JPH11152432A - カチオン性電着塗料組成物 - Google Patents

カチオン性電着塗料組成物

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JPH11152432A
JPH11152432A JP9336316A JP33631697A JPH11152432A JP H11152432 A JPH11152432 A JP H11152432A JP 9336316 A JP9336316 A JP 9336316A JP 33631697 A JP33631697 A JP 33631697A JP H11152432 A JPH11152432 A JP H11152432A
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JP
Japan
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epoxy resin
amine
acid
coating composition
modified epoxy
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Application number
JP9336316A
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English (en)
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Kiyoshi Taki
清 滝
Kentaro Nakajima
健太郎 中嶋
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Shinto Paint Co Ltd
Original Assignee
Shinto Paint Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 錫化合物を含まず、現行(錫化合物を含むも
の)と同等の焼き付け条件にて良好な塗膜の硬化性を確
保することができるカチオン性電着塗料組成物を得る。 【構成】 (A)特定構造の4級アンモニウム・有機酸
塩(触媒)と(B)エポキシ樹脂にアミンを反応させて
得られるアミン変性エポキシ樹脂をカチオン化したカチ
オン性アミン変性エポキシ樹脂と(基剤樹脂)と(C)
ブロックポリイソシアネート(硬化剤)を含有するカチ
オン性電着塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は硬化性に優れた新規
なカチオン性電着塗料組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電着塗装は、自動車、電気器具等、袋部
構造を有する部材に対し、エアースプレー塗装や静電ス
プレー塗装と比較して、付き回り性に優れまた環境汚染
も少ないことから、プライマー塗装として広く実用化さ
れるに至っているが、塗膜の諸性能の目安である硬化性
を向上させるためにブロックポリイソシアネートの解離
触媒を添加することが行われている。代表的な解離触媒
としては錫化合物である。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、昨今の環境
規制動向を勘案すれば塗装ラインの焼き付け炉の脱臭触
媒被毒の原因となる錫化合物を使用しないカチオン性電
着塗料の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】このようなことから、本
発明者らは、錫化合物を含まず、かつ耐食性、耐溶剤
性、機械物性等において良好な塗膜性能を有せしめるた
め充分な塗膜の硬化性を発揮するカチオン性電着塗料組
成物を開発する事を目的とし鋭意検討した。その結果、
特定の構造を有する触媒を本発明の基剤樹脂、および硬
化剤と組み合わせて用いたとき前記目的が達成出来る事
を見出した。
【0005】すなわち本発明は、(A)下記一般式
(1)
【0006】
【化2】
【0007】〔式中、R1 〜R3 は、炭素1〜11の直
鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和炭素水素基(但
し、R1 〜R3 のうちいずれか2個が炭素、酸素または
窒素原子を介してヘテロ環を形成していてもよい。)を
表し、R4 は炭素数1〜8のアルキル基または芳香族炭
化水素基を表す。Xは有機酸基を表す。〕で表される4
級アンモニウム有機酸塩(触媒)と(B)エポキシ樹脂
にアミンを反応させて得られるアミン変性エポキシ樹脂
をカチオン化したカチオン性アミン変性エポキシ樹脂
(基剤樹脂)と(C)ブロックポリイソシアネート(硬
化剤)とを含有するカチオン性電着塗料組成物である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明における(A)触媒を構成
する第3級アミンとしては、脂肪族アミン類(トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミ
ン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−オクチルアミ
ン、ジエチル−1−プロピルアミン等);脂環式アミン
類〔N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジン、N
−メチルペリジン、N−エチルピペリジン、N−メチル
ヘキサメチレンイミン、N−エチルヘキサメチレンイミ
ン、N−メチルモルホリン、N−ブチルモルホリン、
N,N’−ジメチルピペラジン、N,N’−ジエチルピ
ペラジン、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5
−ノネン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7
−ウンデセン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジ
ン、ピコリン類、1−メチルイミダゾール、1,2−ジ
メチルイミダゾール、1,4−ジメチル−2−エチルイ
ミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾリン、1,2,
4−トリメチルイミダゾリン、1,4−ジメチル−2−
エチルイミダゾリン等〕;およびこれらの2種以上の混
合物が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、ト
リメチルアミン、トリエチルアミン、1,5−ジアザビ
シクロ(4,3,0)−5−ノネン、1,8−ジアザビ
シクロ(5,4,0)−7−ウンデセンおよび1,2,
4−トリメチルイミダゾリンである。該(A)を構成す
る有機酸としては、脂肪族モノカルボン酸〔蟻酸、酢
酸、オクチル酸、2−エチルヘキサン酸など〕;脂肪族
ポリカルボン酸(蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸など);芳香族モノカルボン酸(安息香
酸、トルイル酸、エチル安息香酸など);芳香族ポリカ
ルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ニ
トロフタル酸、トリメリット酸など);フェノール化合
物(フェノール、レゾルシン等);スルホン酸化合物
(アルキルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、
ベンゼンスルホン酸など);リン酸エステル化合物等が
挙げられる。該有機酸は1種または2種以上の混合物と
して用いることができる。これらのうち好ましいものは
脂肪族カルボン酸化合物および芳香族カルボン酸化合物
であり、特に好ましいものはオクチル酸および蟻酸であ
る。該(A)は、例えば、相当する第3級アミンと炭酸
ジエステル(炭酸ジメチルなど)とを反応させて第4級
アンモニウム炭酸塩を形成させ、次いで有機酸とアニオ
ン交換反応させ、副生する炭酸ガスとアルコールを除去
することにより得られる。該(A)の具体例としては、
メチルトリエチルアンモニウム・オクチル酸塩、N−8
−メチル−1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7
−ウンデセニウム・オクチル酸塩および1,2,3,4
−テトラメチルイミダゾリニウム・オクチル酸塩、メチ
ルトリエチルアンモニウム・蟻酸塩などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、メチルトリエチルアンモ
ニウム・オクチル酸塩、1,2,3,4−テトラメチル
イミタゾリニウム・オクチル酸塩およびメチルトリエチ
ルアンモニウム・蟻酸塩である。
【0009】本発明における、(B)エポキシ樹脂にア
ミンを反応させて得られるアミン変性エポキシ樹脂をカ
チオン化したカチオン性アミン変性エポキシ樹脂は、少
なくとも一種のポリオールのジグリシジルエーテルと少
なくとも一種の二価フェノールのジグリシジルエーテル
からなる組成物と、少なくとも一種の二価フェノールと
を反応させて得られるエポキシ樹脂が好ましく、ポリオ
ールのジグリシジルエーテルとして、エチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリ
シジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジ
ルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ト
リエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−
シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエ
チレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレ
ングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレ
ングリコールジグリシジルエーテル等を挙げることがで
き、また二価フェノールのジグリシジルエーテルとし
て、レゾルシンジグリシジルエーテル、ハイドロキノン
ジグリシジルエーテル、2,2−ビス−(4−ヒドロキ
シフェニル)−プロパンジグリシジルエーテル、4,
4’−ジヒドロキシベンゾフェノンジグリシジルエーテ
ル、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−メタ
ンジグリシジルエーテル、1,1−ビス−(4−ヒドロ
キシフェニル)−エタンジグリシジルエーテル、4,
4’−ジヒドロキシビフェニールジグリシジルエーテル
等を挙げることができ、また二価フェノールとして、レ
ゾルシン、ハイドロキノン、2,2−ビス−(4−ヒド
ロキシフェニル)- プロパン、4,4’−ジヒドロキシ
ベンゾフェノン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェ
ニル)−メタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェ
ニル)−エタン、4,4’−ジヒドロキシビフェニール
等を挙げることができ、またアミンとして、メチルアミ
ン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピル
アミン、モノエタノールアミン、n−プロパノールアミ
ン、イソプロパンールアミン、ジエチルアミン、ジエタ
ノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチ
ルエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチ
ルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、
ジメチルアミノプロピルアミン等あるいはこれらの混合
物を挙げることができ、また1級アミノ基をあらかじめ
ケトンと反応させてブロック化後、残りの活性水素とエ
ポキシ基と反応させてもよい。ポリオールのジグリシジ
ルエーテルと二価フェノールのジグリシジルエーテルと
二価フェノールとの反応は、溶剤なしの溶融体中で行う
ことができるが小量の溶剤を添加した系で行うことも可
能である。溶剤としてはエポキシ基と反応しない溶剤で
あれば特に限定されない。反応温度は、70〜180℃
が適当である。エポキシ樹脂にアミンを反応させるアミ
ノ化は、溶剤中、または溶剤なしの溶融体中で行う事が
でき、反応温度は40〜150℃が適当である。具体的
な方法としては、米国特許第3,984,299号明細
書、米国特許第4,017,438号明細書、特開昭5
9−403013号明細書等が参照される。またアミン
変性エポキシ樹脂のカチオン化は具体的な方法として
は、アミノ基をプロトン酸で中和することにより行うこ
とができ、特に好ましい酸としては、ギ酸、酢酸、乳
酸、プロピオン酸、クエン酸、リンゴ酸、スルファミン
酸、等がある。
【0010】本発明における(C)ブロックポリイソシ
アネートは、ポリイソシアネートとブロック剤との反応
物であり、ポリイソシアネートとしては、芳香族あるい
は脂肪族(脂環式を含む)のポリイソシアネートであ
り、例示すると、2,4−または2,6−トルイレンジ
イソシアネートおよびこれらの混合物、p−フェニレン
ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイ
ソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト、テトラ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、イソホロンジイソシアネート、シク
ロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、m−
あるいはp−キシリレンジイソシアネート、さらには上
記イソシアネートのビュレット変性体あるいはイソシア
ヌレート変性体、あるいは上記イソシアネートのイソシ
アネート基の一部を、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチル
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−シクロヘキサンジオール等の低分子ジ
オール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール、ポリラクトン
ジオール等のオリゴマージオール、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等
のポリオールで連結したポリイソシアネートあるいはこ
れらの混合物を挙げることができ、ブロック剤について
は、メタノール、エタノール、n−ブタノール、2−エ
チルヘキサノール等の脂肪族アルコール化合物、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
モノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシル
ルエーテル等のセロソルブ系化合物、アセトンオキシ
ム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオ
キシム等のオキシム化合物、ε−カプロラクタム等のラ
クタム化合物を挙げることができる。ポリイソシアネー
トとブロック剤との反応は、溶剤中あるいは溶剤なしの
溶融体中で実施することができる。反応に使用する溶剤
としては、ポリイソシアネートと反応しない溶剤、例え
ばアセトン、メチルエチケトン、メチルイソブトルケト
ン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン
等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロル
ベンゼン、ニトロベンゼン等の芳香族炭化水素類、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、クロロ
ホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素を例示する
ことができる。反応温度については特に限定はないが、
好ましくは30〜150℃である。
【0011】本発明のカチオン性電着塗料組成物は、通
常水に分散した状態で電着塗装に供せられる。(B)カ
チオン性アミン変性エポキシ樹脂(基剤樹脂)と(C)
ブロックポリイソシアネート(硬化剤)の配合比率は、
固形分重量比で85〜40/15〜60であり、好まし
くは、80〜55/20〜45である。また(A)触媒
は顔料分散液中に配合され、その配合量に特に限定はな
いが目安として、(B)カチオン性アミン変性エポキシ
樹脂(基剤樹脂)と(C)ブロックポリイソシアネート
(硬化剤)の合計に対して固形分重量で0.5〜10%
であり、好ましくは、1〜3%である。
【0012】本発明のカチオン性電着塗料組成物には、
前記成分の他にさらに必要に応じて通常の塗料添加物、
例えば、チタンホワイト、カーボンブラック、ベンガ
ラ、黄鉛等の着色顔料、タルク、炭酸カルシュウム、マ
イカ、クレー、シリカ等の体質顔料、りん酸亜鉛、りん
酸鉄、りん酸アルミニウム、りん酸カルシウム、モリブ
デン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸
カルシウム、りんモリブデン酸アルミニウム、りんモリ
ブデン酸カリウム等の防錆顔料、消泡剤、ハジキ防止
剤、水性溶剤等を含有することができる。
【0013】本発明のカチオン性電着塗料組成物は、既
知のカチオン電着塗装によって所望の基剤表面に塗装す
ることができる。具体的には塗料の固形分濃度は、好ま
しくは約5〜40重量%さらに好ましくは15〜25
%、PHは5〜8に調整し、浴温15〜35℃、負荷電
圧100〜450Vの条件で被塗物を陰極として塗装す
ることができる。塗装された被塗物を水洗後、焼き付け
炉中で100〜200℃で10〜30分間焼き付けて硬
化塗膜を得る事ができる。得られる塗膜膜厚には特に制
限はないが、硬化塗膜において5〜60μm、好ましく
は10〜40μmが適当である。
【0014】
【実施例】実施例1〜2、比較例1〜2 表1に示す配合成分を用い、実施例1〜2、比較例1〜
2のカチオン性電着塗料組成物(電着塗料浴液)を調製
した。なお、表1の数値は重量部であり、溶剤、水、ギ
酸以外は固形分重量部である。
【0015】
【表1】
【0016】試験例 塩化ビニル容器に実施例1〜2、比較例1〜2の電着塗
料浴液を入れ、各々撹拌下で液温28℃にて、被塗物を
陰極とし、対局である陽極との間に、150V×3分間
通電する電着条件で試験板を作製した。 被塗物 JIS G 3141に規定されるSPCC板 焼き付け条件 170℃20分キープ 得られた塗膜の品質を評価し、結果を表2に示した。
【0017】
【表2】
【0018】試験方法 硬化性(ゲル分率) 40℃アセトン24時間浸漬後の塗膜重量残存率 耐食性試験 JIS Z 2371に規定される塩水噴霧試験を実施
試験板は、塗膜に素地に達するまでのクロスカットを入
れ480時間後に評価した。 ○:良好 △:やや良好
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、錫化合物を含まず、良
好な塗膜の硬化性を確保するための焼き付け温度を低下
できるカチオン性電着塗料組成物を提供することができ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08G 59/56 C08G 59/56

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 下記一般式(1) 【化1】 〔式中、R1 〜R3 は、炭素1〜11の直鎖もしくは分
    岐の飽和もしくは不飽和炭素水素基(但し、R1 〜R3
    のうちいずれか2個が炭素、酸素または窒素原子を介し
    てヘテロ環を形成していてもよい。)を表し、R4 は炭
    素数1〜8のアルキル基または芳香族炭化水素基を表
    す。Xは有機酸基を表す。〕で表される4級アンモニウ
    ム有機酸塩(触媒)と(B) エポキシ樹脂にアミンを
    反応させて得られるアミン変性エポキシ樹脂をカチオン
    化したカチオン性アミン変性エポキシ樹脂(基剤樹脂)
    と(C) ブロックポリイソシアネート(硬化剤)とを
    含有するカチオン性電着塗料組成物。
JP9336316A 1997-11-19 1997-11-19 カチオン性電着塗料組成物 Pending JPH11152432A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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