JP2975175B2 - カチオン電着塗料組成物 - Google Patents

カチオン電着塗料組成物

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JP2975175B2 JP3174473A JP17447391A JP2975175B2 JP 2975175 B2 JP2975175 B2 JP 2975175B2 JP 3174473 A JP3174473 A JP 3174473A JP 17447391 A JP17447391 A JP 17447391A JP 2975175 B2 JP2975175 B2 JP 2975175B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカチオン電着塗料組成物
に関し、詳しくは、防錆性、防錆鋼板塗装性、つきまわ
り性等を低下させることなく、乾きむらの発生を防止で
き、平滑性に優れた塗膜を形成できる電着塗料組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】電着塗装は、自動車、電
気器具等、袋部構造を有する部材に対し、有機溶剤型塗
料のエアスプレー塗装や静電スプレー塗装に比較して、
つきまわり性がよく、比較的均一な塗膜が得られやすい
という特徴を有していることから広く実用化されてい
る。
【0003】また、アニオン電着塗装に比較してカチオ
ン電着塗装が防錆性に優れた塗膜を形成できることか
ら、自動車ボデーの下塗塗装等の防錆性が重要視される
分野ではアニオン電着塗装からカチオン電着塗装に置き
換えられてきている。
【0004】カチオン電着塗装ラインにおいては、通
常、被塗物は電着塗装された後、電着浴から引き上げら
れ、ついで水洗、焼付けが行なわれる。電着浴から引き
上げられた被塗物の電着析出塗膜上には 浴塗料が付着
しており、この付着塗料は水洗工程で洗い落とされる
が、付着塗料は水洗までの間、通常、電着析出塗膜上に
均一に塗れず、水玉状になって存在し、この影響で水
洗、焼付後の電着硬化塗膜上に、水玉状の跡が残りやす
いという問題がある。一般に、この跡を「乾きむら」と
呼んでいる。
【0005】上記乾きむらを解決するため、電着塗料浴
中の界面活性剤の増量、第四級アンモニウム塩化樹
脂など親水性樹脂の増量、親水性溶剤の増量などにつ
いて検討したところ、これらのいずれの方法も電着析出
膜上に付着した浴塗料の水洗工程での水洗され易さを増
大させ、乾きむらの改良に効果はあったが、下記の点で
問題があった。すなわちの方法では、得られる電着塗
膜の防錆性が低下する。の方法では、得られる電着塗
膜の防錆性が低下するとともに、つきまわり性の低下や
防錆鋼板への塗装性の低下をひき起こす。の方法で
は、塗装ラインでの廃水処理量の増大、つきまわり性の
低下をひき起こす。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、電
着塗装の防錆性、電着浴の防錆鋼板などへの塗装性、つ
きまわり性等の電着塗料の性能を低下させることなく、
乾きむらを解決し、平滑性の優れた電着塗膜を得るため
鋭意検討を行なった結果、電着塗料中に特定のヒドロキ
シアルキルイミダゾリン化合物を配合することによって
上記課題を解決できることを見出し本発明を完成させた
ものである。
【0007】すなわち本発明は、カチオン電着塗料にお
いて、塗料中の樹脂固形分100重量部に対して下記式
[1]で表わされるヒドロキシアルキルイミダゾリン化
合物が0.1〜5.0重量部配合されてなることを特徴
とするカチオン電着塗料組成物に関する。
【0008】
【化2】
【0009】(式中、R1 は天然脂肪酸の炭素原子数6
〜32の脂肪族基を示し、R2 は炭素原子数2〜6のア
ルキレン基を示す。)本発明組成物中に配合せしめられ
るヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物は、上記式
[1]で示される化合物であって、R1 で表わされる天
然脂肪酸の炭素原子数6〜32、好ましくは10〜25
の脂肪族基を有し、かつ炭素原子数2〜6、好ましくは
2〜4のR2 OHで表わされるヒドロキシアルキル基を
有するイミダゾリン化合物である。
【0010】上記式[1]においてR1 で表わされる脂
肪族基としては、アルキル基、アルケニル基、アルカポ
リエンイル基であることができ、代表例として、ウンデ
シル基、トリデシル基、ペンタデシル基、ヘプタデシル
基、8−ヘプタデセン−1−イル基、8,11−ヘプタ
デカジエン−1−イル基などが挙げられる。上記炭素原
子数6〜32の脂肪族基を有する天然脂肪酸としては、
トール油脂肪酸、ひまわり油脂肪酸、パーム核油脂肪
酸、落花生油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、綿
花油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、サフラワ
ー油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸な
どが挙げられる。また上記ヒドロキシアルキル基におけ
るR2 は炭素数2〜6のアルキレン基であり、代表例と
して、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,2−プ
ロピレン基、1,4−ブチレン基、1,2−ブチレン
基、1,6−ヘキシレン基などが挙げられ、なかでもエ
チレン基であることが好ましい。
【0011】本発明においては、カチオン電着塗料中に
前記ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物が配合せし
められるが、本発明のカチオン電着塗料組成物に使用さ
れる樹脂としては、カチオン電着塗料用樹脂として公知
の樹脂(以下、「カチオン型電着樹脂」と略称する。)
が使用できる。
【0012】カチオン型電着樹脂としては、アミン付加
エポキシ樹脂に代表されるポリアミン樹脂、例えば
(i)ポリエポキシド化合物と1級モノ−及びポリアミ
ン、2級モノ−及びポリアミン又は1,2級混合ポリア
ミンとの付加物(例えば米国特許第3,984,299 号明細書
参照);(ii)ポリエポキシド化合物とケチミン化され
た1級アミノ基を有する2級モノ−及びポリアミンとの
付加物(例えば米国特許第4,017,438 号明細書参照);
(iii )ポリエポキシド化合物とケチミン化された1級
アミノ基を有するヒドロキシ化合物とのエーテル化によ
り得られる反応物(例えば特開昭59−43013号公
報参照)などを含有しうる。
【0013】上記ポリアミン樹脂の製造に使用されるポ
リエポキシド化合物は、エポキシ基を1分子中に2個以
上有する化合物であり、一般に少なくとも200、好ま
しくは400〜4000、さらに好ましくは800〜2
000の範囲内の数平均分子量を有するものが適してお
り、特にポリフェノール化合物とエピクロルヒドリンと
の反応によって得られるものが好ましい。該ポリエポキ
シド化合物の形成のために用いうるポリフェノール化合
物としては、例えばビス(4−ヒドロキシフェニル)−
2,2−プロパン、4,4′−ジヒドロキシベンゾフェ
ノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−エタ
ン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−イソブ
タン、ビス(4−ヒドロキシ−tert−ブチル−フェニ
ル)−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシナフチ
ル)メタン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、ビス
(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、テトラ(4
−ヒドロキシフェニル)−1,1,2,2−エタン、
4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、フェノー
ルノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。
【0014】該ポリエポキシド化合物はポリオール、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ
アミドアミン、ポリカルボン酸、ポリイソシアネート化
合物などと一部反応させたものであってもよく、更にま
た、ε−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であってもよい。
【0015】また、本発明の組成物を用いて形成される
電着塗膜に良好な耐候性が要求される場合には、カチオ
ン型電着樹脂として、耐候性の優れたアミノ基含有アク
リル系樹脂を単独で用いるか、又はアミノ基含有アクリ
ル系樹脂もしくは非イオン性のアクリル系樹脂を前記ア
ミン付加エポキシ樹脂と併用するのが好都合である。
又、本発明の電着塗料組成物は、必要に応じてアルコー
ル類、フェノール類、第3級ヒドロキシルアミン又はオ
キシム類等でブロックしたブロックポリイソシアネート
やメラミン樹脂などの架橋剤を含有してもよい。
【0016】本発明の電着塗料組成物において、前記ヒ
ドロキシアルキルイミダゾリン化合物の配合量は、カチ
オン型電着樹脂および架橋剤などの合計である全樹脂固
形分100重量部に対して0.1〜5.0重量部、好ま
しくは0.5〜3.0重量部である。配合量が0.1重
量部未満では、乾きむらに対する改良効果が十分ではな
く、一方、5.0重量部より多く使用しても、乾きむら
に対する効果のさらなる増大はほとんどなく、経済的で
ないばかりでなく、防錆性の低下をひきおこす。
【0017】本発明のカチオン電着塗料組成物の調整に
おいて、ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物の配合
は、顔料分散用樹脂にて分散して配合してもよいし、ヒ
ドロキシアルキルイミダゾリン化合物を中和、水溶化
し、水溶液として配合してもよい。顔料分散用樹脂にて
分散する場合には、他の顔料と混合し、顔料分散と同時
に行なってもよい。ヒドロキシアルキルイミダゾリン化
合物を水溶液として配合する場合には、カチオン型電着
樹脂および必要に応じて架橋剤の中和、水性化時に配合
してもよいし、水性化後に配合してもよい。なお、カチ
オン型電着樹脂やヒドロキシアルキルイミダゾリン化合
物の中和は、ギ酸、酢酸、乳酸などの水溶性有機酸によ
って行なうことができる。
【0018】本発明のカチオン電着塗料組成物には、さ
らに必要に応じて通常の塗料添加物、例えば、着色顔
料、例えばチタン白、カーボンブラック、ベンガラ、黄
鉛など;体質顔料例えばタルク、炭酸カルシウム、マイ
カ、クレー、シリカなど;防錆顔料例えばストロンチウ
ムクロメート、ジンククロメートなどのクロム顔料、塩
基性ケイ酸鉛、クロム酸鉛などの鉛顔料等;ハジキ防止
剤、水性溶剤および硬化触媒等を含ませることもでき
る。
【0019】本発明のカチオン電着塗料組成物は、カチ
オン電着塗装によって金属など通電性を有する所望の基
材表面に塗装することができる。カチオン電着塗装はそ
れ自体既知の方法に従い、一般には、固形分濃度が約5
〜40重量%好ましくは15〜25重量%となるように
脱イオン水などで希釈し、さらにpHを5.5〜8.0
の範囲内に調整した本発明のカチオン型電着塗料組成物
からなる電着浴を通常、浴温15〜35℃に調整し、負
荷電圧100〜400vの条件で被塗物を陰極として行
なうことができる。
【0020】本発明の塗料組成物を用いて形成しうる電
着塗装の膜厚は特に制限されるものではないが、一般に
は、硬化塗膜に基づいて10〜60μm、好ましくは3
0〜50μmの範囲内が適当である。また、塗膜の焼付
け硬化温度は一般に100〜200℃、好ましくは15
0〜180℃で約10〜30分間の時間の範囲焼付るこ
とが適している。
【0021】
【発明の効果】本発明のカチオン電着塗料組成物は、特
定のヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物が特定量配
合されており、電着塗膜の防錆性、電着浴の防錆鋼板な
どへの塗装性、つきまわり性等の電着塗料の性能を低下
させることなく、乾きむらを解決でき平滑性に優れた電
着塗膜を得ることができる。
【0022】
【実施例】以下、実施例によって本発明をより具体的に
説明する。以下の各例において、「部」および「%」は
それぞれ重量基準とする。
【0023】実施例1〜4および比較例2 エレクロンNo.9400グレー(関西ペイント社製、
商品名、アミン付加エポキシ樹脂/ブロック化ポリイソ
シアネート系カチオン電着塗料、固型分18%、樹脂固
形分14%)714.3部に対して、酢酸にて当量中和
してなるヒドロキシアルキルイミダゾリン(前記式
[1]におけるR1 が8−ヘプタデセン−1−イル基
で、R2 がエチレン基である。)の水溶液(アルキルイ
ミダゾリンを20%含有)を後記表1に示す割合で配合
し各塗料組成物を得た。
【0024】比較例1 エレクロンNo.9400グレーそのものとした。 製造例 トルエンジイソシアネート174部とアルキルアリール
ポリオキシエチレンエーテルモノアルコール[ローム・
アンド・ハース社(Rohm and Haas )製、商品名トライ
トン(TRITON)X−102]727部を反応容器
に仕込み、2時間撹拌して30〜35℃で反応させた。
次にジメチルエタノールアミン89部を加え、2時間反
応させて生成物[A]を得た。一方、エポン829(シ
エル化学社製、エポキシ樹脂)400部(固形分38
3.8部)とビスフェノールA136.8部(固形分1
36.8部)を適当な反応容器に仕込み、155〜16
0℃に加熱し、1時間反応させた。このものに上記生成
物[A]792部、乳酸水溶液96部(有効成分72
部)脱イオン水113.7部を加えた後80〜85℃に
1時間保持し、固形分40%の第4級アンモニウム塩化
樹脂を得た。この樹脂に脱イオン水を加えて固形分20
%の水溶液とした。
【0025】比較例3および4 エレクロンNo.9400グレー714.3部に対し
て、上記製造例で得た固形分20%の第4級アンモニウ
ム塩化樹脂水溶液をそれぞれ5.0部(比較例3)およ
び15.0部(比較例4)配合して塗料組成物を得た。
【0026】これら実施例1〜4および比較例1〜4で
得た塗料組成物について、乾きむら性および防食性を試
験した。試験結果を後記表1に示す。なお、実施例1〜
4の組成物はいずれも比較例1であるエレクロンNo.
9400グレーそのものと同等の防錆鋼板塗装性および
つきまわり性を示した。
【0027】なお表1における試験は下記試験方法に従
って行なった。 [試験方法] 乾きむら性・・・電着塗料組成物の浴中で被塗物である
リン酸亜鉛処理鋼板を陰極とし、ステンレス板を陽極と
して、浴温度30℃にて電圧を250V印加して、乾燥
膜厚が25μmになるようにカチオン電着塗装を行なっ
た(塗装時間約3分)。ついでこの塗装版を浴より引き
上げ、10分間静置した後水洗し焼付け乾燥(170℃
×30分)を行ない、塗装面を目視で評価した。 ◎・・・良好 ○・・・ほぼ良好 △・・・やや不良
【0028】防錆性・・・乾きムラ性の試験と同様にし
て得た試験用塗板をJIS Z2371に従って840
時間、塩水噴霧試験を行なった。その時の塗板の錆等の
発生を調べた。 ◎・・・異常なし ○・・・点錆、フクレがごくわずか発生 △・・・点錆、フクレがかなり発生
【0029】
【表1】 (注)20%ヒドロキシアルキルイミダゾリン水溶液お
よび20%第4級アンモニウム塩化樹脂水溶液の欄にお
ける( )内の値は、それぞれヒドロキシアルキルイミ
ダゾリンおよび第4級アンモニウム塩化樹脂の固形分量
を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−127360(JP,A) 特開 平3−157130(JP,A) 特開 平3−149269(JP,A) 特開 昭54−32304(JP,A) 特開 昭40−21996(JP,A) 特開 昭58−49761(JP,A) 特開 昭63−314283(JP,A) 特開 昭59−193300(JP,A) 米国特許4981729(US,A) Mater.Perform., (1976)15(11)p.15−20 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 5/44 C09D 7/12 CAPLUS(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カチオン電着塗料において、塗料中の樹
    脂固形分100重量部に対して、下記式[1]で表わさ
    れるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物が0.1〜
    5.0重量部配合されてなることを特徴とするカチオン
    電着塗料組成物。 【化1】 (式中、R1 は天然脂肪酸の炭素原子数6〜32の脂肪
    族基を示し、R2 は炭素原子数2〜6のアルキレン基を
    示す。)
  2. 【請求項2】 上記式[1]中のR2 がエチレン基であ
    る請求項1記載のカチオン電着塗料組成物。
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JP5355130B2 (ja) * 2008-03-14 2013-11-27 関西ペイント株式会社 電着塗料用顔料分散ペースト及び電着塗料組成物

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981729A (en) 1989-05-25 1991-01-01 Man-Gill Chemical Company Electroconductive aqueous coating compositions, process, and coated substrates

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