JPH01501069A - 陽イオン性エポキシ樹脂をベースとする組成物の被覆方法 - Google Patents

陽イオン性エポキシ樹脂をベースとする組成物の被覆方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 陰極電着により塗布される制御フィルム付着エポキシ塗料用の架橋剤 本発明はエポキシを基剤とする樹脂からの塗料の製造および陰極電着によるその 適用に関する。
電着は、その有効性、均一性および環境受入れのため、この20年間塗料の塗布 の重要な方法となりおよびますます人気が高まっている。陰極電着は、高い耐蝕 性被膜が必要とされる部位、例えば自動車の車体および部品用のプライマーに優 位となっている。エポキシベースシステムは、この用途に最良の特性を与え、広 く用いられている。
高分子量エポキシ樹脂を製造するため、ビスフェノールAの液体グリシジルエー テルとビスフェノールAを反応させることによって得られる従来のエポキシをベ ースとする陰極電着は、周知の欠点を有する。そのような生成物は、流展性を乏 しくするかなり高い軟化点を有する。さらに、そのような生成物は、その製造の 間にかなりの量の溶媒を必要とする。
流動性を改良するため、第三アミン触媒の存在下、ジオールとの反応によりその ような従来のエポキシ樹脂を改良することが提案された。 Bossoらは、米 国特許第3,839.252号において、ポリプロピレングリコールによる改良 を記載している。
MerchettLらは、米国特許第3.947,339号において、ポリエス テルジオールまたはポリテトラメチレングリコールによる改良を教示している。
 Wiseerらは、米国特許第4,419.467号において、酸化エチレン と反応した環式ポリオールにより誘導されたジオールによる改良を記載している 。しかし、これらの種々の改良にも欠点がある。−級アルコールとエポキシ基の 間の反応を行なうために第三アミンまたは強塩基が必要である。さらに、これら の反応は長い反応時間を必要とし、塩基触媒によるエポキシ基の競争重合のため ゲル化される。
また、低レベルの塩素を含むエポキシ樹脂は、この触媒の不活性化を防ぐ必要が ある。
電着により塗布される多(の塗料は、色、不透明度、用途、あるいはフィルム特 性を与えるため顔料を含む、 5turniらの米国特許第3,936.405 号には、特に電着により塗布するための、水分散性塗料システムのための安定な 水性顔料分散液の製造に特に有効な顔料粉砕ビヒクルが記載されている。記載さ れたように、最終電着可能な組成物は、顔料分散体およびアンモニウムあるいは アミン塩基可溶化陽イオン電着性エポキシ含有ビヒクル樹脂および典型的に電着 性組成物に用いられる他の成分を含む、用いられる樹脂は、種々のポリエポキシ ド、例えばポリフェノールのポリグリシジルエーテル、多価アルコールのポリグ リシジルエーテルおよびエポキシ分子中にオキシアルキレン基を有するポリエポ キシドである。
Moriarityらは、米国特許第4.432.850号において、(A)少 なくとも部分的に酸で中和され、陽イオン基を形成するポリエポキシドとポリオ キシアルキレンポリアミンとの未ゲル化反応生成物、および(B)(A)と異な る陽イオン性樹脂のブレンドの水性分散体を開示している。得られる分散体を陰 極電着により塗布し、高均一電着性およびより良ム外観、弾性および耐水性であ るフィルムを与えると開示されている。
Andersonらは、米国特許第4.575.523号において、架橋剤と組 み合せて可溶化した場合、陰極電着工程において塗りの厚い被膜を付着できるフ ィルム形成樹脂組成物を開示している。この樹脂は、水溶性あるいは水混和性ポ リオール、過剰のポリアミン、および脂肪族モノエポキシドを反応させることに より形成される改良エポキシの反応生成物である。
自動車産業は、フィルム厚を調節する必要がある。滑らかで欠点のない、厚く均 一なフィルムを塗る能力は、従来仕上塗用の滑らかな表面を得るに必要な、下塗 表面あるいは噴霧下塗として周知であるペイントの中間層を排除できる。そのよ うな排除により、1回のペイントサイクルが除かれ、より有効な操作が得られる 。より厚い電気塗層下塗も耐蝕性を改良する。
本発明は、末端オキシラン基を有するエポキシ樹脂組成物からのエポキシ陽イオ ン性樹脂の製造法に関し、その方法は、求核試薬をエポキシ樹脂組成物のオキシ ラン基の少なくとも1部と反応させることによりオキシラン基を陽イオン基に転 化する工程を含み、この転化の間に有機酸および水が加えられ: (1)少なくとも1種の (A) 350〜5,000 、好ましくは600〜3,000 、より好まし くは1.200〜2,400 、最も好ましくは1 、600〜2,000の平 均エポキシ当量を有するポリエーテルポリオールのジグリシジルニー与ルから製 造される少なくとも1種のエポキシベース樹脂;または (B)ジグリシジルエーテルが一官能価キャンピング剤により部分的にキャンプ された350〜5.000の平均エポキシド当量を有するポリエーテルポリオー ルのジグリシジルエーテルから製造された少なくとも1種のエポキシベース樹脂 ;または (C)(A)と(B)との組み合せ;および(II)少なくとも1種の異なるエ ポキシベース樹脂;のブレンドをエポキシ樹脂組成物として用いることを特徴と し、この際、組成物の製造のある時点において、この樹脂が陽イオン性樹脂に転 化され、それにより陽イオン性ポリエーテルエポキシベース樹脂および異なる陽 イオン性エポキシベース樹脂とのブレンドが得られ;前記ブレンド4よ総陽イオ ン性樹脂の10〜90、適当には10〜60、より適当には15〜50、最も適 当には20〜30重量パーセントの成分(りおよび90〜10、適当には60〜 10、より適当には50〜15、最も適当には30〜20重量パーセントの成分 (II)を含んでなり、この陽イオン性樹脂のブレンドは、樹脂1gあたり、0 .2〜0.6 meqの電荷の電荷密度を有する。
本発明の他の態様は、前記方法より得られる生成物に関する。
本発明の他のB様は、ブロックトポリイソシアネート、アミンアルデヒド樹脂ま たはフェノールアルデヒド樹脂と組み合せた前記方法より得られる生成物の水性 分散体を含んでなるt着に適当な塗料に関する。
さらに本発明の他の態様は、 (1)エポキシベース組成物の陽イオン性粒子の水性分散体を含んでなる塗料槽 に導電性対象物を浸漬し:< 2 ) (a)前記対象物から離れて配置され; (b)前記槽と電気的に接触し;および(c)前記対象物に関して電気的に陽電 荷である1、if極と対象物の間に電位差を与えることにより対象物に前記組成 物の塗料を電着するに十分な電流を前記槽に通すこと を含んでなる工程により、導電性表面を有する対象物上に陽イオン性エポキシ樹 脂ベース組成物を塗布する方法に関し、この方法は、陽イオン樹脂組成物として 、(1)少なくとも1種の (A) 350〜s、oooの平均エポキシド当量を有するポリエーテルポリオ ールのジグリシジルエーテルより製造された少なくとも1種のエポキシベース樹 脂:(B) 350〜5,000の平均エポキシド当量を有するポリエーテルポ リオールのジグリシジルエーテル(このジグリシジルエーテルは一官能価キヤツ ピング剤により部分的にキャップされている)より製造された少なくとも1種の エポキシベース樹脂;または (C)(A)および(B)の組み合せ;および(II)少な(とも1種の異なる エポキシベース樹脂のブレンドを含んでなる組成物を用いることを特徴とし、こ の組成物の製造のある時点において、この樹脂は陽イオン性樹脂に転化され、そ れにより陽イオン性ポリエーテルエポキシベース樹脂および異なる陽イオン性エ ポキシベース樹脂のブレンドが得られ;このブレンドは総陽イオン性樹脂に対し 10〜90重量パーセントの成分N)および90〜10重量パーセントの成分( n)を含んでなり、この陽イオン性樹脂のブレンドは樹脂1gあたり0.2〜0 .6 meqの電荷の電荷密度を有する。
思いがけなく、このブレンドへポリエーテルポリオールのグリシジルエーテルを 含む樹脂を混合することにより、それより製造される陰極電着性塗料に、ポリエ ーテルポリオール/グリシジルエーテル成分を含まないエポキシ樹脂を用いる同 様の組成物と比較して、電着工程の間に調節された厚さを有するより厚いフィル ムを付着する能力を与える。より厚いフィルムを付着するこの能力は、ペイント の塗布回数を減らし、同時に耐蝕性および電着した被膜の外観を改良するにかな り望ましい。フィルム厚は、エポキシ樹脂内に混合されるポリエーテルポリオー ルのジグリシジルエーテルの量を調節することによって調節される。
他の利点は、ポリエーテルポリオールのジグリシジルエーテルを含む陽イオン性 エポキシ樹脂のブレンドが、同じ分子量の未改良陽イオン性樹脂より与えられた 温度において粘度が低いことである。この低い粘度は、未改良樹脂と比較して、 より高分子量の樹脂および/またはより少ない溶媒の使用を可能とする。この低 粘度陽イオン性樹脂は、より良い外観となる付着および硬化の間の塗料の流展性 を大きくする。この他に、低粘度陽イオン性樹脂は、等しい流動性および外観を 与える、より低温での硬化が可能である。結局、これらのエポキシ樹脂を用いて 製造された塗料は、ポリエーテルポリオール成分のジグリシジルエーテルの混入 のため、この成分を含まない同様の樹脂を基材とする塗料と比較して柔軟性が大 きい。
本発明のすべての塗料は、ブレンドの成分としてポリエーテルポリオールのジグ リシジルエーテルを含む樹脂の混入のため、流展性、フィルム付着、および柔軟 性が改良された有効な陰極電着性塗料を提供する。
本発明の改良は、異なるエポキシベース陰極電着樹脂を有する選ばれたエポキシ 陽イオン性樹脂のブレンドによって与えられる。
エポキシ イオン 本発明の樹脂の混合物に必要なエポキシ陽イオン性樹脂の製造用の出発エポキシ 樹脂成分は、塩基性作用物質の存在下、エピハロヒドリンとポリエーテルグリコ ールとの縮合生成物の脱ハロゲン化水素によって製造される樹脂である。所望に より、望むエポキシ当量を得るため、低エポキシ当量の樹脂を一価カツブリング 剤と反応させてもよい。
ここで有効であるポリエーテルポリオールのグリシジルエーテルは、下式(I) (上式中、Rは水素または1〜6個の炭素原子を有するアルキル基を表わし、  Rlは水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を表わし;mは3〜2 25の平均値を表わし;およびnは1〜3の値を表わす) で表わされるものを含む。
式(1)のポリエーテルポリオールのグリシジルエーテルは、下式(II)、 )1−(0−X)、 OR(II ) 定のものを表わす)を表わす〕 で表わされるポリエーテルポリオールとエピハロヒドリンとの縮合により製造さ れる。
矛すエーテルボリオールは、ユニット中に分布した望ましいR基を有する鎖を製 造するよう、適当な酸化アルキレンまたは種々の酸化アルキレンの混合物の重合 により製造される。
有効なポリエーテルポリオールの例は、ジエチレングリコール、トリエチレング リコール、ポリ(エチレングリコール)、ジプロピレングリコール、トリプロピ レングリコール、ポリ(プロピレングリコール)、ジー1.2−ブチレングリコ ール、ポリ (1,2−ブチレンオキシド)、ポリ (1,4−プタンジオール )等である。ジグリシジルエーテルが誘導される特に好ましいポリエーテルポリ オールは、mの平均値が40〜80の間であるポリ(プロピレングリコール)で ある、ポリエーテルグリコールより製造されるエポキシ樹脂の当量は、350〜 5,000 、好ましくは600〜3,000 、より好ましくは1 、200 〜2,400 、最も好ましくは1 、600〜2,000である。
ポリエーテルポリオールのジグリシジルエーテルの合成の一般的方法のあるもの は、十分量の有機塩化物含有不純物を生ずる。しかし、他の方法は、そのような 不純物が低レベルである生成物を生ずると周知である。本発明の実施に対し、低 塩化物樹脂は必要ではないが、所望により、この樹脂の製造法、この樹脂あるい はそれより製造された配合塗料の貯蔵特性、または生成物の特性を改良するため 用いてもよい。
ド含量を低下させ、ある限度内での得られる樹脂のエポキシド含量および平均分 子量の自由な調節を可能にする。樹脂鎖末端のある部分を停止するための一官能 価化合物の使用は、反応生成物の平均エポキシ官能価を減少させる。一官能価フ ェノール化合物は、典型的には、エポキシの当量あたり0〜0.7当量のフェノ ールヒドロキシ基のレベルで用いられる。
有効な一官能価キャツピング剤の例は、一官能価フェノール化合物、例えばフェ ノール、第三ブチルフェノール、クレゾール、p−ノニルフェノール、高級アル キル置換フェノール、等である。特に好ましいものは、p−ノニルフェノールで ある。フェノール基の数は、化学量論過剰のエポキシド基が存在するように選ば れる。比は、実質的にすべてのフェノール基がエポキシ基との反応により消費さ れた後、得られる生成物が所望の濃度の末端エポキシ基および一フェノール化合 物により停止した所望の濃度の樹脂鎖を含むよう選ばれる。
通常、キャンピング剤の量は、この化合物の総量に対し、1〜15パーセントで ある。
この量は反応体のそれぞれの当量およびエポキシ官能性成分の相対量により異な り、周知の方法により計算される0本発明の実施において、陽イオン性樹脂の製 造に有効な反応生成物の望所のエポキシド含量は、オキシラン基の重量パーセン トとして計算して、典型的には1〜5パーセント、好ましくは2〜4パーセント である。このレベルは、転化後、陰極電着に有効な樹脂生成物の所望の陽イオン 電荷密度を与えるため好ましい。これらの陽イオン性樹脂は、下記のようにして 一部あるいはすべてのエポキシ基を陽イオン基へ転化することにより製造される 。
エポキシ樹脂を製造するための一官能価キャツピング剤の反応は、典型的には、 通常適当な触媒の存在下、生成物の所望のエポキシド含量に達するまで、成分を 混合し、130℃〜225℃、好ましくは150℃〜200℃の温度に加熱する ことにより行なわれる。この反応は、所望により、粘度を下げ、混合および取り 扱いを促進し、反応の熱の調節を助けるため適当な溶媒中で行ってよい。
所望の反応のための多くの有効な触媒が周知である。適当な触媒の例として、エ チルトリフェニルホスホニウムアセテート・酢酸錯体、エチルトリフェニルホス ホニウムクロリド、プロミド、ヨーシト、あるいはホスフェート、およびテトラ ブチルホスホニウムアセテート・酢酸錯体を含む、この触媒は、典型的には、エ ポキシド基の0.01〜0.5モルパーセントのレベルで用いられる。
適当な溶媒は、芳香族溶媒、グリコールエーテル、グリコールエーテルエステル 、高沸点エステルあるいはケトン、または混合物を含む、他の有効な溶媒は、当 業者に明らかである。好ましい溶媒は、エチレングリコールモノブチルエーテル およびプロピレングリコールモノフェニルエーテルである。
溶媒含量は、反応混合物の0〜30パーセントである。溶媒は通常その後の陽イ オン形成反応および最終塗料に適合し、その後の除去を必要としないよう選ばれ る。
本発明により必要とされる陽イオン形成において有利に用いられる核性化合物は 、時にはルイス塩基と呼ばれる以下の種類の化合物で表わされる。
(a)−塩基性へテロ芳香族窒素化合物;(b)テトラ(低級アルキル)チオ尿 素;(C)式R’−5−R”(式中、R′およびR2は独立に低級アルキル、ヒ ドロキシ低級アルキルを表わすかまたはR1およびR2が1個のアルキレン基と して結合する)を有する硫黄化合物; (d)下式、 (上式中、R2およびR3は独立に低級アルキル、ヒドロキシル低級アルキル、 または3〜5個の炭素原子を有する1個のアルキレン基として結合したものを表 わし、R4基は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン基を表わし、R5およ びR6は独立に低級アルキルを表わし、R2およびR3が共にアルキレン基であ る場合、R1は水素、低級アルキルあるいはヒドロキシアルキルを表わしおよび R2並びにR1のいずれかあるいは両方が である場合、R1は水素を表わすことを除き、R1は水素または低級アルキル、 アラルキルあるいはアリールを表わす) で表わされる第三アミン、 (上式中、R’、R”およびR9は独立に低級アルキル、ヒドロキシ低級アルキ ルあるいはアリールを表わす)で表わされる燐化合物、 で表わされる。
本明細書において、低級アルキルという語は、1〜6個の炭素原子を有するアル キル、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチ ル、n−ペンチル、イソペンチル、n−ヘキシルおよびイソヘキシルを意味する 。
典型的特定の核性化合物は、ピリジン、ニコチンアミド、キノリン、イソキノリ ン、テトラメチルチオ尿素、テトラエチルチオ尿素、ヒドロキシエチル−メチル スルフィド、ヒドロキシエチルエチルスルフィド、ジメチルスルフィド、ジエチ ルスルフィド、ジ−n−プロピルスルフィド、メチル−n−プロピルスルフィド 、メチルブチルスルフィド、ジブチルスルフィド、ジヒドロキシエチルスルフィ ド、ビス−ヒドロキシブチルスルフィド、トリメチレンスルフィド、チアシクロ ヘキサン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチ ルアミン、N−メチルエタノールアミン、ジェタノールアミンおよび第二および 第一アミノ基を含むポリアミンのケチミン誘導体、例えばジエチレントリアミン あるいはN−アミノエチルピペラジンとアセトン、メチルエチルケトンあるいは メチルイソブチルケトンとの反応により製造されるもの;N−メチルピペリジン 、N−エチルピロリドン、N−ヒドロキシエチルピロリドン、トリメチルホスフ ィン、トリエチルホスフィン、トリーn−ブチルホスフィン、トリメチルアミン 、トリエチルアミン、トリーn−プロピルアミン、トリーイソブチルアミン、ヒ ドロキシエチルジメチルアミン、ブチルジメチルアミン、トリヒドロキシエチル アミン、トリフェニルホスフィン、およびN 、 N 、 N−ジメチルフェネ チルアミンである。
実質的にす哀ての有機酸、特にカルボン酸を、樹脂反応体上の隣接エポキシド基 および核試薬の間の反応を促進するため酸が十分強い限り、オニウム塩を形成す るため転化反応において用いてもよい。第二アミン/エポキシ樹脂反応生成物へ の酸の付加により形成される塩の場合、この酸は、得られる第三アミン生成物を 所望の程度までプロトン化するため十分強くなければならない。
一塩基酸が通常好ましい(HeAe)、適当な有機酸は、例えば1〜4個の炭素 原子を有するアルカノン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸等)、最大5個の炭素 原子を有するアルケン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、等)、ヒドロキ シ官能性カルボン酸(例えば、グリコール酸、乳酸等)、および有機スルホン酸 (例えば、メタンスルホン酸)等を含む。好ましい酸は、1〜4個の炭素原子を 有する低級アルカノン酸であり、乳酸および#酸が最も好ましい。もちろん従来 の陰イオン交換法により陰イオンを交換してもよい0例えば米国特許第3,95 9.106号参照、適当な陰イオンは、クロリド、プロミド、ビスルフェート、 ビカーボネート、ニトレート、ジヒドロホスフェート、ラクテートおよび1〜4 個の炭素原子を有するアルカノエートである。アセテートおよびラクテートが最 も好ましい陰イオンである。
陽イオン性樹脂への転換反応は、通常単に反応体を混合し、反応が終了あるいは 実質的に終了するまで反応混合物を高温に保つことによって行なわれる0反応の 進行は容易に検知でいて十分な反応速度が生じ、好ましい反応速度は60℃〜8 0℃の温度において見られる。
わずかに過剰あるいは不足のエポキシ含有樹脂または核試薬を用いてもよいが、 実質的化学量論量の反応体を用いることにより良好な結果が得られる0弱酸によ り、有効な反応体の比は、樹脂のエポキシド基あたり0.5〜1.0当量の核試 薬およびエポキシドあたり0.6〜1.1当量の酸である。上記の好ましいエポ キシド含有樹脂と組み合せた場合、これらの比は水中に安定な塗料の分散液を与 えるに必要な所望の範囲の陽イオン性電荷密度を与える。さらに弱い酸(例えば 酢酸のようなカルボン酸)により、オニウム塩の収量を最大にするためわずかに 過剰の酸が好ましい、形成される陽イオン性基がオニウムイオンである組成物の 製造において、酸は樹脂のエポキシ基と核試薬の反応の間存在すべきである請求 核試薬が第二アミンである場合、アミン−エポキシ反応が最初に行なわれ、続い て酸の添加により塩が形成し、従ってこの樹脂の陽イオン形が製造される。
オニウム形成反応のため、反応混合物に含まれる水の量を、反応の進行の間形成 される陽イオン性塩を安定化するため十分な酸および水が存在するよう都合よく 変えてもよい0通常、エポキシ当量あたり5〜30モルの量で反応中に水を含む ことが好ましいことがわかった請求核試薬が第二アミンである場合、樹脂エポキ シ基/求核試薬反応の前、間あるいは後に水、を加えてもよい、陽イオン性アド バンスト(advanced)エポキシ樹脂の電荷密度の好ましい範囲は、樹脂 の1gあたり0、2〜O16meqの電荷である。この電荷密度は、Wjs++ +erらの米国特許第4,191,674号に教示された方法によって測定され る。
反応媒体中に少量の水相溶性有機溶媒を含むことが有利であるとわかった。その ような溶媒の存在は、反応体の接触を促進し、それにより反応速度を促進する。
この意味において、この特定の反応は多くの他の化学反応と異なり、そのような 溶媒改良剤の使用が通例である。従って当業者は、有機溶媒を含んでよいことを 承知している。特に有益であると気付いた溶媒は、02〜C4アルキレングリコ ールのモノアルキルエーテルである。この種類の化合物は、例えばエチレングリ コールのモノメチルエーテル、エチレングリコールのモノブチルエーテル等を含 む。多くのこれらアルキレングリコールのアルキルエーテルが市販入手可能であ る。
所望の反応程度に達した場合、標準法、例えば透析、真空ストリ、ブおよび蒸気 蒸留により過剰の核試薬を除去してもよい。
皿少皿服 ポリエーテルポリオール成分のグリシジルエーテルを含むエポキシ陽イオン性樹 脂と混合する他の樹脂は、異なる陰極電着性樹脂として広く特徴付けられる。好 ましい種類の異なる電着性樹脂はエポキシベース樹脂であり、特にビスフェノー ルへのような二価フェノールとアドバンスした二価フェノールの反応したグリシ ジルエーテルを含む樹脂である。ビスフェノールAの液体ジグリシジルエーテル とビスフェノールAを反応させることにより得られる従来のエポキシ樹脂は、こ のブレンドの一部となる他の樹脂の種類の特定の例である。
有効なポリフェノールのグリシジルエーテルは、下式■および■、 (II) (上式中、Aは1〜約12個、好ましくは1〜約6個の炭素原子を有する二価炭 化水素基、−s−、−5−s−、−5o−。
So! 、 −CO−1または一〇−を表わし;各Xは独立に水素、1〜4個の 炭素原子を有するヒドロカルビルあるいはヒドロカルビルオキシ基、またはハロ ゲン、好ましくは塩素あるいは臭素を表わし;各R′は独立に水素または1〜3 個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、好ましくアルキル基を表わし;nはθ 〜1の値を表わし;およびn′は0〜40゜好ましくは0.1〜5の平均値を表 わす)で表わされる。
ここで用いたヒドロカルビルという語は、アルキル、シクロアルキル、アリール 、アラルキル、アルカリル、アルケニル等を含む、同様に、ヒドロカルビルオキ シという語は、アルキルオキシ、シクロアルキルオキシ、アリールオキシ、アラ ルキルオキシ、アルカリルオキシ、アルケニルオキシ等を含む。
これらのポリエポキシドの製造に有効なポリフェノールは、2.2−ビス(4− ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、1.1−ビス(4−ヒド ロキシフェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノ ールF)、4.4’−ビフェイルジオール、レソルシノール、ヒドロキノン等を 含む、特に好ましいポリフェノールのポリグリシジルエーテルは、ビスフェノー ルへのジグリシジルエーテルおよびビスフェノールAのオリゴマーポリグリシジ ルエーテルである。
このブレンドに用いてよい数種類のエポキシベース樹脂は、以下の特許に記載さ れている。Jerabekの米国特許第4 、031 、050号は、エポキシ ベース樹脂と第一あるいは第三アミンとの反応生成物であるエポキシベース陽イ オン樹脂の反応生成物である陽イオン性電着樹脂を記載している。 Jerab ekらの米国特許第4.017,438号は、エポキシベース樹脂とブロックト 第一アミンとの反応生成物を記載している。 Bossoらは米国特許第3.9 62.165号; 3.975.346号: 4,801.101号および4, 101,486号において、エポキシベース樹脂と第三アミンとの反応生成物で ある陽イオン性電着樹脂を記載している。
Bossoらの米国特許第3.959.106号およびDeBonaの米国特許 第3.793.278号は、スルホニウム塩基を有するエポキシベース樹脂であ る陽イオン性電着樹脂を記載している。 Wesslingらは、米国特許第4 .383.073号において、カルバモイルとりジニウム塩基を有するエポキシ ベース樹脂である陽イオン性電着樹脂を記載している。 Bossoらの米国特 許第4.419.467号は第11第二および第三アミン基並びに第四アンモニ ウム基および第四スルホニウム基と反応したエポキシベース樹脂を記載している * 5ovarserfe1dの米国特許第4,076.676号は、末端官能 性エポキシ基、第三アミンおよび窒素樹脂の反応生成物であるエポキシベース陽 イオン性樹脂の水性分散体を記載している。 Belangerの米国特許第4 434.864号は、エポキシベース樹脂、ポリアミンおよびキャンピング剤の 反応生成物を記載している。さらに本発明のブレンドにおける使用に適当な他、 の樹脂は、以下のリストの特許に記載されている。
困」1j二在 豊丘生灰宣1 4.182,831 Hicks 4、190,564 Toa+inagaら4、296.010 Tosina ga4.335,028 Tingら 4.339.369 Hicksら 本発明において他のエポキシベース樹脂として適当なものは、前記キャンピング 剤により部分的にキャップされた前記のあらゆるエポキシ樹脂である。キャンピ ング剤の量は、エポキシド当量あたりθ〜0.7当量である。
重要な樹脂、ポリエーテルポリオールのグリシジルエーテルおよび他の樹脂のブ レンドは、多くの方法のうちいずれで製造してもよい。
水性分散液中での所望の生成物の製造は、以下の工程を含む。
1、非陽イオン性樹脂を製造し、 2、 非陽イオン性樹脂を陽イオン性樹脂に転化し、4、 この油中水膨分散体 を水中油彩分散体に転化する。
重要な樹脂および他の樹脂の混合は、工程1後、工程2後、工程3後あるいは工 程4後同じ段階においてこの樹脂により生ずる。従って、2種のタイプの樹脂が 、(a)非陽イオン性樹脂として、(b)陽イオン性樹脂として、(c)油中水 膨分散体としであるいは(d)水中油彩分散体として混合される。その後の工程 は混合した物質で行なわれ((d)を除く)、水性分散体として所望の生成物を 形成する。所望により本発明の他の実施B様の以下の記載に従い、これらの水性 分散体を処理してもよい。
樹脂の混合は、通常穏やかな混合のみを含む、混合を、また水性分散体でない陽 イオン性樹脂あるいは非陽イオン性樹脂と共に行なう場合、混合を促進するため 所望により溶媒を用、いてもよい。
ブレンド中の樹脂の相対量は、ブレンド中の陽イオン性樹脂の総fi量に対し1 0〜90パーセントの重要な樹脂を与えるような量である。
水性分散体の形状の本発明の樹脂のブレンドは、塗料として、特に電着により塗 布した場合に有効である。唯一の樹脂成分として本発明のブレンドを含む塗料は 有効であるが、塗布フィルムが架橋し改良フィルム特性を示すよう架橋を促進す るため、塗料に架橋剤を含むことが好ましい。この樹脂において架橋反応の最も 有効な部位は、この樹脂の主鎖の第二ヒドロキシ基である。架橋剤としての使用 に適当な物質は、ヒドロキシル基と反応すると周知であるものであり、プロフク トポリイソシアネート;アミンアルデヒド樹脂、例えばメラミン−ホルムアルデ ヒド、尿素−ホルムアルデヒド、ベンゾグアニン−ホルムアルデヒド、並びにそ れらのアルキル化同族体;およびフェノール−アルデヒド樹脂を含む。
特に有効でありおよび好ましい架橋剤は、高温において塗料を架橋するため樹脂 のヒドロキシル基と反応するイソシアネート基を非ブロック化し形成するブロッ クトポリイソシアネートである。そのような架橋剤は、典型的にはポリイソシア ネートと一官能価活性水素化合物との反応により製造される。
架橋剤の製造に適当であるポリイソシアネートの例は、Bossoらの米国特許 第3,959.106号のカラム15.1〜24行に記載されている。またポリ イソシアネートから誘導されたイソシアネート官能性プレポリマーおよび過剰の イソシアネート基を用いるポリオールも適当である。適当なプレポリマーの例は 、Bossoらの米国特許第3.959.106号、カラム15 、25〜57 行に記載されている。プレポリマーの製造において、所望の官能基および当量を 有する未ゲル化生成物を与えるための周知の考察に従い、反応体の官能性、当量 比、および反応体を接触させる方法を選ぶべきである。
ポリイソシアネートの例は、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレー ト三量体、メチレンジフェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー ト、およびトルエンジイソシアネートとポリプロピレングリコールがらのプレポ リマー並びにトルエンジイソシアネートとトリメチロールプロパンのプレポリマ ーである。
適当なブロッキング剤は、アルコール、フェノール、オキシム、ラクタム、およ びN、N−ジアルキルアミドあるいはα−ヒドロキシル基含有カルボン酸のエス テルを含む、適当なブロッキング剤の例はBossoらの米国特許第3.959 .106号のカラム15 、58行〜カラム16.6行およびMoriarit yの米国特許第4,452,930号に記載されている。比較的低温において非 ブロックし、かなりの低温において硬化する塗料を提供するため、ケトオキシム として周知のケトンのオキシムが特に有効である。特に好ましいケトオキシムは 、メチルエチルケトオキシムである。
本発明のこれらの陽イオン性樹脂は、ある種の好ましいケトオキシム−ブロック トポリイソシアネートと配合した場合、従来技術のものより十分低い温度で硬化 する塗料を提供する。
発熱反応を制御するため25℃〜100℃、好ましくは70 ’C以下の温度で 不活性大気、例えば窒素下において当量のインシアネートとブロッキング剤とを 反応させることによりブロックトポリイソシアネートを製造する。生成物が残留 する遊離イソシアネート基を含まないように十分なブロッキング剤を用いる。反 応体、生成物、および塗料と相溶する溶媒、例えばケトンあるいはエステルを用 いてよい。触媒、例えばジブチル錫ジラウレートを用いてもよい。
陽イオン性樹脂のヒドロキシル基あたり0.2〜2個のブロックトイソシアネー ト基に相当するレベJしでフ゛ロックドポリイソシアネート架橋剤を塗料に混入 させる。
塗料のより速いあるいはより完全な硬化を与えるため所望により塗料中に触媒を 含んでもよい。種々の種類の架橋剤用の適当な触媒は、当業者に周知である。架 橋剤としてブロックトポリイソシアネートを用いる塗料に対し、適当な触媒は、 ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫オキシド、オク タン酸第−錫、および周知の他のウレタン形成触媒を含む、好ましい触媒は、ジ ブチル錫ジラウレートである。典型的に用いられる量は結合剤固体の0.1〜3 重量パーセントの範囲である。
この陽イオン性樹脂を架橋剤および所望により添加剤、例えば触媒、溶媒、界面 活性剤、流れ、改良剤、脱泡剤、あるいは他の添加剤と混合することによって無 着色の塗料を製造する。この混合物を周知の方法により水中に分散させる。特に 好ましい方法は、通常周囲温度〜90℃の範囲の温度において、相が転化し、水 中有機相分散体を形成するまで上記混合物に撹拌しながらゆっくり水を加える、 相転化乳化として周知の方法である。電着に用いるためのこの水性分散体の固体 含量は、通常5〜30重量パーセント、好ましくは10〜25重量パーセントで ある。
顔料の濃縮分散体および増量剤を無着色塗料に加えることにより着色塗料を製造 する。この顔料分散体は、周知の方法で適当なミル中で顔料粉砕粒子と共に顔料 を粉砕することにより製造される。
顔料および周知の増量剤は、塗料の耐蝕性を増す顔料を含む塗料における使用に 適当である。有効な顔料あるいは増量剤の例として、二酸化チタン、タルク、ク レイ、酸化鉛、珪酸鉛、クロム酸鉛、カーボンブランク、クロム酸ストロンチウ ム、および硫酸バリウムを含む。
顔料粉砕粒子は周知である。本発明の使用に好ましい顔料粉砕粒子は、水溶性陽 イオン性樹脂生成物、水、および少量のグリコールエーテル溶媒からなる。陽イ オン性樹脂生成物は、本発明の好ましい実施B様で用いる陽イオン性樹脂につい て述べたものと同じ形状で核試薬、酸、および水と8パーセントのエポキシ基含 量を有するエビクロロヒドリン/ビスフェノールA縮合生成物を反応させること によって製造される。この他に、8パーセントのエポキシ基含量を有する前記ポ リエーテルポリオールのグリシジルエーテルをビスフエノールAタイプエポキシ 樹脂に置換してもよい、水溶性生成物を水で希釈し、顔料粉砕粒子として有効な 透明な溶液を形成してもよい。
塗料のpHおよび/または導電性は、周知の相溶性酸、塩基、および/または電 解質を加えることにより所望のレベルまで調節される。当業者に周知の方法に従 い、この組成物または塗料の特性を改良または最適化するため他の添加剤、例え ば溶媒、界面活性剤、脱泡剤、抗酸化剤、殺菌剤等を加えても塗布する物を塗料 に浸漬し、塗料と接している適当な陽極により陰極を製造する陰極電着に特に有 効である。十分な電圧を用いた場合、塗料のフィルムが陰極に付着し、接合する 。
電圧は10〜1000ボルト、典型的には50〜500ボルトである。
形成するフィルム厚は、通常電圧を増すと厚くなる。本発明の塗料の場合、本発 明の陽イオン性樹脂にポリエーテルポリオールのジグリシジルエーテルを混入さ せることにより、より厚いフィルムが形成される。また、用いる成分の量を調節 することによって最終的厚さを調節できる。数秒〜数分、典型的には2分間電流 を流し、その間通常、電流は低下する。
あらゆる導電性物質、特にスチールおよびアルミニウムのような金属をこの形状 で塗布してもよい、電着方法の他の態様、例えば槽持続も通例である。付着後、 物質を槽から取り出し、典型的には水で洗い接合していない塗料を除去する。
この物質上の未硬化塗布フィルムを、1〜60分間、200゜〜400〒(93 ℃〜205℃)の範囲の高温で加熱することによって硬化させる。
貫−1 陰極電着樹脂を以下のようにして製造した。
適当な反応器に、1140のエポキシド当量を有するエピクロロヒドリンとP− 2000ポリエーテルグリコール(Dow ChemicalCo、より市販入 手可能)の縮合生成物であるポリエーテルジエボキシドを300 g入れた。こ の樹脂を60℃に加熱し、19.7gのメチルエタノールアミンを加えた。これ を1時間反応させた。
この反応生成物に60℃で、以下のようにして製造したポリウレタン架橋剤を1 91.1 gおよびジブチル錫ジラウレート触媒を6g加えた。メトキシプロピ ルアセテート溶媒(SpencerKellog Companyより市販入手 可能な5penkel P49−A6−60)中のトルエンジイソシアネートー トリメチロールプロバンプレボリマーの60%溶液144gに2−エチルヘキサ ノール47gをゆっくり加え、ここに0.1gのジブチル錫ジラウレート触媒を 加えた0反応温度を60℃に保つため外部温度を調節した乾燥窒素ブランケット 下で密閉容器内で反応を行った。2〜3時間後、赤外スペクトル分析により測定 したところ、遊離イソシアネートは検出されなかった。
撹拌しながら、得られる混合物に60℃で50gの水中の12.6 gの氷酢酸 を加え、続いて1900 gの水をゆっくり加えることにより陽イオン性分液液 を製造した。この分散液を従来のエポキシベース陽イオン電着プライマーへの添 加剤として合せた場合、不定の厚さの被膜が形成される。
例えば、前記の陽イオン分散体を市販の陰極電着プライマー、ED3002と混 合した* PPG Industries、 IncのED3002はエポキシ ベースアドバンスト樹脂を含む市販陰極電着プライマーであり、従来の電着プラ イマーとして記載される。陽イオン電着槽は、ED3002に0.10.20, 30.40および50重量パーセントの前記分散体を加えることにより製造され た。
燐酸亜鉛で予備処理したスチールパネルを27℃の槽温度において、槽中100 .150.200および250ボルトで陽イオン性電着した。湿フィルムを35 0〒(176℃)で30分間焼付けた。フィルム厚を測定し、表■に示す。
−−L 9本発明の例ではない。
このデータは、ポリエーテルエポキシド樹脂に基づいて特有の比の陽イオン電着 分散体を市販の陰極ペイントと混合し、付着電圧の範囲で塗布することによりフ ィルム厚を調節できることを示している。
lj− 陽イオン電着樹脂を以下のようにして製造した。適当な反応器に、625のエポ キシド当量を有するエピクロロヒドリンとP−1000ポリエーテルグリコール (The Dow Chemical Co。
より市販入手可能)との縮合生成物であるポリエーテルジエボキシドを75g入 れた。この樹脂を60℃に加熱し、9gのメチルエタノールアミンを加えた。こ れを60℃で1時間反応させた。
この反応生成物に60℃で例1に記載されたポリウレタン架橋剤を44gおよび ジブチル錫ジラウレート触媒1.6gを加えた。撹拌しながら、得られる混合物 に60℃で26gの水中7.2gの氷酢酸を加えることにより陽イオン分散体を 製造した。さらに490gの水をゆっくり加え、分散液を製造した。
275gのこの分散液に、例1に示した市販入手可能なED3002陰極電着プ ライマーを1563 g加えた。例1に記載したようにして、このブレンドを1 50.200および250ボルトで電着した。得られた結果を表Hに示す。
150 0.0006010.01524200 0.0009310.023 62250 0.0020610.05232例1の市販の陰極電着ペイントの データと比較した場合、このデータは、ポリエーテルジエボキシドベース分散液 の添加により、より厚い塗膜が生ずることを示している。
■−盈 以下の方法で陽イオン電着樹脂を製造した。窒素入口、温度計、機械撹拌器、お よび冷却器を取り付けた2 ’7.7 )ルの丸底フラスコに、187のエポキ シド当量を有するエビクロロヒF’J:/とlニースフエノールAの縮合生成物 であるエポキシ樹脂1410 g−ノニルフェノール203.6 g 、および ビスフェノールA390gを加えた。この混合物を窒素下で撹拌し、90℃に加 熱し透明な混合物を形成した。メタノール中エチルトリフェニルホスホニウムア セテートの70重量パーセント溶液(5,0g)を加え、この混合物を150℃ に加熱し発熱させた。
発熱温度のピークを冷却により200℃未満に調節した。60分間175℃に温 度を保ち、1547エボキシド当量が得られた。
この樹脂を130℃に冷却し、248gのプロピレングリコールフェニルエーテ ル溶媒を加えた。この樹脂溶液をさらに75℃に冷却し、106.7 gのメチ ルエタノールアミンを加え、75℃で1時間反応させた。
200gの反応生成物に、60℃において例1記載のポリウレタン架橋剤116 gおよびジブチル錫ジラウレート触媒5.Og加えた。撹拌しながら、得られる 混合物に60℃で50gの水中6.7gの氷酢酸を加えることにより陽イオン分 散液を製造した。よく混合した後、さらに1426gの水をゆっくり加え、分散 液を製造した。
以下のようにして顔料粉砕ビヒクルを製造した。
窒素入口、温度計、機械撹拌器、および冷却器を取り付けた2リツトルの丸底フ ラスコに、187のエポキシド当量を有するエビクロロヒドリンとビスフェノー ルAの縮合生成物であるエポキシ樹脂511.5 g 、およびビスフェノール A 163.5gを加えた。この混合物を窒素下で撹拌し、90℃に加熱し透明 な混合物を形成した。メタノール中のエチルトリフェニルホスホニウムアセテー トの70重量パーセント溶液(0,89g)を加え、この混合物を150℃に加 熱し発熱させた0発熱温度のピークを冷却することにより185℃未満に調節し た。
75分間175℃に温度を保ち、526のエポキシド当量が得られた。
前記樹脂に110℃〜130℃の間の温度において75gのエチレングリコール ブチルエーテル溶媒を加えた。この樹脂溶液を80℃に冷却し、N、N−ジメチ ルエタノールアミン85.7g、乳酸88%を含む水溶液154.6 gおよび 脱イオン水2B8.9gからなる水性混合物を30分かけて加え、不透明の白っ ぽい粘稠混合物を製造した。80℃の反応温度を4時間保った。この混合物を1 0.5時間以上70℃に加熱し、完全な反応を得た。60℃で脱イオン水を加え ることにより、生成物を30パ一セント固体に希釈した。
顔料粉砕ビヒクル(40%固体)525 g、カーボンブランク105g、塩基 性珪酸自船210g、二酸化チタン367.5 g、ASP200クレー367 .5 g、および脱イオン水131.3 gを混合することによって顔料ペース トを製造した。ペイント振盪機を用いることによってこれらの物質を混合した。
この顔料ペーストの顔料:ビヒクルの比は5:1であった。
例1記載のポリエーテルジエボキシドに基づく陰極電着樹脂100gあたり、こ の顔料ペースト6.3gを混合することにより陰極電着ペイントを製造した0例 1に記載したように、これらは別々におよび共に混合した場合電着する。得られ た結果を表■に示す。
、衷−J− ポリエーテルベースエ 0 10 20 30 100ボキシド、wt% ビス7s) −ルAヘ−1009080700スエポキシド、wt% 塗布電圧およびフィルム厚 電着の間、支持体からの過度のガス発生より生ずるフィルム破壊のため、100 バーセントポリエーテルジエポキシドベース分散液より125ボルト以上で塗料 を塗布できない。
このデータは、ポリエーテルジエボキシド樹脂から製造される陽イオン電着ペイ ントおよびこのペイントとビスフェノールAタイプエポキシドベース陽イオン電 着ペイントのブレンドからなるペイントより得られる塗料が、ビスフェノールA タイプエポキシドベース陽イオン電着ペイントのみより得られる塗料より厚い塗 膜を形成することを示している。
1.1 陽イオン電着塗料分散液を、例1のポリエーテルジエポキシドアミン樹脂60g および例2のビスフェノールAエポキシドアミン樹脂175gからなるブレンド より製造した。このブレンドに70℃で例1記戦のポリウレタン架橋剤140g およびジブチル錫ジラウレート触媒5gを加えた。混合後、52.6gの水中8 .6gの氷酢酸を加えた。さらに60℃で撹拌しながら1340 gの水をゆっ くり加えた。冷却後、この分散液を、例3記載の顔料ペース) 105gで着色 した。これを例1のようにして電着した。表■のデータは、ポリエーテルジエポ キシドベース樹脂を含まない例3の配合物より得られる厚さと比較して、このア ミン樹脂のブレンドより誘導されるこの塗料から、より厚い塗膜が得られること を示している。
100 0.0001710.00432150 0.0004210.013 21200 0.0007510.01905250 0.0017110.0 4343■−工 例1のポリエーテルジエボキシドアミン樹脂のかわりに例2のポリエーテルジエ ポキシドアミン樹脂を用いて例4を繰り返した。表■のデータは、生じたより厚 い塗膜の同じ結果を示す。
、表−y− 1500,0013010,033022000,0018110,04597 2500、0037510,09525手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 PCT/US87102399 Z 発明の名称 陰極電着により塗布される制御フィルム付着エポキシ塗料用の架橋剤 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ダウ ケミカル カンパニー4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門ビル 電話504 −07215、補正命令の日付 6、補正の対象 明細書及び請求の範囲の翻訳文 7、補正の内容 明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書 (内容に変更なし) 8、 添付書類の目録 明細書及び請求の範囲の翻訳文 各1通国際調青報告 匡際調査報告

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.末端オキシラン基を有するエポキシ樹脂組成物からのエポキシ陽イオン性樹 脂の製造法であって、求核試薬をエポキシ樹脂組成物のオキシラン基の少なくと も1部と反応させることによりオキシラン基を陽イオン基に転化する工程を含み 、この転化のある1部の間に有機酸および水を加え;エポキシ樹脂組成物として 、 (1)少なくとも1種の (A)350〜5,000、好ましくは600〜3,000、より好ましくは1 ,200〜2,400、最も好ましくは1,600〜2,000の平均エポキシ 当量を有するポリエーテルポリオールのジグリシジルエーテルから製造される少 なくとも1種のエポキシベース樹脂;または (B)ジグリシジルエーテルが一官能価キャッピング剤により部分的にキャップ された350〜5,000の平均エポキシド当量を有するポリエーテルポリオー ルのジグリシジルエーテルから製造された少なくとも1種のエポキシベース樹脂 ;または (C)(A)と(B)との組み合せ;および(II)少なくとも1種の異なるエ ポキシベース樹脂;のブレンドを用いることを特徴とし、この組成物の製造のあ る時点において、 この樹脂が陽イオン性樹脂に転化され、それにより陽イオン性ポリエーテルエポ キシベース樹脂および異なる陽イオン性エポキシベース樹脂とのブレンドが得ら れ;前記ブレンドは総陽イオン性樹脂の10〜90、適当には10〜60、より 適当には15〜50、最も適当には20〜30重量パーセントの成分(I)およ び90〜10、適当には60〜10、より適当には50〜15、最も適当には3 0〜20重量パーセントの成分(II)を含んでなり、この陽イオン性樹脂のブ レンドは、樹脂1gあたり、0.2〜0.6meqの電荷の電荷密度を有する、 エポキシ陽イオン性樹脂の製造法。
  2. 2.陽イオン性樹脂へのこの樹脂の転化が、異なるエポキシ樹脂を混合した後に 生ずる、請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 3.各樹脂が陽イオン性樹脂に転化された後にこの樹脂が混合される、請求の範 囲第1項記載の方法。
  4. 4.混合を行った場合、樹脂が安定な水性の水中油形分散体の形状である、請求 の範囲第1項記載の方法。
  5. 5.ポリエーテルポリオールのジグリシジルエーテルが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼(I)(上式中、Rは水素または1〜6個の 炭素原子を有するアルキル基を表わし;R′は水素または1〜4個の炭素原子を 有するアルキル基を表わし;mは3〜225の平均値を表わし;およびnは1〜 3の値を表わす) で表わされ;および前記異なるエポキシベース樹脂が下式、▲数式、化学式、表 等があります▼(III)▲数式、化学式、表等があります▼(IV)(上式中 、各Aは独立に1〜12個の炭素原子を有する二価炭化水素基、−O−,−S− ,−S−S−,−SO−,−SO2−,または−CO−を表わし;各R′は独立 に水素または1〜3個の炭素原子を有するアルキル基を表わし;各Xは独立に水 素、1〜4個の炭素原子を有するヒドロカルビルあるいはヒドロカルビロキシ基 、またはハロゲンを表わし;nは0〜1の値を表わしおよびn′は0〜約40の 値を表わす)で表わされる多価フェノールのジグリシジルエーテルまたはそのよ うな多価フェノールの部分的にキャップされたジグリシジルエーテルである、請 求の範囲第1項記載の方法。
  6. 6.(1)エポキシベース組成物の陽イオン性粒子の水性分散体を含んでなる塗 料槽に導電性対象物を浸漬し;(2)(a)前記対象物から離れて配置され;( b)前記槽と電気的に接触し;および(c)前記対象物に関して電気的に陽電荷 である、電極と対象物の間に電位差を与えることにより対象物に前記組成物の塗 料を電着するに十分な電流を前記槽に通すこと を含んでなる工程により、導電性表面を有する対象物上に陽イオン性エポキシ樹 脂ベース組成物を塗布する方法であって、(I)少なくとも1種の (A)350〜5,000の平均エポキシド当量を有するポリエーテルポリオー ルのジグリシジルエーテルより製造された少なくとも1種のエポキシベース樹脂 ;(B)350〜5,000の平均エポキシド当量を有するポリエーテルポリオ ールのジグリシジルエーテル(このジグリシジルエーテルは一官能価キャッピン グ剤により部分的にキャップされている)より製造された少なくとも1種のエポ キシベース樹脂;または (C)(A)および(B)の組み合せ;および(II)少なくとも1種の異なる エポキシベース樹脂のブレンドを含んでなる組成物を用いることを特徴とし、こ の組成物の製造のある時点において、この樹脂は陽イオン性樹脂に転化され、そ れにより陽イオン性ポリエーテルエポキシベース樹脂および異なる陽イオン性エ ポキシベース樹脂のブレンドが得られ;このブレンドは総陽イオン性樹脂に対し 10〜90重量パーセントの成分(I)および90〜10重量パーセントの成分 (II)を含んでなり、この陽イオン性樹脂のブレンドは樹脂1gあたり0.2 〜0.6meqの電荷の電荷密度を有する塗布方法。
  7. 7.成分(I)の量が約10〜60重量パーセントであり;前記ポリエーテルポ リオールのジグリシジルエーテルの当量が600〜3,000であり;前記キャ ッピング剤の量が、エポキシド当量あたり0〜0.7当量であり;塗料槽が硬化 剤も含む、請求の範囲第6項記載の方法。
  8. 8.ポリエーテルポリオールのジグリシジルエーテルが下式、 ▲数式、化学式、表等があります▼(I)(上式中、Rは水素または1〜6個の 炭素原子を有するアルキル基を表わし;R′は水素または1〜4個の炭素原子を 有するアルキル基を表わし;mは3〜225の平均値を表わし;およびnは1〜 3の値を表わす) で表わされ;および前記異なるエポキシベース樹脂が下式、▲数式、化学式、表 等があります▼(III)▲数式、化学式、表等があります▼(IV)(上式中 、各Aは独立に1〜12個の炭素原子を有する二価炭化水素基、−O−,−S− ,−S−S−,−SO−,−SO2−,または−CO−を表わし;各R′は独立 に水素または1〜3個の炭素原子を有するアルキル基を表わし;各Xは独立に水 素、1〜4個の炭素原子を有するヒドロカルビルあるいはヒドロカルビロキシ基 、またはハロゲンを表わし;nは0〜1の値を表わしおよびn′は0〜約40の 値を表わす)で表わされる多価フェノールのジグリシジルエーテルまたはそのよ うな多価フェノールの部分的にキャップされたジグリシジルエーテルである、請 求の範囲第6項または第7項記載の方法。
  9. 9.請求の範囲第1項〜第5項のいずれか記載の方法により得られる生成物。
  10. 10.ブロックトポリイソシアネート、アミンアルデヒド樹脂またはフェノール アルデヒド樹脂より選ばれる硬化剤と組み合せた、請求の範囲第1項〜第5項の いずれか記載の方法より得られる生成物の水性分散液を含んでなる、電着に適当 な塗料。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247029A (en) * 1988-08-30 1993-09-21 Kansai Paint Co., Ltd. Cationically electrodepositable paint comprising hydroxyl and cationic group-containing resin and alicyclic epoxy resins
US4920162A (en) * 1988-12-22 1990-04-24 Clark Peter D Electrocoating composition of a polyamine self-condensed epoxy adduct and coatings produced thereby
DE3942766A1 (de) * 1989-12-23 1991-06-27 Basf Lacke & Farben Verfahren zum beschichten elektrisch leitfaehiger substrate, waessriger lack, epoxid-aminaddukt und verwendung des epoxid-aminadduktes als reibharz zur herstellung von pigmentpasten
DE59810370D1 (de) * 1997-02-07 2004-01-22 Vantico Ag Pulverlack
JP4662213B2 (ja) 1999-04-21 2011-03-30 関西ペイント株式会社 カチオン電着塗料
US20090294179A1 (en) * 2005-03-07 2009-12-03 David Ballard Method of controlling fluid loss and materials useful therein
JP5567767B2 (ja) * 2007-05-18 2014-08-06 関西ペイント株式会社 カチオン電着塗料組成物
US8729196B2 (en) * 2007-09-11 2014-05-20 Kansai Paint Co., Ltd. Cationic electrodeposition paint compositions
JP5721307B2 (ja) * 2007-10-17 2015-05-20 関西ペイント株式会社 複層皮膜形成方法及び塗装物品
JP2009221409A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Dupont Shinto Automotive Systems Kk カチオン性電着塗料組成物の塗装方法
US8282801B2 (en) * 2008-12-18 2012-10-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods for passivating a metal substrate and related coated metal substrates
JP5637722B2 (ja) * 2009-04-24 2014-12-10 関西ペイント株式会社 カチオン電着塗料組成物
CN114874413B (zh) * 2022-02-25 2024-03-01 上海金力泰化工股份有限公司 一种配套薄膜前处理的阴极电泳涂料用分散树脂及其制备方法及应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2726269C3 (de) * 1977-06-10 1981-02-26 Ruetgerswerke Ag, 6000 Frankfurt Neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den Korrosionsschutz
DE2845988C3 (de) * 1978-10-23 1981-10-08 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur Herstellung kathodisch abscheidbarer Elektrotauchlackbindemittel
US4482671A (en) * 1980-03-21 1984-11-13 Scm Corporation Base for a graft polymer, novel graft polymer compositions, solvent and water-reducible coatings incorporating the novel graft polymers, and processes for making them
GB2074578B (en) * 1980-04-24 1984-02-22 Int Paint Co Cathodic electro-deposition coating composition and process
EP0168384B1 (en) * 1983-10-31 1988-03-09 Ford Motor Company Limited Self-crosslinkable electrocoat resins prepared by room temperature reactions of epoxy resins and polyamines containing primary and tertiary amine groups
AT381115B (de) * 1985-02-26 1986-08-25 Vianova Kunstharz Ag Verfahren zur herstellung kathodisch abscheidbarer lackbindemittel
US4698141A (en) * 1986-07-18 1987-10-06 The Dow Chemical Company Cationic, advanced epoxy resin compositions
US4829104A (en) * 1986-07-18 1989-05-09 The Dow Chemical Company Controlled film build epoxy coatings applied by cathodic electrodeposition
WO1988000600A1 (en) * 1986-07-18 1988-01-28 The Dow Chemical Company Cationic, advanced epoxy resin compositions

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