JPH0853636A - 銅化合物を含む陰極電着塗料組成物 - Google Patents

銅化合物を含む陰極電着塗料組成物

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JPH0853636A
JPH0853636A JP6212093A JP21209394A JPH0853636A JP H0853636 A JPH0853636 A JP H0853636A JP 6212093 A JP6212093 A JP 6212093A JP 21209394 A JP21209394 A JP 21209394A JP H0853636 A JPH0853636 A JP H0853636A
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JP
Japan
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resin
copper compound
coating composition
electrodeposition coating
agent
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JP6212093A
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English (en)
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Shuhei Yamoto
修平 矢本
Yukitsugu Ito
幸嗣 伊藤
Mitsuo Yamada
光夫 山田
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有害な鉛系防錆顔料を含まない耐食性にすぐ
れた陰極電着塗料組成物を提供する。 【構成】 塗料へ、塗料固形分を基準として、組成式 〔Cu(OH)2 x 〔CuSiO3 y 〔CuS
4 z 〔H2 O〕n (x,y,zおよびnは重量分率であって、それぞれ1
8〜80%,0〜12%,20〜60%および100−
(x+y+z)を意味する。)の銅化合物0.01〜2
0重量%を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】産業上の利用分野 本発明は、陰極電着塗料組成物において、特に未処理冷
延鋼板に対する耐食性を改良した組成物に関する。
【0002】従来の技術 電着塗料は、耐食性、つきまわり性に優れており、均一
な塗膜を形成させることができるため、自動車の車体、
部品用プライマーを中心に広く使用されている。従来の
カチオン電着塗料は、リン酸亜鉛などの処理が完全にな
されている素材に対しては、十分な耐食性を発現するこ
とができるものの、表面処理が不十分な素材に対して
は、耐食性確保のために防錆顔料として、塩基性珪酸鉛
などの鉛化合物を使用する必要がある。ところが、鉛の
毒性の問題により、その使用が制限されるようになって
きた。そこで、鉛に代わる無毒防錆顔料として、リン酸
系顔料、モリブデン酸系顔料、ホウ酸系顔料などが検討
されてきたが、防錆性は低い。また、特開平2−279
773号公報には酸化鉄の使用が、特開平5−1404
87号公報には水酸化ビスマス/スズ、水酸化セリウム
/スズ、水酸化ニッケル/スズ、特開平5−24738
5号公報にはビスマス/スズの使用が記載されている。
これらの提案のいずれも鉛化合物に匹敵する防錆性能が
得られていない。さらには、特開昭51−88530号
公報には銅、銀、コバルト、カドミウム、ニッケル、ス
ズ、アンチモン、亜鉛、特開平4−325572号公報
には銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、アルミニウム、マ
ンガン、ジルコニウム、スズ、鉄の使用が記載されてい
るがこれらを直接塗料に用いると、イオン形態で混入し
ているため、塗料電導度の増大、クーロン効率の低下、
あるいは、塗料経時安定性が低下するという問題点があ
る。また、水酸化銅を用いると、顔料ペーストのpHが
高くなり、塗料化したとき凝集物の発生、安定性の低
下、塗膜平滑性の低下などの欠点がある。
【0003】発明を解決しようとする課題 本発明は、塗料経時安定性、塗膜平滑性を確保しなが
ら、有毒な防錆顔料を使用することなく、それと同等、
ないしはそれ以上の優れた耐食性、特に、未処理冷延鋼
板に対する耐食性を有する塗膜を形成しうる陰極電着塗
料組成物を提供することを目的としている。
【0004】課題を解決するための手段 本発明は、カチオン基を有する親水性フィルム形成樹脂
および架橋剤を、中和剤を含む水性媒体中に分散してな
る陰極電着塗料組成物において、組成式 〔Cu(OH)2 x 〔CuSiO3 y 〔CuS
4 z 〔H2 O〕n (式中xは18〜80%,yは0〜12%,zは20〜
60%,nは100−(x+y+z)の重量分率を意味
する。)の銅化合物0.01〜20重量%を含むことを
特徴とする陰極電着塗料組成物を提供する。
【0005】上記組成式の銅化合物の量は、好ましくは
0.05〜10重量%,より好ましくは0.1〜2.0
重量%である。この量があまり少ないと効果がなくあま
り多いと平滑性、電着性(クーロン効率など)を低下さ
せる。また、他の銅化合物を用いると、耐食性と平滑
性、電着性との両立は困難である。
【0006】上記銅化合物の電着塗料用組成物への導入
は、特に制限されるものではなく、通常の顔料分散法と
同様にして行うことができ、例えば、分散用樹脂中に予
め上記銅化合物を分散させて分散ペーストを作製し、そ
れを配合することができる。なお、顔料分散用樹脂とし
ては、カチオン電着塗料用の一般的なもの(エポキシ系
スルホニウム塩型樹脂、エポキシ系4級アンモニウム塩
型樹脂、エポキシ系3級アミン型樹脂、アクリル系4級
アンモニウム塩型樹脂など)が用いられる。
【0007】基体樹脂としては、ビスフェノール型エポ
キシ樹脂から誘導される、数平均分子量が100〜10
000、好ましくは、1000〜3000のものが利用
できる。基体樹脂の塩基当量は、通常の範囲でよく、具
体的には40〜150(ミリ当量/100g)、好まし
くは、60〜100(ミリ当量/100g)である。特
に、本出願人の特開平5−306327号に開示されて
いるように、ジイソシアネート化合物を反応させたビス
ウレタン化合物あるいは他の活性水素化合物を反応させ
たヘテロウレタン化合物と、エポキシ樹脂とを脱アルコ
ール反応させることにより得られるオキサゾリドン環変
性エポキシ樹脂が好適に用いられる。
【0008】架橋剤としては、ブロックポリイソシアネ
ート化合物が用いられる。
【0009】ブロック化イソシアネート架橋剤は、多官
能性イソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤
との付加反応により得ることができる。使用する多官能
性イソシアネート化合物としては、脂肪酸、脂環式又は
芳香族ポリイソシアネートが使用される。例えば、トリ
レンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
トおよびそのイソシアヌレート体などが挙げられる。一
方、イソシアネートブロック剤は、付加によって生成す
るブロックイソシアネート化合物が常温においては安定
であり、100〜200℃に加熱した際にブロック剤を
解離して、遊離のイソシアネート基を再生しうるもので
あることが望ましい。例えば、ラクタム系化合物(ε−
カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなど)、フェノー
ル系化合物(フェノール、クレゾール、キシレノールな
ど)、アルコール系化合物(メタノール、エタノール、
フルフリルアルコール、ブチルセロソルブなど)、オキ
シム系化合物(メチルエチルケトンオキシム、シクロヘ
キサノンオキシムなど)が挙げられる。
【0010】硬化触媒として、錫化合物(ジブチルチン
オキシド、ジブチルチンジラウレートなど)を用いるこ
とができる。
【0011】上記ブロック化イソシアネート架橋剤の添
加量は、基体樹脂との比率で決定するのが好ましい。通
常は、基体樹脂と架橋剤との比率は固形分として90/
10〜50/50に設定される。架橋剤の比率が少ない
場合は、十分な硬化性が得られず、逆にあまり多いと加
熱減量が増加する。
【0012】本発明の陰極電着塗料組成物の中和・水溶
化は、基体樹脂および硬化剤を、ギ酸、酢酸、プロピオ
ン酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、アクリル酸
などの水溶性有機酸または塩酸、リン酸などの無機酸を
中和剤として含む水性媒体中に分散することによって行
われる。
【0013】本発明の陰極電着塗料組成物には、さらに
必要に応じて通常の塗料添加物、例えば、二酸化チタ
ン、カーボンブラック、ベンガラなどの着色顔料、タル
ク、炭酸カルシウム、クレー、シリカなどの体質顔料を
顔料分散樹脂で分散し、顔料分散ペーストとして添加し
てもよい。また、必要に応じて他の防錆顔料、例えばク
ロム系顔料(ストロンチウムクロメート、ジンククロメ
ート)、鉛系顔料(塩基性珪酸鉛、塩基性クロム酸鉛、
鉛丹、シアナミド鉛など)、リン酸系顔料(リン酸アル
ミニウム、リン酸亜鉛、リン酸カルシウムなど)、モリ
ブデン酸系顔料(リンモリブデン酸アルミニウム、リン
モリブデン酸亜鉛など)、ホウ酸系顔料(メタホウ酸バ
リウムなど)、表面調整剤、有機溶剤などの塗料添加物
を配合することができる。
【0014】本発明の陰極電着塗料組成物は、カチオン
電着塗装によって所望の基材表面に塗装することができ
る。カチオン電着塗装はそれ自体既知の方法にしたが
い、一般には、固形分濃度が5〜40重量%、好ましく
は、15〜25重量%となるように、脱イオン水で希釈
し、さらに、pHを5.5〜8.5の範囲内に調整した
本発明の陰極電着塗料組成物からなる電着浴を通常、浴
温20℃〜35℃に調整し、負荷電圧100〜450V
の条件で行うことができる。
【0015】本発明の陰極電着塗料組成物を用いて形成
しうる電着塗装の膜厚は、特に制限されるものではない
が、一般には、硬化塗膜に基づいて、5〜60μm、好
ましくは、10〜40μmの範囲内が適当である。ま
た、塗膜の焼付け硬化温度は、一般に100〜200
℃、好ましくは、150〜180℃で10〜30分間の
時間の範囲で焼き付けることが適している。
【0016】実施例 合成例1(オキサゾリドン環含有基体樹脂の合成) 攪拌機、冷却器、窒素注入管、温度計および滴下ロート
を取り付けたフラスコを用意した。このフラスコに2,
4/2,6−トリレンジイソシアネート(重量比=8/
2)92g、メチルイソブチルケトン95gおよびジブ
チルチンジラウレート0.5gを加え、これを攪拌しな
がらメタノール21gをさらに滴下した。反応は室温か
ら始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30
分間反応を継続した後に、エチレングリコールモノ−2
−エチルヘキシルエーテル57gを滴下ロートより滴下
し、さらにビスフェノールA−プロピレンオキシド5モ
ル付加体42gを加えた。反応は、主に60℃〜65℃
の範囲で行い、IRスペクトルを測定しながらイソシア
ネート基が消失するまで継続した。次に、ビスフェノー
ルAとエピクロルヒドリンから合成したエポキシ当量1
88のエポキシ樹脂365gを加え、125℃まで昇温
した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0gを加
え、エポキシ当量410になるまで130℃で反応させ
た。続いてビスフェノールA87gを反応容器に加えて
120℃で反応させたところ、エポキシ当量は1190
となった。その後冷却し、ジエタノールアミン11g、
N−メチルエタノールアミン24g、およびアミノエチ
ルエタノールアミンのケチミン化物(79重量%メチル
イソブチルケトン溶液)25gを加え、110℃で2時
間反応させた。その後、メチルイソブチルケトンで不揮
発分80%になるまで希釈し、オキサゾリドン環含有基
体樹脂を得た。
【0017】合成例2(ブロック化イソシアナートの合
成) 攪拌機、冷却器、窒素注入管、温度計および滴下ロート
を取り付けたフラスコを用意した。このフラスコにヘキ
サメチレンジイソシアネートの3量体(コロネートH
X:日本ポリウレタン株式会社製)199gとε−カプ
ロラクタム11.3gとを加えた。そして、フラスコ内
の内容物を80℃まで昇温し、均一に溶解させた。ここ
に、メチルイソブチルケトン32gおよびジブチルスズ
ジラウレート0.05gおよび1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)−7−ウンデセン0.05gを加えた。
これを窒素をバブリングしながら攪拌しているところに
メチルエチルケトキシム78.3gを発熱に注意しなが
ら滴下ロートから1時間かけて滴下した。IRスペクト
ルでイソシアナート基が消失するまで反応させ、ブロッ
ク化イソシアネート架橋剤を得た。
【0018】合成例3(顔料分散樹脂の生成) 攪拌機、冷却器、窒素注入管、温度計および滴下ロート
を取り付けたフラスコを用意した。このフラスコにイソ
ホロンジイソシアネート222.0gを加え、メチルイ
ソブチルケトン39.1gで希釈した後にジブチルスズ
ジラウレート0.2gを加えた。50℃に昇温後、2−
エチルヘキサノール131.5gを窒素をバブリングし
ながら攪拌しているところに滴下ロートから2時間かけ
て滴下した。適宜冷却することにより、この間の反応温
度を50℃に維持した。その結果、2−エチルヘキサノ
ールハーフブロック化イソホロンジイソシアネートを得
た。(固形分90%)
【0019】攪拌機、冷却器、窒素注入管、温度計およ
び滴下ロートを取り付けた他のフラスコを用意した。こ
のフラスコにエポン828(シェル化学社製エポキシ樹
脂)376.0g、ビスフェノールA114.0gを加
え、窒素雰囲気下130℃へ加熱し、ジメチルベンジル
アミン0.75gを添加し、発熱反応170℃で1時間
反応させることにより、490のエポキシ当量を有する
ビスフェノールA型エポキシ樹脂を得た。次いで、14
0℃へ冷却後、上記2−エチルヘキサノールハーフブロ
ック化イソホロンジイソシアネート198.4gを加
え、140℃に1時間保ち反応させた後、エチレングリ
コールモノブチルエーテル161.8gを加え反応混合
物を100℃に冷却した。これにチオジエタノール36
6.0g,ジメチロールプロピオン酸134.0g,及
び脱イオン水144.0gを加え、70℃から75℃で
0.241の酸価が得られるまで反応させ、次いで、エ
チレングリコールモノブチルエーテル353.3で希釈
し、スルホニウム化率82%の顔料分散樹脂を得た。
(固形分50%)
【0020】合成例4(顔料分散ペーストの調製) 合成例3で得た顔料分散樹脂に銅化合物、カーボンブラ
ック、カオリン、二酸化チタンを下記の配合にて分散さ
せ、サンドミルで粉砕、調製し、顔料分散ペーストを得
た。
【0021】 *表1に示す添加量になるように二酸化チタンと銅化合
物の比率を調節した。
【0022】 表1の添加量 二酸化チタン 銅化合物 ─────── ──────── ────── 0.1 82.6 0.4 0.5 81 2 2.0 75 8
【0023】実施例1〜6および比較例1〜4 合成例1で得た基体樹脂350g(固形分)と、合成例
2で得た架橋剤150g(固形分)とを混合し、エチレ
ングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルを固形
分に対して3%(15g)になるように添加した。次に
氷酢酸を中和率40.5%になるように加えて中和し、
イオン交換水を加えてゆっくり希釈し、次いで固形分が
36.0%になるように減圧下でメチルイソブチルケト
ンを除去した。
【0024】このようにして得られたエマルジョン20
00gへ、合成例4で得られた種々の顔料ペースト46
0.0g、イオン交換水2252.0g、樹脂固形分に
対して1.0wt%のジブチルスズオキサイドを加えて
混合し、固形分が20.0wt%の電着塗料を調製し
た。
【0025】この電着塗料浴に、陰極として表面(未)
処理冷延鋼板を浸漬し、乾燥膜厚が20μになるように
電着塗装した後、160℃×10分で硬化し、塗膜評価
した。表1に実施例の結果を、表2に比較例の結果をそ
れぞれ示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】表1,表2の脚注 1)塗膜平滑性:塗膜外観を目視評価した。 ○;良好 △;やや不良 ×;不良 2)耐衝撃性:ディポン式衝撃試験機を用いて、撃心1
/2インチ、落錘高さ50cm、測定雰囲気20℃、湿
度60%の条件で試験を行い、衝撃を受けた凹面を目視
で評価した。 ○;異常なし △;細かい亀裂あり ×;大きなワレあ
り 3)塗料濾過性:塗料をメッシュ(380)で濾過した
時のメッシュ上の残渣 ○;なし △;少量 ×;多量 4)塩水浸漬試験:塗板にナイフにて素地に達するカッ
トを入れ、塩水浸漬試験(5%食塩水、55℃×120
h)を行った。 剥離=カット部からの最大剥離幅 ○;<3mm △;3〜6mm ×;>6mm ブリスター=塗面のブリスター数/15cm×7cm ○;非常に少ない △;少ない ×;多数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カチオン基を有する親水性フィルム形成樹
    脂および架橋剤を、中和剤を含む水性媒体中に分散して
    なる陰極電着塗料組成物において、塗料固形分を基準に
    して、組成式 〔Cu(OH)2 x 〔CuSiO3 y 〔CuS
    4 z 〔H2 O〕n (式中xは18〜80%,yは0〜12%,zは20〜
    60%,nは100−(x+y+z)の重量分率を意味
    する。)の銅化合物0.01〜20重量%を含むことを
    特徴とする陰極電着塗料組成物。
  2. 【請求項2】カチオン基を有する親水性フィルム形成樹
    脂が、樹脂骨格中に複数のオキサゾリドン環を含みエポ
    キシ環をカチオン基を導入し得る活性水素化合物で開環
    して得られる樹脂である請求項1の陰極電着塗料組成
    物。
  3. 【請求項3】硬化剤が、ブロックポリイソシアネートで
    ある請求項1または2の陰極電着塗料組成物。
JP6212093A 1994-08-11 1994-08-11 銅化合物を含む陰極電着塗料組成物 Withdrawn JPH0853636A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115851696A (zh) * 2023-02-17 2023-03-28 深圳先进技术研究院 铜基甲酸脱氢酶、其制备方法、包含其的电极及应用

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CN115851696A (zh) * 2023-02-17 2023-03-28 深圳先进技术研究院 铜基甲酸脱氢酶、其制备方法、包含其的电极及应用

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Effective date: 20011106