JP2973517B2 - Fluorine-based electrodeposition coating composition - Google Patents

Fluorine-based electrodeposition coating composition

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JP2973517B2
JP2973517B2 JP2326825A JP32682590A JP2973517B2 JP 2973517 B2 JP2973517 B2 JP 2973517B2 JP 2326825 A JP2326825 A JP 2326825A JP 32682590 A JP32682590 A JP 32682590A JP 2973517 B2 JP2973517 B2 JP 2973517B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は耐候性に優れたアニオン型電着塗料組成物に
関するもので、詳しくは金属等の導電性物質上に電着塗
装を行うことにより優れた耐候性を付与することができ
るアニオン型電着塗料組成物に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anion-type electrodeposition coating composition having excellent weather resistance, and more specifically, to an anion-type electrodeposition coating composition by performing electrodeposition coating on a conductive material such as a metal. The present invention relates to an anionic electrodeposition coating composition capable of imparting excellent weather resistance.

(従来の技術) 従来、耐候性の良い電着塗料としてはアクリル−メラ
ミン系、ポリエステル−メラミン系やアクリル−ウレタ
ン系等が知られており、電気機器製品や建材の塗装など
に広く使用されている。
(Conventional technology) Conventionally, acrylic-melamine-based, polyester-melamine-based, acryl-urethane-based, and the like are known as electrodeposition coatings having good weather resistance, and are widely used for painting electric equipment products and building materials. I have.

また最近、フッ素樹脂系電着塗料が紹介されはじめて
いる。
Recently, a fluororesin-based electrodeposition paint has begun to be introduced.

しかしながら、現在紹介されている電着塗装に使用さ
れる含フッ素重合体は、それ自体が電気泳動し被塗物上
に析出して塗膜を形成するものでなく、電気泳動可能な
他の親水性樹脂を共存させるか又は含フッ素重合体粒子
の表面に電気泳動可能な樹脂を被覆したものであつた。
したがつて、均一な含フッ素重合体の電着取膜が形成で
きず、含フッ素重合体が有する優れた諸性能が十分発揮
されず、かつ被塗物との密着性にも劣るものであった。
However, the fluorinated polymer used for electrodeposition coating, which is currently being introduced, does not itself electrophoretically precipitate on the object to be coated to form a coating film. The resin was made to coexist with a hydrophilic resin or the surface of a fluoropolymer particle was coated with an electrophoretic resin.
Therefore, a uniform electrodeposition film of a fluoropolymer cannot be formed, the excellent properties of the fluoropolymer are not sufficiently exhibited, and the adhesion to the object to be coated is poor. Was.

また一部含フッ素重合体にカルボキシル基を含有させ
る試みも行われているが極めて高酸価にしなければ水性
化しない含フッ素重合体特有の性質のため耐久性のある
塗膜を得るには至っていない。
Attempts have also been made to incorporate carboxyl groups into some fluoropolymers, but due to the unique properties of fluoropolymers that do not become aqueous unless extremely high acid values are used, a durable coating film has been obtained. Not in.

(発明が解決しようとしている課題) 本発明の目的は、底酸価であつても容易に水に溶解又
は分散し、電気泳動が可能な含フッ素重合体を塗膜形成
主成分とする電着塗料組成物を提供することである。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide an electrodeposition method in which a fluorine-containing polymer capable of easily dissolving or dispersing in water even with a bottom acid value and capable of electrophoresis is used as a film-forming main component. It is to provide a coating composition.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは優れた耐候性を有する電着塗料を得るた
めに鋭意研究を重ねた結果、水酸基含有フッ素樹脂とビ
ニル基を含有する酸無水物とを反応させて得られるビニ
ル基含有反応生成物(A)とカルボキシル基含有ビニル
モノマーを含む重合性ビニルモノマー(B)との共重合
反応物であるカルボキシル基含有変性重合体の水性分散
体(C)を用いることにより、水性化に有効なカルボキ
シル基をポリマー側鎖に局在化させることにより、前記
の問題点を解決できることを見いだし本発明を完成し
た。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted intensive studies to obtain an electrodeposition paint having excellent weather resistance, and as a result, have reacted a hydroxyl group-containing fluororesin with a vinyl group-containing acid anhydride. An aqueous dispersion (C) of a carboxyl group-containing modified polymer, which is a copolymerization product of a vinyl group-containing reaction product (A) obtained by the reaction and a polymerizable vinyl monomer (B) containing a carboxyl group-containing vinyl monomer, It has been found that the above problem can be solved by localizing a carboxyl group effective for aqueous conversion to a polymer side chain by using the same, and completed the present invention.

即ち本発明は水酸基含有フッ素樹脂とビニル基を含有
する酸無水物とを反応させて得られるビニル基含有反応
生成物(A)とカルボキシル基含有ビニルモノマーを含
む重合性ビニルモノマー(B)とを共重合して得られる
カルボキシル基含有変性重合体、好ましくは酸価が5〜
40の範囲であるカルボキシル基含有変性重合体の水性分
散体(C)と、水溶性或は水分散性アミノ樹脂(D)を
含有してなるフッ素系電着塗料組成物である。
That is, the present invention relates to a reaction between a vinyl group-containing reaction product (A) obtained by reacting a hydroxyl group-containing fluororesin with a vinyl group-containing acid anhydride and a polymerizable vinyl monomer (B) containing a carboxyl group-containing vinyl monomer. Carboxyl group-containing modified polymer obtained by copolymerization, preferably having an acid value of 5 to 5
A fluorine-containing electrodeposition coating composition comprising an aqueous dispersion (C) of a carboxyl group-containing modified polymer in the range of 40 and a water-soluble or water-dispersible amino resin (D).

本発明で用いられる水酸基含有フッ素樹脂としては従
来公知のものはいずれも使用することができるが、例え
ばフルオロオレフィンと水酸基含有モノマー或は加水分
解等により水酸基に転換可能な基を有するモノマーを必
須成分とし、更にその他のビニルモノマーを共重合させ
て得られるものが使用される。
As the hydroxyl group-containing fluororesin used in the present invention, any conventionally known ones can be used.For example, a fluoroolefin and a hydroxyl group-containing monomer or a monomer having a group convertible to a hydroxyl group by hydrolysis or the like is an essential component. And those obtained by further copolymerizing other vinyl monomers are used.

フルオロオレフィンとしてはフッ化ビニル、フッ化ビ
ニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン、ブロモトリフルオ
ロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオ
ロプロピレン、またはトリフルオロメチル−トリフルオ
ロビニルエーテル、ペンタフルオロエチル−トリフルオ
ロビニルエーテル、もしくはヘプタフルオロプロピル−
トリフルオロビニルエーテル、の如きパーフルオロアル
キル−パーフルオロビニルエーテル等が代表的なもので
あり、特にテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデ
ン、クロロトリフルオロエチレン、またはヘキサフルオ
ロプロピレンの使用が好ましい。これらのフルオロオレ
フィンモノマーは、単独でも2種以上の併用であっても
構わない。
As the fluoroolefin, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, bromotrifluoroethylene, pentafluoropropylene, hexafluoropropylene, or trifluoromethyl-trifluorovinyl ether, pentafluoroethyl -Trifluorovinyl ether or heptafluoropropyl-
Typical examples include perfluoroalkyl-perfluorovinyl ethers such as trifluorovinyl ether, and the use of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, or hexafluoropropylene is particularly preferred. These fluoroolefin monomers may be used alone or in combination of two or more.

水酸基含有モノマーとしては2−ヒドロキシエチルビ
ニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテ
ル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒド
ロキシブチルビニルエーテル、3−ヒドロキシブチルビ
ニルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルビ
ニルエーテル、5−ヒドロキシペンチルビニルエーテ
ル、6−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル等の水酸基
を含有するビニルエーテル類が好適に用いられる。
As the hydroxyl group-containing monomer, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 3-hydroxybutyl vinyl ether, 2-hydroxy-2-methylpropyl vinyl ether, 5-hydroxypentyl vinyl ether Vinyl ethers containing a hydroxyl group, such as, and 6-hydroxyhexyl vinyl ether, are preferably used.

加水分解等により水酸基に転換可能な基を有するモノ
マーとしては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニル
メチルジエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ
エトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、トリメ
トキシシリルエチルビニルエーテル、メチルジメトキシ
シリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロ
ピルビニルエーテル、トリエトキシシリルプロピルビニ
ルエーテル、メチルジメトキシシリルプロピルビニルエ
ーテル、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオ
キシプロピルメチルジメトキシシラン等の加水分解性シ
リル基を含有するモノマーを挙げることが出来る。
Monomers having a group that can be converted to a hydroxyl group by hydrolysis or the like include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltripropoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, and allyltrimethoxysilane , Trimethoxysilylethyl vinyl ether, methyldimethoxysilylethylvinylether, trimethoxysilylpropylvinylether, triethoxysilylpropylvinylether, methyldimethoxysilylpropylvinylether, γ- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxy Monomers containing a hydrolyzable silyl group such as propyltriethoxysilane and γ- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane It can be mentioned over.

その他のモノマーとしては、アルキルビニルエーテル
類もしくは置換アルキルビニルエーテル類、シクロアル
キルビニルエーテル類、カルボン酸ビニルエステル類、
α−オレフィン類、フルオロオレフィンの除く各種ハロ
ゲン化オレフィン類、芳香族ビニル化合物、メタアクリ
ル酸エステル類、アクリル酸エステル類、等が代表的な
物である。
Other monomers include alkyl vinyl ethers or substituted alkyl vinyl ethers, cycloalkyl vinyl ethers, carboxylic acid vinyl esters,
Representative examples include α-olefins, various halogenated olefins other than fluoroolefins, aromatic vinyl compounds, methacrylates, acrylates, and the like.

また水酸基含有フッ素樹脂の具体的な例として好適な
ものは、大日本インキ化学工業株式会社製の『フルオネ
ートK−700』等を挙げることができる。この水酸基含
有フッ素樹脂の水酸基価は30〜150の範囲であることが
好ましく、40〜130の範囲が特に好ましい。この水酸基
価が30に満たない場合は、水性媒体中におけるカルボキ
シル基含有変性重合体の分散安定性が劣る傾向にあるの
で好ましくない。水酸基価が150を越える場合は、過剰
の水酸基のため得られる塗膜の耐水性が低下する傾向が
あるため好ましくない。
Further, as a preferable example of the hydroxyl group-containing fluororesin, "Fluonate K-700" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. and the like can be mentioned. The hydroxyl value of this hydroxyl group-containing fluororesin is preferably in the range of 30 to 150, and particularly preferably in the range of 40 to 130. When the hydroxyl value is less than 30, the dispersion stability of the carboxyl group-containing modified polymer in an aqueous medium tends to be poor, which is not preferable. If the hydroxyl value exceeds 150, the water resistance of the resulting coating film tends to decrease due to excessive hydroxyl groups, which is not preferable.

ビニル基を含有する酸無水物としてはビニル基を有す
るものであればいずれも使用できるが、特に無水アクリ
ル酸及び/又は無水メタクリル酸を使用することが好ま
しい。
Any acid anhydride having a vinyl group can be used as the acid anhydride containing a vinyl group, but it is particularly preferable to use acrylic acid anhydride and / or methacrylic anhydride.

本発明において水酸基含有フッ素樹脂とビニル基を含
有する酸無水物の使用量の割合は水酸基含有フッ素樹脂
90〜99.5重量%に対してビニル基を含有する酸無水物0.
2〜10重量%、好ましくは0.5〜8重量%の範囲である。
ビニル基を含有する酸無水物の使用量が0.2重量%より
少ない場合、水性媒体中におけるカルボキシル基含有変
性重合体の分散安定性が劣る傾向にあるので好ましくな
い。又、ビニル基を含有する酸無水物の使用量が10重量
%より多い場合、重合時に水性媒体中でにおいてカルボ
キシル基含有変性重合体が高分子量化しやすく、ゲル化
する傾向があり好ましくない。このビニル基を含有する
酸無水物、例えば無水メタクリル酸を用いて反応させた
場合には、 で表されるビニル基を含有する反応物が得られる。
In the present invention, the ratio of the used amount of the hydroxyl group-containing fluororesin and the vinyl group-containing acid anhydride is determined by the hydroxyl group-containing fluororesin.
Acid anhydrides containing vinyl groups with respect to 90 to 99.5% by weight.
It is in the range of 2 to 10% by weight, preferably 0.5 to 8% by weight.
If the amount of the acid anhydride containing a vinyl group is less than 0.2% by weight, the dispersion stability of the carboxyl group-containing modified polymer in an aqueous medium tends to be poor, which is not preferable. On the other hand, when the amount of the acid anhydride containing a vinyl group is more than 10% by weight, the carboxyl group-containing modified polymer tends to have a high molecular weight in an aqueous medium during polymerization and tends to gel, which is not preferable. When reacted with an acid anhydride containing this vinyl group, for example, methacrylic anhydride, A reactant containing a vinyl group represented by the formula is obtained.

このビニル基含有反応物との共重合反応に用いる重合
性ビニルモノマー(B)は、カルボキシル基含有ビニル
モノマーを含む重合性ビニルモノマーである。重合性ビ
ニルモノマー中のカルボキシル基含有ビニルモノマーの
含有比率には特別の制限はないが、少なくとも5重量%
程度含有させておくのが好適である。この重合性ビニル
モノマー中のカルボキシル基含有ビニルモノマーの含有
比率が少なすぎると、水性媒体中における樹脂の分散安
定性や電着特性、塗装した塗膜の金属に対する密着性や
耐溶剤性が何れも悪くなる傾向にあるので好しくない。
The polymerizable vinyl monomer (B) used for the copolymerization reaction with the vinyl group-containing reactant is a polymerizable vinyl monomer containing a carboxyl group-containing vinyl monomer. The content ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer in the polymerizable vinyl monomer is not particularly limited, but is at least 5% by weight.
It is preferable to contain a certain amount. If the content ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer in the polymerizable vinyl monomer is too small, the dispersion stability and electrodeposition properties of the resin in the aqueous medium, the adhesion to the metal of the coated film and the solvent resistance are all poor. It is not good because it tends to be worse.

カルボキシル基含有ビニルモノマーとしては、例えば
アクリル酸,メタクリル酸,クロトン酸,イタコン酸,
マレイン酸,フマル酸等が挙げられる。カルボキシル基
含有ビニルモノマーと混合として使用可能なその他の重
合性ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン,ビニ
ルトルエン,2−メチルスチレン,t−ブチルスチレン,ク
ロルスチレン等のスチレン系モノマー:アクリル酸メチ
ル,アクリル酸エチル,アクリル酸イソプロピル,アク
リル酸n−ブチル,アクリル酸イソブチル,アクリル酸
n−アミル,アクリル酸イソアミル,アクリル酸n−ヘ
キシル,アクリル酸2−エチルヘキシル,アクリル酸n
−オクチル,アクリル酸デシル,アクリル酸ドデシル等
のアクリル酸エステル類:メタクリル酸メチル,メタク
リル酸プロピル,メタクリル酸n−ブチル,メタクリル
酸イソブチル,メタクリル酸n−アミル,メタクリル酸
n−ヘキシル,メタクリル酸n−オクチル,メタクリル
酸2−エチルヘキシル,メタクリル酸デシル,メタクリ
ル酸ドデシル等のメタクリル酸エステル類:アクリル酸
ヒドロキシエチル,アクリル酸ヒドロキシプロピル,メ
タクリル酸ヒドロキシエチル,メタクリル酸ヒドロキシ
プロピル等のヒドロキシル基含有モノマー:N−メチロー
ル(メタ)アクリルアミド,N−ブトキシメチル(メタ)
アクリルアミド等のN−置換(メタ)アクリル系モノマ
ー:N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート,
N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート,N,N
−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートで代表
される3級アミノ基含有モノマー:酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサ
チック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニ
ル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル:或
はメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−
ブチル、イソブチル、t−ブチル、イソアミル、n−ヘ
キシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル等のアルキ
ル基、又はヒドロキシエチル、ヒドロキシブチル、等の
置換基含有アルキル基を有するビニルエーテル等が挙げ
られる。
Examples of the carboxyl group-containing vinyl monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid,
Maleic acid, fumaric acid and the like can be mentioned. Other polymerizable vinyl monomers usable as a mixture with the carboxyl group-containing vinyl monomer include, for example, styrene-based monomers such as styrene, vinyltoluene, 2-methylstyrene, t-butylstyrene, and chlorostyrene: methyl acrylate, acrylic Ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-acrylate
Acrylates such as octyl, decyl acrylate, dodecyl acrylate, etc .: methyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-methacrylic acid Methacrylates such as octyl, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate: monomers containing hydroxyl groups such as hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate: N -Methylol (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth)
N-substituted (meth) acrylic monomers such as acrylamide: N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate,
N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N
-Tertiary amino group-containing monomers represented by dimethylaminopropyl (meth) acrylate: vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, etc. Carboxylic acid vinyl ester: or methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-
Examples thereof include a vinyl ether having an alkyl group such as butyl, isobutyl, t-butyl, isoamyl, n-hexyl, n-octyl, and 2-ethylhexyl, or a substituent-containing alkyl group such as hydroxyethyl and hydroxybutyl.

本発明で用いるカルボキシル基含有変性重合体は、前
記ビニル基含有反応生成物(A)と上記重合性ビニルモ
ノマー(B)とを溶液重合させることによって製造され
る。
The carboxyl group-containing modified polymer used in the present invention is produced by solution-polymerizing the vinyl group-containing reaction product (A) and the polymerizable vinyl monomer (B).

かくして製造されたカルボキシル基含有変性重合体は
酸価は5〜40と低酸価でありながら、水分散化に有用な
カルボキシル基がポリマーの側鎖に局在化しているた
め、主鎖ポリマーの性質を大きくは低下させることなく
水性化できるという特徴を有する。本発明に於てビニル
基含有反応生成物(A)とカルボキシル基含有ビニルモ
ノマーを含む重合性ビニルモノマー(B)との使用割合
は重量比でビニル基含有反応生成物(A)40〜95重量部
とカルボキシル基含有ビニルモノマーを含む重合性ビニ
ルモノマー(B)5〜60部の範囲が好ましい。
The carboxyl group-containing modified polymer thus produced has a low acid value of 5 to 40, but a carboxyl group useful for water dispersion is localized in the side chain of the polymer. It has the feature that it can be made aqueous without greatly reducing its properties. In the present invention, the ratio of the vinyl group-containing reaction product (A) to the polymerizable vinyl monomer containing a carboxyl group-containing vinyl monomer (B) is 40 to 95% by weight in terms of the weight ratio. Parts and a polymerizable vinyl monomer (B) containing a carboxyl group-containing vinyl monomer in the range of 5 to 60 parts.

またビニル基含有反応生成物(A)とカルボキシル基
含有ビニルモノマーを含む重合性ビニルモノマー(B)
との共重合反応に用いる重合開始剤としては、例えばア
ゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド
等の通常のラジカル重合開始剤が挙げられる。
Further, a vinyl group-containing reaction product (A) and a polymerizable vinyl monomer (B) containing a carboxyl group-containing vinyl monomer
Examples of the polymerization initiator used for the copolymerization reaction with the above include ordinary radical polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide.

共重合反応に用いる有機溶剤としては、例えばメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアル
コール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のエ
ーテルアルコール類;メチルセロソルブアセテート、エ
チルセロソルブアセテート等のエーテルエステル類;ヘ
キサン、トルエン、キシレン等の炭化水素;トリクロロ
エタン等のハロゲン化炭化水素;エチルエーテル、アセ
トン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸
エチル等が挙げられる。
Examples of the organic solvent used for the copolymerization reaction include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; ether alcohols such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve; ether esters such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; hexane and toluene. And halogenated hydrocarbons such as trichloroethane; and ethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, and ethyl acetate.

ビニル基含有反応生成物(A)と重合性ビニルモノマ
ー(B)との共重合物であるカルボキシル基含有変性重
合体の樹脂固形分酸価は5〜40の範囲、好ましくは8〜
35、更に好ましいのは10〜30の範囲である。樹脂固形分
酸価が5以下の場合は水に対する溶解性が悪くなり、電
着塗装性も低下するため好ましくない。また樹脂固形分
酸価が40を越えると塗膜の耐水性が低下する傾向がある
ので好ましくない。
The acid value of the resin content of the modified carboxyl group-containing polymer which is a copolymer of the vinyl group-containing reaction product (A) and the polymerizable vinyl monomer (B) is in the range of 5 to 40, preferably 8 to
35, more preferably from 10 to 30. When the acid value of the resin solid content is 5 or less, the solubility in water is deteriorated, and the electrodeposition coatability is undesirably reduced. On the other hand, if the acid value of the resin solids exceeds 40, the water resistance of the coating film tends to decrease, which is not preferable.

本発明で用いるカルボキシル基含有変性重合体の水性
分散体(C)は前記の重合反応によって得られたカルボ
キシル基含有変性重合体に分散液のpHが6.5以上となる
量の塩基性化合物を加えて、前記変性重合体を水性媒体
中へ分散させることによって得られる。ここで使用され
る塩基性化合物は、アンモニアや揮発性アミンが好まし
い。無機塩基は途膜中に残留し耐水性を悪くする傾向が
あるので好ましくない。上記アミンとしては、例えばト
リメチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミン等の
アルキルアミン類;ジメチルアミノエタノール、ジエタ
ノールアミン、アミノメチルプロパノール等のアルコー
ルアミン類;モルフォリン等が使用できる。
The aqueous dispersion (C) of the carboxyl group-containing modified polymer used in the present invention is obtained by adding a basic compound in an amount such that the pH of the dispersion becomes 6.5 or more to the carboxyl group-containing modified polymer obtained by the above polymerization reaction. And by dispersing the modified polymer in an aqueous medium. The basic compound used here is preferably ammonia or a volatile amine. Inorganic bases are not preferable because they tend to remain in the film and deteriorate water resistance. Examples of the amine include alkylamines such as trimethylamine, triethylamine and butylamine; alcoholamines such as dimethylaminoethanol, diethanolamine and aminomethylpropanol; and morpholine.

本発明において水性媒体とは、少なくとも10重量%が
水である水単独もしくは親水性有機溶媒との混合物を意
味する。
In the present invention, the aqueous medium means water alone having at least 10% by weight of water or a mixture with a hydrophilic organic solvent.

親水性有機溶剤としては、例えばメタノール、エタノ
ール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタ
ノール、イソブタノール、第2級ブタノール、第3級ブ
タノール、ペンタノール等のようなアルコール類、メチ
ルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソ
ルブ、ブチルセロソルブ、第2級ブチルセロソルブ等の
ようなセロソルブ類、エチルカルビトール等のグリコー
ルエーテル類その他ジオキサン、ジメチルホルムアミ
ド、ダイアセトンアルコール、テトラヒドロフラン等が
使用できる。含有する有機溶剤を減らす必要がある場合
には、アセトン、メチルエチルケトン等の沸点の低い溶
剤や、ブタノールやブチルセロソルブ等の水と共沸する
溶剤を反応溶剤や溶解助剤として用い、水性媒体中に溶
解後に常圧もしくは減圧にて蒸留することにより、安定
的に且つ容易に低有機溶剤含有のカルボキシル基含有変
性重合体の水性分散体を得ることができる。
Examples of the hydrophilic organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, secondary butanol, tertiary butanol, pentanol, etc., methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and the like. Cellosolves such as isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, and secondary butyl cellosolve, glycol ethers such as ethyl carbitol, dioxane, dimethylformamide, diacetone alcohol, and tetrahydrofuran can be used. If it is necessary to reduce the amount of organic solvent contained, use a solvent with a low boiling point, such as acetone or methyl ethyl ketone, or a solvent azeotropic with water, such as butanol or butyl cellosolve, as a reaction solvent or dissolution aid, and dissolve in an aqueous medium. By subsequently distilling at normal pressure or reduced pressure, an aqueous dispersion of a carboxyl group-containing modified polymer containing a low organic solvent can be obtained stably and easily.

本発明において適する水溶性或は水分散性アミノ樹脂
(D)は、アルコキシル化メチロールメラミンでメチロ
ール基の少なくとも一部を低級アルコールでアルコキシ
ル化したものであれば良い。低級アルコールとしては、
メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等の
一種または2種以上を使用することができる。
The water-soluble or water-dispersible amino resin (D) suitable in the present invention may be any one in which at least a part of the methylol group is alkoxylated with a lower alcohol with an alkoxylated methylol melamine. As a lower alcohol,
One or more of methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol and the like can be used.

本発明のフッ素系電着塗料組成物における前記カルボ
キシル基含有変性重合体と水溶性或は水分散性アミノ樹
脂(D)との組成割合は、カルボキシル基含有変性重合
体10〜90重量部、水溶性或は水分散性アミノ樹脂(D)
90〜10重量部の範囲で使用することができる。
The composition ratio of the carboxyl group-containing modified polymer and the water-soluble or water-dispersible amino resin (D) in the fluorine-containing electrodeposition coating composition of the present invention is 10 to 90 parts by weight of the carboxyl group-containing modified polymer, Or water-dispersible amino resin (D)
It can be used in the range of 90 to 10 parts by weight.

本発明のフッ素系電着塗料組成物は例えば次のような
方法で製造することができる。
The fluorine-based electrodeposition coating composition of the present invention can be produced, for example, by the following method.

即ち撹拌装置、温度計及び還流冷却管を備えた反応容
器に、前記カルボキシル基含有変性重合体の水性分散体
(C)と水溶性或は水分散性アミノ樹脂(D)とを有機
溶剤の存在下或は不存在下で混合する。この混合時また
は混合後更に水を加えてエマルジョン化を行う。本発明
のフッ素系電着塗料組成物においては酸を加えることに
より反応時間の短縮及び焼付け時間の短縮を図ることが
出来る。本発明で配合可能な酸としては、有機酸として
は蟻酸、酢酸、蓚酸、スルホン酸化合物等があり、又無
機酸としては塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等が挙げられ
る。本発明ではスルホン酸化合物の使用が特に好まし
い。スルホン酸化合物としてはメタンスルホン酸、エタ
ンスルホン酸、n−ノニルベンゼンスルホン酸、p−ト
ルエンスルホン酸等が挙げられる。前記酸は塗料組成物
の塗膜形成成分に対し、10重量%以下、好ましくは5重
量%以下の量で使用される。
That is, an aqueous dispersion (C) of the carboxyl group-containing modified polymer and a water-soluble or water-dispersible amino resin (D) are added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser in the presence of an organic solvent. Mix under or in the absence. Emulsification is performed by adding water during or after the mixing. In the fluorine-based electrodeposition coating composition of the present invention, the reaction time and baking time can be reduced by adding an acid. Examples of the acid that can be added in the present invention include organic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, and sulfonic acid compounds, and examples of the inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid. In the present invention, use of a sulfonic acid compound is particularly preferred. Examples of the sulfonic acid compound include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, n-nonylbenzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid. The acid is used in an amount of 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, based on the film-forming component of the coating composition.

本発明のフッ素系電着塗料組成物は従来の電着塗装ラ
インでそのまま同じ方法によって塗装すれば良く、得ら
れる塗膜は被塗物との接着性に優れ、極めて優れた耐候
性を有する塗膜を得ることが出来る。
The fluorinated electrodeposition coating composition of the present invention may be applied by the same method as it is on a conventional electrodeposition coating line, and the resulting coating film has excellent adhesion to an object to be coated and extremely excellent weather resistance. A film can be obtained.

(実施例) 以下に本発明をより詳細に説明するために実施例を示
すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。尚、実施例中の部及び%は特に断わりの無い限り各
々重量部及び重量%である。
(Examples) Examples will be shown below for describing the present invention in more detail, but the present invention is not limited to these examples. Parts and% in Examples are parts by weight and% by weight, respectively, unless otherwise specified.

実施例1 〔ビニル基含有反応生成物(A)の製造〕 フルオネートK−700 200部 無水メタクリル酸 4部 無水フタル酸 1部 トリエチルアミン 0.5部 (上記組成中、フルオネートK−700は、大日本インキ
化学工業株式会社製の水酸基含有フッ素樹脂で、不揮発
分50%、固形分水酸基48である。) 窒素ガス置換した4ツ口フラスコに1、2、3及び4
を仕込み、内容物を撹拌しながら80℃まで加熱し、同温
度で2時間撹拌することによって、ビニル基含有反応生
成物を得た。
Example 1 [Production of reaction product (A) having vinyl group] Fluonate K-700 200 parts Methacrylic anhydride 4 parts Phthalic anhydride 1 part Triethylamine 0.5 parts (In the above composition, Fluonate K-700 is Dainippon Ink Chemicals A hydroxyl group-containing fluororesin manufactured by Kogyo Co., Ltd., which has a nonvolatile content of 50% and a solid content of hydroxyl group of 48.)
Was heated to 80 ° C. while stirring the contents, followed by stirring at the same temperature for 2 hours to obtain a vinyl group-containing reaction product.

〔カルボキシル基含有変性重合体の水性分散体(C)の
調製〕 上記で得られたビニル基含有反応生成物 205.5部 イソプロパノール 103部 メタクリル酸 4.0部 メタクリル酸n−ブチル 40部 パーブチル−O 2部 (上記組成中、パーブチル−Oは日本油脂製のt−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(ラジカル
重合開始剤)である。) 、、、及びを均一に混合した後、その混合
液の100部を窒素ガス置換した4ツ口フラスコに仕込
み、80℃に加熱し、その温度に保ちつつ残りの混合液を
4時間かけて徐々に滴下し、更に同温度で4時間撹拌す
ることによって、カルボキシル基含有変性重合体を得
た。
[Preparation of aqueous dispersion (C) of carboxyl group-containing modified polymer] Vinyl group-containing reaction product obtained above 205.5 parts Isopropanol 103 parts Methacrylic acid 4.0 parts N-butyl methacrylate 40 parts Perbutyl-O 2 parts ( In the above composition, perbutyl-O is t-butylperoxy-2-ethylhexanoate (radical polymerization initiator) manufactured by NOF Corporation. The mixture was heated to 80 ° C, the remaining mixture was gradually added dropwise over 4 hours while maintaining the temperature, and the mixture was stirred at the same temperature for 4 hours to obtain carboxyl. A group-containing modified polymer was obtained.

上記で得た変性重合体を含む反応液にトリエチルアミ
ン7部を加え、均一混合後、脱イオン水を30分かけて滴
下したところ固形分30.3%、pH8.8、固形分酸価18の水
性分散液を得た。この得られた水分散液を更に減圧濃縮
して固形物45.2%のカルボキシル基含有変性重合体の水
性分散体を得た。
To the reaction solution containing the modified polymer obtained above was added 7 parts of triethylamine, and after uniform mixing, deionized water was added dropwise over 30 minutes to give an aqueous dispersion having a solid content of 30.3%, pH 8.8, and a solid acid value of 18. A liquid was obtained. The obtained aqueous dispersion was further concentrated under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion of a carboxyl group-containing modified polymer having a solid content of 45.2%.

得られたカルボキシル基含有変性重合体の水性分散体
120部にメトキシブトキシ混合メチロールメラミン30部
を仕込撹拌を行い、さらに脱イオン水を100部加えフッ
素系電着塗料組成物を調製した。本フッ素系電着塗料組
成物にアルミニウム板を陽極に、ステンレス板を陰極に
結線して電圧200Vを印加し通電を行った。水洗した後、
150℃、20分間熱風乾燥を行った。アルミニウム板上に
形成された塗膜は耐アルカリ性、耐酸性に優れ、サンシ
ャインウェザロメーター1000時間照射後も優れた光沢を
有していた。
Aqueous dispersion of the resulting carboxyl group-containing modified polymer
To 120 parts, 30 parts of methoxybutoxy-mixed methylolmelamine was charged and stirred, and 100 parts of deionized water was further added to prepare a fluorine-based electrodeposition coating composition. An aluminum plate was connected to the anode and a stainless steel plate was connected to the cathode, and a voltage of 200 V was applied to the fluorine-based electrodeposition coating composition to conduct electricity. After washing with water,
Hot air drying was performed at 150 ° C. for 20 minutes. The coating film formed on the aluminum plate was excellent in alkali resistance and acid resistance, and had excellent gloss even after irradiation for 1000 hours with a sunshine weatherometer.

実施例2 フルオネートK−700の代わりに水酸基価102である以
外はフルオネートK−700と同じフッ素樹脂を用い、
無水メタクリル酸を2部、無水フタル酸は除き、ア
クリル酸を4部とし、メタクリル酸n−ブチルの代わり
に新たにメタクリル酸メチルを15部及びアクリル酸
ブチル10部を加えた以外は、実施例1と同様にして固形
分32.5%、pH8.2、固形分酸価28の水性分散液を得た。
この水性分散液物から実施例1と同様にしてカルボキシ
ル基含有変性重合体の水性分散体を得た。得られたカル
ボキシル基含有変性重合体の水性分散体120部にメトキ
シメチル化メラミン20部を加え、更に脱イオン水100部
加えフッ素系電着塗料組成物を調製し、実施例1と同様
な方法で電着塗装を行った。アルミニウム板上に形成さ
れた塗膜は耐アルカリ性、耐酸性に優れ、サンシャイン
ウェザロメーター1000時間照射後も優れた光沢を有して
いた。
Example 2 The same fluororesin as Fluoronate K-700 was used instead of Fluoronate K-700 except that it had a hydroxyl value of 102,
Except that 2 parts of methacrylic anhydride and 4 parts of acrylic acid except phthalic anhydride were used, and 15 parts of methyl methacrylate and 10 parts of butyl acrylate were newly added instead of n-butyl methacrylate. An aqueous dispersion having a solid content of 32.5%, a pH of 8.2 and an acid value of 28 was obtained in the same manner as in Example 1.
An aqueous dispersion of a carboxyl group-containing modified polymer was obtained from this aqueous dispersion in the same manner as in Example 1. 20 parts of methoxymethylated melamine was added to 120 parts of the obtained aqueous dispersion of the carboxyl group-containing modified polymer, and 100 parts of deionized water was further added to prepare a fluorine-based electrodeposition coating composition. Electrodeposition coating was performed. The coating film formed on the aluminum plate was excellent in alkali resistance and acid resistance, and had excellent gloss even after irradiation for 1000 hours with a sunshine weatherometer.

比較例1 実施例1と同様な反応容器にフルオネートK−700
を200部に無水トリメリット酸5部を加え80℃にて5時
間保持し無水トリメリット酸を付加させた酸価28の組成
物を得た。その後トリエチルアミン5部を含む水溶液15
部を加え中和を行い、次いで脱イオン水を滴下したが水
分散化できなかった。
Comparative Example 1 Fluonate K-700 was placed in the same reaction vessel as in Example 1.
Was added to 5 parts of trimellitic anhydride, and the mixture was kept at 80 ° C. for 5 hours to obtain a composition having an acid value of 28 to which trimellitic anhydride was added. Then an aqueous solution containing 5 parts of triethylamine 15
The mixture was neutralized, and then deionized water was added dropwise, but could not be dispersed in water.

比較例2 実施例1と同様な反応容器にフルオネートK−700
を200部に無水トリメリット酸25部を加え80℃にて5時
間保持し無水トリメリット酸を付加させ組成物を得た。
その後トリエチルアミン25部を含む水溶液15部を加え中
和した。次いで脱イオン水を滴下したところ固形物23.5
%、pH8.6、固形分酸価114の水性分散液を得た。この得
られた水分散液を更に減圧濃縮して固形分43.4%のカル
ボキシル基が極在化していない比較対照用のカルボキシ
ル基含有変性共重合体の水性分散体を得た。得られた水
性分散体120部にメトキシブトキシ混合メチロールメラ
ミン30部を仕込撹拌を行い、さらに脱イオン水を100部
加えフッ素系電着塗料組成物を調製した。本フッ素系電
着塗料組成物を実施例1と同様な方法で電着塗装を行っ
た。アルミニウム板上に形成された塗膜は耐アルカリ性
は不良、サンシャインウェザロメーター400時間照射後
の塗板は小さなクラックが無数に入っていた。
Comparative Example 2 Fluonate K-700 was placed in the same reaction vessel as in Example 1.
Was added to 25 parts of trimellitic anhydride, and the mixture was kept at 80 ° C. for 5 hours to add trimellitic anhydride to obtain a composition.
Thereafter, 15 parts of an aqueous solution containing 25 parts of triethylamine was added for neutralization. Then, when deionized water was added dropwise, solids 23.5
%, PH 8.6, and an aqueous dispersion having an acid value of 114. The obtained aqueous dispersion was further concentrated under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion of a carboxyl group-containing modified copolymer for comparison, which had a solid content of 43.4% and in which carboxyl groups were not localized. To 120 parts of the obtained aqueous dispersion, 30 parts of methylol melamine mixed with methoxybutoxy was charged and stirred, and 100 parts of deionized water was further added to prepare a fluorine-based electrodeposition coating composition. The present fluorine-based electrodeposition coating composition was subjected to electrodeposition coating in the same manner as in Example 1. The coating film formed on the aluminum plate had poor alkali resistance, and the coated plate after irradiation for 400 hours with a sunshine weatherometer had countless small cracks.

(発明の効果) 本発明のフッ素系電着塗料組成物は、低酸価であって
も容易に水に溶解又は分散し、電気泳動が可能であるの
で、極めて耐候性に優れた塗膜を得ることができる。
(Effect of the Invention) Since the fluorine-based electrodeposition coating composition of the present invention can be easily dissolved or dispersed in water and electrophoresed even at a low acid value, a coating film having extremely excellent weather resistance can be obtained. Obtainable.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】水酸基含有フッ素樹脂とビニル基を含有す
る酸無水物とを反応させて得られるビニル基含有反応生
成物(A)とカルボキシル基含有ビニルモノマーを含む
重合性ビニルモノマー(B)とを共重合して得られるカ
ルボキシル基含有変性重合体の水性分散体(C)と、水
溶性或は水分散性アミノ樹脂(D)を含有してなるフッ
素系電着塗料組成物。
1. A vinyl-containing reaction product (A) obtained by reacting a hydroxyl-containing fluororesin with a vinyl-containing acid anhydride and a polymerizable vinyl monomer (B) containing a carboxyl-containing vinyl monomer. A fluorine-containing electrodeposition coating composition comprising an aqueous dispersion (C) of a carboxyl group-containing modified polymer obtained by copolymerizing the above and a water-soluble or water-dispersible amino resin (D).
【請求項2】ビニル基を含有する酸無水物として無水ア
クリル酸及び/又は無水メタクリル酸を用いることを特
徴とする請求項1記載のフッ素系電着塗料組成物。
2. A fluorine-containing electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein acrylic acid and / or methacrylic anhydride are used as the acid anhydride containing a vinyl group.
【請求項3】水酸基含有フッ素樹脂の水酸基価が30〜15
0であることを特徴とする請求項1または2記載のフッ
素系電着塗料組成物。
3. The hydroxyl group-containing fluororesin has a hydroxyl value of 30 to 15.
3. The fluorine-based electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein the value is 0.
【請求項4】カルボキシル基含有変性重合体の酸価が5
〜40であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載のフッ素系電着塗料組成物。
4. The modified carboxyl group-containing polymer having an acid value of 5
4. The method according to claim 1, wherein the number is from 40 to 40.
Item 8. The fluorine-based electrodeposition coating composition according to Item.
【請求項5】水酸基含有フッ素樹脂とビニル基を含有す
る酸無水物の使用量が水酸基含有フッ素樹脂90〜99.5重
量%に対してビニル基を含有する酸無水物0.2〜10重量
%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載のフッ素系電着塗料組成物。
5. The use amount of the hydroxyl group-containing fluororesin and the vinyl group-containing acid anhydride is from 90 to 99.5% by weight of the hydroxyl group-containing fluororesin to 0.2 to 10% by weight of the vinyl group-containing acid anhydride. The fluorine-based electrodeposition coating composition according to any one of claims 1 to 4, wherein
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