノール692部を加え、固形分含有率60%、アミン価63、
第1級水酸基当量443のカチオン性樹脂(Y−1)を得
た。
(2)エマルジヨンの製造: このカチオン性樹脂(Y−1)100部に、エチルセロ
ソルブに溶解した固形分80%EHPE−3150[硬化剤(Z−
1)]37.5部とギ酸0.7部を加え、十分に撹拌しながら
脱イオン水319部を加えて固形分20%、pH6.5、エマルジ
ヨン粒子径0.10μのエマルジヨンを得る。このエマル
ジヨンは30℃で1カ月静置してもエマルジヨンの分
離、沈降、粒子径の増大などは認められなかった。
(3)カチオン電着塗料の製造: 上記カチオン性樹脂(Y−1)100部にチタン白50
部、クレー50部、塩基性ケイ酸鉛30部、ギ酸、3.0部、
脱イオン水75部を加え練り合わせた後、ガラスビーズ80
0部を加えて、ペイントシエーカーで分散し、固形分62
%の顔料分散物を得た。
上記エマルジヨン1000部と上記顔料分散物90部と
を混合し、脱イオン水188部で希釈して、pH6.2、固形分
20%のカチオン電着塗料浴を得た。
(4)性能試験: この電着浴を用いて、リン酸亜鉛処理板に、30℃の浴
温で250Vで3分間電着して得られる塗膜を160℃で30分
間焼き付けて膜厚13μ及び鉛筆硬度3Hの塗膜を得た。こ
の塗板の耐ソルトスプレー性は2000時間合格、耐衝撃性
は1kg、50cm合格、つきまわり性21cm、そして塗面状態
は良好であつた(試験方法は後述する)。
実施例2 (1)第1級水酸基含有カチオン性樹脂(Y)の製造: エポキシ当量190のビスフエノールAジグリシジルエ
ーテル型のポリエポキシド380部、エポキシ当量340のポ
リプロピレングリコールジグリシジルエーテル340部、
ビスフエノールA342部、ジエタノールアミン105部およ
びエチレングリコールモノブチルエーテル90部を混合溶
解後冷却し、150℃で3時間反応させて(c)成分を得
た。この(c)成分にEHPE−3150[(A)成分370部を
加え、150℃で5時間反応させてからエポキシ当量190の
ビスフエノールAジグリシジルエーテル48部を加え160
℃で3時間保つ。この後ジエタノールアミン[(B)成
分147部を加えて150℃で3時間保った後、メチルプロパ
ノール1065部を加えて、固形分60%、アミン価78.1、第
1級水酸基当量361のカチオン性樹脂(Y−2)を得
た。
(2)エマルジヨンの製造: 上記カチオン性樹脂(Y−2)100部とメチルイソプ
ロパノールに溶解した固形分含有率80%のEHPE−3150 5
0部とギ酸0.8部とを加え、十分に撹拌しながら脱イオン
水359部を加えて固形分20%、pH6.8、エマルジヨン粒子
径0.05μのエマルジヨンを得る。このものは30℃で1
カ月静置しても分離、沈降、粒子径の増大などは認めら
れなかった。
(3)カチオン電着塗料の製造: 上記カチオン性樹脂(Y−2)100部とチタン白30
部、タルク70部、塩基性ケイ酸鉛5部、リサーシ10部、
ギ酸3.5部、脱イオン水80部を加え、練り合わせた後ボ
ールミル分散して粒度15μ、固形分59%の顔料分散物
を得た。
上記エマルジヨン1000部と顔料分散物と60部を混
合し、さらに脱イオン水583部で希釈し、固形分20%、p
H6.6の電塗料浴を得た。
(4)性能試験: この電着塗料浴を用いて、リン酸亜鉛処理板に、30℃
の浴温で200Vで3分間電着して得られる塗膜を160℃で3
0分間焼き付けて、膜厚17μ及び鉛筆硬度3Hの塗膜を得
た。この塗膜の耐ソルトスプレー性は2000時間合格、耐
衝撃性は1kg、50cm合格、つきまわり性20cm、塗面状態
は良好であつた。
実施例3 (1)第1級水酸基含有樹脂(Y)の製造: エポキシ当量190のビスフエノールAジグリシジルエ
ーテル760部、ビスフエノールA456部、ジエタノールア
ミン105部、エチレングリコールヘキシルセロソルブ132
部を加熱溶解後冷却して、150℃で3時間保ち、全ての
エポキシ基をなくすまで反応させて(c)成分を得た。
この(c)成分にEHPE−3150[(A)成分]278部とジ
エタノールアミン[(B)成分]136部を加え170℃で5
時間保ちエポキシ基のなくなつた事を確認後、エポキシ
当量190のビスフエノールAジグリシジルエーテル150部
を加えてエポキシ基がなくなるまで160℃で反応する
(4時間)。その後、メチルプロパノール1125部を加え
て、固形分60%、アミン価68、第1級水酸基当量410の
カチオン性樹脂(Y−3)を得た。
(2)硬化剤(Z−2)の製造: METHB(3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリ
レート)33.4部にアゾビスジメチルバレロニトリル2部
を溶解したものを、100℃に加熱したメチルイソブチル
ケトン10部とブチルセロソルブ10部との混合溶剤に2時
間かけて滴下し、1時間熟成後、125℃に昇温して更に
1時間熟成し、固形分60%、エポキシ当量196の硬化剤
(Z−2)を得た。
(3)エマルジヨンの製造: カチオン性樹脂(Y−3)100部と硬化剤(Z−2)5
0部、38%オクチツクス鉛1.3部とギ酸0.53部を加え、十
分に撹拌しながら脱イオン水298部を加えて、固形分20
%、pH6.6、エマルジヨン粒子径0.04μのエマルジヨン
を得る。このものは30℃で1カ月静置してもエマルジ
ヨンの分離、沈降、粒子径の増大などは認められなかつ
た。
(4)カチオン電着塗料の製造: カチオン性樹脂(Y−3)100部とチタン白30部、ク
レー60部、カーボン0.5部、トリポリリン酸鉛5部、酸
化鉛10部、ギ酸3部、脱イオン水70部を練り合わせた後
ガラスビーズ1000部を加え、ペイントシエーカーで分散
し、固形分59%の顔料分散物を得る。
上記エマルジヨン1000部と顔料分散物70部とを混
合し、脱イオン水136部で希釈して固形分20%、pH6.4の
電着浴を得た。
(5)性能試験: この電着浴を用いて、リン酸亜鉛処理板に、30℃の浴
温で、250Vで3分間電着し、得られる塗膜を160℃で30
分間焼き付けて、厚さ14μ、及び鉛筆硬度3Hの塗膜を得
た。この塗膜の耐ソルトスプレー性は2000時間合格、耐
衝撃性は500、50cm合格、つきまわり性21cm、塗面状態
は良好であつた。
実施例4 (1)第1級水酸基含有カチオン性樹脂(X)の製造: 50%ヒドロキシエチルヒドラジン水溶液152部とメチ
ルイソブチルケトン200部との混合物を加熱し、90℃か
ら130℃まで徐々に昇温しながら水94部を除去した。さ
らに、130℃で30分減圧し、過剰のメチルイソブチルケ
トンを除去して、95%のヒドロキシエチルヒドラジンと
メチルイソブチルケトンの縮合物[(B)成分]165部
を得た。
EHPE3150[(A)成分]180部をメチルイソプロパノ
ール80部と溶熱溶解した後、100℃において、上記縮合
物108部とジエタノールアミン36部とを反応させてか
ら、ブチルセロソルブ92部を加えて、固形分60%アミン
価176、第1級水酸基当量220のカチオン性樹脂(X)を
得た。
(2)カチオン電着塗料の製造: 実施例1の(2)、(3)におけるカチオン性樹脂
(Y−1)をカチオン性樹脂(X)に代えた以外はすべ
て実施例1と同様にして行なった。その結果、エマルジ
ヨンについては固形分含有率20%、pH6.3およびエマル
ジヨン粒子径0.15μのものを得た。このものを30℃で1
ケ月静置してもエマルジヨンの分離、沈降、粒子径の増
大などは認められなかつた。また、電着塗料浴について
はpH6.7、固形分含有率20%のカチオン電着塗料浴を得
た。
(3)性能試験結果: この電着浴を用いて、リン酸亜鉛処理板に、30℃の浴
温で250Vで3分間電着して得られる塗膜を160℃で30分
間焼きつけて、厚さ15μ、及び鉛筆硬度3Hの塗膜を得
た。この塗膜の耐ソルトスプレー性は1000時間合格、耐
衝撃性は500g、50cm合格、つきまわり性20cm、塗面状態
は良好であつた。
実施例5 (1)ブロツクポリイソシアネート化合物(硬化剤)の
製造: トリレンジイソシアネート174部とメチルイソブチル
ケトン30部の中に50℃で2時間かけてエチレングリコー
ルモノエチルエーテル180部を滴下し、更に80℃で1時
間保温して92%の固形分のブロツクイソシアネート化合
物384部を得る。
(2)エマルジヨンの製造: 上記で得たブロツクポリイソシアネート化合物に実施
例3のカチオン性樹脂(Y−3)1765部と38%オクチツ
クス鉛74部とジブチルチンジアセテート7部と酢酸18部
と共に混合し、十分に撹拌しながら脱イオン水4812部を
加えて、固形分20%、pH6.4、エマルジヨン粒子径0.09
μのエマルジヨンを得る。このものは30℃で1カ月静
置してもエマルジヨンの分離、沈降、粒子径の増大など
は認められなかつた。
(3)カチオン電着塗料の製造: エマルジヨン1000部と前記実施例3の顔料分散液
70部とを用い、実施例3と同様に行なう。
(4)性能試験: この電着浴を用いて、リン酸亜鉛処理板に30℃の浴温
で250Vで3分間電着し、得られる塗膜を160℃で30分間
焼き付けて、厚さ15μ、及便鉛筆硬度3Hの塗膜を得た。
この塗膜の耐ソルトスプレー性は2000時間合格、耐衝撃
性は500g、50cm合格、つきまわり性22cm、塗面状態は良
好であつた。
比較例1 (1)1級水酸基含有カチオン性樹脂の製造: エポキシ当量190のビスフエノールAジグリシジルエ
ーテル1140部とビスフエノールA456部にジメチルベンジ
ルアミン0.3部を加え、140℃に加熱溶解して2時間保
ち、エポキシ当量、795の樹脂[(C)成分]を得る。
これに、メチルプロパノール1204部とジエタノールアミ
ン[(B)成分]210部を加え100℃で3時間反応し、エ
ポキシ基が全てなくなつていることを確認し、固形分60
%、アミン価62、第1級水酸基価452のカチオン性樹脂
を得た。該樹脂は前記構造式(I)で示される官能
基を有していない。
(2)エマルジヨンおよびカチオン電着塗料の製造: 上記カチオン性樹脂100部と実施例5で用いた硬化
剤32.6部とギ酸0.7部とを十分に撹拌混合しながら脱イ
オン水を加えても、水が分離して実施例のように安定な
分散液はできない。そこで、ギ酸量を4倍の2.8部加え
ると水分散液ができる。これに脱イオン水314部を加え
ると固形分20%のエマルジヨンが得られるが、pHは4.
9と低く、平均粒子径は0.20μであつた。このエマルジ
ヨンは30℃で2週間静置すると二層に分離してしま
う。また、実施例3の顔料分散物のカチオン性樹脂
(Y−3)を上記カチオン性樹脂に代えて製造した顔
料分散分90部と本例の上記エマルジヨン1000部とを
混合し、脱イオン水188部で希釈して、pH5.1、固形分20
%の電着浴を作成し、30℃の浴温で250Vで3分間電着し
て得られる塗膜を160℃で30分間焼き付けて厚さ11μ及
び鉛筆硬度3Hの塗膜は、耐ソルトスプレー性1000時間合
格、耐衝撃性500g、50cm合格であるが、塗面状態はガス
ピン穴が多数発生して不良であつた。また、つきまわり
は15cmと不足であつた。
比較例2 (1)第1級水酸基含有カチオン性樹脂の製造: エポキシ当量190のビスフエノールAジグリシジルエ
ーテル950部、エポキシ当量340のポリプロピレングリコ
ールジグリシジルエーテル340部、ビスフエノールA456
部及びジエタノールアミン21部を仕込み、120℃でエポ
キシ価が1.02ミリモル/gになるまで反応させた後、エチ
レングリコールモノブチルエーテル479部で希釈、冷却
した後、温度を1000℃に保ちながら、ジエタノールアミ
ン158部及びエチルエタノールアミン17.8部を加え、3
時間反応後、エポキシ基がなくなつた事を確認して、固
形分80%、アミノ価55、第1級水酸基当量540のカチオ
ン性樹脂を得た。該樹脂は前記構造式(I)で示さ
れる官能基を有していない。
(2)エマルジンヨンおよびカチオン電着塗料の製造: このカチオン性樹脂75部と実施例5の硬化剤43.5部
とギ酸0.8部とを十分に撹拌しながら脱イオン水を加え
ても水が分離して実施例のようには安定に水分散できな
い。また、2倍量に相当する1.6部のギ酸を加えると安
定に水分散できる。さらに脱イオン水383部を加えて固
形分20%のエマルジヨンを得る。pHは5.5と低く、平
均粒子径は0.1μと良好であるが、30℃で2週間静置す
ると粒径が0.35μと増大し、4週間後には2層に分離し
てしまう。また、実施例3の顔料分散物のカチオン性
樹脂(Y−3)を上記カチオン性樹脂に代えて製造し
た顔料分散物60部を上記エマルジヨン1000部と混合
し、脱イオン水583部で希釈した固形分20%の電着浴はp
H5.7と低い。この電着浴を用いて、リン酸亜鉛処理格に
30℃の浴温で200Vで3分間電着して得られる塗膜を160
℃で30分間焼き付けて厚さ18μ及び鉛筆硬度3Hの塗膜の
耐ソルトスプレー性は1000時間合格、耐衝撃性は500g合
格であるが、つきまわり性14cmと不足であつた。
<性能試験法> 耐ソルトスプレー性 JIS Z2871に従つて試験し、カツト(線状切きず)部
からのクリープ巾片側2.0mm以内及びカツト部以外の塗
膜のフクレが8F(ASTM)以下のとき合格とする。
耐衝撃性(デユポン式) 試験板を温度20±1℃、湿度75±2%の恒温恒湿に24
時間置いたのち、デユポン衝撃検試験器に規定の大きさ
の受台と撃心を取り付け、試験板の塗面を上向きにし
て、その間に挟み次に規定のおもりと規定の高さから撃
心の上に落し、塗膜の衝撃によるワレ、ハガレがないと
きを合格とする。
つきまわり性試験方(パイプ法) つきまわり性試験装置:添付の第1〜3図に略示す
る。
なお、図中の各記号は次の意味を有する。
V:ステンレス製丸容器(φ=100mm、t=1mm)磁性のな
いもの。
Z:絶縁体 D:支持棒(φ=3mm、h=170mm) P:ステンレスパイプ(φ=16mm、h=340mm、t=1mm)
磁性のないもの。
A:外板膜厚測定板(30×150×0.8mm)(第2図参照) B:内板つきまわり測定板(15×300×0.4mm)(第8図参
照) T:水銀温度計(50℃目盛) K:回転子 C:冷却用水槽(プラスチツク製) M:マグネチツクスターラー L:塗料の液面 操作手順: 1) 第1図のようなステンレス製丸容器Vに塗料を底
から27cmの所Lまで入れ、規定の温度(通常30℃)に調
整し、均一に撹拌する。(浴温度30℃) 2) 支持棒Dに外板A、パイプD、内板Bをさし込み
容器Vに入れる。
3) 陽極、陰極をセツトし、短絡していないことを確
認する。
4) 10秒間で電圧を0から外板膜厚が20〜25μとなる
所定電圧まであげる。その際10Aを越えないよう、上昇
速度を調整する。
5) 通電3分後、スイツチを切り、外板、内板、パイ
プを水洗する。
6) 外板、内板を焼付乾燥する。
7) パイプは2段階の溶剤洗いを行ない、特にパイプ
の内面はよく洗浄する。
8) 内板の塗装された高さを測定する(第4図参照)
【図面の簡単な説明】
第1図は電着塗料のつきまわり性を試験するために使用
する装置の略図であり、第2図は該試験に使用する外板
膜測定板の略図であり、第3図は同内板つきまわり測定
板の略図であり、第4図は該内板の塗装された高さを説
明するための図である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造式(I) で示されるエポキシ基含有官能基を1分子中に少なくと
    も3個有するエポキシ樹脂(A)と、第1級水酸基を含
    有する第1級もしくは第2級アミン化合物(B)とを反
    応させて得られる第1級水酸基含有カチオン性樹脂
    (X)を含有することを特徴とするカチオン電着塗料。
  2. 【請求項2】硬化剤(Z)をさらに含有することを特徴
    とする請求項1記載のカチオン電着塗料。
  3. 【請求項3】下記構造式(I) で示されるエポキシ基含有官能基を1分子中に少なくと
    も3個有するエポキシ樹脂(A)、第1級水酸基を含有
    する第1級もしくは第2級アミン化合物(B)、および
    フエノール性水酸基を1分子中に少なくとも1個有する
    フエノール化合物(C)を反応させて得られる第1級水
    酸基含有カチオン性樹脂(Y)と硬化剤(Z)とを含有
    することを特徴とするカチオン電着塗料。
  4. 【請求項4】硬化剤(Z)がブロツクポリイソシアネー
    ト化合物もしくはポリエポキシド化合物である請求項2
    または3記載のカチオン電着塗料。
JP1086933A 1989-04-07 1989-04-07 カチオン電着塗料 Expired - Lifetime JP2788053B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1086933A JP2788053B2 (ja) 1989-04-07 1989-04-07 カチオン電着塗料
US07/504,905 US5089542A (en) 1989-04-07 1990-04-05 Cationically electrodepositable resin composition from vinylcyclohexeneoxide based epoxy resins
DE90106651T DE69003732T2 (de) 1989-04-07 1990-04-06 Zusammensetzung von kationischem Elektrotauchharz.
CA002014017A CA2014017C (en) 1989-04-07 1990-04-06 Cationically electrodepositable resin composition
EP90106651A EP0396912B1 (en) 1989-04-07 1990-04-06 Cationically electrodepositable resin composition
ES90106651T ES2059861T3 (es) 1989-04-07 1990-04-06 Composicion de resina electrodepositable cationicamente.
US07/741,854 US5147906A (en) 1989-04-07 1991-07-25 Cationically electrodepositable rein composition based on 4-vinylcyclohexene-1-oxide
US07/741,853 US5158995A (en) 1989-04-07 1991-07-25 Cationically electrodepositable resin composition based on 4-vinylcyclohexene-1-oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1086933A JP2788053B2 (ja) 1989-04-07 1989-04-07 カチオン電着塗料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02265975A JPH02265975A (ja) 1990-10-30
JP2788053B2 true JP2788053B2 (ja) 1998-08-20

Family

ID=13900670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1086933A Expired - Lifetime JP2788053B2 (ja) 1989-04-07 1989-04-07 カチオン電着塗料

Country Status (6)

Country Link
US (3) US5089542A (ja)
EP (1) EP0396912B1 (ja)
JP (1) JP2788053B2 (ja)
CA (1) CA2014017C (ja)
DE (1) DE69003732T2 (ja)
ES (1) ES2059861T3 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03215575A (ja) * 1990-01-20 1991-09-20 Kansai Paint Co Ltd カチオン電着塗料用樹脂組成物
US5283124A (en) * 1990-03-02 1994-02-01 Kansai Paint Co., Ltd. Coating resin composition
US5464913A (en) * 1990-03-15 1995-11-07 Kansai Paint Co., Ltd. Cycloaliphatic epoxy and primary hydroxyl groups-containing cationic resin
EP0578832B1 (en) * 1992-01-31 1998-11-04 Kansai Paint Co., Ltd. Resin composition for water-base coating material
JPH05295318A (ja) * 1992-04-15 1993-11-09 Kansai Paint Co Ltd 水性塗料用樹脂組成物
JP3356302B2 (ja) * 1992-04-24 2002-12-16 関西ペイント株式会社 水性塗料用樹脂組成物
US5407748A (en) * 1992-10-09 1995-04-18 Kansai Paint Co., Ltd. Resin composition for aqueous paint
US5389140A (en) * 1992-10-30 1995-02-14 Kansai Paint Co., Ltd. Electrodeposition paint composition
US5369151A (en) * 1993-04-20 1994-11-29 Kansai Paint Co., Ltd. Resin composition for aqueous paints
US5354366A (en) * 1993-09-27 1994-10-11 Deluxe Corporation Ink composition and resins and methods relating thereto
TW289024B (ja) * 1993-11-02 1996-10-21 Hoechst Ag
US5416137A (en) * 1994-06-01 1995-05-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cathodic electrocoating compositions having improved throw power, containing multifunctional phenols
TW282479B (ja) * 1994-06-30 1996-08-01 Hoechst Ag
US5472998A (en) * 1994-09-16 1995-12-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polymeric additive for cathodic electrocoating compositions for improved throw power
US5633297A (en) * 1994-11-04 1997-05-27 Ppg Industries, Inc. Cationic resin containing capped isocyanate groups suitable for use in electrodeposition
US5582704A (en) * 1994-11-04 1996-12-10 Ppg Industries, Inc. Cationic resin and capped polyisocyanate curing agent suitable for use in electrodeposition
US6074605A (en) * 1995-03-10 2000-06-13 Entremed, Inc. Flow electroporation chamber and method
CA2183187C (en) * 1995-08-25 2001-01-02 Akira Kasari Aqueous colored base coating composition and method for forming topcoat
US5820987A (en) * 1996-08-21 1998-10-13 Ppg Industries, Inc. Cationic electrocoating compositions, method of making, and use
US6020069A (en) * 1998-06-18 2000-02-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cathodic electrocoating composition containing an epoxy resin chain extended with a primary amine
US6617030B2 (en) 2001-03-12 2003-09-09 Kansai Paint Co., Ltd. Cationic electro-coating bath composition
US20040192876A1 (en) * 2002-11-18 2004-09-30 Nigel Hacker Novolac polymer planarization films with high temparature stability
US7910223B2 (en) * 2003-07-17 2011-03-22 Honeywell International Inc. Planarization films for advanced microelectronic applications and devices and methods of production thereof
WO2006022426A1 (ja) * 2004-08-26 2006-03-02 Kansai Paint Co., Ltd. 電着塗料及び塗装物品
CN1831208B (zh) * 2005-01-27 2010-12-22 关西涂料株式会社 多层涂膜形成方法
JP4473755B2 (ja) 2005-03-17 2010-06-02 関西ペイント株式会社 電着塗料及び塗装方法と塗装物品
US20070023288A1 (en) * 2005-08-01 2007-02-01 Eiji Kuwano Method of forming multi-layered coating film
JP5311721B2 (ja) * 2006-04-18 2013-10-09 関西ペイント株式会社 カチオン電着塗料組成物
US9745412B2 (en) 2009-01-09 2017-08-29 Nagase Chemtex Corporation Process for production of thermoplastic cured epoxy resin with transparency to visible light, and thermoplastic epoxy resin composition
CN102272191B (zh) * 2009-01-09 2014-12-31 长濑化成株式会社 具有可见光透明性的热塑性环氧树脂固化物的制造方法和热塑性环氧树脂组合物
DE102010022364B4 (de) * 2010-06-01 2019-08-29 Oswald Piller Zuführvorrichtung für Teigrohlinge, insbesondere für zur Brezelherstellung vorgeformte Teigstränge und Verfahren zur Zuführung von Teigrohlingen
US9422432B2 (en) 2012-11-26 2016-08-23 Bryson Patents Inc. Powder coating pretreatment compositions, and methods of using and making the same
JP6487233B2 (ja) * 2015-02-12 2019-03-20 株式会社ダイセル 多官能エポキシ化合物及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3864288A (en) * 1973-10-15 1975-02-04 Goodrich Co B F Quaternized polyepihalohydrin thickening agent
US4565859A (en) * 1984-01-30 1986-01-21 Daicel Chemical Industries, Ltd. Polyether compounds, epoxy resins, epoxy resin compositions, and processes for production thereof
JP2679740B2 (ja) * 1989-03-17 1997-11-19 関西ペイント株式会社 カチオン電着塗料用樹脂

Also Published As

Publication number Publication date
US5158995A (en) 1992-10-27
ES2059861T3 (es) 1994-11-16
CA2014017A1 (en) 1990-10-07
US5089542A (en) 1992-02-18
DE69003732T2 (de) 1994-03-10
US5147906A (en) 1992-09-15
EP0396912A1 (en) 1990-11-14
JPH02265975A (ja) 1990-10-30
DE69003732D1 (de) 1993-11-11
CA2014017C (en) 2000-09-26
EP0396912B1 (en) 1993-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2788053B2 (ja) カチオン電着塗料
US6274649B1 (en) Aqueous binding agent dispersion for cationic electro-dipcoat paint
EP0444710B1 (en) Coating resin composition
EP0456270B1 (en) Resin composition for cationically electrodepositable paint
EP0356970B1 (en) Resin composition for cationically electrodepositable paint
JP3276633B2 (ja) 水性塗料用樹脂組成物
JP3356302B2 (ja) 水性塗料用樹脂組成物
JPH05295318A (ja) 水性塗料用樹脂組成物
CA2012422C (en) Cationically electrodepositable resin
EP0384398B1 (en) Cationically electrodepositable paint composition
JP3233721B2 (ja) カチオン電着塗料組成物
JPH06346290A (ja) 塗装方法
US5464913A (en) Cycloaliphatic epoxy and primary hydroxyl groups-containing cationic resin
JPH0571070B2 (ja)
JPH05222157A (ja) 水性塗料用樹脂組成物
JP2749654B2 (ja) カチオン電着塗料用樹脂組成物
JPH0711178A (ja) カチオン電着塗料とその塗装法
JP3361123B2 (ja) 水性塗料用樹脂組成物
US5247029A (en) Cationically electrodepositable paint comprising hydroxyl and cationic group-containing resin and alicyclic epoxy resins
US5189119A (en) Article coated with cationic and hydroxyl group-containing resin and epoxy resin
JP2786231B2 (ja) カチオン電着塗料
JP2879921B2 (ja) カチオン電着用樹脂組成物
JPH0633001A (ja) カチオン電着塗料組成物
JPH06200193A (ja) カチオン電着塗料用組成物
JPH06228494A (ja) 水性塗料用樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080605

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090605

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term