JPS6392637A - カチオン高度エポキシ樹脂の製造方法 - Google Patents

カチオン高度エポキシ樹脂の製造方法

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カチオン高度(Advaneed)エポキシ
樹脂組成物、それらの製造方法及びそれらの組成物の陰
極電着への利用に関する。
〔従来の技術及び問題点〕
電着は、ここ20年の間に、塗膜塗装の重要な方法とな
り、その効率、均−性及び環境面でも受は入れられてい
ることから、ますます広く用いられるようになっている
。カチオン電着は、自動車の車体及び部品用プライマー
などのように、非常に優れ次塗膜の耐食性が要求される
分野において特に好まれてよく用いられるようになった
。エポキシ樹脂を主成分とする系が、この用途における
全体的な性能が最も優れていることから、広く用いられ
ている。
液状のビスフェノール人のジグリシジルエーテル類をビ
スフェノールAと反応させて高分子量のエポキシ樹脂を
生成して得た従来のエポキシ樹脂を主成分とするカチオ
ン電着樹脂には、公知の欠点がある。すなわち、このよ
うな生成物は、軟化点が高くなシすぎて流展性が悪くな
りやすい。更に、このような生成物を製造するには、そ
の製造工程中に極めて多量の溶媒を使用する必要がある
このため、流展性を改善するために、第三アミンからな
る触媒の存在下で、ジオールと反応させてこのような従
来のエポキシ樹脂を変性することが提案され念。すなわ
ち、?ツソ(Bosso )等による米国特許第3,8
39,252号には、ぼりプロピレングリコールによる
変性が記載されており、マルケッチ(March@tt
l )等による米国特許第3.947,339号にはポ
リエステルジオール類あるいはポリテトラメチレングリ
コール類による変性が教示されており、又、ウイグラ−
(WI IImar )等による米国特許第4,419
,467号には更にもう一つ酸化エチレンと反応した環
状ポリオール類に由来するジオール類による変性が記載
されている。しかしながら、これらの種々の変性にも、
欠点がある。すなわち、第一アルコール類と含まれるエ
ポキシ基との反応には、第三アミンあるいは強塩基が必
要である。更に、これらの反応には。
長時間の煮沸が必要であり、塩基触媒によジェポキシ基
が競争重合を起こすためにグル化する。更に又、用いら
れる触媒の失活を防ぐために、塩素含有量の低いエポキ
シ樹脂を用いる必要がある。
電着によシ塗装する塗料の多くには、顔料を混入して色
、不透明性、塗装特性あるいは被膜特性を付与している
。スターニ(5turnl )等による米国特許第3,
936,405号には、特に電着塗装に用いられる水分
散性塗料用の安定な水性顔料分散液をU@裂するのに特
に適した顔料の磨砕ビヒクルが記載されている。上述し
たように、最終電着性組成物には、顔料分散液及びアン
モニウム塩基あるいはアミン塩基で可溶化したカチオン
電着性エポキシ含有樹脂及び電着性組成物において一般
的に用いられる他の成分が含有されている。この種の樹
脂のうち、ポリフェノール類のポリグリ7ソルエーテル
類、多価アルコール類のポリグリシジルエーテル類及び
エポキシ分子中にオキシアルキレ77sを有するポリエ
ポキシドなどの様々なポリエポキシドが用いられる。
自動車業界では、まだ被膜の厚みの制御及び低温硬化に
ついての必要性がある。滑らかで欠陥のない厚みの大き
な均一被膜を設けることができることによシ、トップコ
ート用に十分に滑らかな表面を形成するのに以前必要と
したプライマー表面あるいはプライマーとして知られる
塗料の中間層を省くことができる。このように、中間層
を省くことにより、塗装サイクルを一回なくすことがで
き、操作がよシ効率的になる。厚みの大きな電着塗装プ
ライマーにより、耐食性を向上させることも可能である
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、適当な触媒の存在下において。
囚 少なくとも一種のポリオールのジグリシジルエーテ
ル(1)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(2)からなる組成物と、 <B)  少なくとも一種の二価フェノールと、必要に
応じて。
(C)  一官能価のキャンピング剤とを。
反応させて得られる樹脂の1グラム当たりカチオン電荷
0.2〜0.6ミリ当量の電荷密度を有する高度エポキ
シカチオン樹脂において、該該成分(A−1)及び該成
分(A−2)を、それぞれ該成分(A)K含有されるジ
グリシジルエーテルの10〜75重量%、好ましくは1
0〜50重ik%、最も好ましくは15〜35重量%が
該成分(A−1)によるものであり、且つジグリシジル
エーテルの25〜90重t%、好ましくは50〜90]
i量%、最も好ましくは65〜85重量%が該成分(A
−2)によるものであるような量で用い、該成分(A)
及び該成分(B)を。
生成する高度エポキシ樹脂が350〜IQ、000好ま
しくは600〜3,000の平均エポキシド当量を有す
るような量で用い、それにより末端にオキシラン基を有
する高度工4キシ樹脂を生成し。
続いて該樹脂を求核化合物反応させ、且つこの工程中に
少なくとも一回有機酸と水を添加して該オキシラン基を
カチオン基に転化することを特徴とする高度エポキシカ
チオン樹脂に関するものである。
又1本発明は、末端にオキシラン基を有するエポキシ樹
脂組成物から上記エポキシカチオン樹脂を製造する方法
であって、該方法が求核化合物を該エポキシ樹脂組成物
のオキシラン基の少なくとも一部分とを反応させてオキ
シラン基をカチオン基に転化し、この転化のある部分に
おいて有機酸及び水を添加する工程を包含する方法にお
いて。
該エポキシ樹脂組成物として、適当な触媒の存在下にお
いて。
囚 少カくとも一塊のポリオールのジグリシジルエーテ
ル(1)と二価フェノールのジグリシジルエーテル(2
)から力る組成物と。
(B)  少なくとも一種の二価フェノールとを。
反応させるに際して、該該成分(A−1)及び該成分(
A−2)を、それぞれ該成分(A)に含有されるジグリ
シジルエーテルの10〜75重量%が該成分(A−1)
によるものであり、且つジグリシジルエーテルの25〜
90重量%が該成分(A−2) Kよるものであるよう
な量で用い、該成分囚及び該成分(B)を。
生成するエポキシドの当量が350〜10,000当量
であるような量で用いて得られる高度エポキシ樹脂を使
用することによシ、樹脂の1グラム轟たりカチオン電荷
0.2〜0.6ミリ当量の電荷密度を有する高度エポキ
シカチオン樹脂を得ることを特徴とする高度エポキシカ
チオン樹脂の製造方法に関する。
更に、本発明は、上記のカチオン高度エビキシ樹脂の水
性分散液からなる塗料組成物、該組成物の製造方法及び
該組成物を塗装する方法に関する。
本発明のカチオン高度エポキシ樹脂組成物は。
末端にオキシラン基を有する選択された高度エポキシ樹
脂のエポキシ(オキシラン)基の少なくとも一部分を求
核化合物と反応させ、且つ製造中のある時点で有機酸と
水を添加することによシ得られる樹脂を含有する。
カチオン高度エポキシ樹脂組成物製造用原料でおるエポ
キシ樹脂成分は、−リオールのジグリシジルエーテル(
A−1)及び二価フェノールのジグリシジルエーテルか
らなる組成物を二価フェノール(B)及び、必要に応じ
て、−価のキャンピング剤(C)と反応させて得られる
高度樹脂である。これらの樹脂の製造に用いることので
きる二価フェノール類のグリシジルエーテル類は、一分
子当たυ少なくとも一個、好ましくは平均二個のエポキ
シド基を有するものである。これらのニブキシド類は。
エビハロヒドリンと二価フェノールを、塩基性作用物質
の存在下で縮合させて製造することができる。
本発明において用いられることのできる二価フェノール
類のグリシジルエーテル類は1次に示す式I及び■よ9
表される。
R(Il) 但し、Aは炭素数1〜12.好ましくは1〜6の二価の
炭化水素基、 −s−、−5−s−、−s−、−s−。
−C−、−0−C−0−、又は−0−であり、R′は各
々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロカルピル又はヒ
ドロカルピルオキシ基あるいはへロrン、好ましくは塩
素又は臭素であり、Rは各々独立的に水素あるいは炭素
数1〜3のヒドロカルピル基でアリ。
nは0〜1の値であり n/は0〜】0.好ましくは0
.1〜5の値である。
これらのIリエポキシド類の製造に用いることのできる
二価フェノール類としては、2.2−ビス(A−ビトロ
キシフェニル)プロパン(ビスフェノール人)、1.1
−ビス(A−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(A−
ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、p
、p′−ヒドロキシビフェノール、レゾルシノール、ヒ
ドロキノン等が挙げられる。I¥fK好ましい多価フェ
ノール類の?リグリシジルエーテル類としては、ビスフ
ェノールAのグリシジルエーテルおよびビスフェノール
人のポリグリシジルエーテル類のオリゴマーが挙げられ
る。
本発明のカチオン高度エポキシ樹脂の製造に用いること
のできるポリオール類のジグリシジルエーテル類は1次
の構造式で表わされる。
但し、Rは前記の通りであり、R“は水素あるいは炭素
数1〜6、好ましくは1〜4のアルキル基であり、nは
、1〜3の数であり1mは、0〜50、好ましくは0〜
20、最も好ましくはO〜10の整数であり、yは、0
あるいは1であり、2は炭素数2〜20、好ましくは2
〜12の2価の脂肪族基あるいは脂環式基、あるいは次
の式で表わされる基のうちの一つである。
(R’)4 但しA 、 R、R’ 、 R“、 n 、 n’およ
びn“は前記のとおシであり A/およびR屑は炭素数
1〜6の二価の炭化水素基である。ポリオール類のグリ
シジルエーテル類は、エピノ・ロヒドリンと次の構造を
有するポリオールとの縮合によシ製造できる。
(IV) 但し、R“、Z、m、Yおよびn″は前記のとおシであ
る。
その結果生じるハロヒドリン生成物を、公知の方法によ
シ水酸化ナトリウムのような塩基性作用物質で脱ハロゲ
ン化水素を行い相当するジクリンジルエーテルを生成す
る。
式■で示されるポリオール類のグリシジルエーテル類と
しては、ポリエーテルポリオール類のジグリシジルエー
テル類、実質的にエーテル酸素原子を含まない脂肪族ジ
オール類のグリシジルエーテル類、およびオキシアルキ
ル化したジオール類のジグリシジルエーテル類が挙げら
れる。
弐■で示されるポリエーテルポリオール類のグリシジル
エーテル類は1次の構造を有するものである。
但し、Rは前記のとおシであJ:> 、 Rllは水素
あるいは炭素数1〜6のアルキル基であり、n“は1〜
3の値であり、mは平均2〜50の値である。
式Vで示されるポリエーテルポリオール類のグリシジル
エーテル類は、エピノ10ヒドリンと1次の構造を有す
るポリエーテルポリオールとの縮合によりて生成される
但し、R”、R′およびmは、前記のとおりである。
ポリエーテルオール類は、適当な酸化アルキレンの重合
あるいは種々の酸化アルキレンの混合物を重合させ、単
位中に所望のR”基が分布した鎖を生成することにより
製造される。用いることのできるポリエーテルポリオー
ル類としては1例えば。
ジエチレンクリコール、トリエチレングリコール。
ポリ(エチレングリコール)%ジプロピレングリコール
、トリーj’ロピレングリコール、ポIJ(7’ロピレ
ングリコール)、ジー1.2−ブチレングリコール、ポ
リ(1,2−ブチレンオキシド)、ポリ(1,4−ブタ
ンジオール)等が挙げられる。
グリシジルエーテル類を誘導するのに特に好ましいポリ
エーテルポリオール類は、ジプロピレングリコールおよ
びmの平均値が5〜20となるポリ(プロピレングリコ
ール)である。
実質的にエーテル酸素原子を含まず1式■で示される脂
肪族ジオール類のジグリシジルエーテル類は次の構造を
有するものである。
RR 但しRは各々独立的に水素あるいは炭素原子数が1〜3
のヒドロカルビル基であυ、2′は実質的にエーテル酸
素原子を含まない、炭素原子数2〜20゜好ましくは2
〜12の二価の脂肪族基あるいは脂環式基あるいは次の
化学式で示される基のうちの一つである。
但し A/は炭素原子数1〜6の二価の炭化水素基であ
り、R′は各々独立的に水素、炭素原子数1〜4のヒド
ロカルビル基あるいはヒドロカルビルオキシ基であり、
R“′は各々炭素原子数1〜6.好ましくは1〜4の脂
肪族基であり、nは前記のとおシである。
本発明において用いることのできる実質的に工−チル酸
素原子を含まない脂肪族ジオール類としては1例えば%
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
1.12−ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール
、ジブロモネオペンチルグリコール、1,3−シクロヘ
キサンジオール、水素化ビスフェノールA、1.4−シ
クロヘキサンジメタツール、1,2−シクロヘキサンジ
オール、1,4−シクロヘキサンジオール、および、こ
れらの混合物等が挙げられる。
式■で表わされ、実質的にエーテル酸素原子を含tない
脂肪族ジオール類のグリシツルエーテル類は、エピハロ
ヒドリンと次の構造を有する実質的にエーテル酸素原子
を含まない脂肪族ジオールとの縮合によりて製造するこ
とができる。
HO−Z’−OH’   (■) 但し、z′は前記のとおりである。その結果生じるハロ
ヒドリンエーテル生成物を公知の方法により。
水酸化ナトリウムのような、塩基性作用物質を用いて脱
ハロダン化水素を行う。
式■で示されるオキシアルキル化ジオール類のジグリシ
ジルエーテル類は1次の構造式をもつ化合物である。
但し、R,R”、2およびnI′は前記のとおυであシ
1mは1〜25好ましくは、1〜15、最も好ましくは
1〜5の整数である。
式■で表わされるグリシジルエーテル類は、エピハロヒ
ドリンと構造式で表わされるオキシアルキル化ジオール
との縮合によシ生成される。
但し、Z、R51mおよびn#は前記のとおシである。
その結果生じるハロヒドリン生成物を公知の方法により
、水酸化ナトリウムのような塩基性作用物質で脱ハロゲ
ン化水素を行い、所望のジグリシジルエーテルを生成す
る。
オキシアルキル化ジオール類は1次の式で表わされるジ
オール: HO−Z−OH(X[) (但し、2は、前記のとおシ)を、エチレンオキシド、
プロピレンオキシド、ブチレンオキシド。
あるいは、これらの混合物と適当なモル比で反応させて
生成される。本発明において、用いることのできるジオ
ール類としては、例えば、エチレングリコール、1,4
−ブタンジオール、1.6−ヘキサンジオール、ネオペ
ンチルジオール、1.12−ドデカン−ジオール、1.
3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサン
ジオール。
1.4−シクロヘキサンジメタツール、水素化ビスフェ
ノールA、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ヒト
四キノン、ジヒドロキシ−ジフェニルオキシド、p−キ
シレノールおよびビスフェノールキャップドエポキシ樹
脂が挙げられる。
実質的にエーテル酸素原子を含まないポリエーテルポリ
オール類あるいは、脂肪族ジオル類のジグリシジルエー
テル類の一船的な合成反応の中には、有機の塩化物含有
不純物をかな)の全生成するものがある。他の方法では
、このような不純物は低濃度でしか生成しないことが知
られている。
本発明を実施するにあたシ、塩化物含有量の少ない樹脂
が必要とされるわけではないが、必要に応じて塩化物含
有量の少ない樹脂を用いて、樹脂の製造方法の改良、樹
脂あるいは、この樹脂から調製される配合塗料の保存性
の改良、あるいは、最終製品の諸々の性能の改良を図っ
てもよい。
上述の二つのグリシジルエーテル成分を含有スる混合物
を二価のフェノールおよび必要に応じてキャッピング剤
と反応させて1本発明のカチオン樹脂を製造するのに用
いられる所望のエポキシド(オキシラン)基含量を有す
るエポキシ官能樹脂を生成する。ジグリシジルエーテル
成分の効果的な割合は、ポリオール(A−1)のジグリ
シジルエーテルが10〜75重量%、二価フェノール(
A−2)のジグリシジルエーテルが25〜90重量うで
ある。しかしポリオールのグリシジルエーテルが10〜
50重量%、二価フェノールのジグリシジルエーテルが
50〜90重量%のときに、全体的に、より良い結果が
得られる。特に、好ましい割合は、ポリオールのジグリ
シジルエーテルが。
15〜35重量%に対して、二価フェノールのジグリシ
ジルエーテルが65〜85重量%の範囲である。ポリオ
ールのグリシジルエーテルを90%以上含有する生成物
は、II!着すると、被膜の厚みは大きくはなるが、そ
の破断電圧のため用途が低電圧のものに制限され、その
tめに自動車の車体の電気塗装などの数多くの用途では
十分なスローイング・!ワーが得られず不適当である。
グリシジルエーテル成分(A=A−1+A−2)と二価
フェノール(B)の割合は、高度エポキシ樹脂の平均エ
ポキシ当量が350〜10,000S好ましくは、60
0〜3000になるよう選択される。−船釣には。
このような割合は、成分Aが60〜90重量%。
成分Bが10〜40重量%の範囲となる。本発明にお込
て、用いることのできる二価フェノール化合物としては
、上述し次ポリエポキシドの生成に適当な化合物が挙げ
られる。好ましい二価フェノールとしては、ビスフェノ
ールAが挙げられる。
また、ビスフェノールのジグリシジルエーテルを1モル
過剰のビスフェノールで連鎖延長して生成し九ビスフェ
ノール類も、ジフェノール系官能オリゴマーを製造する
のに用いることができる。
一官能価のフェノール化合物などのキャッピング剤を使
用すると、連鎖延長反応を行わなくても生成物中のエポ
キシド含有量を減少させることができ、従って、生成す
る樹脂の平均分子量およびエポキシド含有量をある限度
内にそれぞれに制御することができる。又樹脂の鎖の末
端のある部分を停止させるために、一官能価の化合物を
用いても1反応生成物の平均エポキシ官能性を減少させ
ることができる。一官能価のフェノール化合物の一船的
使用量は、ジフェノールの実質的にすべてのフェノール
基の反応後に残存するエポキシの1当量当シ、フェノー
ル往水酸基O〜0.7当量である。
本発明において使用できる一官能価のキャッピング剤と
しては1例えば、フェノール、第三ブチルフェノール、
クレゾール、p−ノニルフェノール、高級アルキル置換
フェノール類等の一官能価フェノール化合物が挙げられ
る。それらのうち。
p−ノニルフェノールが特に好ましい。フェノール基の
総数および二官能価のフェノール化合物の一官能価フェ
ノール化合物に対する比率は、もし使用した場合には、
工4キシド基が理論量よシ過剰になるように選択する。
またこの比率は、実質的にすべてのフェノール基がエポ
キシ基との反応で消費された後1反応生成物が所望の濃
度の末端エポキシ基を有し、かつモノフェノール化合物
で停止した樹脂の鎖の末端が所望の濃度になるように選
択される。−船釣に、キャッピング剤は、A成分とB成
分の合計量に対して1〜15%の量において使用される
これらの使用量はそれぞれの反応物質の当量および、エ
ポキシ機能成分の相対量によ)決まりこの分野で公知の
方法によシ計算で求めることができる。本発明の実飽に
あたシカチオン樹脂の製造に用いられる反応生成物の好
ましいエポキシド含有量はオキシラン基の重量%換算で
一船的に1〜5%であり、好ましくは2〜4%である。
この濃度が好ましい理由は転化後、陰極電着に用いられ
る樹脂状生成物のカチオン電荷密度所望の値となるから
である。これらのカチオン樹脂は、以下に述べるように
エポキシ基の一部あるいは全部をカチオン基に転化する
ことによシ製造される。
一官能価化合物と反応混合物のポリグリシジルエーテル
成分のエポキシ基との反応は、ジフェノール化合物と一
リグリシジルエーテル成分の連鎖延長反応の前か、実質
上これと同時か、あるいは。
後に行なりてよい。好ましい方法は1反応物質のすべて
を同時に存在させる方法である。
エポキシ樹脂を生成するための上記成分間の反応は、−
船に成分を混合し、適当な触媒の存在下で生成物中のエ
ポキシド含有量が所望の値に達するまで130〜200
℃、好ましくは150〜175℃で加熱して行なう。こ
の反応は、必要に応じて粘度を減少させたシ、混合や取
り扱いを容易にしたシ、また反応の温度を調整し易くす
るために、適当な溶媒中で行ってもよい。
この反応のための好ましい触媒がこの分野において多数
知られて適当な触媒としては、例えば。
エチルトリフェニルホスホニウムアセテート、酢酸a体
:エチルトリフェニルホスホニウムの塩化物、臭化物、
ヨウ化物あるいはリン酸塩;およびテトラブチルホスホ
ニウム酢酸塩が挙げられる。
触媒は、−船にエポキシ基に対して、0.01〜0.5
モル%の濃度で使用する。
適当な溶媒としては1例えば、芳香族溶媒、グリコール
エーテル類、グリコールエーテルエステル類、高沸点の
エステル類、あるいはケトン類。
あるいはこれらの混合物が挙げられる。又当業者に周知
の他の溶媒も用いることができる。好ましい溶媒として
は、エテレyグリコール、モノブチルエーテル、およヒ
フロピレングリコール、モノフェニルエーテルが挙げら
れる。溶媒含有量は。
反応混合物に対し、0〜30%でよい。溶媒は。
後で除去する必要がないように、続いて行う。カチオン
生成反応および最終的に得られる塗料組成分と適合する
ものを選択する。
意外にも、これらのIジオール類のグリシジルエーテル
類をエポキシ樹脂に配合すると、ポリオールグリシジル
エーテル成分を含有しないエポキシ樹脂を用いた類似の
組成物と比較して、1!着の際、厚さの調整が可能な、
よシ厚い被膜を形成することができる陰極電着可能な塗
料組成物を調製することができる。厚い被膜の電着が可
能であることは、耐蝕性および電着した被膜の外観を改
良しながら塗装の回数を減少する危めに非常に好ましい
。被膜の厚さは、エポキシ樹脂に混入するポリオールの
ジグリシジルエーテルの景を変えることで調整ができる
。−船に、この成分の含有】の増加に伴い、厚さが増加
する。
もうひとつの利点は、ポリオールのジグリシジルエーテ
ルを含有するカチオンエポキシ樹脂が同じ分子量の未受
性カチオン樹脂よりも一定の温度での粘度が低いことで
ある。この低い粘度のため。
未変性樹脂に匹敵する粘度にするために1分子食の大き
い樹脂を使用でき次り、ま念溶媒の使用も少量ですむ。
粘度の小さb樹脂は、塗料組成物の。
電着および硬化の際、流展性が大きく、その結果よシ良
い外観が得られる。あるいは、粘度の小さい樹脂は、低
温度での硬化が可能となり、同等の流展性および外観が
得られる。最後に、これらのエポキシ樹脂を用いて生成
した塗料は、ポリオールのジグリシジルエーテル成分を
添加しているため、添加しないものと比べると、可撓性
が大きくなる。
本発明に必要なカチオンの生成に有利に用いられる求核
化合物は1次に示すルイス酸とも呼ばれる種類の化合物
によって表わされる。
0〉 −塩基性複素芳香族窒素化合物。
(ロ)テトラ(低級アルキル)チオ尿素類。
Cう R4−8−R2(但し、R1およびR2は各々低
級アルキル、ヒドロキシ低級アルキルあるいは炭素数3
〜5の一つのアルキレンラジカルとして結合したもので
ある)。
に) R,−N−R2 (但し、R2およびR3は各々低級アルキル、ヒト炭素
数3〜5のひとつのアルキレンラジカルとして結合した
ものであ5.R4は、炭素数2〜10のアルキレン基、
R5およびR3は各々低級アルキルであう、そしてR1
は水素、低級アルキル、アラルキルあるいはアリール基
であるが、但しR2およびR3が同時にアルキレン基の
時はR1は水素低級アルキルあるいは水酸化アルキルで
あり、R2は、R1は水素である。)、及び 甲、下余白 (ホ) R1−P−R3 ■ (但しR1,R2およびR3は各々低級アルキル。
ヒドロキシ低級アルキル、あるいはアリールである。) 以下zJ+1口 この明細書中において「低級アルキル」とは、メチル、
エチル、プロピル、イングロビル、n−ブチル、インブ
チル、n−ペンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、お
よびイソヘキシルあるいはこれらの分枝異性体などの炭
素数が1〜6のアルキルを意味する。
特定の抗咳化合物の代表例として、例えば、ピリジン、
ニコチンアンド、キノリン、インキノリン、テトラメチ
ル、チオ尿素、テトラエチル、チオ尿素、ヒドロキシエ
チルメチルスルフィド、ヒドロキシエチルエチルスルフ
ィド、ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、ソー
n−ピロピルスルフィド、メチル−n−グロビルスルフ
ィド、メチルブチルスルフィド、ジブチルスルフィド、
ジヒドロキシエチルスルフィド、ビス−ヒドロキシブチ
ルスルフィド、トリメチレンスルフィド、チアシクロヘ
キサン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルアミン、ジ
エチルアミン、ジブチルアミン、2−(メチルアミン)
エタノール、ジェタノールアミン、およびジエチレント
リアミンあるいはN−アミノエチルピイラジンとアセト
ン、メチルエチルケトンあるいはメチルイソブチルケト
ンとの反応で生成されるような第2および第17ミノ基
を含有するポリアミン類のケチミン銹導体;N−メチル
ピペリジン、N−エチルピロリジン、N−ヒドロキシエ
チルピロリジン、トリメチルホスフィン、トリエチルホ
スフィy。
トリーn−ブチルホスフィン、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン、n−n−プロピルアミン、トリーインブ
チルアミン、ヒドロキシエチルジメチルアミン、ブチル
ジメチルアミン、トリヒドロキシエチルアミン、トリフ
ェニル燐およびN、N、N−ジメチルフェネチルアミン
が挙げられる。
求核化合物と樹脂状反応物質の隣接エポキシド基との間
の反応を促進できるに十分な強度の酸である限シ、いか
なる有機酸も、特にカルデン酸は、オニウム塩を生成す
る転化反応に用いることができる。酸を第2アミンとニ
ーキシ樹脂との反応生成物中に添加して生成する塩の場
合には、その酸は、生成する第3アミンを所望の程度に
プロトン化するに十分な強さを有することが必要である
一般に、−塩基性酸(HeB Ae )が好ましい。適
当な有機酸としては、例えば、炭素原子数1〜4のアル
カノイック酸(例えば、酢酸、プロピオン酸等)、炭素
原子数5までのアルカノイック酸(例えば、アクリル酸
、メタアクリル酸等)、ビトロキシ官能カルデン酸(例
えばグリコール酸、乳酸等)および有機スルホン酸(例
えばメタンスルホン酸)等である。現在、炭素原子数1
〜4の低級アルカノイック酸が好ましく、乳酸および酢
酸が、最も好ましい。陰イオンは、従来の陰イオン交換
方法によって交換することができることは勿論である。
例えば、米国特許第3,959,106号の第19欄を
か照のこと。適当な陰イオンとしては、塩化物、臭化物
、重硫酸塩、重炭酸塩、硝酸塩、燐酸二水素、乳酸塩お
よび炭素原子数1〜4のフルカッエート類が挙げられる
。酢酸塩および乳酸塩が最も好ましい陰イオンである。
一般にカチオン樹脂を生成する転化反応は、単に反応物
質を混合しその反応混合物を、反応が終了、あるいは、
実質上終了するまで、高温に維持することによシ行なわ
れる。この反応の進行は容易に制御できる。反応は、一
般に攪拌しながら、不活性ガス(例えば窒素)の雰囲気
下で行なう。
十分な反応速度は、25〜100℃で達成でき、好まし
くは、60〜80℃であることがわかった。
少過剰あるいは理論量よシ少ない量のエポキシ含有樹脂
あるいは求核化合物を用いてもよいが、反応物を実質的
K、理論量用いると良好な結果が得られる。弱酸を用い
る時には、用いられる反応物質の使用割合は、樹脂のエ
ポキシド基1個あたシ求核化合物0.5〜1.0当分で
あり、エポキシド1個あたり有機酸0.6〜1.1当量
である。これらの割合と上述した好ましいエポキシド含
有量を有する樹脂との組み合わせにおいて、塗料組成物
が水中で安定して分散するのに必要な範囲のカチオン電
荷密度が得られる。更に弱い酸(例えば、酢酸などのカ
ルボン酸)を用いる時には、少過71の酸がオニウム塩
の収量を最大限にするために好ましい。生成しようとす
るカチオン基がオニウム塩である組成物を調製する際に
は、求核化合物と樹脂のエポキシ基との反応中に、酸を
存在させる必要がある。求核化合物が第二アミンである
時は、アミン・エポキシ反応を最初に行い、続いて有機
酸を加えて塩を生成し、これによシカチオン型の樹脂を
生成できる。
オニウム生成反応には、反応混合物に含まれる水の量は
、反応経過中に生成されるカチオン塩を安定化するのに
十分な酸と水が存在する限シ適宜変えてもよい。一般に
反応中の水は、工Iキシ1当量あた夛5〜30モルが好
ましいことが見い出された。求核化合物が第2アミンで
ある時には、水は、樹脂のエポキシ基と求核試薬との反
応の前でも、途中でも、あるいは後でも、添加するとと
ができる。カチオン高度エポキシ樹脂の電荷密度は、樹
脂1?あた)電荷0.2〜o−6ミ’)当量が好ましい
また、反応混合物中に水と相溶性のある有機溶媒が少量
含まれていれば有利であることが、見い出された。その
ような溶媒が存在すると、反応物質間の接触が容易にな
シ、従って反応速度が加速される。この意味では、この
特定の反応も、多くの他の化学反応と異なるものではな
く、このような溶媒変性剤は通常用いられている。従っ
て当業者において知られているいずれの有機溶媒をも用
いることができる。本発明等が、特に有効であることを
見い出した種類の溶媒はC2−C4のアルキレングリコ
ール類のモノアルキルエーテル類である。このような化
合物としては、例えばエチレンクリコールのモノメチル
エーテル、エチレングリコールのモツプチルエーテル等
が挙げられる。これらのフルキレングリコール類のアル
キルエステル類は市販されている。
反応が所望の程度にまで進行すれば、過剰の求核化合物
は、すべて、例えば、透析、真空ストリッピング、水蒸
気蒸留などの一般的方法で除去することができる。
水性分散液型の本発明による高度エポキシ樹脂は、塗料
組成物として有用であり、を着する場合には、特に有用
である。本発明のカチオン樹脂を単に樹脂状成分として
含有する塗料組成物は有用ではあるが、形成された膜が
高温にて硬化する時、架橋して被膜特性が向上するよう
に、塗料組成物に架橋剤を含有させることが好ましい。
架橋反応に最も適した樹脂の部位は、樹脂の主鎖に沿っ
て存在する第2ヒドロキシ基である。架橋剤として適当
な物質は、ヒドロキシ基と反応することが知られている
ものであり、例えば、ブロックトポリイソシアネート類
;メラミン・ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒ
ド、ベンゾグアニン−ホルムアルデヒドおよびこれらの
アルキル化した類似物などのアミン・アルデヒド0樹脂
類;Iリエステル樹脂類;およびフェノール、アルデヒ
ド樹脂類などがある。
特に有用で好ましい架橋剤はブロックトポリイソシアネ
ート類であり、この化合物は、高温にて非ブロック化し
、イソシアネート基を形成して樹脂のヒドロキシル基と
反応し、塗膜の架橋を行なう。このような架橋剤は、一
般に、ポリインシアネートを一官能価の活性水素化合物
と反応させて生成する。
架橋剤の調製に適しているポリインシアネート類の例が
ゲッソ(Bosso)等による米国特許第3.9 s 
9,106号、第15[O第1〜24行に述べられてい
る。また、インシアネート基を過剰にして、ポリイソシ
アネート類とポリオール類から誘導したインシアネート
官能プレ4リマーも用いることができる。好ましいプレ
ポリマーの例が、ゲッソ(Bosao )等による米国
特許第3.959,106号、第15欄の第25〜57
行に記載されている。
プレポリマーの調製にあたり、この分野において公知の
事柄を考慮しながら、反応物質の官能性、当量の割合、
反応物質の接触方法を選択して所望の官能性と当量とを
有するグル化していない生成物を得ることが必要である
好ましいポリイソシアネート類としては、例えば、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネー
ト、メチレンジフェニレン、ジイソシアネートおよびイ
ンホロンジイソシアネートのインシアヌレート三量体、
トルエンジイソシアネートおよびトリメチロールプロパ
ンのプレポリマー、ジプロピレングリコール、117’
ロピレングリコールあるいはこれらの混合物が挙げられ
る。
適当なブロック剤としては、例えば、アルコール類、フ
ェノール類、オキシム類、ラクタム類および力/L/&
ン酸を含有するα−ヒドロキシ基のN、N−ジアルキル
アシド類あるいはエステル類が挙げられる。適当なブロ
ック剤の例は、デッソ(Bosso )等による米国特
許第3,959,106号、第1sfJ、第58行〜第
16欄第6行、およびモリアリティ(MorSarit
y)による米国特許第4.452,930号に記載され
ている。特に、好ましく用いられるブロック剤は、ケト
キシム類として知られるケトン類のオキシム類であり、
これらの化合物によシ、比較的に低温で非ブロック化し
、かなシ低い温度で硬化可能な塗料組成物が得られる。
特に好ましいケトキシムとしては、メチルエチルケトキ
シムが挙げられる。
本発明のカチオン樹脂は、ケトキシムでブロックされた
ある種の好ましいポリイソシアネート類を配合すると、
従来のものよシも、かなシの低い温度で硬化する塗料組
成物が得られる。
ブロックされたポリイソシアネート類は、インシアネー
トとブロック剤とを当量で窒素などの不活性ガスの雰囲
気中で、25〜100℃、好ましくは、発熱反応を抑制
するため70℃未満の温度で反応させて調製される。生
成物に残留遊離インシアネート基が含まれないように、
十分な量のブロック剤を用いる。反応物質、生成物およ
び塗料組成物と相溶性のある溶媒、例えば、ケトンある
いはエステルを用いてもよい。ジブチル錫シラクレート
などの触媒も用いることができる。
ブロックされたポリイソシアネート架橋剤を、カチオン
樹脂のヒドロキシル基1個当ジブロックされたイソシア
ネート基が0.2〜2.0個に相当する濃度で塗料組成
物に添加する。好ましい架橋剤の濃度は、樹脂のヒドロ
キシル基1個当ジブロックされたインシアネート基0.
5〜1.0個に相当する濃度である。塗膜の硬化速度の
向上および完全な硬化をはかるため、必要に応じて、塗
料組成物中に触媒を添加してもよい。種々の架橋剤に対
して好ましい触媒としては、当業者に公知のものを用い
ることができる。架橋剤としてブロックされたポリイソ
シアネート類を用いた塗料組成物用の好ましい触媒とし
ては、例えば、ジブチル錫シラクレート、ジプチル錫ジ
アセテート、ジブチル懇オキシド、オクタン酸第−錫、
および、この分野において公知のその他のウレタン生成
用触媒が挙げられる。これらのうち、ジブチル錫シラク
レートが好ましい。使用全は、固形のバイダーに対し、
一般には、0.1〜3重ffi%である。
無着色の塗料組成物は、カチオン樹脂状生成物と架橋剤
および、必要に応じて、触媒、溶媒、界面活性剤、流展
性調整、消泡剤等の添加剤とを配合して生成する。次に
、この配合物を公知の方法で、水中に分散させる。特に
好ましいのは、転相乳化として知られている方法であり
、上記の混合物中に転相がおこシ、水中有機相型分散液
を形成するまで、一般に周囲温度から70℃でゆりくシ
と攪拌しながら水を添加する。電着の用途に用いられる
場合には、この水性分散液中の固形分含量は、一般に、
5〜30重it−チ好ましくは、10〜25M]チであ
る。
着色塗料組成物は、高濃度の顔料分散液及び乳白剤を無
着色塗料組成物に加えることによシ潤製できる。この顔
料分Ht’H,は、この分野において公知の適当なミル
中において、適当な顔料に1砕用ビヒクルとともに磨砕
することによシ調製できる。
この分野において公知である顔料および乳白剤は、塗膜
の耐蝕性を増加させる顔料を含めて、これらの塗料に好
ましく用いられる。未発明において用いることのできる
顔料あるいは乳白剤としては、例えば、−酸化チタン、
タルク、クレー、酸化鉛、珪酸鉛、クロム酸鉛、カーボ
ンブラック、クロム酸りトロンチワム、および硫酸バリ
ウムが挙げられる。
顔料磨砕ビヒクルは、この分野において公知のものを用
いることができる。例えば、本発明において用いるのに
好ましい顔料磨砕ビヒクルは、水溶性カチオン樹脂状生
成物、水および少量のグリコールエーテル溶液からなっ
ている。このカチオン樹脂状生成物は、工2キシド基含
有8チのエピクロロヒドリンとビスフェノール人との給
金物ト、求核化合物、酸、水とを本発明の好ましい態様
において使用されるカチオン樹脂について前述したもの
と同様の方法で反応させることによシ調製できる。得ら
れる水溶性生成物を水で希釈して顔料磨砕ビヒクルとし
て有用な透明な溶液を生成してもよい。
塗料組成物の声および/又は導電率は、この分野で公知
の相溶性のある酸、塩基及び/又は電解液を添加してか
ら所望のし→ルに調整できる。又、溶媒界面活性剤、消
泡剤、酸化防止剤、殺菌剤などの他の添加剤を、当業者
において公知の方法に従って添加し、組成物あるいは、
塗膜の性質を変更あるいは最適化することもできる。
本発明の塗料組成物は、水性塗料に関する従来のいずれ
の方法によってでも塗装することができるが、陰極電着
による塗装に最も適している。この場合、塗装する対象
物を塗料組成物中に浸漬し、これを陰極とするとともに
適当な陽極を、塗料組成物に接触させておく。十分な電
圧を加えると、塗料の被膜が陰極に付着し、密着する。
電圧は10〜1,000ボルト、一般には、50〜50
0メルトである。被膜は、一般に電圧の増加とともに厚
くなる。本発明の塗料組成物の場合には、本発明のカチ
オン樹脂の生成に用いられるエポキシ樹脂の中にポリオ
ールの・ゾグリシノルエーテルを添加することによう、
被膜の厚みを増加させることができる。又最終的な被膜
の厚さは、使用する成分の量を調整することによシ、制
御できる。電流は、数秒〜数分間、一般にはそれ以上で
は電流が低下する2分程度迄電流を流す。この方法で電
導性のあるいずれの基板も電着が可能であり、特にスチ
ールやアルミニウムなどの金属類の電着に適している。
電着浴の保守等の電着工程に関する他の点については、
従来の通シ行うことができる。
電着後、製品を電解槽から取り出し、一般に水洗して付
着していない塗料組成物を除去する。
製品上の未硬化被膜を200°〜400下(93〜20
4℃)の温度で1〜60分間加熱して硬化する。ケトキ
シムでブロックされたポリイソシアネート硬化剤を用い
る本発明の態様の場合、この分野で一般に採用されてい
る325〜350?(163〜177℃)で20〜30
分に比較して、250?(121℃)という低温で30
分間で満足のできる硬化がなされる。ケトキシムでブロ
ックされたポリイソシアネートが、陰極電着可能な組成
物を比較的低温で硬化できるものとして、従来法で引用
されているが、325ア(121℃)未満の温度で、発
明の完成についての例は見い出されていない。このよう
に、本発明のこの態様においては、従来技術に対して顕
著でかつ従来技術からは予測できない改良をなすことが
できる。
本発明のすべての塗料組成物は、ポリオール成分のジグ
リシジンエーテルが添加によシ良好な流展性、被膜生成
および可捧性を有する有用な陰極電着可能な塗料を提供
するものである。
以];ヵ・ζL:】 〔実施例〕 次の実施例において、下記の特徴を有する工?キシ樹脂
を出発原料として用いた。
ヒスフェノールAとエビクロロヒドリンとの縮合物でエ
ポキシド当量が187のものである。
ジプロピレングリコールとエビクロロヒドリンとの縮合
物でエポキシド当量が185のものである。
平均分子量375〜425のポリプロピレングリコール
とエビクロロヒドリンとの縮合物でアシ、エポキシドa
量323を有するものである。
エビクロロヒドリンと、平均分子量375〜425のポ
リプロピレングリコールの縮合物である。エポキシド当
量は333であり、有機塩化物の不純物および無機塩化
物の形態で0.3未満の塩素を含有する。
ニーキシ樹脂E: 1.4−ブタンジオールのグリシジルニープルであり、
エポキシド当fr(Epw)は125である。
ウイルミングトン化学会社(WilmingtonCh
emical Corp )よシヘロキシ(He1ox
y )TMWC−67として入手可能である。
シクロヘキサンジメタツールのジグリシ・ゾルエーテル
であ)、ニーキシド当量(EEW)は、163である。
ウイルミングトン化学会社からヘロキシTMMK−10
7として入手可能である。
ネオペンチルグリコールのグリシ・ゾルエーテルであり
、エポキシド当量は135である。ウイルミングトン化
学会社からヘロキシTMWC−68トして入手可能であ
る。
硬化剤A:はモーペイ化学会社(Mobay Chem
ic31Cnmpany)からデスモデーア(Desm
odur 戸KL5−2540 として入手可能なブロ
ックされたポリイソシアネートである。この物質は、メ
チルエチルケトキシムと、実質的にヘキサメチレンジイ
ンシアネートのイソシアヌレート三量体であるポリイソ
シアネートとの反応生成物であると思われる。
この生成物は、ブロックされたポリイソシアネートの7
5%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト溶液として供給されている。
硬化剤B: 次のようにして調製したものである。トルエンノイソシ
アネート(2,4および2,6異性体の80 :20の
混合物)262.3重量部を窒素雰囲気下、窒素の入り
口、温度計、機械攪拌器、冷却器および添加漏斗を備え
た1リツトルの丸底フラスコに入れた。このジイソシア
ネートを攪拌し、60℃に加熱する。この中にポリグリ
コールP425(ダウケミカル社製)160を2部とT
−12触媒〔エム・アンド・ティ化学展(M&TChe
mica1g ) ) 0.35部との混合物を一時間
あたり、反応混合物の温度が約60’Cに維持できる速
度で加えた。添加完了後、更に40分間反応混合物を6
0℃に保ち、次いで、196.8部のメチル、エチル、
ケトキシムの3分の1を添加した時、135.2mプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(2−
メトキシグロビルアセテート)を加え始め、この添加を
ケトキシムの添加と同時に行なった。この二つの同時添
加の終了後、赤外線分析を行ったところ未反応のインシ
アネートは検出され危かった。生成物を19.5部の2
−エチルヘキサノールを加えて希釈した。
硬化剤C: 次のようにして調製したものである。626.3重量部
(Pbw )のスインサーケロッグ(SpemcerK
@llog )のスペンケル(Spenkal )?M
P49−A6−60.つナシ、トルエンソイソシアネー
トとトリメチロ−〃グロノ4ンから得られるインシアネ
ートを末端基とするプレポリマーの60係メトキシプロ
ピルアセテート溶液を、窒素の入シロ、温度計、冷却器
、冷却器、機械攪拌器および添加漏斗を備えた1リツト
ルの丸底フラスコに入れた。
溶液を周囲温度(22〜24℃)で攪拌しながら、0.
62重量部のT−12(ジブチルlジラウレート触媒)
を加えた。200重量部の2−エチルヘキサノールを2
時間にわたシ滴下した。反応混合物の温度は、滴下の間
50〜60℃に上昇させた。
次いで反応混合物を2時間で周囲温度にまで冷却した。
生成物の赤外スペクトル分析を行ったところ、未反応の
イソシアネート基は検出されなかった。生成物溶液の不
揮発分含量は、約68.9%であった。
次のようにして調製したものである。340.3重量部
のエポキシ樹脂人および109.7部のビスフェノ−、
JT/Aを、窒素の入シロ、温度計、機械攪拌器および
冷却器を備えた2を丸底フラスコに入れた。混合物を窒
素雰囲気下で攪拌し、90’に加熱して、透明な混合物
を生成した。これにメタノール(C),6部)中に溶解
して調製したエチルトリフェニル、ホスホニウムアセテ
ート70重量%含有する溶液を加える。次いでこの混合
物を、1分間に1〜2℃の昇温速度で150℃まで加熱
し、その後170℃まで発熱させた。温度を175℃ま
で上げ30分間維持した時の樹脂のエポキシド含有量は
、8.1重量%であった。この樹脂を130”G K 
冷やり、50.0部のエチレングリコールモツプチルエ
ーテルで希釈した後に、75℃に冷やしてエポキシ樹脂
の溶液を得た。77.5部のニコチンアミド、72.4
部の乳酸および212.5部の水の混合物を、上記の樹
脂溶液に65分にわたシ、73〜79℃にて加えた。生
じた混合物を3時間76〜79℃にて加えた。生じた混
合物を、3時間76〜79℃で反応させた。その結果生
じた透明で淡黄色のカチオン樹脂溶液を673.1の水
で、約40チの不揮発分、含量にまで希釈して、顔料磨
砕ビヒクルとして有用表、透明で、黄色の溶液を得た。
顔料磨砕ビヒクルB: 次のようにして調製したものである。顔料粉砕ビヒクル
人の調製法で述べたと同じ反応容器中で、同じ手順によ
シ同じ割合の同じ成分からエポキシ樹脂の溶液を!Il
製した。次いで、この溶液(750部)を82℃に加熱
し、この中に%N、N−ジメチルー2−アミンエタノー
ル85.7部、乳酸75チを含有する溶液154.6部
及び脱イオン水288.9部からなる混合物を55分に
わたり、75〜82℃で添加した。この反応混合物を、
80℃で更に4.3時間維持し、次いで70℃に冷却し
、このまま11時間維持した。生成物を水で希釈して、
不揮発成分含量30チの溶液として、カチオン樹脂((
顔料磨砕)ビヒクルB)を得た。
顔料磨砕ビヒクルCコ 次のようにして調製した。顔料磨砕、ビヒクルAと同じ
方法、同じ割合でエポキシ樹脂溶液を調製した。このエ
ポキシ樹脂溶液422部を65°Cに加熱した。次いで
47.1部の2−(メチルアミン)−エタノールを22
分にわたシ、温度を65〜74℃に保つため冷却しなが
ら滴下した。次いで、温度を80℃に3時間維持した。
乳酸75チを含有する溶液(75,4部)水(100部
)で希釈し、得られた溶液を75〜80℃で反応混合物
に加えた。その後、生成物を水(A58,7部)で希釈
して40%の不揮発分を含有するカチオン樹脂の形態で
顔料磨砕ビヒクルCを得た。
次のようにして調製した。35部のグレー、35部の二
酸化チタン、20部の珪酸鉛および10部のカーデンブ
ラックから成る。顔料配合物(100重量部)を50部
の顔料磨砕ビヒクル人とともに、金属製塗料缶に入れた
。十分な数のクロムメッヤしたスチール製Rレット(直
径約211.高さ約5H)を入れて、最終内部容積が約
3分の1になるようにする。缶をイイント振盪機の上に
、45分置いて、顔料を磨砕し、ビヒクル中に分散した
次いで水を加え混合して粘度は少し減少させた。
磨砕用ベレットを濾過により除去した。最終的に得られ
た顔料分散液は57重量%の顔料を含有していた。
高濃度顔料分散液B: 珪酸鉛、カーゲンブラック、クロム酸鉛、二酸化チタン
、及びクレーを用いて、同様の手順によシ調製した。こ
の分散液を、更に水で希釈して最終顔料含有55.7重
iチの分散液を得た。
顔料分散液C: 顔料磨砕ビヒクルBを用いて、顔料分散液Aに関して述
べた手順で調製した。この分散液を更に水で希釈して、
最終顔料含量56.3重i%の分散液を得た。
顔料磨砕ビヒク、A/Cを用いて、顔料分散液Aに関し
て述べた手順で調製した。得られた分散液を、更に水で
希釈して、最終顔料含量54重f%の分散液を得た。
架橋剤D: 冷却器、機械式攪拌機、窒素入口、添加漏斗及び温度計
を備えた51の丸底フラスコにトルエンジイソシアネー
ト(1363,1i!−)を入れた。この材料を58℃
に加熱し、冷却して58℃に維持しながら、平均分子量
425を有するポリプロピレングリコール308.9P
とT−12触媒1.29ノからなる混合物を滴下した。
その後、更にポリエチレングリコール523.5?を添
加した。これら2回の添加に要した時間の合計は140
分てありた。それから、2−エチルヘキサノール(1s
27.5IP)を58〜63℃で220分間にわたりて
添加した。得られた反応混合物を73°Cで45分加熱
して、室温で透明かつ粘稠な液体であるブロックトイソ
シアネート架橋剤を得た。
冷却器、添加漏斗、窒素入口、機械式攪拌機及び温度計
を備えた51の丸底フラスコに、920.5ノのり、E
、R,361(エポキシド当1−188を有する市販の
工Iキシ樹脂)及び298.IJF−のビスフェノール
人を入れた。得られる混合物を、窒素雰囲気下で85℃
に加熱し、そこに、エチルトリフェニルホスホニウムア
セテート・酢酸鉛体の70チメタノール溶液を加えた。
この混合物を150℃に加熱し、184℃迄発熱させた
。温度を175℃まで下げ、175℃で1時間維持して
反応させた。得られた樹脂を83℃まで冷却し、304
.6ノのメチルエチルケトンで希釈した。この溶液を6
5℃に冷却し、64〜70℃で19分間にわたって、1
67.5y−02−(メチルアミノ)エタノールを添加
した。80〜84℃に65分間維持して反応させた。得
られる溶液を75℃に冷却し、276.87の72.5
%乳酸メタノール溶液を添加した。得られる混合物を、
約40チ不揮発分含量となるまで水で希釈して、透明で
粘稠な溶液を得た。
以下;)、1゛−] 顔料分散液E: 1ガロンの金属製塗料缶に、698.(lの顔料ビヒク
ルD、108.3#のASP 200クレー、41.1
1の印202珪酸鉛、14.71のラペン(Raven
 ) 410カーボンブラツク及び537.OlのR−
900二酸化チタンを入れた。クロムメッキしたスチー
ル製斜め材を、顔料の嵩容量の約1/2 の容量加え、
塗料振盪機上で密封した塗料缶を振盪し、顔料を磨砕及
び分散した。磨砕の進行とともに、添加合計量が186
.flとなるまで水を加えた。得られた分散液をスクリ
ーンを通して斜め材を除去した。この顔料分散液の顔料
含有量は44.2重量%であった。
塗料組成物をステンレススチール製のタンクに入れ、攪
拌し、807(27℃)に維持した。アドバンスト・コ
ーチング・チクノロシーズ社(Advanced Co
ating Tecknologies Inc、 )
製のデンプル2417M40処理及びP2Oすすぎをほ
どこした非研磨スチールテストノゼネルを上記タンク中
に浸漬するとともに、それを陰極として直流電源に接続
する一方、タンクの壁を陽極として用いた。所望の電圧
を2分間かけ、その後ノ臂ネルを取り出し、脱イオン化
水で洗浄し、特定の温度で30分間焼付けした。実施例
11〜30及び32〜38及び比較例B及びCで得た塗
膜を275下(135℃)で硬化させた。
実施例1〜6 窒素入り口、温度計、機械式かくはん機及び冷却器を備
えた2リツトルの丸底フラスコに、エポキシ樹脂A及び
エポキシ樹脂B1あるいはエポキシ樹脂C1及びビスフ
ェノールAを第1表に示した配合割合で入れた。窒素雰
囲気下で、この混合物をかくはんし、85〜90℃に加
熱して、透明な混合物を得た。エチルトリフェニルホス
ホニウムアセテート、酢酸鎖体を70ii4含有するメ
タノール溶液を第1表に示した量だけ90℃で添加した
。得られる混合物を、1分あたり1〜2℃の昇温速度で
150℃に加熱し、その後、発熱させた。発熱温度のピ
ークを、190℃未満となるように冷却して制御した。
その後、温度を175℃まで低下させた後、所望の工I
キシド含量に到達した時点、すなわち、発熱のピークか
ら70分経過するまで175℃に維持しした。各生成物
のエポキシド当量を第1表に示す。
樹脂RおよびSの各々については、丸底フラスコに第1
表に示した量のp−ノニルフェノールを入れそこに含有
せしめた。第1表に示した成分から、樹脂N−Qと同様
の方法で、比較物質Aを調製した。
以下余白 第1表にまとめた樹脂生成物を次の方法てよりカチオン
樹脂に転化した。
窒素入り口、温度計、機械式かくはん機、冷却器及び添
加漏斗を備えた2リツ)yの丸底フラスコに、第1表に
示した各エポキシ方脂生成物の一部及び第2表に示した
種類と量のグリコールを入れた。得られる混合物を、窒
素雰囲気下で110〜130℃の間の温度に加熱し、か
くはんして溶液を生成した。この溶液を反応温度にまで
冷却し、そこに、ニコチンアミド、乳酸及び水からなる
水性混合物を30分にわたって添加して、不透明で白っ
ぽい粘ちょうな混合物を生成した。この反応温度を添加
の間中維持した。添加終了30分後、更に水を30分に
わたって添加した。得られる反応混合物を、上記の反応
温度に、最初の添加の終了後3時間維持した。生成物は
、透明で淡い黄色をした非常に粘ちょうな゛溶液であっ
た。第2表に示した量と成分の比較物質Aから、比較例
Aを上記と同様の方法で調製した。
以下比・1:1 実施例7 窒素の入口、温度計、機械式攪拌機及び冷却器を備えた
51の丸底フラスコに1,763.7部のエポキシ樹脂
A、588.4部のエポキシ樹脂と、852.7部のビ
スフェノールA及び363.4部の95%p−ノニルフ
ェノールを入れた。得られる混合物を窒素雰囲気下で攪
拌し、90℃に加熱して、透明な混合物を得た。70重
量%のエチルトリフェニルホスホニウムアセテート・酢
酸錯体を含有するメタノール(A,6部)溶液を90℃
で添加した。この混合物を29分間かけて150℃に昇
温し、その後184℃迄発熱させた。その後、温度を発
熱稜95分間175℃に維持した。混合物を130′C
まで冷却し、更に2.3部のホスホニウムアセテート溶
液を添加した。温度を35分間かけて175℃まで上昇
させ、その後175℃で50分間維持した。得られたエ
ポキシ樹脂生成物を冷却し、固形物を粉砕した。この生
成物(エポキシ樹脂T)のエポキシド当量は1,66O
N/当量であった。
750部のエポキシ樹脂T及び83.3部のプロピレン
グリコールモノフェニルエーテルヲ上記ト同様の反応器
に入れ、窒素雰囲気下110℃に加熱し、エポキシ樹脂
溶液を生成した。この溶液を85℃に冷却し、40.2
部のN、N−ジメチルエタノールアミン、54.2部の
75チ乳酸、及び101.6部の脱イオン化水からなる
混合物を80〜85℃の温度で35分間にわたって滴下
した。
反応混合物を80℃で7.25時間維持した。得られた
カチオン樹脂生成物は粘稠の淡い黄色浴液であった0 実施例8 エポキシ樹脂Tの一部分(750部)及び83.3部の
プロピレングリコールモノフェニルエーテルを実施例7
で述べたものと同様の反応器に入れ、窒素雰囲気下で8
2℃に加熱した。2−(メチルアミン)エタノール(3
3,9部)を、冷却しながら40分間にわたって滴下し
た。この滴下の間に、温度を95℃にまで上昇させた。
反応混合物を、100℃で3.5時間維持して、粘稠な
黄色の樹脂溶液を生成した。実施例18.23及び24
において、この樹脂から無着色塗料組成物を調製する間
に、この樹脂の一部分をカチオン型に転化した。
実施例9 エポキシ樹脂Tとプロピレングリコールモノフェニルエ
ーテルを実施例7及び8で用いたものと同様の反応器で
同様の割合で窒素雰囲気下90℃まで加熱して溶液(8
26,3部)を調製した。これに、メチルイソブチルケ
トン(61,5部)を80℃で滴下した。その結果化ず
る樹脂溶液を常圧で150℃に加熱し、溶媒と水との共
沸混合物37.6部をディーン・スターク(Dean−
8tark )トラップに集めた。この溶液を75℃に
冷却した。
第−及び第二アミン基の両方を含有するポリアミンのケ
チミン誘導体であるペルサミン(Versamine 
PKll(115,6部)を70〜79℃で65分間に
わたって滴下した。その後、得られる反応混合物を1時
間80〜84℃に維持して粘稠で黄色の樹脂溶液を得た
。実施例19.25及び26においてこの樹脂から塗料
組成物を調製する間に、この樹脂の一部分をカチオン型
に転化した。
実施例10 窒素入口、温度計、冷却器、機械式攪拌器及び添加漏斗
を備えた11の丸底フラスコに108.8部のエポキシ
樹脂A、36.3部のエポキシ樹脂D152.5部のビ
スフェノールA及び22.4部の95係p−ノニルフェ
ノールを入れた。この混合物を窒素雰囲気下で95℃ま
で加熱し、エチル) IJフェニルホスホニウムアセテ
ート・酢酸錯体を70チ含有するメタノール溶液を0.
28部添加した。
この混合物を30分間かけて150℃に加熱し、その後
発熱させて170℃とした。この温t!JLを発熱ピー
クに達したのち70分間175℃に維持した。この時点
での生成物のエポキシド当量は1.69(1/当量であ
った。この生成物を115℃に冷却し、24.4部のプ
ロピレングリコールモノフェニルエーテルで希釈して、
エポキシ樹脂Uの溶液を得た。
このエポキシ樹脂溶液を90℃に冷却し、11.9部の
ニコチンアミド、14.9部の75チ乳酸及び29.4
部の脱イオン化水からなる混合物を39分間にわたって
、72〜85℃の間の温度で滴下した。その後、この反
応混合物を70℃で7.5時間維持して、カチオン樹脂
溶液を得た。
無着色の塗料組成物の調製 窒素入口、熱電対温度計、機械式攪拌機、冷却器及び添
加漏斗を備えた21の丸底フラスコに、第3表に示す樹
脂溶液を入れた。この溶液を窒素雰囲気下で60〜75
℃に加熱し、硬化剤及びT−12触媒〔エム・アンド・
ティー・ケミカルズ(M & T Chemicalg
 )社製〕を添加しなカラ攪拌し樹脂と混合させた。実
施例18.19及び23〜26の場合には、乳酸を添加
して樹脂をカチオン型に転化した。得られる混合物を6
0〜63℃に冷却し、脱イオン化水を滴下し始めた。
この脱イオン化水は、粘稠混合物との混合で、明瞭な分
離水層が形成しない樹脂中水筒型分散液を生成するよう
な速度で添加した。添加の進行に伴い、混合物の温度を
一定速度で減少させ、粘度の低下により確認できる混合
物の転相が起るときの温度が40〜50℃でおるように
した。分散液を、残りの水で希釈しながら周凹湛匣にま
で冷却した。
これらの成分の量を第3表に示す。
実施例11〜14の場合には、N、N−ジエチル−2−
アミノエタノールの10重量%水溶液で−を7.6に調
整した。酢酸アンモニウムの10重11チ水溶液で−を
7.6に調整した。酢酸アンモニウムの10重量%水溶
液で、導電率を約1,500マイクロオーム/crnに
調整した。比較例Bを実施例11〜14と同様の方法に
より調製した。
以下泉l? 第二 無着色塗料 樹 脂     硬化剤 京葉1 11   1  229.5   A   142゜1
2   2  217、OA   146゜13   
3  212.8   A   145゜14   4
  205.8   A   141゜15   5 
 289.9   B   135゜16   6  
288.8   B   135゜17   7  2
64.5   A   I45゜18   8  24
0.0   A   138゜比較例BI   比較例
A”     194.5      A     1
18゜19   9  268.8   A   14
6゜20         10         3
00.9          人       155
゜21   7  278、OB   142゜22 
  7  276.0   CI64゜23   8 
 245.2   B   150゜24   8  
227.2   C149,259283,5A   
154゜ 26   9  239.0   B   121゜組
成物 一触媒 部 T−12部 乳酸(、)   水 1  4.0      1127.05 4.0  
    1133.0 9 4.0      1137.2 3 4.0      1151.0 0 4.9      1397.4 0 4.8      1398.1 1  4.9      1422.38 4.9  
14.9  1486.72 3.3      11
85.0 4  4.9  43.4  1564.53 5.2
      1467.0 5  5.2      1474.4.2 5.1 
     1440.7.6 5.1  15.3  
159B、1.0 4.6  14.0  1400.
7.2 5.2  12.8  1546.4B  4
.4  15.2  1331.8実施例11〜26の
生成物に水を添加して、不揮発分含量を約18%に調整
し、それを無着色塗料組成物として使用した。
第4表及び下記する高濃度顔料分散液を攪拌しながら、
第4表に示した実施例の無着色塗料組成物に添加して、
実施例27〜38及び比較例Cの着色塗料組成物を得た
。最終塗料中のバインダーに対する顔料の比が0.2(
重量比で)となるように十分な量の顔料分散液を添加し
た。この顔料分散液は、あらかじめ調製した顔料磨砕ビ
ヒクルを用いて作製した。
以下奈B 第4表 使用した 塗料組成物 711B 816A 917C 021D 122C 218D 323D 424D 519D 625D 726D 820A 比較例C*  比較例B”     B備考:中本発明
による実施例ではない。
以下余白 塗装及び試験 っ パネルを、特記のない限シは、上述したように電着
し、その後275下(135℃)で30分間焼付けした
。無着色及び着色組成物について、穏種の電圧での被膜
の厚みを第5表に示す。
全ての場合において、本発明の樹脂では、ポリエーテル
ポリオールのジグリシジルエーテルを含有しない比較例
に比して膜厚の大きな被膜が得られた。この被膜の厚み
についても、ポリエーテルポリオールのジグリシジルエ
ーテル成分の含量に比例して増加した。
以下余白 実施例39 適当な反応器に、27yのエポキシ樹脂E181.9の
エポキシ樹脂A、20Fのノニルフェノール及び72F
のビスフェノールAを入れて、カチオン電着樹脂を次の
ようにして調製した。得られた混合物を80℃に加熱し
て、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート・酢酸
錯体の70重ft%メタノール溶液を0.15g添加し
た。この配合物を15℃/分の昇温速度で150℃まで
加熱しながら攪拌し、その後165℃まで発熱させ、そ
の温度で1時間保った。その結果得られた樹脂のエポキ
シド当量(EEW )は2021/当量であった。
この樹脂を120℃まで冷却後、229のプロピレング
リコールフェニルエーテル溶媒を添加した。この樹脂溶
液を60℃まで冷却し、そこに7.91の2−(メチル
アミン)エタノールアミンを添加し、その後、67℃ま
で発熱させ、その温度を60℃で1時間制御した。
反応生成物に、60℃で、2.06Jのジブチル錫ジラ
ウレート触媒及び137.6 gの硬化刺入を添加した
連続して攪拌しながら、得られた混合物に、60℃で、
9.82.9の乳酸を75重量%含有する水溶液を添加
し、続いて1410.!i’の脱イオン化水をゆりくジ
と添加した。この生成物を樹脂分散液1と称する。
樹脂分散液1を顔料分散液りの1481と混合して、0
.2:1の顔料対バインダー比を有する陰極電着塗料を
得た。あらかじめリン酸亜鉛で処理したスチール製・卆
ネルを浴温82下(27℃)で2分間種々の電圧におい
て陰極電着を行った。
湿った被膜を275下(135℃)で30分間焼付けた
。得られた被膜の厚みを第6表に示す。
実施例40 適当な反応器に、27.5gのエポキシ樹脂F182.
5gのエポキシ樹脂A、20IIのノニルフェノール、
及び70gのビスフェノールAを入れて、次のようにし
てカチオン電着樹脂を調製した。得られた混合物を80
℃に加熱し、0.1111のエチルトリフェニルホスホ
ニウムアセテート・酢酸錯体触媒と0.04gのメタノ
ールを配合したものを添加した。得られる混合物を1.
5℃/分の昇温速度で150℃まで加熱しながら攪拌し
、その後、165℃まで発熱させ、その温度で約1時間
保った。得られた樹脂のエポキシド当量(EEW )は
1641!!/当量であった。
この樹脂を120℃まで冷却後、22J9のプロピレン
グリコールフェニルエーテル溶媒を添加した。この樹脂
溶液を60℃まで冷却し、そこに91の2−(メチルア
ミン)エタノールアミンを添加し、その後、67℃まで
発熱させ、その温度を60℃で1時間制御した。
反応生成物に、60℃で、2.09gのジブチル錫ジラ
ウレート触媒及び139gの硬化剤Aを添加した。
連続して攪拌しながら、得られた混合物に60℃で、1
2.3.Fの乳酸を75重量%含有する水溶液を添加し
、続いて1427.Fの脱イオン化水をゆっくりと添加
した。この生成物を樹脂分散液2と称する。
樹脂分散液2を顔料分散液りの112gと混合して、0
.2:1の顔料対バインダー比を有する陰極電着塗料を
得た。あらかじめリン酸亜鉛で処理したスチール製/4
’ネルを浴温82下(27℃)で2分間種々の電圧にお
いて陰極電着を行りた。
湿りた被膜を275下(135℃)で30分間焼付けた
。得られた被膜の厚みを第6表に示す。
実施例41 適当な反応器に、27gのエポキシ樹脂G、811の工
4キシ樹脂A、20.9のノニルフェノール及び72g
のビスフェノールAを入れて、カチオン電着樹脂を次の
ようにして調製した。得られた混合物を80℃に加熱し
て、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート・酢酸
錯体の70重量%メタノール溶液を0.111添加した
。この配合物を1.5℃/分の昇温速度で150℃まで
加熱しながら攪拌し、その後165℃まで発熱させ、そ
の温度で1時間保った。その結果得られた樹脂のエポキ
シド当世(EEW )は2337.9/当量でありた0 この樹脂を120℃まで冷却後、22gのプロピレング
リコールフェニルエーテル溶媒を添加した。この樹脂溶
液を60′cまで冷却し、そこに6.421!の2−(
メチルアミノ)エタノールアミンを添加し、その後、6
7℃まで発熱させ、その温度を60℃で1時間制御した
反応生成物に、60℃で、2.06.Fのジプチル錫ジ
ラウレート触媒及び138gの硬化剤Aを添加した。
連続して攪拌しながら、得られた混合物に、60℃で、
8.751の乳酸を75重th[チ含有する水溶液を添
加し、続いて1397.Pの脱イオン化水をゆりくりと
添加した。この生成物を樹脂分散液3と称する。
樹脂分散液3を顔料分散液りの1111と混合して、0
.2:1の顔料対バインダー比を有する陰極電着塗料を
得た。あらかじめリン酸亜鉛で処理したスチール製・ぐ
ネルを浴温82”F(27℃)で2分間種々の電圧にお
いて陰極電着を行った。
湿った被膜を275下(135℃)で30分間焼付けた
。得られた被膜の厚みを第6表に示す。
実施例42 適当な反応器に、247.5.9のエポキシ樹脂G13
71.21Iのエポキシ樹脂A1及び381.3gのビ
スフェノールAを入れて、次のようにしてカチオン電着
樹脂を調製した。得られた混合物を80℃に加熱L、1
.9.9のエチルトリフェニルホスホニクムアセテート
・酢酸錯体の溶液を添加した。
得られる混合物を1.5℃/分の昇温速度で150℃ま
で加熱しながら攪拌し、その後、165℃まで発熱させ
、その温度で約1時間保った。得られた樹脂のエポキシ
ド当量(EEW )は1861.F/轟址でありた。
この高度エポキシ樹脂175yに、120℃で、19.
4.F(7)ゾロピレングリコールフェニルエーテルを
添加した。この樹脂溶液を70℃まで冷却し、これに、
8,371!のジメチレンエタノールアミン、8.05
,9の72.5チ乳酸水溶液及び42.3I!の水を滴
下した。この反応混合物を80℃まで発熱させ、その温
度を80℃で6時間制御した。
得られる反応生成物に、80℃で、2.64Jのジプチ
ル錫ジラウレート触媒及び189.Fの硬化剤Cを加え
た。
連続して攪拌しながら、得られた混合物に、70℃で、
1702gの脱イオン化水を滴下してカチオン分散液を
調製した。この分散液を樹脂分散液4と称する。
樹脂分散液4を十分な量の顔料分散液りと配合して、0
.2:1の顔料対バインダー比を有するカチオン電着塗
料を得た。あらかじめリン酸亜鉛で処理したスチール製
ノ4ネルを浴温80下(27℃)で2分間種々の電圧で
陰極1!着を行った。
得られた湿気のある被膜を、350’F(177℃)で
30分間焼付けた。得られた被膜の厚みを第6表に示す
電着塗装においては、一般に、電圧が高いほど得られる
被膜の厚みが大きい。
第6表のデータより、高電圧においてさえ、従来技術に
よる塗装で得られる被膜の厚みは、本発明において得ら
れるそれより低電圧での被膜の厚みより小さいことがわ
かる。
以下47臼 比較例り 機絨式攪拌機、冷却器、窒素入口及び温度計を備えた2
1の丸底フラスコに665.1.9のDER331(ダ
ウケミカル社より入手可能な、エポキシド当量187の
液状エポキシ樹脂)及び335.21のビスフェノール
Aを入れた。得られた混合物を窒素雰囲気下で97℃に
加熱し、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート・
酢酸錯体の70チメタノール溶液1.66gを添加した
。この混合物を135℃に加熱し、その後、194℃に
まで発熱させた。その温度を175℃まで低下させ、1
75℃で1時間維持した。生成物を冷却及びフレーキン
グにより単離した。得られた固形のエポキシ樹脂のエポ
キシド当量は165oであった。
この固形のエポキシ樹脂の一部分(230,:l)を加
熱し、同様の反応器中に入れた5 7.6 gのプロピ
レングリコールメチルエーテルに溶解した。
86℃において、10.5.9の2−(メチルアミン)
エタノールを10分間にわたりて添加した。得られた反
応混合物を90〜100℃で90分間保つた。生成物を
80℃に冷却し、105.6gの架橋剤りを加え混合し
た。これに・T−12触媒(エアー・グロダクツ)(5
,31り及び17. I IIの73.4%乳酸を順次
加えた。その後、水を、混合物が転相し、乳濁した水性
分散液を形成する′まで、81〜79℃で2時間にわた
って滴下した。この分散液を冷却し、更に、水で希釈し
て、不揮発分含量約71%の生成物を得た。
この水性分散液(1,959,5fI)を攪拌しながら
、172.51!の顔料分散液Eを添加して着色した〇
冷間圧延試験パネルを隈極として電着浴中で、種種の電
圧において2分間80下(27℃)にて電着した。得ら
れた被膜を177℃で30分間硬化させた。被膜の厚み
は以下の通ジであった。
200       1、8 225       1、5 250       1.4 275       1.2 300       1、1 このようにして得られた塗膜は非常にきめがあらく、数
多くのピンホールがあり、電着に際しての凝集特性が悪
かった。めっき電圧を増加させて被膜の厚みを小さくし
ても凝集性が悪い。
これらの塗膜を、メチルイソブチルケトンすなわちMH
BKで浸漬したぼろに50回の二重とすりを行っても、
大きな擦傷の発生はなかった。又、この塗膜は、AST
M B −177に準じた塩水噴霧試験における383
時間後のけかき(両面の合計)において、0〜1/64
インチの腐食クリープを示した。
比較例E プロピレングリコールメチルエーテルに加えてエチレン
グリコールヘキシルエーテルを使用シタ以外は同様の方
法で、比較例りの固形エポキシ樹脂を用いてもう一つの
水性分散液を調製した。各成分の重量は下記の通りであ
った。
以下67日 固形エポキシ樹脂        230.3エチレン
グリコールヘキシルエーテル   32.9プロピレン
グリコールメチルエーテル   24.72−(メチル
アミノ)エタノール     10.6乳酸(73,4
係溶液)         17.1架橋剤D    
         101.3T−12触媒     
       5.3水              
   1577.8この水性分散液(1,958,1F
)を178.、l’の顔料分散液Eで着色し、塗料浴を
調製した。パネルを上述のようにしてit!L、!膜を
177℃で30分間硬化させた。得られた塗膜の厚みは
下記の通りであった。
200      0.19 225       Q、18 250      0.19 275      0.22 300      0.25 塗膜には、わずかに、オレンジ色のはぐり組織が観察さ
れたが、ピンホールは見られなく、又、めっき中のしゃ
断電流及び被膜の厚みから、付着に際しての凝集が十分
であることがわかった。
MI BKの20回にわたる二重摩擦では、これらの塗
膜には擦傷が発生しなかったが、50回の二重摩擦では
刺子の曇りが観察された。又、この塗膜は、ASTMB
−177に準じた塩水噴霧試験における383時間後の
けかき(両面の合計)において、1/64〜2/64イ
ンチの腐食クリープを示した。
笑施例43 21の、窒素入口、機械的攪拌機、コンデンサーおよび
温度計を備えた丸底フラスコに、88.9yのり、E、
R0383(Dow Chemical Compan
yから入手可能な280のエポキシド当量を有する液体
エポキシ樹脂)、66.31!の、笑質的に4モルのエ
チレンオキシドと1モルのビスフェノールAとの付加物
のジグリシジルエーテルである生成物(ビスフェノール
とエチレンオキシドとの付加物をエピクロルヒドリンで
処理して製造されたものであり、328のエポキシド当
量を有する)、および336.1’のビスフェノールA
を入れた。混合物を70℃に加熱し、1.411!のメ
タノール中エチルトリフェニルホスホニウムホスフェー
トの47チ溶液を添加した。混合物を180℃に3時間
加熱した。樹脂を120℃に冷却し、509.OIのり
、E、R,383を添加した。混合物を180℃に加熱
し、この温度で2時間保持した。エポキシド当量は16
00であった。樹脂を冷却し、プロピレングリコールメ
チルエーテルで稀釈して、80重量%の不揮発性含量と
した。
この樹脂浴液(263,6,F)を窒素下に85℃に加
熱し、8.071!の2−(メチルアミン)を添加した
。反応混合物を82〜85℃で1時間保持した。架橋剤
D(94,71)、T−12触媒(A,8#)、および
11.71/の水と混合された72.9チ乳酸溶液(1
0,7Jil)を順次に添加して混合した。混合物が水
性懸濁液となるまで、82〜60℃の温度で3時間の量
水を滴加した。次に、分散液を冷却し、さらに水で希釈
して18%の不揮発性含量とした。
水性分散液(1803,91りを172.0gOピグメ
ント分散液Eによりピグメント着色した。パネルを比較
例りおよびEに述べたようにして電極コートし、キュア
した。各電圧における得られたフィルム厚は下記のよう
であった。
200       0.16 225       0.19 250       0.21 275       0.23 300       0.27 350       0.34 これらのコーチングは比較例りまたはEよυもより平滑
であり、ピンホールは認められなかった。
急速電流力、トオフはまた比較例Eに比較して改良され
た凝集性を示した。これらの結果は比較例F テ用イタ
エチレングリコールヘキシルエーテルの如き凝集性溶剤
の不存在下においても明らかでありた。これらのコーテ
ングは100 MIBK 二重摩擦に耐え、めだりた擦
傷はなかりた。コーチングはASTM B −117に
従う341時間の塩スプレー試験後において、けがきか
らの腐食りIJ −7’は実質的に認められなかった。
実施例44 エチレングリコールヘキシルエーテル(27,71)を
実施例43のコーチング浴1834.9に添加し、この
浴を24時間攪拌した。次に、別のパネルを電極コート
して、比較例Eとの直接的な比較をし、フィルム厚に対
する変性樹脂の効果を求めた。実施例43および比較例
りの比較は、比較例りにおける人工的に厚いフィルム厚
が低い一体性および変性されていない樹脂系における高
い粒子粘度による低い電流カットオフを与えるために、
この目的は不十分である。
iられたコーチングは下記のフィルム厚を有していた。
以下;11゛白 電着電圧    厚さくm1l) 200          0.30 225          0.39 250     0・48 275          0.56 290      2.3 所定の電圧におけるフィルム厚は同一ノ浴剤含量を有す
る比較例Eよジもこの例の方が高い。これは樹脂の変性
によって厚さが増加したことを示す。これ、らのコーチ
ングは比較例りまたはEよりもより平滑であり、ピンホ
ールは認められなかりた。290ゲルトでコートされた
パネルは、破壊し始め、コーチンググロセスをストップ
し、このことは過剰のフィルム厚さが観察されることを
示す。破壊は所定の系に対する特定の電圧において、電
着がコントロールされなくなり、過剰のガス化および析
出が電着が進むにつれて電流のカットオフがなくなるた
めに起こるプロセスである。破壊は1溶剤のレベルが高
くなり過ぎまたは粒子粘度が低くなり過ぎた時に順次に
低くなる電圧において起こることがある。この場合に、
この溶剤のレベルはこの系の破壊電圧が290ボルトに
下げられるに十分なものであった。
これらのコーチングは200 MIBK二重摩擦に耐え
、目だった擦傷は認められなかった。343時間の塩ス
プレー試験後にけがきからの腐食クリープは1/64〜
2/64インチ(けかぎの両サイドの合計)であった。
実施例45 21の丸底フラスコに、91.2.9のD 、 E、、
 R。
331.49.811の実質的に1モルのビスフェノー
ルAと6モルのエチレンオキシドとの付加物のジグリシ
ジルエーテルである生成物(エポキシド当[345、市
販の付加物をルイス酸触媒の存在下にエビクロロヒドリ
ンで処理し、次いで水酸化ナトリウムで処理して製造)
、および58.11のビスフェノールAを入れた。混合
物を窒素下に93℃に加熱し、0.44.Pの、メタノ
ール中エチルトリフェニルホスホニウムア七チー)’ 
−酢酸錯体の70%溶液を添加した。混合物を175℃
に加熱し、47分間保持し、この時にエポキシド商量は
1780であった。生成物を冷却し、28.7gのエチ
レングリコールヘキシルエーテルおよび21.5.9の
プロピレングリコールメチルエーテルで稀釈し、さらに
81℃に冷却した。2−(メチルアミノ)エタノール(
8,4II)を添加し、装置を87〜75℃に1時間保
持した。架橋剤D(89,7F)、T−12触媒(A,
6,9)、および14.0.Fの水と混合された73.
4チ乳酸溶液13.89を順次に添加して、75℃で混
合した。次に水を70〜75℃において混合物が乳状の
水性分散液となるまで滴加した。分散液を冷却し、さら
に水で希釈して約18%の不揮発性生成物とした。
水性懸濁液(1721,5I)を158.111のピグ
メント分散液Eと混合してピグメント焉色し、パネルを
電極コートし、上記のようにしてキュアした。得られた
コーチングは下記のフィル厚を有していた。
以下余L=1 電着電圧(がルト)  フィルム厚(mil)175 
            0.47200      
   0.55 225         0.65 250             0.71これらのコ
ーチングは比較例りおよびEよりもはるかKより平滑で
あジ、わずかにオレンジ色の梨地を示した。これらのコ
ーチングは200MIBK二重摩擦に耐え、目立つ擦傷
は認められなかった。
330時間の塩スプレーテスト後において、腐食クリー
プは0〜1764インチ(両サイドの合計)であった。
実施例46 実施例45で使用したものと類似の反応容器中に154
.7Iiのり、E、R,331,51,6Nの実質的に
1モルのビスフェノールAと約2モルのプロピレンオキ
シドとの付加物のジグリシジルエーテルである生成物(
実施例45で用いたビスフェノ−/I//エチレンオキ
シド生成物のジグリシジルエーテルと同様にして製造さ
れた、300のエポキシ当量を有するもの)、および9
3.8.FのビスフェノールAを入れた。混合物を窒素
下に90℃に加熱し、0.7.9のメタノール中エチル
トリフェニルホスホニウムアセテ−)−酢酸錯体の70
係溶液を添加した。混合物を25分間で175℃に加熱
し、175℃で75分間保持し、この時にエポキシド当
量は1790であった。反応性生成物を冷却し、42.
9gのエチレングリコールヘキシルエーテルお!び32
.2Fのプロピレングリコールメチルエーテルで希釈し
た。次に、溶液を83℃に冷却し、12.5.9の2−
(メチルアミン)エタノールを10分間で添加した。温
度が87℃に上昇した。次いでこの温度を85〜87℃
に100分間保持した。架橋剤D(137,II)、T
−12触媒(6,8II)、および20.4/の水と混
合された乳酸の73.4%溶液20.4Nを順次に添加
し、70〜85℃において混合した。水を70〜77℃
において130分間で、混合物が水性分散液に変わるま
で、滴加した。分散液を冷却し、水で稀釈して18%の
非揮発性含量とした。
水性分散液(2509,51りを221.5Fのピグメ
ント分散液Eによりピグメント着色し、パネルを電極コ
ートシ、キュアした。これらのコーチングは下記のフィ
ルム厚を有していた。
200       0.20 225       0.23 250       0.29 275       0.34 300       0.41 350       0.51 400       0.67 これらのコーチングは比較例りおよびEよりもより平滑
でより高い光沢を有していた。これらのコーチングはl
 00 MIBK二重摩擦に耐え、擦傷は認められなか
ったが、200回の後に擦傷が認められた。330時間
の塩スプレー試験後において、けがきからの腐食クリー
プは0〜1/64インチ(合計)であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、適当な触媒の存在下において、 (A)少なくとも一種のポリオールのジグリシジルエー
    テル(1)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(2)からなる組成物と。 (B)少なくとも一種の二価フェノールとを、反応させ
    て得られる樹脂の1グラム当たりカチオン電荷0.2〜
    0.6ミリ当量の電荷密度を有する高度エポキシカチオ
    ン樹脂において、該該成分(A−1)及び該成分(A−
    2)を、それぞれ該成分(A)に含有されるジグリシジ
    ルエーテルの10〜75重量%が該成分(A−1)によ
    るものであり、且つジグリシジルエーテルの25〜約9
    0重量%が該成分(A−2)によるものであるような量
    で用い、該成分(A)及び該成分(B)を、生成する高
    度エポキシ樹脂が350〜10,000の平均エポキシ
    ド当量を有するような量で用い、それにより末端にオキ
    シラン基を有する高度エポキシ樹脂を生成し、続いて該
    樹脂を求核化合物と反応させ、且つこの工程中に少なく
    とも一回有機酸と水を添加して該オキシラン基をカチオ
    ン基に転化して製造したものであることを特徴とする高
    度エポキシカチオン樹脂。 2、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、次の構造
    式を有する特許請求の範囲第1項記載の高度エポキシカ
    チオン樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、R″は各々水素あるいは炭素数
    1〜6のアルキル基であり、mは0〜50の整数であり
    、n″は1〜3の値であり、yは0又は1であり、Zは
    炭素数2〜20の脂肪族あるいは脂環式基又は次式で示
    される基のうちのひとつである。 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R及びR″は前記のとおりであり、A′及びR″
    ′は炭素数1〜6の二価の炭化水素基であり、Aは炭素
    数1〜12の二価の炭化水素基、−S−、−S−S−、
    ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    、▲数式、化学式、表等があります▼、又は−O−であ
    り、R′は各々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロカ
    ルビル又はヒドロカルビルオキシ基あるいはハロゲンで
    あり、nは0〜1の値であり、n′は0〜10の値であ
    る。 3、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、次の構造
    式を有するポリエーテルポリオールのジグリシジルエー
    テルである特許請求の範囲第2項に記載の高度エポキシ
    カチオン樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼V 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、R″は各々水素あるいは炭素数
    1〜6のアルキル基であり、n″は1〜3の値であり、
    mは2〜50の整数である。 4、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、実質的に
    エーテル酸素原子を含有せず、次の構造式を有する脂肪
    族ジオールのジグリシジルエーテルである特許請求の範
    囲第2項に記載の高度エポキシカチオン樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼VII 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、Z′は炭素数2〜20の二価の
    脂肪族又は脂環式基又は次の構造式で示される基のうち
    のひとつである。 ▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R′は各々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロ
    カルビル又はヒドロカルビルオキシ基であり、R″は炭
    素数1〜6の脂肪族基である。 5、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、次の構造
    式で示されるアルキル化ジオールのジグリシジルエーテ
    ルである特許請求の範囲第2項に記載の高度エポキシカ
    チオン樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼IX 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基でありR″は各々水素あるいは炭素数1
    〜6のアルキル基であり、mは1〜25の整数であり、
    n″は1〜3の値であり、zは炭素数2〜20の二価の
    脂肪族又は脂環式基あるいは次式で示される基のうちの
    ひとつである。 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R及びR″は前記のとおりであり、A′及びR″
    ′は炭素数1〜6の二価の炭化水素基であり、Aは炭素
    数1〜12の二価の炭化水素基、−S−、−S−S−、
    ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    、▲数式、化学式、表等があります▼、又は−O−であ
    り、R′は各々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロカ
    ルビル又はヒドロカルビルオキシ基あるいはハロゲンで
    あり、nは0〜1の値であり、n′は0〜10の値であ
    る。 6、一官能価のキャッピング剤を成分(C)として該成
    分(A)及び(B)と反応させる特許請求の範囲第1〜
    5項のいずれかに記載の高度エポキシカチオン樹脂。 7、該一官能価のキャッピング剤が、一官能価のフェノ
    ール類である特許請求の範囲第6項記載の高度エポキシ
    カチオン樹脂。 8、該二価フェノールのジグリシジルエーテルが、次の
    構造式で表わされるものである特許請求の範囲第1〜5
    項のいずれかに記載の高度エポキシカチオン樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) or ▲数式、化学式、表等があります▼(II) 但し、Aは炭素数1〜12の二価の炭化水素基、−S−
    、−S−S−、▲数式、化学式、表等があります▼、▲
    数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
    等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、
    又は−O−であり、R′は各々独立的に水素、炭素数1
    〜4のヒドロカルビル又はヒドロカルビルオキシ基ある
    いはハロゲンであり、Rは各々独立的に水素あるいは炭
    素数1〜3のヒドロカルビル基であり、nは0〜1の値
    であり、n′は0〜10の値である。 9、末端にオキシラン基を有するエポキシ樹脂組成物か
    ら高度エポキシカチオン樹脂を製造する方法であって該
    方法が求核化合物を該エポキシ樹脂組成物のオキシラン
    基の少なくとも一部分とを反応させてオキシラン基をカ
    チオン基に転化し、この転化のある部分において有機酸
    及び水を添加する工程を包含する方法において、該エポ
    キシ樹脂組成物として、適当な触媒の存在下において、
    (A)少なくとも一種のポリオールのジグリシジルエー
    テル(1)と二価フェノールのジグリシジルエーテル(
    2)からなる組成物と。 (B)少なくとも一種の二価フェノールとを、反応させ
    るに際して、該該成分(A−1)及び該成分(A−2)
    を、それぞれ該成分(A)に含有されるジグリシジルエ
    ーテルの10〜75重量%が該成分(A−1)によるも
    のであり、且つジグリシジルエーテルの25〜約90重
    量%が該成分(A−2)によるものであるような量で用
    い、該成分(A)及び該成分(B)を、生成するエポキ
    シドの当量が350〜10,000当量であるような量
    で用いて得られる高度エポキシ樹脂を使用することによ
    り、樹脂の1グラム当たりカチオン電荷0.2〜0.6
    ミリ当量の電荷密度を有する高度エポキシカチオン樹脂
    を得ることを特徴とする高度エポキシカチオン樹脂の製
    造方法。 10、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、次の構
    造式を有する特許請求の範囲第9項記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼(III) 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、R″は各々水素あるいは炭素数
    1〜6のアルキル基であり、mは0〜50の整数であり
    、n″は1〜3の値であり、yは0又は1であり、Zは
    炭素数2〜20の脂肪族あるいは脂環式基又は次式で示
    される基のうちのひとつである。 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R及びR″は前記のとおりであり、A′及びR″
    ′は炭素数1〜6の二価の炭化水素基であり、Aは炭素
    数1〜12の二価の炭化水素、−S−、−S−S−、▲
    数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
    等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、
    ▲数式、化学式、表等があります▼、又は−O−であり
    、R′は各々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロカル
    ビル又はヒドロカルビルオキシ基あるいはハロゲンであ
    り、nは0〜1の値であり、n′は0〜40の値である
    。 11、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、次の構
    造式を有するポリエーテルポリオールのジグリシジルエ
    ーテルである特許請求の範囲第10項に記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼V 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、R″は各々水素あるいは炭素数
    1〜6のアルキル基であり、n″は1〜3の値であり、
    mは2〜50の整数である。 12、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、実質的
    にエーテル酸素原子を含有せず、次の構造式を有する脂
    肪族ジオールのジグリシジルエーテルである特許請求の
    範囲第10項に記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼VII 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、Z′は炭素数2〜20の二価の
    脂肪族又は脂環式基又は次の構造式で示される基のうち
    のひとつである。 ▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R′は各々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロ
    カルビル又はヒドロカルビルオキシ基であり、R″は炭
    素数1〜6の脂肪族基である。 13、該ポリオールのジグリシジルエーテルが、次の構
    造式で示されるアルキル化ジオールのジグリシジルエー
    テルである特許請求の範囲第10項に記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼IX 但し、Rは各々独立的に水素あるいは炭素数1〜3のヒ
    ドロカルビル基であり、R″は各々水素あるいは炭素数
    1〜6のアルキル基であり、mは1〜25の整数であり
    、n″は1〜3の値であり、Zは炭素数2〜20の二価
    の脂肪族又は脂環式基あるいは次式で示される基のうち
    のひとつである。 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R及びR″は前記のとおりであり、A′及びR″
    ′は炭素数1〜6の二価の炭化水素基であり、Aは炭素
    数1〜12の二価の炭化水素、−S−、−S−S−、▲
    数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
    等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、
    ▲数式、化学式、表等があります▼、又は−O−であり
    、R′は各々独立的に水素、炭素数1〜4のヒドロカル
    ビル又はヒドロカルビルオキシ基あるいはハロゲンであ
    り、nは0〜1の値であり、n′は0〜40の値である
    。 14、該二価フェノールのジグリシジルエーテルが、次
    の構造式で表わされるものである特許請求の範囲第9〜
    13項のいずれかに記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) 但し、Aは炭素数1〜12の二価の炭化水素基、−S−
    、−S−S−、▲数式、化学式、表等があります▼、▲
    数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
    等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、
    又は−O−であり、R′は各々独立的に水素、炭素数1
    〜4のヒドロカルビル又はヒドロカルビルオキシ基ある
    いはハロゲンであり、Rは各々独立的に水素あるいは炭
    素数1〜3のヒドロカルビル基であり、nは0〜1の値
    であり、n′は0〜40の値である。 15、該高度エポキシ樹脂が、カチオン樹脂への転化前
    の状態で、該樹脂の総重量に対して1〜5%のオキシラ
    ン含量を有する特許請求の範囲第9〜13項のいずれか
    に記載の方法。 16、一官能価のキャッピング剤を成分(C)として該
    成分(A)及び(B)と反応させる特許請求の範囲第9
    項又は第10項に記載の方法。 17、該一官能価のキャッピング剤が、一官能価のフェ
    ノールであり、該成分(A)の純重量に対して1〜15
    %の量で用いられる特許請求の範囲第16項に記載の方
    法。 18、特許請求の範囲第1項に記載の高度エポキシカチ
    オン樹脂の水性分散液と、ブロックトイソシアネート、
    アミンアルデヒド樹脂、フェノールアルデヒド樹脂及び
    ポリエステル樹脂からなる群より選択された架橋剤との
    組み合わせからなる電着に適した塗料組成物。 19、更に顔料を含有する特許請求の範囲第18項に記
    載の組成物。 20、特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の高度エ
    ポキシカチオン樹脂の電着塗料組成物への利用。
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