JPH0797536A - セルロース添加剤を含んでなる電着塗料組成物 - Google Patents

セルロース添加剤を含んでなる電着塗料組成物

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JPH0797536A
JPH0797536A JP6200931A JP20093194A JPH0797536A JP H0797536 A JPH0797536 A JP H0797536A JP 6200931 A JP6200931 A JP 6200931A JP 20093194 A JP20093194 A JP 20093194A JP H0797536 A JPH0797536 A JP H0797536A
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water
resin
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coating composition
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JP6200931A
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Monika Hoppe-Hoeffler
モニカ、ホッペ‐ヘフラー
Linda K Borton
リンダ、ケイ、ボートン
Charles L Tazzia
チャールズ、エル、タツィア
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Original Assignee
BASF Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 腐食防止性および平滑性を犠牲にすることな
く良好な均一電着性および縁部被覆性を与える電着塗料
組成物の提供。 【構成】 (a)水分散性で電着可能な樹脂の水性分散
液、および(b)水溶性のセルロースエーテルを含んで
なる電着塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は電着塗料組成物に関する。
【0002】発明の背景 電着塗装、つまりエレクトロコーティングは、重合体塗
料を金属基材に塗布するためにこの分野では広く使用さ
れている。電着浴は通常、主要な被膜形成樹脂、例えば
樹脂が水性浴中に分散または溶解し得る様に塩形成でき
るイオン基を有する、アクリル樹脂またはエポキシ樹
脂、を含んでなる。電着浴中には、顔料(樹脂ペースト
中に分散させたもの)、染料、流動性調整剤、その他の
添加剤が含まれることが多い。
【0003】硬質の電着被膜が望ましい自動車用途また
は工業用途では、浴は、ブロックされた架橋剤、すなわ
ち適切な条件(例えば加熱)の下でブロックが外れ、主
要樹脂上の官能基と反応して、塗料を硬化させる架橋剤
をも含む。
【0004】電着塗料組成物および電着方法の利点の一
つは、形状または構造に関係なく、様々な金属製基材に
塗料組成物を塗布できることである。このことは、多く
の不規則表面を有する基材、例えば自動車車体、に、塗
料を腐食防止塗料として塗布する場合に特に有利であ
る。電着塗料の腐食防止効果を最大限に高めるには、塗
料が金属製基材のすべての部分に連続した層を形成する
ことが重要である。
【0005】電着塗料の、基材のすべての部分を被覆す
る効果を測定する二つの基準は、均一電着性(throw po
wer )および縁部被覆性である。均一電着性は、金属製
基材の窪んだ、または内側区域を被覆する電着塗料の効
率を示す。縁部被覆は、金属製基材の縁部を被覆する電
着塗料の効率を示す。電着塗料の腐食防止効率を最大限
に高めるには、良好な均一電着性および縁部被覆が重要
である。
【0006】電着塗料は、他の多くの基準も同様に満た
す必要があることが多い。高度の平滑性も望まれる場合
が多い。例えば、電着塗料を高光沢性トップコート用の
プライマーとして使用する場合、トップコートが十分な
外観を有するためには、プライマー層は非常に平滑でな
ければならない。また、広いpH範囲にわたる安定性を示
すのも有利である。
【0007】したがって、全体的な腐食防止性および平
滑性を犠牲にすることなく、良好な均一電着性および縁
部被覆性を与える電着塗料組成物を提供することが望ま
しい。
【0008】発明の要約 本発明は、下記の成分を含んでなる電着塗料組成物を提
供するものである。 (a)水分散性で電着可能な樹脂の水性分散液、および
(b)水溶性のセルロースエーテル
【0009】電着法に使用する場合、本発明の塗料組成
物は、窪んだ区域や縁部を含む金属基材の様々な部分に
わたって連続した被覆を与える。この塗料組成物は、金
属基材用、特に自動車車体用、腐食防止プライマー塗料
として非常に有効である。
【0010】好ましい実施態様の説明 水溶性のセルロースエーテル材料は、この分野では良く
知られている。水溶性にする基、例えば水酸基またはカ
ルボキシル基、の導入により、セルロースに水溶性が付
与される。市販の水溶性セルロースエーテルには、例え
ばヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、およびカルボキシエ
チルセルロースがある。本発明の好ましい態様では、水
溶性セルロースエーテルはヒドロキシエチルセルロース
である。
【0011】本発明の好ましい態様では、水溶性セルロ
ースエーテル上の置換基および/または置換パターン
は、微生物の攻撃に対する耐性を与える様なものであ
る。微生物の攻撃に対する耐性を有する水溶性セルロー
スエーテルには、ここに参考として含める米国特許第
4,009,329号および第4,084,060号各
明細書に記載されているものがある。
【0012】水溶性セルロースエーテル、例えばヒドロ
キシエチルセルロースは、一般的に様々な粘度等級で供
給される。溶液の粘度は、濃度および溶液に作用するせ
ん断速度により大きく異なる。高粘度等級のセルロース
エーテルは非ニュートン的であり、高度の疑似塑性を示
す。例えば、高粘度等級ヒドロキシエチルセルロースの
2%溶液はせん断速度10,000 sec-1で約100cp
の粘度を示し、せん断速度0.1 sec-1で約100,0
00またはそれを越える粘度を示すことがある。低粘度
等級のセルロースエーテルはほとんどニュートン的であ
り、疑塑性の程度は低い。本発明の実施には、非ニュー
トン的セルロースエーテル、例えばUnion Carbide から
市販のCellosize (商品名)QP-100MH、Cellosize (商
品名)QP-52000H 、およびCellosize (商品名)QP-300
00H 、が好ましい。
【0013】本発明で使用する水溶性セルロースの粘度
は、好ましくは10,000〜300,000 cPoise
(2%濃度および温度25℃で)の間、より好ましくは
60,000〜100,000 cPoise の間、である。
せん断速度30 min-1、温度20℃における1%溶液に
対する好ましい粘度は500〜12,000 cPoise、
より好ましくは1000〜10,000 cPoise 、であ
る。
【0014】水溶性セルロースエーテルは電着塗料浴中
に配合する。水溶性セルロースエーテルは、電着塗料浴
中の主要樹脂不揮発成分に対して0.001〜10重量
%、好ましくは0.05〜2重量%、の浴中レベルで有
用である。
【0015】本発明は、実質的にどの様な電着塗料組成
物にも有効である。電着塗装工程に使用できる水分散性
樹脂は、その分散状態に応じて、溶液型、分散液型、エ
マルジョン型、および懸濁液型に分類することができ
る。これらの樹脂の型をここでは一括して「水分散性樹
脂」と呼ぶ。その様な、非常に様々な樹脂が知られてお
り、本発明で使用できる。
【0016】アクリル系樹脂、ポリエステル、ポリエー
テル、フェノール系、エポキシ、ポリウレタン、ポリア
ミド、ポリブタジエン、および油性樹脂を包含する、そ
の様な様々な陰イオン系または陽イオン系樹脂が知られ
ている。典型的には樹脂に、1つまたはそれより多い陽
イオン基または陰イオン基を導入することにより水溶性
または分散性になる。その代表例は、アクリル酸または
メタクリル酸を含むアクリル共重合体、マレイン化され
た天然または合成乾性油、マレイン化ポリブタジエン、
マレイン化油および重合体のハーフエステルおよびハー
フアミドである。
【0017】本発明の好ましい実施態様では、電着可能
な樹脂は、陰極(cathodic)電着法、例えば自動車工業
で使用されているもの、で使用する陽イオン性樹脂であ
る。陰極電着塗装法で使用する水分散性樹脂は、陽イオ
ン性官能基、例えば正に帯電し得る親水性基としての第
1、第2または第3級アミン部分、を有する。エポキ
シ、ポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリ
アミド、ポリブタジエン、フェノール系およびアクリル
系樹脂を含む様々な、その種の樹脂が知られている。
【0018】陽イオン性樹脂は文献中で数多く開示され
ている。これらの樹脂は、典型的には、水分散性を与え
るために、多くの塩基性基、例えば第1級、第2級また
は第3級アミノ基、を含有する。これらの樹脂が第1級
および/または第2級アミン基を含有する場合、これら
の樹脂は水酸基を含有することもしないこともあるが、
含有するのが好ましい。陽イオン性樹脂中に第3級アミ
ノ基だけが存在する場合、その樹脂は、架橋し得るため
に水酸基または他の官能基を含有する必要がある。陽イ
オン性樹脂のアミノ当量は、例えば、150〜300
0、好ましくは500〜2000、である。樹脂がOH
基を有する場合、そのヒドロキシル当量は一般的に15
0〜1000、好ましくは200〜500、である。さ
らに、樹脂はC=C二重結合を含むことができ、C=C
当量は好ましくは500〜1500である。
【0019】陽極(anodic)電着塗装法で使用する水分
散性樹脂は、樹脂を負に帯電させ、樹脂に親水性を付与
するために、陰イオン官能性基、例えばカルボキシル
基、を有する必要がある。
【0020】典型的な電着性樹脂の分子量(平均分子
量)は、通常300〜50,000、好ましくは500
0〜20,000、である。
【0021】陽イオン性樹脂の例は、ここに参考として
含めるJournal of Coatings Technology, Vol. 54, No.
686, (1982) p.33-41(“Polymer Compositions for C
ationic Electrodepositable Coatings ”)に記載され
ている。ここでは、水酸基および/またはアミノ基を含
むアルファ、ベータ−オレフィン性不飽和モノマーの重
合体を挙げることができる。共重合に適切なモノマーを
使用することにより、例えば(イ)ヒドロキシアルキル
=(メタ)アクリレートまたはアミノアルキル=(メ
タ)アクリレートの様なアルファ、ベータ−オレフィン
性不飽和カルボン酸のヒドロキシルまたはアミノエステ
ルにより、あるいは(ロ)ジアミンまたはポリアミン、
例えばN,N−ジメチルアミノプロピルアミン、との重
合体類似反応でアミド、アミノまたはウレタン基を形成
させることにより、水酸基またはアミノ基を導入するこ
とができる。さらに別の基は、二量体化した脂肪酸およ
びポリアミンから得られるポリアミノポリアミドであ
る。第1級または第2級アミンとポリグリシジルエーテ
ルの反応により製造できるアミノポリエーテルポリオー
ルが、特に好適である。ここでは、すべてのアミノ基を
第3級アミノ基に変換するのに十分なエポキシド基が都
合よく存在する。好ましいポリグリシジルエーテルは、
ビスフェノールAおよび類似のポリフェノールのポリグ
リシジルエーテルである。これらの物質は、例えばアル
カリの存在下でエピハロヒドリン、例えばエピクロロヒ
ドリン、を使用し、ポリフェノールをエーテル化するこ
とにより、製造することができる。
【0022】ポリフェノールのポリグリシジルエーテル
は、それ自体でアミンと反応し得るが、被膜特性を改良
するために、反応性エポキシド基の一部を変性物質と反
応させるのが有利であることが多い。エポキシド基とポ
リオールまたはポリカルボン酸の反応が特に好ましい。
【0023】有用なポリオールには、例えば、ポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール、またはウレ
タンポリオールがある。ポリエーテルポリオールは、ア
ルキレンオキシド(例えばエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、テトラヒドロフラン)を、炭素数が2〜8
で、分子量が約50〜300である低分子量ポリオール
(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサ
ントリオール、ペンタエリスリトール)と付加重合させ
ることにより、製造することができる。エチレンオキシ
ドを単独で、またはアルキレンオキシド成分として他の
アルキレンオキシドと共に使用する場合、樹脂の水溶性
が改良される。
【0024】ポリエステルポリオールは、上記の低分子
量ポリオールまたはエポキシ化合物(例えば脂肪酸グリ
シジルエステル)を、ポリカルボン酸(例えばアジピン
酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、またはテレフタ
ル酸)またはそれらの誘導体と、反応させることによ
り、製造することができる。
【0025】ポリエステルポリオールは、環状エステ
ル、例えばカプロラクトンまたはブチロラクトン、の開
環重合により製造することができる。
【0026】ウレタン変性ポリオールは、過剰の、上記
のポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオー
ルと有機ポリイソシアネートの反応により得ることがで
きる。
【0027】上記のポリカルボン酸は、上記のポリオー
ルと、過剰のポリカルボン酸、または好ましくはその無
水物、の反応により得られる。これらの物質は、低分子
量ポリオール、例えばエチレングリコール、プロピレン
グリコールその他、を使用し、ポリカルボン酸またはそ
れらの無水物のエステル化によっても同様に得ることが
できる。低分子量ポリオールの代わりに、低分子量ポリ
エーテルポリアミンまたはポリアミン、例えばヘキサメ
チレンジアミン、を使用することもできる。
【0028】ポリオールまたはポリカルボン酸を使用す
るアミノポリエーテルポリオールの変性は、ポリグリシ
ジルエーテルと第1級または第2級アミンの反応の前に
行なうのが好ましい。しかし、出発物質として使用する
ポリグリシジルエーテルのアミンに対する比率を、過剰
のエポキシ基が存在する様に選択することもできる。そ
の場合、エポキシ基はポリカルボン酸またはポリオール
と反応させることができる。さらに、水酸基をグリシジ
ルエーテルと反応させることにより、エポキシド基を最
早含まない最終生成物を変性することができる。
【0029】樹脂は、当該樹脂の硬化機構により、3つ
の種類に分類することができる。第一の種類の樹脂は、
ラジカルまたは酸化重合反応により自己架橋することが
できる樹脂である。第二の種類の樹脂は、架橋材、例え
ばブロックドポリイソシアネート、を必要とする。第三
の種類の樹脂は、自己架橋反応と架橋剤を組み合せて利
用する。
【0030】架橋反応の開始に必要なエネルギー供給源
の種類により、水分散性で帯電可能な樹脂は、常温硬
化、またはより好ましい、熱硬化、に分類することがで
きる。
【0031】本発明で主要樹脂として有用な水分散性樹
脂は、遊離塩基の形態にある時は水溶性または水分散性
ではないが、十分な量(例えば、少なくとも20%、よ
り典型的には50%)の塩基官能基が中和されると、水
溶性または水分散性になって、安定した水溶液を形成す
るというような水溶性を有するものが典型的である。水
分散性樹脂の親水性が高すぎると、それらの樹脂は、十
分な耐水性または耐蝕性を有する塗料被膜を形成するこ
とができない、および/または電着塗料組成物の塗布が
困難になる。
【0032】様々な被膜特性を向上させるために、水分
散性樹脂は、エマルジョン、すなわち当該水分散性樹脂
が連続相を構成し、所望により使用する、帯電可能な親
水性基(例えばエポキシアクリレート樹脂)を含まない
水に不溶の樹脂が分散相を構成する、エマルジョンの形
態、で使用することが多い。
【0033】樹脂が、電着塗装プライマー層用の塗料組
成物に含まれる架橋剤で架橋することができるものであ
る場合、数多くの架橋剤または硬化剤のいずれをも使用
することができる。一般的に使用される架橋剤には、ポ
リイソシアネート(例えばヘキサメチレンジイソシアネ
ート)のイソシアヌレートを始めとするブロックドポリ
イソシアネートおよびエステル交換架橋剤がある。
【0034】本発明の好ましい態様では、架橋剤は、芳
香族ポリイソシアネートのイソシアヌレートを含む芳香
族ポリイソシアネートである。有用な芳香族ポリイソシ
アネートには、トルエンジイソシアネート(TDI)、
メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)、テト
ラメチルキシレンジイソシアネートおよびその他があ
る。もう一つの好ましい態様では、脂肪族ポリイソシア
ネートのイソシアヌレート、例えばヘキサメチレンジイ
ソシアネート、を使用する。これらのイソシアネート
は、ブロッキング剤、例えばイソシアネートの架橋性官
能基をブロックするオキシム、アルコールまたはアミ
ン、と予備反応させる。加熱により、ブロッキング剤が
分離し、架橋が起こる。
【0035】本発明の電着性塗料組成物は、水性媒体中
に分散させる。用語「分散液」は、本発明に関しては、
樹脂が分散相であり、水が連続相である、2相の半透明
または不透明な水性樹脂系を意味する。樹脂相の平均粒
子径は約0.1〜10ミクロン、好ましくは5ミクロン
未満、である。水性媒体中の樹脂性物質の濃度は、一般
的にに重要ではないが、水性分散液の主要部分は通常水
である。水性分散液は通常約3〜50重量%、好ましく
は5〜40重量%、の固体樹脂を含む。水でさらに希釈
すべき水性樹脂濃縮液は、一般的に固体総重量の10〜
30重量%である。
【0036】上記の成分は、陽極電着の場合は塩基を、
陰極電着の場合は酸を、樹脂に水分散性を付与するのに
十分なイオン性基を中和する量で含む水性媒体中に均質
に分散させる。塩基の例としては、アンモニア、ジエタ
ノールアミン、モルホリン、および水酸化カリウムがあ
る。酸の例としては、リン酸、酢酸、プロピオン酸、お
よび乳酸がある。
【0037】水性媒体は、水の他に、合一化溶剤を含む
ことができる。有用な合一化溶剤には、炭化水素、アル
コール、エステル、エーテルおよびケトンが包含され
る。好ましい合一化溶剤には、アルコール、ポリオール
およびケトンがある。具体的な合一化溶剤の例として
は、エチレングリコールのモノブチルおよびモノヘキシ
ルエーテル、およびプロピレンのフェニルエーテル、グ
リコールエチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチ
ルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、
またはジアセトンアルコールがある。水と混合しない少
量の有機溶剤、例えばキシレン、トルエン、メチルイソ
ブチルケトンまたは2−エチルヘキサノール、を、水お
よび水と混合し得る有機溶剤の混合物に加えてもよい。
合一化溶剤の量は、それ程重要ではなく、樹脂固体の総
重量に対して一般的に約0〜15重量%、好ましくは約
0.5〜5重量%、である。
【0038】本発明で使用する電着塗料組成物は、さら
に、通常の顔料、例えば二酸化チタン、酸化第二鉄、カ
ーボンブラック、ケイ酸アルミニウム、沈降硫酸バリウ
ム、リンモリブデン酸アルミニウム、クロム酸ストロン
チウム、塩基性ケイ酸鉛またはクロム酸鉛、を含むこと
ができる。顔料−対−樹脂の重量比は重要であることが
あり、好ましくは50:100未満、より好ましくは4
0:100未満、にすべきである。顔料−対−樹脂固体
の重量比がより高いと、合一化および流動性に悪影響を
及ぼすことも分かっている。
【0039】本発明で使用する電着塗料組成物は、湿潤
剤、界面活性剤、UV吸収剤、HALS化合物、酸化防
止剤、消泡剤などの、所望により使用する成分を含んで
もよい。界面活性剤および湿潤剤の例としては、アルキ
ルイミダゾリン、例えばCiba-Geigy Industrial Chemic
als からAmine C (商品名)として市販されているも
の、アセチレン系アルコール、例えばAir Products and
ChemicalsからSurfynol(商品名) 104として市販のも
の、がある。好ましい態様では、電着塗料組成物は、水
溶性セルロースエーテルを微生物の攻撃から保護するた
めに殺菌剤を含む。その様な殺菌剤は、この分野では良
く知られており、例えばKathon(商品名)EDS、Troxsan
(商品名)186 、およびNalco (商品名)7320があ
る。
【0040】これらの必要に応じて使用する成分は、そ
れが存在する場合は、樹脂固体の約0〜20重量%を構
成する。可塑剤は、流動性を促進するので、必要に応じ
て使用する成分である。その例には、高沸点の、水と混
合しない物質、例えばノニルフェノールまたはビスフェ
ノールAのエチレンまたはプロピレンオキシド付加物、
がある。可塑剤は、それを使用する場合は、樹脂固体の
約0〜15重量%の量で使用するのが一般的である。
【0041】塗料組成物中には、通常、硬化触媒、例え
ばスズ触媒、が存在する。例としては、二ラウリン酸ジ
ブチルスズおよび酸化ジブチルスズがある。これらの触
媒は、それを使用する場合は、樹脂固体の総重量に対し
て約0.05〜2重量%の量で存在する。
【0042】一般的に、十分な水を加えて分散液の固体
含有量が20重量%を超える、より好ましくは30重量
%を超える、様にする。
【0043】本発明で使用する電着塗料組成物は、電着
塗装法により導電性基材上に、不揮発成分10〜25重
量%で、乾燥被膜厚10〜35μm に塗布することがで
きる。塗布後、使用する基本樹脂の性質に応じて、塗料
を常温または高温で硬化させることができる。
【0044】本発明により製造される塗料の電着は、当
業者には公知である方法のいずれかで実行することがで
きる。電着は、すべての導電性基材、例えば鋼、銅、ア
ルミニウムおよびその他の金属に対して行なうことがで
きる。
【0045】本発明により、着色樹脂塗料および所望に
よりクリアコート層を、電着塗料のプライマー層の上に
塗布する。自動車用途では、着色樹脂層はベースコート
または着色ベースコートと呼ばれることが多い。着色樹
脂層の樹脂には、この分野で公知の多くの樹脂を使用す
ることができる。例えば、樹脂はアクリル系、ポリウレ
タン、またはポリエステルであることができる。代表的
な着色樹脂塗料組成は、米国特許第4,791,168
号、第4,414,357号、および第4,546,0
46号各明細書に記載されている。着色樹脂は、公知の
機構および硬化剤のいずれか、例えばメラミンポリオー
ル反応(例えばヒドロキシ官能性アクリル樹脂のメラミ
ン硬化)、で硬化させることができる。
【0046】下記の諸例により本発明をさらに説明す
る。
【0047】
【実施例】例1 製造A−練肉樹脂(grind resin ) ビスフェノールAのジグリシジル27.81部およびキ
シレン1.44部を反応容器中に入れた。内容物を乾燥
窒素雰囲気中で82℃に加熱した。次に、反応容器の加
熱を中断し、ビスフェノールA5.81部を加えた。次
いで温度127℃になるまで反応容器の加熱を続行し
た。この時点で、発熱反応が起こり、最高149〜16
0℃に達した。この混合物を、EEW(エポキシド当
量)が350±10になるまで149℃を超える温度に
維持した。
【0048】EEWが350になった後、この反応容器
にエチレングリコールモノブチルエーテル21.08部
を加え、次いで浴を90℃に冷却した。
【0049】温度が90℃に達した後、ポリグリコール
アミン7.77部およびジメチルアミノプロピルアミン
4.07部の混合物を反応容器に6分間かけて加えた。
バッチは104℃〜110℃に発熱した。発熱反応を1
15℃以下に1時間保持した。次に、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル0.53部を加え、その後、エチ
レングリコールモノブチルエーテル4.92部を反応容
器に入れ、このバッチを77℃に冷却した。次に、ノニ
ルフェノールグリシジルエーテル14.9部を反応容器
に入れた。このバッチは88℃〜93℃に発熱したの
で、この温度に1時間保持した。
【0050】次に、エチレングリコールモノブチルエー
テル1.53部を加え、次いでエチレングリコールモノ
ブチルエーテル10.03部を反応容器に入れ、このバ
ッチを66℃に冷却した。得られた生成物を25ミクロ
ンフィルターバッグを通してドラムに採取した。
【0051】例1で製造した練肉樹脂は、不揮発成分が
60.0%、1ガロンあたりの重量が8.53、および
粘度が25℃で約4900センチポアズであった。
【0052】製造B−顔料ペースト ペースト組成 成分 合計 NV重量 顔料 バインダー % % 重量 重量 重量 PS 合計 練肉樹脂 198.3 119.0 - 119.0 - 19.83 酢酸 11.1 - - - - 1.11 消泡剤 7.0 1 - - - 0.70 (Tristar 27) カーボンブラック 12.6 12.6 12.6 - 3.0 1.26 1.26 ケイ酸鉛 14.7 14.7 14.7 - 3.5 1.47 (塩基性白色鉛) クレー増量剤 63.0 63.0 63.0 - 15.0 6.30 二酸化チタン 329.7 329.7 329.7 - 78.5 32.97 酸化ジブチルスズ 21.0 21.0 - 21.0 - 2.10 (微粉砕)DI水 342.6 - - - - 34.26 合計 1000.0 560.0 420.0 140.0 (100.0) (100.0) 希釈前のN.V.56.0% 練肉樹脂パラメータ60.0%N.V.、489AEW 中和75.0% になる様に配合
【0053】粉砕温度は32℃〜46℃に維持した。ペ
ーストはすべて垂直サンドミルを3回通して8〜10μ
m に粉砕した。
【0054】製造C−主要樹脂 清浄な乾燥した反応器にキシレンを入れた。混合液体は
純粋N2 で覆い、42℃に加熱した。固体エポキシ(特
性および重量は下記の表に示す)を、バッチ温度が60
℃未満にならない様な速度で、約2時間かけて加えた。
100℃になるまで加熱を続けた。 各成分の特性および重量 重量 成分 81.1 キシレン 33.9 キシレン 568.1 EPON(商品名)1001(EEW=530±10) 75.9 ドデシルフェノール 1.1 BDMA 42.1 エチレングリコールモノブチルエーテル 74.7 キシレン 42.6 DEOA 40.6 エチレングリコールモノヘキシルエーテル 107.7 イソブタノール 13.3 DAMPA1000.0 主要樹脂総重量(70%N.V.)
【0055】この時点で、ドデシルフェノールを加え、
次いで118℃に加熱した。125℃に加熱し、蒸留乾
燥させた。圧力はHgで66cm〜69cm(88kp〜92
kp)にした。乾燥工程は約1時間行なった。純粋窒素だ
けを加えて真空を解除した。バッチを115℃に冷却し
た。試料はこの時点で不揮発成分%(N.V.%)=9
5.0±0.5であった。
【0056】115℃で、ベンジルジメチルアミン(B
DMA)を加えた。最高発熱温度は129〜132℃±
2℃に達し、重合に続いてEEW(エポキシド当量)滴
定を行った。30分毎に反応から試料を採取し、終点1
10±10EEWで反応を停止させた。
【0057】目標とするEEWで、希釈溶剤を加え、続
いてジエタノールアミン(DEOA)を加えた。
【0058】この反応の温度は132℃を超えるべきで
はない。この時点では、ジャケットまたはコイルで冷却
する必要があろう。DEOAを加えた直後に真空吸引を
開始し、圧力を18インチHgに下げ、5分間維持し
た。圧力をさらに、26〜27インチHgに達するま
で、2インチHg刻みで下げ、続いて短時間保持するこ
とを繰り返した。次いでDEOAを加えた後、バッチを
1時間で90℃に冷却した。これを達成するために、D
EOAを加えた後、20〜25分間で良好な還流速度を
達成すべきである。溶剤はすべて反応器に戻す。
【0059】1時間真空冷却(T=90℃)した後、真
空を維持しながらエチレングリコールモノヘキシルエー
テルおよびイソブタノールを加えた。十分な真空下でバ
ッチを約60℃に35分間冷却した。
【0060】35分間の冷却後、ジメチルアミノプロピ
ルアミン(DMAPA)をできるだけ速く加えた。バッ
チは、発熱反応後、54℃〜60℃の間に2時間維持し
た。次いで、バッチを1時間かけて90℃に加熱し、こ
の温度に1時間保持した。バッチを80℃に冷却した。
【0061】製造D−架橋剤I ブロックドイソシアネート架橋剤(ポリウレタン架橋
剤)は、次の様にして製造した。窒素雰囲気中で攪拌し
ながら、2,4−/2,6−トルエンジイソシアネート
80/20の異性体混合物291部、二ラウリン酸ジブ
チルスズ0.08部およびメチルイソブチルケトン18
0部を徐々に加え、温度を38℃未満に維持した。混合
物を38℃にさらに30分間維持した後、トリメチロー
ルプロパン75部を加えた。反応を約10時間進行させ
た後、エチレングリコールモノプロピルエーテル175
部を加え、混合物の反応を、実質的にすべてのイソシア
ネート基が反応するまで121℃に1.5時間保持し
た。このイソシアネートの減少は赤外スペクトルにより
確認した。
【0062】別のブロックドイソシアネートは、DE
2,701,002号明細書にしたがって、上記の添加
順序を変えることにより、製造できる。
【0063】製造E−架橋剤II 下記の手順により、ブロックドイソシアネート架橋剤
(ポリ尿素)を製造した。ヘキサメチレンジイソシアネ
ートのトリイソシアヌレート483部および2−ヘキサ
ノン193部を乾燥反応器に入れた。窒素雰囲気中で攪
拌しながら、温度が80℃を超えない様にジウチルアミ
ン(307部)を徐々に加えた。すべてのアミンが反応
した後、n−ブタノール14部および二ラウリン酸ジブ
チルスズ0.2部を加えた。赤外分析でイソシアネート
基が検出されなくなるまで、この反応混合物を80℃に
加熱した。
【0064】製造F−エマルジョン 上記の主要樹脂を80℃で攪拌しながら、酢酸および可
塑剤Paraplex(商品名) WP-I (Rohm & Haas から市
販)を加え、続いて上記の様にして製造した架橋剤Iを
加えた。この樹脂混合物は、この時点で約56℃であ
る。15分間混合した。
【0065】次いで、上記の様に配合した樹脂の予備混
合物および酸を、攪拌しながら、H2 OおよびSurfynol
(商品名) 104(エチレングリコールモノブチルエーテ
ル中50%)に25℃で加えた。不揮発成分は55%で
あった。この時点で温度は37℃〜40℃であった。次
の分量のH2 Oを加えて混合物を攪拌した。混合物を3
0分間混合した。温度は30℃〜32℃である。残りの
水を加えた。エマルジョンの最終温度は27〜30℃で
あった。
【0066】 エマルジョンの組成表 重量 成分 302.0 主要樹脂(70%N.V.) 28.3 可塑剤[ノニルフェノキシポリプロポキシ エタノール(100%N.V.)] 162.6 架橋剤I(70.0%N.V.) 4.84 酢酸 142.8 H2 O分量I 0.68 Surfynol(商品名) 104(50%) エチレングリコ ールモノブチルエーテル中 200.0 H2 O分量II 103.6 H2 O分量III
【0067】製造G−ヒドロキシエチルセルロース溶液 Union Carbide から市販のCellosize (商品名)QP 100
M 2部を常温で脱イオン水95部に溶解させた。
【0068】製造H−電着塗料浴 エマルジョン473部、乳酸1部、ペースト123.5
部、DI水402.5部およびヒドロキシエチルセルロ
ース溶液20.9部を常温で混合し、約1時間攪拌し
た。浴の固体をDI水でNV約21〜24重量%に調節
した。
【0069】例2 製造A−練肉樹脂 練肉樹脂は例1と同様に製造した。
【0070】製造B−顔料ペースト ペースト組成 成分 合計 NV重量 顔料 結合剤 % % 重量 重量 重量 PS 合計 練肉樹脂 198.3 119.0 - 119.0 - 19.83 酢酸 11.1 - - - - 1.11 消泡剤 7.0 1 - - - 0.70 (Tristar 27) カーボンブラック 12.6 12.6 12.6 - 3.0 1.26 1.26 ケイ酸鉛 14.7 14.7 14.7 - 3.5 1.47 (塩基性白色鉛) クレー増量剤 63.0 63.0 63.0 - 15.0 6.30 二酸化チタン 329.7 329.7 329.7 - 78.5 32.97 酸化ジブチルスズ 21.0 21.0 - 21.0 - 2.10 (微粉砕)DI水 342.6 - - - - 34.26 合計 1000.0 560.0 420.0 140.0 (100.0) (100.0) 希釈前のN.V.56.0% 粉砕樹脂パラメータ60.0%N.V.、489AEW 中和75.0% になるように配合
【0071】粉砕温度は32℃〜46℃に維持した。ペ
ーストはすべて垂直サンドミルを3回通して8〜10μ
m に粉砕した。
【0072】次に、このペースト328.5部をヒドロ
キシエチルセルロース溶液55.6部へ常温で約1時間
混合した。
【0073】製造C−主要樹脂 主要樹脂は例1と同様に製造した。
【0074】製造D−架橋剤I 架橋剤Iは例1と同様に製造した。
【0075】製造E−架橋剤II 架橋剤IIは例1と同様に製造した。
【0076】製造F−エマルジョン エマルジョンは例1と同様に製造した。
【0077】製造G−ヒドロキシエチルセルロース溶液 ヒドロキシエチルセルロース溶液は例1と同様に製造し
た。
【0078】製造H−電着塗料浴 電着塗料浴は例1と同様に製造した。
【0079】例3 例3の手順は例2と同様であるが、Cellosize QP(商品
名) 100M の代わりにCellosize (商品名)HEC 52000
を使用した。
【0080】評価手順 例1〜3の電着塗料を室温で攪拌しながら5日間放置し
て熟成させた。塗料被膜の電着は、陰極接続した鋼製の
試験パネル上に各電圧で2分間行なった。
【0081】 電着挙動 被膜形成 破壊 Cellosize (商品名)なし 270V 320V 例1 250V 300V 例2 250V 300V 例3 250V 320V
【0082】この手順における浴温度は27℃に維持し
た。堆積した、湿った被膜を脱イオン水ですすぎ、17
5℃で20分間焼き付けた。得られた塗料被膜を試験し
たが、その試験結果は下記の表に示す通りであった。
【0083】 試験 電着塗料 リン酸塩処理した鋼に Cellosize 例1 例2 例3対して20サイクルSCAB (商品名)なし 縁部腐食1) 4 0 0 1 縁部クリープ(mm) 1.37 0 0 0.34電気的品質2)(%) 32 100 100 98 1)0=最良値、5=最悪値 2)この数値は、被覆した縁部に50〜1000Vの電
圧をかけて得たものであり、電流に対する絶縁効果を示
す。電気的品質が高い程、絶縁効果も高い。絶縁効果が
高い程、電着塗料被膜により被覆された縁部がそれだけ
良質である。
【0084】本発明を好ましい実施態様に関して説明し
た。しかし、本発明の精神および範囲内で変形および修
正が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ、エル、タツィア アメリカ合衆国ミシガン州、グロス、ポイ ント、ウィルソン、34

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)水分散性で電着可能な樹脂の水性分
    散液、および(b)水溶性のセルロースエーテルを含ん
    でなることを特徴とする電着塗料組成物。
  2. 【請求項2】水溶性セルロースエーテルがヒドロキシエ
    チルセルロースである、請求項1に記載の電着塗料組成
    物。
  3. 【請求項3】水溶性セルロースエーテルがカルボキシメ
    チルセルロースである、請求項1に記載の電着塗料組成
    物。
  4. 【請求項4】水溶性セルロースの粘度が、10,000
    cPoise 〜300,000 cPoise(2重量%濃度の水
    溶液中、25℃)である、請求項1に記載の電着塗料組
    成物。
  5. 【請求項5】水溶性セルロースの粘度が、500 cPois
    e 〜12,000 cPoise (せん断速度30 min-1が作
    用する1重量%濃度の水溶液中、25℃)である、請求
    項1〜4のいずれか1項に記載の電着塗料組成物。
  6. 【請求項6】前記樹脂(a)の固体重量に対して0.0
    01〜10重量%の前記水溶性セルロースエーテルを含
    んでなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電着塗
    料組成物。
  7. 【請求項7】前記樹脂(a)の固体重量に対して0.0
    5〜2重量%の前記水溶性セルロースエーテルを含んで
    なる、請求項5に記載の電着塗料組成物。
  8. 【請求項8】さらに殺菌性添加剤を含んでなる、請求項
    1〜7のいずれか1項に記載の電着塗料組成物。
  9. 【請求項9】前記水溶性セルロースエーテルが、微生物
    の攻撃に対する耐性を付与する置換基および/または置
    換パターンを有する、請求項1〜8のいずれか1項に記
    載の電着塗料組成物。
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