JP3218251B2 - アルマイト材用熱硬化性電着塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明はアルマイト材用熱硬化
性電着塗料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、アルミニウム材及び
その合金は成形、切削、機械加工性が良く、複雑な断面
形状のものに押出しできることから建材などに多く使用
されている。

【０００３】また、該アルミニウム材は、これ自体防食
性、耐摩耗性、耐薬品性などが劣ることから、陽極酸化
皮膜処理及び塗料塗装・焼付がおこなわれている。

【０００４】該塗装において、電着塗装方法が水を溶媒
として使用するので火災などの危険性が少なく工程を自
動化して長期間にわたって大量に連続塗装でき、更に塗
膜厚のコントロールも容易におこなえることから多く使
用されている。

【０００５】電着塗装で使用される塗料として、現在主
流を占める塗料はアミノアクリル系硬化塗料であるが、
塗膜の硬化には１７０℃以上の焼付けを必要とするた
め、陽極酸化皮膜がヒビワレを生じ外観や性能が低下す
ること及び消費する燃費が多くなるので経済的にも不利
であるという欠点があった。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】 本発明者等は上記し
た問題点を解消するために鋭意研究を重ねた結果、従来
のアミノアクリル系硬化形電着塗料組成物にリン酸モノ
エステル及び脂肪酸で変性したエポキシ樹脂と特定のス
ルホン酸系化合物とを配合したものが低温硬化性に優れ
しかも性能に優れた塗膜が提供できるものであることを
見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】 即ち、本発明は、アミノアクリル系硬化
形アニオン電着塗料組成物に、リン酸モノエステル及び
脂肪酸で変性したエポキシ樹脂（以下このものを、単に
「変性エポキシ樹脂」と略す。）とドデシルナフタレン
スルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニル
ナフタレンジスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン
酸塩、ジノニルナフタレンスルホン酸塩、ジノニルナフ
タレンジスルホン酸塩から選ばれる少なくとも１種のス
ルホン酸系化合物とを含有するアルマイト材用熱硬化性
電着塗料組成物に係る。

【０００８】本発明で用いるアミノアクリル系硬化形ア
ニオン電着塗料組成物は水酸基及びカルボキシル基含有
アクリル樹脂とアミノ樹脂を塗膜形成成分とするもので
ある。

【０００９】該アクリル樹脂としては、例えばエチレン
性不飽和カルボン酸（例えば（メタ）アクリル酸）、水
酸基含有アクリル単量体（例えばヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリ
レート）、その他不飽和単量体（例えばスチレン、メチ
ル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレー
ト、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）ア
クリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、Ｎ−ブ
トキシメチル（メタ）アクリレート）などが挙げられ
る。

【００１０】アミノ樹脂としては、例えばメラミン樹
脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂などが挙げられる
が、中でも好ましくはアルコキシメチル化メラミン樹脂
である。該アミノ樹脂の配合割合は、アクリル樹脂との
総合計量（固型分）で約２０〜５０重量％の範囲が良
い。

【００１１】本発明で用いる変性エポキシ樹脂は、リン
酸モノエステル及び一塩基酸とエポキシ樹脂との反応物
である。

【００１２】該リン酸モノエステルとしては、例えばオ
ルソリン酸モノメチルエステル、オルソリン酸モノエチ
ルエステル、オルソリン酸モノプロピルエステル、オル
ソリン酸モノブチルエステル、オルソリン酸モノステア
リルエステルなどのオルソリン酸のモノアルキルエステ
ルが挙げられる。

【００１３】一塩基酸としては、例えばカプリル酸、カ
プリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ヤシ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸などの脂肪酸が挙げられ
る。

【００１４】また、エポキシ樹脂としては、エポキシ当
量５０〜４０００であって１分子中に平均２個以上のエ
ポキシ基を有するエピクロルヒドリンとビスフェノール
との縮合物であり、例えば商品名としてエピコート８２
８、同左１００１、同左１００４、同左１００７、同左
１００９（以上、シェル化学社製）が挙げられる。

【００１５】上記変性エポキシ樹脂は、例えばエポキシ
樹脂１モルに対してリン酸モノエステル０．５〜１．５
モル、好ましくは０．８〜１．２モル、一塩基酸０．５
〜１．５モル、好ましくは０．８〜１．２モルの割合で
反応させる。該反応は室温もしくは１２０℃程度の加熱
でおこなうことができる。

【００１６】該変性エポキシ樹脂の配合割合は、前記ア
ミノアクリル系樹脂固形分１００重量部当たり約０．１
〜１０重量部、好ましくは約０．２〜５重量部（以上、
固形分）が良い。配合割合が約０．１重量部を下回ると
低温硬化性が十分でないために耐薬品性、付着性、硬度
などの塗膜性能が劣るものとなり、一方、配合割合が約
１０重量部を上回ると耐候性が低下するので好ましくな
い。

【００１７】変性エポキシ樹脂は、例えば前記アミノア
クリル系樹脂を水分散化する前に予じめ配合しておくこ
とが可能であり、また、このものを塩基性化合物（例え
ばトリエチルアミン、ジメチルアミノエタノールなど）
で中和し、水中に分散した水分散液を塗料中に配合する
のも可能である。

【００１８】 上記変性エポキシ樹脂と併用して用いる
スルホン酸系化合物は、例えばドデシルナフタレンスル
ホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフ
タレンジスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸
塩、ジノニルナフタレンスルホン酸塩、ジノニルナフタ
レンジスルホン酸塩が挙げられる。

【００１９】スルホン酸系化合物の配合割合は、前記ア
ミノアクリル系樹脂固形分１００重量部当たり約０．１
〜５重量部、好ましくは約０．１〜１重量部（以上、固
形分）が良い。配合割合が約０．１重量部を下回ると低
温硬化性が十分でないために耐薬品性、硬度などの塗膜
性能が劣り、一方、配合割合が約５重量部を上回ると熱
変色、耐候性などが劣るので好ましくない。

【００２０】また、スルホン酸系化合物は、前記変性エ
ポキシ樹脂の配合と同様に、アミノアクリル系樹脂を水
分散化する前に予じめ配合しておくこと、また、スルホ
ン酸系化合物の水分散液を塗料中に配合することが可能
である。

【００２１】本発明組成物において、上記変性エポキシ
樹脂、スルホン酸系化合物以外に含フッ素重合体を配合
することにより、更に、低温硬化性及び塗膜性能（特に
アルカリ性）が向上するのでこのものを用いることが好
ましい。

【００２２】該含フッ素重合体としては、酸価約１００
以下、水酸基価約２０〜２００、平均分子量約２，００
０〜１００，０００の範囲のものが良い。また、該重合
体としては、フルオロオレフィン、ヒドロキシアルキル
ビニルエーテルを単量体成分として含有する重合体が好
ましい。

【００２３】本発明組成物には必要に応じて顔料、その
他通常に用いられる種々の添加剤を使用しても良い。

【００２４】本発明組成物を電着塗装する方法として
は、例えば電着塗料浴固形分約４〜１５重量％で浴温約
１５〜３５℃、塗装電圧約６０〜３５０Ｖ、処理時間約
１〜５分間の条件で行なうことができる。また、塗装物
は水洗もしくは未水洗後焼付けがおこなわれる。焼付け
は１３０℃の温度では３０分間、１７０℃の温度では２
０分間程度で十分と考える。

【００２５】

【実施例】実施例及び比較例中の「部」及び「％」は重
量基準である。

【００２６】アクリル系重合体製造例 反応容器中にイソプロピルアルコール５５部を仕込み８
０℃に保持した中へ、スチレン１５部、メチルメタクリ
レート３８部、ｎ−ブチルアクリレート１５部、エチル
アクリレート１０部、ヒドロキシエチルアクリレート１
５部、アクリル酸７部、及びアゾビスジメチルバレロニ
トリル１．０部の混合物を３時間を要して滴下し、滴下
終了後１時間この温度に保ち、ついでアゾビスジメチル
バレロニトリル１部とブチルセロソルブ１３部を滴下し
てさらに８０℃で４時間反応を続けて、固形分５９％、
酸価５５、分子量３０，０００、水酸基価７３のアクリ
ル系重合体溶液を得た。

【００２７】実施例１ 上記アクリル系重合体溶液９３部（固形分５５部）、ニ
カラックＭＸ−５００（三和ケミカル工業（株）社製、
商標名、メラミン樹脂）４５部、ジノニルナフタレンモ
ノスルホン酸０．４部、変性エポキシ樹脂（ヤシ油脂肪
酸／エピコート８２８（シェル化学社製、商標名、エポ
キシ樹脂）／モノブチルリン酸＝１／１／１モル比反応
物）１部及びジメチルアミノエタノール０．６部を混合
したのち固形分８％になるように脱イオン水で希釈して
電着塗料浴を得た。

【００２８】実施例２ 実施例１において、アクリル系重合体溶液９３部に替え
てアクリル系重合体溶液８５部（固形分５０部）及びル
ミフロンＬＦ−９１１２（旭硝子（株）社製、商標名、
含フッ素重合体）５部（固形分）を用いた以外は実施例
１と同様の配合及び方法により電着塗料浴を得た。

【００２９】比較例１ 実施例１において、ジノニルナフタレンモノスルホン酸
０．４部を配合しない以外は実施例１と同様の配合及び
方法で電着塗料浴を得た。

【００３０】比較例２ 実施例１において、変性エポキシ樹脂１部を配合しない
以外は実施例１と同様の配合及び方法で電着塗料浴を得
た。

【００３１】この電着塗料組成物を電着塗装試験装置に
入れ、６０６３Ｓアルミニウム合金板にアルマイト処理
を施したもの（アルマイト皮膜厚９μ）を被塗物（陽
極）として、浴温２２℃で乾燥膜厚が約２０μｍになる
電圧で３分間通電をおこなって電着塗膜を得た。次に、
電着塗膜を水洗したのち、１３０℃及び１５０℃で３０
分間焼付けて硬化塗膜を得た。

【００３２】試験結果をまとめて表１に示す。表１にお
いて試験方法は次の様にしておこなった。

【００３３】付着性：ゴバン目テープ法 ＪＩＳＫ５４
００に基づいておこなった。 鉛筆ひっかき値：ＪＩＳＫ ５４００に基づいておこな
った。評価はやぶれ法でおこなった。 耐アルカリ性：２０℃、１％水酸化ナトリウム水溶液に
１６０時間浸漬したのち塗面の異常の有無を調べた。 耐酸性：２０℃、５％硫酸水溶液に１６０時間浸漬した
のち塗面の異常の有無を調べた。 耐沸水後アルカリ性：沸水１時間浸漬後、さらに２０℃
１％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、塗膜にハガレ、
白化などの異常が発生するまでの時間を調べた。 ゲル分率：塗板から塗膜を一定量ハガシ取り、このもの
を超音波をかけたアセトン溶剤（２０℃）中で５時間浸
漬をおこなったのち、（試験後の乾燥塗膜重量／試験前
の塗膜の重量）×１００の計算式を用いてゲル分率を求
めた。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明組成物は、１３０℃程度の比較的
焼付温度の低い温度で硬化が進み、しかも付着性、耐薬
品性などに優れた硬化塗膜が形成できる。また、焼付け
により陽極酸化皮膜に欠陥を生じる恐れがなくなり、外
観、性能に優れた製品が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 133/06 - 133/12 C09D 5/44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アミノアクリル系硬化形アニオン電着塗料
   組成物に、リン酸モノエステル及び脂肪酸で変性したエ
   ポキシ樹脂とドデシルナフタレンスルホン酸、ジノニル
   ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン
   酸、ドデシルナフタレンスルホン酸塩、ジノニルナフタ
   レンスルホン酸塩、ジノニルナフタレンジスルホン酸塩
   から選ばれる少なくとも1種のスルホン酸系化合物とを
   含有することを特徴とするアルマイト材用熱硬化性電着
   塗料組成物。