KR20050016955A - Cathodic electrocoating composition containing morpholine dione blocked polyisocyanate crosslinking agent - Google Patents

Cathodic electrocoating composition containing morpholine dione blocked polyisocyanate crosslinking agent

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KR20050016955A
KR20050016955A KR10-2005-7000096A KR20057000096A KR20050016955A KR 20050016955 A KR20050016955 A KR 20050016955A KR 20057000096 A KR20057000096 A KR 20057000096A KR 20050016955 A KR20050016955 A KR 20050016955A
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앨버트 고든 앤더슨
알리사 갬
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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    • C09D5/4453Polyepoxides characterised by the nature of the curing agent

Abstract

본 발명은 에폭시-아민 첨가 생성물의 결합제 및 폴리이소시아네이트 가교제를 갖는 개선된 수성 음극 전기코팅 조성물에 관한 것으로서, 1 분자당 1개 이상의 가교성 모르폴린 디온기를 갖는 폴리이소시아네이트 가교제를 사용하는 것을 개선점으로 한다. 가열하여 경화시켰을 때 휘발성 물질의 방출 및 필름의 중량 손실이 감소된 전착된 피니시가 형성된다.The present invention relates to an improved aqueous negative electrode electrocoating composition having a binder of an epoxy-amine addition product and a polyisocyanate crosslinking agent, wherein the use of a polyisocyanate crosslinking agent having at least one crosslinkable morpholine dione group per molecule is improved. . When cured by heating, an electrodeposited finish is formed which reduces the release of volatiles and the weight loss of the film.

Description

모르폴린 디온으로 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제를 함유하는 음극 전기코팅 조성물{CATHODIC ELECTROCOATING COMPOSITION CONTAINING MORPHOLINE DIONE BLOCKED POLYISOCYANATE CROSSLINKING AGENT}Cathodic electrocoating composition containing a polyisocyanate crosslinker blocked with morpholine dione {CATHODIC ELECTROCOATING COMPOSITION CONTAINING MORPHOLINE DIONE BLOCKED POLYISOCYANATE CROSSLINKING AGENT}

본 발명은 음극 전기코팅 조성물, 특히 경화시 코팅 필름으로부터 발생하는 휘발물의 방출 및 베이킹 제거 손실을 상당히 감소시키는 모르폴린 디온 가교제를 함유하는 음극 전기코팅 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to negative electrode electrocoating compositions, in particular negative electrode electrocoating compositions containing morpholine dione crosslinkers which significantly reduce the release and baking removal losses of volatiles from the coating film upon curing.

전기코팅 공정이라고도 지칭되는 전착 공정에 의한 도전성 기판의 코팅은 공지된 중요한 산업상의 공정이다. 금속 자동차 기판에 대한 프라이머의 전착은 자동차 산업에서 널리 사용된다. 이 방법에서는, 자동차 차체 또는 자동차 부품 등의 도전성 물품을 필름을 형성하는 중합체의 수성 유탁액의 코팅 조성물의 전해조에 침지시키고, 물품은 전착 공정 중에 전극으로서 작용한다. 물품상에 목적하는 두께의 코팅이 퇴적될 때까지 전류를 물품 및 코팅 조성물과 전기적으로 접촉하는 상대 전극 사이로 흘려 보낸다. 음극 전기코팅 공정에서, 코팅되는 물품은 음극이고 상대 전극은 양극이다.Coating of a conductive substrate by an electrodeposition process, also referred to as an electrocoating process, is a known important industrial process. Electrodeposition of primers to metal automotive substrates is widely used in the automotive industry. In this method, conductive articles such as automobile bodies or automobile parts are immersed in an electrolytic cell of a coating composition of an aqueous emulsion of a polymer forming a film, and the article acts as an electrode during the electrodeposition process. Current is flowed between the counter electrode in electrical contact with the article and the coating composition until a coating of desired thickness is deposited on the article. In the cathode electrocoating process, the article to be coated is the cathode and the counter electrode is the anode.

통상의 음극 전착 공정의 전해조에서 사용되는 필름 형성 수지 조성물도 당업계에 공지되어 있다. 이러한 수지는 통상 사슬이 연장된 폴리에폭시드 수지로부터 제조되며, 수지 중 아민기를 포함하도록 첨가 생성물이 형성된다. 아민기는 통상 아민 화합물과 수지의 반응을 통해 도입된다. 이러한 수지를 통상 폴리이소시아네이트인 가교제와 블렌딩한 후 산으로 중화시켜 통상 주요 유탁액으로 지칭되는 수성 유탁액을 형성한다.Film-forming resin compositions used in electrolytic baths of conventional cathode electrodeposition processes are also known in the art. Such resins are usually made from polyepoxide resins with extended chains, and addition products are formed to include amine groups in the resin. The amine group is usually introduced through the reaction of an amine compound and a resin. This resin is blended with a crosslinking agent, which is usually polyisocyanate, and then neutralized with acid to form an aqueous emulsion, commonly referred to as the main emulsion.

주요 유탁액은 안료 페이스트, 응집 용매, 물, 및 촉매 등의 다른 첨가제와 결합하여 전기코팅조를 형성한다. 전기코팅조는 양극을 내장한 절연된 탱크 내에 위치한다. 코팅되는 물품은 음극이며 전착조를 내장한 탱크를 통과한다. 전기코팅된 물품상에 퇴적된 코팅의 두께는 전해조 특성, 탱크의 전기적 작동 특성, 침지 시간 등의 함수이다.The main emulsion combines with other additives such as pigment paste, flocculant solvent, water, and catalyst to form an electrocoating bath. The electrocoating bath is located in an insulated tank containing a positive electrode. The article to be coated is a cathode and passes through a tank containing an electrodeposition tank. The thickness of the coating deposited on the electrocoated article is a function of the electrolyzer characteristics, the electrical operating characteristics of the tank, the immersion time and the like.

얻어진 코팅된 물품을 전해조로부터 꺼내어 탈이온수로 세정한다. 물품상의 코팅은 통상 오븐 내에서 물품상에 가교된 피니시를 형성하기에 충분한 온도로 경화시킨다. 촉매의 존재는 피니시의 가교를 향상시킨다. 음극 전기코팅 조성물, 수지 조성물, 코팅조 및 음극 전착 공정은 1975년 11월 25일 허여된 자라벡 (Jarabek) 등의 미국 특허 제 3,922,253 호; 1983년 12월 6일 허여된 위스머 (Wismer) 등의 미국 특허 제 4,419,467 호; 1979년 1월 30일 허여된 벨랜저 (Belanger)의 미국 특허 제 4,137,140 호; 및 1984년 8월 25일 허여된 위스머 등의 미국 특허 제 4,468,307 호에 개시되어 있다.The coated article obtained is taken out of the electrolytic cell and washed with deionized water. The coating on the article is usually cured in an oven to a temperature sufficient to form a crosslinked finish on the article. The presence of the catalyst enhances the crosslinking of the finish. Cathode electrocoating compositions, resin compositions, coating baths and cathode electrodeposition processes are described in US Pat. No. 3,922,253 to Jarabek et al., Issued November 25, 1975; US Patent No. 4,419,467 to Wismer et al., Issued December 6, 1983; US Patent No. 4,137,140 to Bellanger, issued January 30, 1979; And US Pat. No. 4,468,307 to Wismer et al., Issued August 25, 1984.

폴리이소시아네이트 가교제를 함유하는 통상의 전기코팅 조성물의 한 가지 단점은 전기코팅 조성물의 조기 겔화를 방지하기 위해 경화제의 고반응성 이소시아네이트기를 예컨대 알코올로 블로킹해야 한다는 것이다. 그러나, 블로킹된 폴리이소시아네이트는 블로킹을 해제하고 경화 반응을 시작하기 위해서는 고온을 필요로 한다. 또한, 이러한 경화 메커니즘은 경화시 상당량의 휘발성 블로킹제를 방출하고, 베이킹 제거 손실로도 알려진 원하지 않은 필름의 중량 손실을 발생시켜 오븐으로부터 배출된 배기 공기를 정화할 필요가 있고 수지 고상물 중 원하지 않은 손실에 기여한다. 또한, 경화시 방출된 휘발성 블로킹제는 여러 가지 코팅 특성에 다른 악영향을 끼칠 수 있으며, 예를 들어 거친 필름 표면을 생성할 수 있다. One disadvantage of conventional electrocoating compositions containing polyisocyanate crosslinkers is that the highly reactive isocyanate groups of the curing agent must be blocked, such as alcohols, to prevent premature gelation of the electrocoating composition. However, blocked polyisocyanates require a high temperature to release blocking and start the curing reaction. In addition, this curing mechanism releases a significant amount of volatile blocking agent upon curing and generates a weight loss of the unwanted film, also known as bake removal loss, which necessitates the purification of the exhaust air exhausted from the oven, which is undesirable in the resin solids. Contribute to loss. In addition, the volatile blocking agents released upon curing may adversely affect various coating properties, for example to produce a rough film surface.

1986년 10월 7일 허여된 맥컬럼 (McCollum) 등의 미국 특허 제 4,615,779 호는 필름을 가열하여 경화시키는 경우 중량 손실을 감소시키기 위해 저분자량의 알코올 블로킹제를 사용할 것을 제안하고 있다. 1995년 7월 11일 허여된 디셈버 (December) 등의 미국 특허 제 5,431,791 호에는 블로킹된 폴리이소시아네이트 대신 여전히 바람직한 우레탄 가교를 제공하지만 베이킹 제거 손실 및 블로킹된 폴리이소시아네이트 경화제의 사용에 수반하는 다른 문제점을 피할 수 있는, 복수의 시클릭 카르보네이트기를 갖는 경화제의 사용을 기재하고 있다. 그러나, 시클릭 카르보네이트는 종종 주요 유탁액 내로 혼입시키기가 어렵다.United States Patent No. 4,615,779 to McCollum et al., Issued October 7, 1986, suggests the use of low molecular weight alcohol blocking agents to reduce weight loss when the film is cured by heating. U.S. Patent No. 5,431,791, issued July 11, 1995, still provides desirable urethane crosslinks in place of blocked polyisocyanates, but suffers from loss of baking removal and other problems associated with the use of blocked polyisocyanate curing agents. The use of a curing agent having a plurality of cyclic carbonate groups is avoided. However, cyclic carbonates are often difficult to incorporate into the main emulsion.

따라서, 목적하는 코팅 특성을 유지하면서 휘발물의 방출 및 베이킹 제거 손실을 감소시키는 음극 전기코팅 조성물을 위한 새로운 가교제에 대한 필요는 여전히 남아 있다. 또한, 상업적 규모로 간단하고 저렴하게 제조할 수 있고, 상기 특성을 갖는 새로운 가교제를 찾아낼 필요가 있다.Accordingly, there remains a need for new crosslinkers for negative electrode electrocoating compositions that reduce volatile release and bake removal losses while maintaining the desired coating properties. In addition, there is a need to find new crosslinking agents which can be produced simply and inexpensively on a commercial scale and have the above characteristics.

<발명의 요약>Summary of the Invention

본 발명은 에폭시-아민 첨가 생성물의 필름 형성 결합제, 에폭시-아민 첨가 생성물용 가교제, 및 에폭시-아민 첨가 생성물용 중화제인 유기 또는 무기 산을 갖는 개선된 수성 음극 전기코팅 조성물에 관한 것으로, 경화시 베이킹 제거 손실을 감소시키기 위해 모르폴린 디온 화합물로 블로킹된 평균적으로 1개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제를 사용하는 것을 개선점으로 한다. 표준 블로킹제도 고도로 가교된 최종 필름 네트워크를 제공하는 데 바람직하게 사용된다.The present invention relates to an improved aqueous negative electrode electrocoating composition having an organic or inorganic acid which is a film forming binder of an epoxy-amine addition product, a crosslinking agent for an epoxy-amine addition product, and a neutralizer for an epoxy-amine addition product, wherein the baking upon curing An improvement is the use of blocked polyisocyanate crosslinkers with on average one or more isocyanate groups blocked with morpholine dione compounds to reduce removal losses. Standard blocking agents are also preferably used to provide a highly crosslinked final film network.

상기 임의의 조성물을 사용하여 도전성 기판을 음극 전기코팅하는 방법 및 상기 임의의 조성물로 코팅된 도전성 물품도 본 발명의 일부를 이룬다. Methods of cathodic electrocoating conductive substrates using any of the above compositions and conductive articles coated with any of the above compositions also form part of the present invention.

본 발명의 전기코팅 조성물은 음극 필름 형성 결합제, 첨가제, 안료 분산제 수지, 안료 등의 주요 유탁액의 고체 함유량이 바람직하게는 약 5 내지 50 중량%인 수성 조성물이며, 통상 유기 응집 용매를 함유한다.The electrocoating composition of the present invention is an aqueous composition in which the solids content of main emulsions such as negative electrode film forming binders, additives, pigment dispersant resins, pigments and the like is preferably about 5 to 50% by weight, and usually contains an organic flocculant solvent.

본 발명의 음극 전기코팅 조성물을 형성하기 위해 사용되는 주요 유탁액의 필름 형성 결합제는 에폭시-아민 첨가 생성물 및 신규한 모르폴린 디온기 함유 가교제이다. 에폭시-아민 첨가 생성물은 통상 바람직하게는 사슬이 연장되고 아민과 반응하여 아민기를 갖는 첨가 생성물을 형성한 후 산으로 중화시킨 에폭시 수지로부터 형성된다. 에폭시-아민 첨가 생성물을 통상 가교 수지와 블렌딩하고 산으로 중화시킨 후 물로 전화하여 주요 유탁액으로 지칭되는 수성 유탁액을 형성한다. 그 후, 다른 성분, 예컨대 안료 페이스트 형태의 안료, 응집 용매, 크레이터 방지제, 유연제, 소포제, 습윤제, 및 시판의 전기코팅 조성물을 형성하기 위한 촉매 등의 다른 첨가제를 주요 유탁액에 첨가한다. 전형적인 수성 음극 전기코팅 조성물은 1991년 12월 3일 허여된 드브로이 (DeBroy) 등의 미국 특허 제 5,070,149 호 및 상기 미국 특허 제 3,922,253 호; 동 제 4,419,467 호; 동 제 4,137,140 호 및 동 제 4,468,307 호에 나타나 있다.The film forming binders of the main emulsions used to form the negative electrode electrocoating compositions of the present invention are epoxy-amine addition products and novel morpholine dione group containing crosslinkers. Epoxy-amine addition products are usually formed from epoxy resins which are chain-extended and react with amines to form addition products with amine groups and then neutralized with acid. The epoxy-amine addition product is usually blended with the crosslinking resin, neutralized with acid and then converted to water to form an aqueous emulsion called main emulsion. Other components such as pigments in the form of pigment pastes, flocculant solvents, anti-cratering agents, softeners, antifoams, wetting agents, and catalysts for forming commercially available electrocoating compositions are then added to the main emulsion. Typical aqueous cathode electrocoating compositions include U.S. Patent Nos. 5,070,149 and 3,922,253 to DeBroy et al., Issued Dec. 3, 1991; 4,419,467; 4,137,140 and 4,468,307.

신규한 모르폴린 디온 가교제로 제형된 본 발명의 전기코팅 조성물의 이점은 전착 후 경화시 필름으로부터 발생하는 휘발물의 방출 및 베이킹 제거 손실, 즉 중량 손실을 감소시키는 것이다. 또한, 전기코팅 조성물은 종래의 알코올 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제를 함유하는 전기코팅 조성물과 비교하여 경화 온도가 더 낮고, 연부 내식성이 보다 우수하다.The advantage of the electrocoating compositions of the invention formulated with the novel morpholine dione crosslinkers is to reduce the loss of volatiles and baking removal resulting from the film upon curing after electrodeposition, ie weight loss. In addition, the electrocoating composition has a lower curing temperature and better edge corrosion resistance compared to electrocoating compositions containing conventional alcohol blocked polyisocyanate crosslinkers.

신규한 조성물의 에폭시-아민 첨가 생성물은 바람직하게는 사슬이 연장된 후 아민과 반응하는 에폭시 수지로 형성된다. 얻어진 에폭시-아민 첨가 생성물은 반응성 히드록실기, 에폭시기 및 아민기를 갖는다.The epoxy-amine addition product of the novel composition is preferably formed of an epoxy resin that reacts with the amine after the chain is extended. The obtained epoxy-amine addition product has a reactive hydroxyl group, an epoxy group, and an amine group.

에폭시-아민 첨가 생성물에 사용되는 에폭시 수지는 에폭시 당량이 약 150 내지 2,000인 폴리에폭시-히드록시-에테르 수지이다.The epoxy resin used in the epoxy-amine addition product is a polyepoxy-hydroxy-ether resin having an epoxy equivalent of about 150 to 2,000.

에폭시 당량은 에폭시 1 그램 당량을 함유하는 수지의 그램 단위의 중량이다.Epoxy equivalent is the weight in grams of resin containing 1 gram equivalent of epoxy.

이러한 에폭시 수지는 1 분자당 2 이상의 1,2-에폭시 (즉, 말단) 등량을 갖는 임의의 에폭시-히드록시 함유 중합체, 즉, 평균적으로 1 분자당 2개 이상의 에폭시기를 갖는 폴리에폭시드일 수 있다. 시클릭 폴리올의 폴리글리시딜 에테르가 바람직하다. 비스페놀 A 등의 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르가 특히 바람직하다. 이러한 폴리에폭시드는 다가 페놀을 알칼리 존재하에 에피클로로히드린 또는 디클로로히드린 등의 에피할로히드린 또는 디할로히드린으로 에테르화하여 제조할 수 있다. 다가 페놀의 예로는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)에탄, 2-메틸-1,1-비스-(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스-(4-히드록시-3-3차부틸페닐)프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페놀)에탄, 비스-(2-히드록시나프틸)메탄, 1,5-디히드록시-3-나프탈렌 등이다.Such epoxy resins may be any epoxy-hydroxy containing polymer having at least two, 1,2-epoxy (ie, terminal) equivalents per molecule, ie, polyepoxides having, on average, at least two epoxy groups per molecule. Preference is given to polyglycidyl ethers of cyclic polyols. Polyglycidyl ethers of polyhydric phenols such as bisphenol A are particularly preferred. Such polyepoxides can be prepared by etherifying polyhydric phenols with epihalohydrin or dihalohydrin such as epichlorohydrin or dichlorohydrin in the presence of alkali. Examples of polyhydric phenols include 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) ethane, 2-methyl-1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxy -3-tert-butylphenyl) propane, 1,1-bis- (4-hydroxyphenol) ethane, bis- (2-hydroxynaphthyl) methane, 1,5-dihydroxy-3-naphthalene, etc. .

다가 페놀 이외에, 시클릭 폴리올 유도체의 폴리글리시딜 에테르를 제조하는 데 다른 시클릭 폴리올을 사용할 수 있다. 다른 시클릭 폴리올의 예로는 지환족 폴리올, 특히 1,2-비스-(히드록시메틸)시클로헥산, 1,3-비스-(히드록시메틸)시클로헥산, 1,2-시클로헥산 디올, 1,4-시클로헥산 디올 및 수소화된 비스페놀 A 등의 지환족 폴리올이다.In addition to the polyhydric phenols, other cyclic polyols can be used to prepare polyglycidyl ethers of cyclic polyol derivatives. Examples of other cyclic polyols are alicyclic polyols, in particular 1,2-bis- (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,3-bis- (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,2-cyclohexane diol, 1, Alicyclic polyols such as 4-cyclohexane diol and hydrogenated bisphenol A.

에폭시 수지는 예를 들어, 상기 임의의 다가 페놀로 사슬 연장될 수 있다. 바람직한 사슬 연장제는 비스페놀 A 및 에톡실화된 비스페놀 A이고 바람직하게는 이러한 페놀의 조합물이다. 또한, 폴리에폭시드는 유동성 및 응집성을 향상시키는 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올로 사슬 연장될 수 있다. 대표적인 유용한 사슬 연장제는 폴리카프롤락톤 디올 등의 폴리올, 예컨대 유니온 카바이드/다우사 (Union Carbide/Dow Corporation) 제조의 톤 (Tone; 등록상표) 200 시리즈 및 에톡실화된 비스페놀 A, 예컨대 밀리켄 케미컬사 (Milliken Chemical Company) 제조의 신팩 (SYNFAC; 등록상표) 8009이다.The epoxy resin can, for example, be chain extended with any of the above polyhydric phenols. Preferred chain extenders are bisphenol A and ethoxylated bisphenol A and are preferably combinations of these phenols. In addition, polyepoxides can be chain extended with polyether or polyester polyols that improve flow and cohesiveness. Representative useful chain extenders include polyols, such as polycaprolactone diols, such as the Tone® 200 series manufactured by Union Carbide / Dow Corporation and ethoxylated bisphenol A, such as Milliken Chemical SYNFAC® 8009 manufactured by Milliken Chemical Company.

폴리에테르 폴리올의 예 및 사슬 연장 조건이 미국 특허 제 4,468,307 호에 개시되어 있다. 사슬 연장용 폴리에스테르 폴리올의 예는 1979년 4월 10일 허여된 마르체티 (Marchetti) 등의 미국 특허 제 4,148,772 호에 개시되어 있다.Examples of polyether polyols and chain extension conditions are disclosed in US Pat. No. 4,468,307. Examples of chain extending polyester polyols are disclosed in US Pat. No. 4,148,772 to Marchetti et al. Issued April 10, 1979.

상기 폴리에폭시 히드록시 에테르 수지의 형성에 사용되는 대표적인 촉매는 디메틸벤질아민 등의 3차 아민 및 에틸 또는 다른 알킬 트리페닐 포스포늄 요오다이드 등의 유기 금속 착물이다.Representative catalysts used in the formation of the polyepoxy hydroxy ether resins are tertiary amines such as dimethylbenzylamine and organometallic complexes such as ethyl or other alkyl triphenyl phosphonium iodide.

케티민 및(또는) 2차 아민 및(또는) 1차 아민을 캡핑에 사용할 수 있으며, 즉, 수지의 에폭시 말단기와 반응하여 에폭시-아민 첨가 생성물을 형성할 수 있다. 잠재적인 1차 아민인 케티민은 케톤을 1차 아민과 반응시켜 형성된다. 반응 중 형성된 물은 예를 들어 공비 증류로 제거한다. 유용한 케톤으로는 탄소수 3 내지 13의 디알킬, 디아릴 및 알킬아릴 케톤을 들 수 있다. 상기 케티민을 형성하는 데 사용되는 케톤의 구체적인 예로는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 n-부틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소아밀 케톤, 메틸 아릴 케톤, 에틸 이소아밀 케톤, 에틸 아밀 케톤, 아세토페논 및 벤조페논을 들 수 있다. 적합한 디아민은 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 4,9-디옥소도데칸 및 1,12-도데칸디아민 등이다. 통상 유용한 케티민의 하나는 디에틸렌 트리아민 및 메틸 이소부틸 케톤의 케티민인 디케티민이다.Ketamine and / or secondary amines and / or primary amines may be used for capping, ie, reacted with the epoxy end groups of the resin to form the epoxy-amine addition product. Ketamine, a potential primary amine, is formed by reacting a ketone with a primary amine. Water formed during the reaction is removed, for example, by azeotropic distillation. Useful ketones include dialkyl, diaryl and alkylaryl ketones having 3 to 13 carbon atoms. Specific examples of ketones used to form the ketimine include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl aryl ketone, ethyl isoamyl ketone, ethyl amyl ketone, aceto Phenone and benzophenone. Suitable diamines are ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 4,9-dioxododecane and 1,12-dodecanediamine and the like. One commonly useful ketimine is diketamine, a ketimine of diethylene triamine and methyl isobutyl ketone.

에폭시-아민 첨가 생성물을 형성하는 데 사용할 수 있는 통상의 유용한 1차 및 2차 아민은 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 이소부틸아민, 벤질아민 등; 및 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민 등이다. 에탄올아민, 프로판올아민 등; 및 메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, 페닐에탄올아민, 디에탄올아민 등의 알칸올 아민이 바람직하다. 사용가능한 다른 아민은 본원에 참조로 포함된 상기 미국 특허 제 4,419,467 호에 기재되어 있다.Common useful primary and secondary amines that can be used to form the epoxy-amine addition product include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, isobutylamine, benzylamine, and the like; And dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine and the like. Ethanolamine, propanolamine and the like; And alkanol amines such as methylethanolamine, ethyl ethanolamine, phenylethanolamine and diethanolamine. Other amines that can be used are described in US Pat. No. 4,419,467, incorporated herein by reference.

아민기가 본 발명에 채용된 모르폴린 디온 가교제와 반응하는 것을 드디어 발견하였다.It was finally discovered that the amine group reacts with the morpholine dione crosslinking agent employed in the present invention.

전기코팅 조성물의 음극 결합제는 약 20 내지 80 중량%의 상기 에폭시-아민 첨가 생성물 및 이에 따라 80 내지 20 %의 신규한 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제를 함유한다.The negative electrode binder of the electrocoating composition contains about 20 to 80% by weight of the epoxy-amine addition product and thus 80 to 20% of the novel blocked polyisocyanate crosslinker.

본 발명의 코팅 조성물에 사용된 신규한 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제는 필름을 가열하여 경화시키는 경우 실질적으로 중량 손실에 기여하지 않는 블로킹제로 적어도 부분적으로 예비 반응시킨 유기 폴리이소시아네이트이다. 또한, 본 발명의 가교제는 바람직하게는 목적하는 블로킹제로 완전히 블로킹되거나 캡핑되어, 실질상 유리 이소시아네이트기가 잔존하지 않으므로, 생성된 블로킹되거나 캡핑된 이소시아네이트는 실온에서는 활성 수소에 대해 안정하지만 목적하는 승온에서는 활성 수소와 반응한다.The novel blocked polyisocyanate crosslinkers used in the coating compositions of the present invention are organic polyisocyanates that have been at least partially pre-reacted with a blocking agent that does not contribute substantially to weight loss when the film is heated and cured. In addition, the crosslinking agent of the present invention is preferably completely blocked or capped with the desired blocking agent so that substantially no free isocyanate groups remain, so that the resulting blocked or capped isocyanate is stable to active hydrogen at room temperature but is active at the desired elevated temperature. React with hydrogen.

가교제를 형성하는 데 사용되는 폴리이소시아네이트는 유기 폴리이소시아네이트이다. 이들은 임의의 적합한 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리이소시아네이트 또는 이들의 유도체일 수 있다. 트리이소시아네이트 등의 고급 폴리이소시아네이트도 사용할 수 있지만, 디이소시아네이트가 일반적으로 바람직하다. 적합한 지방족 디이소시아네이트의 예는 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 등의 직쇄 지방족 디이소시아네이트이다. 또한, 지환족 디이소시아네이트를 사용할 수도 있다. 그 예로는 이소포론 디이소시아네이트 및 4,4'-메틸렌-비스-(시클로헥실 이소시아네이트) 등을 들 수 있다. 방향족 디이소시아네이트의 예는 p-페닐렌 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 중합성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 2,4- 또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 등이다. 적합한 이소시아네이트 유도체로는 4,4'-메틸렌 디아닐린 디이소시아네이트 또는 메틸렌기가 NCH3, S, O, C(CH3)2 등의 헤테로 원자로 대체된 이들의 유도체를 들 수 있다. 트리이소시아네이트 등의 일부 고급 폴리이소시아네이트의 예로는 메틸렌 트리페닐 트리이소시아네이트, 1,3,5-벤젠 트리이소시아네이트, 2,4,6-톨루엔 트리이소시아네이트 등이 있다. 상기 열거한 폴리이소시아네이트 이외에, 이소시아네이트 예비 중합체 등의 다른 고급 폴리이소시아네이트도 사용할 수 있다. 이들은 유기 폴리이소시아네이트 및 폴리올로부터 형성된다. 상기 폴리이소시아네이트 중 어느 것이나 폴리올과 함께 사용할 수 있다. 트리메틸올 프로판 또는 에탄 등의 트리메틸올 알칸과 같은 폴리올을 사용할 수 있다. 폴리카프롤락톤 디올 및 트리올 등의 중합성 폴리올도 사용할 수 있다. 그러나, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트가 통상 가장 바람직하다.The polyisocyanate used to form the crosslinking agent is an organic polyisocyanate. These may be any suitable aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanates or derivatives thereof. Higher polyisocyanates such as triisocyanate can also be used, but diisocyanates are generally preferred. Examples of suitable aliphatic diisocyanates are straight-chain aliphatic diisocyanates such as 1,4-tetramethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate. In addition, an alicyclic diisocyanate can also be used. Examples thereof include isophorone diisocyanate and 4,4'-methylene-bis- (cyclohexyl isocyanate). Examples of aromatic diisocyanates are p-phenylene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate, polymerizable methylene diphenyl diisocyanate and 2,4- or 2,6-toluene diisocyanate and the like. Suitable isocyanate derivatives include 4,4'-methylene dianiline diisocyanate or derivatives thereof in which methylene groups have been replaced by heteroatoms such as NCH 3 , S, O, C (CH 3 ) 2 . Examples of some higher polyisocyanates such as triisocyanate include methylene triphenyl triisocyanate, 1,3,5-benzene triisocyanate, 2,4,6-toluene triisocyanate and the like. In addition to the polyisocyanates listed above, other higher polyisocyanates such as isocyanate prepolymers can also be used. They are formed from organic polyisocyanates and polyols. Any of the above polyisocyanates can be used together with the polyol. Polyols, such as trimethylol alkanes, such as trimethylol propane or ethane, can be used. Polymerizable polyols, such as polycaprolactone diol and triol, can also be used. However, aromatic diisocyanates such as methylene diphenyl diisocyanate are usually most preferred.

본 발명의 가교제를 형성하는 데 사용되는 주요한 블로킹제는 필름을 가열하여 경화시키는 경우 중량 손실, 즉 베이킹 제거 손실에 실질적으로 기여하지 않는 것이다. 보다 구체적으로, 본원에 사용된 블로킹제는 1개 이상의 가교성 모르폴린 디온 블로킹기를 함유하는 모르폴린 디온 블로킹제이다. 가열시, 모르폴린 디온 블로킹기는 필름으로부터 이탈하는 대신, 필름 형성 에폭시-아민 수지 상에서 아민기, 즉 가교성 관능기와 반응함으로써 가교 반응에 참여하여 최종 필름 네트워크의 영구적인 부분이 되는 것으로 생각된다. 이 반응은 개환 반응을 수반하므로 비교적 저온에서 수행되며 휘발성 부산물을 배출하지 않는다. 따라서, 이러한 형태의 경화 메커니즘은 필름을 가열하여 경화시키는 경우 베이킹 제거 손실을 감소시키고 중량 손실에 기여하지 않는다. 이러한 형태의 경화 메커니즘은 또한 본 발명의 전기코팅 조성물을 종래의 전기코팅 조성물보다 훨씬 낮은 온도에서 경화시키는 것을 가능하게 하여 자동자 조립 플랜트에 상당한 에너지 절약을 제공할 수 있다. The main blocking agent used to form the crosslinking agent of the present invention is one which does not substantially contribute to weight loss, that is, baking removal loss, when the film is heated and cured. More specifically, the blocking agent used herein is a morpholine dione blocking agent containing at least one crosslinkable morpholine dione blocking group. Upon heating, morpholine dione blocking groups are thought to participate in the crosslinking reaction by reacting with amine groups, ie crosslinkable functional groups, on the film forming epoxy-amine resin, instead of leaving the film, becoming a permanent part of the final film network. This reaction involves a ring opening reaction and therefore is carried out at relatively low temperatures and does not emit volatile byproducts. Thus, this type of curing mechanism reduces baking removal loss and does not contribute to weight loss when the film is heated to cure. This type of curing mechanism can also allow the electrocoating composition of the invention to cure at much lower temperatures than conventional electrocoating compositions, which can provide significant energy savings for auto assembly plants.

다양한 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체를 사용하여 이러한 가교성 모르폴린 디온 블로킹기를 폴리이소시아네이트 분자 내로 도입할 수 있다. 이들 블로킹제는 1 분자당 1개 이상의 반응성 히드록실기 및 1개 이상의 모르폴린 디온기를 갖는 임의의 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체일 수 있다. 알킬기 중 1 내지 8개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 N- 또는 4-치환 히드록시 알킬 모르폴린 디온 단량체가 바람직하다. 이들 단량체는 디알킬 옥살레이트, 예컨대 디에틸 옥살레이트와 1 분자 당 2개 이상의 반응성 히드록실기를 갖는 적절한 다가 2차 아민, 예컨대 디알칸올아민을 반응시켜 간단하고, 효율적이며 저렴하게 제조된다. 이 반응은 바람직하게는 저온, 예를 들어 0 ℃ 내지 5 ℃에서 극성 용매 내에서 수행된다. 그 후, 얻어진 화합물을 그 특성에 따라 적절한 기술로 정화시켜 반응 중 형성된 알코올 및 미반응한 미량의 출발 물질을 제거한다. 통상 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체를 형성하는 데 사용할 수 있는 유용한 2차 아민은 디알칸올아민, 예컨대 알칸올기 중 1 내지 8개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 것이며, 그 중 디에탄올아민이 가장 바람직하다. 디알킬 옥살레이트 에스테르의 예는 알킬기 중 약 1 내지 15개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 또는 2개의 탄소 원자를 갖는 것이며, 그 중 디에틸 옥살레이트가 가장 바람직하다. A variety of hydroxy functional morpholine dione monomers can be used to introduce such crosslinkable morpholine dione blocking groups into polyisocyanate molecules. These blocking agents can be any hydroxy functional morpholine dione monomer having one or more reactive hydroxyl groups and one or more morpholine dione groups per molecule. Preference is given to N- or 4-substituted hydroxy alkyl morpholine dione monomers having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group. These monomers are prepared simply, efficiently and inexpensively by reacting a dialkyl oxalate, such as diethyl oxalate, with a suitable polyvalent secondary amine, such as dialkanolamine, having two or more reactive hydroxyl groups per molecule. This reaction is preferably carried out in a polar solvent at low temperature, for example 0 ° C. to 5 ° C. The obtained compound is then purified according to its properties by appropriate techniques to remove alcohol formed during the reaction and traces of unreacted starting material. Useful secondary amines that can be used to form hydroxy functional morpholine dione monomers are usually those having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, among the alkanolamines, such as alkanol groups, Among these, diethanolamine is most preferred. Examples of dialkyl oxalate esters are those having from about 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 or 2 carbon atoms in the alkyl group, of which diethyl oxalate is most preferred.

본 발명에서 블로킹제로서 사용할 수 있는 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체의 바람직한 일 부류는 하기 화학식 1로 표시된다.One preferred class of hydroxy functional morpholine dione monomers that can be used as blocking agents in the present invention is represented by the following formula (1).

상기 식 중, R은 알칸올, 바람직하게는 알칸올기 중 8개 이하의 탄소 원자, 바람직하게는 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 저급 알칸올로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 그 중 히드록시에틸이 가장 바람직하다. Wherein R is selected from the group consisting of lower alkanols having up to 8 carbon atoms, preferably up to 4 carbon atoms in alkanols, preferably alkanol groups, of which hydroxyethyl is the most desirable.

사용가능한 다른 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체가 1978년 10월 3일 허여된 클레인 (Klein)의 미국 특허 제 4,118,422 호 및 1955년 11월 8일 허여된 해링턴 (Harrington)의 미국 특허 제 2,723,247 호 (둘 다 본원에 참조로서 포함됨)에 기재되어 있다.US Patent No. 4,118,422 to Klein, issued October 3, 1978, and other US Pat. No. 2,723,247 to Harrington, issued November 8, 1955, to other hydroxy functional morpholine dione monomers that may be used ( Both are incorporated herein by reference).

본 발명의 블로킹된 폴리이소시아네이트는 미반응한 이소시아네이트기를 실질적으로 잔류시키지 않으면서, 상기 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체로 완전히 블로킹 (즉, 100 % 또는 가능한 한 100 %에 근접하게 블로킹)시킬 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 블로킹제의 혼합물이 통상 바람직하다. 따라서, 반응 조건은 바람직하게는 10 내지 100 몰%의 폴리이소시아네이트기를 반응시켜 모르폴린 디온기로 전환시킴에 따라 90 내지 0 몰%의 폴리이소시아네이트기가 종래의 이소시아네이트 블로킹제와 반응할 수 있도록 선택된다. 종래의 블로킹제의 예로는 에테르 알코올, 알킬 알코올, 옥심, 아미드 또는 활성 수소를 갖는 임의의 화합물이며, 그 중에서 경화시 실질적으로 중량 손실에 기여하지 않는 저분자량의 에테르 또는 알킬 알코올이 바람직하다. 저분자량은 다른 블로킹제의 수평균 분자량이 바람직하게는 약 162 미만이라는 것을 의미한다. 본 발명에 있어서, 추가의 블로킹제를 사용하여 적어도 일부의 이소시아네이트기를 가열하여 블로킹을 해제하고 수지계 내에 존재하는 임의의 잔존 활성 수소기와 반응시킬 수 있다. 가열 중, 이들 블로킹제는 분리되어 반응성 이소시아네이트를 제공하고 에폭시-아민 첨가 생성물과 추가 가교를 발생시킨다.The blocked polyisocyanates of the present invention can be completely blocked (ie, 100% or as close as possible to 100%) with the hydroxy functional morpholine dione monomer without substantially remaining unreacted isocyanate groups. . However, in the present invention, a mixture of blocking agents is usually preferred. Accordingly, the reaction conditions are preferably selected such that 90 to 0 mol% of polyisocyanate groups can react with conventional isocyanate blocking agents by reacting 10 to 100 mol% of polyisocyanate groups to convert them into morpholine dione groups. Examples of conventional blocking agents are ether alcohols, alkyl alcohols, oximes, amides or any compounds having active hydrogens, of which low molecular weight ethers or alkyl alcohols which do not contribute substantially to weight loss upon curing are preferred. Low molecular weight means that the number average molecular weight of the other blocking agent is preferably less than about 162. In the present invention, an additional blocking agent may be used to heat at least some isocyanate groups to release blocking and react with any remaining active hydrogen groups present in the resin system. During heating, these blocking agents separate to provide reactive isocyanates and cause further crosslinking with the epoxy-amine addition product.

통상 유용한 알킬 알코올 블로킹제는 알킬기 중 1 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족, 지환족 또는 방향족 알킬 모노알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 부탄올, 2-에틸 헥산올, 시클로헥산올, 시클로옥탄올, 페놀, 피리딘올, 티오페놀 및 크레졸이다. 통상 사용가능한 에테르 알코올은 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 갖는 에틸렌 글리콜 모노 알킬 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 알킬 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 알킬 에테르 또는 디프로필렌 글리콜 모노 알킬 에테르, 예를 들어 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르이다. 대표적인 옥심은 메틸 에틸 케톤 옥심, 메틸 이소부틸 케톤 옥심, 메틸 이소아밀 케톤 옥심, 메틸 n-아밀 케톤 옥심, 시클로헥사논 옥심, 디이소부틸 케톤 옥심이다. 블로킹제로서 사용할 수 있는 대표적인 아미드는 카프롤락탐, 메틸아세트아미드, 숙신이미드, 아세트아닐라이드이다. 블로킹제의 바람직한 일 혼합물은 4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온 및 디에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르이다. Commonly useful alkyl alcohol blocking agents are aliphatic, cycloaliphatic or aromatic alkyl monoalcohols having 1 to 20 carbon atoms, preferably up to 12 carbon atoms in the alkyl group, for example methanol, ethanol, n-propanol, butanol, 2-ethyl hexanol, cyclohexanol, cyclooctanol, phenol, pyridinol, thiophenol and cresol. Commonly usable ether alcohols include ethylene glycol mono alkyl ethers having alkyl groups of 1 to 10 carbon atoms, diethylene glycol mono alkyl ethers, propylene glycol mono alkyl ethers or dipropylene glycol mono alkyl ethers such as diethylene glycol mono butyl ether, Ethylene glycol butyl ether, diethylene glycol mono methyl ether, ethylene glycol methyl ether, dipropylene glycol mono methyl ether, dipropylene glycol mono butyl ether, propylene glycol mono butyl ether, propylene glycol mono methyl ether. Representative oximes are methyl ethyl ketone oxime, methyl isobutyl ketone oxime, methyl isoamyl ketone oxime, methyl n-amyl ketone oxime, cyclohexanone oxime, diisobutyl ketone oxime. Representative amides that can be used as blocking agents are caprolactam, methylacetamide, succinimide, acetanilide. One preferred mixture of blocking agents is 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione and diethylene glycol mono methyl ether.

따라서, 생성된 폴리이소시아네이트 경화제는 필름을 가열하여 경화시키는 경우 중량 손실에 기여하지 않는 가교성 모르폴린 디온기의 유용한 양을 제공한다. 가장 바람직하게는, 종래의 블로킹제로 부분적으로 블로킹되고 반응성 모르폴린 디온기를 갖는 블로킹된 이소시아네이트가 바람직하다.Thus, the resulting polyisocyanate curing agent provides a useful amount of crosslinkable morpholine dione groups that do not contribute to weight loss when the film is cured by heating. Most preferably, blocked isocyanates are partially blocked with conventional blocking agents and have reactive morpholine dione groups.

본 발명에서 가교제로서 유용한 모르폴린 디온 화합물의 바람직한 일 부류는 하기 화학식 2로 표시되는 모르폴린 디온 폴리이소시아네이트 올리고머이다.One preferred class of morpholine dione compounds useful as crosslinking agents in the present invention are morpholine dione polyisocyanate oligomers represented by the following formula (2).

상기 식 중, R은 방향족, 지환족 또는 지방족 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 방향족 메틸렌 디페닐 라디칼을 나타내고, R1은 통상의 폴리이소시아네이트 블로킹제, 예컨대 지방족 모노알코올, 에테르 알코올 또는 R2이며, R2는 하기 화학식 3으로 표시되는 모르폴린 디온 라디칼이다.Wherein R represents an aromatic, cycloaliphatic or aliphatic hydrocarbon radical, preferably aromatic methylene diphenyl radical, R 1 is a conventional polyisocyanate blocking agent such as aliphatic monoalcohol, ether alcohol or R 2 , R 2 Is a morpholine dione radical represented by the following formula (3).

상기 식 중, R3은 탄소수 1 내지 8, 바람직하게는 1 내지 4의 알킬기이고; n은 1 내지 4의 양의 정수, 바람직하게는 1이다.In the above formula, R 3 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms; n is a positive integer of 1 to 4, preferably 1.

상기 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제는 당업자에게 이해될 바와 같이 몇몇의 상이한 접근법으로 제조할 수 있다. 이러한 화합물의 바람직한 제조 방법은 정선한 폴리이소시아네이트와 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체 및 임의로, 그러나 바람직한 추가의 블로킹제를 순차적으로 반응시키는 것이다. 이 반응은 바람직하게는 적외선 주사에 의해 이소시아네이트가 모두 반응한 것으로 나타날 때까지 불활성 용매, 예컨대 메틸 이소부틸 케톤 및 적합한 촉매, 예컨대 디부틸 주석 디라우레이트의 존재하에 승온에서 수행된다.The blocked polyisocyanate crosslinkers can be prepared in several different approaches as will be appreciated by those skilled in the art. A preferred method for preparing such compounds is to sequentially react selected polyisocyanates with hydroxy functional morpholine dione monomers and optionally, but with additional preferred blocking agents. This reaction is preferably carried out at elevated temperature in the presence of an inert solvent such as methyl isobutyl ketone and a suitable catalyst such as dibutyl tin dilaurate until the infrared is shown to react all the isocyanates.

상기 형성 공정에 사용할 수 있는 대표적인 촉매는 통상의 주석 촉매이며, 그 중 디부틸 주석 디라우레이트가 바람직하다.Representative catalysts that can be used in the formation process are conventional tin catalysts, of which dibutyl tin dilaurate is preferred.

상기 형성 공정에 사용할 수 있는 대표적인 용매는 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤 등의 케톤, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소, 프로필렌 카르보네이트, n-메틸 피롤리돈 등의 알킬렌 카르보네이트, 에테르, 에스테르, 아세테이트 및 이들의 임의의 혼합물이다. 에탄올, 부탄올 등의 극성 용매를 또한 반응 혼합물의 점도를 감소시키는 데 사용할 수 있다.Representative solvents that can be used in the formation process include ketones such as methyl amyl ketone, methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, propylene carbonate, alkylene carbonates such as n-methyl pyrrolidone Carbonates, ethers, esters, acetates and any mixtures thereof. Polar solvents such as ethanol, butanol and the like can also be used to reduce the viscosity of the reaction mixture.

또한, 본 발명의 블로킹된 폴리이소시아네이트의 수평균 분자량은 높은 유동성 및 필름의 높은 평활도를 달성하기 위해 바람직하게는 약 2,000 미만, 더욱 바람직하게는 약 1,500 미만이다. 수평균 분자량의 바람직한 범위는 400 내지 1,200이다. 본원에 개시된 모든 분자량은 폴리스티렌 표준물을 사용한 겔 투과 크로마토그래피로 측정한다.In addition, the number average molecular weight of the blocked polyisocyanate of the present invention is preferably less than about 2,000, more preferably less than about 1,500 in order to achieve high fluidity and high smoothness of the film. The preferable range of a number average molecular weight is 400-1,200. All molecular weights disclosed herein are determined by gel permeation chromatography using polystyrene standards.

상기 지적된 바와 같이, 이들 화합물은 바람직하게는 음이온 전기코팅 가교제에 요구되는 바와 같이 실온에서는 활성 수소에 대해 안정하고, 블로킹된 표준 폴리이소시아네이트보다 훨씬 낮은 베이킹 온도, 바람직하게는 275 ℉ 내지 325 ℉ (135 ℃ 내지 162.5 ℃)에서 경화시 활성화 (즉, 개환)된다. 비교로써, 표준 에테르 알코올로 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제는 현재 330 ℉ (165.5 ℃) 이상에서 베이킹되어 이소시아네이트 블로킹을 해제하고 경화 반응을 개시한다.As noted above, these compounds are preferably stable to active hydrogen at room temperature, as required for anionic electrocoated crosslinkers, and much lower baking temperatures, preferably 275 ° to 325 ° F., than blocked standard polyisocyanates. Activation (ie ring opening) upon curing at 135 ° C. to 162.5 ° C.). By comparison, polyisocyanate crosslinkers blocked with standard ether alcohols are currently baked at 330 ° F. (165.5 ° C.) or higher to release isocyanate blocking and initiate the curing reaction.

생성된 모르폴린 디온 화합물은 본 발명의 코팅 조성물 중 결합제의 총 중량에 대해 약 10 내지 60 %, 바람직하게는 약 15 내지 40 %로 양을 변화시키면서 조성물 내에 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는, 이러한 모르폴린 디온 화합물의 약 20 내지 30 중량%가 결합제 중 포함된다.The resulting morpholine dione compound can be used in the composition with varying amounts of about 10 to 60%, preferably about 15 to 40%, relative to the total weight of the binder in the coating composition of the present invention. Most preferably, about 20 to 30 weight percent of such morpholine dione compounds are included in the binder.

상술한 바와 같이 폴리이소시아네이트 수지로부터 유도된 모르폴린 디온 화합물 이외에, 당업자에 의해 이해될 바와 같이 다른 모르폴린 디온 가교 화합물도 본 발명에 사용할 수 있다.In addition to the morpholine dione compounds derived from polyisocyanate resins as described above, other morpholine dione crosslinking compounds may be used in the present invention as will be appreciated by those skilled in the art.

임의로, 본 코팅 조성물은 모르폴린 디온 가교제와 함께 추가의 가교제를 더 함유할 수 있다. 추가의 가교제는 본 코팅 조성물에 사용된 가교 성분의 총 중량의 0 내지 99 %를 이룰 수 있다. 추가의 가교제는 수지계 내에 존재하는 임의의 잔존 활성 수소기와 반응시키는 데에도 사용될 수 있다. 추가의 가교제의 예로는 종래 공지된 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제라면 어느 것이나 포함될 수 있다. 이들은 지방족, 지환족 및 방향족 이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 시클로헥사메틸렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 등이다. 방향족 디이소시아네이트, 예컨대 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트가 바람직하다. 이들 이소시아네이트를 옥심, 알코올 또는 카프롤락탐 등의 블로킹제와 예비 반응시켜, 상기 열거한 바와 같이 이소시아네이트 관능기를 블로킹한다. 블로킹제의 바람직한 일 혼합물은 메탄올, 에탄올 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르이다. 가열시, 이들 블로킹제는 분리되어 반응성 이소시아네이트기를 제공하고 에폭시-아민 첨가 생성물과 추가 가교를 발생시킨다. 이소시아네이트 가교제 및 블로킹제는 당업계에 공지되어 있으며, 본원에 참조로서 포함되고 1979년 4월 10일 허여된 마르체티 등의 미국 특허 제 4,419,467 호에 개시되어 있다. 멜라민 가교제를 사용할 수도 있다.Optionally, the coating composition may further contain additional crosslinking agents together with morpholine dione crosslinking agents. The additional crosslinking agent may comprise 0 to 99% of the total weight of the crosslinking component used in the present coating composition. Additional crosslinking agents can also be used to react with any remaining active hydrogen groups present in the resin system. Examples of further crosslinking agents can include any conventionally known blocked polyisocyanate crosslinking agent. These are aliphatic, cycloaliphatic and aromatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate, cyclohexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate and the like. Aromatic diisocyanates such as methylene diphenyl diisocyanate are preferred. These isocyanates are preliminarily reacted with a blocking agent such as oxime, alcohol or caprolactam to block the isocyanate functional groups as listed above. One preferred mixture of blocking agents is methanol, ethanol and diethylene glycol monobutyl ether. Upon heating, these blocking agents separate to provide reactive isocyanate groups and cause further crosslinking with the epoxy-amine addition product. Isocyanate crosslinkers and blocking agents are known in the art and are disclosed in US Pat. No. 4,419,467 to Marchetti et al., Incorporated herein by reference and issued April 10, 1979. Melamine crosslinkers can also be used.

에폭시-아민 첨가 생성물의 음극 결합제 및 가교제(들)는 전기코팅 조성물 중 주요한 수지 성분이며, 통상 조성물의 고상물의 약 30 내지 50 중량%의 양으로 존재한다. 음극 결합제의 염기성기 (아민기)는 산으로 부분적으로 또는 완전히 중화되어 수용성 생성물을 형성한다. 에폭시-아민 첨가 생성물을 중화하여 수분산성 양이온기를 형성하는 데 사용되는 대표적인 산은 락트산, 아세트산, 포름산, 설팜산, 알칸 술폰산, 예컨대 메탄술폰산, 에탄술폰산, 프로판술폰산 등이다. 알칸 술폰산이 통상 바람직하다. 중화도는 각각의 개별적인 경우에 사용된 결합제의 특성에 좌우된다. 통상, 충분한 산을 첨가하여 pH 약 5.5 내지 8.0의 전기코팅 조성물을 제공한다. 전기코팅조를 형성하기 위해, 전기코팅 조성물의 고상물을 통상 수성 매질을 사용하여 목적하는 전해조 고상물로 환원시킨다.The negative electrode binder and crosslinker (s) of the epoxy-amine addition product are the major resin components in the electrocoating composition and are usually present in amounts of about 30-50% by weight of the solids of the composition. The basic group (amine group) of the negative electrode binder is partially or completely neutralized with an acid to form a water soluble product. Representative acids used to neutralize the epoxy-amine addition product to form water dispersible cationic groups are lactic acid, acetic acid, formic acid, sulfamic acid, alkanesulfonic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid and the like. Alkanesulfonic acid is usually preferred. The degree of neutralization depends on the nature of the binder used in each individual case. Typically, sufficient acid is added to provide an electrocoating composition with a pH of about 5.5 to 8.0. To form the electrocoating bath, the solids of the electrocoating composition are usually reduced to the desired electrolytic cell solids using an aqueous medium.

상기 결합제 수지 성분 이외에, 전기코팅 조성물은 통상 안료 페이스트 형태로 조성물 내로 혼입되는 안료를 함유한다. 안료 페이스트는 안료를 분쇄하거나 경화 촉매 및 다른 임의 성분, 예컨대 크레이터 방지제, 습윤제, 계면활성제 및 소포제로 분쇄 전색제 내에 안료를 분산시켜 제조된다. 당업계에 공지된 안료 분쇄 전색제는 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 통상, 에이거 (Eiger) 밀, 다이노밀 (Dynomill) 또는 샌드 밀 등의 당업계에 공지된 통상의 장치를 사용하여 분쇄를 행한다. 통상 헤그만 (Hegman) 도수로 최소 7 이상이 얻어질 때까지 분쇄를 약 2 내지 3 시간 동안 수행한다.In addition to the binder resin component, the electrocoating composition usually contains a pigment incorporated into the composition in the form of a pigment paste. Pigment pastes are prepared by pulverizing the pigment or dispersing the pigment in the pulverizing developer with a curing catalyst and other optional ingredients such as crater inhibitors, wetting agents, surfactants and antifoaming agents. Any pigment grinding developer known in the art may be used. Usually, grinding is carried out using a conventional apparatus known in the art such as an Eiger mill, Dynomill or a sand mill. Grinding is usually carried out for about 2 to 3 hours until at least 7 or more is obtained in Hegman power.

분쇄 또는 밀링되기 전의 안료 분산물의 점도가 중요하다. 통상 ASTM D-2196에 따라 측정된 B 브룩필드 (Brookfield) 점도를 사용한다. 목적하는 점도는 선택된 성분에 따라 달라질 수 있지만, 점도는 통상 8,000 센티포이즈 내지 1,500 센티포이즈 (0.8 Pa.s 내지 1.5 Pa.s)의 범위 내에 있어 분쇄시 미분쇄를 달성한다. 점도는 통상 분쇄시 증가하며 존재하는 물의 양을 변경하여 용이하게 조절된다.The viscosity of the pigment dispersion before grinding or milling is important. B Brookfield viscosity, usually measured according to ASTM D-2196, is used. Although the desired viscosity may vary depending on the component selected, the viscosity is usually in the range of 8,000 centipoises to 1,500 centipoises (0.8 Pa.s to 1.5 Pa.s) to achieve pulverization upon grinding. Viscosity usually increases upon grinding and is easily adjusted by changing the amount of water present.

본 발명에 사용할 수 있는 안료로는 이산화티탄, 염기성 규산 납, 스트론튬 크로메이트, 카본 블랙, 산화철 및 점토 등을 들 수 있다. 표면적 및 오일 흡수성이 높은 안료는 전착 코팅의 응집성 및 유동성에 악영향을 끼칠 수 있으므로 적절히 판단하여 사용하여야 한다.Examples of the pigment that can be used in the present invention include titanium dioxide, basic lead silicate, strontium chromate, carbon black, iron oxide and clay. Pigments with high surface area and oil absorption can adversely affect the cohesiveness and fluidity of the electrodeposition coating and should be used as appropriate.

또한, 안료 대 결합제의 중량비가 중요하며, 이는 바람직하게는 5:1 미만, 더욱 바람직하게는 4:1 미만, 통상 약 2 내지 4:1이어야 한다. 안료 대 결합제의 중량비가 높으면 응집성 및 유동성에 악영향을 주는 것으로 밝혀졌다.In addition, the weight ratio of pigment to binder is important, which should preferably be less than 5: 1, more preferably less than 4: 1, usually about 2 to 4: 1. High weight ratios of pigment to binder have been found to adversely affect cohesiveness and flowability.

본 발명의 전기코팅 조성물은 습윤제, 계면활성제, 소포제 등의 임의 성분을 함유할 수 있다. 계면활성제 및 습윤제의 예로는 시바-가이기 인더스트리얼 케미컬즈사 (Ciba-Geigy Industrial Chemicals)로부터 아민 C (Amine C; 등록상표)로 입수할 수 있는 것과 같은 알킬 이미다졸린, 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈사 (Air Products and Chemicals)로부터 설피놀 (Surfynol) 104 (등록상표)로 입수할 수 있는 아세틸렌 알코올을 들 수 있다. 존재하는 경우, 이러한 임의 성분은 조성물의 결합제 고상물의 약 0.1 내지 20 중량%를 구성한다.The electrocoating composition of the present invention may contain optional components such as wetting agents, surfactants, antifoaming agents, and the like. Examples of surfactants and wetting agents include alkyl imidazolines, such as those available from Ciba-Geigy Industrial Chemicals as Amine C®, Air Products and Chemicals, Inc. Acetylene alcohols available from Surfynol 104® from Products and Chemicals. When present, these optional components comprise about 0.1 to 20 weight percent of the binder solids of the composition.

임의로, 가소제를 사용하여 유동성을 증진시킬 수 있다. 유용한 가소제의 예로는 고비점의 수불혼화성 물질, 예컨대 노닐 페놀 또는 비스페놀 A의 산화에틸렌 또는 산화프로필렌 첨가 생성물을 들 수 있다. 가소제는 통상 수지 고상물의 약 0.1 내지 15 중량%의 농도로 사용된다.Optionally, plasticizers can be used to enhance fluidity. Examples of useful plasticizers include ethylene oxide or propylene oxide addition products of high boiling water immiscible materials such as nonyl phenol or bisphenol A. The plasticizer is usually used at a concentration of about 0.1 to 15% by weight of the resin solids.

주석 등의 경화 촉매가 통상 조성물 내에 존재한다. 그 예로는 디부틸 주석 디라우레이트 및 산화 디부틸 주석이 있다. 사용되는 경우, 경화 촉매는 수지 고상물의 총 중량을 기준으로 하여 주석이 통상 약 0.05 내지 2 중량%의 양으로 존재한다.Curing catalysts such as tin are usually present in the composition. Examples are dibutyl tin dilaurate and dibutyl tin oxide. When used, the curing catalyst is usually present in an amount of about 0.05 to 2 weight percent tin based on the total weight of the resin solids.

본 발명의 전기코팅 조성물은 수성 매질에 분산된다. 본원에서 사용되는 "분산물"이라는 용어는 결합제가 분산상에, 물이 연속상에 위치하는 2상 반투명 또는 불투명 수성 수지 결합제 시스템인 것으로 믿어진다. 결합제상의 평균 입경은 약 0.05 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 미만이다. 수성 매질 중 결합제의 농도는 통상 결정적이지는 않지만, 대개 수성 분산물의 주요 부분이 물이다. 수성 분산물은 통상 결합제 고상물을 약 3 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량% 함유한다. 전기코팅조에 첨가되는 경우, 후에 추가로 물로 희석되는 수성 결합제 농축물은 통상 10 내지 30 중량%의 결합제 고상물을 갖는다.The electrocoating composition of the invention is dispersed in an aqueous medium. The term "dispersion" as used herein is believed to be a two-phase translucent or opaque aqueous resin binder system in which the binder is located in the disperse phase and the water in the continuous phase. The average particle diameter of the binder phase is about 0.05 to 10 μm, preferably less than 0.2 μm. The concentration of the binder in the aqueous medium is usually not critical, but usually the main part of the aqueous dispersion is water. Aqueous dispersions usually contain about 3-50% by weight, preferably 5-40% by weight of binder solids. When added to an electrocoating bath, the aqueous binder concentrate, which is further diluted with water, usually has 10 to 30% by weight binder solids.

물 이외에, 음극 전기코팅 조성물의 수성 매질은 응집 용매를 함유한다. 유용한 응집 용매로는 탄화수소, 알코올, 폴리올 및 케톤을 들 수 있다. 바람직한 응집 용매로는 에틸렌 글리콜의 모노부틸 및 모노헥실 에테르, 및 프로필렌 글리콜의 페닐 에테르를 들 수 있다. 응집 용매의 양은 결정적이지는 않지만, 통상 수성 매질의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.5 중량%이다.In addition to water, the aqueous medium of the negative electrode electrocoating composition contains a flocculating solvent. Useful flocculating solvents include hydrocarbons, alcohols, polyols and ketones. Preferred flocculating solvents include monobutyl and monohexyl ethers of ethylene glycol, and phenyl ethers of propylene glycol. The amount of flocculant solvent is not critical but is usually 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5% by weight, based on the total weight of the aqueous medium.

본 발명의 전기코팅 조성물은 통상적인 음극 전기코팅법에 사용된다. 전기코팅 탱크는 2개의 도전성 전극, 즉 전기코팅 탱크의 일부인 양극 및 코팅되는 기판인 음극을 내장한다. 상기 기판은 자동차 자체 또는 자동차 부품 등의 물품을 포함하나 이들로 한정되지는 않는 도전성 (예를 들어, 금속) 물체, 또는 마당 관리 비품 (예를 들어, 잔디 깎기, 제설기, 원예용 동력 공구 및 그의 부품), 사무실 가구, 가전 제품, 유아용 완구 등을 포함하나 이들로 한정되지는 않는 임의의 OEM 또는 산업용 코팅 부품 등일 수 있다. 충분한 전압이 두 전극 사이에 가해지는 경우 점착성 필름이 음극상에 부착된다. 인가된 전압은 코팅의 종류, 코팅 두께 및 요구되는 균일 전착성에 따라 변할 수 있고, 1 볼트 정도로 낮거나 수천 볼트 정도로 높을 수 있다. 통상 사용되는 전압은 50 내지 500 볼트 사이이다. 전류 밀도는 통상 1 평방피트 당 0.5 내지 5 암페어 (1 평방미터당 4.65 내지 46.5 암페어)이고 전착시 감소하는데, 이는 절연 필름이 부착된다는 것을 나타낸다. 침지 시간은 약 0.5 내지 1.5 mils (10 내지 40 ㎛), 바람직하게는 0.8 내지 1.2 mils (20 내지 30 ㎛)의 경화 코팅을 얻기에 충분해야 한다. 강, 인산염 처리 강, 아연 강, 구리, 알루미늄, 마그네슘 및 도전성 도금으로 코팅된 여러 가지 플라스틱 등의 각종 기판을 본 발명의 조성물로 전기코팅할 수 있다.The electrocoating composition of the present invention is used in a conventional cathode electrocoating method. The electrocoating tank contains two conductive electrodes, an anode which is part of the electrocoating tank and a cathode which is the substrate to be coated. The substrate may include conductive (eg, metal) objects, or yard care fixtures (eg, lawn mowers, snow plows, horticultural power tools, and the like, including but not limited to articles such as the automobile itself or automobile parts, and the like. Components), office furniture, home appliances, baby toys, and the like, and any OEM or industrial coating component, and the like. When sufficient voltage is applied between the two electrodes, an adhesive film adheres on the cathode. The applied voltage can vary depending on the type of coating, coating thickness, and required electrodeposition, and can be as low as 1 volt or as high as thousands of volts. Commonly used voltages are between 50 and 500 volts. Current densities are typically 0.5 to 5 amperes per square foot (4.65 to 46.5 amps per square meter) and decrease in electrodeposition, indicating that an insulating film is attached. Immersion times should be sufficient to obtain a cured coating of about 0.5 to 1.5 mils (10 to 40 μm), preferably 0.8 to 1.2 mils (20 to 30 μm). Various substrates such as steel, phosphate treated steel, zinc steel, copper, aluminum, magnesium, and various plastics coated with conductive plating can be electrocoated with the composition of the present invention.

전기코팅을 실시한 후, 승온, 예컨대 135 ℃ 내지 200 ℃에서 코팅을 경화시키기에 충분한 시간, 통상 약 5 내지 30 분 동안 베이킹하여 경화시킨다.After the electrocoating is carried out, it is cured by baking for a time sufficient to cure the coating at elevated temperatures, such as 135 ° C. to 200 ° C., usually about 5 to 30 minutes.

본 발명에 있어서, 일부 이상의 경화 반응은 모르폴린 디온의 가아민 분해 반응을 수반하고 휘발성 부산물을 방출하지 않는 개환 반응이다. 모르폴린 디온의 가아민 분해 반응은 아미드 형성 반응으로 설명할 수 있으며, 이는 여전히 바람직한 아미드 가교를 제공하지만 현저한 베이킹 제거 손실을 피할 수 있다. 경화시, 상기 반응 중 형성된 히드록시기는 가교제 또는 존재하는 경우, 추가의 가교제 상에 유리된 이소시아네이트기와 더 반응하여 고도로 가교된 네트워크를 제조할 수 있다.In the present invention, at least some of the curing reactions are ring-opening reactions that involve the decomposition of the amines of morpholine dione and do not release volatile byproducts. The gaamine decomposition reaction of morpholine dione can be explained by the amide formation reaction, which still provides the desired amide crosslinking but avoids significant baking removal loss. Upon curing, the hydroxy groups formed during the reaction can be further reacted with a crosslinking agent or, if present, the free isocyanate groups on the further crosslinking agent to produce a highly crosslinked network.

하기 실시예들로 본 발명을 예시한다. 달리 지시되지 않는 한 모든 부와 백분율은 중량 기준이다. 본원에 개시된 분자량은 모두 폴리스티렌 표준물을 사용한 GPC로 측정한다. 달리 명시되지 않는 한, 화학 물질 및 반응물은 모두 알드리히 케미컬사 (Aldrich Chemical Co.; 미국 위스콘신주 밀워키 소재)로부터 입수한 상태로 사용한다.The following examples illustrate the invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. The molecular weights disclosed herein are all determined by GPC using polystyrene standards. Unless otherwise specified, all chemicals and reactants are used as obtained from Aldrich Chemical Co. (Milwaukee, WI).

하기 모르폴린 디온 가교 올리고머 용액을 종래의 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교 수지 용액을 따라 제조한 후, 그로부터 주요 유탁액 및 전기코팅 조성물을 제조하고 그 조성물의 특성을 비교하였다.The following morpholine dione crosslinked oligomer solution was prepared according to the conventional blocked polyisocyanate crosslinked resin solution, after which the main emulsion and electrocoating composition were prepared and the properties of the composition were compared.

실시예 1Example 1

4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온 단량체의 제조Preparation of 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione monomer

디에틸 옥살레이트 125 g 및 n-부탄올 80 g을 적합한 반응 용기에 충전하고 질소 블랭킷 하에 22 ℃로 가열하여 4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온을 제조하였다. 반응 혼합물을 50 ℃ 미만으로 유지하면서 디에탄올아민 89.9 g 및 n-부탄올 72 g의 혼합물을 반응 용기 내로 서서히 충전하였다. 30 분 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고 실온에서 16 시간 동안 방치하였다. 생성물을 여과하여 회수하고, 고상물을 디에틸 에테르로 2회 세척하고 질소 하에 건조하여 융점이 83.3 ℃ 내지 84.4 ℃인 백색 결정 100 g을 수득하였다 (수율 73.4 %). IR (누졸법 (Nujol mull)) 1759 (에스테르 카르보닐), 1684 (아미드 카르보닐) cm-1. 1H NMR (500 MHz, 아세톤-d6) δ 4.592 (약 3중선, 2H, J = 5.0 Hz, 고리 CH20), 3.903 (약 3중선, 2H, J = 5.0 Hz, 고리 CH2N), 3.767 (t, 2H, J = 5.5 Hz, CH20H), 3.597 (t, 2H, J = 5.5 Hz, 사슬 CH2N). 13C NMR (500 MHz, D 20) δ 158.514 (에스테르 C=O), 155.338 (아미드 C=O), 67.036 (고리 CH20), 60.399 (CH20H), 51.034 (고리 CH2N), 47.600 (사슬 CH2N).125 g of diethyl oxalate and 80 g of n-butanol were charged to a suitable reaction vessel and heated to 22 ° C. under a blanket of nitrogen to prepare 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione. A mixture of 89.9 g of diethanolamine and 72 g of n-butanol was slowly charged into the reaction vessel while maintaining the reaction mixture below 50 ° C. After stirring for 30 minutes, the reaction mixture was refluxed for 1 hour and left at room temperature for 16 hours. The product was collected by filtration, and the solid was washed twice with diethyl ether and dried under nitrogen to give 100 g of white crystals having a melting point of 83.3 ° C to 84.4 ° C (yield 73.4%). IR (Nujol mull) 1759 (ester carbonyl), 1684 (amide carbonyl) cm −1 . 1 H NMR (500 MHz, Acetone-d 6 ) δ 4.592 (about triplet, 2H, J = 5.0 Hz, ring CH 2 0), 3.903 (about triplet, 2H, J = 5.0 Hz, ring CH 2 N), 3.767 (t, 2H, J = 5.5 Hz, CH 2 0H), 3.597 (t, 2H, J = 5.5 Hz, chain CH 2 N). 13 C NMR (500 MHz, D 2 0) δ 158.514 (ester C = O), 155.338 (amide C = O), 67.036 (ring CH 2 0), 60.399 (CH 2 0H), 51.034 (ring CH 2 N) , 47.600 (chain CH 2 N).

실시예 2Example 2

저온 및 고수율로의 4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온 단량체의 제조Preparation of 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione monomer at low temperature and high yield

하기의 방식으로 저온에서 4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온을 제조하였다. 환류 응축기, 질소 발포기, 첨가 깔때기, 열전쌍 집 및 기계 교반기를 갖춘 22 ℓ의 5구 둥근 바닥 플라스크에 디에틸 옥살레이트 3,000 g (20.53 몰) 및 이소프로필 알코올 2,000 ml를 충전하였다. 용액을 얼음 및 메탄올의 빙냉조를 사용하여 0 ℃ 내지 5 ℃로 냉각시켰다. 이소프로필 알코올 2,000 ml에 용해시킨 디에탄올아민 2,160 g (20.53 mol)의 용액을 5 내지 6 시간의 기간에 걸쳐 첨가 깔때기를 통해 첨가하였다. 반응은 발열 반응이었다. 첨가 완료 후, 혼합물을 실온에서 밤새 방치하였다. 생성물을 여과로 회수하였다. 공기 건조 후, 실시예 1에서 제조된 화합물의 스펙트럼 특성과 동일한 특성을 갖는 백색 결정 2,923 g을 얻었다 (수율 89.5 %).4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione was prepared at a low temperature in the following manner. A 22 L five-necked round bottom flask equipped with a reflux condenser, nitrogen foamer, addition funnel, thermocouple and mechanical stirrer was charged with 3,000 g (20.53 mol) of diethyl oxalate and 2,000 ml of isopropyl alcohol. The solution was cooled to 0-5 [deg.] C. using an ice cold bath of ice and methanol. A solution of 2,160 g (20.53 mol) of diethanolamine dissolved in 2,000 ml of isopropyl alcohol was added via an addition funnel over a period of 5-6 hours. The reaction was exothermic. After the addition was completed, the mixture was left at room temperature overnight. The product was recovered by filtration. After air drying, 2,923 g of white crystals having the same characteristics as those of the compound prepared in Example 1 were obtained (yield 89.5%).

실시예 3Example 3

4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르로 블로킹된 폴리이소시아네이트 수지의 제조Preparation of Polyisocyanate Resin Blocked with 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione and diethylene glycol monobutyl ether

몬두르 (Mondur; 등록상표) MR (메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 바이엘사 (Bayer Corp.) 제조) 338 부, 메틸 이소부틸 케톤 113 부 및 디부틸 주석 디라우레이트 0.07 부를 적절한 반응 용기 내에 충전하고 건조 질소 블랭킷 하에 37 ℃로 가열하여 신규한 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교 수지 용액을 제조하였다. 반응 혼합물을 93 ℃ 미만으로 유지하면서 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 269 부를 서서히 반응 용기 내로 충전하였다. 그 후, 4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온 (실시예 1에서 제조됨) 142 부를 반응 용기 내로 충전하고 반응 온도를 93 ℃ 미만으로 유지하였다. 적외선 주사에 의해 이소시아네이트가 모두 반응한 것으로 나타날 때까지 얻어진 혼합물을 110 ℃로 유지하였다. 부탄올 5 부 및 메틸 이소부틸 케톤 133 부를 반응 혼합물에 첨가하였다. 얻어진 수지 용액은 비휘발성 물질의 함량이 75 %였다.338 parts of Mondur® MR (methylene diphenyl diisocyanate, manufactured by Bayer Corp.), 113 parts of methyl isobutyl ketone and 0.07 parts of dibutyl tin dilaurate were charged into a suitable reaction vessel and dried A new blocked polyisocyanate crosslinked resin solution was prepared by heating to 37 ° C. under a nitrogen blanket. 269 parts of diethylene glycol monobutyl ether were slowly charged into the reaction vessel while maintaining the reaction mixture below 93 ° C. Thereafter, 142 parts of 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione (prepared in Example 1) were charged into the reaction vessel and the reaction temperature was maintained below 93 ° C. The resulting mixture was maintained at 110 ° C. until infrared scanning showed that all of the isocyanates reacted. 5 parts butanol and 133 parts methyl isobutyl ketone were added to the reaction mixture. The obtained resin solution had 75% of content of a nonvolatile substance.

실시예 4Example 4

종래의 가교 수지 용액의 제조Preparation of conventional crosslinked resin solution

몬두르 (등록상표) MR (메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 바이엘사 제조) 317.14 부, 메틸 이소부틸 케톤 105.71 부 및 디부틸 주석 디라우레이트 0.06 부를 적절한 반응 용기 내로 충전하고 질소 블랭킷 하에 37 ℃로 가열하여 이중 알코올 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교 수지 용액을 제조하였다. 반응 혼합물을 93 ℃ 미만으로 유지하면서, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 189.20 부 및 트리메틸올프로판 13.24 부의 혼합물을 서서히 반응 용기 내로 충전하였다. 그 후, 적외선 주사에 의해 이소시아네이트가 거의 모두 반응한 것으로 나타날 때까지 반응 혼합물을 110 ℃로 유지하였다. 그 후, 부탄올 3.17 부 및 메틸 이소부틸 케톤 64.33 부를 첨가하였다. 얻어진 수지 용액은 비휘발성 물질의 함량이 75 %였다.317.14 parts of Mondur® MR (methylene diphenyl diisocyanate, manufactured by Bayer), 105.71 parts of methyl isobutyl ketone and 0.06 parts of dibutyl tin dilaurate were charged into a suitable reaction vessel and heated to 37 ° C. under a blanket of nitrogen. A double alcohol blocked polyisocyanate crosslinked resin solution was prepared. While maintaining the reaction mixture below 93 ° C., a mixture of 189.20 parts of diethylene glycol monomethyl ether and 13.24 parts of trimethylolpropane was slowly charged into the reaction vessel. The reaction mixture was then kept at 110 ° C. until infrared scanning showed almost all of the isocyanates reacted. Then 3.17 parts of butanol and 64.33 parts of methyl isobutyl ketone were added. The obtained resin solution had 75% of content of a nonvolatile substance.

실시예 5Example 5

4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온을 함유하는 폴리이소시아네이트를 갖는 사슬 연장된 폴리에폭시드 유탁액의 제조Preparation of Chain Extended Polyepoxide Emulsions with Polyisocyanates containing 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione

에폰 (Epon; 등록상표) 828 (에폭시 당량 188의 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르의 에폭시 수지, 쉘사 (Shell) 제조) 512 부, 비스페놀 A 302 부, 히드록실 당량 247의 에톡실화된 비스페놀 A (신팩 (등록상표) 8009, 밀리켄사 (Milliken) 제조) 380 부, 크실렌 89 부 및 디메틸벤질아민 1 부를 적절한 반응 용기 내에 충전하였다. 얻어진 반응 혼합물을 질소 블랭킷 하에 160 ℃로 가열하고 이 온도에서 1 시간 동안 유지하였다. 디메틸벤질아민 2 부를 첨가하고 에폭시 당량이 1,050이 될 때까지 혼합물을 147 ℃로 유지하였다. 반응 혼합물을 149 ℃로 냉각시킨 후, 4(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온을 함유하는 폴리이소시아네이트 수지 (실시예 3에서 제조됨) 852 부를 첨가하였다. 107 ℃에서, 디케티민 (비휘발성 물질의 함량이 73 %인 메틸 이소부틸 케톤 및 디에틸렌트리아민의 반응 생성물) 290 부 및 메틸에탄올아민 59 부를 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 120 ℃에서 1 시간 동안 방치하고 탈이온수 1,250 부 및 메탄술폰산 (탈이온수 중 메탄술폰산 70 %) 70 부의 수성 매질에 분산시켰다. 이를 탈이온수 800 부로 추가로 희석시켰다. 메틸 이소부틸 케톤이 증발할 때까지 유탁액을 교반하였다. 얻어진 유탁액은 비휘발성 물질의 함량이 38 %였다.Epon® 828 (epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A of epoxy equivalent 188, manufactured by Shell) 512 parts, 302 parts of bisphenol A, ethoxylated bisphenol A of hydroxyl equivalent 247 380 parts of Sinpak® 8009, manufactured by Milliken, 89 parts of xylene and 1 part of dimethylbenzylamine were charged into a suitable reaction vessel. The resulting reaction mixture was heated to 160 ° C. under a blanket of nitrogen and maintained at this temperature for 1 hour. 2 parts of dimethylbenzylamine were added and the mixture was kept at 147 ° C. until the epoxy equivalent became 1,050. After the reaction mixture was cooled to 149 ° C., 852 parts of a polyisocyanate resin (prepared in Example 3) containing 4 (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione were added. At 107 ° C., 290 parts of diketamine (the reaction product of methyl isobutyl ketone and diethylenetriamine with a content of nonvolatile material of 73%) and 59 parts of methylethanolamine were added. The resulting mixture was left at 120 ° C. for 1 hour and dispersed in an aqueous medium of 1,250 parts of deionized water and 70 parts of methanesulfonic acid (70% methanesulfonic acid in deionized water). It was further diluted with 800 parts of deionized water. The emulsion was stirred until methyl isobutyl ketone evaporated. The emulsion obtained had a content of nonvolatile matters of 38%.

실시예 6Example 6

종래의 가교 수지 용액으로 사슬 연장된 폴리에폭시드 유탁액Polyepoxide Emulsion Chain Extended with Conventional Crosslinking Resin Solutions

에폰 (등록상표) 828 (에폭시 당량 188의 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르의 에폭시 수지, 쉘사 제조) 520 부, 비스페놀 A 151 부, 히드록실 당량 247의 에톡실화된 비스페놀 A (신팩 (등록상표) 8009, 밀리켄사 제조) 190 부, 크실렌 44 부 및 디메틸벤질아민 1 부를 적절한 반응 용기 내에 충전하였다. 얻어진 반응 혼합물을 질소 블랭킷 하에 160 ℃로 가열하고 이 온도에서 1시간 동안 유지하였다. 디메틸벤질아민 2 부를 첨가하고 에폭시 당량이 1,050이 될 때까지 혼합물을 147 ℃로 유지하였다. 반응 혼합물을 149 ℃로 냉각시킨 후, 종래의 가교 수지 (실시예 4에서 제조됨) 797 부를 첨가하였다. 107 ℃에서, 디케티민 (비휘발성 물질의 함량이 73 %인 메틸 이소부틸 케톤 및 디에틸렌트리아민의 반응 생성물) 58 부 및 메틸에탄올아민 48 부를 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 120 ℃에서 1 시간 동안 방치하고 탈이온수 1,335 부 및 락트산 (탈이온수 중 락트산 88 %) 61 부의 수성 매질에 분산시켰다. 이를 탈이온수 825 부로 추가로 희석시켰다. 메틸 이소부틸 케톤이 증발할 때까지 유탁액을 교반하였다. 얻어진 유탁액은 비휘발성 물질의 함량이 38 %였다.EPON® 828 (epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A of epoxy equivalent 188, manufactured by Shell Corporation) 520 parts, bisphenol A 151 parts, ethoxylated bisphenol A of hydroxyl equivalent 247 (new pack (registered trademark)) 8009, manufactured by Milliken Co., Ltd., 44 parts of xylene and 1 part of dimethylbenzylamine were charged into a suitable reaction vessel. The reaction mixture obtained was heated to 160 ° C. under a blanket of nitrogen and held at this temperature for 1 hour. 2 parts of dimethylbenzylamine were added and the mixture was kept at 147 ° C. until the epoxy equivalent became 1,050. After the reaction mixture was cooled to 149 ° C., 797 parts of a conventional crosslinked resin (prepared in Example 4) were added. At 107 ° C., 58 parts of diketamine (the reaction product of methyl isobutyl ketone and diethylenetriamine having a content of nonvolatile material of 73%) and 48 parts of methylethanolamine were added. The resulting mixture was left at 120 ° C. for 1 hour and dispersed in an aqueous medium of 1,335 parts of deionized water and 61 parts of lactic acid (88% lactic acid in deionized water). It was further diluted with 825 parts of deionized water. The emulsion was stirred until methyl isobutyl ketone evaporated. The emulsion obtained had a content of nonvolatile matters of 38%.

실시예 7Example 7

4급화제의 제조Preparation of Quaternization Agent

2-에틸 헥산올로 반-캡핑된 톨루엔 디이소시아네이트 320 부에 대해 디메틸에탄올아민 87 부를 실온에서 반응 용기에 첨가하여 4급화제를 제조하였다. 발열 반응이 일어나고 반응 혼합물을 80 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 락트산 수용액 (비휘발성 물질의 함량 75 %) 118 부를 첨가한 다음 2-부톡시에탄올 39 부를 첨가하였다. 반응 혼합물을 65 ℃에서 약 1 시간 동안 일정히 교반하여 4급화제를 형성시켰다.A quaternizing agent was prepared by adding 87 parts of dimethylethanolamine to the reaction vessel at room temperature for 320 parts of toluene diisocyanate semi-capped with 2-ethyl hexanol. An exothermic reaction occurred and the reaction mixture was stirred at 80 ° C for 1 hour. 118 parts of an aqueous solution of lactic acid (content of nonvolatile material 75%) was added followed by 39 parts of 2-butoxyethanol. The reaction mixture was stirred constantly at 65 ° C. for about 1 hour to form a quaternizing agent.

실시예 8Example 8

안료 분쇄 전색제의 제조Preparation of Pigment Grinding Developer

에폰 (등록상표) 828 (에폭시 당량 188의 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르, 쉘사 제조) 710 부 및 비스페놀 A 290 부를 질소 블랭킷 하에 적절한 반응 용기 내로 충전하고, 150 ℃ 내지 160 ℃로 가열하여 발열 반응을 개시함으로써 안료 분쇄 전색제를 제조하였다. 발열 반응은 150 ℃ 내지 160 ℃에서 약 1 시간 동안 지속되었다. 그 후, 반응 혼합물을 120 ℃로 냉각시키고, 2-에틸 헥산올로 반-캡핑된 톨루엔 디이소시아네이트 496 부를 첨가하였다. 반응 혼합물의 온도를 110 ℃ 내지 120 ℃로 1 시간 동안 유지하고, 2-부톡시에탄올 1,095 부를 첨가한 후, 반응 혼합물을 85 ℃ 내지 90 ℃로 냉각시키고, 탈이온수 71 부를 첨가한 다음 4급화제 (상기에서 제조됨) 496 부를 첨가하였다. 산가가 약 1이 될 때까지 반응 혼합물의 온도를 85 ℃ 내지 90 ℃로 유지하였다.710 parts of EPON® 828 (diglycidyl ether of bisphenol A of Epoxy equivalent 188, manufactured by Shell) and 290 parts of bisphenol A were charged into a suitable reaction vessel under a nitrogen blanket, and heated to 150 ° C to 160 ° C to exothermic reaction. The pigment pulverizing developer was prepared by initiating. The exothermic reaction lasted for about 1 hour at 150 ° C to 160 ° C. The reaction mixture was then cooled to 120 ° C. and 496 parts of toluene diisocyanate semi-capped with 2-ethyl hexanol were added. The temperature of the reaction mixture was maintained at 110 ° C. to 120 ° C. for 1 hour, and 1,095 parts of 2-butoxyethanol were added, then the reaction mixture was cooled to 85 ° C. to 90 ° C., 71 parts of deionized water was added, and then a quaternizing agent was added. 496 parts (prepared above) were added. The temperature of the reaction mixture was maintained at 85 ° C to 90 ° C until the acid value became about 1.

실시예 9Example 9

안료 페이스트의 제조Preparation of Pigment Paste

중량부Parts by weight 안료 분쇄 전색제 (실시예 8에서 제조됨)Pigment Grinding Developer (Prepared in Example 8) 597.29597.29 탈이온수Deionized water 835.66835.66 규산 알루미늄 안료Aluminum silicate pigment 246.81246.81 카본 블랙 안료Carbon black pigment 15.2715.27 산화 디부틸 주석Dibutyl Tin Oxide 164.00164.00 합 계Sum 3000.003000.00

상기 성분들을 적절한 혼합 용기 내에서 균질 혼합물이 형성될 때까지 혼합한 후, 혼합물을 에이거 밀로 충전하고 헤그만 검사를 통과할 때까지 분쇄함으로써 분산시켰다.The components were mixed in a suitable mixing vessel until a homogeneous mixture was formed and then dispersed by filling the mixture with an Ager mill and grinding until it passed the Hegman test.

실시예 10Example 10

전기코팅조의 제조Manufacture of Electro Coating Bath

중량부Parts by weight 코팅조 ⅠCoating bath Ⅰ 코팅조 ⅡCoating bath Ⅱ 유탁액 (실시예 5에서 제조됨)Emulsion (prepared in Example 5) 1503.081503.08 -- 유탁액 (실시예 6에서 제조됨)Emulsion (prepared in Example 6) -- 1503.081503.08 탈이온수Deionized water 2013.492013.49 2013.492013.49 안료 페이스트 (실시예 9에서 제조됨)Pigment Paste (Prepared in Example 9) 397.54397.54 397.54397.54 종래의 크레이터 방지제* Conventional crater inhibitors * 85.8985.89 85.8985.89 합 계Sum 4000.004000.00 4000.004000.00

* 종래의 크레이터 방지제는 헌츠만사 (Huntsman) 제조의 제파민 (Jeffamine; 등록상표) D2000 및 쉘사 제조의 에폰 (등록상표) 1001 에폭시 수지의 반응 생성물이다.Conventional crater inhibitors are reaction products of Jeffamine® D2000 from Huntsman and EPON® 1001 epoxy resin from Shell.

상기 성분들을 혼합하여 음극 전기코팅조를 제조하였다. 그 후, 각 전해조를 한외 여과하였다. 인산염 처리된 냉간 압연 강판을 각 코팅조에서 180 내지 280 볼트로 전기코팅하여 각 판상에 두께가 0.8 내지 1.0 mils (20.32 내지 25.4 ㎛)인 필름을 얻었다. 그 후, 적절한 경화 및 베이킹 제거 손실을 점검하기 위해 하기 나타낸 바와 같이 각각의 판을 베이킹하였다.The above components were mixed to prepare a cathode electrocoating bath. Thereafter, each electrolytic cell was ultrafiltration. The phosphate treated cold rolled steel sheet was electrocoated in each coating bath at 180 to 280 volts to obtain a film having a thickness of 0.8 to 1.0 mils (20.32 to 25.4 μm) on each plate. Each plate was then baked as shown below to check for proper curing and bake removal losses.

특정 베이킹 온도에서 e-코트 필름의 적절한 경화를 점검하기 위해 사용된 검사는 메틸 에틸 케톤에 적신 천을 e-코트 필름 상에 앞뒤로 최소 20번을 문지르는 것이다. 천의 탈색 및 필름 표면의 무광택 외관을 조사하여 경화도를 평가할 수 있다. e-코트 필름 상의 무광택 외관 또는 천의 탈색은 e-코트 필름의 경화가 불량함을 나타냈다.The test used to check for proper curing of the e-coat film at a particular baking temperature is to rub a cloth soaked with methyl ethyl ketone at least 20 times back and forth on the e-coat film. The degree of curing can be evaluated by examining the discoloration of the fabric and the matt appearance of the film surface. Matte appearance or decolorization of the fabric on the e-coat film indicated poor curing of the e-coat film.

코팅조 I로 코팅되고 금속 온도 320 ℉ (160 ℃)에서 10 분 동안 베이킹시킨 인산염 처리된 냉간 압연 강판은 무광택 외관을 나타내지 않았다. 반면, 코팅조 II로 코팅되고 동일한 온도에서 베이킹시킨 인산염 처리된 냉간 압연 강판은 상당량의 무광택 외관을 나타냈다.The phosphate treated cold rolled steel sheet coated with coating bath I and baked at a metal temperature of 320 ° F. (160 ° C.) for 10 minutes did not exhibit a matt appearance. On the other hand, phosphated cold rolled steel sheets coated with coating bath II and baked at the same temperature showed a significant amount of matt appearance.

e-코트 필름을 평가하는 다른 주요 인자는 베이킹시 베이킹 제거 손실이다. 베이킹시 베이킹 제거 손실률 (%)을 측정하기 위해, 제1 단계로 예비 칭량한 금속판 상에 e-코트 필름을 퇴적시키고 판을 105 ℃에서 3 시간 동안 가열하여 잔존수를 제거한 후, 마지막으로 판을 특정 시간 및 온도에서 베이킹시켰다. 베이킹 전후의 e-코트의 중량 차이를 초기 중량으로 나누어서 e-코트 필름의 베이킹 제거 손실률 (%)을 측정했다. 코팅조 I의 경우, 금속 온도 360 ℉ (182.22 ℃)에서 10 분 동안의 베이킹 제거 손실률 (%)은 11 %였고, 코팅조 II의 경우, 금속 온도 360 ℉ (182.22 ℃)에서 10 분 동안의 베이킹 제거 손실률 (%)은 16 %였다. Another major factor in evaluating an e-coat film is the bake removal loss upon baking. In order to measure the% loss of bake removal during baking, an e-coat film was deposited on the metal plate pre-weighed in the first step and the plate was heated at 105 ° C. for 3 hours to remove residual water, and finally the plate was removed. Baked at specific times and temperatures. The bake removal loss rate (%) of the e-coat film was measured by dividing the weight difference of the e-coat before and after baking by the initial weight. For coating bath I, the% bake removal loss (%) for 10 minutes at metal temperature 360 ° F. (182.22 ° C.) was 11%. For coating bath II, baking for 10 minutes at metal temperature 360 ° F. (182.22 ° C.) The removal loss rate (%) was 16%.

시험 결과를 하기 표 3에 요약하였다.The test results are summarized in Table 3 below.

결과result 코팅조 ICoating bath I 코팅조 IICoating bath II 320 ℉ (160 ℃)에서 10 분 동안의 내용매성Solvent resistance at 320 ° F (160 ° C) for 10 minutes 마모 없음 (경화 우수)No wear (excellent hardening) 무광택 외관 (경화 불량)Matte appearance (hardening) 360 ℉ (182.22 ℃)에서 10 분 동안의 베이킹 제거 손실10 minutes bake removal loss at 360 ° F (182.22 ° C) 11 %11% 16 %16%

상기 결과는 모르폴린 디온 가교제를 함유한 코팅조 I이 종래의 가교제를 함유한 코팅조 II보다 저온 가교성이 뛰어나고 베이킹 제거 손실이 적음을 보여준다.The results show that coating bath I with morpholine dione crosslinker has better low temperature crosslinkability and less baking removal loss than coating bath II with conventional crosslinking agent.

Claims (15)

에폭시-아민 첨가 생성물의 결합제, 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제 및 에폭시-아민 첨가 생성물용 중화제인 유기 또는 무기 산을 포함하며, 상기 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제는 히드록시 관능성 모르폴린 디온 블로킹제로 블로킹된 1개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 수성 음극 전기코팅 조성물.A binder of the epoxy-amine addition product, a blocked polyisocyanate crosslinker and an organic or inorganic acid that is a neutralizing agent for the epoxy-amine addition product, wherein the blocked polyisocyanate crosslinker is one blocked with a hydroxy functional morpholine dione blocking agent. An aqueous negative electrode electrocoating composition having the above isocyanate group. 제1항에 있어서, 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제가 모르폴린 디온 블로킹제로 완전히 블로킹되는 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1, wherein the blocked polyisocyanate crosslinker is completely blocked with a morpholine dione blocking agent. 제1항에 있어서, 블로킹된 폴리이소시아네이트가 모르폴린 디온 블로킹제로 부분적으로 블로킹되고, 나머지 이소시아네이트기가 포화 알킬 알코올, 에테르 알코올, 옥심 및 아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 종래의 이소시아네이트 블로킹제로 블로킹되는 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1 wherein the blocked polyisocyanate is partially blocked with a morpholine dione blocking agent and the remaining isocyanate groups are blocked with conventional isocyanate blocking agents selected from the group consisting of saturated alkyl alcohols, ether alcohols, oximes and amides. . 제1항에 있어서, 에폭시-아민 첨가 생성물이 1차 아민, 2차 아민, 케티민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 아민을 함유하는 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1 wherein the epoxy-amine addition product contains an amine selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, ketimines, and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 모르폴린 디온 블로킹제가 N-(2-히드록시에틸)모르폴린-2,3-디온인 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1, wherein the morpholine dione blocking agent is N- (2-hydroxyethyl) morpholine-2,3-dione. 제1항에 있어서, 모르폴린 디온 블로킹제가 하기 화학식 1로 표시되는 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1, wherein the morpholine dione blocking agent is represented by the following Chemical Formula 1. <화학식 1><Formula 1> 상기 식 중, R은 알칸올기 중 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 알칸올로 이루어지는 군으로부터 선택된다. In the above formula, R is selected from the group consisting of alkanols having 4 or less carbon atoms in the alkanol group. 제1항에 있어서, 에폭시 첨가 생성물이 2가 페놀로 연장되고 아민과 반응한 폴리에폭시 히드록시 에테르 수지를 포함하는 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1 wherein the epoxy addition product comprises a polyepoxy hydroxy ether resin extended with dihydric phenol and reacted with an amine. 1개 이상의 이소시아네이트기가 히드록시 관능성 모르폴린 디온 단량체로 블로킹되고 나머지 이소시아네이트기가 모르폴린 디온 블로킹제, 에테르 알코올 또는 알킬 알코올 중 어느 하나로 블로킹되는, 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제.A blocked polyisocyanate crosslinker wherein at least one isocyanate group is blocked with a hydroxy functional morpholine dione monomer and the remaining isocyanate group is blocked with any of morpholine dione blocking agents, ether alcohols or alkyl alcohols. 제8항에 있어서, 하기 화학식 2로 표시되는 블로킹된 폴리이소시아네이트 가교제.The blocked polyisocyanate crosslinking agent of claim 8, represented by the following Chemical Formula 2. <화학식 2><Formula 2> 상기 식 중, R은 방향족, 지환족 또는 지방족 탄화수소 라디칼을 나타내고, R1은 통상의 폴리이소시아네이트 블로킹제, 예컨대 지방족 모노알코올, 에테르 알코올 또는 R2 중 어느 하나이며, R2는 하기 화학식 3으로 표시되는 모르폴린 디온 라디칼이다.Wherein R represents an aromatic, cycloaliphatic or aliphatic hydrocarbon radical, R 1 is any of conventional polyisocyanate blocking agents such as aliphatic monoalcohols, ether alcohols or R 2 , and R 2 is represented by the formula Being a morpholine dione radical. <화학식 3><Formula 3> 상기 식 중, R3은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고; n은 1 내지 4의 양의 정수이다.In the above formula, R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; n is a positive integer from 1 to 4. 제9항에 있어서, R이 방향족 라디칼이고 n이 1인 가교제.10. The crosslinking agent of claim 9, wherein R is an aromatic radical and n is 1. 제1항에 있어서, 조성물의 가교 성분의 총 중량에 대해 0 내지 99 중량%의 추가의 가교제를 더 포함하는 전기코팅 조성물.The electrocoating composition of claim 1 further comprising 0 to 99% by weight of additional crosslinking agent relative to the total weight of the crosslinking component of the composition. (1) 수성 매질 중, (a) 1개 이상의 산으로 중화된 아민기를 갖는 가교성 수지, 및 (b) 히드록시 관능성 모르폴린 디온 블로킹제로 블로킹된 1개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 가교제를 포함하는 코팅 조성물에 도전성 기판을 침지하는 단계,(1) a coating comprising (a) a crosslinkable resin having an amine group neutralized with at least one acid in an aqueous medium, and (b) a crosslinking agent having at least one isocyanate group blocked with a hydroxy functional morpholine dione blocking agent Immersing the conductive substrate in the composition, (2) 양극과 도전성 기판 사이에 전류 전위를 인가하는 단계, 및(2) applying a current potential between the anode and the conductive substrate, and (3) 코팅 조성물로부터 기판을 제거하는 단계(3) removing the substrate from the coating composition 를 포함하는 음극 전기코팅 방법.Cathode electrical coating method comprising a. 건조 및 경화된 제1항의 조성물로 전기코팅된 기판.A substrate coated with the dried and cured composition of claim 1. 제13항에 있어서, 기판이 OEM 또는 산업용 코팅 부품인 전기코팅된 기판.The electrocoated substrate of claim 13, wherein the substrate is an OEM or industrial coating component. 제14항에 있어서, 기판이 자동차 차체 또는 자동차 부품인 전기코팅된 기판.15. The electrocoated substrate of claim 14, wherein the substrate is an automobile body or automobile part.
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