JPH03430B2 - - Google Patents

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JPH03430B2
JPH03430B2 JP61043941A JP4394186A JPH03430B2 JP H03430 B2 JPH03430 B2 JP H03430B2 JP 61043941 A JP61043941 A JP 61043941A JP 4394186 A JP4394186 A JP 4394186A JP H03430 B2 JPH03430 B2 JP H03430B2
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water
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Kei Deburoi Tapan
Yuu Chun Dein
Jii Uorudo Jerarudo
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Inmont Corp
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Publication of JPH03430B2 publication Critical patent/JPH03430B2/ja
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
    • C09D5/4419—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications with polymers obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D5/443—Polyepoxides
    • C09D5/4453—Polyepoxides characterised by the nature of the curing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/0804—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0809—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing cationic or cationogenic groups
    • C08G18/0814—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing cationic or cationogenic groups containing ammonium groups or groups forming them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6415—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63 having nitrogen
    • C08G18/643—Reaction products of epoxy resins with at least equivalent amounts of amines

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Description

【発明の詳现な説明】 技術分野 本発明は、物品の塗装方法に係り、曎に詳现に
は氎溶性陰極型電着塗装济を甚いお行われる物品
の塗装方法に係る。
背景技術 陰極型電着可胜な暹脂組成物は圓技術分野に斌
およく知られおいる。同様に、氎溶性電着济及び
陰極型電着可胜な暹脂組成物を含有する氎溶性電
着济䞭にお物䜓を塗装する方法も圓技術分野に斌
およく知られおいる。埓来より䜿甚されおいる陰
極型電着可胜な暹脂組成物は、䞻芁な氎溶性゚マ
ルシペンを圢成すべく橋かけ結合剀ず混合され酞
にお造塩反応せしめられた゚ポキシアミンアダ
クトである。䞻芁な氎溶性゚マルシペンは䞀般に
塗装の珟堎に斌お顔料ペヌスト、氎、共同溶媒、
及び圓技術分野に斌お公知の他の添加物ず混合さ
れ、これにより氎溶性電着济が圢成される。電着
济は䞀般に内郚に陜極を有する電気絶瞁されたタ
ンク内に貯容される。塗装されるべき物䜓は䞀般
に導電性材料を含んでいる。物䜓は通垞それが陰
極ずしお䜜甚するよう盎流電気回路に接続され
る。物䜓がタンク内に浞挬されるず、その物䜓を
暪切る電気の流れにより暹脂、橋かけ結合゚マル
シペン、顔料ペヌストが物䜓の衚面に溶着せしめ
られる。
前述の劂く、陰極型電着可胜なアミン含有゚ポ
キシ暹脂組成物は圓技術分野に斌およく知られお
おり、同様にこれらの暹脂を溶着するための方法
及び氎溶性電着济も圓技術分野に斌およく知られ
おいる。これらの暹脂、電着济及び方法は米囜特
蚱第3984299号、同第3468779号、同第4116900号、
同第4093594号、同第4137140号、同第4104147号、
同第4225478号、同第4419467号、同第4432850号
に開瀺されおいる。
圓技術分野に斌おは、陰極型電着塗装济に共同
溶媒を含たせるこずが必芁であるこずが知られお
いる。かかる共同溶媒が含たれおいない堎合に
は、圢成される被膜は平滑ではない。電着塗膜䞭
の欠陥はトツプコヌトが適甚される堎合に衚面に
珟われるので、塗膜を平滑にするこずが重芁であ
る。䞀般に䜿甚される共同溶媒は、゚チレングリ
コヌル・モノヘキシル゚ヌテル、プロピレングリ
コヌル・モノプニル゚ヌテル、゚チレングリコ
ヌル・モノ゚チル゚ヌテル、ゞ゚チレングリコヌ
ル・モノブチル゚ヌテル、゚タノヌル、む゜プロ
パノヌルの劂く圓技術分野に斌お埓来より公知の
共同溶媒である。共同溶媒は䜿甚者に䟛絊される
䞻芁な゚マルシペン䞭に玄36の固䜓にお䞻芁な
゚マルシペンの重量の玄1.0〜3.0wtの濃床にお
存圚する。共同溶媒は䞀般に党塗装济の玄1.0〜
2.0wtの範囲にお塗装济䞭に存圚する。平滑な
電着塗膜を圢成するためには、䞀般に、塗装济の
䜿甚䞭に䜿甚者が远加の共同溶媒を添加するこず
により塗装济の揮発性有機成分が増倧させるこず
が必芁である。共同溶媒が溶着された被膜の平滑
性に圱響を䞎えるこずに加えお、高环積性の被
膜、即ち玄1.0〜1.4mil25〜36Όの厚さの被膜
を埗るためには、共同溶媒が必芁であるこずが知
られおいる。
塗装業界に斌おは䜎VOCvolatile organic
content揮発性有機成分の塗料に関する研究
が継続的に行われおいる。このこずは特に自動車
の補造の劂く倚量䞔頻繁に塗料を䜿甚する業界に
斌お顕著である。政府の有害物質排出芏制に適合
し、たた劎働者の安党及び健康を守るためには、
電着されるカチオン塗料の劂き塗料の揮発性有機
成分を排陀するこずが望たしい。
埓぀お圓技術分野に斌お必芁ずされおいるもの
は、陰極型電着济に共同溶媒を䜿甚するこずが実
質的に䜎枛され若しくは排陀された電着济及び陰
極型電着方法である。
発明の開瀺 驚くべきこずに、たた意倖にも、䞻芁な電着可
胜な暹脂゚マルシペンに或る橋かけ結合剀を組蟌
むこずにより、電着济に共同溶媒を䜿甚しなくお
も平滑な高环積性の陰極型電着された塗膜を圢成
し埗るこずが解぀た。本明现曞に斌おは、陰極型
電着プロセスを䜿甚しお被膜圢成暹脂にお物品を
塗装する方法であ぀お、陰極型電着可胜なアミン
含有゚ポキシド暹脂が橋かけ結合剀ず混合され、
次いで前蚘暹脂が酞ず造塩反応せしめられお氎溶
性゚マルシペンが圢成され、前蚘氎溶性゚マルシ
ペンが顔料ペヌスト及び氎ず混合されお氎溶性電
着塗装济が圢成され、前蚘济が内郚に陜極を有す
る電気絶瞁されたタンク内に貯容され、導電性を
有する物品がそれが陰極ずしお䜜甚するように盎
流電気回路に電気的に接続され、次いで前蚘物品
が前蚘济䞭に浞挬され、盎流電流が前蚘物品を暪
切぀お通されるこずにより前蚘暹脂、前蚘橋かけ
結合剀、及び前蚘顔料ペヌストの被膜が溶着さ
れ、次いで前蚘物品が前蚘济より取出され、塗膜
が硬化される方法にしお、ポリ゚ヌテルポリオヌ
ルずポリむ゜シアネヌトず封鎖剀ずの反応生成物
を含む橋かけ結合剀が䜿甚され、圢成される塗膜
が平滑で可撓性及び高环積性を有し、これにより
塗装济に揮発性の有機共同溶媒を䜿甚する必芁性
が実質的に䜎枛され若しくは排陀されおいるこず
を特城ずする方法が開瀺される。
本発明の他の䞀぀の局面は、䞊述の方法により
補造された塗装された物品である。
本発明の他の䞀぀の局面は、酞にお造塩反応せ
しめられたアミン含有゚ポキシド暹脂、橋かけ結
合剀、顔料ペヌスト、及び氎を含有する改善され
た氎溶性陰極型電着塗装济である。この塗装济の
改善点はポリ゚ヌテルポリオヌル、倚官胜基む゜
シアネヌト、及び封鎖剀の反応生成物を含み、こ
れにより平滑で可撓性及び高环積性を有する電着
された被膜を圢成し、有機共同溶媒を䜿甚する必
芁性を実質的に排陀し若しくは䜎枛する橋かけ結
合剀を䜿甚するこずを含んでいる。
本発明の橋かけ結合剀を䜿甚するこずにより、
驚くべきこずに、たた意倖にも、塗装济に埓来必
芁ずされおいた有機共同溶媒が䞍芁になる。たた
本発明の塗装济及び方法によれば、揮発性を有す
る有機共同溶媒を䜿甚するこずなく平滑で高环積
性及び可撓性を有する被膜を有する塗装された物
品を圢成し埗るこずは、驚くべきこずであり、た
た意倖なこずである。
以䞋に本発明を実斜䟋に぀いお詳现に説明す
る。
発明を実斜するための最良の圢態 本発明の封鎖されたポリむ゜シアネヌト橋かけ
結合剀は、倚官胜基む゜シアネヌト即ちポリむ
゜シアネヌトをポリ゚ヌテルポリオヌルず反応
させるこずにより圢成される。次いでポリ゚ヌテ
ルポリオヌルポリむ゜シアネヌトダクトが封鎖
剀ず反応せしめられお封鎖された橋かけ結合剀が
圢成される。
本発明の実斜に有甚なポリむ゜シアネヌトずし
おは、圓技術分野に斌お、䟋えば米囜特蚱第
4182831号に䜿甚されおいるものの兞型的な䟋で
ある倚官胜基有機ポリむ゜シアネヌトがある。
特に本発明の実斜に䜿甚されおよいむ゜シアネ
ヌトずしおは、トル゚ン・ゞむ゜シアネヌト、
4′−ゞプニルメタン・ゞむ゜シアネヌト、
ヘキサメチレン・ゞむ゜シアネヌト、む゜ホロ
ン・ゞむ゜シアネヌトがある。
特に奜たしいポリむ゜シアネヌトずしおは、ト
ル゚ン・ゞむ゜シアネヌト、む゜ホロン・ゞむ゜
シアネヌトがある。
ポリ゚ヌテルポリオヌルは、゚チレングリコヌ
ルがプロピレングリコヌルの劂きグリコヌル、グ
リセロヌル、トリメチロヌルプロパン、ヘキサン
トリオヌル、ペンタ゚リトリトヌル等の劂き他の
ポリオヌル、ゞ゚チレングリコヌル等の劂きモノ
゚ヌテルのアルキレンオキシド凝瞮液である。ポ
リ゚ヌテルを圢成するためにこれらのポリオヌル
にお凝瞮化されおよいアルキレンオキシドは、゚
チレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレン
オキシド、スチレンオキシド等である。これらは
䞀般にヒドロキシル基にお終わるポリ゚ヌテルず
呌ばれおおり、線状又は分岐状の䜕れであ぀おも
よい。特に有甚なポリ゚ヌテルポリオヌルぱチ
レングリコヌル、ゞ゚チレングリコヌル、トリ゚
チレングリコヌル、−ブチレングリコヌ
ル、−ブチレルグリコヌル、−ヘキ
サンゞオヌル及びこれらの混合物、グリセロヌ
ル、トリメチロヌル゚タン、トリメチロヌルプロ
パン、−ヘキサントリオヌル、ペンタ
゚リトリトヌル、ゞペンタ゚リトリトヌル、トリ
ペンタ゚リトリトヌル、ポリペンタ゚リトリトヌ
ル、゜ルビトヌル、メチルグルコシド、スクロヌ
ル等の劂きポリオヌルを、゚チレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、それらの混合物の劂きアルキ
レンオキシドず反応させるこずにより誘導される
ものである。
特に奜たしいポリ゚ヌテルポリオヌルずしお
は、アメリカ合衆囜ニナヌゞダヌゞヌ州、パヌシ
パニヌ所圚のビヌ・゚む・゚ス・゚フ・りむアン
ドツテ・コヌポレむシペンBASF Wyandotte
Corp.により補造されおいるプルラコヌル
PluracolTP440登録商暙や、ス゚ヌデン囜
ペルストヌプPerstorp所圚のペルストヌプ・
カンパニヌPerstorp Co.により補造されおい
るポリオヌルTP30登録商暙及びTS30登録商
暙の劂き倚官胜基の゚トキシレヌト化された又
はプロポキシレヌト化されたアルコヌルがある。
ポリ゚ヌテルポリオヌルポリむ゜シアネヌト
橋かけ結合剀は、成分を完党に反応させるに十分
な枩床にお十分な時間に亙り通垞の反応容噚内に
お十分な量のポリ゚ヌテルポリオヌルを十分な量
のポリむ゜シアネヌト及び溶媒ず反応させるこず
により圢成される。兞型的には玄1.5〜0.8圓量、
奜たしくは玄1.0圓量のポリ゚ヌテルポリオヌル
が通垞の反応容噚に装入される。奜たしくは玄
2.0圓量のポリ゚ヌテルポリオヌルが反応せしめ
られる。反応は兞型的には玄25〜55℃、より兞型
的には27〜50℃、奜たしくは玄48℃にお、兞型的
には玄〜時間、より兞型的には〜時間、
奜たしくは玄時間に亙り行われる。
ポリ゚ヌテルポリオヌルポリむ゜シアネヌト
アダクトを封鎖するために䜿甚されおよい封鎖剀
は圓技術分野に斌お公知の封鎖剀である。
メチルアルコヌル、゚チルアルコヌル、クロロ
゚チルアルコヌル、プロピルアルコヌル、ブチル
アルコヌル、アミルアルコヌル、ヘキシルアルコ
ヌル、ヘプチルアルコヌル、オクチルアルコヌ
ル、ノニルアルコヌル、−トリメチル
ヘキサノヌルアルコヌル、デシルアルコヌル、ラ
りリルアルコヌルなどの劂き䜎分子脂肪族アルコ
ヌル、プノヌルそれ自身、眮換されたプノヌ
ル眮換が塗膜に悪圱響を及がさないものの劂
きプノヌル化合物の劂く、本発明の実斜に斌お
は任意の奜適な脂肪族、シクロ脂肪族、又は芳銙
族アルキルモノアルコヌル及びプノヌル化合物
が封鎖剀ずしお䜿甚されおよい。䟋ずしおはクレ
ゟヌル、ニトロプノヌル、クロロプノヌル、
−ブチルプノヌルがある。
奜たしい封鎖剀ぱチレングリコヌルのモノプ
ロピル゚ヌテルである。他の封鎖剀ずしおは、ゞ
゚チル゚タノヌルアミンの劂き第䞉ヒドロキシル
アミン、メチル゚チル・ケトキシム、アセトン・
オキシム、シクロヘキサノン・オキシムの劂きオ
キシム、カプロラクタムがある。奜たしいオキシ
ムはメチル−−アミル・ケトキシムである。
本発明の封鎖されたポリむ゜シアネヌト橋かけ
結合剀は、反応完了埌には自由なむ゜シアネヌト
基が存圚しないよう、圓技術分野に斌お䞀般に蚭
定されおいる反応条件䞋に斌お十分な量の封鎖剀
を十分な量のポリ゚ヌテルポリオヌルポリむ゜
シアネヌトアダクトず反応させるこずによ぀お圢
成される。兞型的には玄圓量のポリ゚ヌテルポ
リオヌルポリむ゜シアネヌトアダクトが通垞の
反応容噚内に装入される。兞型的は玄0.8〜1.2モ
ル、奜たしくは玄1.0モルの封鎖剀が反応せしめ
られる。曎に䞀぀又はそれ以䞊の以䞋の組成物、
即ちメチル・む゜ブチル・ケトン、ブタノヌル、
メチル・゚チル・ケトン、トリオヌル、又はこれ
らず等䟡な有機溶媒が装入される。
反応枩床は䜿甚される封鎖剀及びポリ゚ヌテル
ポリオヌルポリむ゜シアネヌトアダクトの皮類
に応じお倉化し、䟋えばトル゚ン・ゞむ゜シアネ
ヌト−トリメタノヌル・プロパンをケトキシムず
反応させる堎合には、反応は兞型的には玄150〜
220〓65.6〜104℃、より兞型的には玄160〜
210〓71.1〜98.9℃、奜たしくは玄180〜200〓
82.2〜93.3℃に斌お行われる。反応容噚ぞ装
入された物質は玄15〜120分間、より兞型的には
箄20〜40分間、奜たしくは玄25〜35分間混合され
る。封鎖された橋かけ結合剀は反応が完了した埌
には溶液䞭に残される。
本発明の実斜に有甚な゚ポキシドは、圓技術分
野に斌お䞀般に䜿甚されおいるポリ゚ポキシドで
あり、分子圓り少なくずも䞀぀の゚ポキシ基を
含む暹脂材料を含んでいる。
特に有甚なポリ゚ポキシドは倚䟡プノヌルの
グリシゞル・ポリ゚ヌテルである。
かかるポリ゚ポキシド暹脂ぱピハロヒドリン
及び二䟡プノヌルより誘導され、玄400〜玄
4000の゚ポキシド圓量を有しおいる。゚ピハロヒ
ドリンの䟋ずしおは、゚ピクロロヒドリン、゚ピ
ブロモヒドリン、゚ピむオドヒドリンがあり、゚
ピクロロヒドリンが奜たしい。二䟡プノヌルの
䟋ずしおは、レゟルシノヌル、ヒドロキノン、
p′−ゞヒドロキシゞプノヌルプロパン䞀
般にビスプノヌルず呌ばれる、p′−ゞ
ヒドロキシベンゟプノン、p′−ゞヒドロキ
シゞプニル、p′−ゞヒドロキシゞプニ
ル・゚タン、ビス−ヒドロキシナフチメタ
ン、−ゞヒドロキシナフチレン等があり、
ビスプノヌルが奜たしい。これらのポリ゚ポ
キシド暹脂は圓技術分野に斌およく知られおお
り、゚ピハロヒドリン及び二䟡プノヌルを皮々
の比率にお反応させるこずにより、又は二䟡プ
ノヌルを䜎分子ポリ゚ポキシド暹脂ず反応させる
こずにより、所望の分子量にお圢成される。特に
奜たしいポリ゚ポキシド暹脂は、玄450〜玄2000、
より兞型的には玄800〜玄1600、奜たしくは玄800
〜1500の゚ポキシド圓量を有するビスプノヌル
のグリシゞル・ポリ゚ヌテルである。
本発明の実斜に䜿甚されるポリ゚ポキシドは比
范的高い分子量を有しおおり、即ち分子量は兞型
的には玄900〜玄4000、より兞型的には玄1600〜
箄3200、奜たしくは玄1600〜玄2800である。
他の䞀぀の非垞に有甚なポリ゚ポキシドは、ノ
ボラツク暹脂又はこれず同様のポリプノヌル暹
脂より同様に補造される。
゚チレングリコヌル、ゞ゚チレングリコヌル、
トリ゚チレングリコヌル、−プロピレング
リコヌル、−プロピレングリコヌル、
−ペンタンゞオヌル、−ヘキサント
リオヌル、グリセロヌル、ビス−ヒドロキシ
シクロヘキシル−プロパン等の劂き倚䟡
アルコヌルより誘導される倚䟡アルコヌルの同様
のポリグリシゞル・゚ヌテルを含むポリ゚ポキシ
ドも適しおいる。たたポリカルボキシル酞のポリ
グリシゞル・゚ステルも䜿甚されおよく、かかる
゚ステルぱピクロロヒドリン又は同様の゚ポキ
シ化合物を、シナり酞、コハク酞、グルタル酞、
テレフタヌル酞、−ナフチラン・ゞカルボ
キシル酞、二量化されたリノレン酞の劂き脂肪族
又は芳銙族ポリカルボキシル酞ず反応させるこず
によ぀お補造される。それらの䟋はアゞピン酞グ
リシゞル及びフタル酞グリシゞルである。たたオ
レフむン的に䞍飜和の脂環匏化合物の゚ポキシ化
により誘導されるポリ゚ポキシドも有甚である。
これには郚分的に䞀぀又はそれ以䞊のモノ゚ポキ
シドを含むゞ゚ポキシドが含たれおいる。これら
のポリ゚ポキシドは非プノヌルであり、脂環匏
オレフむンを゚ポキシ化するこずにより埗られ
る。䟋えば酞玠及び遞定された方法甚の觊媒によ
り、過安息銙酞により、アセトアルデヒド・モノ
パ−アセテヌトにより、又は過酢酞により埗られ
る。かかるポリ゚ポキシドの䞭には圓技術分野に
斌およく知られた゚ポキシ脂環匏゚ヌテル及び゚
ステルがある。
他の゚ポキシ含有化合物及び暹脂ずしおは、米
囜特蚱第3365471号に開瀺されおいる劂き窒玠を
含むゞ゚ポキシド、−メチレン・ビス
−眮換されたヒダントむンよりの゚ポキシ暹脂
米囜特蚱第3391097号、ビス−むミド含有ゞ゚
ポキシド米囜特蚱第3450711号、゚ポキシレヌ
ト化されたアンモメチルゞプニル・オキシド
米囜特蚱第3312664号、耇玠環匏N′−ゞグ
リシゞル化合物米囜特蚱第3503979号、アミ
ノ・゚ポキシ・ホスホネヌト英囜特蚱第
1172916号、−トリグリシゞル・尿酞
む゜シアン、及び圓技術分野に斌お公知の他の゚
ポキシ含有材料がある。
本発明の封鎖された橋かけ結合剀は陰極型電着
の技術分野に斌お公知の埓来のアミン含有゚ポキ
シ暹脂に䜿甚されお良奜に機胜するが、修正され
た゚ポキシ暹脂を䜿甚するこずが奜たしい。特に
本発明の実斜に䜿甚される修正された゚ポキシ暹
脂は、氎ず混和可胜な又は氎に溶解可胜なポリオ
ヌルにお随意に連鎖延長され、過剰のアミンず反
応せしめられ、次いで脂肪酞又は脂肪族モノ゚ポ
キシドず随意に反応せしめられた前述の゚ポキシ
暹脂組成物の䜕れかを含んでいる。
゚ポキシ暹脂を随意に連鎖延長させるために䜿
甚される氎に溶解可胜な又は氎ず混和可胜なポリ
オヌルは、少なくずも䞀぀、奜たしくは二぀のア
ルコヌル・第䞀ヒドロキシルを含む有機ポリオヌ
ルを含んでいる。本発明の実斜に斌おは有機ポリ
オヌルの混合物が䜿甚されおよく、たた有機ポリ
オヌルず第䞀モノ・第䞀アルコヌルの混合物が䜿
甚されおもよい。これらの有機ポリオヌルは玄
200〜玄3000、より兞型的には玄300〜玄1000、奜
たしくは玄400〜玄700の分子量を有しおいる。
「氎ず混和可胜な」ずはポリオヌルが氎ず均䞀
に混合又はブレンドする胜力又は傟向ずしお定矩
される。たた「氎に溶解可胜な」ずはポリオヌル
が氎ず均䞀にブレンドする胜力又は傟向を意味す
る。
本発明の実斜に䜿甚される有機ポリオヌルは圓
技術分野に斌お公知のポリオヌルであり、䟋えば
米囜特蚱第4104147号に開瀺されたポリオヌルで
ある。
本発明の修正された゚ポキシ暹脂を圢成するた
めに䜿甚される氎に溶解可胜な又は氎ず混和可胜
なポリオヌルは、脂肪族ポリオヌル、芳銙族ポリ
オヌル、アルキレンポリオヌル、ブタゞ゚ンポリ
オヌル、ブタゞ゚ン・アクリロニトリル・ポリオ
ヌルを含んでいる。
本発明の実斜に䜿甚される有機ポリオヌルの特
殊な䟋ずしおは、ナニオン・カヌバむト・コヌポ
レむシペンUnion Carbide Corp.により補造
されおいるトヌンTone200なる商品名のポリ
オヌル、ナニオン・カヌバむト・コヌポレむシペ
ンにより補造されおいるカヌボワツクス・ピヌ・
ゞヌCarbowax PG300及びカヌボワツク
ス・ピヌ・ゞヌ400なる商品名のポリオヌル、ア
メリカ合衆囜サりスカロラむナ州、スパヌタンバ
ヌグ所圚のミリケン・ケミカル・カンパニヌ
Milliken Chemical Co.により補造されおい
るシンフアツクSynFac8007及びシンフアツ
ク8008なる商品名のポリオヌル、アメリカ合衆囜
オハむオ州、クリヌノランド所圚のビヌ・゚フ・
グツドリツチ・ケミカル・コヌポレむシペン
B.F.Goodrich Chemical Corp.により補造さ
れおいるハむカヌ・゚むチ・テむヌ・ビヌ・゚
ヌHycar HTBNなる商品名のポリオヌルが
ある。特に奜たしいポリオヌルは、シンフアツク
8008なる商品名のポリオヌルである。
ポリ゚ポキシドの修正、即ち連鎖延長及びこれ
に䌎う分子量の増倧は、トル゚ン、メチル・む゜
ブチル・ケトン、キシレンの劂き有機溶媒䞭にお
有機ポリオヌルをポリ゚ポキシドず混合し、これ
らの薬品をポリ゚ポキシドを完党に反応させるべ
く觊媒の存圚䞋に斌お通垞の反応容噚内にお十分
な枩床にお十分な時間に亙り反応させるこずによ
り達成される。反応枩床は兞型的には玄200〜350
〓93.3〜177℃、より兞型的には玄250〜320〓
121〜160℃、奜たしくは玄260〜300〓127〜
149℃である。
反応時間は兞型的には玄120〜300分、より兞型
的には160〜260分、奜たしくは玄180〜240分であ
る。
兞型的には玄1.5〜の゚ポキシド圓量、より
兞型的には玄〜2.5゚ポキシド圓量、奜たしく
は玄圓量のポリ゚ポキシドが圓量のポリオヌ
ルず反応せしめられる。奜適な觊媒の䟋ずしお
は、ベンゞル・ゞメチルアミン、トリ゚チルアミ
ン、トリプノヌル・ホスフむン、ボロン・トリ
フルオラむド、ゞメチルシクロヘキシルアミン、
ゞメチル゚タノヌルアミン又は任意のルむス酞が
ある。
本発明の実斜に䜿甚されるポリアミンは、米囜
特蚱第4139510号に開瀺されたポリアミンの劂く
圓技術分野に斌お公知のポリアミンの代衚的なも
のである。
本発明に斌おポリ゚ポキシド暹脂ず反応される
ポリアミンは分子圓り少なくずも個のアミン
窒玠原子ず分子圓り少なくずも個のアミン氎
玠原子ずを含み、゚ポキシド基ず反応する他の基
を含んでいない。これらのポリアミンは脂肪族、
シクロ脂肪族、芳銙族の䜕れであ぀おもよく、
分子圓り少なくずも個の炭玠原子を含んでい
る。有甚なポリアミンは分子圓り玄〜個の
アミン窒玠原子ず、〜個のアミン氎玠原子
ず、〜20個の炭玠原子ずを含んでいる。かかる
アミンの䟋ずしおは、アルキレン・ポリアミン、
゚チレン・ゞアミン、−プロピレン・ゞア
ミン、−プロピレン・ゞアミン、−
ブチレン・ゞアミン、−ブチレン・ゞアミ
ン、−ブチレン・ゞアミン、−ペン
タレン・ゞアミン、−ヘキシレン・ゞアミ
ン、及び−プニレン・ゞアミン、
4′−メチレン・ゞアニリン、メタン・ゞアミン、
−ゞアミノシクロヘキサン、メチル−アミ
ノプロピルアミン等がある。本発明に斌お䜿甚さ
れるに奜たしいアミンは䞋蚘の化孊匏を有するア
ルキレン・ポリアミンである。
ここには〜の敎数であり、は〜個
の炭玠原子を含むアルキレン基である。かかるア
ルキレン・ポリアミンの䟋ずしおは、゚チレン・
ゞアミン、ゞ゚チレン・トリアミン、トリ゚チレ
ン・テトラミン、テトラ゚チレン・ペンタミン、
ペンタ゚チレン・ヘキサミン、ゞプロピレン・ト
リアミン、トリブチレン・テトラミン等がある。
たたこれらのアミンの混合物が䜿甚されおもよ
い。より奜たしいアミンぱチレン・ポリアミン
であり、最も奜たしいアミンはトリ゚チレン・テ
トラミン、テトラ゚チレン・ペンタミン、ゞ゚チ
レン・トリアミンである。
ポリ゚ポキシド暹脂䞭に元々存圚しおいた各゚
ポキシド圓量に぀いお圢成されたアダクトが玄
モルのアダクト化されたポリアミン分子を含むよ
う、十分な量のポリアミンが十分な量の修正され
たポリ゚ポキシド暹脂ず反応せしめられる。アダ
クト化反応は䞀般に各゚ポキシド圓量のポリ゚ポ
キシド暹脂に぀いお玄1.5〜15.0モル、即ち過剰
量のポリアミンを必芁ずし、より兞型的には玄
2.0〜12.0モル、奜たしくは玄3.0〜10.0モルのポ
リアミンを必芁ずする。かくしお過剰量のポリア
ミンが䜿甚されるので、反応生成物のゲル化を防
止するためには、反応埌に未反応の過剰のポリア
ミンが蒞留により陀去されなければならない。
修正された゚ポキシ−ポリアミン組成物を圢成
する堎合には、党おの゚ポキシド基を反応させる
に十分な枩床にお十分な時間に亙り十分な量のポ
リアミンが通垞の反応容噚内にお十分な量の修正
されたポリ゚ポキシド暹脂ず反応されなければな
らない。反応枩床は兞型的には玄75〜220〓24
〜104℃、より兞型的には玄80〜190〓27〜
87.8℃、奜たしくは玄140〜180〓60.0〜82.0
℃である。たた反応時間は兞型的には玄〜60
分、より兞型的には玄10〜40分、奜たしくは玄25
〜30分である。アダクト化反応が完了するず、過
剰のポリアミンを陀去するに十分な真空状態及び
十分な枩床にお蒞留が行われるこずにより、未反
応の過剰のポリアミンが陀去される。兞型的な蒞
留枩床は玄275〜500〓135〜260℃、より兞型
的には320〜475〓160〜246℃、奜たしくは玄
425〜475〓218〜232℃である。兞型的な真空
は玄60〜76mmHg、より兞型的には玄65〜76mm
Hg、奜たしくは玄74〜76mmHgである。
本発明の実斜に䜿甚される゚ポキシ暹脂を随意
に修正するために䜿甚されおよい脂肪酞は、玄
〜22個の炭玠原子を含むモノカルボキシル酞であ
る。脂肪酞は飜和酞及び䞍飜和酞の䜕れであ぀お
もよい。これらの脂肪酞は圓技術分野に斌お公知
の脂肪酞の代衚的なものである。かかる脂肪酞の
䟋ずしおは、カプリル酞、カプリン酞、ステアリ
ン酞、安息銙酞、オレむン酞、リノヌル酞、リノ
レむン酞、リコン酞がある。これらの酞は自然に
発生したオむルより誘導され、それを誘導するた
めの元のオむルにちなんで名称が䞎えられた酞で
あり、䟋えば亜麻仁脂肪酞、倧豆脂肪酞、綿実脂
肪酞、ココナツツ脂肪酞等である。特に奜たしい
脂肪酞はペラルゎン酞である。
本発明の実斜に䜿甚される゚ポキシ暹脂を随意
に修正するために䜿甚されおよいモノ゚ポキシド
は、分子圓り個の−゚ポキシド基ず
分子圓り玄〜24個の炭玠原子ずを含んでいる。
本発明の実斜に斌お䜿甚されるモノ゚ポキシド
は、米囜特蚱第4139510号に開瀺されたモノ゚ポ
キシドの劂く、圓技術分野に斌お公知の゚ポキシ
ドの代衚的なものである。
モノ゚ポキシドの䟋ずしおは、゚ポキシ化され
た炭化氎玠、゚ポキシ化された䞍飜和脂肪゚ステ
ル、脂肪族アルコヌルのモノグリシゞル・゚ヌテ
ル、モノカルボキシル酞のモノグリシゞル・゚ス
テルがある。かかるモノ゚ポキシドの䟋はオクチ
レン・オキシド、デむシレン・オキシド、ドデシ
レン・オキシド、ノナデシレン・オキシドの劂く
〜24個の炭玠原子を含む゚ポキシ化された䞍飜
和炭化氎玠、゚ポキシ化されたオレむン酞メチ
ル、゚ポキシ化されたオレむン酞−ブチル、゚
ポキシ化されたパルミチンオレむン酞メチル、゚
ポキシ化されたリノレン酞゚チルの劂く、脂肪酞
が玄〜18個の炭玠原子を含み、アルコヌルが
〜個の炭玠原子を含む䞍飜和脂肪酞の゚ポキシ
化されたモノアルコヌル・゚ステル、オクチル・
グリシゞル・゚ヌテル、デシル・グリシゞル・゚
ヌテル、ドデシル・グリシゞル・゚ヌテル、テト
ラデシル・グリシゞル・゚ヌテル、ヘキサデシ
ル・グリシゞル・゚ヌテル、オクタデシル・グリ
シゞル・゚ヌテルの劂く〜20個の炭玠原子を含
む䞀䟡アルコヌルのモノグリシゞル・゚ヌテル、
カプリル酞のグリシゞル・゚ステル、カプリン酞
のグリシゞル・゚ステル、ラりリン酞のグリシゞ
ル・゚ステル、ステアリン酞のグリシゞル・゚ス
テル、アラキン酞のグリシゞル・゚ステル、米囜
特蚱第3178454号に蚘茉されたαα−ゞアルキ
ル・モノカルボキシル酞のグリシゞル・゚ステル
の劂く、〜20個の炭玠原子を含むモノカルボキ
シル酞のモノグリシゞル・゚ステルである。かか
るアクリル酞・゚ステルの䟋は、玄〜19個の炭
玠原子を含む酞、特に〜11個の炭玠原子を含む
シ゚ル・オむル・カンパニヌShell Oil
Companyより販売されおいるバヌサテむツク
Varsatic911酞より誘導される゚ステルであ
る。
モノ゚ポキシド又は脂肪酞は、本発明の電着可
胜な暹脂補成物の溶着された堎合の電気絶瞁特性
を改善すべく、本発明の修正された゚ポキシ−ポ
リアミンアダクトず随意に反応せしめられる。曎
にこれらの成分は可撓性、耐食性、硬床の劂き溶
着された塗膜の皮々の特性を改善する。
十分な量の修正された゚ポキシ−ポリアミンア
ダクトが、反応を完了させるに十分な枩床にお十
分な時間に亙り通垞の反応容噚内におキシレンや
トル゚ンの劂き有機溶媒䞭にお十分な量の脂肪酞
又はモノ゚ポキシドず混合される。兞型的には玄
モルの修正された゚ポキシ−ポリアミンアダク
トが以䞋の量の脂肪酞又はモノ゚ポキシドず反応
せしめられる。
脂肪酞が反応物質である堎合には、兞型的には
箄0.5〜2.75モル、より兞型的には玄〜2.25モ
ル、奜たしくは玄〜モルの脂肪酞がアダクト
ず反応せしめられる。反応枩床は兞型的には玄
300〜400〓149〜204℃、より兞型的には玄325
〜390〓163〜199℃、奜たしくは350〜375〓
177〜191℃であり、反応時間は玄60〜180分、
より兞型的には60〜140分、奜たしくは玄120分又
は酞䟡が玄以䞋に䜎枛されるたでの時間であ
る。
たたモノ゚ポキシドが反応物質である堎合に
は、兞型的には玄0.5〜2.25モル、より兞型的に
は玄〜2.25モル、奜たしくは玄〜モルのモ
ノ゚ポキシドがアダクトず反応せしめられる。反
応時間は兞型的には玄150〜300〓65.6〜149
℃、より兞型的には玄150〜280〓65.6〜138
℃、奜たしくは玄150〜250〓65.6〜121℃で
あり、反応時間は兞型的には玄60〜180分、より
兞型的には玄60〜150分、奜たしくは玄60〜100分
である。
溶着された塗膜が焌成時に完党に硬化し、自由
なむ゜シアネヌト基が残存しないよう、十分な量
の本発明の橋かけ結合剀が本発明の電着可胜な塗
料組成物に組蟌たれる。アミン含有゚ポキシ暹脂
組成物及び橋かけ結合剀の総重量に応じお、兞型
的には玄20〜80wt、より兞型的には玄30〜
70wt、奜たしくは玄35〜45wtの封鎖された
ポリむ゜シアネヌトが組蟌たれる。
本発明の橋かけ結合剀は、゚ポキシ暹脂組成物
を貯容する反応容噚に封鎖されたポリむ゜シアネ
ヌトを添加し、それらを玄30分間に亙り混合する
こずにより、゚ポキシ暹脂組成物、奜たしくは随
意に修正された゚ポキシ−ポリアミン−脂肪酞反
応生成物ず又ぱポキシ−ポリアミン−モノ゚ポ
キシド反応生成物ず混合される。アミン含有゚ポ
キシ暹脂組成物を可溶化させるためには、反応生
成物を氎に溶解し埗る酞ず造塩反応させるこずが
必芁である。䜿甚されおよい酞ずしおは、ギ酞、
酢、リン酞、乳酞、塩化氎玠酞の劂く圓技術分野
に斌お公知の酞がある。暹脂を氎に可溶化させ又
は分散させるに十分な量の酞が前蚘アミン含有゚
ポキシ暹脂組成物ず混合される。造塩反応を行わ
せる䞀぀の方法は、アミン含有゚ポキシ暹脂組成
物、酞、共同溶媒cosolvent、氎、及び圓技術
分野に斌お埓来より䜿甚されおいる衚面界性剀を
反応容噚内ぞ装入し、それらの反応が完了するた
で䜎速ミキサにお混合するこずにより行われる。
䞀぀の奜たしい方法に斌おは、酞、氎等がたず反
応容噚に装入され、次いお反応物質が䜎速ミキサ
にお混合されおいる状態にお暹脂が装入される。
反応枩床は兞型的には玄25〜150〓3.9〜65.6
℃、より兞型的には玄100〜140〓37.8〜60.0
℃、奜たしくは玄120〓48.9℃である。反応
は兞型的には玄15〜90分間、より兞型的には玄25
〜80分間、奜たしくは60分間行われる。
兞型的には固䜓暹脂圓り玄0.1〜0.8Meq、
より兞型的には玄0.2〜0.7Meq、奜たしくは玄0.2
〜0.5Meqの酞が䜿甚される。
橋かけ結合剀は兞型的には造塩反応せしめられ
た氎溶性暹脂分散液に添加される。
本発明の橋かけ結合剀を含有する陰極型電着可
胜な塗料組成物は、電着プロセスに斌お氎溶性゚
マルシペンずしお䜿甚される。氎溶性济䞭の暹脂
組成物の濃床が物品䞊に十分な厚さの塗膜を圢成
し、焌成時に塗膜が平滑な面、高环積性、短塗装
時間、䜎硬化枩床の劂き所望の特性を有するよう
になるよう、十分な量の゚マルシペンが䜿甚され
る。本発明の䞻芁な暹脂の電着济䞭の濃床は兞型
的には玄10〜40wt、より兞型的には玄10〜
30wt、奜たしくは玄15〜25wtである。
陰極型電着可胜な暹脂及び橋かけ結合剀は、䞀
般に、玄20〜36wtの固䜓の濃床を有する造塩
反応せしめられた䞻芁な氎溶性゚マルシペンずし
お補造業者より䜿甚者ぞ茞送されるこずに留意さ
れたい。
本発明の陰極型電着可胜な塗装济は、兞型的に
は、本発明の可溶化された即ち造塩反応せしめ
られた陰極型電着可胜な暹脂組成物を濃瞮され
た状態にお氎ず混合するこずにより圢成される
が、也燥暹脂が䜿甚されおもよい。電着济は圓技
術分野に斌お公知の電着プロセスに斌お䞀般に䜿
甚される顔料ペヌスト、共同溶媒、酞化防止剀、
衚面掻性剀の劂き远加の成分を含有しおいおよ
い。顔料組成物は通垞の任意の皮類のものであ぀
およく、酞化鉄、酞化鉛、クロム酞ストロンチり
ム、カヌボンブラツク、二酞化チタン、タルク、
亜硫酞バリりム、バリりムむ゚ロヌ、カドミりム
レツド、クロツクグリヌン、ケむ酞鉛の劂く䞀぀
又はそれ以䞊の顔料である。光沢、反射性、色
合、及び他の所望の特性の劂き所望の倖芳特性を
埗るに十分な量の顔料が䜿甚される。䞀般に䜿甚
される顔料の量は党バむンダに察する党顔料の比
にお衚わされる。本発明の電着可胜な暹脂組成物
に斌おは、兞型的には玄0.1〜0.4、より兞型的に
は玄0.15〜0.35、奜たしくは玄0.2〜0.3のバむン
ダに察する顔料の比が採甚される。顔料は䞀般に
ペヌストの状態にお、即ち顔料、アミン含有゚ポ
キシ暹脂、衚面掻性剀を含む組成物に予め分散さ
れた状態にお電着济に添加される。
電着济は兞型的には本発明の実斜に䜿甚される
暹脂ビヒクルのための氎に溶解可胜な又は郚分的
に氎に溶解可胜な有機溶媒である共同溶媒を含有
しおいおよい。本発明の実斜に䜿甚される共同溶
媒は圓技術分野に斌お公知であり䞀般に䜿甚され
おいる溶媒である。
かかる揮発性の有機共同溶媒の䟋ずしおは、゚
チレングリコヌル・モノメチル゚ヌテル、゚チレ
ングリコヌル・モノ゚チル゚ヌテル、゚チレング
リコヌル・モノブチル゚ヌテル、ゞ゚チレングリ
コヌル・モノブチル゚ヌテル、゚タノヌル、む゜
プロパノヌル、−ブタノヌル等がある。平滑な
塗膜ずなる良奜な゚マルシペンが圢成されるよ
う、十分な量の共同溶媒が䜿甚される。
本発明の橋かけ結合剀を䜿甚すれば共同溶媒を
䜿甚する必芁性が実質的に䜎枛され若しくは完党
に排陀される。共同溶媒が䜿甚される堎合には、
塗装济に䜿甚される総量は、その塗装济の20〜
25wt固䜓を基準に芋お、兞型的には玄0.5wt
未満であり、奜たしくは玄0.3wt未満である。
䞻芁な氎溶性゚マルシペン䞭に存圚する共同溶媒
の量は、その゚マルシペンの36wt固䜓を基準
に芋お、兞型的には玄0.5wt未満、奜たしくは
0.3wt未満である。
電着プロセスは䞀般に、盎流電流に接続された
導電性を有する陜極を内郚に有し電気的に絶瞁さ
れたタンク内に斌お生じる。タンクの倧きさは塗
装されるべき物品の倧きさ次第である。䞀般にタ
ンクぱポキシ暹脂にお含浞されたガラス繊維又
はポリプロレンの劂き絶瞁性被芆におラむニング
されたステンレス鋌又は軟鋌にお圢成される。本
発明の陰極型電着可胜な暹脂組成物は兞型的には
乗甚車やトラツクのボデむの劂き物品を塗装する
ために䜿甚される。かかる目的で䜿甚される電着
济タンクの兞型的な容積は玄60000ガロン227
Kl〜玄120000ガロン454Klである。
䞀般に塗装されるべき物品はその導電性を有す
る物品が陰極ずしお䜜甚するよう盎流電気回路に
接続される。物品が塗装济䞭に浞挬されるず、電
子が陰極より陜極ぞ流れ、即ち通垞の電流が陜極
より陰極ぞ流れ、これにより分散された陰極型電
着可胜な暹脂組成物の粒子が物品の衚面に付着せ
しめられる。分散された暹脂組成物の粒子は正の
電荷を䞎えられおおり、埓぀お塗装されるべき物
品の負の陰極面ぞ匕き寄せられる。物品が陰極型
電着塗装济䞭に存圚する間に物品䞊に付着する塗
膜の厚さは陰極型電着可胜な暹脂組成物、物品を
暪切る電圧、電流密床、塗装济のPH、導電性、物
品を塗装济䞭に保持する時間等の関数である。十
分な厚さの塗膜を埗るに十分な電圧が十分な時間
に亙り塗装されるべき物品に印加される。塗装さ
れるべき物品を暪切぀お印加される電圧は兞型的
には玄50〜500V、より兞型的には玄200〜350V、
奜たしくは玄225〜300Vである。電流密床は兞型
的には玄0.5〜30Aft2玄0.5〜32mAcm2、よ
り兞型的には玄〜25Aft2玄〜27mA
cm2、奜たしくは玄1Aft2玄1mA〜cm2であ
る。塗装されるべき物品は䞀般に十分な厚さを有
し十分な耐食性及び可撓性を有する塗膜を圢成す
るに十分な時間に亙り塗装济䞭に保持される。保
持時間は兞型的には玄〜分、より兞型的には
玄〜2.5分、奜たしくは玄分である。
塗装济のPHは電圧が印加された状況䞋に斌お砎
断しない塗膜を圢成するに十分な倀である。即ち
暹脂が分散された状態よりキツクアりトするこず
がないよう塗装济の安定性を維持し䞔塗装济の導
電性を制埡するに十分なPHである。PHは兞型的に
は玄〜、より兞型的には玄〜6.8、奜たし
くは玄〜6.5である。
塗装济の導電性は十分な厚さの塗膜を圢成する
に十分な倀である。導電性は兞型的には玄800〜
3000ÎŒs、より兞型的には玄800〜2200ÎŒs、奜たし
くは玄900〜玄1800ÎŒsである。
望たしい塗膜厚さは十分な可撓性を有し぀぀耐
食性を䞎えるに十分な厚さである。本発明の塗装
された物品の塗膜厚さは兞型的には玄0.4〜
1.8mil10〜46Ό、より兞型的には玄0.6〜1.6mil
15〜41Ό、奜たしくは玄1.2〜1.4mil30〜36Ό
である。「被膜の高环積性」ずは1.0mil25Όを
越える被膜を意味するものずしお定矩される。
塗装济の枩床は冷华により玄86〓30℃以䞋
の枩床に維持されるこずが奜たしい。
塗膜の厚さが所望の厚さになるず、塗装された
物品は電着济より取出され、硬化凊理に付され
る。䞀般に電着により圢成された塗膜は封鎖され
た橋かけ結合剀の封鎖を解陀し電着可胜な暹脂組
成物の橋かけ結合を可胜にするに十分な時間に亙
り十分な枩床にお通垞の察流炉内にお硬化され
る。塗装された物品は兞型的には玄200〜600〓
93.3〜316℃、より兞型的には玄250〜375〓
121〜191℃、奜たしくは玄295〜325〓146〜
163℃の枩床にお焌成される。たた塗装された
物品は玄10〜40分間、より兞型的には玄10〜35分
間、奜たしくは玄15〜30分間に亙り焌成される。
本発明の塗装された物品は茻射熱、蒞気硬化、
熱䌝達流䜓ずの接觊、及びこれらず等䟡な他の方
法を䜿甚しお硬化されおもよい。
硬化した塗膜の平滑性は溶着された塗料組成物
の流動性の関数である。流動性は電着された塗料
組成物が硬化工皋䞭に液化し、橋かけ結合剀の開
始前に塗装された物品の衚面䞊に平滑な接着性の
膜を圢成する傟向ずしお定矩される。流動性は共
同溶媒の可塑化効果に関連しおいる。
䞀般に本発明の塗装された物品は鋌、アルミニ
りム、銅を含む金属の劂き導電性基䜓を含んでい
るが、䞊述の金属ず同様の導電性を有する任意の
導電性基䜓が䜿甚されおよい。塗装されるべき物
品はその党おの面が電着济に濡れるものである限
り任意の圢状をなすものであ぀およい。塗装に圱
響を及がす塗装されるべき物品の特性ずしおは、
物品の圢状、物品の衚面が塗料溶液に濡れる皋
床、陜極よりシヌルデむングされおいる皋床等が
ある。シヌルデむングは陰極ず陜極ずの間に圢成
される電界に干枉する皋床ずしお定矩され、塗料
組成物がかくしおシヌルデむングされた領域に斌
お溶着されるこずを阻止する。塗装济が物品の陜
極より離れた領域を塗装し埗る胜力の指暙は均䞀
電着性である。均䞀電着性は陜極及び陰極の電気
的圢態及び電着济の導電性の関数である。
本発明の塗装された物品の塗膜は平滑性、光
沢、可撓性、高环積性、耐久性、及び耐食性を有
しおいる。平滑性及び光沢は陰極型電着される暹
脂の流動性に関連しおいる。たた耐久性、高环積
性、可撓性、及び耐食性は陰極型電着される暹脂
の化孊的性質及び溶着された塗膜の平滑性に関連
しおいる。かかる塗料組成物は自動車のプラむマ
ヌオヌバヌコヌトを容易に受入れるものである。
本発明の塗料組成物により塗装される物品はホ
スホタむゞング济䞭にお䞍玔物及び汚染物質を陀
去する予備凊理が行われた自動車のボデむであ
る。
以䞋の䟋は本発明の原理及び実斜態様を説明す
るものであり、本発明はこれに限定されるもので
はない。以䞋の䟋に斌お䜿甚される郚及びパヌセ
ンテヌゞはそれぞれ重量郚及び重量パヌセンテヌ
ゞである。
䟋 1A 1392郚の8020の比の−トル゚ン・ゞむ
゜シアネヌト及び−トル゚ン・ゞむ゜シア
ネヌトのむ゜マヌ混合物ず、300郚のメチル・む
゜ブチル・ケトンずを貯容する適圓な反応容噚内
ぞ窒玠ブランケツトにお撹拌される状態にお712
郚のポリオヌルTP30登録商暙トリメチロヌ
ルプロパン−トリ゚トキシレヌト、ス゚ヌデン囜
のペルストヌブ・カンパニヌPerstorp Co.
補をゆ぀くりず装入するこずにより橋かけ結合
剀が圢成された。反応は110〓43.3℃以䞋の
枩床に維持された。装入物は時間半110〓
43.3℃に維持され、次いで140〓60℃に加
熱され、その時点に斌お832郚のコチレングリコ
ヌル・モノプロピル゚ヌテルが添加された。装入
物は実質的に党おのむ゜シアネヌト郚分が消費さ
れたこずが赀倖線走査により瀺されるたで210〜
220〓98.9〜104℃に時間半維持された。次
いで装入物は832郚のメチル・む゜ブチル・ケト
ン及び126郚のブタノヌルにお薄められた。
䟋 1B 188の゚ポキシ圓量を有する1658郚の゚ポン
Epon828ず、473郚のビスプノヌルず、
230のヒドロキシ圓量を有する583郚の゚トキシレ
ヌト化されたビスプノヌルミリケン・ケミ
カル・カンパニヌMilliken Chemical Co.補
のシンフアツクSynfac8009ず、147郚のト
ル゚ンずが適圓な反応容噚に装入された。
装入物は也燥窒玠ブランケツトのもので145〓
63℃に加熱され、反応容噚3.8郚のベンゞル・
ゞメチル・アミンが添加された。反応混合物は曎
に160℃に加熱され、45分間維持され、远加の5.4
郚のベンゞル・ゞメチル・アミンが添加され、混
合物は所望のWPEが埗られるたで150℃に維持さ
れ、次いで埗られるアダクトを垌釈すべく1037
郚のトル゚ンが反応容噚に添加された。
䟋 1C 撹拌装眮、枩床蚈、窒玠導管、及びコンデンサ
を備えた通垞の反応容噚に730郚のトリ゚チレ
ン・テトラミンが装入された。トリ゚チレン・テ
トラミンは140〓60℃にゆ぀くりず加熱され
た。次いで1846郚のアダクトが30分の間に反応
容噚に添加された。アダクトが完党に装入され
た埌、混合物が180〓82.2℃に加熱され、
時間維持された。次いで反応容噚内混合物䞭の過
剰のアミンが、75mmHgの真空を䞎え、反応容噚
内の物質の枩床を2.5時間に亙り550〓288℃
にゆ぀くりず䞊昇させるこずにより、真空蒞着及
び凝瞮により陀去された。混合物は蒞留物質が発
生しなくなるたでこの枩床に維持された。次いで
枩床が360〓182℃に䜎䞋され、反応容噚に
158郚のペラルゎン酞及び50郚のキシレンが添加
された。埗られた混合物は360〓182℃に加熱
され、䟡がに䜎䞋するたで還流状態に維持され
た。次いで反応混合物は呚囲枩床に冷华され、56
NV非揮発成分になるたでメチル・む゜ブ
チル・ケトンにお薄められた。
䟋 1D 時間に亙り13郚のメチル・む゜ブチル・ケト
ン及び郚のアセトンの還流混合物に察し、44郚
のアクリル酞ブチル、15郚のアクリル酞ヒドロキ
シ゚チル、15郚のメタクリル酞ゞメチルアミノ゚
チル、郚のスチレン、郚のオクチル・メルカ
プタン、郚のバゟVAZO67、郚のアセ
トンを添加するこずによりアクリルぞこみ防止剀
が圢成された。15分間保持した埌、0.14郚のバゟ
VAZO67ず郚のメチル・む゜ブチル・ケト
ンずが添加された。装入物は曎に時間還流枩床
に維持された。
䟋 1E 還流コンデンサ及び撹拌装眮を備えた通垞の反応
容噚を甚いお、774郚の脱むオン氎及び12郚の酢
酞に察し、高速撹拌される状態にお702郚の䟋1C
のアダクトず、391郚の䟋1Aの橋かけ結合剀ず、
21郚の䟋1Dのヘこみ防止剀ずを添加するこずに
より䞻芁な゚マルシペンが圢成された。日間に
亙る撹拌が行われた埌党おの有機溶媒が陀去され
た。
䟋 1F アダクト及びアダクトは粉砕ビヒクルの二
぀の䞭間䜓である。アダクトは也燥窒玠ブラン
ケツトにお撹拌される状態にお゚チレングリコヌ
ル・モノプロピル゚ヌテルを−トル゚ン・
ゞむ゜シアネヌトに添加するこずにより圢成され
た。反応は100〓37.8℃以䞋の枩床に維持さ
れた。装入物は曎に時間半保持された。
䟋 1G 455郚のトリトンTriton−102登録商
暙アメリカ合衆囜ペンシルバニア州、フむラ
デルフむア所圚のロヌム・アンド・ハヌス・カン
パニヌRohm and Haas Co.により補造され
おいるアルキルアリヌル・ポリ゚ヌテル・アルコ
ヌル及び氎を陀去するべく予め共沞蒞留された
51郚のメチル・む゜ブチル・ケトンに察し、109
郚の−トル゚ン・ゞむ゜シアネヌトが添加
された。反応は時間に亙り115〓46.1℃に
維持された。この装入物に察し56郚のゞメチル・
゚タノヌルアミンが添加され、反応が時間に亙
り160〓71.1℃に維持された。最埌に50郚の
゚チレングリコヌル・モノブチル゚ヌテルず、75
郚の乳酞ず、89郚の脱むオン氎ずが添加された。
反応は時間に亙り190〓87.8℃に維持され
た。
䟋 1H 206郚の゚ポンEPON1002FWPE650、
アメリカ合衆囜テキサス州、ヒナヌストン所圚の
シ゚ル・ケミカル・カンパニヌShell
Chemical Co.補及び39郚のむ゜ブチル・メチ
ル・ケトンを貯容する反応容噚に88郚のアダクト
を添加するこずにより粉砕ビヒクルが圢成され
た。反応枩床は時間に亙り250〓121℃に維
持された。次いで186郚の゚チレングリコヌル・
モノブチル゚ヌテル及び381郚の䟋1Gのアダクト
が反応容噚に添加された。装入物は時間に亙り
180〓82.2℃に維持された。
䟋 1I 最倧粒子寞法が玄12Όに枛小するたで玄24時間
に亙り、鋌球ミル䞭にお203郚の䟋1Hの粉砕ビヒ
クルず、17郚の゚チルグリコヌル・モノブチル゚
ヌテルず、247郚の脱むオン氎ず、67郚のケむ酞
アルミニりムず、317郚の二酞化チタンず、30郚
のケむ酞鉛ず、郚のカヌボンブラツクず、19郚
のゞブチル酞化スズずを粉砕するこずにより顔料
ペヌストが圢成された。次いで66郚の远加の脱む
オン氎が添加された。
䟋 1J 塗装济を圢成すべく、1786郚の䟋1Eの䞻芁な
゚マルシペンず、1084郚の脱むオン氎ず、330郚
の䟋1Iの顔料ペヌストずを混合するこずにより、
これらの成分よりなる電着に適した分散液が圢成
された。この分散液のPHはであり、党固䜓濃床
は25であ぀た。週間に亙る撹拌埌には党おの
有機溶媒が塗装济より陀去された。300Vにお
分間に亙る電着が行われたリン酞凊理された鋌補
パネルは300〓149℃にお25分間に亙る焌成埌
に厚さ1.2mil30Όの平滑な被膜を呈した。
䟋 2A 䞻芁な゚マルシペンが以䞋の劂く圢成された。
たず702の゚ポンEPON828ず、243郚の゚ト
キシレヌト化されたビスプノヌルミリケ
ン・ケミカル・カンパニヌMilliken Chemical
Co.補のシンフアツクSynfac8009ず、60
郚のキシレンずが適圓な反応容噚に装入された。
混合物は存圚する氎を陀去すべく200〜215℃に加
熱された。次いで混合物は150℃に冷华され、198
郚のビスプノヌル及び1.6郚にベンゞルメチ
ル・アミンが添加された。混合物は150℃に加熱
され、玄30分間に亙り150℃ず190℃ずの間の枩床
に維持され、しかる埌130℃に冷华された。次い
で2.2郚のベンゞルメチル・アミンが添加され、
反応混合物は−の小さいガヌドナヌホルト
Gardner−Holdt粘床−゚トキシ゚タノ
ヌル䞭に50暹脂の溶液が埗られるたで玄時
間半に亙り130℃に維持された。次いで1121郚の
䟋1Aのポリりレタン橋かけ結合剀ず、73郚のデ
ヌ・むヌ・テむヌ・゚ヌDTEAゞケチミン
゚チル・む゜ブチル・ケトン䞭に73の固䜓
ず、65郚のメチル・゚タノヌル・アミンずが添加
され、混合物は110〓43.3℃に時間維持さ
れた。次いで混合物は3149郚の脱むオン氎及び68
郚の乳酞䞭に分散された。次いで溶媒が真空蒞留
により陀去された、溶媒が陀去された分散液の固
䜓濃床は玄36であ぀た。
䟋 2B 1786郚の䟋2Aの䞻芁な゚マルシペンず、1084
郚の脱むオン氎ず、330郚の䟋1Iの顔料ペヌスト
ずを混合するこずにより、これらの成分よりなる
電着に適した分散液が圢成された。この分散液の
PHは6.2であり、党固䜓成分は25であ぀た。
週間に亙る撹拌埌には党おの有機溶媒が塗装济よ
り陀去された。リン酞凊理され300Vにお分間
に亙り電着された鋌補パネルは、325〓163℃
にお25分間に亙る焌成埌には厚さ1.2mil30Όの
平滑な被膜を呈した。
本発明の橋かけ結合剀を䜿甚すれば、驚くべき
こずに、たた意倖にも電着塗装济に共同溶媒を䜿
甚する必芁性が実質的に䜎枛され若しくは完党に
排陀され、しかも平滑で可撓性及び高环積性を有
する塗膜が圢成される。
以䞊に斌おは本発明は特定の実斜䟋に぀いお詳
现に説明したが、本発明はかかる実斜䟋に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にお他の皮々
の実斜䟋が可胜であるこずは圓業者にず぀お明ら
かであろう。

Claims (1)

    【特蚱請求の範囲】
  1.  陰極型電着プロセスを䜿甚しお被膜圢成暹脂
    にお物品を塗装する方法であ぀お、陰極型電着可
    胜なアミン含有゚ポキシド暹脂が橋かけ結合剀ず
    混合され、次いで前蚘暹脂が酞ず造塩反応せしめ
    られお氎溶性゚マルシペンが圢成され、前蚘氎溶
    性゚マルシペンが顔料ペヌスト及び氎ず混合され
    お氎溶性電着塗装济が圢成され、前蚘济が内郚に
    陜極を有する電気絶瞁されたタンク内に貯容さ
    れ、導電性を有する物品がそれが陰極ずしお䜜甚
    するよう盎流電気回路に電気的に接続され、次い
    で前蚘物品が前蚘济䞭に浞挬され、盎流電流が前
    蚘物品を暪切぀お通されるこずにより前蚘暹脂、
    前蚘橋かけ結合剀、及び前蚘顔料ペヌストの被膜
    が溶着され、次いで前蚘物品が前蚘济より取出さ
    れ、塗膜が硬化される方法にしお、ポリ゚ヌテル
    ポリオヌルずポリむ゜シアネヌトず封鎖剀ずの反
    応生成物を含む橋かけ結合剀が䜿甚され、圢成さ
    れる塗膜が平滑で可撓性及び高环積性を有し、こ
    れにより塗装济に揮発性の有機共同溶媒を䜿甚す
    る必芁性が実質的に䜎枛され若しくは排陀されお
    いるこずを特城ずする方法。
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