JPH01182377A - Method for cationic electro-deposition coating - Google Patents

Method for cationic electro-deposition coating

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JPH01182377A
JPH01182377A JP364688A JP364688A JPH01182377A JP H01182377 A JPH01182377 A JP H01182377A JP 364688 A JP364688 A JP 364688A JP 364688 A JP364688 A JP 364688A JP H01182377 A JPH01182377 A JP H01182377A
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JP
Japan
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group
resin
parts
groups
atom
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JP364688A
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Naozumi Iwazawa
直純 岩沢
Osamu Isozaki
理 磯崎
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Kansai Paint Co Ltd
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Kansai Paint Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a thick cationic electro-deposition casting film curable at a low temperature, by using a water paint containing a resin component consisting of a resin having unsaturated carbonyl group, hydroxyl group and a group containing a specific aprotic onium salt. CONSTITUTION:The paint used in the title coating process is a water paint containing a resin component consisting of a resin having alpha,beta-unsaturated carbonyl group, a primary or secondary hydroxyl group and a group containing an aprotic onium salt of formula I [R1 is hydroxyl group, alkoxyl group, ester group, 1-8C hydrocarbon group which may be substituted with halogen atom or H; R2 is H, hydroxyl group or 1-8C hydrocarbon group; -W<+> is group of formula II or formula III (Z is N or P; Y is S; R3, R4 and R5 are 1-14C organic group, etc.)]. A coating object is used as a cathode and coated with the water paint by cationic electro-deposition coating.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、厚膜で、かつ比較的低温加熱により硬化可能
な電着塗膜を一形成できるカチオン電着塗装方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a cationic electrodeposition coating method capable of forming a thick electrodeposition coating film that can be cured by heating at a relatively low temperature.

[従来の技術] カチオン電着塗装は自動車ボデー用プライマー、各種産
業機器用等のワンコートフィニシュ等に広く用いられて
いるが一一般に電着塗膜の硬化に際して160℃以−ヒ
の比較的高い温度に加熱することが必要で−る。又この
分野で一般に最も広く使用されているインシアネート硬
化型の電着塗料を電着塗装すると、硬化塗膜の黄変、電
着塗膜の上に上塗塗料を塗布した場合上塗塗膜にブリー
ド黄変を生じる等の欠点がある。更に近時、耐食性能、
塗装仕上がりにたいする要求の高度化に対応するため、
塗膜厚を厚くし得る電着塗装が望まれているが、インシ
アネート硬化型゛のように、硬化に際して脱離生成物を
副成するものでは、適用し得る膜厚は50ミクロン程度
までであり、それ以上では塗面にワキ等の異常を生じた
り、硬化不足により、期待した性能を得ることが出来な
い等の欠点がある。
[Prior art] Cationic electrodeposition coatings are widely used as primers for automobile bodies, one-coat finishes for various industrial equipment, etc., but generally the curing temperature of the electrodeposition coating is relatively high at 160°C or higher. It is necessary to heat it to a certain temperature. Also, when incyanate-curing type electrodeposition paint, which is the most widely used type in this field, is electrocoated, the cured film may turn yellow, and when a top coat is applied on top of the electrodeposition film, bleeding may occur in the top coat. It has drawbacks such as yellowing. Furthermore, recently, corrosion resistance performance,
In order to respond to the increasingly sophisticated requirements for paint finishes,
Electrodeposition coatings that can increase the coating thickness are desired, but with coatings that produce desorption products during curing, such as the incyanate-curing type, the applicable coating thickness is only about 50 microns. However, if it exceeds this amount, there are drawbacks such as abnormalities such as wrinkles on the painted surface and failure to obtain the expected performance due to insufficient curing.

又、硬化に際して脱離生成物を副生しない電着塗料とし
て、ポリブタジェン系や不飽和脂肪酸変性樹脂系等のよ
うに酸化乃至熱重合で硬化するものもあるが、これらは
耐食性等の塗膜性能が十分でない本、硬化塗膜中に不飽
和基が多量に残存し、経時でその重合が進むため塗膜物
性等の経時劣化が著しいこと、50ミクロン以上の厚膜
塗装を行なうと塗膜表面と内部との硬化性の差が大きく
表面にチヂミ等の異常を生じやすくなる等の欠点がある
In addition, there are electrodeposition coatings that do not produce elimination products as by-products during curing, such as polybutadiene and unsaturated fatty acid-modified resins, which are cured by oxidation or thermal polymerization, but these have poor coating performance such as corrosion resistance. There are many unsaturated groups remaining in the cured coating film, and their polymerization progresses over time, resulting in significant deterioration of the physical properties of the coating film over time.If a thick film of 50 microns or more is applied, the coating surface There is a drawback that there is a large difference in hardenability between the inside and outside, which makes it more likely that abnormalities such as wrinkles will occur on the surface.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明者は、140℃以下の比較的低温で硬化し、50
ミクロン以上の厚膜でも硬化性、塗膜外観が良好で、耐
水性、耐薬品性などの優れた塗膜性能を示す電着塗膜を
提供するカチオン型電着塗装方法の開発を目的として鋭
意研究を行なってきた。
[Problems to be Solved by the Invention] The present inventor has discovered that curing occurs at a relatively low temperature of 140°C or less, and
We are working diligently to develop a cationic electrodeposition coating method that provides electrodeposition coatings that exhibit excellent curability and appearance even in micron-thick films, as well as excellent coating performance such as water resistance and chemical resistance. I've been doing research.

[問題点を解決するための手段] その結果、本発明者は、α、β−不飽和カルボニル基、
1級または2級の水酸基および特定の非プロトン型オニ
ウム塩を有する樹脂を樹脂成分とする水性塗料をカチオ
ン電着することにより、硬化に際して脱離生成物を基本
的に副生せず、インシアネート硬化型や酸化、熱重合硬
化型にみられるような厚膜に塗装した場合の間朋を生じ
ず、上記の目的を達成しうるカチオン電着塗装方法に到
達した。すなわち本発明は樹脂中にα、β−不飽和カル
ボニル基と1級または2級の水酸基および下記一般式(
りで表わされる非プロトン型オニウム塩含有基 −CH−CH2−We  0CORI   (I)[式
中、R1は、水酸基、アルコキシ基、エステル基もしく
はハロゲン原子が置換していてもよい炭素数1〜8の炭
化水素基又は水素原子を示す、R2は水素原子、水酸基
又は炭素数1〜8の炭化水素基を示す、−Weは、−Z
@−R,又はRs             R4 ■ −YΦを示す、ここでZは窒素原子又はリン原子を、Y
は硫黄原子を示す* R3、R4及びR。
[Means for Solving the Problems] As a result, the present inventor has discovered that an α,β-unsaturated carbonyl group,
By cationically electrodepositing a water-based paint whose resin component is a resin containing a primary or secondary hydroxyl group and a specific aprotic onium salt, no elimination products are produced as by-products during curing, and incyanate We have achieved a cationic electrodeposition coating method that can achieve the above objectives without causing gaps when coating a thick film as seen in hardening type, oxidation and thermal polymerization hardening types. That is, the present invention provides a resin containing an α,β-unsaturated carbonyl group, a primary or secondary hydroxyl group, and the following general formula (
An aprotic onium salt-containing group represented by -CH-CH2-We0CORI (I) [wherein R1 is a hydroxyl group, an alkoxy group, an ester group, or a carbon number of 1 to 8 which may be substituted with a halogen atom] represents a hydrocarbon group or a hydrogen atom; R2 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms;
@-R, or Rs R4 ■ -YΦ, where Z is a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Y
represents a sulfur atom* R3, R4 and R.

は、同−又は異なって、炭素数1−14の有機基な示す
、またこれらR3及びR4又はR3,R。
are the same or different and represent an organic group having 1 to 14 carbon atoms, and R3 and R4 or R3,R.

及びR3は一緒になって、これらが結合している窒素原
子、リン原子もしくは硫黄原子と共に複素環基を形成し
てもよい、]を有する樹脂を樹脂成分とする水性塗料を
用いて被塗物を陰極として電着塗装することを特徴とす
るカチオン電着塗装方法に関する。
and R3 may be taken together to form a heterocyclic group together with the nitrogen atom, phosphorus atom, or sulfur atom to which they are bonded. The present invention relates to a cationic electrodeposition coating method, characterized in that the electrodeposition coating is carried out by using a cathode as a cathode.

本発明における樹脂中にα、β−不飽和カルボニル基と
1級または2級の水酸基および前記一般式(I)で表わ
される非プロトン型オニウム塩含有基を有する樹脂にお
いて、α、β−不飽和カルとができるものであって1例
えばアクリロイル基、メタク、リロイル基、イタコネー
ト基、マレエート基、フマレート基、クロトネート基、
桂皮酸基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基等が
挙げられる。
In the resin of the present invention having an α,β-unsaturated carbonyl group, a primary or secondary hydroxyl group, and an aprotic onium salt-containing group represented by the general formula (I), the α,β-unsaturated 1, such as acryloyl group, methac, lyloyl group, itaconate group, maleate group, fumarate group, crotonate group,
Examples include a cinnamic acid group, an acrylamide group, and a methacrylamide group.

上記樹脂中の下記一般式(I)で表わされる非プロトン
型オニウム塩含有基は −CH−CH2−W”  0COR1(I)[Rsおよ
びR2は前記のとおり] オニウム塩として第4級アンモニウム塩、第4級ホスホ
ニウム塩、第3級スルホニウム塩のいずれか□を有する
ものであり、これらの塩における陽イオンの具体例を下
記に示す。
The aprotic onium salt-containing group represented by the following general formula (I) in the resin is -CH-CH2-W''0COR1(I) [Rs and R2 are as described above] The onium salt is a quaternary ammonium salt, It has either a quaternary phosphonium salt or a tertiary sulfonium salt, and specific examples of cations in these salts are shown below.

R2R4 言 R2H。R2R4 words R2H.

R2R4 [上記各式において、R2は水素原子、水酸基又は炭素
数1〜8の炭化水素基を示す、R3゜R4及びR,は、
同−又は異なって、炭素数1〜14の有機基を示す、ま
たこれらR3及びR4又はR,、R,及びR6は一緒に
なって、これらが結合している窒素原子、リン原子もし
くは硫黄原子とともに複素環基を形成してもよい、] 上記各式中のR2における炭素数1〜8の炭化水素基と
しては、炭素数1〜8のアルキル基、アルケニル基が好
ましいeR2は炭素数1〜8の炭化水素基以外に水素原
子又は水酸基であってもよいが、硬化性の点から水酸基
であることが特に好ましい。
R2R4 [In each of the above formulas, R2 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, R3゜R4 and R,
The same or different represents an organic group having 1 to 14 carbon atoms, and these R3 and R4 or R,, R, and R6 together represent the nitrogen atom, phosphorus atom, or sulfur atom to which they are bonded. The hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in R2 in each of the above formulas is preferably an alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. eR2 is a group having 1 to 8 carbon atoms. Although a hydrogen atom or a hydroxyl group may be used in addition to the hydrocarbon group in No. 8, a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of curability.

R3,R,及びR5で示される炭素数1−14の有機基
としてはアンモニウム塩基、ホスホニウム塩基又はスル
ホニウム塩基のイオン化を実質的に妨害するものでない
限り特に限定されるものではなく、例えば水酸基、アル
コキシ基等の形態で酸素原子の如き異種原子を含有して
いてもよい炭素数1−14の炭化水素基が一般に用いら
れる。
The organic groups having 1 to 14 carbon atoms represented by R3, R, and R5 are not particularly limited as long as they do not substantially interfere with the ionization of ammonium bases, phosphonium bases, or sulfonium bases, such as hydroxyl groups, alkoxy A hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms which may contain a heteroatom such as an oxygen atom in the form of a group or the like is generally used.

斯かる炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキ
ル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基及びアラ
ルキル基等の脂肪族、脂環式又は芳香族炭化水素基を例
示できる。上記アルキル基は、直鎖状及び分枝鎖状のい
ずれであってもよく、炭素数8個以下、好適には低級の
ものが望ましく、例えばメチル、エチル、n−もしくは
1so−プロピル、  n−11so−1111aC−
もしくはtert−ブチル、ペンチル、ヘプチル、オク
チル基等が挙げられる。上記シクロアルキル基又はシク
ロアルキルアルキル基としては、炭素数5〜8個のもの
が好ましく1例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、
シクロヘキシルメチル、シクロヘキシルエチル基等が挙
げられる。上記アリール基には、フェニル、トルイル、
キシリル基等が包含される。また上記アラルキル基とし
ては、ベンジル基が好適である。
Examples of such hydrocarbon groups include aliphatic, alicyclic, or aromatic hydrocarbon groups such as alkyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkylalkyl groups, aryl groups, and aralkyl groups. The above-mentioned alkyl group may be either linear or branched, and has 8 or less carbon atoms, preferably a lower one, such as methyl, ethyl, n- or 1so-propyl, n- 11so-1111aC-
Alternatively, examples include tert-butyl, pentyl, heptyl, octyl groups, and the like. The above-mentioned cycloalkyl group or cycloalkylalkyl group preferably has 5 to 8 carbon atoms, such as cyclopentyl, cyclohexyl,
Examples include cyclohexylmethyl and cyclohexylethyl groups. The above aryl group includes phenyl, tolyl,
Xylyl groups and the like are included. Furthermore, a benzyl group is suitable as the aralkyl group.

また異種原子、例えば酸素原子が含有されている炭化水
素基の好ましい例としては、ヒドロキシアルキル基(特
にヒドロキシ低級アルキル基)。
A preferred example of a hydrocarbon group containing a different atom, such as an oxygen atom, is a hydroxyalkyl group (particularly a hydroxy lower alkyl group).

具体的にはヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒド
ロキシブチル、ヒドロキシペンチル、ヒドロキシヘプチ
ル、ヒドロキシオクチル基等や、アルコキシアルキル基
(特に低級アルコキシ低級アルキル基)、具体的にはメ
トキシメチル、エトキシメチル、エトキシエチル、n−
プロポキシエチル、  1so−プロポキシメチル、n
−ブトキシンチル、 1so−ブトキシエチル、tsr
j−ブトキシエチル基等を例示できる。
Specifically, hydroxymethyl, hydroxyethyl, hydroxybutyl, hydroxypentyl, hydroxyheptyl, hydroxyoctyl groups, etc., alkoxyalkyl groups (especially lower alkoxy lower alkyl groups), specifically methoxymethyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, n-
Propoxyethyl, 1so-propoxymethyl, n
-butoxyethyl, 1so-butoxyethyl, tsr
Examples include j-butoxyethyl group.

R2及びR3又はR2,R3及びR4が一緒になって、
これらが結合している窒素原子、リン原子もしくは硫黄
原子と共に形成される複素環基である場合の−W11)
としては、下記に示すものを例示できる。
R2 and R3 or R2, R3 and R4 together,
-W11) when these are heterocyclic groups formed together with the nitrogen atom, phosphorus atom or sulfur atom to which they are bonded
Examples of this include those shown below.

上記、オニウム塩における陰イオンは0COR。The anion in the above onium salt is 0COR.

[式中、R8は、水酸基、アルコキシ基、エステル基も
しくはハロゲン原子が置換してもよい炭素数1〜8の炭
化水素基又は水素原子を示す、]で表わされるものであ
り、炭素数1〜8の炭化水素基としては例えば炭素、数
1〜8のアルキル基、ア  ゛ルケニル基、シクロアル
キル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキ
ル基等の脂肪族。
[In the formula, R8 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom which may be substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, an ester group, or a halogen atom.] Examples of the hydrocarbon group of 8 include carbon, aliphatic groups such as alkyl groups of 1 to 8 atoms, alkenyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups, aryl groups, and aralkyl groups.

脂環式又は芳香族炭化水素基を例示できる。これらのう
ち、アルキル基およびアルケニル基が好ましく、これら
の基は直鎖状及び分枝鎖状のいずれであってもよく、特
に低級のものが望ましく、例えばメチル、エチル、n−
もしくは1so−プロピル、n −、1so−、sec
 −、もしくはtert−ブチル、ペンチル、ヘプチル
、オクチル、ビニルおよびメチル基置換ビニル基等が挙
げられる。水酸基置換炭化水素基の好ましい例としては
、ヒドロキシアルキル基(特にヒドロキシ低級アルキル
基)、具体的には、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチ
ル、ヒドロキシブチル、ヒドロキシペンチル、ヒドロキ
シヘプチル、ヒドロキシオクチル基等が挙げられる。ア
ルコキシ基置換炭化水素基の好ましい例としては、アル
コシキアルキル基(特に低級アルコキシ低級アルキル基
)、具体的にはメトキシメチル、エトキシメチル、ニド
キシエチル、n−プロポキシエチル、 igo−プロポ
キシエチル、n−ブトキシメチル、  1so−ブトキ
シエチルおよびtert−ブトキシエチル基などを例示
できる。エステル基置換炭化水素基の好ましい例として
は低級アルキルオキシカルボニルアルキル基。
Examples include alicyclic or aromatic hydrocarbon groups. Among these, alkyl groups and alkenyl groups are preferable, and these groups may be either linear or branched, and lower groups are particularly preferable, such as methyl, ethyl, n-
or 1so-propyl, n-, 1so-, sec
- or tert-butyl, pentyl, heptyl, octyl, vinyl, and methyl group-substituted vinyl groups. Preferred examples of the hydroxyl-substituted hydrocarbon group include hydroxyalkyl groups (particularly hydroxy lower alkyl groups), specifically hydroxymethyl, hydroxyethyl, hydroxybutyl, hydroxypentyl, hydroxyheptyl, hydroxyoctyl groups, and the like. Preferred examples of alkoxy-substituted hydrocarbon groups include alkoxyalkyl groups (especially lower alkoxy-lower alkyl groups), specifically methoxymethyl, ethoxymethyl, nidoxyethyl, n-propoxyethyl, igo-propoxyethyl, n-butoxy Examples include methyl, 1so-butoxyethyl and tert-butoxyethyl groups. A preferred example of the ester group-substituted hydrocarbon group is a lower alkyloxycarbonyl alkyl group.

低級アルキルオキシカルボニルアルケニル基、具体的に
はメチルオキシカルボニルメチル、プロピルオキシカル
ボニルエチル、エチルオキシカルボニルプロピル、メチ
ルオキシカルボニルブチル。
Lower alkyloxycarbonylalkenyl groups, specifically methyloxycarbonylmethyl, propyloxycarbonylethyl, ethyloxycarbonylpropyl, methyloxycarbonylbutyl.

メチルオキシカルボニルブチルニル、エチルオキシカル
ポニルエチレニル基等を例示できる。ハロゲン原子置換
炭化水素基の好ましい例としては、低級ハロゲン化アル
キル基、具体的には一塩化メチル基、−臭化メチル基、
−ヨウ化メチル基、二塩化メチル基、三塩化メチル基、
−塩化エチル基、−塩化ブチル基などを例示できる。
Examples include methyloxycarbonylbutylnyl and ethyloxycarbonylethylenyl groups. Preferred examples of the halogen atom-substituted hydrocarbon group include lower halogenated alkyl groups, specifically methyl monochloride group, -methyl bromide group,
- methyl iodide group, methyl dichloride group, methyl trichloride group,
Examples include -ethyl chloride group and -butyl chloride group.

上記陰イオン生成のために用いる有機カルボン酸として
は、具体的には酢酸、蟻酸、トリメチル酢酸、アクリル
醜、メタクリル酸、乳酸、ヒドロキシ酢酸、クロトン酸
、クロル酢酸、マレイン酸モノメチルエステル、フマル
酸モノエチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル
等が例示される。これらの中でも特に解離定数(pKa
値)がi x l 04以上のものが好適である。これ
らの有#1酸のオニウム塩とすることによって電着塗膜
の硬化性および硬化電着塗膜の耐水性において充分な性
能とすることができる。
Examples of the organic carboxylic acids used to generate the above anions include acetic acid, formic acid, trimethylacetic acid, acrylic acid, methacrylic acid, lactic acid, hydroxyacetic acid, crotonic acid, chloroacetic acid, maleic acid monomethyl ester, and fumaric acid monomethyl ester. Examples include ethyl ester and monomethyl itaconate. Among these, the dissociation constant (pKa
A value of i x l 04 or more is preferable. By using onium salts of these #1 acids, sufficient performance can be obtained in terms of the curability of the electrodeposited coating film and the water resistance of the cured electrodeposition coating film.

本発明において、上記樹脂としては、α、β−不飽和カ
ルボニル基、1級または2級水酸基および前記一般式(
1)で表わされる非プロトン型オニウム塩含有基を有す
る樹脂である限り、アクリル系、ポリエステル系、ウレ
タン系、アルキド系、エポキシ系、フェノール系等従来
公知の樹脂のいずれでもよく、特に限定されるものでは
ない、該樹脂の分子量は、特に制限されるものではない
が、GPCによるピーク分子量で250〜100000
程度が好ましく、500〜20000程度がより好まし
い。
In the present invention, the above-mentioned resin includes an α, β-unsaturated carbonyl group, a primary or secondary hydroxyl group, and the general formula (
As long as the resin has an aprotic onium salt-containing group represented by 1), it may be any conventionally known resin such as acrylic, polyester, urethane, alkyd, epoxy, or phenol, and is not particularly limited. The molecular weight of the resin is not particularly limited, but the peak molecular weight by GPC is 250 to 100,000.
degree is preferable, and about 500 to 20,000 is more preferable.

該樹脂において、α、β−不飽和カルボニル基は、樹脂
IKg当り0.1〜10モル、より好ましくは0.5〜
5モルの範囲内にあることが適当であり、また1級また
は2級の水酸基が樹脂I Kgiす0.1モル以上、よ
り好ましくは0.5〜10モルの範囲にあることが適当
である。α、β−不飽和基や1級または2級の水酸基の
量が上記した範囲より少なくなると硬化性が低下する傾
向がある。また該樹脂中のオニウム塩含有基の量は該樹
脂IKg当り0.01〜5モルさらに好ましくは0.1
〜1モルの範囲内にあることが適当である。
In the resin, the α,β-unsaturated carbonyl group is 0.1 to 10 mol, more preferably 0.5 to 10 mol per IKg of resin.
It is appropriate that the amount of the primary or secondary hydroxyl group is within the range of 5 mol, and it is appropriate that the primary or secondary hydroxyl group is 0.1 mol or more, more preferably within the range of 0.5 to 10 mol. . When the amount of α, β-unsaturated groups and primary or secondary hydroxyl groups is less than the above range, curability tends to decrease. The amount of onium salt-containing groups in the resin is preferably 0.01 to 5 mol per IKg of the resin, more preferably 0.1
It is appropriate that the amount is within the range of 1 mol.

上記樹脂中へのα、β−不飽和カルボニル基の導入は、
樹脂中の官能基と反応する官能基とα。
The introduction of α,β-unsaturated carbonyl group into the above resin is as follows:
A functional group that reacts with a functional group in the resin and α.

β−不飽和カルボニル基を有する化合物する(樹、脂)
を用いて、次の反応例えば(1)カルボキシル基とエポ
キシ基の付加反応(2)水酸基とエポキシ基の付加反応
(3つフェノール性水酸基とエポキシ基の付加反応(4
)水酸基とカルボキシル基のエステル化反応(5)水酸
基と酸無水物との半エステル化(6)水酸基とエステル
基とのエステル交換反応(7)インシアネート基と水酸
基との付加反応等を利用して行なうことが出来る。
Compounds with β-unsaturated carbonyl groups (resins, resins)
For example, (1) Addition reaction between a carboxyl group and an epoxy group (2) Addition reaction between a hydroxyl group and an epoxy group (3) Addition reaction between a phenolic hydroxyl group and an epoxy group (4)
) Esterification reaction between a hydroxyl group and a carboxyl group (5) Half-esterification between a hydroxyl group and an acid anhydride (6) Transesterification reaction between a hydroxyl group and an ester group (7) Utilizing an addition reaction between an incyanate group and a hydroxyl group, etc. It can be done.

また上記樹脂中への上記オニウム塩含有基の導入は、例
えば下記(i)又は(ii)に示す方法に従って行なう
ことができる。
Further, the onium salt-containing group can be introduced into the resin by, for example, the method shown in (i) or (ii) below.

(il無溶剤又は不活性有機溶媒中にて、ハロゲン化ア
ルキル基を有する樹脂に第3級アミン、ホスフィン又は
チオエーテルを反応させた後、陰イオン交換によりハロ
ゲン原子を水酸基に置換し、次いでこれに有機酸を反応
させる方法。
(il) After reacting a resin having a halogenated alkyl group with a tertiary amine, phosphine or thioether in a solvent-free or inert organic solvent, the halogen atom is replaced with a hydroxyl group by anion exchange, and then the halogen atom is replaced with a hydroxyl group by anion exchange. A method of reacting organic acids.

上記樹脂に反応させるべき化合物として第3級アミンを
用いる場合を例にとり、反応式で示すと以下の通りとな
る。
Taking as an example a case where a tertiary amine is used as a compound to be reacted with the resin, the reaction formula is as follows.

菅 R2R4 R2R4 [式中[F]は樹脂の基体部分を示し、Xはハロゲン原
子を示す* R2、R3、R4及びR3は前記に同じ、
] 第3級アミンの代りにホスフィンを用いる場合には、上
記反応式においてNをPに置き換えればよく、また第3
級アミンの代りにチオエーテルを用いる場合には、上記
反応式においてNをSに置き換え且つ−R5を削除すれ
ばよい。
Suga R2R4 R2R4 [In the formula, [F] represents the base portion of the resin, and X represents a halogen atom* R2, R3, R4 and R3 are the same as above,
] When using a phosphine instead of a tertiary amine, it is sufficient to replace N with P in the above reaction formula, and also use a tertiary amine.
When a thioether is used instead of a primary amine, N may be replaced with S and -R5 may be deleted in the above reaction formula.

上記樹脂と第3級アミン等との反応は、約100〜15
0℃の加熱下で行なわれ、1〜20時間程度で該反応は
完結する。
The reaction between the above resin and tertiary amine etc. is approximately 100 to 15
The reaction is carried out under heating at 0° C. and is completed in about 1 to 20 hours.

上記反応生成物を陰イオン交換し、有機酸を反応させて
、有機酸のオニウム塩とするには、例えば反応生成物を
例えばビーズ型陰イオン交換樹脂中に通すことによって
ハロゲンを水酸基に置換し、ついでこのものを有機酸と
混合すればよい。
In order to anion-exchange the above reaction product and react with an organic acid to obtain an onium salt of the organic acid, for example, the reaction product is passed through a bead-type anion exchange resin to replace the halogen with a hydroxyl group. , and then mix this with an organic acid.

(−1)無溶剤又は不活性有機溶媒中にて、l 、 2
−エポキシ基を有する樹脂に第3級アミン、ホスフィン
又はチオエーテル及び有機酸を同時に反応させる方法。
(-1) In no solvent or in an inert organic solvent, l, 2
- A method in which a resin having an epoxy group is simultaneously reacted with a tertiary amine, a phosphine or a thioether, and an organic acid.

上記樹脂に反応させるべき化合物として第3級アミンを
用いる場合を例にとり、反応式で示すと以下のとおりに
なる。
Taking as an example a case where a tertiary amine is used as a compound to be reacted with the resin, the reaction formula is as follows.

0          Ra OHRa [式中R1,R3,Rs、Rs及び[F]は前記に同じ
] 第3級アミンの代りにホスフィンを用1.%る場合及び
第3級アミンの代りに千オニーチルを用しする。
0 Ra OHRa [In the formula, R1, R3, Rs, Rs and [F] are the same as above] Using phosphine in place of the tertiary amine 1. %, and 1,000 onythyl is used in place of the tertiary amine.

場合には、上記(1)の場合と同様に上記反応式におい
てNをPに置き換えたり、又はNをSに置き換え且つ−
R5を削除すればよい。
In this case, as in the case (1) above, N in the above reaction formula is replaced with P, or N is replaced with S and -
Just delete R5.

上記樹脂、第3級アミン等及び有機酸の反応は、約40
〜80℃の加熱下で行なわれ、1〜20時間程度で該反
応は完結する。
The reaction of the above resin, tertiary amine, etc. and organic acid takes about 40 minutes.
The reaction is carried out under heating at ~80°C and is completed in about 1 to 20 hours.

上記(1)及び(11)において用いられる不活性有機
溶媒としては1例えばエチレングリコールモノブチルエ
ーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエ
ーテルアルコール系溶剤、ジオキサン、エチレングリコ
ールジエチルエーテル等のエーテル系溶剤、エタノール
、プロパツール、ブタノール等のアルコール系溶剤、メ
チルエチルケトン、メチル詩ツブチルケトン等のケトン
系溶剤等を挙げることができる。
Examples of inert organic solvents used in (1) and (11) above include ether alcohol solvents such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, ether solvents such as dioxane and ethylene glycol diethyl ether, ethanol, Examples include alcohol solvents such as propatool and butanol, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl butyl ketone.

また上記樹脂がアクリル樹脂である場合、該樹脂へのオ
ニウム塩の導入は、上記(i)及び(11)の方法に従
い行ない得るが、下記一般式 [式中R8は水素原子又はメチル基を示す。
In addition, when the resin is an acrylic resin, the onium salt can be introduced into the resin according to the methods (i) and (11) above, but the following general formula [wherein R8 represents a hydrogen atom or a methyl group] .

R1及びWeは前記に同じ、] で表わされる(メタ)アクリル酸エステル上ツマ−を単
独で又はこれと共重合可能なコモノマーと共に常法に従
い重合させることによっても行なうことができる。
R1 and We are the same as above.] It can also be carried out by polymerizing a (meth)acrylic acid ester monomer represented by the above alone or together with a comonomer copolymerizable therewith in accordance with a conventional method.

上記のようにして得られる樹脂はオニウム塩を含有して
いるためそれ自身で界面活性能を有しており、該樹脂に
水を加えるか又は水中に該樹脂を配合することによって
そのまま水に溶解及至は分散せしめてもよい。
The resin obtained as described above contains an onium salt and therefore has surface active ability by itself, and can be dissolved in water by adding water to the resin or blending the resin into water. The destination may be dispersed.

また水分散性を高くするために必要に応じて樹脂中に樹
脂IK、当り0.2〜1.5モル程度の3級アミノ基を
含有せしめてもよい0、 樹脂中への3級アミノ基の導入は、例えば(1)エポキ
シ基と2級アミンとの付加反応(2)エポキシ基と3級
アルカノールアミンとの付加反応(3)イソシアネート
基と3級アルカノールアミンとの付加反応(4)カルボ
キシル基と3級アルカノールアミンとのエステル化反応
(5)不飽和基と2級アミンとの付加反応等を利用して
、行うことが出来る。樹脂中に3級アミノ基を含有する
場合には必要に応じてその全てもしくはその一部を有機
酸で中和して水に溶解ないしは分散せしめることができ
る。
In addition, in order to improve water dispersibility, the resin may contain about 0.2 to 1.5 moles of tertiary amino groups per resin IK, if necessary. The introduction of is, for example, (1) an addition reaction between an epoxy group and a secondary amine, (2) an addition reaction between an epoxy group and a tertiary alkanolamine, (3) an addition reaction between an isocyanate group and a tertiary alkanolamine, and (4) a carboxyl Esterification reaction between a group and a tertiary alkanolamine (5) This can be carried out using an addition reaction between an unsaturated group and a secondary amine. When the resin contains tertiary amino groups, all or part of them can be neutralized with an organic acid and dissolved or dispersed in water, if necessary.

このようにして本発明における水性塗料が得られるが該
水性塗料中には着色顔料、体質顔料、防錆顔料、染料、
顔料分散樹脂、顔料分散剤、レベリング剤、消泡剤、タ
レ止め剤および溶剤などを配合してもよい。
In this way, the water-based paint of the present invention is obtained, and the water-based paint contains coloring pigments, extender pigments, anti-rust pigments, dyes,
A pigment dispersion resin, a pigment dispersant, a leveling agent, an antifoaming agent, an anti-sagging agent, a solvent, etc. may be added.

溶剤・とじては通常カチオン型電着塗料に使用できるも
のであれば特に制限はないが、例えば、インプロパツー
ル、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール
のモノアルキルエーテル類、プロピレングリゴールのモ
ノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールのモノア
ルキルエーテル類、ジプロピレングリコールのモノアル
キルエーテル類、エチレングリコールのジアルキルエー
テル類、ジエチレングリコールのジアルキルエーテル類
、ジオキサン等の環状エーテル類等であって、25℃の
水に対して5%以上溶解する溶剤は浴固形分100重量
部に対して0〜100重量部の範囲で使用することが好
ましく、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアル
コール等の25℃の水に対する溶解度が5%未満のアル
コール類、オクトキシエタノール等の、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール等のモノおよびジ−エーテル類
で25℃の水に対する溶解度が5%未満のものおよび芳
香族、脂肪族、脂環族炭化水素、ケトン類は浴固形分1
00重量部に対して0〜20重量部の範囲で使用するこ
とが好ましい。
There are no particular restrictions on the solvent/binding agent as long as it can be used in cationic electrodeposition paints, but examples include impropatol, alcohols such as butanol, monoalkyl ethers of ethylene glycol, and monoalkyl propylene glycols. Ethers, monoalkyl ethers of diethylene glycol, monoalkyl ethers of dipropylene glycol, dialkyl ethers of ethylene glycol, dialkyl ethers of diethylene glycol, cyclic ethers such as dioxane, etc., against water at 25°C. It is preferable to use a solvent that dissolves 5% or more in the range of 0 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the bath. Alcohols, octoxyethanol, etc., ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol,
Mono- and di-ethers such as dipropylene glycol with a solubility in water at 25°C of less than 5%, aromatic, aliphatic, alicyclic hydrocarbons, and ketones have a bath solid content of 1
It is preferable to use it in a range of 0 to 20 parts by weight per 00 parts by weight.

又、顔料類、添加剤類については通常カチオン型電着塗
料に使用し得るものであればそれらの使用量、種類につ
いて特に制限はないが、顔料類については浴の安定性の
点から本発明水性塗料の固形分の50重量%以内である
ことが好ましい。
In addition, there are no particular restrictions on the amount or type of pigments and additives that can be used in cationic electrodeposition paints, but pigments may be used in the present invention from the viewpoint of bath stability. The solid content of the water-based paint is preferably within 50% by weight.

上記のようにして得られる水性塗料は、必要とする塗装
膜厚や塗装条件に応じて固形分を変動できるが、通常、
固形分1〜30%の浴とし、被塗物を陰極としてカチオ
ン電着塗装に供される。
The solid content of the water-based paint obtained as described above can be varied depending on the required coating film thickness and coating conditions, but usually,
The bath has a solid content of 1 to 30% and is used for cationic electrodeposition coating using the object to be coated as a cathode.

電着塗装条件としては、従来一般に使用される条件が適
用でき、導電性の被塗物を陰極として対極との間に所定
の電圧(通常lO〜500ボルト)゛を所定の時間(通
常30秒〜10分)印加した後、被塗物を浴より取り出
しそのまま又は水洗後、80℃以上、好ましくは100
℃以上、さらに好ましくは120〜200℃程度の温度
で、好ましくは5分以上、より好ましくはlθ〜30分
程度加熱することにより、本発明の目的とする塗膜外観
良好で、塗膜性能の優れた電着塗膜を得ることができる
。また、電着条件の調整などにより、50〜100ミク
ロン程度の電着塗膜を得ることができ、このような厚膜
においても、塗面異常や、焼付における硬化不良やワキ
などによる塗面不良や黄変などのない良好な厚膜の硬化
電着塗膜を得ることができる。
As the electrodeposition coating conditions, the conditions generally used in the past can be applied, and a predetermined voltage (usually 10 to 500 volts) is applied between the conductive coating material as a cathode and a counter electrode for a predetermined period of time (usually 30 seconds). ~10 minutes) After application, the object to be coated is taken out of the bath and heated to 80°C or higher, preferably 100°C or after washing with water.
℃ or more, more preferably about 120 to 200℃, preferably 5 minutes or more, more preferably lθ to 30 minutes, the objective of the present invention is to achieve a good coating film appearance and good coating performance. Excellent electrodeposited coatings can be obtained. In addition, by adjusting the electrodeposition conditions, it is possible to obtain an electrodeposition coating film with a thickness of about 50 to 100 microns, and even with such a thick film, there are no problems with the coating surface due to abnormalities in the coating surface, poor curing during baking, or cracks. It is possible to obtain a good thick cured electrodeposited coating without yellowing or yellowing.

電着塗装方法としては、前述の所謂定電圧油以外に電圧
をOvからスタートして徐々に一定電圧まで昇圧せしめ
て所定時間電着を行なう所謂スロースタート法、一定電
圧を印加する代りに一定電流を印加する定電流法、およ
びそれらを混在させたモードによっても好適に電着塗装
を行なうことが出来る。
In addition to the above-mentioned so-called constant voltage oil, electrodeposition coating methods include the so-called slow start method, in which the voltage is started from Ov and gradually increased to a constant voltage, and electrodeposition is carried out for a predetermined time; Electrodeposition coating can also be suitably carried out by a constant current method in which the current is applied, or by a mode in which these methods are mixed.

本発明において、加熱による電着塗膜の硬化反応機構は
明確ではないが赤外線吸収スペクトルの変化において不
飽和基の消失が認められ、これは重合性不飽和基の重合
もしくは重合性不飽和基への水酸基等活性水素の付加反
応によるものと考えられる。
In the present invention, although the curing reaction mechanism of the electrodeposition coating film by heating is not clear, the disappearance of unsaturated groups is observed in changes in the infrared absorption spectrum, and this is due to the polymerization of polymerizable unsaturated groups or to the formation of polymerizable unsaturated groups. This is thought to be due to the addition reaction of active hydrogen such as hydroxyl groups.

また、この加熱の際に、硬、化反応以外に、樹脂中のオ
ニウム塩のホフマン分解が起こり耐水性の向上を図るも
のである。
Furthermore, during this heating, in addition to the hardening and curing reactions, Hofmann decomposition of the onium salt in the resin occurs to improve water resistance.

[作用および発明の効果J 本発明においては、樹脂中に含まれる特定の非プロトン
型オニウム塩が、■樹脂の水溶化及至水分散化を可能に
し、■被膜の架橋硬化時の触媒として働き、■加熱によ
る被膜の架橋硬化の際に容易にホフマン分解が起こり、
オニウム塩が硬化被膜中に含まれなくなり、その結果比
較的低温加熱により耐水性、耐薬品性等の諸性能の優れ
た硬化電着被膜を得ることができる。
[Action and Effects of the Invention J] In the present invention, a specific aprotic onium salt contained in the resin (1) enables water solubilization and water dispersion of the resin, (2) acts as a catalyst during crosslinking and curing of the coating, ■Hoffmann decomposition easily occurs when the coating is crosslinked and cured by heating.
Onium salt is no longer contained in the cured coating, and as a result, a cured electrodeposited coating with excellent properties such as water resistance and chemical resistance can be obtained by heating at a relatively low temperature.

また1本発明によって、従来の電着塗装方法では得られ
なかった50〜100ミクロンという厚膜においても硬
化性、塗膜外観が良好で優れた塗膜性能を示す電着塗膜
を得ることができる。
Furthermore, the present invention makes it possible to obtain an electrodeposited coating film that exhibits excellent curability, good coating appearance, and excellent coating performance even at a thickness of 50 to 100 microns, which could not be obtained using conventional electrodeposition coating methods. can.

尖旌恵 以下に実施例を掲げて本発明をより一層明らかにする。Tsumae Examples are given below to further clarify the present invention.

尚、単に1部」及び「%」とあるのは、それぞれ「重量
部」、「重量%」を意味する。
Note that "1 part" and "%" mean "part by weight" and "% by weight," respectively.

製造例1 フラスコ中にエチレングリコールジエチルエーテル90
部を配合し、110℃に保持した。この中にスチレン2
0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10部、ブ
チルアクリレート35部、グリシジルメタクリレート3
5部およびt−ブチルパーオキシオクトエート3部の混
合物を3時間要して滴下した後、110℃でさらに7時
間熟成させた。このものにアクリル!!8部、メトキシ
ハイドロキノン0.1部およびトリブチルアミン0.2
部を加え110℃で5時間反応を行なった後、50℃ま
で冷却し、N−メチルエタノールアミン8.9部を加え
30℃で8時間反応を行なった0次いで、このものに酢
酸1.0部およびジメチルアミノエタノール1.5部を
添加し70℃で4時間反応を行なった。得られた樹脂溶
液(a、−1)は、不揮発分66%であり、この樹脂(
固形分)はα、β−不飽和カルボニル基濃度0.93モ
ル/Kg、水酸基濃度3.2モル/Kg、 4級アンモ
ニウム塩濃度0.14モル/Kg、3級アミン基濃度1
.0モル/KgおよびGPCによるピーク分子量的13
000であった。
Production Example 1 90% ethylene glycol diethyl ether in a flask
parts were blended and maintained at 110°C. Styrene 2 in this
0 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate 10 parts, butyl acrylate 35 parts, glycidyl methacrylate 3 parts
A mixture of 5 parts and 3 parts of t-butylperoxyoctoate was added dropwise over 3 hours, and the mixture was further aged at 110°C for 7 hours. Acrylic on this one! ! 8 parts, 0.1 part of methoxyhydroquinone and 0.2 parts of tributylamine.
After adding 1.0 parts of N-methylethanolamine and reacting at 110°C for 5 hours, the mixture was cooled to 50°C, 8.9 parts of N-methylethanolamine was added, and the reaction was carried out at 30°C for 8 hours. 1 part and 1.5 parts of dimethylaminoethanol were added, and the reaction was carried out at 70°C for 4 hours. The obtained resin solution (a, -1) has a nonvolatile content of 66%, and this resin (a, -1) has a nonvolatile content of 66%.
Solid content) α,β-unsaturated carbonyl group concentration 0.93 mol/Kg, hydroxyl group concentration 3.2 mol/Kg, quaternary ammonium salt concentration 0.14 mol/Kg, tertiary amine group concentration 1
.. 0 mol/Kg and peak molecular weight by GPC of 13
It was 000.

製造例2 フラスコ中にエチレングリコールジエチルエーテル90
部を配合し、80℃に保持した。この中にジメチルアミ
ノエチルメタクリレート17.4部、スチレン20部、
n−HMA37.6部、グリシジルメタクリレート25
部およびアゾビスイソバレロニトリル5部の混合物を3
時間要して滴下した後、80℃で1時間保持し、さらに
アゾビスイソバレロニトリル0.5部をエチレングリコ
ールモノエチルエーテル10部に溶解サセタ溶液を1時
間要して滴下し、滴下終了後さらに80℃で5時間反応
を行なった0次いで、このものにアクリル酸12.5部
、テトラメチルアンモニウムクロライド0.1部、ハイ
ドロキノン0.05部を配合し、100℃で5時間反応
させた後50℃に冷却し、さらにブチレンオキサイド3
.6部および酢酸3部を加え50℃で8時間反応を行な
い、固形分57%の樹脂溶液(a−2)を得た。この樹
脂(固形分)は酸価0.3、α、β−不飽和カルボニル
基濃度1.5モル/ Kg、水酸基濃度1.5モル/K
g、4級アンモニウム塩濃度0.42モル/Kg、3級
アミン基濃度0.59モ  。
Production Example 2 90% ethylene glycol diethyl ether in a flask
parts were blended and kept at 80°C. In this, 17.4 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 20 parts of styrene,
37.6 parts of n-HMA, 25 parts of glycidyl methacrylate
3 parts of azobisisovaleronitrile and 5 parts of azobisisovaleronitrile.
After dropping over a period of time, the temperature was maintained at 80°C for 1 hour, and a solution of 0.5 parts of azobisisovaleronitrile dissolved in 10 parts of ethylene glycol monoethyl ether was added dropwise over a period of 1 hour. After further reacting at 80°C for 5 hours, 12.5 parts of acrylic acid, 0.1 part of tetramethylammonium chloride, and 0.05 parts of hydroquinone were added to this mixture, and the mixture was reacted at 100°C for 5 hours. Cool to 50°C and add butylene oxide 3
.. 6 parts and 3 parts of acetic acid were added and the reaction was carried out at 50°C for 8 hours to obtain a resin solution (a-2) with a solid content of 57%. This resin (solid content) has an acid value of 0.3, an α,β-unsaturated carbonyl group concentration of 1.5 mol/Kg, and a hydroxyl group concentration of 1.5 mol/K.
g, quaternary ammonium salt concentration 0.42 mol/Kg, tertiary amine group concentration 0.59 mol/Kg.

ル/KgおよびGPCによるピーク分子量は約4200
00であった。
The peak molecular weight by L/Kg and GPC is approximately 4200.
It was 00.

製造例3 フラスコ中に二ピコ−)$152 (ノボラックフェノ
ール型エポキシ樹脂、エポキシ当量的173、油化シェ
ルエポキシ社製品)500部。
Production Example 3 In a flask, 500 parts of 2 pico-) $152 (novolac phenolic epoxy resin, epoxy equivalent 173, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.).

ジブチルアミン115部、ハイドロキノン0.5部およ
び2−メトキシプロパツール200部を配合し、かくは
ん下80℃にて2時間反応させた後、さらにアクリル酸
144部を加え100℃で4時間反応させた。さらにこ
のものにブチレンオキサイド14.4部および酢酸12
.0部を加え70℃で5時間反応を行ない固形分80%
の樹脂溶液(a−3)を得た。この樹脂(固形分)はα
、β−不飽和カルボニル基濃度2.6モル/に、、水酸
基濃度3.7モル/Kg、4級アンモニウム塩濃度0.
26モル/Kg、3級アミ7基濃度0.89モル/Kg
およびGPCによるピーク分子量は約780であった。
115 parts of dibutylamine, 0.5 parts of hydroquinone and 200 parts of 2-methoxypropanol were mixed and reacted at 80°C for 2 hours with stirring, then 144 parts of acrylic acid was added and reacted at 100°C for 4 hours. . Furthermore, 14.4 parts of butylene oxide and 12 parts of acetic acid were added to this product.
.. Add 0 parts and react at 70°C for 5 hours to reach a solid content of 80%.
A resin solution (a-3) was obtained. This resin (solid content) is α
, β-unsaturated carbonyl group concentration 2.6 mol/Kg, hydroxyl group concentration 3.7 mol/Kg, quaternary ammonium salt concentration 0.
26 mol/Kg, tertiary amide 7 group concentration 0.89 mol/Kg
And the peak molecular weight by GPC was about 780.

製造例4 フラスコ中にエピコート5tooaTo化シエルエポキ
シ社製エポキシ樹脂、エポキシ当量的950)300部
、エピコート#1001 (油化シェルエポキシ社製エ
ポキシ樹脂、エポキシ当量的450)200部およびメ
チルイソブチルケトン200部を配合し、均一に溶解さ
せた後、ジブチル錫ラウレート0.1部およびハイドロ
キノン0.5部を添加し、80℃に保持した中に、トリ
レンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチルアクリレ
ートとの付加物(1モル:1モル付加物)203部を2
時間かけて滴下し、滴下終了後80℃でさらに5時間反
応させた。ついでこのものにアクリル酸21.6部およ
びテトラエチルアンモニウムブロマイド0.3部を加え
、110℃で5時間反応後、70℃に冷却し、さらにチ
オジグリコール56.1部および酢酸27.5部を加え
70℃で8時間反応を行ない、固形分80%の樹脂溶液
(a−4)を得た。この樹脂(固形分)はα、β−不飽
和カルボニル基濃度1.2モル/Kg、水酸基濃度1.
4モル/Kg、3級スルホニウム塩濃度0.57モル/
KgおよびGPCによるピーク分子量は約1750であ
った。
Production Example 4 In a flask, 300 parts of Epicoat #1001 (epoxy resin manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent 950), 200 parts of Epicoat #1001 (epoxy resin manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent 450), and 200 parts of methyl isobutyl ketone were placed in a flask. After blending and uniformly dissolving, 0.1 part of dibutyltin laurate and 0.5 part of hydroquinone were added and kept at 80°C, and the adduct of tolylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl acrylate ( 1 mole: 203 parts of 1 mole adduct)
The mixture was added dropwise over a period of time, and after the completion of the addition, the reaction was continued at 80° C. for an additional 5 hours. Next, 21.6 parts of acrylic acid and 0.3 parts of tetraethylammonium bromide were added to this, and after reacting at 110°C for 5 hours, it was cooled to 70°C, and further 56.1 parts of thiodiglycol and 27.5 parts of acetic acid were added. The mixture was added and reacted at 70°C for 8 hours to obtain a resin solution (a-4) with a solid content of 80%. This resin (solid content) has an α,β-unsaturated carbonyl group concentration of 1.2 mol/Kg and a hydroxyl group concentration of 1.2 mol/Kg.
4 mol/Kg, tertiary sulfonium salt concentration 0.57 mol/
The peak molecular weight by Kg and GPC was approximately 1750.

製造例5 フラスコ中にエピコート# 152 (前記)300部
、エピコート#1001 (前記)300部、ジェタノ
ールアミン34.6部、ハイドロキノン0.5部および
2−ブトキシェタノール200部を配合し70℃で4時
間反応を行なった後、さらにアクリル酸137部を添加
し90℃で6時間反応を行なった0次いで、このものに
トリエチルアミン17.2部および乳酸16.7部を加
え50℃で8時間反応を行ない、固形分80%の樹脂溶
液(a−5)を得た。この樹脂(固形分)はα、β−不
飽和カルボニル基濃度2.4モル/Kg、水酸基濃度6
.3モル/Kg、4級アンモニウム塩濃度0.21モル
/Kg、3級アミン基濃度0.41モル/KgおよびG
PCによるピーク分子量的1000であった。
Production Example 5 In a flask, 300 parts of Epikote #152 (above), 300 parts of Epicoat #1001 (above), 34.6 parts of jetanolamine, 0.5 part of hydroquinone, and 200 parts of 2-butoxycetanol were mixed and heated at 70°C. After reacting for 4 hours, 137 parts of acrylic acid was added and the reaction was carried out at 90°C for 6 hours.Next, 17.2 parts of triethylamine and 16.7 parts of lactic acid were added to this mixture at 50°C for 8 hours. The reaction was carried out to obtain a resin solution (a-5) with a solid content of 80%. This resin (solid content) has an α,β-unsaturated carbonyl group concentration of 2.4 mol/Kg and a hydroxyl group concentration of 6.
.. 3 mol/Kg, quaternary ammonium salt concentration 0.21 mol/Kg, tertiary amine group concentration 0.41 mol/Kg and G
The peak molecular weight determined by PC was 1000.

製造例6 フラスコ中にエピコー)#152 (前記)soo部、
ハイドロキノン0.5部、2−メトキシプロパツール3
00部、テトラエチルアンモニウムクロライド1.0部
およびアクリル酸186部を配合し、110℃で4時間
反応を行なった。さらにこのものにトリフェニルホスフ
ィン81.3部、酢酸18.6部を加え80”0で5時
間反応を行ない、固形分73%の樹脂溶液(a−6)を
得た。この樹脂(固形分)はα、β−不飽和カルボニル
基濃度3.3モル/Kg、水酸基濃度3.5モル/Kg
、4級ホスホニウム塩濃度0.38モル/Kg、および
GPCによるピーク分子量的800であった。
Production Example 6 Epicor) #152 (above) soo part in a flask,
Hydroquinone 0.5 part, 2-methoxypropertool 3
00 parts, 1.0 part of tetraethylammonium chloride, and 186 parts of acrylic acid were mixed, and the mixture was reacted at 110°C for 4 hours. Furthermore, 81.3 parts of triphenylphosphine and 18.6 parts of acetic acid were added to this and the reaction was carried out at 80"0 for 5 hours to obtain a resin solution (a-6) with a solid content of 73%. This resin (solid content ) has an α, β-unsaturated carbonyl group concentration of 3.3 mol/Kg and a hydroxyl group concentration of 3.5 mol/Kg.
, a quaternary phosphonium salt concentration of 0.38 mol/Kg, and a peak molecular weight of 800 by GPC.

比較、製造例1(オニウム塩を含有しない樹脂の製造) フラスコ中にエチレングリコールモノブチルエーテル6
0部を配合し、110℃に保持した。この中にメチルシ
20部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10部、
ブチルアクリレート35部、グリシジルメタクリレート
35部およびt−ブチルパーオキシオクトエート3部の
混合物を3時間要して滴下した後、110℃でさらに7
時間熟成させた。このものを50℃まで冷却し、ジェタ
ノールアミン10.5部を加えて50〜70℃で2時間
反応後、アクリル酸10.5部、ハイドロキノン0.2
部を加え110℃に加熱し、この温度で4時間反応させ
た。得られた樹脂溶液(c−1)は、不揮発分67%で
あり、この樹脂(固形分)は酸価0.5、α、β−不飽
和カルボニル基濃度1.2モル/Kg、水酸基濃度4.
3モル/Kg、3級アミン基濃度0.83モル/Kgお
よびGPCによるピーク分子量は約12000であった
Comparison, Production Example 1 (Production of resin not containing onium salt) Ethylene glycol monobutyl ether 6 in a flask
0 parts was blended and maintained at 110°C. In this, 20 parts of methyl chloride, 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate,
A mixture of 35 parts of butyl acrylate, 35 parts of glycidyl methacrylate, and 3 parts of t-butyl peroxyoctoate was added dropwise over a period of 3 hours, and an additional 7 parts of the mixture was added at 110°C.
Aged for time. This was cooled to 50°C, 10.5 parts of jetanolamine was added, and after reaction at 50 to 70°C for 2 hours, 10.5 parts of acrylic acid and 0.2 parts of hydroquinone were added.
The mixture was heated to 110°C and reacted at this temperature for 4 hours. The obtained resin solution (c-1) has a nonvolatile content of 67%, and this resin (solid content) has an acid value of 0.5, an α,β-unsaturated carbonyl group concentration of 1.2 mol/Kg, and a hydroxyl group concentration. 4.
3 mol/Kg, tertiary amine group concentration 0.83 mol/Kg, and peak molecular weight by GPC of about 12,000.

比較製造例2(オニウム塩を含有しない樹脂の製造) フラスコ中にエピコート#152 (ノボラックフェノ
ール型エポキシ樹脂、エポキシ当量的173、油化シェ
ルエポキシ社製品)500部、ジブチルアミン110部
、ハイドロキノン0.5部および2−メトキシプロパツ
ール200部を配合し、かくはん下80℃にて2時間反
応させた後、さらにアクリル酸144部を加え110℃
で4時間反応させ固形分79%の樹脂溶液(c −2)
を得た。この樹脂(固形分)は酸価0.8、α、β−不
飽和カルボニル基濃度2.6モル/Kg、水酸基濃度3
.8モル/Kg、 3級アミン基濃度1.2モル/Kg
およびGPCによるピーク分子量は約900であった。
Comparative Production Example 2 (Production of resin not containing onium salt) In a flask, 500 parts of Epikote #152 (novolac phenol type epoxy resin, epoxy equivalent 173, product of Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), 110 parts of dibutylamine, and 0.0 parts of hydroquinone were placed. 5 parts of 2-methoxypropanol and 200 parts of 2-methoxypropanol were mixed and reacted at 80°C for 2 hours with stirring, and then 144 parts of acrylic acid was added and the mixture was heated to 110°C.
A resin solution with a solid content of 79% (c-2) was reacted for 4 hours.
I got it. This resin (solid content) has an acid value of 0.8, an α,β-unsaturated carbonyl group concentration of 2.6 mol/Kg, and a hydroxyl group concentration of 3.
.. 8 mol/Kg, tertiary amine group concentration 1.2 mol/Kg
And the peak molecular weight by GPC was about 900.

実施例1 製造例1で得た樹脂溶液(a−1)100部、ルチル型
二酸化チタン20部およびエチレングリコ゛−ルモノー
n−ヘキシルエーテルを部を混合し、このものをペブル
ボールミルにてツブゲージにおけるツブが7〜101L
になるまで分散を行なった0分散に24時間要した。こ
の分散物を、高速かくはん@ (800〜1000  
rpm)でかくはん中の脱イオン水331部と酢酸0.
5部との混合液に徐々に加えで安定な水性塗料分散液を
得た。
Example 1 100 parts of the resin solution (a-1) obtained in Production Example 1, 20 parts of rutile-type titanium dioxide, and 1 part of ethylene glycol monon-hexyl ether were mixed, and the mixture was milled in a pebble ball mill until the lumps on a lump gauge were 7-101L
It took 24 hours for zero dispersion. Stir this dispersion at high speed @ (800-1000
331 parts of deionized water and 0.0 parts of acetic acid in a stirrer (rpm).
A stable aqueous paint dispersion was obtained by gradually adding the mixture with 5 parts.

この水性塗料分散液を電着浴として浴温28±1℃でリ
ン酸亜鉛処理鋼板を被塗物として200V−3分間の電
着条件でカチオン電着塗装を行なった。ついで電着塗板
を水洗後140℃で20分間焼付は硬化させた。得られ
た硬化塗板の性能を第2表に示す。
Using this aqueous paint dispersion as an electrodeposition bath, cationic electrodeposition coating was carried out at a bath temperature of 28±1° C. and a zinc phosphate-treated steel plate as an object to be coated at 200V for 3 minutes. The electrodeposition coated plate was then washed with water and then baked and cured at 140°C for 20 minutes. The performance of the obtained cured coated plate is shown in Table 2.

実施例2〜6および比較例1〜2 実施例1と同様にして、第1表に示す配合で、それぞれ
の水性塗料分散液を作成した。ついで第2表に示す条件
で実施例1と同様にカチオン電着塗装および焼付けを行
なった。得られた硬化塗板の性能を第2表に示す。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 In the same manner as in Example 1, aqueous paint dispersions were prepared using the formulations shown in Table 1. Cationic electrodeposition coating and baking were then carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 2. The performance of the obtained cured coated plate is shown in Table 2.

比較例3 72%ポリアミド変性エポキシ系インシアネート硬化型
カチオン電着塗カチオン−(ニレクロン#9200クリ
ヤー関西ペイント■製)100部にカーボンブラック0
.5部、タルク5部、ベンジルアルコール1部を加えボ
ールミルで36時間分散した後、分散物106.5部を
高速デイスパー(800〜1000rp−)で撹拌され
ている脱イオン水409部と酢酸1.5部との混合物に
徐々に加えて水性塗料分散液を得た。
Comparative Example 3 100 parts of 72% polyamide-modified epoxy incyanate curing type cationic electrodeposition coating (Nileclone #9200 Clear Kansai Paint ■) and 0 parts of carbon black
.. After adding 5 parts of talc, 5 parts of benzyl alcohol, and 1 part of benzyl alcohol and dispersing in a ball mill for 36 hours, 106.5 parts of the dispersion was mixed with 409 parts of deionized water stirred with a high-speed disper (800 to 1000 rpm) and 1 part of acetic acid. 5 parts to obtain an aqueous paint dispersion.

この水性塗料分散液を電着浴として、250v−3分間
の電着条件とする以外実施例1と同様に電着塗装、焼付
けを行ない硬化塗板を得た。得られた硬化塗板の性能を
第2表に示す。
Electrodeposition coating and baking were carried out in the same manner as in Example 1 except that the aqueous paint dispersion was used as an electrodeposition bath and the electrodeposition conditions were 250V for 3 minutes to obtain a cured coated plate. The performance of the obtained cured coated plate is shown in Table 2.

比較例4 比較例3において、350V−6分間の電着塗装条件と
する以外は同様に行ない硬化塗板を得た。得られた硬化
塗板の性能を第2表に示す。
Comparative Example 4 A cured coated plate was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that the electrodeposition coating was performed at 350 V for 6 minutes. The performance of the obtained cured coated plate is shown in Table 2.

第2表における試験は下記方法に従って行なった。The tests in Table 2 were conducted according to the following method.

(*1)IilFt衝幣性:JIS  K5400−1
979 6.13.3B法に準じて、20℃の雰囲気下
において行なう0重さ500g、撃心の先端直径局イン
チを用いて、塗膜損傷を生じない最大高さを示す、50
cmを最高値とした0表打ち(凹部)および裏打ち(凸
部)の両者について評価した。
(*1) IilFt bankability: JIS K5400-1
979 6.13.3 Indicates the maximum height without causing paint film damage using a weight of 500 g and a center of impact tip diameter of inches in an atmosphere of 20°C, 50
Both the 0 surface (concave portion) and the lining (convex portion) were evaluated with cm being the highest value.

(木2)密着性:JIS  K5400−1979  
s、tsi準じて塗膜ニl msX 1 mmc7)ゴ
バン目100個を作り、その表面に粘着セロハンテープ
を貼着し、急激に剥した後の塗面に残ったゴバン目塗膜
の数を記載した。
(Thursday 2) Adhesion: JIS K5400-1979
s, tsi 7) Make 100 strips of paint film, apply adhesive cellophane tape to its surface, and record the number of strips of paint remaining on the painted surface after rapidly peeling it off. did.

(木3)耐沸騰水性:沸騰水に塗板を1時間浸漬した後
、24時間放置した塗板に上記(*2)密着性と同様の
試験を行なった。
(Tree 3) Boiling water resistance: After immersing the coated plate in boiling water for 1 hour, the coated plate was left to stand for 24 hours, and then the same test as in (*2) Adhesion was conducted on the coated plate.

(木4)耐ソルトスプレー性:素地に達するように塗膜
にナイフでクロスカットキズを入れ、これをJIS  
22371によって塩水噴霧試験を行ない、クロスカッ
ト片側の最大のフクレ幅またはクリープ幅が3層■とな
る時間を記録した。
(Tree 4) Salt spray resistance: Make cross-cut scratches on the coating film with a knife to reach the substrate, and then
A salt spray test was conducted using No. 22371, and the time required for the maximum blistering width or creep width on one side of the crosscut to reach 3 layers was recorded.

(木5)つきまわり性ニステンレス製円筒容器に試験塗
料を底から27cs+の所まで入れ、28±1℃に保持
し、均一に撹拌する。ついで、内径16s層φ、厚さI
g+■、高さ3001のステンレスパイプの内側に、1
5X300X0.4+u+の内板をとりつけ、パイプを
ステンレス製円筒容器中に垂直に、底から20+++s
離して設置する。10秒間で電圧を0から塗装電圧20
0Vまで上昇させる。(この際、電流がIOAを超えな
いよう上昇速度を調整する。)通電3分後、スイッチを
切り、内板、パイプを水洗した後、内板を焼付乾燥する
。内板に塗料が付着している先端までの高さを測定し、
この値を表示した。この値が大きいほどつきまわり性が
良好である。
(Thursday 5) Pour the test paint into a stainless steel cylindrical container up to 27cs+ from the bottom, maintain it at 28±1°C, and stir evenly. Next, the inner diameter 16s layer φ and the thickness I
g+■, 1 inside the stainless steel pipe with a height of 3001
Attach an inner plate of 5X300X0.4+u+ and place the pipe vertically into a stainless steel cylindrical container, 20+++s from the bottom.
Set them apart. Paint voltage from 0 to 20 in 10 seconds
Increase to 0V. (At this time, adjust the rising speed so that the current does not exceed IOA.) After 3 minutes of energization, turn off the switch, wash the inner plate and pipe with water, and then bake dry the inner plate. Measure the height to the tip of the inner plate where the paint is attached,
This value is displayed. The larger this value is, the better the throwing power is.

(零6)ゲル分率:約57℃(還流下)の7七トンに遊
離塗膜を4時間浸漬し、抽出を行なった。
(Zero 6) Gel fraction: The free coating film was immersed in 77 tons of water at about 57°C (under reflux) for 4 hours to perform extraction.

(木7)浴安定性:30℃で2ケ月間撹拌した浴塗料1
文を400メツシユの金網で濾過した時の濾過残液を1
20℃で1時間乾燥した時の重量を(eg/交浴塗料)
で表示する。′
(Thursday 7) Bath stability: Bath paint 1 stirred for 2 months at 30°C
When the text is filtered through a 400-mesh wire mesh, the remaining liquid is 1
Weight when dried at 20℃ for 1 hour (eg/exchanged paint)
Display in . ′

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)樹脂中にα,β−不飽和カルボニル基、1級また
は2級の水酸基および下記一般式( I )で表わされる
非プロトン型オニウム塩含有基 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) [式中、R_1は、水酸基、アルコキシ基、エステル基
もしくはハロゲン原子が置換していてもよい炭素数1〜
8の炭化水素基又は水素原子を示す、R_2は水素原子
、水酸基又は炭素数1〜8の炭化水素基を示す。−W^
■は、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、
化学式、表等があります▼を示す。ここでZは窒素原子
又はリン原子を、Yは硫黄原子を示す。R_3、R_4
及びR_5は、同一又は異なって、炭素数1〜14の有
機基を示す。またこれらR_3及びR_4又はR_3、
R_4及びR_5は一緒になって、これらが結合してい
る窒素原子、リン原子もしくは硫黄原子と共に複素環基
を形成してもよい。]を有する樹脂を樹脂成分とする水
性塗料を用いて被塗物を陰極として電着塗装することを
特徴とするカチオン電着塗装方法。
(1) The resin contains α,β-unsaturated carbonyl groups, primary or secondary hydroxyl groups, and aproton-type onium salt-containing groups represented by the following general formula (I)▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼( I) [In the formula, R_1 has 1 to 1 carbon atoms, which may be substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, an ester group, or a halogen atom.
R_2 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. -W^
■There are ▲mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ or ▲mathematical formulas,
There are chemical formulas, tables, etc. Showing ▼. Here, Z represents a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Y represents a sulfur atom. R_3, R_4
and R_5 are the same or different and represent an organic group having 1 to 14 carbon atoms. Also, these R_3 and R_4 or R_3,
R_4 and R_5 may be taken together to form a heterocyclic group together with the nitrogen atom, phosphorus atom or sulfur atom to which they are bonded. ] A cationic electrodeposition coating method characterized by electrodeposition coating using a water-based paint containing a resin having the following as a resin component, with the object to be coated serving as a cathode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998003701A1 (en) * 1996-07-23 1998-01-29 Nippon Paint Co., Ltd. Cationic electrodeposition process and coating composition for cationic electrodeposition
US10329437B2 (en) 2016-06-30 2019-06-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodepositable coating composition having improved crater control
US11426762B2 (en) 2015-12-31 2022-08-30 Henkel Ag & Co. Kgaa Low bake autodeposition coatings

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US10329437B2 (en) 2016-06-30 2019-06-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodepositable coating composition having improved crater control
US10717883B2 (en) 2016-06-30 2020-07-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodepositable coating composition having improved crater control

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