JPH078967B2 - 陰極型電着プロセス用樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents

陰極型電着プロセス用樹脂組成物及びその製造方法

Info

Publication number
JPH078967B2
JPH078967B2 JP1769486A JP1769486A JPH078967B2 JP H078967 B2 JPH078967 B2 JP H078967B2 JP 1769486 A JP1769486 A JP 1769486A JP 1769486 A JP1769486 A JP 1769486A JP H078967 B2 JPH078967 B2 JP H078967B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyamine
resin composition
typically
coating
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1769486A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61176676A (ja
Inventor
テリー・エル・アンダーソン
タパン・ケイ・デブロイ
デイン・ワイ・チユン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Corp
Original Assignee
BASF Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Corp filed Critical BASF Corp
Publication of JPS61176676A publication Critical patent/JPS61176676A/ja
Publication of JPH078967B2 publication Critical patent/JPH078967B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
    • C09D5/4419Coating 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
    • C09D5/443Polyepoxides
    • C09D5/4434Polyepoxides characterised by the nature of the epoxy binder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S524/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S524/901Electrodepositable compositions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511Of epoxy ether
    • Y10T428/31529Next to metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、エポキシ樹脂に係り、更に詳細には陰極型電
着プロセスに使用され橋かけ結合剤にて硬化されるエポ
キシ樹脂組成物に係る。
背景技術 物体を被覆すべく水性浴中に電着可能な樹脂組成物を使
用することは当技術分野に於てよく知られている。一般
に、電着可能な被覆組成物を形成すべく橋かけ組成物と
混合された樹脂組成物が、該組成物が水に対し可溶化さ
れるよう酸と造塩反応せしめられる。水性の被覆組成物
は真の溶液よりも分散液により近いものと考えられてお
り、一般に溶解した状態というよりはむしろ可溶化され
た状態にあるといわれる。典型的に使用される樹脂はア
ミンと反応され或いはアミンにてアダクト化されたエポ
キシ樹脂である。アミンは組成物を水に対し可溶化させ
るべく酸と造塩反応させるための窒素原子を得るのに必
要である。可溶化は一般に有機酸又は無機酸及び水を貯
容する反応容器内へ電着可能な樹脂組成物を供給するこ
とにより行われる。
電着浴は一般に該浴中に浸漬され直流電気回路に接続さ
れた陽極を含んでいる。被覆されるべき物品は金属の如
き導電性を有する材料を含んでいなければならない。物
品は上述の直流電気回路に接続され、陰極として機能す
る。物品は電着浴中に浸漬され、電子が陰極より陽極へ
流れる、即ち通常の電流が陽極より陰極へ流れる電気回
路が閉じられる。これと同時に電着可能な被覆組成物の
正電荷を有する粒子が陰極物品の表面へ移送され、該表
面上に付着する。溶着される膜の厚さは時間、電流、導
電性等の関数であり、被覆浴に使用される樹脂組成物に
関連している。被覆は電気絶縁特性を有しているので、
溶着される膜状層の厚さが増大するにつれて電流が一般
に減少する。所望の被覆厚が得られた後に被覆された物
品が被覆浴より取出され、硬化工程として炉内にて焼成
され、これにより被覆組成物の橋かけ結合、即ち硬化が
行われ、これにより硬く耐食性に優れた被覆が形成され
る。かかる種類の組成物を開示する多数の特許が存在す
るが、それらのうちより典型的な特許についてこれより
説明する。
米国特許第4,031,050号には、アミン含有エポキシ樹脂
アダクト及び封鎖されたポリイソシアネートを含む電着
可能なカチオン組成物が開示されている。
米国特許第4,182,833号には、電着可能な被覆樹脂とし
て使用されるカチオンエポキシド−アミン反応生成物が
開示されている。またこの米国特許には封鎖されたポリ
イソシアネート橋かけ結合組成物を使用することも開示
されている。
米国特許第4,104,147号には、電着可能な連鎖延長され
たカチオンポリエポキシドが開示されており、分子が有
機ポリオールにて連鎖延長されており、このカチオンポ
リエポキシドはセカンダリアミンにてアダクト化され、
封鎖されたイソシアネート誘導体にて硬化される。
米国特許第4,225,479号には、ポリエポキシド樹脂とプ
ライマリアミンとの反応生成物を含む電着可能な樹脂組
成物が開示されている。またこの米国特許にはアミノプ
ラスト樹脂、フェノプラスト樹脂、封鎖されたポリイソ
シアネートの如き橋かけ結合剤を使用することも開示さ
れている。
米国特許第4,093,594号には、過剰のアミンを使用して
ポリアミンにてアダクト化されたポリエポキシド樹脂が
開示されている。樹脂はモノエポキシド又はモノカルボ
キシル酸と反応され、酸との反応が行われると陰極型電
着プロセスに於て物体を被覆するのに有用な水に溶解可
能な、即ち分散可能な樹脂を形成する。
米国特許第4,419,467号には、カチオン樹脂を形成する
ための改善された方法であって、ポリエポキシド樹脂が
特定のポリエーテルポリオールと接触せしめられ、次い
でアミン又は酸の如きカチオン塩基形成剤と反応せしめ
られる方法が開示されている。
当技術分野に於て公知の陰極型電着可能な被覆組成物
は、膜の累積性(build)及び均一電着性(つきまわり
性)が不十分であること、焼成温度が高いこと、膜の表
面が粗いことを含むそれらの使用に関連する幾つかの欠
点を有している。
累積性の膜の厚さとして定義される。均一電着性は陰極
物品のうち陽極より離れ又はシールドされた領域を被覆
する能力に関連している。均一電着性は陽極の位置に対
する膜の溶着率として定義される。
1.4mil(36μ)の膜厚さを生じる高累積性の膜も存在す
るが、従来の被覆は一般に約0.6mil(15μ)の膜厚さを
有している。膜厚さは耐食性に関連している。更に高累
積性の膜を使用する場合には場合によってはプライマー
被覆の必要性がなくなる。従来の被覆は一般に、被覆と
して溶着し少くとも約325゜F(162℃)の温度にて硬化
するためには少くとも約2.5分を必要とする。溶着時間
及び焼成温度の低減によりコスト及びエネルギを節減す
ることができる。
電着可能な被覆組成物のかかる領域に於て多大の努力が
従来より払われているが、かかる技術分野に於ては膜の
累積性を高くし、均一電着性を高くし、膜の表面を平滑
化し、橋かけ結合温度、即ち硬化温度を低くする等の如
き種々の改善に対する研究が継続的に行われている。
従って当技術分野に於て必要とされているものは、既存
のプロセスパラメータにて膜の累積性を高くすることが
できまた硬化温度の低い陰極型電着可能な水溶性被覆組
成物である。
発明の開示 陰極型電着プロセスに於て膜形成組成物として使用され
る新規な樹脂組成物は、橋かけ結合剤と組合されると、
陰極型電着プロセスに於て約225〜300゜F(107〜149
℃)の低橋かけ結合温度にて約2分以内という短時間の
うちに約1.2〜1.8mil(30〜46μ)の被覆厚を有する高
累積性の被覆を形成し得ることが解っている。本発明の
新規な樹脂組成物は、(I)ポリエポキシドを水と混和
可能若しくは水に溶解可能なポリオールと反応させるこ
とにより形成された修正されたエポキシ樹脂と、(II)
各1モル当量のエポキシドに対し1.5〜15.0モルのポリ
アミンに等しい比のポリアミンと、(III)脂肪族モノ
エポキシドとの反応生成物を含んでいる。
本発明の他の一つの局面は、陰極型電着プロセスに於て
膜形成組成物として使用される樹脂組成物の製造方法で
あって、 (A)ポリエポキシドを水と混和可能若しくは水に溶解
可能なポリオールと反応させることにより形成された修
正されたエポキシ樹脂と、各1モル等量のエポキシドに
対し少なくとも1.5モルのポリアミンに等しい比のポリ
アミンとをアダクト化させる過程と、 (B)過程(A)により得られたエポキシーポリアミン
アダクトを真空蒸留して未反応のポリアミンを除去する
過程と、 (C)脂肪酸モノエポキシドを過程(B)により得られ
たエポキシ−ポリアミンアダクトと反応させる過程と、 を含み、エポキシ−ポリアミンアダクトと脂肪酸モノエ
ポキシドとの反応生成物は橋かけ結合剤との組合せに於
て陰極型電着プロセスに於て低橋かけ結合温度にて短時
間のうちに高累積性被覆を形成し得ることを特徴とする
樹脂組成物の製造方法である。
以下に本発明を実施例について詳細に説明する。
発明を実施するための最良の形態 本発明の陰極型電着可能な被覆組成物は、修正されたエ
ポキシ樹脂を形成すべくまず水に混和可能若しくは水に
溶解可能なポリオールと反応せしめられたエポキシ樹脂
を含んでいる。これにより修正されたエポキシ樹脂は連
鎖延長され、これによりエポキシ分子の分子量が増大さ
れる。
本発明の実施に有用なエポキシドは、当技術分野に於て
一般に使用されているポリエポキシドであり、1分子当
り少なくとも一つのエポキシ基を含む樹脂材料を含んで
いる。
特に有用なポリエポキシドは多価フェノールのグリシジ
ル・ポリエーテルである。
かかるポリエポキシド樹脂はエピハロヒドリン及び二価
フェノールより誘導され、約400〜約4000のエポキシド
当量を有している。エピハロヒドリンの例としては、エ
ピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピイオドヒ
ドリンがあり、エピクロロヒドリンが好ましい。二価フ
ェノールの例としては、レゾルシノール、ヒドロキノ
ン、p,p′−ジヒドロキシジフェニルプロパン(一般に
ビスフェノールAと呼ばれる)、p,p′−ジヒドロキシ
ベンゾフェノン、p,p′−ジヒドロキシジフェニル、p,
p′−ジヒドロキシジフェニル・エタン、ビス(2−ヒ
ドロキシナフチ)メタン、1,5−ジヒドロキシナフチレ
ン等があり、ビスフェノールAが好ましい。これらのポ
リエポキシド樹脂は当技術分野に於てよく知られてお
り、エピハロヒドリン及び二価フェノールを種々の比率
にて反応させることにより、又は二価フェノールを低分
子ポリエポキシド樹脂と反応させることにより、所望の
分子量にて形成される。特に好ましいポリエポキシド樹
脂は、約450〜約2000、より典型的には約800〜約1600、
好ましくは約800〜1500のエポキシド当量を有するビス
フェノールAのグリシジル・ポリエーテルである。
本発明に実施に使用されるポリエポキシドは比較的高い
分子量を有しており、即ち分子量は典型的には約900〜
約4000、より典型的には約1600〜約3200、好ましくは約
1600〜約2800である。
他の一つの非常に有用なポリエポキシドは、ノボラック
樹脂又はこれと同様のポリフェノール樹脂より同様に製
造される。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−プ
ロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,2,6−
ヘキサントリオール、グリセロール、ビス(4−ヒドロ
キシシクロヘキシル)2,2−プロパン等の如き多価アル
コールより誘導される多価アルコールの同様のポリグリ
シジル・エーテルを含むポリエポキシドも適している。
またポリカルボキシル酸のポリグリシジル・エステルも
使用されてよく、かかるエステルはエピクロロヒドリン
又は同様のエポキシ化合物を、シュウ酸、コハク酸、グ
ルタル酸、テレフタール酸、2,6−ナフチラン・ジカル
ボキシル酸、二量化されたリノレン酸の如き脂肪族又は
芳香族ポリカルボキシル酸と反応させることによって製
造される。それらの例はアジピン酸グリシジル及びフタ
ル酸グリシジルである。またオレフィン的に不飽和の脂
環式化合物のエポキシ化により誘導されるポリエポキシ
ドも有用である。これには部分的に一つ又はそれ以上の
モノエポキシドを含むジエポキシドが含まれている。こ
れらのポリエポキシドは非フェノールであり、脂環式オ
レフィンをエポキシ化することにより得られる。例えば
酸素及び選定された方法用の触媒により、過安息香酸に
より、アセトアルデヒド・モノパーアセテートにより、
又は過酢酸により得られる。かかるポリエポキシドの中
には当技術分野に於てよく知られたエポキシ脂環式エー
テル及びエステルがある。
他のエポキシ含有化合物及び樹脂としては、米国特許第
3,365,471号に開示されている如き窒素を含むジエポキ
シド、1,1−メチレン・ビス(5−置換されたヒダント
イン)よりのエポキシ樹脂(米国特許第3,391,097
号)、ビス−イミド含有ジエポキシド(米国特許第3,45
0,711号)、エポキシレート化されたアンモメチルジフ
ェニル・オキシド(米国特許第3,312,664号)、複素環
式N,N′−ジグリシジル化合物(米国特許第3,503,979
号)、アミノ・エポキシ・ホスホネート(英国特許第1,
172,916号)、1,3,5−トリグリシジル・尿酸イソシア
ン、及び当技術分野に於て公知の他のエポキシ含有材料
がある。
本発明の実施例に於てエポキシ樹脂を随意に連鎖延長さ
せるために使用される水に溶解可能又は水と混和可能な
ポリオールは、少なくとも一つ、好ましくは二つのアル
コール・プライマリ・ヒドロキシルを含む有機ポリオー
ルを含んでいる。本発明の実施に於ては有機ポリオール
の混合物が使用されてよく、また有機ポリオールとプラ
イマリ・モノ・プライマリ・アルコールの混合物が使用
されてもよい。これらの有機ポリオールは約200〜約300
0、より典型的には約300〜約1000、好ましくは約400〜
約700の分子量を有している。
「水と混和可能な」とはポリオールが水と均一に混合又
はブレンドする能力又は傾向として定義される。同様に
「水に溶解可能な」とはポリオールが水と均一にブレン
ドする能力又は傾向を意味する。
本発明の実施に使用される有機ポリオールは当技術分野
に於て公知のポリオールであり、例えば米国特許第4,10
4,147号に開示されたポリオールである。
本発明の修正されたエポキシ樹脂を形成するために使用
される水に溶解可能な又は水と混和可能なポリオール
は、脂肪族ポリオール、芳香族ポリオール、アルキレン
ポリオール、ブタジエンポリオール、ブタジエン・アク
リロニトリル・ポリオールを含んでいる。
本発明の実施に使用される有機ポリオールの特殊な例と
しては、ユニオン・カーバイド・コーポレイション(Un
ion Carbide Corp.)により製造されているトーン(T
one)200なる商品名のポリオール、ユニオン・カーバイ
ド・コーポレイションにより製造されているカーボワッ
クス・ピー・ジー(Carbowax PG)300及びカーボワッ
クス・ビー・ジー400なる商品名のポリオール、アメリ
カ合衆国サウスカロライナ州、スパータンバーグ所在の
ミリケン・ケミカル・カンパニー(Milliken Chemical
Co.)により製造されているシンファック(SynFac)8
007及びシンファック8008なる商品名のポリオール、ア
メリカ合衆国オハイオ州、クリーヴランド所在のビー・
エフ・グッドリッチ・ケミカル・コーポレイション(B.
F.Goodrich Chemical Corp.)により製造されている
ハイカー・エイチ・ティー・ビー・エヌ(Hycar HTB
N)なる商品名のポリオールがある。特に好ましいポリ
オールはシンファック8008なる商品名のポリオールであ
る。
ポリエポキシドの修正、即ち連鎖延長及びこれに伴なう
分子量の増大は、トルエン、キシレン、メチル・イソブ
チル・ケトン、任意の不活性の溶媒、又はこれらの混合
物の如き有機溶媒中にて十分な量の有機ポリオールを十
分な量のポリエポキシドと混合し、これらの物質をポリ
エポキシドを完全に反応させるべく触媒の存在下に於て
通常の反応容器内にて十分な温度にて十分な時間に亙り
反応させることにより達成される。反応温度は典型的に
は約200〜350゜F(93.3〜177℃)、より典型的には約25
0〜320゜F(121〜160℃)、好ましくは約260〜300゜F
(127〜149℃)である。
反応時間は典型的には約120〜300分、より典型的には16
0〜260分、好ましくは約180〜240分である。
典型的には約1.5〜3.0のエポキシド当量、より典型的に
は約2.0〜2.5エポキシド当量、好ましくは約2.0当量の
ポリエポキシドが1当量のポリオールと反応せしめられ
る。好適な触媒の例としては、ベンジル・ジメチルアミ
ン、トリエチルアミン、トルフェノール・ホスフィン、
ボロン・トリフルオライド、ジメチルシクロヘキシルア
ミン、ジメチルエタノールアミン又は任意のルイス酸が
ある。
本発明の実施に於て使用されるポリアミンは、米国特許
第4,139,510号に開示されたポリアミンの如く当技術分
野に於てエポキシドと反応することが知られているポリ
アミンの代表的なものである。
本発明に於てポリエポキシド樹脂と反応されるポリアミ
ンは1分子当り少なくとも2個のアミン窒素原子と1分
子当り少なくとも3個のアミン水素原子とを含み、エポ
キシド基と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、芳香族の何れであっ
てもよく、1分子当り少なくとも2個の炭素原子を含ん
でいる。有用なポリアミンは1分子当り約2〜6個のア
ミン窒素原子と、約3〜8個のアミン水素原子と、約2
〜20個の炭素原子とを含んでいる。かかるアミンの例と
しては、アルキレン・ポリアミン、エチレン・ジアミ
ン、1,2−プロピレン・ジアミン、1,3−プロピレン・ジ
アミン、1,2−ブチレン・ジアミン、1,3−ブチレン・ジ
アミン、1,4−ブチレン・ジアミン、1,5−ペンタレン・
ジアミン、1,6−ヘキシレン・ジアミン、o,m及びp−フ
ェニレン・ジアミン、4,4′−メチレン・ジアニリン、
メタン・ジアミン、1,4−ジ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。本発明に於て使
用されるに好ましいアミンは下記の化学式を有するアル
キレン・ポリアミンである。
ここにnは約0〜4の整数であり、Rは約2〜4個の炭
素原子を含むアルキレン基である。かかるアルキレン・
ポリアミンの例としては、エチレン・ジアミン、ジエチ
レン・トリアミン、トリエチレン・テトラミン、テトラ
エチレン・ペンタミン、ペンタエチレン・ヘキサミン、
ジプロピレン・トリアミン、トリブチレン・テトラミン
等がある。またこれらのアミンの混合物が使用されても
よい。より好ましいアミンはエチレン・ポリアミンであ
り、最も好ましいアミンはトリエチレン・テトラミン、
テトラエチレン・ペンタミン、ジエチレン・トリアミン
である。
ポリエポキシド樹脂中に元々存在していた各エポキシド
当量について形成されたアダクトが約1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エポキシド樹脂と反応
せしめられる。アダクト化反応は一般に各エポキシド当
量のポリエポキシド樹脂について約1.5〜15.0モル、即
ち過剰量のポリアミンを必要とし、より典型的には約2.
0〜12.0モル、好ましくは約3.0〜10.0モルのポリアミン
を必要とする。かくして本発明の実施に於ては過剰量の
ポリアミンが必要とされるので、反応生成物のゲル化を
防止するためには、反応後に未反応の過剰のポリアミン
が蒸留により除去されなければならない。
本発明の修正されたエポキシ−ポリアミン組成物を形成
する場合には、全てのエポキシド基を反応させるに十分
な温度にて十分な時間に亙り十分な量のポリアミンが通
常の反応容器内にて十分な量の修正されたポリエポキシ
ド樹脂と反応されなければならない。反応温度は典型的
には約75〜220゜F(24〜104℃)、より典型的には約80
〜190゜F(27〜87.8℃)、好ましくは約140〜180゜F(6
0.0〜82.2℃)である。また反応時間は典型的には約5
〜60分、より典型的には約10〜40分、好ましくは約25〜
30分である。アダクト化反応が完了すると、過剰のポリ
アミンを除去するに十分な真空状態及び十分な温度にて
蒸留が行われることにより、未反応の過剰のポリアミン
が除去される。典型的な蒸留温度は約275〜500゜F(135
〜260℃)、より典型的には320〜475゜F(160〜246
℃)、好ましくは約425〜450゜F(218〜232℃)であ
る。典型的な真空は約60〜76mmHg、より典型的には約65
〜76mmHg、好ましくは約74〜76mmHgである。
本発明の実施に於て使用されるモノエポキシドは、1分
子当り1個の1,2−エポキシド基と1分子当り約6〜24
個の炭素原子とを含んでいる。本発明の実施に於て使用
されるモノエポキシドは、米国特許第4,139,510号に開
示されたモノエポキシドの如く、当技術分野に於て公知
のエポキシドの代表的なものである。
モノエポキシドの例としては、エポキシ化された炭化水
素、エポキシ化された不飽和脂肪エステル、脂肪族アル
コールのモノグリシジル・エーテル、モノカルボキシル
酸のモノグリシジル・エステルがある。かかるモノエポ
キシドの例はオクチレン・オキシド、ディシレン・オキ
シド、ドデシレン・オキシド、ノナデシレン・オキシド
の如く8〜24個の炭素原子を含むエポキシ化された不飽
和炭化水素、エポキシ化されたオレイン酸メチル、エポ
キシ化されたオレイン酸n−ブチル、エポキシ化された
パルミチンオレイン酸メチル、エポキシ化されたリノレ
ン酸エチルの如く、脂肪酸が約8〜18個の炭素原子を含
み、アルコールが1〜6個の炭素原子を含む不飽和脂肪
酸のエポキシ化されたモノアルコール・エステル、オク
チル・グリシジル・エーテル、デシル・グリシジル・エ
ーテル、ドデシル・グリシジル・エーテル、テトラデシ
ル・グリシジル・エーテル、ヘキサデシル・グリシジル
・エーテル、オクタデシル・グリシジル・エーテルの如
く8〜20個の炭素原子を含む一価アルコールのモノグリ
シジル・エーテル、カプリル酸のグリシジル・エステ
ル、カプリン酸のグリシジル・エステル、ラウリン酸の
グリシジル・エステル、ステアリン酸のグリシジル・エ
ステル、アラキン酸のグリシジル・エステル、米国特許
第3,178,454号に記載されたα、α−ジアルキル・モノ
カルボキシル酸のグリシジル・エステルの如く、8〜20
個の炭素原子を含むモノカルボキシル酸のモノグリシジ
ル・エステルである。かかるグリシジル・エステルの例
は、約9〜19個の炭素原子を含む酸、特に9〜11個の炭
素原子を含むシェル・オイル・カンパニー(Shell Oil
Company)より販売されているバーサティック(Versa
tic)911酸より誘導されるエステルである。
モノエポキシドは、本発明の電着可能な樹脂組成物の溶
着された場合の電気絶縁特性を改善すべく、本発明の修
正されたエポキシ−ポリアミンアダクトと反応せしめら
れる。更にこれらの成分は可撓性、耐食性、硬度の如き
溶着された被覆の種々の特性を改善する。
十分な量の修正されたエポキシ−ポリアミンアダクト
が、反応を完了させるに十分な温度にて十分な時間に亙
り通常の反応容器内にてキシレンやトルエンの如き有機
溶媒中にて十分な量のモノエポキシドと混合される。典
型的には約1モルの修正されたエポキシ−ポリアミンア
ダクトが以下の量のモノエポキシドと反応せしめられ
る。
典型的には約0.5〜2.25モル、より典型的には約1.0〜2.
25モル、好ましくは約1.0〜2.0モルのモノエポキシドが
反応せしめられる。反応温度は典型的には約150〜300゜
F(65.6〜149℃)、より典型的には約150〜280゜F(65.
6〜138℃)、好ましくは約150〜250゜F(65.6〜121℃)
であり、反応時間は典型的には約60〜180分、より典型
的には約60〜150分、好ましくは約60〜100分である。
本発明の電着可能な被覆組成物に於ては種々の橋かけ結
合剤が使用される。使用されてよい橋かけ結合剤の種類
の例としては、アミノプラスト樹脂、フェノプラスト樹
脂、封鎖されたポリイソシアネートがある。本発明の実
施に於ては、橋かけ結合剤として封鎖された有機ポリイ
ソシアネートを使用することが好ましい。
米国特許第4,139,510号に開示されている如き当技術分
野に於て使用されている典型的なアミノプラスト樹脂や
フェノプラスト樹脂も本発明の実施に於て橋かけ結合剤
として使用されてよい。
好適なアミノプラスト樹脂は尿素及びメラミンとアルデ
ヒドとの反応生成物、場合によっては更にアルコールに
てエーテル化されたものである。アミノプラスト樹脂成
分の例としては、尿素、エチレン尿素、チオ尿素、メラ
ミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンがある。ア
ミノプラスト樹脂を形成するに有用なアルデヒドはホル
ムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒ
ドを含んでいる。アミノプラスト樹脂はアルキロールの
形態にて使用されてよいが、エーテル化剤が1〜約8個
の炭素原子を含有する一価アルコールであるエーテルの
形態にて使用されることが好ましい。好適なアミノプラ
スト樹脂の例としては、メチロール尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂、ヘキサメトキシメチル・メラミン、メチル化
された重合メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ブチル化
された重合メラミン−ホルムアルデヒド樹脂がある。ア
ミノプラスト樹脂及びそれらの形成方法は、1965年にイ
ンターサイエンス・パブリッシャーズ(Interscience P
ublishers)より出版された「エンサイクロピーディア
・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・テクノロジー
(Encyclopedia of Polymer Science and Technolog
y)」の第2巻の第1頁〜第19頁に詳細に記載されてい
る。
フェノプラスト樹脂はフェノールと反応性メチロール基
を含有するアルデヒドとの反応生成物である。これらの
成分は初期凝縮反応に使用されるアルデヒドに対するフ
ェノールのモル比に応じて単量体又は重合体のいずれで
あってもよい。フェノプラスト樹脂を製造するために使
用されてよいフェノールの例としては、フェノール、o,
m,又はp−クレゾール、2,4−キシレノール、3,4−キシ
レノール、2,5−キシレノール、カージノール、p−タ
ート−ブチル・フェノールなどがある。この反応に有用
なアルデヒドはホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、
プロピオンアルデヒドである。特に有用なフェノプラス
ト樹脂はフェノール基がアルキル基、例えばメチル基又
はエチル基にてエーテル化されたポリメチロール・フェ
ノールである。フェノプラスト樹脂及びそれらの形成方
法は、1969年にインターサイエンス・パブリッシャーズ
(Interscience Publishers)より出版された「エンサ
イクロピーディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アン
ド・テクノロジー(Encyclopedia of Polymer Scienc
e and Technology)」の第10巻の第1頁〜第68頁に詳
細に記載されている。
焼成又は硬化時に修正されたエポキシ−ポリアミンアダ
クトと脂肪酸モノエポキシドとの反応生成物の十分な橋
かけ結合が生じるよう、陰極型電着被覆樹脂組成物には
十分な量のアミノプラスト樹脂及びフェノプラスト樹脂
が使用される。本発明の実施に使用されるアミノプラス
ト樹脂又はフェノプラスト樹脂の量は典型的には約15〜
45wt%、より典型的には約15〜40wt%、好ましくは約20
〜40wt%の全ベヒクル固体重量である。
本発明の実施に使用される好ましい橋かけ結合剤は、有
機ポリイソシアネート、特に封鎖されたポリイソシアネ
ートである。本発明の実施に使用される有機ポリイソシ
アネート及び封鎖剤は従来技術、例えば米国特許第4,18
2,831号に於て使用されているものの代表的なものであ
る。
有用な封鎖されたポリイソシアネートは、室温に於ける
分散系中に於て安定であり且高温度に於て本発明の樹脂
組成物と反応するものである。
封鎖された有機ポリイソシアネートを形成する場合に
は、任意の好適な有機ポリイソシアネートが使用されて
よい。代表的な例としては、トリメチレン・ジイソシア
ネート、テトラメチレン・ジイソシアネート、ペンタメ
チレン・ジイソシアネート、ヘキサメチレン・ジイソシ
アネート、1,2−プロピレン・ジイソシアネート、1,2−
ブチレン・ジイソシアネート、2,3−ブチレン・ジイソ
シアネート、1,3−ブチレン・ジイソシアネートの如き
脂肪族化合物、m−フェニレン・ジイソシアネート、フ
ェニレン・ジイソシアネート、4,4′−ジフェニル・ジ
イソシアネート、1,4−ナフタレン・ジイソシアネート
の如き芳香族化合物、4,4′−ジフェニレン・メタン・
ジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレン・ジイソシ
アネート又はこれらの混合物、4,4′−トルイジン・ジ
イソシアネート、1,4−キシレン・ジイソシアネートの
如き脂肪族−芳香族化合物、トリフェニル・メタン−4,
4′,4″−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネ
ート・ベンゼン、2,4,6−トリイソシアネート・トルエ
ンの如きトリイソシアネート、4,4′−ジフェニル−ジ
メチル・メタン−2,2′,5,5′−テトライソシアネート
の如きテトライソシアネート、トリレン・ジイソシアネ
ート二量体及び三重体、2〜3個のNCO官能基を有する
ポリメチレンポリフェニレン・ポリイソシアネートの如
き重合ポリイソシアネート等がある。
更に有機ポリイソシアネートは、例えばエチレングリコ
ールやプロピレングリコール等のグリコールの如きポリ
オール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ヘキ
サントリオール、ペンタエリトリトール等の如き他のポ
リオール、ジエチレングリコール、トリプロピレングリ
コールの如きモノエーテル、及びポリエーテル、即ち以
上の物質のアルキレンオキシド凝縮液より誘導されたプ
レポリマーであってよい。ポリエーテルを形成するため
にこれらのポリオールにて凝集化されてよいアルキレン
オキシドは、エチレンオキシド、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
は一般にヒドロキシル基にて終わるポリエーテルと呼ば
れており、線状又は分岐状の何れであってもよい。特に
有用なポリエーテル・ポリオールはエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、
1,6−ヘキサンジオール及びこれらの混合物の如きポリ
オール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリトリトー
ル、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトー
ル、ポリペンタエリトリトール、ソルビトール、メチル
グルコシド、スクロース等の如き他のポリオールを、エ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、それらの混合物
の如きアルキレンオキシドと反応させることにより誘導
されるものである。
好ましいポリイソシアネートはトルエン・ジイソシアネ
ートとトリメチロール・プロパンとの反応生成物、更に
はヘキサメチレン・ジイソシアネートの尿酸イソシアン
を含んでいる。
メチルアルコール、エチルアルコール、クロロエチルア
ルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ア
ミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコ
ール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、3,3,5
−トリメチルヘキサノールアルコール、デシルアルコー
ル、ラウリルアルコールなどの如き低分子脂肪族アルコ
ール、フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノ
ール、エチルグリコール・モノエチル・エーテル、エチ
ルグリコール・モノブチル・エーテルなどの如き芳香族
アルキルアルコール、フェールそれ自身、置換されたフ
ェノール(置換が被覆の機能に悪影響を及ぼさないも
の)の如きフェノール化合物の如く、本発明の実施に於
ては任意の好適な脂肪族、シクロ脂肪族、又は芳香族ア
ルキルモノアルコール及びフェノール化合物が封鎖剤と
して使用されてよい。置換されたフェノールの例として
はクレゾール、ニトロフェノール、クロロフェノール、
t−ブチルフェノールがある。
好ましい封鎖剤はエチレングリコールのモノプロピルエ
ーテルである。他の封鎖剤としては、ジエチルエタノー
ルアミンの如き第三ヒドロキシルアミン、メチルエチル
・ケトキシム、アセトン・オキシム、シクロヘキサノン
・オキシムの如きオキシム、カプロラクタムがある。好
ましいオキシムはメチル−n−アミル・ケトキシムであ
る。
封鎖されたポリイソシアネートは反応が完了した時点に
於て自由なイソシアネート基が存在しなしよう、当技術
分野に於て従来より採用されている反応条件下にて十分
な量の封鎖剤を十分な量の有機ポリイソシアネートと反
応させることにより形成される。
溶着された被覆が焼成時に完全に硬化し、自由なイソシ
アネート基が残存しないよう、十分な量の封鎖されたポ
リイソシアネートが本発明の電着可能な被覆組成物に組
込まれる。アミン含有エポキシ樹脂組成物及び橋かけ結
合剤の総重量に応じて、典型的には約20〜80wt%、より
典型的には約30〜70wt%、好ましくは約35〜45wt%の封
鎖されたポリイソシアネートが修正されたエポキシ樹脂
と混合される。
封鎖されたポリイソシアネートは、修正されたエポキシ
−ポリアミンアダクトと脂肪酸モノエポキシドとの反応
生成物を貯容する反応容器に封鎖されたポリイソシアネ
ートを添加し、それらを約30分間に亙り混合することに
より、本発明の修正されたエポキシ−ポリアミンアダク
トと脂肪酸モノエポキシドとの反応生成物と混合され
る。
本発明の被覆組成物に封鎖されたポリイソシアネートが
使用される場合には、ウレタンの形成を促進させるため
には触媒が必要である。しかし他の橋かけ結合剤を使用
する場合には、ジブチルジラウリルスズ、ジブチル酸化
スズ、ジブチルジアセテートスズの如き触媒が必要であ
る。所望の反応速度を得るべく十分な量の触媒が使用さ
れる。
上述の樹脂組成物を可溶化させるためには、反応生成物
を水に溶解し得る酸と造塩反応させることが必要であ
る。使用されてよい酸としては、ギ酸、酢酸、リン酸、
乳酸、塩化水素酸の如く当技術分野に於て公知の酸があ
る。樹脂を水に可溶化させ又は分散させるに十分な量の
酸が前記樹脂組成物と混合される。造塩反応を行わせる
一つの方法は、前記反応生成物、酸、水、及び当技術分
野に於て従来より使用されている表面活性剤を反応容器
内へ装入し、それらを反応が完了するまで低速ミキサに
て混合することにより行われる。一つの好ましい方法に
於ては、酸、水等がまず反応容器に装入され、次いで反
応容器内の物質が低速ミキサにて混合されている状態に
て樹脂組成物が装入される。反応温度は典型的には約25
〜150゜F(3.9〜65.6℃)、より典型的には約100〜140
゜F(37.8〜60.0℃)、好ましくは約120゜F(48.9℃)
である。反応は典型的には約15〜90分間、より典型的に
は約25〜80分間、好ましくは約60分間行われる。
典型的には固体樹脂1g当り約0.1〜0.8Meq、より典型的
には約0.2〜0.7Meq、好ましくは約0.2〜0.5Meqの酸が使
用される。
陰極型電着可能な被覆組成物は、電着プロセスに於て水
性分散液として使用される。十分な電圧、時間、温度に
て処理されると水性浴中の樹脂組成物の濃度が物品上に
十分な厚さの被覆を形成し、焼成時に被覆が平滑な面、
高累積性、短被覆時間、低硬化温度の如き所望の特性を
有するようになるよう、十分な量の樹脂組成物が使用さ
れる。本発明の樹脂組成物の水に対する濃度は典型的に
は約10〜40wt%、より典型的には約10〜30wt%、好まし
くは約15〜25wt%である。
陰極型電着可能な樹脂は一般に、約20〜36wt%の固体の
濃度を有する造塩反応せしめられた水性分散液として製
造業者より使用者へ輸送されることに留意されたい。
本発明の陰極型電着可能な樹脂組成物を含有する被覆浴
は、本発明の可溶化された(即ち造塩反応せしめられ
た)陰極型電着可能な樹脂組成物を濃縮された状態にて
水と混合することにより形成される。電着浴は当技術分
野に於て公知の電着プロセスに於て一般に使用される顔
料、共同溶媒、酸化防止剤、表面活性剤の如き追加の成
分を含有していてよい。顔料粗成物は通常の任意の種類
のものであってよく、酸化鉄、酸化鉛、クロム酸ストロ
ンチウム、カーボンブラック、二酸化チタン、タルク、
亜硫酸バリウム、バリウムイエロー、カドミウムレッ
ド、クロミックグリーン、ケイ酸鉛の如く一つ又はそれ
以上の顔料である。光沢、反射性、色合、及び他の所望
の特性の如き所望の外観特性を得るに十分な量の顔料が
使用される。一般に使用される顔料の量は全バインダに
対する全顔料の比にて表わされる。本発明の電着可能な
樹脂組成物に於ては、典型的には約0.1〜0.4、より典型
的には約0.15〜0.35、好ましくは約0.2〜0.3のバインダ
に対する顔料の比が採用される。顔料は一般にペースト
の状態にて、即ち顔料、アミン含有エポキシ樹脂、表面
活性剤を含む組成物に予め分散された状態にて電着浴に
添加される。
電着浴は本発明の実施に使用される樹脂ベヒクルのため
の水に溶解可能な又は部分的に水に溶解可能な有機溶媒
であるカップリング溶媒を含有していてよい。かかるカ
ップリング溶媒の例としては、エチレングリコール・モ
ノメチルエーテル、エチレングリコール・モノエチルエ
ーテル、エチレングリコール・モノブチルエーテル、ジ
エチレングリコール・モノブチルエーテル、エタノー
ル、イソプロパノール、n−ブテノール等がある。本発
明の実施に使用される共働溶媒(Co−Solvent)は当技
術分野に於て公知であり一般に使用されている溶媒であ
る。平滑な溶着膜となる良好なエマルジョンが形成され
るよう、十分な量のカップリング溶媒が使用される。使
用されるカップリング溶媒の量は典型的には被覆浴の総
重量の約0.5〜10wt%、より典型的には約1.0〜5wt%、
好ましくは約1.0〜2.0wt%である。
電着プロセスは一般に、直流電源に接続された導電性を
有する陽極を内部に有し電気的に絶縁されたタンク内に
於て生じる。タンクの大きさは被覆されるべき物品の大
きさ次第である。一般にタンクはエポキシ樹脂にて含浸
されたガラス繊維又はポリエポキシドの如き絶縁性被覆
にてライニングされたステンレス鋼又は軟鋼にて形成さ
れる。本発明の陰極型電着可能な樹脂組成物は典型的に
は乗用車やトラックのボディの如き物品を被覆するため
に使用される。かかる目的で使用される電着浴タンクの
典型的な容積は約60000ガロン(227kl)〜約120000ガロ
ン(454kl)である。
一般に被覆されるべき物品はその導電性を有する物品が
陰極として作用するよう直流電気回路に接続される。物
品が被覆浴中に浸漬されると、電子が陰極より陽極へ流
れ、即ち通常の電流が陽極より陰極へ流れ、これにより
分散された陰極型電着可能な樹脂組成物の粒子が物品の
表面に付着せしめられる。分散された樹脂組成物の粒子
は正の電荷を与えられており、従って被覆されるべき物
品の負の陰極面へ引き寄せられる。物品が陰極型被覆浴
中に存在する間に物品上に付着する被覆の厚さは陰極型
電着可能な樹脂組成物、物品を横切る電圧、電流密度、
被覆浴のpH、導電性、物品を被覆浴中に保持する時間の
関数である。十分な厚さの被覆を得るに十分な電圧が十
分な時間に亙り被覆されるべき物品に印加される。被覆
されるべき物品を横切って印加される電圧は典型的には
約50〜500V、より典型的には約200〜350V、好ましくは
約225〜300Vである。電流密度は典型的には約0.5〜30A/
ft2(約0.5〜32mA/cm2)、より典型的には約1〜25A/ft
2(約1〜27mA/cm2)、好ましくは約1A/cm2(約1mA/c
m2)である。被覆されるべき物品は一般に十分な厚さを
有し十分な耐食性及び可撓性を有する被覆を形成するに
十分な時間に亙り被覆浴中に保持される。保持時間は典
型的には約1〜3分、より典型的には約1〜2.5分、好
ましくは約2分である。
被覆浴のpHは電圧が印加された状況下に於て破断しない
被覆を形成するに十分な値である。即ち樹脂が分散され
た状態よりキックアウトすることがないよう被覆浴の安
定性を維持し且被覆浴の導電性を制御するに十分なpHで
ある。pHは典型的には約4〜7、より典型的には約5〜
6.8、好ましくは約6〜6.5である。
被覆浴の導電性は十分な厚さの被覆膜を形成するに十分
な値である。導電性は典型的には約800〜3000μS、よ
り典型的には約800〜2200μS、好ましくは約900〜約18
00μSである。
望ましい被覆厚は十分な可撓性を有しつつ耐食性を与え
るに十分な厚さである。本発明の樹脂組成物にて被覆さ
れた物品の被覆厚は典型的には約0.4〜1.8mil(10〜46
μ)、より典型的には約0.6〜1.6mil(15〜41μ)、好
ましくは約1.2〜1.4mil(30〜36μ)である。
被覆浴の温度は典型的には冷却により約90゜F(32℃)
以下の温度に維持される。
被覆の厚さが所望の厚さになると、被覆された物品は電
着浴より取出され、硬化処理に付される。一般に電着に
より形成された被覆は橋かけ結合組成物に樹脂を橋かけ
結合させるに十分な時間に亙り十分な温度にて通常の対
流炉内にて硬化される。封鎖されたポリイソシアネート
の場合には、この時間及び温度は封鎖されたポリイソシ
アネートの封鎖を解除し電着可能な樹脂組成物の橋かけ
結合を可能にするに十分な時間及び温度である。被覆さ
れた物品は典型的には約200〜600゜F(93.3〜316℃)、
より典型的には約225〜325゜F(107〜163℃)、好まし
くは約225〜290゜F(107〜143℃)の温度にて焼成され
る。また被覆された物品は約10〜40分間、より典型的に
は約10〜35分間、好ましくは約15〜30分間に亙り焼成さ
れる。
本発明の樹脂組成物にて被覆された物品は輻射熱、蒸気
硬化、熱伝達流体との接触、及びこれらと等価な他の方
法を使用して硬化されてもよい。
硬化した被覆の平滑性は溶着された被覆組成物の流動性
の関数である。流動性は電着された被覆組成物が硬化工
程中に液化し、橋かけ結合の開始前に被覆された物品の
表面上に平滑な接着性の膜を形成する傾向として定義さ
れる。
一般に本発明の樹脂組成物にて被覆された物品は鋼、ア
ルミニウム、銅を含む金属の如き導電性物質を含んでい
るが、上述の金属と同様の導電性を有する任意の導電性
物質が使用されてよい。被覆されるべき物品はその全て
の面が電着浴に濡れるものである限り任意の形状をなす
ものであってよい。被覆に影響を及ぼす被覆されるべき
物品の特性としては、物品の形状、物品の表面が被覆溶
液に濡れる程度、陽極よりシールディングされている程
度等がある。シールディングは陰極と陽極との間に形成
される電界に干渉する程度として定義され、被覆組成物
がかくしてシールディングされた領域に於て溶着される
ことを阻止する。被覆浴が物品の陽極より離れた領域を
被覆し得る能力の指標は均一電着性である。均一電着性
は陽極及び陰極の電気的形態及び電着浴の導電性の関数
である。
本発明の樹脂組成物にて被覆された物品の被覆は優れた
平滑性、光沢、可撓性、耐久性、及び耐食性を有してい
る。平滑性及び光沢は陰極型電着される樹脂の流動性に
関連している。また耐久性、可撓性、及び耐食性は陰極
電着される樹脂の化学的性質に関連している。かかる被
覆組成物は自動車のプライマー被覆を容易に受入れるも
のである。
本発明の被覆組成物は、電着プロセスに於て低橋かけ結
合温度にて短時間のうちに溶着される高累積性(buil
d)の被覆を形成する。
「高累積性」とは約1.2〜1.8mil(30〜46μ)の被覆厚
を意味する。
短時間の内に溶着されるとは約2分以内に溶着されるこ
とを意味する。
低橋かけ結合温度とは約225〜300゜F(107〜149℃)を
意味する。
本発明の被覆組成物により被覆される物品は、典型的に
はホスホタイジング浴中にて不純物を除去する予備処理
が行われた自動車のボディである。
以下の例は本発明の原理及び実施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。以下の
例に於て使用される部及びパーセンテージはそれぞれ重
量部及び重量パーセンテージである。
例 A.188のエポキシ当量を有する879部のエポン(Epon)82
8と、263部のビスフェノールAと、230のヒドロキシ当
量を有する323部のエトキシル化されたビスフェノール
A(ミリケン・ケミカル・カンパニー(Milliken Chmic
al Campany)より販売されているシンファック(Synfa
c)8009)とが適当な反応容器内に装入された。反応容
器内の物質は乾燥チッ素ブランケットの下にて100℃に
加熱され、1部のベンジル・ジメチル・アミンが反応容
器に添加された。反応混合物が所望のWPE(1エポキシ
当りの重量)になるまで130℃に更に加熱され、次いで
得られるアダクトAを希釈すべく598部のトルエンが反
応容器に添加された。
B.撹拌装置、温度計、窒素導管、及びコンデンサを備え
た通常の反応容器が1260部のジエチレン・トリアミンに
て充填された。ジエチレン・トリアミンは140゜F(60
℃)にゆっくりと加熱された。次いで2063部のアダクト
Aが30分かけて反応容器にゆっくりと添加された。アダ
クトAが完全に添加された後、混合物は180゜F(82.2
℃)に加熱され、1時間その温度に維持された。次いで
反応容器内の混合物中の過剰のアミンが、75mmHgの真空
を与え、反応容器内の物質の温度を2.5時間に亙り550゜
F(288℃)にゆっくりと上昇させることにより、真空蒸
留及び凝縮により除去された。混合物は蒸留物質が発生
しなくなるまでこの温度に維持された。次いで温度が25
0゜F(121℃)に低下され、反応容器に725部のアゼポキ
シ(Azepoxy)#8(エイ・ゼット・エス・カンパニー
(AZS Co.)製)がゆっくりと添加された。得られた混
合物は1時間半に亙り250゜F(121℃)に維持された。
次いで混合物は周囲温度に冷却され、NV(非揮発分)が
65%になるまでメチル・イソブチル・ケトンにて薄めら
れた。
C.3387部の80:20の比の2,4−トルエン・ジイソシアネー
ト及び2,6−トルエン・ジイソシアネートのイソマー混
合物と、1469部のメチル・イソブチル・ケトンと、2部
のジブチルジラウリルスズとを貯容する反応容器内へチ
ッ素ブランケットにて撹拌されている状態にて870部の
トリメチロプロパンをゆっくりと装入することにより橋
かけ結合剤が形成された。反応は110゜F(43.3℃)以下
の温度に維持された。装入物は110゜F(43.3℃)に更に
1時間半維持され、次いで140゜F(60℃)に加熱され、
その時点に於て2026部のエチレングリコール・モノプロ
ピルエーテルが添加された。装入物は実質的に全てのイ
ソシアネート部分が消費されたことが赤外線走査により
示されるまで210〜220゜F(98.9〜104℃)に1時間半維
持された。次いで装入物は2116部のメチル・イソブチル
・ケトンにて薄められた。
D.アダクトD及びアダクトEは粉砕ベヒクルの二つの中
間体である。アダクタDは乾燥窒素ブランケットにて撹
拌される状態にてエチレングリコール・モノプロピルエ
ーテルを2,6−トルエン・ジイソシアネートに添加する
ことにより形成された。反応は100゜F(37.8℃)以下の
温度に維持された。装入物は更に1時間半保持された。
E.455部のトリトン(Triton)X−102(アメリカ合衆国
ペンシルバニア州、フィラデルフィア所在のローム・ア
ンド・ハース・カンパニー(Rohm and Haas Co.)によ
り製造されているアルキルアーリル・ポリエーテル・ア
ルコール)及び水を除去すべく予め共沸蒸留された51部
のメチル・イソブチル・ケトンに対し、109部の2,4−ト
ルエン・ジイソシアネートが添加された。反応は2時間
に亙り115゜F(46.1℃)に維持された。この装入物に対
し56部のジメチル・エタノール・アミンが添加され、反
応が1時間に亙り160゜F(71.1℃)に維持された。最後
に50部のエチレングリコール・モノブチルエーテルと、
75部の乳酸と、89部の脱イオン水とが添加された。反応
は1時間に亙り190゜F(87.8℃)に維持された。
F.206部のエポン(EPON)1002F(アメリカ合衆国テキサ
ス州、ヒューストン所在のシェル・ケミカル・カンパニ
ー(Shell Chemical Co.製)及び39部のイソブチル・
メチル・ケトンを貯容する反応容器に88部のアダクトD
を添加することにより粉砕ベヒクルが形成された。反応
温度は1時間に亙り250゜F(121℃)に維持された。次
いで186部のエチレングリコール・モノブチルエーテル
及び381部のアダクトEが添加された。装入物は4時間
に亙り180゜F(82.2℃)に維持された。
G.鋼球ミル中にて203部の粉砕ベヒクルFと、17部のエ
チルグリコール・モノブチルエーテルと、274部の脱イ
オン水と、67部のケイ酸アルミニウムと、317部の二酸
化チタンと、30部のケイ酸鉛と、6部のカーボンブラッ
クと、19部のジブチル酸化スズとを12μに粉砕すること
により顔料ペーストが形成された。次いで66部の追加の
脱イオン水が添加された。
H.44部のアクリル酸ブチルと、15部のアクリル酸ヒドロ
エチルと、15部のメタクリル酸ジメチルアミノエチル
と、2部のスチレンと、1部のオクチル・メルカプタン
と、4部のバゾ(VAZO)67と、3部のアセトンとを、13
部のメチル・イソブチル・ケトンと、2部のアセトンと
の還流混合物に4時間かけて添加することにより、アク
リル流動化剤が形成され、15分の保持時間経過後に0.14
部のバゾ67及び1部のメチル・イソブチル・ケトンが添
加された。装入物は更に1時間還流温度に維持された。
I.高速撹拌される状態にて1時間に亙り140部の脱イオ
ン水及び3.7部の酢酸に324部のBと163部のCと10部の
Hと8部のプロピレングリコール・モノフェニルエーテ
ルとを添加することにより主要なエマルジョンが形成さ
れた。更に255部の脱イオン水が添加された。3日間に
亙る撹拌後に有機溶媒が除去された。
J.2212部の主要なエマルジョンIと、1392部の脱イオン
水と、397部の顔料ペーストGとよりなる電着に適した
分散液が形成された。分散液は6.3のpHを有し、全固体
濃度は25%であった。リン酸亜鉛処理され300Vにて2分
間に亙り電着された鋼製パネルは300゜F(149℃)にて2
5分間に亙る焼成後に厚さ1.2〜1.4mil(30〜36μ)の平
滑な膜を呈した。塩スプレー中にて672時間経過した後
に於ては、リン酸処理された鋼製パネルは0.03inch(0.
76mm)未満のクリープを呈し、裸の鋼製パネルは0.5inc
h(12.7mm)未満のクリープを呈した。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−35431(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】陰極型電着プロセスに於て膜形成組成物と
    して使用される樹脂組成物にして、 (I)ポリエポキシドを水と混和可能若しくは水に溶解
    可能なポリオールと反応させることにより形成された修
    正されたエポキシ樹脂と、 (II)各1モル当量のエポキシドに対し1.5〜15.0モル
    のポリアミンに等しい比のポリアミンと、 (III)脂肪族モノエポキシドと、 の反応生成物を含み、前記反応生成物は橋かけ結合剤成
    分との組合せに於て陰極型電着プロセスに於て低橋かけ
    結合温度にて短時間のうちに高累積性被覆を形成し得る
    ことを特徴とする樹脂組成物。
  2. 【請求項2】陰極型電着プロセスに於て膜形成組成物と
    して使用される樹脂組成物の製造方法にして、 (A)ポリエポキシドを水と混和可能若しくは水に溶解
    可能なポリオールと反応させることにより形成された修
    正されたエポキシ樹脂と、各1モル当量のエポキシドに
    対し1.5〜15.0モルのポリアミンに等しい比のポリアミ
    ンとを反応させる過程と、 (B)前記過程(A)により得られたエポキシ−ポリア
    ミンアダクトを真空蒸留して未反応のポリアミンを除去
    する過程と、 (C)脂肪族モノエポキシドを前記過程(B)により得
    られたエポキシ−ポリアミンアダクトと反応させる過程
    と、 を含み、前記エポキシ−ポリアミンアダクトと脂肪族モ
    ノエポキシドとの反応生成物は橋かけ結合剤成分との組
    合せに於て陰極型電着プロセスに於て低橋かけ結合温度
    にて短時間のうちに高累積性被覆を形成し得ることを特
    徴とする樹脂組成物の製造方法。
JP1769486A 1985-01-29 1986-01-29 陰極型電着プロセス用樹脂組成物及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH078967B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/696,296 US4575523A (en) 1985-01-29 1985-01-29 High build, low bake cathodic electrocoat
US696296 1985-01-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61176676A JPS61176676A (ja) 1986-08-08
JPH078967B2 true JPH078967B2 (ja) 1995-02-01

Family

ID=24796482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1769486A Expired - Lifetime JPH078967B2 (ja) 1985-01-29 1986-01-29 陰極型電着プロセス用樹脂組成物及びその製造方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4575523A (ja)
EP (1) EP0189729B1 (ja)
JP (1) JPH078967B2 (ja)
AR (1) AR242412A1 (ja)
AU (1) AU576641B2 (ja)
BR (1) BR8505740A (ja)
CA (1) CA1239735A (ja)
DE (1) DE3583022D1 (ja)
ES (3) ES8802627A1 (ja)
MX (1) MX166466B (ja)
NZ (1) NZ214385A (ja)
PH (1) PH21469A (ja)
ZA (1) ZA858423B (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3409188A1 (de) * 1984-03-14 1985-09-19 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg Mit alkoholen modifizierte polyepoxide, ihre herstellung und verwendung in haertbaren mischungen
DE3422474A1 (de) * 1984-06-16 1985-12-19 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Hitzehaertbares ueberzugsmittel und seine verwendung
US4575524A (en) * 1985-01-29 1986-03-11 Inmont Corporation High build, low bake cathodic electrocoat
US4596744A (en) * 1985-01-29 1986-06-24 Inmont Corporation Oxime blocked isocyanate cross-linker for cathodic electrocoat
DE193685T1 (de) * 1985-02-27 1986-12-18 Peintures Corona, Valenciennes Umsetzungsprodukte von polyoxyalkylenpolyaminen und ihre verwendung in der cationischen elektrotauchlackierung.
DE3538792C1 (de) * 1985-10-31 1987-05-07 Basf Lacke & Farben Elektrophoretisch ueberbeschichtbare im Elektrotauchlackierverfahren aufgebrachte UEberzuege
DE3618157A1 (de) * 1986-05-30 1987-12-03 Basf Lacke & Farben Waessrige elektrotauchlackbaeder fuer die kathodische elektrotauchlackierung und verfahren zu ihrer herstellung
CA1277059C (en) 1986-07-18 1990-11-27 Richard A. Hickner Controlled film build epoxy coatings applied by cathodic electrodeposition
US4883572A (en) * 1987-07-02 1989-11-28 The Dow Chemical Company Controlled film build epoxy coatings applied by cathodic electrodeposition
US4868230A (en) * 1987-07-02 1989-09-19 The Dow Chemical Company Cationic, advanced epoxy resins from (1) diglycidyl ethers of phenols (2) diglycidyl ethers of alkane diols and (3) a dihydric phenol
US4761337A (en) * 1986-09-26 1988-08-02 Basf Corporation Cationic electrodepositable resin compositions containing polyurethane resin dispersions
DE3712805A1 (de) * 1987-04-15 1988-10-27 Herberts Gmbh Waessriges ueberzugsmittel, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung zum elektrophoretischen beschichten
US5064880A (en) * 1987-07-02 1991-11-12 The Dow Chemical Company Cationic diphenol advanced epoxy resins with diglycidylether of aliphatic diol
US5206274A (en) * 1987-07-02 1993-04-27 The Dow Chemical Company Aqueous dispersion of cationic advanced diglycidyl ether blend
US5260355A (en) * 1987-07-02 1993-11-09 The Dow Chemical Company Aqueous dispersion of cationic advanced diglycidyl ether blend
US4863575A (en) * 1987-07-16 1989-09-05 The Dow Chemical Company Cationic, advanced epoxy resin compositions incorporating glycidyl ethers of oxyalkylated aromatic or cycloalkphatic diols
US4872961A (en) * 1987-08-28 1989-10-10 The Dow Chemical Company Corrosion resistant, low temperature cured cathodic electrodeposition coating
US5221700A (en) * 1988-12-22 1993-06-22 Basf Corporation Pigment grind resin comprising the reaction product of epoxide resin, amine and monoepoxide
US5147927A (en) * 1989-01-27 1992-09-15 Basf Corporation Room-temperature, moisture-curable, primerless, polyurethane-based adhesive composition and method
US5147905A (en) * 1991-05-01 1992-09-15 The Dow Chemical Company Advanced and unadvanced compositions, nucleophilic derivatives thereof and curable and coating compositions thereof
US5244998A (en) * 1990-05-15 1993-09-14 The Dow Chemical Company Advanced and unadvanced compositions, nucleophilic derivatives thereof and curable coating compositions thereof
US5095050A (en) * 1990-11-21 1992-03-10 The Dow Chemical Company Advanced epoxy compositions, curable compositions and cured products
US5225512A (en) * 1991-08-29 1993-07-06 Basf Corporation Polymer and adhesive composition
DE4303562A1 (de) * 1993-02-08 1994-08-18 Hoechst Ag Härtungsmittel für wäßrige Epoxidharz-Dispersionen
DE19650157A1 (de) * 1996-12-04 1998-06-10 Basf Coatings Ag Verfahren zur Beschichtung von Substraten, vorzugsweise aus Metall
JP2014065782A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Asahi Kasei E-Materials Corp エポキシ樹脂用硬化剤、及び該硬化剤を含有する硬化性エポキシ樹脂組成物
CN109153038A (zh) 2015-12-31 2019-01-04 汉高股份有限及两合公司 低温烘烤自沉积涂层

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3984299A (en) * 1970-06-19 1976-10-05 Ppg Industries, Inc. Process for electrodepositing cationic compositions
US3799854A (en) * 1970-06-19 1974-03-26 Ppg Industries Inc Method of electrodepositing cationic compositions
US3804786A (en) * 1971-07-14 1974-04-16 Desoto Inc Water-dispersible cationic polyurethane resins
US3922253A (en) * 1971-10-28 1975-11-25 Ppg Industries Inc Self-crosslinking cationic electrodepositable compositions
US4017438A (en) * 1974-12-16 1977-04-12 Ppg Industries, Inc. Ketimine-blocked primary amine group-containing cationic electrodepositable resins
CA1111598A (en) * 1976-01-14 1981-10-27 Joseph R. Marchetti Amine acide salt-containing polymers for cationic electrodeposition
AU507206B2 (en) * 1976-08-18 1980-02-07 Celanese Polymer Specialities Company Modified epoxy resins
BE857754A (fr) * 1976-08-18 1978-02-13 Celanese Polymer Special Co Composition de resine pour revetements, notamment par electrodeposition cathodique
US4093594A (en) * 1976-08-18 1978-06-06 Celanese Polymer Specialties Company Process for preparing cathodically depositable coating compositions
US4182833A (en) * 1977-12-07 1980-01-08 Celanese Polymer Specialties Company Cationic epoxide-amine reaction products
US4182831A (en) * 1977-12-07 1980-01-08 Celanese Polymer Specialties Company Cationic epoxide resinous composition
JPS5535431A (en) * 1978-09-04 1980-03-12 Mitsubishi Electric Corp Switch
JPS5536247A (en) * 1978-09-08 1980-03-13 Nippon Soda Co Ltd Electrophoretic paint composition for cathode deposition
US4225479A (en) * 1979-07-30 1980-09-30 Celanese Corporation Cationic epoxide-amine reaction products
US4225478A (en) * 1979-07-30 1980-09-30 Celanese Corporation Cationic polyepoxide resinous composition modified by a mixture of amines
US4339369A (en) * 1981-04-23 1982-07-13 Celanese Corporation Cationic epoxide-amine reaction products
US4419467A (en) * 1981-09-14 1983-12-06 Ppg Industries, Inc. Process for the preparation of cationic resins, aqueous, dispersions, thereof, and electrodeposition using the aqueous dispersions
US4468307A (en) * 1981-09-14 1984-08-28 Ppg Industries, Inc. Method of cationic electrodeposition
AT380264B (de) * 1984-10-22 1986-05-12 Vianova Kunstharz Ag Verfahren zur herstellung von bindemitteln fuer pigmentpasten fuer wasserverduennbare lacke

Also Published As

Publication number Publication date
DE3583022D1 (de) 1991-07-04
ES557085A0 (es) 1988-01-01
BR8505740A (pt) 1986-12-16
NZ214385A (en) 1989-04-26
EP0189729A2 (en) 1986-08-06
ES548685A0 (es) 1988-09-16
AU576641B2 (en) 1988-09-01
ES8801332A1 (es) 1988-01-01
ES8802627A1 (es) 1988-09-16
JPS61176676A (ja) 1986-08-08
PH21469A (en) 1987-10-28
EP0189729A3 (en) 1988-01-13
CA1239735A (en) 1988-07-26
ZA858423B (en) 1986-06-25
MX166466B (es) 1993-01-12
ES8801331A1 (es) 1988-01-01
US4575523A (en) 1986-03-11
AU5003185A (en) 1986-08-07
ES557084A0 (es) 1988-01-01
AR242412A1 (es) 1993-03-31
EP0189729B1 (en) 1991-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH078967B2 (ja) 陰極型電着プロセス用樹脂組成物及びその製造方法
JP2630774B2 (ja) マルチコート塗装系の最外クリヤ塗装の黄ばみを防止する方法
US4605690A (en) Low volatile organic content cathodic electrodeposition baths
US4596744A (en) Oxime blocked isocyanate cross-linker for cathodic electrocoat
US4182833A (en) Cationic epoxide-amine reaction products
US4761337A (en) Cationic electrodepositable resin compositions containing polyurethane resin dispersions
JP3121330B2 (ja) 軟質アリールアルキルエポキシ樹脂
JPS61246399A (ja) 物品の塗装方法
JPH078965B2 (ja) 陰極型電着プロセス用樹脂組成物及びその製造方法
CA1240441A (en) Alkanolamine hydroxy-capped epoxy for cathodic electrocoat
JP2871848B2 (ja) エポキシ/ジオール共重合体とエポキシ/ジオール共重合体/エポキシ末端ポリブタジエンブロック共重合体との混合物
CA2190114A1 (en) Cathodic electrocoating compositions containing branched epoxy amine resins
JPS6389578A (ja) 陰極型電着可能な樹脂組成物
JP2920303B2 (ja) 陰極型電着可能な水性樹脂塗料組成物、陰極型電着塗装浴、及び陰極型電着塗装法
US6689459B1 (en) Clear cathodic electrocoating compositions
US5057558A (en) Polyol extended cathodic electrodeposition resins
CA1333438C (en) Amine resins derived from flexible aryl alkyl epoxy resins and their use in electrodeposition coatings
JP2005536585A (ja) モルホリンジオン架橋剤を含有する陰極電気塗装組成物
EP0448746A1 (en) Cathodic electrocoat primer containing water insoluble organo-lead compounds as corrosion inhibitors
JPH03281672A (ja) 腐食抑制剤として水不溶性有機鉛化合物を含有する陰極電着プライマー