JPS6028468A - カチオン電着塗料組成物 - Google Patents

カチオン電着塗料組成物

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JPS6028468A
JPS6028468A JP13643583A JP13643583A JPS6028468A JP S6028468 A JPS6028468 A JP S6028468A JP 13643583 A JP13643583 A JP 13643583A JP 13643583 A JP13643583 A JP 13643583A JP S6028468 A JPS6028468 A JP S6028468A
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Tsuneo Ukita
浮田 恒夫
Yasuyuki Tsuchiya
土谷 保之
Tetsuo Yanagihara
柳原 徹雄
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗膜密着性に優れたカチオン電着塗料組成物、
その調製法ならびに該組成物を用いた電着塗装法に関す
る。
カチオン電着塗装は耐久性および被塗物の防食性等の点
で優れており、広く採用されるに至っているが、それら
の性能を一層向上させる目的で防錆顔料を添加すること
が行なわれている。代表的な防錆顔料はクロム酸塩系で
あるが、有毒であるばかりでなく、被塗物水平部の塗膜
状態においてクロム酸塩顔料の沈降による黄変やブツの
発生がみられ実用上の問題があった。また鉛系顔料もク
ロム酸塩系に比べてやメ毒性は低いが防錆性能はこれよ
り劣っている。
無毒性ないし低毒性の防錆顔料として、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
ブデン酸亜塩、モリブデン酸カルシウム、ホウ酸亜鉛、
ホウ酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化鉄等が知られている
が、いずれも防錆性能はクロム酸塩系に比べて著るしく
劣るものであった。
本発明は毒性か低く−クロム酸塩系に比べて防食性にお
いてより優れており一被塗物水平部の塗膜の黄変やブツ
発生がなく、しかも塗膜の密着性に優れた電着塗膜を得
るための組成物、その調製法および電着塗装法を提供す
る。
本発明の第一の目的はりんモリブデン酸塩を含有するカ
チオン電着塗料組成物を提供する点にある。
りんモリブデン酸塩は市販のりんモリブデン酸アルミニ
ウムーりんモリブデン酸亜鉛、りんモリブデン酸カリウ
ム、りんモリブデン酸ナトリウム−りんモリブデン酸カ
ルシウム等が用いられるが、りんモリブデン酸アルミニ
ウムおよびりんモリブデン酸カリウムか特に好ましい。
りんモリブデン酸塩は、電着塗料組成物中に、これを電
着塗装する際の浴中濃度が対塗料固形分当り0.05〜
2重量%となるよう配合する。即ち、塗料固形分50%
の組成物を電着浴固形分濃度lO%で使用するときは組
成物中のりんモリブデン酸塩の濃度は組成物全固形分に
対し一〇、25〜20重量%である。電着浴で他のりん
モリブデン酸塩を含まない塗料と併用するときは、これ
より高濃度に配合してもよい。電着浴中の塗料固形分に
対するりんモリブデン酸塩の濃度が0.25%より低い
と密着性および防食性の効果がなく、20重量%を越え
ると電着浴の安定性および電着塗膜の仕上り外観が低下
する。
りんモリブデン酸塩の粒径は20μ以下とするのが好ま
しく、それ以上の場合は、電着浴中ての安定性が低下す
る。
本発明においてはりんモリブデン酸塩を他の防錆剤と組
み合わせて使用してもよい。これらの防錆剤としては例
えば鉛化合物、クロム酸塩、りん酸塩、モリブデン酸塩
、ホウ酸塩、金属酸化物、アミン化合物、ニトロ化合物
−有機シリケード化合物等が例示される。特に好ましい
防錆剤は鉛化合物であり一特に酸化鉛、クロム酸鉛、珪
酸鉛、硫酸鉛、酢酸鉛、硝酸鉛、酸化鉛、水酸化鉛−炭
酸鉛、鉛酸カルシウム等が例示される。
りんモリブデン酸塩に代えて、モリブデン酸塩とりん酸
塩を併用しても本発明で達成されることき効果は得られ
ない。
これらの防錆剤は電着浴中に0〜10重量%(対固形分
)、好ましくは0.02〜2重量%加える。
防錆剤の添加によって、りんモリブデン酸塩を単独で用
いた場合より、塗膜の劣化時の密着性、防錆性および電
着浴の安定性をより向上させることかできる。防錆剤量
が2重量%を越えると電着浴の安定性が却って低下する
傾向があり、また電着塗膜の外観が低下する場合がある
本発明のカチオン電着塗料組成物に使用する樹脂ビヒク
ルは通常カチオン電着に使用される樹脂であればよく特
に限定的でない。これらのカチオン電着用樹脂は、例え
ば、特開昭49−99337号公報、特開昭51−12
6225号公報、特開昭51−103135号公報、特
開昭51−117799号公報、特開昭52−1874
6号公報、特開昭52−87498号公報、特開昭53
−43800号公報、特開昭53−65327号公報、
特開昭53−65329号公報、特開昭47−759号
公報、特開昭48−51924号公報、特開昭52−1
1228号公報、特開昭54−15936号公報、特開
昭54−93024号公報−特開昭55−31889号
公報、特開昭55−31890号公報、特開昭56−4
9725号公報、特開昭56−7916.3号公報、特
開昭57−1126873号公報、特開昭5−7−13
9147号公報、特開昭54−97632号公報および
特開昭55−137174号公報等に詳述されている。
本発明に使用する樹脂はこれらのいずれの樹脂であって
もよいが、特に好ましくはエポキシ樹脂とアミン基を有
する化合物との反応によって得られるカチオン樹脂であ
る。もちろんこれに限定されるものではなく、カチオン
基を有するフェノール樹脂、ポリブタジェン樹脂、アク
リロニトリル樹脂、スチレン樹脂、マレインジエン化合
物樹脂、これらの共重合樹脂であってもよい。
架橋基としては完全もしくは部分ブロック化ポリイソシ
アナト基を有するものか好ましいが、グリシジル基、ニ
トリル基、ビニル基、アクリル基−カルボキシル基、水
酸基等を有するもの、あるいは、これらを2種以上含む
ものであってもよい。
本発明電着塗料組成物はさらに他の顔料、例えば珪酸ア
ルミニウム、沈降性炭酸バリウム、カオリン、沈降性炭
酸カルシウム等の体質顔料、酸化チタン、カーボンブラ
ック、亜鉛華−ベンガラ等の着色顔料を添加してもよい
。これらの顔料は限定的ではない。
本発明電着塗料組成物はさらに他の添加剤を添加しても
よい。添加剤の具体例は界面活性剤、アルコール、ケト
ン、エーテル等の有機溶剤、酢酸、蟻酸、乳酸等の中和
剤等がある。
本発明りんモリブデン酸塩は一般にカチオン電着塗料に
配合し難く、単に上記樹脂と混合するのみでは均一な分
散体を得るのは困難である。特にアミン型カチオン樹脂
にりんモリブデン酸塩を配合すると増粘およびゲル化を
生じ易く、満足すべ1″′”3′″パ・ 。
従って、本発明はりんモリブデン酸塩一に分散したカチ
オン電着塗料の調製法を提供する。即ち、本発明はりん
モリブデン酸塩を予め第4級アンモニウム基を有するカ
チオン樹脂で分散し、次いでこれを前記第4級アンモニ
ウム基を有する樹脂またはそれと異なるカチオン電着塗
料用樹脂と混合することを特徴とするりんモリブデン酸
塩含有カチオン電着塗料組成物の調製法に関する。
本発明において、りんモリブデン酸塩を予め、第4級ア
ンモニウム基を有する樹脂と分散しておくことは、均一
な分散を達成し、かつゲル化を防止する上で非常に重要
である。
この目的に使用する樹脂は−例えば特開昭52−187
46号公報に例示されているブロック化イソシアナ7p
ト基含有第3級アミンの酸塩またはスルフィドとエポキ
シ含有有機化合物の反応生成物を含有する陰極電着用樹
脂ビヒクルか適当である。
分散は通常ボールミル−サンドミル、クラウルス分散機
一連続分散機などを用いて−りんモリブデン酸塩を所望
サイズ、例えば20μ以下、好ましくは10μ以下に砕
き、これが十分湿潤、分散するまで行なう。分散は水性
分散液中で行なうのが好ましく、その際、水の量は連続
的な水の相力S生成するに十分な量、例えば総固形分か
約30〜70重量%となる量用いるのが好まい)。水の
量がこれより少ないと増粘またはゲル化を生ずる場合が
ある。また水に変えてアルコール、ケトン、グリコール
などの有機溶剤を使用してもよい。
りんモリブデン酸塩は他の顔料と共に分散してもよく、
別々に分散してもよい。これらの被分散物と分散用樹脂
との比率は2/1〜7/1が一般的であるか、これに限
定されるものではない。
以上のごとくして調製した分散体はさらに分散に使用し
た樹脂と同一またはこれと異なるカチオン電着塗料用樹
脂と混合する。これらのカチオン電着塗料用樹脂につい
ては前述した通りである。
分散体とこれに混合するカチオン電着塗料用樹脂の配合
比はそれぞれの固形分重量比に換算して1/2〜1/1
0か一般的であるがこれに限定されるものではない。ま
た顔料分散体と他の電着塗料用樹脂とを別々に電着浴中
に加えてもよく、この様な態様では分散体中のりんモリ
ブデン酸塩含量を40重量%程度の高濃度に調製しても
よい。
カチオン電着塗料組成物はさらに他の防錆剤を配合して
もよい。防錆剤が水に難溶性の場合は、分散体調製時に
加えるのが好ましいが、酢酸鉛等水溶性塩の場合はいず
れの工程で加えてもよい。
カチオン電着塗料組成物はさらに適当な有機溶剤を加え
てもよい。これらの有機溶剤はどの工程で加えてもよい
中和剤は限定的ではないが、一般に蟻酸、乳酸、酢酸等
の低分子量有機カルボン酸を用いるのかよい。
本発明はさらにカチオン電着塗料用樹脂5〜40重量%
、りんモリブデン酸塩0.05〜10重量%および防錆
剤0〜10重量%を必須成分として含有する電着浴を用
いるカチオン電着塗装法に関する。
本発明に用いるカチオン電着塗料用樹脂は前述したごと
きものであり、電着浴中に樹脂固形分として5〜40重
量%となるよう加える。この樹脂固形分中には完全ブロ
ック化ポリイソシアネートのごとき架橋剤も含まれる。
また必要に応じてジブチル錫オキサイド、ジオクチル錫
オキサイド、ジブチル錫ラウレート等のブロックイソシ
アネート解裂触媒を少量用いてもよい。
りんモリブデン酸塩の使用量は塗料固形分の0.25〜
20重量%含ませる。これは前述のごとく樹脂に予め分
散して加えるのか好ましく、電着浴調製後に微粉末とし
て添加しても満足すべき結果は得られない。
防錆剤は10重量%以下、好ましくは0.02〜2重逗
%用いる。防錆剤か酸化鉛、硅酸鉛、クロム酸鉛等水に
難溶性の場合はりんモリブテン酸塩と共に樹脂分散体と
して用いるのが好ましいが、酢酸鉛等の水に溶解性の化
合物のときは、その水溶液を電着浴に直接加えてもよい
。防錆剤か水不溶性または難溶性のときは平均粒径2o
μ以下とするのが好ましい。
電着浴はさらに顔料、有機溶剤、界面活性剤等を配合し
てもよい。これらの配合法、配合割合等は従来一般に採
用されているものと同様である。
電着塗装は浴pHが功;にや好ましくは6.0〜7.5
−電圧100〜300Vで行なう。この塗装条件も従来
一般に行なわれる方法と特別具なるものではない。
以下、実施例をあげて本発明を説明する。
実施例1 [〜 第4級アンモニウム塩の調製: 以下の処方で第3級アミン塩を調製した。
2−エチルヘキサ/−ル半キャツ 320 304プ化
トルエンジイソシアネート (メチルイソブチルケトン中) ジメチルエタノールアミン 87,2 87.2乳酸水
溶液 117.6 88.2 プチルセロンルブ 39・2 − 適当な反応容器中でジメチルエタノールアミンに2−エ
チルヘキサノール半キャップ化しレエンジイソシアナー
トを室温で加えた。発熱混合物を80℃で1時間攪拌し
、次いで乳酸を仕込み、更にブチルセロソルブを加えた
。反応混合物を65°Cで約半時間攪拌し第4級化剤を
得た。
上記第4級化剤を用い以下の処方で樹脂ビヒクルを調製
した。
エポン829(11710,0681,2ビスフエノー
ルA 289.6 289.62−エチルヘキサノール
半キャッ プ化トルエンジイソシアナート 406.4 386.
1(メチルイソブチルケトン中) 前記第4級化剤 496.3 421.9脱イオン水 
71.2 − ブチルセロソルブ 56.76 − 注+1) エポン829:エビクロルヒドリンとビスフ
ェノールとの反応生成物、エポキシ当量193〜203
゜シェルケミカルカンパニー製。
エポン829およびビスフェノールAを適当な反応機に
仕込み、窒素雰囲気下150〜160°Cに加熱し、次
いで120°Cに冷却後、2−エチルヘキサノール半キ
ャップ化トルエンジイソシアナートを加えた。反応混合
物の温度を約1時間110〜120°Cに保ち、次いで
ブチルセロソルブを加えた。
次いで85〜92°Cに冷却し、均一化し、水を加え、
更に4級化剤を加えた。酸価が1となるまで反応混合物
の温度を80〜85℃に保持してエポキシ変性カチオン
樹脂ビヒクルを得た。
[B] 顔料ペーストの調製: 上記エポキシ変性カチオン樹脂ビヒクルを用い、下記の
処方で顔料ペーストを調製した。
処 方 重量部 カチオン樹脂ビヒクル 20 カーボンブラツク 、 酸化チタン 6 珪酸アルミニウム 20 りんモリブデン酸カリウム・ アルミニウム 脱イオン水 51 (以下、余白) 〔C〕 電着浴の調製 前記樹脂ビヒクルと顔料ペーストを用いて電着塗料を調
製した。
処 方 重量部 カチオン樹脂ビヒクル 20 顔料ペースト 10 脱イオン水 70 (D)電着塗装 りん酸亜鉛処理冷間延鋼板を上記電着浴に浸漬し、これ
を陰極として150■で3分間印加し、水洗し、次いて
180℃で20分間硬化させた。
電着膜厚は20μであった。同様にりん酸亜鉛処理合金
化溶融亜鉛メッキ鋼板(新日本製鉄株式会社製:メッキ
付着量二片面409 / +に)を170Vて3分間印
加し、水洗し、次いで180℃で20分間硬化させた。
[E) 評価試験 」二記電着浴および電着パネルにつき、被塗物水平部の
塗膜状態、初期密着性、温水密着性、チッピング塩水噴
霧試験を行なった。試験法および結果を以下に示す。
(1)被塗物水平部の塗膜状態の評価 電着浴を30℃で2週間静置した後、L型テストパネル
を電着した後、硬化し、その水平部における塗膜色およ
びブツ発生程度を肉眼で評価した。
塗膜色の評価: ○:L型テステストパネル直部と水平部に差かない場合 ×:両者に明らかな差がある場合 ブツ発生程度の評価: ◎:ブツが全く発生しない ○:少量のブッは発生したが実用上問題のないもの ×:全面にブツの発生があるもの (2)初期密着性試験 電着パネルを中塗塗料(日本ペイント株式会社製「オル
ガS−52Eシーラー(オイルフリーポリエステル)」
)をスプレーし、10分間セツティング後140℃で2
0分間焼付を行なった。中塗膜厚は20μであった。更
に上塗塗料(日本ぺインド株式会社製「オルガG−26
(アルキッドメラミン系)」)をスプレーし、10分間
セツティング後140℃で20分間焼付を行なった。上
塗膜厚は30μであった。これによりスリーコート・ス
リーベーク品のテストパネルを得ることができた。この
スリーコートψスリーベーク品について初期密着性試験
を行なった試験方法はテストパネル塗装面の中央部にカ
ッターナイフでカットを入れ、直径lQmmの鉄棒の上
でカット部分を中心に左右に折り曲げ、塗膜のカット部
よりのはくり程度を評価した。塗膜のはくりがない場合
を○、完全にはくすした場合を×とし、その中間におけ
る程度を良い方から@、△とした。
(3)温水密着性試験; 初期密着性試験の場合と同様の方法で作製したスリーコ
ートΦスリーベークのテストパネルを40℃の恒温純水
槽中に500時間浸漬後、カッターナイフで1mmゴバ
ン目が100個できるようにカットし、ニチバン株式会
社製セロテープを押し当ててテープはくりを行ない、塗
膜はくりのないゴバン目の数を数えて評価し数値で示し
た。
なお、恒温純水槽に浸漬する前においても上記のは(り
試験を行なった。
(4)チッピング塩水噴霧試験; 電着パネルに下記の条件でチップ傷をつけ、ニチバン株
式会社製セロテープをパネル全面に押し当ててテープは
くりを行ない、塗膜のはくり程度を評価した。
チッピング試験条件 射出空気圧、4.0〜4.5Kp/cnエア流量 : 
40〜501/sec (常圧)衝撃物 :みかげ石(
砕石)サイズは標準篩JISZ8801−1965を用
い 7.93〜11.1mmのものを使用 量の注入速度:約50 g/sec 石の使用量: 5oof テストパネルの位置:位置は射出口よりパネル表面まで
30C+1の距離、角度は射出口に対して90° (垂
直) 試験温度 :常温にて行なう 評 価 塗膜のはくり部分の径が最大のものから10個選びその
平均径によって次のように評価する。
平均径 評価 2mm未満 0 2mm以上3mm未満 0 3mm以上4mm未満 0 4mm以上5mm未満 −△ 5mIn以上 × 次にチップ傷っけを行なったパネルをJISZ2371
に定める装置を用いて500時間塩水噴霧試験を行ない
上記と同様の方法で評価した。
実施例2〜5 実施例1の顔料ペーストの配合を変更した以外は全て実
施例1と同様に行なった。以下、実施例1も含めて実施
例5までの顔料ペーストの配合を表−1に示す。
比較例1 実施例2の顔料ペーストにおけるシんモリブデン酸アル
ミニウムカリウムをストロンチウムクロメート(水澤化
学株式会社製「メトロ」)に変更した以外は全て実施例
2と同様の方法で行なった。
比較例2 実施例2の顔料ペーストにおけるりんモリブデン酸アル
ミニウムカリウム2.0重量mlん酸アルシミニウム(
試薬品)10重量部とモリフーデン酸アルミニウム(試
薬品)1.0重量部に変更した以外は全て実施例2と同
様の方法で行なった。
手続補正書(自発) 王事件の表示 昭和58年特許願第 136435 号2、発明の名称 カチオン電着塗料組成物 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 4代理人 住所 大阪府大阪市東区本町2−10 本町ビル内氏名
 弁理士(621,4)青 山 葆 ほか2 名5補正
命令の日付(自発) 7補正の内存 (1)明細書の1特許請求の範囲」の欄を別紙の通り訂
正する。
(2)明i曹第5頁第5行、「カルシウム等」の後に1
およびそれらのカリウムとの化合物」を挿入する。
(3)同第5頁第7行、「カリウム」の前に「アルミニ
ウム」全挿入する。
(4)同第5頁第9〜第10行、「″A塗料固形分当り
0.05〜2重量%」とある全「005〜4重量%」に
訂正する。
(5)同第6頁末第4行、「002〜2」とある全「0
01〜10」に訂正する。
(6)同第7頁第]行、「2重量%」とめろを[10重
量%Jに訂正する。
(7)同第22頁表−1中、実施例3および40項以」
ニ 〔別 紙〕 特許請求の範囲 1、りんモリブデン酸塩全含有するカナオン電着塗料組
成物。
2 υんモリブデン酸塩を電着塗装時の浴中の塗料固形
分に対して0.25〜2ONN%となるよう含有する第
1項記載の電着塗料組成物。
3、りんモリブデン酸塩がりんモリブデン酸アルミニウ
ム系である第1項記載の電着塗料組成物。
4− さらに防錆剤を含有する第1項記載の電着塗料組
成物。
5 防錆剤が鉛化合物である第4項記載の電着塗料組成
物。
6、f)ンモリブデン酸塩全第4級アンモニウム基を有
するカチオン樹脂で予め分散し、次いでこれ全前記第4
級アンモニウム基金有する樹脂と同一または他のカチオ
ン電着塗料用樹脂と混合すること全特徴とするりんモリ
ブデン酸塩含有カチオン電着塗料組成物の調製法。
7.9んモリブデン酸塩全塗料固形分の025〜40重
量%配合する第6項記載の調製法。
8、Dlv−r=uブデン酸塩がりんモリブデン酸アル
ミニウム系である第6項記載の調製法。
9 組成物に他の顔料を配合する第6項記載の調製法。
10 組成物に鉛塩を配合する第6項記載の調製法。
11 第4級アンモニウム基を有する樹脂が有機ポリエ
ポキシドと第3級アミンとの反応生成物である第6項記
載の調製法。
12、第4級アンモニウム基を有する樹脂が有機ポリエ
ポキシドとブロックイソシアナト基を有する第3級アミ
ンとの反応生成物である第6項記載の調製法。
13 第4級アンモニウム基を有する樹脂がN−異項環
含有アンモニウム塩型樹脂である第6項記載の調製法。
14、他の樹脂が第1級および/または第3級アミン基
を含む第6項記載の調製法。
15 カナオン電看塗料用樹脂5〜40重量%、りんモ
リブデン酸塩0.05〜10重量%、防錆剤O〜10重
蛍%を含有する電着浴を用いるカナオン篭着塗装法。
]6 カチオン電着塗料用樹脂がブロック化インシアナ
ト基金有する樹脂である第15項記載の塗装法。
]7 カチオン電着塗料用樹脂か有機ホリエボキシドと
第3級アミンとの反応によって得られる樹脂である第1
5項記載の塗装法。
18 防錆剤が鉛塩である第15項記載の塗装法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 りんモリブデン酸塩を含有するカチオン電着塗料
    組成物。 2、 りんモリブデン酸塩を電着塗装時の浴中の塗料固
    形分に対して0.25〜20重量%となるよう含有する
    第1項記載の電着塗料組成物。 3、 りんモリブデン酸塩かりんモリブテン酸アルミニ
    ウムである第1項記載の電着塗料組成物。 4、さらに防錆剤を含有する第1項記載の電着塗料組成
    物。 5、防錆剤が鉛化合物である第4項記載の電着塗料組成
    物。 6、 りんモリブデン酸塩を第4級アンモニウム基を有
    するカチオン樹脂で予め分散し、次いでこれを前記第4
    級アンモニウム基を有する樹脂と同一または他のカチオ
    ン電着塗料用樹脂と混合することを特徴とするりんモリ
    ブデン酸塩含有カチオン電着塗料組成物の調製法。 7、 りんモリブデン酸塩を塗料固形分の0,25〜4
    0重量%配合する第6項記載の調製法。 8 りんモリブデン酸塩かりんモリブデン酸アルミニウ
    ムである第6項記載の調製法。 9、組成物に他の顔料を配合する第6項記載の調製法。 10、組成物に鉛塩を配合する第6項記載の調製法。 11、第4級アンモニウム基を有する樹脂が有機ポリエ
    ポキシドと第3級アミンとの反応生成物である第6項記
    載の調製法。 12第4級アンモニウム基を有する樹脂が有機ポリエポ
    キシドとブロックイソシアナト基を有する第3級アミン
    との反応生成物である第6項記載の調製法。 13、第4級アンモニウム基を有する樹脂がN−異項環
    含有アンモニウム塩型樹脂である第6項記載の調製法。 14、他の樹脂が第1級および/または第3級アミン基
    を含む第6項記載の調製法。 15.カチオン電着塗料用樹脂5〜40重量%、りんモ
    リブデン酸塩0.05〜10重量%、防錆剤0〜10重
    量%を含有する電着浴を用いるカチオン電着塗装法。 16 カチオン電着塗料用樹脂がブロック化イソシアナ
    ト基を有する樹脂である第15項記載の塗装法。 17、カチオン電着塗料用樹脂が有機ポリエポキシドと
    第3級アミンとの反応によって得られる樹脂である第1
    5項記載の塗装法。 18、防錆剤か鉛塩である第15項記載の塗装法。
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