JPS63309564A - 被覆剤組成物、その製造方法及び導電性支持体の被覆方法 - Google Patents

被覆剤組成物、その製造方法及び導電性支持体の被覆方法

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JPS63309564A
JPS63309564A JP63128589A JP12858988A JPS63309564A JP S63309564 A JPS63309564 A JP S63309564A JP 63128589 A JP63128589 A JP 63128589A JP 12858988 A JP12858988 A JP 12858988A JP S63309564 A JPS63309564 A JP S63309564A
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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】 本発明は新規な被覆剤組成物、その製造方法及びその陰
極電着における使用に関する。
欧州特許出願第2Q0397号明細書には特殊な非ゲル
化アミン−エポキシド反応生成物とキャップド(cap
ped)イソシアネート架橋剤とからなる被覆剤組成物
が開示されている。
陰極電着系で使用されるごときアミノ化(aminst
ea)エポキシ樹脂の架橋を行うためのキャップドイツ
シアネートの使用は周知であり、数年来商業的に使用さ
れている。
多数の異ったイソシアネートとキャッピング基が開示さ
れているが、実際には、最も商業的な製品は、脂肪族ア
ルコール及び(又は)ポリオールでキャップされた芳香
族イソシアネート、特に、トリレンジイソシアネートで
ある。皮膜の熱硬化とこれに続く上塗を行う間に、かか
るトリレンジイソシアネートを基材とする系から分解生
成物が生成し、これによって、トップコートの黄色汚染
が生じ得る。この欠点を克服するための一つの方法はい
わゆる“非黄変”(”non−yellowing”)
又は脂肪族ポリイソシアネートの使用である。しかしな
がら、これらの脂肪族イソシアネートのアルコールキャ
ッピングにより得られる架橋剤は慣用の芳香族イソシア
ネートよりはるかに高い架橋温度を必要とし、また脂肪
族イソシアネートはかなり高価である。
英国特許第2051072号明細書には陰極電着に有用
なキャップドイツシアネート架橋剤を製造するための、
少なくとも2個のベンゼン環を含有する芳香族イソシア
ネートの使用が開示されている。
これらの芳香族イソシアネートは後に塗布されるトップ
コート上に黄色汚染を生ずることがない。この種の最も
容易に人手される商業的製品は4.4°−ジフェニルメ
タンジイソシアネート(MDI)及びジー、トリ及びよ
り高い官能価イソシアネートの混合物を含有する4、4
°−ジフェニルメタンジイソシアネートの粗末蒸留プリ
カーサ−(粗又は重合体状MDI)である。
しかしながら、これらの商業的に人手されるlA[lI
タイプのものはいずれも陰極電着系粗野アルコールキャ
ップド架橋剤の製造に完全に適しているものでないこと
が認められている。
純粋なMDIは結晶質固体であり、誘導されたキャップ
ド架橋剤も結晶質固体でる。かかる結晶性(cryst
allinity)□により、これらの架橋剤から誘導
される水性エマルジョンの安定性に問題が生ずる。長時
間に亘って架橋剤はエマルジョンの小滴内で結晶化し、
エマルジョンを不安定にする。
このため、ペイント中に“ビット”じbit”)が生じ
、最終的にペイントタンク内に“スラッジ”が形成され
る。
粗MDIは褐色液体であり、これから誘導される架橋剤
は、製品の混合物の存在のため、一般に、高度の結晶性
を示さない。
欧州特許第192113号明細書は、実際、かかる非精
製MDIを使用して、結晶性の低い架橋剤を得ることを
教示している。しかしながら、イソシアネートは非蒸留
製品であるため、対応のアミンのホスゲン化(phos
genatlon)により製造する間に生成したかなり
の量の副生物を含有している。特に粗MDIは高い割合
の加水分解性塩素含有化合物(species)を含有
している(典型的には、加水分解性塩素含有量は、蒸留
した純粋なMDIについて約10ppmであるのに対し
て、0.2〜0.57%である)、この高割合の加水分
解性塩素により、電着の間、に、陽極における塩酸の生
成により問題が生ずる。コノことにより電着槽(ele
ctrocoat t’ank)を制御することが著し
く困難となり、満足し得る性能を保持するのには過剰な
陽極液ボックスのフラッシング(flushing)が
生ずる。
今般、ウレトニミン(ureton[m1ne)で変性
した純粋なMDIを使用することによりこれらの問題を
排除し得ることを知見した;ウレトニミン誘導体は混合
物が室温で液状であるような量で使用される。
かかる架橋剤は、慣用のエポキシ−アミン電着系で使用
した場合、すぐれた椙安定性と非黄変性を有する系を生
ずる。
本発明によれば、(1)下記(a)〜 (f)から誘導
される単位を有する非ゲル化アミンー二ポキシド反応生
成物; (81式(1); %式%(1) (式中、R1及びR2は同一であるか又は異るものであ
りかつアミノ−又は保護アミノ−C2−6アルキル基、
置換されていてもよいCl−16アルキル基又はC5−
8シクロアルキル基を表わすか、又はR1とR2はこれ
らが結合している窒素原子と共に、置換されていてもよ
い5.6又は7員複素環式基を表わす;上記の各々にお
いて、場合により存在する置換基はC1−4アルキル基
、C1−4アルコキシ基又はヒドロキシル基の1 fl
又はそれ以上である)の第2アミンの少なくとも1 f
ffi ; (b)場合により、式(2) %式%(2) (式中 R3はアミン基、ジーCl−4アルキルアミノ
基、モルホリノ基又はピペラジノ基で置換されていても
よいCl−+aアルキル基又はC3−。シクロアルキル
基を表わす)の第1アミン; (C)ポリエポキシドから誘導される単位。
(d)場合により、ポリエポキシドに対するキャッピン
グ単位; (e)場合により、エボオキシアルキレンボリアミンか
ら誘導される単位; 及び (f)場合により、第17ミノ又はモノエポキシドから
誘導されるポリオキシアルキレンポリアミンに対するキ
ャッピング単位; 叩アミンーエポキシド反応生成物に対する架橋剤:この
架橋剤は、(イ)ジオール及び(又は)トリオール: 
(0)4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートと式
(3); を有する 4.4−ジフェニルメタンジイソシアネート
 ウレトニミン話導体との混合物(式(3)の化合物は
4,4°−ジフェニルメタンジイソシアネートとウレト
ニミンパ導体との混合物が室温で液状であるようす口で
存在させる);及び(八)モノアルコール又はカプロラ
クタム;から誘導される混合反応生成物である; 及び (iTil 褪覆剤組成物に対する水性担体:からなる
、被覆剤組成物が提供される。
R1及びR2についてアミノ−及び保護アミノ(pro
tected amino)−C2−6アルキル基の例
は2−アミノエチル、3−アミノプロピル、4−アミノ
ブチル及び6−アミノヘキシル基;及び対応するシーC
1−6アルキル又はシクロ−C3−6アルキルケチミン
話導体:特に2−アミノエチル及びそのメチルイソブチ
ルケチミン誘導体である。
R1、R2及びR3についてC8−、アルキル基の例は
メチル、エチル、n−プロピル、 1so−プロピル、
n−ブチル、ペンチル、ヘキシル、デシル、ドデシル、
ヘキサデシル及びオクタデシル基である。
R1、R2及びR3についてシクロアルキル基の例はシ
クロペンチル及びシクロヘキシル基である。
R1及びR2が結合している窒素原子と共にR1及びR
2によって表わされる複素環式系の例はピロリジン及び
ピペリジンである。
R1及びR2について、場合により存在するCl−4ア
ルキル置換基の例はメチル、エチル及びn−プロピル基
である。
R1及びR2について、場合により存在するC1−4ア
ルコシキ置換基の例はメトキシ、エトキシ及びn−プロ
ポキシ基である。
ヒドロキシ−置換Cl−11!lアルキル基の例は2−
ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル及び4−ヒ
ドロキシブチル基、特に2−ヒドロキシエチル基である
C8−4アルコキシ置換Cl−18アルキル基の例は2
−メトキシエチル、3−メトキシプロピル及び4−メト
キシブチル基である。
R3について、アミノ−置換CI−IIIアルキル基の
例は2−アミノエチル、3−アミノプロピル、4−アミ
ノブチル、6−アミノヘキシル、6−アミノデシル及び
12−アミノドデシル基である。
R3について、ジーC1−4アルキルアミノ−置換Cl
−18アルキル基の例はN、N−ジメチルアミノエチル
、N、N−ジエチルアミノエチル、 N、N−ジメチル
アミノプロピル、N、N−ジメチルアミノブチル及びN
、N−ジメチルアミノヘキシル基である。R3について
、ジ−ヒドロキシ−〇、−4アルキルアミノー置換Cl
−18アルキル基の例はN、N−ジヒドロキシエチルア
ミノエチル、 N、N−ジヒドロキシエチルアミノプロ
ピル及びN、N−ジヒドロキシエチルアミノヘキシル基
である R3についてモルホリノ又はピペラジノ−置換
Cl−1111アルキル基の例はN−モルホリノプロピ
ル、N−モルホリノブチル、N−モルホリノヘキシル及
びN−メチル−N−ピペラジノエチル、N−メチル−N
−ピペラジノプロビル、N−メチル−N−ピペラジノブ
チル及びN−メチル−N−ピペラジノヘキシル基である
ポリエポキシドの例としてはポリフェノールのポリグシ
ジルエーテル、特に、 150〜2500、特に、 4
00〜1000のエポキシド当量を有するものが挙げら
れる。かかるポリエポキシドの特定の例はエピクロルヒ
ドリンとビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−プ
ロパンから誘導されるものである。
これらのポリエポキシドは式(4); (式中、pはポリエポキシドが前記範囲のエポキシド当
量を有するような整数である)で表わされる理想化(1
dealised)構造式を有すると見なされ得る。
この種のポリエポキシドは登録商標名“エピコート” 
じEpikote”) 、特にエピコートfool、 
1004及び1007の名称で人手される。
他の種類のポリエポキシドは150〜350のエポキシ
ド当量を有する、ポリプロピレングリコールのグリシジ
ルエーテルである。かかるポリエポキシドはつぎの一般
式(5); (式中、0(C:l1z)eOは脂肪族ジオールの残基
であり、rは式(5)のエポキシドが150〜350の
エポキシド当量を有するような整数である)を有する。
この種のポリエポキシドはDow tt+emica1
社からDEn732及び736の商品名で入手される。
本発明で使用される更に別の種類のポリエポキシドは式
(4)のポリエポキシドと有機ポリオールとの反応によ
り得られる°゛伸長た” じadvanced”)又は連鎖延長(chain e
xteaded)ポリエポキシドであり、かかるポリエ
ポキシドは一般式(6); (式中、Epは式(4)のエポキシドの残基であり、p
olは有機ポリオールの残基である)を有する。
ポリオールはFJIなC2−16アルカンジオール、例
えばエタン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジ
オール、ブタン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,6
−ジオニル、オクタン−1,8−ジオール及びデカン−
1,10−ジオールである。
ポリオールは、また、式(7): %式%(7) (式中、nは2〜6であり、mは2〜100である)の
ポリエステルポリオール、特に、 500〜3000の
分子量を有するポリオキシテトラメチレングリコールで
あり得る。
更に別の種類のポリエーテルポリオールは一般式(8)
; (式中、p及びqは2〜5と称されている)を有する。
かかる化合物は“シアツール”じDianol”)の登
録商標名で商業的に入手される0例えば“シアツール”
22ではPとqの両者とも2であり、“シアツール”2
211はp+q=4であるような異性体の混合物であり
、゛シアツール”2213ではp+q=6.5であり、
°゛シアツール°’2214ではp+q=8である。
ポリオールは、式(9); (式中、rは1〜6であり、Sはジオールの分子量が5
30〜2000になるような数である)のポリカプロラ
クトンジオールであり得る。
場合により存在させる、モノエボキシトから屈導される
単位としては高級アルキルグリシジルエステル、特に、
C8−12エステル及びC4−12アルキル及びフェニ
ル又はC3−6アルキルフエニルグリシジルエーテルが
挙げられる。かかるエーテルの例としてはブチルグリシ
ジルエーテル、2−エチルへキシルグリシジルエーテル
、フェニルグリシジルエーテル及びタレジルグリシジル
エーテルが挙げられる。かかるエステルの例としてはヘ
キシル、オクチル、ノニル、デシル及びドデシルエステ
ルが挙げられる。アルキル基は分岐鎖アルキル基である
ことが好ましい、かかるエステルの1つの分岐&RCe
−エステルは“カルデュラ”じCardura”)の登
録商標名で入手される。
場合により存在させる、ポリエポキシドに対するキャッ
ピング単位の例はカルボン酸及びフェノールである。
この場合に使用され得るカルボン酸の例としては芳香族
酸、例えば、特に、安息香酸及びC7−2゜アルカン酸
、例えば酢酸、プロピオン酸、ジメチルプロピオン酸、
デカン酸、ドデカン酸及びステアリン酸が挙げられる。
前記の場合に使用され得るフェノールの例としてはCI
−I+1アルキル置換フェノール(特にt−ブチルフェ
ノール及びノニルフェノール)及びアリルフェノール及
び他の置換フェノール(特に、フェニルフェノール、ナ
ツタノール、ニトロフェノール及びクロルフェノール)
である。キャッピング刑はノニルフェノールであること
が好ましい。
アミン−エポキシド付加物は、勿論、化合物の複雑な混
合物である。
最も簡単な形においては、アミン−エポキシド付加物は
理想化構造式(10) 。
%式%(10) (式中、R1及びR2は式(1)で定義したものと同一
の意義を有し、Epox’はポリエポキシドの残基であ
る)を有する。この最も簡単な形の内の一つの特定のサ
ブ−クラスは、一方の残基R1R2Nが他方のものと異
る場合である。一方の残基においてはnlはCl−8ア
ルキル基、特にメチル基であり、R2はヒドロキシC1
−6アルキル基、特に2−ヒドロキシエチル基であり、
他方の残基においてはR1と82が同一でありかつアミ
ノ−(C2−6アルキル基、特に2−アミノエチル基で
ある。このサブ−クラスにおいてはEpox’は、伸長
されたエポキシドの残基である。
他の特定のクラスのアミン−エポキシド付加物は一般式
(11) : を有する。上記の式において残基R1R”Nは同一であ
り、モしてnl及びR2は両者ともヒドロキシC2−6
アルキル基、特にヒドロキシエチル基を表わし;−Cl
−aアルキルアミノ−C2−6アルキルアミン、特に、
ジメチルアミノプロピルアミンの残基を表わ(式中、E
pox’はモノエポキシドの残基である)の、キャップ
ドC2−,アルカンジアミンの残基を表わす。特に、C
2−5アルカンジアミンはエタン−1,2−ジアミンで
ある。
好ましいクラスのアミン−エポキシド付加物は、単純化
のためには、式(13) :(式中、R1R”Nは式(
1)の第2アミンの残基であり、AIはポリオキシアル
キレンポリアミンであり、Epox’はポリエポキシド
であり、Epox”はモノエポキシドであり、Gは場合
により存在するキャッピング基である)の理想化構造式
で示され得る。
理想化構造式(13)において、1つのポリエポキシド
−8導単位は半分キャップされたものとして示されてい
る。
ポリエポキシドEpox’が例えば、エピコートについ
てのごとく、名目的な(noIIlinal) 1.2
−官能性を有する場合には、キャッピングの量は15〜
35%、より好ましくは20〜30%である。
エポキシドはキャップされていることが好ましい、その
理由はキャッピングは被覆剤の安定性に寄与するからで
ある。
ポリオキシアルキレン ポリアミンはジアミン又はトリ
アミン又はジアミンとトリアミンとの混合物であること
ができ、アミン基は第1又は第2アミン基であり得る。
アミン基は好ましくは第1アミン基である。アミンが第
1アミンである場合、これはエポキシド基と反応するこ
とのできる2個の活性水素原子を有する。従って、第1
ジアミンは4の官能価を有し、トリアミンは6の官能価
を有する。しかしながら、第1の水素は第2の水素より
反応性である6本発明で使用するアミンは、それぞれ、
2及び3の官能価を有することが好ましい。
本発明の組成物で使用し得るポリオキシアルキレンジア
ミンの例としては、3.3−[1,2−エタンジイルト
リス(オキシ)]]ビスー1−プロパンアミンは4.7
−シオキサデカンー1.10−ジアミン、ポリオキシプ
ロピレンジアミン、3.3− [1,4−ブタンジイル
ビス(オキシ)]]ビスー1−プロパンアミンは4.9
−ジオキ、サドデカンー1.12−ジアミン、3.3−
 [オキシビス(2,1−エタンジイルオキシ)]]ビ
スー1−プロパンアミンは4,7.10−トリオキサト
リデカン1.13−ジアミン及びビス(3−アミノプロ
ピル)ポリテトラヒドロフランフ50.1100及び2
100が挙げられる。
本発明の範囲内での更に特別なりラスのポリオキシアル
キレンポリアミンは一般式(14) :(式中 113
は水素又はCl−6アルキル基であり、nは1〜50の
整数である)のジアミンからなる。
この種のポリオキシアルキレンジアミンはJeffer
son ChemIca1社から“シェフアミン”じJ
affamine”)の登録商標名で入手される。特定
の“シェフアミン”の例は“シェフアミン”D400及
び”シェフアミン”D−2000である。
本発明の範囲内での他の特殊なりラスのポリオキシアル
キレンポリアミンは一般式(15) :(式中、R4は
水素又はC0−6アルキル基であり、a、b及びCはこ
れらの合計が3〜30になるような整数である)を有す
る。
式(15)のアミンは例えば“シェフアミン”の登録商
標名でJefferson Chemica1社から商
業的に人手される。この化合物はアミンの混合物として
商業的に提供され従ってa、b及びCの合計は実際には
平均値であり、3〜30の中の整数ではない値か又は分
数値であろう0式(15)のトリアミンの例は°゛シエ
フアミンT403である。この場合、R4はメチル基で
あり、a、b及びCの合計は5.3である。
式(1)の第2アミンに基づく非ゲル化アミン−エポキ
シド反応生成物、場合によりキャップされているポリエ
ポキシド及びポリオキシアルキレンポリイミンと同様に
、ポリオキシアルキレンポリアミンが第1アミンで置換
されている、同様の一般式を有する第2アミン−エポキ
シド反応生成物を被覆剤組成物中に包含させ得る。この
任意成分である第2の生成物は理想化構造式(16) 
:%式%(16) (式中、R1R2N 、 Epox’及びGは式(13
)について定義したものと同一の意義を有し、R5は該
R5内の置換基のいずれもエポキシドとの反応に対して
実質的に不活性である第1アミンの残基である)を有す
ると見なされ得る。R5内の置換基はいずれも、アミノ
基が主としてエポキシド基と反応するという意味で不活
性である。
置換基R5の例はC2−20アルキル基、特に、ブチル
、ヘキシル、デシル、ドデシル基;還元された脂肪酸の
残基、特に、還元されたヤシ脂肪酸アミドの残基;ヒド
ロキシ−置換C2−20アルキル基、特に、ヒドロキシ
エチル、ヒドロキシプロピル及びヒドロキシブチル基及
び第3アミン置換C2−20アルキル基、例えばアミノ
置換基がジーC1−6アルキルアミノ、ヒドロキシ ジ
ー61−6アルキルアミノ基であるか又は5又は6員複
素環式基であるものである。
特定の第37ミノ置換基はジメチルアミノ、ジエチルア
ミノ玉ジプロピルアミノ、ジブチルアミノ、ジヒドロキ
シエチルアミノ、ジヒドロキシプロピルアミノ、ジヒド
ロキシブチルアミノ、ピロリジノ及びモルホリノ基であ
る。
アミン−エポキシド反応に対する架橋剤はジオール及び
(又は)トリオールから誘導される単位:4,4−ジフ
ェニルメタンジイソシアネートから誘導される単位;前
記式(3)を有する4、4′−ジフェニルメタンジイソ
シアネートのウレトニミン話導体から誘導される単位及
びモノアルコールから誘導される単位を有する混合反応
生成物である。
ジオールは簡単な直鎖又は分岐鎖Cz−+2アルカンジ
オール基又は高分子上のもの、特に、分子量が少なくと
も 100でかつ1000以下のポリエチレングリコー
ル又はポリプロピレングリコール誘導されたものであり
得る。
特にジオールは分子量200のポリエチレングリコール
及び分子量400のポリプロピレングリコールから誘導
される。
トリオールは簡単な直鎖又は分岐&RC3−12アルカ
ントリオール例えばグリセリン又はトリメチロールプロ
パンである。特に、トリオールはトリメチロールプロパ
ンである。
モノアルコールは簡単な直鎮又は分岐鎖(:1−12ア
ルカノール、例えばメタノール、エタノール、ブタノー
ル又はヘキサノール、又は、ポリアルキレン単位、特に
、ジー又はトリエチレンオキシ単位によりイソシアネー
ト誘導単位から隔離されているCI−+2アルカノール
である。モノアルコール話導車位はブトキシエトキシエ
タノールから誘導されることが好ましい。
架橋剤は、勿論、反応生成物の複雑な混合物である。し
かしながら、単純化と便利性のために、この反応生成物
は下記の理想化構造式(17)及び(18)を有する2
種の主成分の混合物として記載さ式(17)にお−いて
A1はトリオールから既導される構造単位であり−B′
は4.4′−ジフェニルメタンジイソシアネートから既
導される構造単位であり;八2はモノアルコール又はカ
プロラクタムから8導される構造単位でありnはAIが
ジオールであるか又はトリオールであるかによってO又
は1である。
式(18)においてA11^2及び口は式(X7)につ
いて定義したものと同一の意義を有し、Dは4.4−ジ
フェニルメタンジイソシアネートのウレトニミン誘導体
から誘導された構造単位である。
式(17)の化合物は式(17)及び式(18)の化合
物の混合物中での比率が90:10〜10:90となる
ように存在させる。この比率は75:25〜25 : 
75であることが好ましい。
架橋剤の構成成分はある範囲のモル比で存在させ得る。
ジオール又はトリオール成分については、そル比はヒド
ロキシル基のモル量として記載される。同様に、4,4
°−ジフェニルメタンジイソシアネートとウレトニミン
誘導体との混合物については、そのモル比はイソシアネ
ート基のモル量として記載される。
典型的には、モル比はNCO: O)+ (ジオール及
び/又はトリオール):OH(モノアルカノール)1 
: 0.75〜0.25:1〜0.25である。
架橋剤とエポキシ−アミン付加物の比率は、実際上、1
0:90〜60 : 40.好ましくは20:、80〜
50:50であろう。任意的な第2付加物、すなわち、
式(13)−型付加物が存在する場合には、この比率は
全エポキシアミン付加物に基づくものである。
本発明の被覆剤組成物は水性媒体中の分散物からなる。
樹脂はエポキシ−アミン付加物と付加塩を形成し得る付
加塩形成性の酸により水性媒体中で安定化され得る。こ
の酸は無機酸又は有機酸であり得る。無機酸の例は燐酸
である。有機酸の例は蟻酸、酢酸及び乳酸である。
被覆剤組成物は水性被覆剤組成物において標準的な他の
成分も含有し得る。例えば被覆剤組成物はアミン−エポ
キシ反応生成物の他に補助被膜形成剤を含有し得る。補
助被膜形成剤はアミン−エポキシド反応生成物より多い
か又はこれと等しい重量で存在させ得る。補助被膜形成
剤の例はアクリル及びビニル重合体、アルキド樹脂、ポ
リエステル及びポリウレタンである。補助被膜形成剤は
架橋剤と反応性の基、例えばヒドロキシル基を担持して
いることが好ましい。
被覆剤組成物中に存在させ得る他の添加剤は定着剤、ク
レータ−発生防止剤(anti−crateragen
t ) 、架橋反応用触媒、表面活性剤、顔料及び融合
助剤である。
本発明の被覆剤組成物は種々の成分と水性媒体、例えば
水、水性緩衝液(aqueous buffer)又は
含水アルコールとを混合しついで得られた混合物を乳化
することにより調製し得る。
非ゲル化アミン−エポキシド反応生成物は例えば欧州特
許出願第200397号明細書に記載されるごとき既知
の方法により製造し得る。
架橋剤混合物は4.4−ジフェニルメタンジイソシアネ
ートと対応するウレトニミンとの混合物を反応させつい
で(又は前記反応と同時に)モノアルコールと反応させ
ついでトリオールと反応させることにより製造し得る。
4.4−ジフェニルメタンジイソシアネートと対応する
ウレトニミン誘導体との混合物は゛スプラセックシM 
20”の登録商標名で商業的に入手される。
本発明被覆剤組成物はアミン−エポキシド反応生成物を
架橋剤及び水性媒体と共に分散されることにより調製し
得る。
本発明の被覆剤組成物は導電性支持体に電着塗装により
塗布し得る。
従って本発明によれば、更に、被覆されるべき導電性支
持体を本発明の被覆剤組成物中に浸漬しついで陰極とし
ての支持体と陽極としての対向電極との間に電流を導通
することを特徴とする、導電性支持体の被覆方法が提供
される。
電着塗装は支持体表面での電流密度0.1〜10ミリア
ンペア、 200〜500ボルトの電圧で行われる。
電着塗装は典型的には10〜40℃、通常、20〜35
℃、好ましくは28℃の温度で行われる。
実際に、電着塗装は1〜3分間、好ましくは2分間行わ
れれる。
電着工程が完了した後、支持体を取出し、脱イオン水で
洗浄しついで焼付けて架橋剤と被膜形成剤との反応を完
成させる。典型的には焼付けは160〜190℃で15
〜30分間行われる。
本発明の実施例を以下に示す。実施例中、部は重量部で
ある。
叉葛J口エ ウレトニミン4有架橋IJの調製 1.1.(a)ジブチル錫ジラウレート(0,24部)
とメトキシプロポキシプロパノール〔488部、Dow
 Chemica1社から“ダウアノールパじDowa
nol”) DPmの登録商標名で人手される)の混合
物を、 4.4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
とウレトニミン付加物との混合物(570部、IDI 
Polyurethanes社から“スブラセックVM
20”の登録商標名で人手される〕に添加し、混合物を
40〜50℃に1時間保持した。かく得られた半一キャ
ップ(half capped)生成物をメチルイソブ
チルケトン(240部)で稀釈した。
(b)溶融トリメチロールプロパン(120部)を上記
1.1.(a)で調製した稀釈半一キャップ生成物に攪
拌下1時間かかって添加した。添加中、温度を120℃
に上昇させた。添加が完了したとき、混合物にメチルイ
ソブチルケトン(200部)を更に添加し、得られた混
合物を更に1時間120℃に保持した。かく得られた生
成物は固形分73%の完全にキャップされたイソシアネ
ートの透明溶ン夜であり、長時間貯蔵しても晶出の兆候
を示さなかった。
1.2.(a)   ジブチル錫ジラウレート(任2.
4部)とブトキシエトキシエタメール(486部)を4
.4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとそのウレ
トニミン付加物との混合物(870部)に1時間に亘っ
てかつ反応混合物の温度を15〜50℃に保持しながら
添加した。反能混合物の温度を更に1時間50℃に保持
した。その後溶融トリメチロールプロパン(134部)
を1時間に亘って添加し、反応混合物の温度を90℃ま
で上昇させた。反応混合物を更に1時間90℃に保持し
ついでエチルセロソルブ(600部)で稀釈した。
得られた生成物は70%の固形分を有する完全にキャッ
プされたイソシアネートであり、長時間貯蔵しても結晶
化の兆候を示さなかった。
1.3.エチルセロソルブ(600部)の代りにブタノ
ール(600部)を使用したこと以外、上記1.2.の
方法に従って架橋剤を調製した。
1.4.−1.14  第1表に示す薬剤を使用して、
前記1.1.で述べた方法に従ってキャップドイツシア
ネート架橋剤を調製した。
去Jし1且 2.1.(a) ビスフェノールA (243部)、ビ
スフェノールA/エピクロルヒドリンボリグシジルエー
テル(805部、エポキシド当量的198:エピコート
880)及びトリフェニルエチルホスホニウム ヨーダ
イト(1部)を混合しついで発熱するまで加熱した。1
5分後、反応混合物にポリカプロラクトンジオール(2
65部、Union Carbide社から、PCP0
200の名称で人手される;平均分子量530)及びキ
ジロール (39部)を添加した。かく得られた混合物
を還流下で30分加熱し、 140℃に冷却し、ベンジ
ルジメチルアミン (3,85部)を添加しついで得ら
れた混合物を130℃で2.5時間加熱した。
(b)実施例1.2.で述べた方法で調製した架橋剤 
(1200部)を上記反応混合物に添加しついで110
℃に冷却した。その後、反応混合物にメチルエタノール
アミン (64部)とメチルイソブチルケトン中のジエ
チレントリアミンーメチルイソブチルジケチミンの溶液
(70%)とを添加しついで混合物を115℃に1時間
保持した。反応混合物をエチレンクリコールモノヘキシ
ルエーテル(208部)で稀釈し、 115℃で更に1
時間加熱した。
(C)上記2.1.(b)で調製した反応混合物の一部
(2350部)を氷酢酸 (25部)、アルキノール〔
“スルフィツール“じ5ulfynol“)104  
、18.3部〕、特殊なカチオン分散剤(45,8部)
及び脱イオン水(2144部)と混合した。
(d)上記の特殊なカチオン分散剤は“ガイギーアミン
”じGeigy Am1ne”)  cとして商業的に
入手されるアルキルイミダシリン(761部)、氷酢酸
(171部)、エチレングリコールモノブチルエーテル
(761部)及び脱イオン水(2109部)を混合する
ことにより調製した。
2.2.(a)ジェタノールアミン(261部)を、予
め加熱した (80℃)エポキシ当量473のビスフェ
ノールA:エピクロルヒドリンエポキシ樹脂(3880
部; 5hell Chemica1社から“エピコー
ト” toolとして商業的に入手される)のブタノー
ル (2200部)中の溶液に添加し、反応混合物の温
度を80℃に1時間保持した。その後、反応混合物にジ
メチルアミノプロピルアミン(124部)と“カルデュ
ラ“じCardura”)E/ヘキサンジアミン付加物
(761部;下記(b)の方法で調製)のブタノール(
20部)中の混合物を添加しついでかく得られた混合物
を還流温度に加熱した。ブタノールの一部を蒸留により
除去した。還流下での加熱を1時間行い、ついで混合物
を冷却して0.09111.mol/gのアミン価と6
9.5%の固形分を有する樹脂生成物を得た。
(b)  ”カルデュラ″E/ヘキサンジアミン付加物
は“カルデュラ”E (1707部)をブタノール (
50部)中のヘキサンジアミン(396部)に80℃で
2時間かかって滴下しついで混合物を100℃に1時間
保持することにより調製した。
(c)電着塗装に適当な組成物をエマルジョンの形で調
製した。上記実施例2.Z、(a)で述べたごとくして
調製した樹脂の一部(620部)を実施例1.3.で述
べたごとくして調製した架橋剤(266部)、フェノキ
ジブロバノール(25部)及び乳酸水溶液(80%;3
8部)と混合した。この溶液に脱イオン水(1700部
)をゆっくり添加しついで混合物をシルバーソン(Si
lverson)乳化量中で高剪断条件下で乳化した。
ブタノール溶媒を蒸留により除去して固形分30%のエ
マルジョンを得た。
2.3.(a)ビスフェノールA/エピクロルヒドリン
樹脂(1520部; “エピコート”828として商業
的に人手される)、ビスフェノールA (456部)、
ノニルフェノール(220部)及びオキシブロビルイヒ
ビスフェノールA (202部、“ダイアノール”(”
Dianoビ)33として商業的に入手される)をトル
エン(140部)中、120℃で30分間反応させるこ
とにより延長(extend)、半キャップドエポキシ
樹脂を調製した。トルエン留出液をディー2・スターク
(Dien−5tark) トラップ中で捕集し、排棄
した。
トルエンを除去した後、トリフェニルエチルホスホニウ
ムヨーダイト(1,5部)を残渣に添加し、発熱反応を
生起させた。反応混合物の温度は180℃に上昇し、こ
の温度で15分間保持した。混合物を真空循環(vac
uum recycling)により冷却しついでメチ
ルイソ−ブチルケトン(500部)で稀釈した。メチル
イソブチルケトンで稀釈した混合物にメチルエタノール
アミン(75部)、下記(b)のごとくして調製した“
シェフアミン” 7403−“カルデュラ”E付加物(
406部)及びジメチルアミノプロピルアミン(51部
)を添加し、温度を115℃に上昇させ、この温度に保
持した。
(b)  “シェフアミン”T403−“カルデュラ′
″E付加物は、“カルデュラ”E(493部)を予備加
熱した(100℃)の“シェフアミン” T 403(
493部)に添加することにより調製した。生成物を1
20℃で更に1時間加熱した後、メチルイソブチルケト
ン(240部)で稀釈した。
(C)実施例1からの架橋剤 (1524部)を実施例
2.3.(a)で述べたごとくして調製したエポキシア
ミン樹11(121部)、フェノキジブロバノール、ク
レータ−発生防止剤(anti−crater age
nt)(176部;下記(d)で調製したもの)、メラ
ミン−ホルムアルデヒド樹脂〔“サイメル”じcy山e
l“) 1158 ; 121部〕及びポリカプロラク
トンジオール (CAPA 210 ; 120部)と
混合した。混合物を 115℃で30分間加熱しついで
脱イオン水(8600部)と乳酸水溶液(80重量%;
175部)との混合物中で乳化した。揮発性溶剤を減圧
下で除去して、固形分30重量%のエマルジョンを得た
(d)クレータ−発生防止剤は3:1の孤立のブチルア
クリレートとヒドロキシエチルアクリレートとを“ジェ
ネ、トロン”(Genetrb重合開始剤として共重合
させて得られるアクリル共重合体の溶液(メチルイソブ
チルケトン中の70重量%溶液)として調製した。
叉里里1 (a)後記(b)で述べるごときエポキシド−アミン付
加物に基づく顔料分散体を以下に述べる方法で調製した
。IILボールミルに下記の顔料スラリーを装入した: 戊−一−−分              盈後記(b
)のエポキシド− アミン付加物溶液       41 脱イオン水             151カーボン
ブラツク            2塩基性珪酸鉛  
           5白  土         
                   82二酸化チ
タン             86ジブチル錫オキシ
ド触媒         6乳酸を添加することにより
溶液のpHを5,5に調整した。標準重量のステアタイ
トボールを添加し、ボールミルを16時間作動させた。
この時間の終了時に顔料は十分に分散し、ヘゲマンNo
、7の微細度を有していた。
エポキシド−アミン付加物溶液 (41g)、ジプロピ
レングリコールメチルエーテル (20g)、水(2g
)及び消泡剤としてのホワイトスピリット(2g)をボ
ールミルに添加した。更に30分間磨砕した後、ミルベ
ースをストレーナ−を経て流出させて、ヘゲマンN00
7の微細度を有するミルへ−ス322gを得た。
(b)後記(C)で述べる方法で調製した“シェフアミ
ン”D 400/”カルデュラ”付加物(876部)と
N−メチルエタノールアミンを、ジプロピレングリコー
ルメチルエーテル (2334部)中のビスフェノール
A/エピクロルヒドリンエポキシ樹脂(1356部; 
0エピコート” 1001)の予備加熱された溶液(1
00℃)に攪拌しながら添加した。混合物を120℃で
1時間保持した。溶液を冷却し、乳酸溶液 (80%;
325部)と混合した。
(C)  “シェフアミン” D 400/“カルデュ
ラ”E付加物は下記の方法で調製した。分子量400の
かつ末端第1アミノ基含有基HJ−CHCH3−C)1
20を有する線状ポリオキシプロピレンジアミン (2
000部;Jefferson Chemica1社か
ら“シェフアミン′D400として商業的に人手される
)を、C8第3アルキルカルボン酸グリシジルエステル
(1250部;5hell Chemica1社から“
カルデュラ″Eとして商業的に入手される)に添加し、
混合物を100℃に加熱した。発熱反応が生起し、温度
を115℃に90分間保持した。かく得られた生成物は
2.81m、mol/gのアミン価と0のエポキシド価
を有していた。
(d)前記(a)で調製したミルベースと実施例2に従
って調製したエマルジョンとを混合しついで水で稀釈し
て、固形分2%、顔料:バインダー比0.2:1の塗料
を形成させることにより、陰極電着塗料を調製した。
夫A■1 電着塗装 燐酸並塩処理スチールパネルを実施例3(d)で調製し
た塗料を含有する洛中で陰極電着により被覆した。被覆
操作は28℃の浴温で300Vで2分間行った。得られ
たパネルを浴から取出し、脱イオン水で洗浄しついで1
80℃で20分間焼付けた。かく得られた被覆は一般的
に滑らかであり、適度な光沢を有しそしてアセトンに対
して堅牢性を示した。
比較例 比較例1 (a)架橋剤の調製 2−エチルヘキサノール(218部)を密閉容器内の2
.4/2.6 トルエンジイソシアネート80:20混
合物に窒素:囲気下、攪拌しながらゆっくり添加しつい
で2−エチルヘキサノールの全てを添加した後、混合物
を100°Fで30分間保持した。ついで混合物を14
0℃に加熱し、追加量(75部)のトリメチロールプロ
パンとジブチル錫ジラウレート触媒(0,08部)を添
加した。最初の発熱後、実質的に全てのジイソシアネー
ト部分が消費されるまで(赤外線吸収スペクトルより示
される)、浴を250°Fで1.5時間保持した。つい
でバッチをエチレングリコールモノメチルエーテル(2
49部、“セロソルブとして商業的に入手される)で稀
釈した。
(b)エポキシアミン樹 −架橋剤エマルジョンの調製 実施例2.1.で述べられている架橋剤の代りに、本比
較例の(a)で述べた架橋剤を使用したこと以外、実施
例2,1.の方法に従ってエポキシアミン樹脂−架橋剤
エマルジョンを調製した。
(C)電着塗料の調製 電着塗料は本比較例の(b)で調製したエポキシアミン
樹脂−架橋剤エマルジョンを使用して、実施例4で述べ
た方法に従って調製した。
比較例2 (a)里碧」む工41 “スブラセック″MV 20の代りに純粋な4.4−ジ
フェニルメタンジイソシアネート(500部)、トリメ
チロールプロパン(13部)、ブトキシエトキシエタノ
ール(324部)及びポリエチレングリコール200(
170部)を使用して、実施例1.1.の方法に従って
架橋剤を調製した。
かく得られた架橋剤は室温で2日貯蔵すると結晶化した
夕り筐ソ式」昶(yellowing  test)こ
の試験は白色トップコートの非黄変性を示す。
高さ約7511II111直径75mmの小形錫缶を電
着浴に装入し、300vで2分間電着により被覆した。
洗浄しかつ圧縮空気でせ乾燥させた後、アルミニウム箔
片を開放させている錫缶の端部に載せついでアルミニウ
ム箔の上に金属パネルを載せて縮合生成物を捕捉した。
ついで缶を180℃で2分間焼付けた。
これとは別に、スチールパネルに自動車工業で使用され
ている白色ボディエナメルトップコートを約40〜50
μmの厚さに噴霧した。
ついで金属製間隔保持具(distance hold
er)(直径2mm、長さ約3cmのスチールパネル)
を潤滑塗装パネルの上方1/3の中央部に縦方向に載せ
た。
電着塗装缶を冷却した後、アルミニウム箔を取除き、こ
の缶を直ちに、錫缶がリム上の一点で間隔保持具により
隔離するように、塗装パネルの中央部上に開放端部を下
に向けて載せた。全組立体を135℃で20分間焼付け
た。冷却後、錫缶を取出し、パネルの変色を評価した。
下記のごとき結果が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(i)下記(a)〜(f)から誘導される単位を有
    する非ゲル化アミン−エポキシド反応生成物;(a)式
    (1); R^1R^2NH(1) (式中、R^1及びR^2は同一であるか又は異るもの
    でありかつアミノ−又は保護アミノ−C_2_−_6ア
    ルキル基、置換されていてもよいC_1_−_1_8ア
    ルキル基又はC_5_−_8シクロアルキル基を表わす
    か、又はR^1とR^2はこれらが結合している窒素原
    子と共に、置換されていてもよい5、6又は7員複素環
    式基を表わす;上記の各々において、場合により存在す
    る置換基はC_1_−_4アルキル基、C_1_−_4
    アルコキシ基又はヒドロキシル基の1種又はそれ以上で
    ある)の第2アミンの少なくとも1種; (b)場合により、式(2) R^3NH_2(2) (式中、R^3はアミノ基、ジ−C_1_−_4アルキ
    ルアミノ基、モルホリノ基又はピペラジノ基で置換され
    ていてもよいC_1_−_1_8アルキル基又はC_5
    _−_8シクロアルキル基を表わす)の第1アミン; (c)ポリエポキシドから誘導される単位;(d)場合
    により、ポリエポキシドに対するキャッピング単位; (e)場合により、ポリオキシアルキレンポリアミンか
    ら誘導される単位; 及び (f)場合により、第1アミン又はモノエポキシドから
    誘導されるポリオキシアルキレンポリアミンに対するキ
    ャッピング単位; (ii)アミン−エポキシド反応生成物に対する架橋剤
    ;この架橋剤は、(イ)ジオール及び(又は)トリオー
    ル;(ロ)4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
    トと式(3); ▲数式、化学式、表等があります▼(3) を有する4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート
    とウレトニミン誘導体との混合物(式(3)の化合物は
    4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートとウレト
    ニミン誘導体との混合物が室温で液状であるような量で
    存在させる);及び(ハ)モノアルコール又はカプロラ
    クタム;から誘導される混合反応生成物である; 及び (iii)被覆剤組成物に対する水性担体;からなる、
    被覆剤組成物。 2、アミン−エポキシド反応生成物は式(10);R^
    1R^2N−Epox^1−NR^1R^2(10)(
    式中、R^1及びR^2は式(1)について定義したも
    のと同一の意義を有し、Epox^1はポリエポキシド
    から誘導される単位(c)である)で表わされ理想化構
    造式を有する、請求項1記載の組成物。 3、一方の残基R^1R^2N−は他方の残基R^1R
    ^2N−と異っており、一方の残基においてはR^1は
    C_1_−_6アルキル基であり、R^2はヒドロキシ
    C_1_−_6アルキル基であり、そして他方の残基に
    おいてはR^1とR^2は同一でありかつ両者がアミノ
    −C_2_−_6アルキル基である、請求項2記載の組
    成物。 4、Epox^1は式(6); ▲数式、化学式、表等があります▼(6) (式中、Epは式(4)のエポキシドの残基であり、P
    olはポリオールの残基である)で表わされる“伸長”
    エポキシドである、請求項3記載の組成物。 5、アミン−エポキシド反応生成物は式(11);▲数
    式、化学式、表等があります▼(11) [式中、残基R^1R^2N−は同一でありそしてR^
    1及びR^2は両者共、ヒドロキシC_2_−_6アル
    キル基を表わし;Epox^1はポリエポキシドの残基
    であり、▲数式、化学式、表等があります▼はジ−C_
    1_−_6アルキルアミノ−C_2_−_6アルキルア
    ミンの残基でありそして▲数式、化学式、表等がありま
    す▼は式(12); ▲数式、化学式、表等があります▼(12) (式中、Epox^3はモノエポキシドの残基である)
    で表わされるキャップドC_2_−_6アルカンジアミ
    ンの残基である]で表わされる理想化構造式を有する、
    請求項1記載の組成物。 6、アミン−エポキシド反応生成物は式(13);▲数
    式、化学式、表等があります▼(13) (式中、Gはキャッピング基であり、Epox^1はポ
    リエポキシドであり、Amはポリオキシアルキレンポリ
    アミドであり、mは0又は1であり、Epox^2はモ
    ノエポキシドであり、R^1R^2N−は式(1)のア
    ミンの残基である)で表わされる理想化構造式を有する
    、請求項1記載の組成物。 7、Gはノニルフェニル基である、請求項1記載の組成
    物。 8、Epox^1は理想化構造式(4)のエポキシドか
    ら誘導される、請求項6又は7記載の組成物。 9、Amはポリオキシアルキレントリアミンから誘導さ
    れる、請求項6〜8のいずれかに記載の組成物。 10、Epox^2はC_9−分岐グリシジルエステル
    から誘導される、請求項6〜9のいずれかに記載の組成
    物。 11、R^1がメチル基であり、R^2が2−ヒドロキ
    シエチル基である、請求項6〜9のいずれかに記載の組
    成物。 12、架橋剤中の4,4′−ジフェニルメタンジイソシ
    アネート単位とウレトニミン誘導単位の重量比は90:
    10〜10:90である、請求項1〜11のいずれかに
    記載の組成物。 13、前記重量比は75:25〜25:75である、請
    求項12記載の組成物。 14、架橋剤とエポキシアミン付加物の比率は10:9
    0〜60:40である、請求項1〜3のいずれかに記載
    の組成物。 15、架橋剤とアミン−エポキシド反応生成物との比率
    は20:80〜50:50である、請求項4記載の組成
    物。 16、請求項1に記載のアミン−エポキシド反応生成物
    を架橋剤及び水性担体を用いて分散させることを特徴と
    する、請求項1〜15のいずれかに記載の組成物の製造
    方法。 17、被覆されるべき導電性支持体を請求項1〜15の
    いずれかに記載の組成物中に浸漬しついで陰極としての
    支持体と陽極としての対向電極との間に電流を通じるこ
    とを特徴とする、導電性支持体の被覆方法。
JP63128589A 1987-05-28 1988-05-27 被覆剤組成物、その製造方法及び導電性支持体の被覆方法 Expired - Lifetime JPH0822995B2 (ja)

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