JP2010037481A - Cationic electrodeposition paint composition and cationic electrodeposition coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、環境への負荷が少ない化成処理剤で処理された被塗物または未処理の被塗物に対して電着塗装する場合において、塗膜外観が良好な硬化電着塗膜を得ることができる、カチオン電着塗料組成物およびカチオン電着塗装方法に関する。 The present invention provides a cured electrodeposition coating film having a good coating film appearance in the case of electrodeposition coating on an object to be coated or an untreated object that has been treated with a chemical conversion treatment agent having a low environmental impact. The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition and a cationic electrodeposition coating method.
電着塗装を施す際、通常被塗物には、耐食性や塗膜密着性を向上させるために化成処理が施される。化成処理剤として、リン酸亜鉛を含むものがある(例えば、特開平10−204649号公報(特許文献1))。 When the electrodeposition coating is performed, a chemical conversion treatment is usually applied to the article to be coated in order to improve the corrosion resistance and the coating film adhesion. As a chemical conversion treatment agent, there is one containing zinc phosphate (for example, JP-A-10-204649 (Patent Document 1)).
しかしながら、リン酸亜鉛系化成処理剤は、金属イオンおよび酸濃度が高く、そして非常に反応性の強い処理剤であるため、排水処理における経済性および作業性が劣るという欠点がある。また、リン酸亜鉛系化成処理剤を用いて金属表面処理を行う際には、水に不溶である塩類が生成して沈殿となって析出する。リン酸亜鉛系化成処理剤を用いる場合は、塗装工程において発生するこの沈殿物(スラッジ)を除去するためにコストがかかる。 However, since the zinc phosphate chemical conversion treatment agent is a highly reactive treatment agent having a high metal ion and acid concentration, there is a disadvantage that the economical efficiency and workability in wastewater treatment are inferior. Moreover, when performing metal surface treatment using a zinc phosphate chemical conversion treatment agent, salts that are insoluble in water are generated and precipitated as precipitates. In the case of using a zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent, it is costly to remove this precipitate (sludge) generated in the coating process.
上記リン酸亜鉛系化成処理剤以外の処理剤として、例えばジルコニウム化合物からなる金属表面処理剤が知られている(例えば、特開平7−310189号公報(特許文献2))。ジルコニウム化合物からなる金属表面処理剤を用いることによって、スラッジの量を格段に減らすことができるという利点がある。 As a treatment agent other than the zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent, a metal surface treatment agent made of, for example, a zirconium compound is known (for example, JP-A-7-310189 (Patent Document 2)). By using a metal surface treatment agent comprising a zirconium compound, there is an advantage that the amount of sludge can be remarkably reduced.
一方で、未処理の被塗物にそのまま電着塗装する場合であっても、塗膜外観が良好な硬化電着塗膜を得ることができる手段があれば、塗装工程を短縮することができるため、より好ましいと考えられる。 On the other hand, even when electrodeposition coating is applied to an untreated object as it is, if there is a means capable of obtaining a cured electrodeposition coating film having a good coating film appearance, the coating process can be shortened. Therefore, it is considered more preferable.
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、ジルコニウムイオンを含む化成処理剤で処理された被塗物または未処理の被塗物に対して電着塗装する場合において、塗膜外観が良好な硬化電着塗膜を得ることができる、カチオン電着塗料組成物を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is when electrodeposition coating is performed on an object to be coated or an untreated object that has been treated with a chemical conversion treatment agent containing zirconium ions. The object of the present invention is to provide a cationic electrodeposition coating composition capable of obtaining a cured electrodeposition coating film having a good coating film appearance.
本発明は、
ジルコニウムイオンを含む化成処理剤で処理された被塗物または未処理の被塗物の電着塗装に用いられるカチオン電着塗料組成物であって、
このカチオン電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤、およびアミン価が200〜500mmol/100gであるアミノ基含有化合物からなる電導度制御剤を少なくとも含む、塗料固形分濃度が0.5〜9.0質量%であるカチオン電着塗料組成物であり、
このカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.7以下であり、
このカチオン電着塗料組成物から得られる電着塗膜の50℃における塗膜粘度が3000Pa・s以下であり、かつ
このカチオン電着塗料組成物を用いた所定条件下での電着塗装において、電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間が12秒以内であり、この所定条件は、塗装温度30℃における180秒間の電圧印加により乾燥膜厚15μmの塗膜が形成される条件である、
カチオン電着塗料組成物、を提供するものであり、これにより上記目的が達成される。
The present invention
A cationic electrodeposition coating composition used for electrodeposition coating of a coating treated with a chemical conversion treatment agent containing zirconium ions or an untreated coating,
This cationic electrodeposition coating composition contains at least a conductivity control agent comprising a cationic epoxy resin, a blocked isocyanate curing agent, and an amino group-containing compound having an amine value of 200 to 500 mmol / 100 g. A cationic electrodeposition coating composition of 0.5 to 9.0% by mass,
The SP value of the resin component contained in this cationic electrodeposition coating composition is 11.7 or less,
The electrodeposition coating obtained from this cationic electrodeposition coating composition has a coating film viscosity at 50 ° C. of 3000 Pa · s or less, and in electrodeposition coating under a predetermined condition using this cationic electrodeposition coating composition, The time from the start of voltage application until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating film reaches 30 kΩ · cm 2 is within 12 seconds, and this predetermined condition is determined by applying voltage for 180 seconds at a coating temperature of 30 ° C. It is a condition for forming a coating film having a dry film thickness of 15 μm.
A cationic electrodeposition coating composition is provided, whereby the above object is achieved.
上記カチオン電着塗料組成物がさらに、溶解性パラメータが10.4〜11.0、ガラス転移温度が20〜80℃および数平均分子量が2500〜3500である非架橋アクリル樹脂を含むのがより好ましい。 More preferably, the cationic electrodeposition coating composition further comprises a non-crosslinked acrylic resin having a solubility parameter of 10.4 to 11.0, a glass transition temperature of 20 to 80 ° C. and a number average molecular weight of 2500 to 3500. .
また、上記ブロックイソシアネート硬化剤は、芳香族ジイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートをブロックしたブロックイソシアネートであるのがより好ましい。 The blocked isocyanate curing agent is more preferably a blocked isocyanate obtained by blocking an aromatic diisocyanate or an aromatic polyisocyanate.
本発明はさらに、
ジルコニウムイオンを含む化成処理剤で処理された被塗物または未処理の被塗物に電着塗膜を形成するカチオン電着塗装方法であって、
このカチオン電着塗料組成物は、上記カチオン電着塗料組成物であり、
塗装温度30℃における所定条件下での電着塗装において、電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間が12秒以内であることを特徴とし、ここで所定条件は塗装温度30℃における180秒間の電圧印加により乾燥膜厚15μmの塗膜が形成される条件である、
カチオン電着塗装方法、も提供する。
The present invention further includes
A cationic electrodeposition coating method for forming an electrodeposition coating on an object to be coated or an untreated object treated with a chemical conversion treatment agent containing zirconium ions,
This cationic electrodeposition coating composition is the above cationic electrodeposition coating composition,
In electrodeposition coating under a predetermined condition at a coating temperature of 30 ° C., the time from the start of voltage application until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 is within 12 seconds. The predetermined condition is a condition in which a coating film having a dry film thickness of 15 μm is formed by applying a voltage for 180 seconds at a coating temperature of 30 ° C.,
A cationic electrodeposition coating method is also provided.
なお本明細書においては、焼き付け硬化前の未硬化の電着塗膜を「電着塗膜」といい、焼き付け硬化後の塗膜を「硬化電着塗膜」という。 In the present specification, an uncured electrodeposition coating film before baking and curing is referred to as an “electrodeposition coating film”, and a coating film after baking and curing is referred to as a “cured electrodeposition coating film”.
本発明のカチオン電着塗料組成物は、塗料固形分濃度が0.5〜9.0質量%と低いため、顔料または樹脂成分の沈降が少なく、電着塗装時のエネルギーを有効に削減することができ、さらに電着塗装後の水洗性も優れている。本発明のカチオン電着塗料組成物はまた、塗料固形分濃度がこのように低いにもかかわらず、良好なつきまわり性を有している。そして本発明のカチオン電着塗料組成物は、ジルコニウム系化成処理剤によって形成される膜厚の薄い化成処理膜を有する被塗物、または化成処理を施していない未処理の被塗物に電着塗装する場合であっても、リン酸亜鉛系化成処理剤によって処理された被塗物に塗装する場合と同様に、塗膜外観が良好な硬化電着塗膜を得ることができるという特徴を有する。 The cationic electrodeposition coating composition of the present invention has a coating solid content concentration as low as 0.5 to 9.0% by mass, so that there is little sedimentation of the pigment or resin component, and the energy during electrodeposition coating is effectively reduced. In addition, it has excellent water washability after electrodeposition coating. The cationic electrodeposition coating composition of the present invention also has good throwing power despite the low coating solids concentration. The cationic electrodeposition coating composition of the present invention is electrodeposited on a coating having a thin chemical conversion treatment film formed by a zirconium-based chemical conversion treatment agent, or an untreated coating that has not been subjected to chemical conversion treatment. Even in the case of painting, it has a feature that a cured electrodeposition coating film having a good coating film appearance can be obtained in the same manner as in the case of painting on an object treated with a zinc phosphate chemical conversion treatment agent. .
カチオン電着塗料組成物
本発明のカチオン電着塗料組成物は、水性溶媒、水性溶媒中に分散するかまたは溶解した、カチオン性エポキシ樹脂およびブロックイソシアネート硬化剤および必要に応じて非架橋アクリル樹脂を含むバインダー樹脂、電導度制御剤、中和酸、有機溶媒、そして必要に応じて顔料を含む。
Cationic electrodeposition coating composition The cationic electrodeposition coating composition of the present invention comprises an aqueous solvent, a cationic epoxy resin dispersed in or dissolved in an aqueous solvent, a blocked isocyanate curing agent, and an uncrosslinked acrylic resin as required. Contains binder resin, conductivity control agent, neutralizing acid, organic solvent, and optionally pigment.
電導度制御剤
「電導度制御剤」は、カチオン電着塗料組成物中においては、塗膜形成成分であるカチオン性エポキシ樹脂およびブロックイソシアネート硬化剤を含むバインダー樹脂および顔料、とは別のエマルションとして存在している。そのためこの電導度制御剤は、バインダー樹脂および顔料以外の第3成分として機能する。電導度制御剤は、アミン価が200〜500mmol/100gを有するアミノ基含有化合物から構成される。電導度制御剤は、アミン価が上記範囲を有すれば、どのようなアミノ基含有物であってもよいが、通常はアミン変性エポキシ樹脂もしくはアミン変性アクリル樹脂が好ましい。また、本発明の電導度制御剤は必要に応じて、酸により中和されていてもよい。アミン価は好ましくは250〜450mmol/100gであり、もっとも好ましくは300〜400mmol/100gである。アミン価が200mmol/100gよりも小さいと、低固形分濃度のカチオン電着塗料組成物の電気電導度を最適値に調整するための必要添加量が多くなり、耐食性を損なう恐れがある。また、500mmol/100gを超えると、析出性を低下させ、所望のつきまわり性が得られないといった欠点を有する。また亜鉛鋼板適性も低下する。
In the cationic electrodeposition coating composition, the conductivity control agent “conductivity control agent” is an emulsion separate from the binder resin and pigment containing a cationic epoxy resin and a blocked isocyanate curing agent, which are coating film forming components. Existing. Therefore, this conductivity control agent functions as a third component other than the binder resin and the pigment. The conductivity control agent is composed of an amino group-containing compound having an amine value of 200 to 500 mmol / 100 g. The conductivity control agent may be any amino group-containing material as long as the amine value has the above range, but is usually preferably an amine-modified epoxy resin or an amine-modified acrylic resin. Moreover, the electrical conductivity control agent of this invention may be neutralized with the acid as needed. The amine value is preferably 250 to 450 mmol / 100 g, and most preferably 300 to 400 mmol / 100 g. If the amine value is smaller than 200 mmol / 100 g, the amount required to adjust the electric conductivity of the cationic electrodeposition coating composition having a low solid content concentration to an optimum value increases, which may impair the corrosion resistance. Moreover, when it exceeds 500 mmol / 100g, there exists a fault that precipitation property falls and desired throwing power cannot be obtained. In addition, the suitability of the galvanized steel sheet also decreases.
アミノ基含有化合物は、低分子のものから高分子のものまで考えられるが、通常アミン変性エポキシ樹脂やアミン変性アクリル樹脂などの高分子量のアミノ基含有化合物が挙げられる。低分子量のアミノ基含有化合物は、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルブチルアミンなどが挙げられる。 The amino group-containing compound may be a low-molecular compound or a high-molecular compound, and usually includes a high-molecular-weight amino group-containing compound such as an amine-modified epoxy resin or an amine-modified acrylic resin. Examples of the low molecular weight amino group-containing compound include monoethanolamine, diethanolamine, and dimethylbutylamine.
本発明では、高分子量のアミノ基含有化合物、特にアミン変性エポキシ樹脂およびアミン変性アクリル樹脂が好ましい。アミン変性エポキシ樹脂はエポキシ樹脂のエポキシ基をアミン化合物で変性することにより得られる。エポキシ樹脂は、一般的なものが使用できるが、ビスフェノール型エポキシ樹脂、t−ブチルカテコール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であって、数平均分子量が500〜20000を有するものが好適である。これらのエポキシ樹脂の中で、フェノールノボラック樹脂およびクレゾールノボラック型樹脂が最も望ましい。これらのフェノールノボラック樹脂およびクレゾールノボラック型樹脂は市販されている。例えば、ダウケミカルジャパン社製フェノールノボラック樹脂DEN−438、東都化成社製クレゾールノボラック樹脂YDCN−703などが挙げられる。 In the present invention, high molecular weight amino group-containing compounds, particularly amine-modified epoxy resins and amine-modified acrylic resins are preferred. The amine-modified epoxy resin can be obtained by modifying an epoxy group of an epoxy resin with an amine compound. A general epoxy resin can be used, but it is a bisphenol type epoxy resin, a t-butylcatechol type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, or a cresol novolac type epoxy resin, and has a number average molecular weight of 500 to 20000. Those are preferred. Of these epoxy resins, phenol novolac resins and cresol novolac resins are most desirable. These phenol novolac resins and cresol novolac resins are commercially available. Examples thereof include phenol novolac resin DEN-438 manufactured by Dow Chemical Japan, and cresol novolak resin YDCN-703 manufactured by Tohto Kasei.
これらのエポキシ樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、および単官能性のアルキルフェノールのような樹脂で変性してもよい。また、エポキシ樹脂はエポキシ基とジオールまたはジカルボン酸との反応を利用して鎖延長することができる。 These epoxy resins may be modified with resins such as polyester polyols, polyether polyols, and monofunctional alkylphenols. In addition, the epoxy resin can be chain-extended using a reaction between an epoxy group and a diol or dicarboxylic acid.
アミン変性アクリル樹脂としては、例えばアミノ基含有モノマーであるジメチルアミノエチルメタクリレートのホモポリマーまたは他の重合性モノマーとの共重合体をそのまま用いてもよい。あるいは、グリシジルメタクリレートのホモポリマーまたは他の重合性モノマーとの共重合体のグリシジル基をアミン化合物で変性することにより得ることもできる。 As the amine-modified acrylic resin, for example, a homopolymer of dimethylaminoethyl methacrylate which is an amino group-containing monomer or a copolymer with another polymerizable monomer may be used as it is. Alternatively, it can be obtained by modifying a glycidyl group of a homopolymer of glycidyl methacrylate or a copolymer with another polymerizable monomer with an amine compound.
エポキシ樹脂またはエポキシ基を含有するアクリル樹脂にアミノ基を導入する化合物としては、一級アミン、二級アミン、三級アミンなどが挙げられる。それらの具体例としては、ブチルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ブチルアミン、ジメチルブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、トリエチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルエタノールアミン酢酸塩、ジエチルジスルフイド・酢酸混合物などの外、アミノエチルエタノールアミンのジケチミン、ジエチルヒドロアミンのジケチミンなどの一級アミンのブロックした二級アミンが挙げられる。アミン類は複数のものを使用してもよい。 Examples of the compound that introduces an amino group into an epoxy resin or an acrylic resin containing an epoxy group include primary amines, secondary amines, and tertiary amines. Specific examples thereof include butylamine, octylamine, diethylamine, butylamine, dimethylbutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methylethanolamine, triethylamine hydrochloride, N, N-dimethylethanolamine acetate, diethyl disulfide, In addition to acetic acid mixtures, secondary amines blocked with primary amines such as diketimines of aminoethylethanolamine and diketimines of diethylhydroamine can be mentioned. A plurality of amines may be used.
前述のとおり、これらアミン変性エポキシ樹脂およびアミン変性アクリル樹脂の数平均分子量は500〜20000が好適である。数平均分子量が500よりも小さいと、耐食性を損なう恐れがあり、また理由は定かではないが、つきまわり性の低下および亜鉛鋼板適性の低下が見られる。数平均分子量が20000よりも大きいと仕上がり外観の低下を引き起こす恐れがある。なお本明細書において、数平均分子量は、ポリスチレンを標準として用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定結果から算出することができる。 As described above, the number average molecular weight of these amine-modified epoxy resin and amine-modified acrylic resin is preferably 500 to 20000. If the number average molecular weight is less than 500, corrosion resistance may be impaired, and although the reason is not clear, a decrease in throwing power and a decrease in suitability for galvanized steel sheets are observed. If the number average molecular weight is larger than 20000, the finished appearance may be deteriorated. In the present specification, the number average molecular weight can be calculated from the measurement result of gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard.
これらアミン変性エポキシ樹脂およびアミン変性アクリル樹脂は、あらかじめ中和酸により中和させて用いることもできる。中和に用いる酸は、塩酸、硝酸、リン酸、スルファミン酸、ギ酸、酢酸、乳酸のような無機酸または有機酸である。 These amine-modified epoxy resins and amine-modified acrylic resins can be used after neutralizing with a neutralizing acid in advance. Acids used for neutralization are inorganic acids or organic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfamic acid, formic acid, acetic acid and lactic acid.
カチオン電着塗料組成物が電導度制御剤を含有することにより、塗料固形分濃度が0.5〜9.0質量%と低固形分型カチオン電着塗料組成物であるにも関わらず、優れたつきまわり性を確保できる。電導度制御剤を用いることによって、電導度を適正値に制御でき、その結果、十分なつきまわり性を確保することが可能となる。また、カチオン電着塗料組成物は低固形分型であるため、長時間静置させた場合であっても沈殿物が少ないという特徴も有している。さらに、電着塗装後に通常行われる水洗もより容易に行うことができ、これにより2次タレの発生を防止することができるという利点も有している。 The cationic electrodeposition coating composition contains a conductivity control agent, so that the coating solid content concentration is 0.5 to 9.0% by mass, which is excellent even though it is a low solid content type cationic electrodeposition coating composition. The throwing power can be secured. By using the conductivity control agent, the conductivity can be controlled to an appropriate value, and as a result, sufficient throwing power can be ensured. Further, since the cationic electrodeposition coating composition is of a low solid content type, it has a feature that there are few precipitates even when it is allowed to stand for a long time. Further, the water washing usually performed after the electrodeposition coating can be performed more easily, which has the advantage that the occurrence of secondary sagging can be prevented.
カチオン性エポキシ樹脂(塗膜形成性成分としてのカチオン性エポキシ樹脂)
塗膜形成性成分としてのカチオン性エポキシ樹脂として、アミン変性エポキシ樹脂が挙げられる。アミン変性エポキシ樹脂は、電着塗料組成物において一般に使用されるアミンで変性されたエポキシ樹脂を特に制限なく用いることができる。アミン変性エポキシ樹脂として、当業者に公知のアミン変性エポキシ樹脂および市販のエポキシ樹脂をアミン変性したものなどを使用することができる。
Cationic epoxy resin (cationic epoxy resin as a film-forming component)
Examples of the cationic epoxy resin as the coating film-forming component include amine-modified epoxy resins. As the amine-modified epoxy resin, an amine-modified epoxy resin generally used in an electrodeposition coating composition can be used without particular limitation. As the amine-modified epoxy resin, an amine-modified epoxy resin known to those skilled in the art and a commercially available epoxy resin obtained by amine modification can be used.
好ましいアミン変性エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂の樹脂骨格中のエポキシ基を有機アミン化合物で変性して得られるアミン変性エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂の出発原料樹脂の典型例は、ビスフェノールA等の多環式フェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物であるポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂などである。 A preferred amine-modified epoxy resin is an amine-modified epoxy resin obtained by modifying an epoxy group in a resin skeleton of an epoxy resin with an organic amine compound. A typical example of the starting resin for the epoxy resin is a polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin which is a reaction product of a polycyclic phenol compound such as bisphenol A and epichlorohydrin.
特開平5−306327号公報に記載される、下記式 The following formula described in JP-A-5-306327
[式中、Rはジグリシジルエポキシ化合物のグリシジルオキシ基を除いた残基、R’はジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除いた残基、nは正の整数を意味する。]で示されるオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を、アミン変性エポキシ樹脂の調製に用いて、アミン変性オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を調製してもよい。耐熱性および耐食性に優れた塗膜が得られるからである。エポキシ樹脂にオキサゾリドン環を導入する方法としては、例えば、メタノールのような低級アルコールでブロックされたブロックイソシアネート硬化剤とポリエポキシドを塩基性触媒の存在下で加熱保温し、副生する低級アルコールを系内より留去する方法がある。 [Wherein R represents a residue excluding the glycidyloxy group of the diglycidyl epoxy compound, R ′ represents a residue excluding the isocyanate group of the diisocyanate compound, and n represents a positive integer. The oxazolidone ring-containing epoxy resin represented by the above formula may be used for the preparation of an amine-modified epoxy resin to prepare an amine-modified oxazolidone ring-containing epoxy resin. This is because a coating film excellent in heat resistance and corrosion resistance can be obtained. As a method for introducing an oxazolidone ring into an epoxy resin, for example, a blocked isocyanate curing agent blocked with a lower alcohol such as methanol and a polyepoxide are heated and kept in the presence of a basic catalyst, and a by-product lower alcohol is formed in the system. There is a method of further distilling off.
これらのエポキシ樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、および単官能性のアルキルフェノールのような適当な樹脂で変性しても良い。また、エポキシ樹脂はエポキシ基とジオールまたはジカルボン酸との反応を利用して鎖延長することができる。 These epoxy resins may be modified with suitable resins such as polyester polyols, polyether polyols, and monofunctional alkylphenols. In addition, the epoxy resin can be chain-extended using a reaction between an epoxy group and a diol or dicarboxylic acid.
また、アミン類によるエポキシ基の開環反応の前に、分子量またはアミン当量の調節、熱フロー性の改良等を目的として、エポキシ樹脂の一部のエポキシ基に対して2−エチルヘキサノール、ノニルフェノール、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルなどのモノヒドロキシ化合物を付加して用いることもできる。 In addition, before the ring opening reaction of the epoxy group with amines, for the purpose of adjusting the molecular weight or amine equivalent, improving heat flow, etc., 2-ethylhexanol, nonylphenol, Monohydroxy compounds such as ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, and propylene glycol mono-2-ethylhexyl ether can also be added and used.
エポキシ樹脂のエポキシ基を開環し、アミノ基を導入する際に使用することができるアミン類の例としては、ブチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン等の1級アミン、2級アミンまたは3級アミンおよび/もしくはその酸塩を挙げることができる。また、アミノエチルエタノールアミンメチルイソブチルケチミンなどのケチミンブロック1級アミノ基含有2級アミン、ジエチレントリアミンジケチミンも使用することができる。これらのアミン類は、全てのエポキシ基を開環させるために、エポキシ基に対して少なくとも当量で反応させる必要がある。 Examples of amines that can be used to open an epoxy group of an epoxy resin and introduce an amino group include primary amines such as butylamine and N, N-dimethylbenzylamine, secondary amines, and tertiary amines. Mention may be made of amines and / or their acid salts. Further, ketimine block primary amino group-containing secondary amine such as aminoethylethanolamine methyl isobutyl ketimine, diethylenetriamine diketimine can also be used. These amines must be reacted with at least an equivalent amount with respect to the epoxy group in order to open all the epoxy groups.
上記アミン変性エポキシ樹脂の数平均分子量は1500〜5000の範囲であるのが好ましく、1600〜3000の範囲であるのがより好ましい。数平均分子量を1500以上とすることで、硬化塗膜を形成した際、良好な耐溶剤性や耐食性を得ることができる。また数平均分子量を5000以下とすることで、樹脂溶液の粘度を適切な範囲に制御することができる。 The number average molecular weight of the amine-modified epoxy resin is preferably in the range of 1500 to 5000, and more preferably in the range of 1600 to 3000. By setting the number average molecular weight to 1500 or more, good solvent resistance and corrosion resistance can be obtained when a cured coating film is formed. Moreover, the viscosity of a resin solution can be controlled to an appropriate range by making a number average molecular weight into 5000 or less.
上記アミン変性エポキシ樹脂は、アミン価が50〜200mmol/100gの範囲となるように分子設計することが好ましい。アミン価が50mmol/100g未満では下記で詳説する酸処理による水媒体中での乳化分散不良を招くおそれがある。一方、200mmol/100gを超えると硬化後に塗膜中に過剰のアミノ基が残存し、その結果、耐水性が低下することがある。 The amine-modified epoxy resin is preferably molecularly designed so that the amine value is in the range of 50 to 200 mmol / 100 g. If the amine value is less than 50 mmol / 100 g, the emulsification dispersion failure in the aqueous medium due to the acid treatment described in detail below may be caused. On the other hand, when it exceeds 200 mmol / 100 g, an excess amino group remains in the coating film after curing, and as a result, the water resistance may decrease.
ブロックイソシアネート硬化剤
カチオン電着塗料組成物には、ポリイソシアネートをブロック剤でブロックして得られるブロックイソシアネート硬化剤が含まれる。ここでポリイソシアネートとは、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物をいう。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系および芳香族−脂肪族系等のうちのいずれのものであってもよい。
The blocked isocyanate curing agent cationic electrodeposition coating composition contains a blocked isocyanate curing agent obtained by blocking polyisocyanate with a blocking agent. Here, the polyisocyanate means a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. The polyisocyanate may be, for example, any of aliphatic, alicyclic, aromatic and aromatic-aliphatic.
ポリイソシアネートの具体例には、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、クルードMDI、p−フェニレンジイソシアネート、およびナフタレンジイソシアネート等のような芳香族ジイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、およびリジンジイソシアネート等のような炭素数3〜12の脂肪族ジイソシアネート;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート(CDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネート、および1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(水添XDI)、水添TDI、2,5−もしくは2,6−ビス(イソシアナートメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナンジイソシアネートとも称される。)等のような炭素数5〜18の脂環式ジイソシアネート;キシリレンジイソシアネート(XDI)、およびテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等のような芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート;これらのジイソシアネートの変性物(ウレタン化物、カーボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、ビューレットおよび/またはイソシアヌレート変性物);等があげられる。これらは、単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。 Specific examples of polyisocyanates include aromatic diisocyanates or aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI, p-phenylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate; hexamethylene diisocyanate (HDI) ), 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate, lysine diisocyanate, and the like; C3-C12 aliphatic diisocyanates; 1,4-cyclohexane diisocyanate (CDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′- Dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), methylcyclohexane diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl-4,4′-diiso Anate, and 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (hydrogenated XDI), hydrogenated TDI, 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane (norbornane diisocyanate C5-C18 alicyclic diisocyanate such as xylylene diisocyanate (XDI) and aliphatic diisocyanate having an aromatic ring such as tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI); Modified diisocyanates (urethanes, carbodiimides, uretdiones, uretoimines, burettes and / or isocyanurates). These may be used alone or in combination of two or more.
ポリイソシアネートをエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどの多価アルコールとNCO/OH比2以上で反応させて得られる付加体ないしプレポリマーもブロックイソシアネート硬化剤として使用してよい。 Adducts or prepolymers obtained by reacting polyisocyanates with polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, and hexanetriol at an NCO / OH ratio of 2 or more may also be used as the block isocyanate curing agent.
脂肪族ポリイソシアネートまたは脂環式ポリイソシアネートの好ましい具体例には、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添TDI、水添MDI、水添XDI、IPDI、ノルボルナンジイソシアネート、それらの二量体(ビウレット)、三量体(イソシアヌレート)等が挙げられる。 Preferred specific examples of the aliphatic polyisocyanate or alicyclic polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate, hydrogenated TDI, hydrogenated MDI, hydrogenated XDI, IPDI, norbornane diisocyanate, their dimer (biuret), and trimer. (Isocyanurate) etc. are mentioned.
ブロックイソシアネート硬化剤は、イソシアネート基末端前駆体の遊離のイソシアネート基を活性水素基含有化合物(ブロック剤)と反応させて常温では不活性としたものであり、これを加熱するとブロック剤が解離してイソシアネート基が再生されるという性質を持つものである。 A blocked isocyanate curing agent is a compound in which a free isocyanate group of an isocyanate group terminal precursor is reacted with an active hydrogen group-containing compound (blocking agent) to make it inactive at room temperature. When heated, the blocking agent dissociates. The isocyanate group is regenerated.
ブロックイソシアネート硬化剤のブロック剤として、例えば1−クロロ−2−プロパノール等の脂肪族または複素環式アルコール類、フェノール等のフェノール類、メチルエチルケトンオキシム等のオキシム類、アセチルアセトン等の活性メチレン化合物、ε−カプロラクタム等の芳香族アルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテルなど、を挙げることができる。なおこれらのブロック剤は、1種のみ単独で用いてもよく、また2種以上のものを併用してもよい。 Examples of the blocking agent for the blocked isocyanate curing agent include aliphatic or heterocyclic alcohols such as 1-chloro-2-propanol, phenols such as phenol, oximes such as methyl ethyl ketone oxime, active methylene compounds such as acetylacetone, and ε- And aromatic alcohols such as caprolactam and ethers such as ethylene glycol monomethyl ether. These blocking agents may be used alone or in combination of two or more.
本発明においては、ブロックイソシアネート硬化剤として、芳香族ジイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートをブロックしたブロックイソシアネートを用いるのがより好ましい。カチオン性エポキシ樹脂の種類などにも依存するが、このようなブロックイソシアネート硬化剤を用いることによって、電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値を11.7以下に調節することが容易となる。これにより電着塗膜が未硬化の状態であっても電着塗膜中の樹脂成分の融着が生じることとなる。そして、塗膜析出部分における過剰な電流の流れが抑制されることとなり、ガスピンホールなどの塗膜異常の発生が抑制され、得られる硬化電着塗膜の塗膜外観が良好なものとなる。 In the present invention, it is more preferable to use a blocked isocyanate obtained by blocking an aromatic diisocyanate or an aromatic polyisocyanate as the blocked isocyanate curing agent. Although it depends on the type of the cationic epoxy resin, it is easy to adjust the SP value of the resin component contained in the electrodeposition coating composition to 11.7 or less by using such a blocked isocyanate curing agent. Become. Thereby, even if the electrodeposition coating film is in an uncured state, the resin component in the electrodeposition coating film is fused. And the flow of excessive current in the coating film deposition part is suppressed, the occurrence of coating film abnormality such as gas pinholes is suppressed, and the coating film appearance of the obtained cured electrodeposition coating film becomes good. .
非架橋アクリル樹脂
カチオン電着塗料組成物は、さらに特定の非架橋アクリル樹脂を含んでもよい。ここで「非架橋アクリル樹脂」は、一般的な架橋樹脂粒子の調製に用いられるような、内部架橋を提供する架橋性モノマーを用いることなく調製された樹脂を意味する。
The non-crosslinked acrylic resin cationic electrodeposition coating composition may further contain a specific non-crosslinked acrylic resin. Here, “non-crosslinked acrylic resin” means a resin prepared without using a crosslinkable monomer that provides internal crosslinking, such as that used in the preparation of general crosslinked resin particles.
非架橋アクリル樹脂は、溶解性パラメータ10.4〜11.0、ガラス転移温度20〜80℃、および数平均分子量2500〜3500と、溶解性パラメータ、ガラス転移温度および数平均分子量の全てのパラメータが上記範囲内にあることが必要とされる。溶解性パラメータ(solubility parameter:SP値とも示される。)は、溶解性の尺度であり、数値が大きいほど極性が高く、数値が小さいほど極性が低いことを示す。非架橋アクリル樹脂の溶解性パラメータが11.0を超える場合は、カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値を良好な範囲に調節することが困難となる。また非架橋アクリル樹脂の溶解性パラメータが10.4未満である場合は、疎水性が強く塗膜のハジキ原因となる恐れがあるため、カチオン電着塗料組成物において使用することは困難である。 The non-crosslinked acrylic resin has a solubility parameter of 10.4 to 11.0, a glass transition temperature of 20 to 80 ° C., and a number average molecular weight of 2500 to 3500, and all parameters of solubility parameter, glass transition temperature and number average molecular weight. It is required to be within the above range. The solubility parameter (also referred to as SP value) is a measure of solubility. The larger the value, the higher the polarity, and the smaller the value, the lower the polarity. When the solubility parameter of the non-crosslinked acrylic resin exceeds 11.0, it is difficult to adjust the SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition within a favorable range. Further, when the solubility parameter of the non-crosslinked acrylic resin is less than 10.4, it is difficult to use in the cationic electrodeposition coating composition because it has strong hydrophobicity and may cause repellency of the coating film.
本発明における非架橋アクリル樹脂の溶解性パラメータ10.4〜11.0は、従来のカチオン電着塗料組成物に含まれるカチオン変性アクリル樹脂に比べ低い値である。従来のカチオン電着塗料組成物に含まれるカチオン変性アクリル樹脂(例えばアミノ基含有アクリル樹脂など)の一般的なアクリル成分の溶解性パラメータは10.9〜11.4程度である。本発明における非架橋アクリル樹脂はこのようにより疎水性でありSP値が低いことから、カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値を良好な範囲に調節でき、これにより電着塗装における電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間を12秒以内とすることができる。つまり、上記非架橋アクリル樹脂をカチオン電着塗料組成物に含めることによって、電圧印加開始により析出する塗膜の塗膜抵抗値が、電圧印加開始から短時間の間で上昇する(塗膜抵抗値の立ち上がりが早い)。そして、電着塗膜が析出した部分において塗膜抵抗値の立ち上がりが早いことにより、塗膜析出部分における過剰な電流の流れが抑制されることとなり、ガスピンホールなどの塗膜異常の発生が抑制され、得られる硬化電着塗膜の塗膜外観が良好なものとなる。 The solubility parameters 10.4 to 11.0 of the non-crosslinked acrylic resin in the present invention are lower than those of the cation-modified acrylic resin contained in the conventional cationic electrodeposition coating composition. The solubility parameter of a general acrylic component of a cation-modified acrylic resin (such as an amino group-containing acrylic resin) contained in a conventional cationic electrodeposition coating composition is about 10.9 to 11.4. Since the non-crosslinked acrylic resin in the present invention is thus hydrophobic and has a low SP value, the SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition can be adjusted to a favorable range, thereby The time from the start of voltage application until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 can be made within 12 seconds. That is, by including the non-crosslinked acrylic resin in the cationic electrodeposition coating composition, the coating film resistance value of the coating film deposited by the start of voltage application rises in a short time from the start of voltage application (coating film resistance value). The rise of is early.) And, since the rise of the coating resistance value is quick at the portion where the electrodeposition coating film is deposited, the excessive current flow at the coating deposition portion is suppressed, and the occurrence of coating film abnormality such as gas pinholes occurs. It is suppressed and the coating film appearance of the obtained cured electrodeposition coating film becomes good.
溶解性パラメータの測定は、例えば次の方法によって実測することができる[参考文献:SUH、CLARKE、J.P.S.A−1、5、1671〜1681(1967)]。
測定温度:20℃
サンプル:樹脂0.5gを100mlビーカーに秤量し、良溶媒10mlをホールピペットを用いて加え、マグネティックスターラーにより溶解する。
溶媒:
良溶媒…テトラヒドロフラン
貧溶媒…n−ヘキサン、イオン交換水など
濁点測定:50mlビュレットを用いて貧溶媒を滴下し、濁りが生じた点を滴下量とする。
The solubility parameter can be measured by, for example, the following method [Reference: SUH, CLARKE, J. et al. P. S. A-1, 5, 1671-1681 (1967)].
Measurement temperature: 20 ° C
Sample: Weigh 0.5 g of resin in a 100 ml beaker, add 10 ml of good solvent using a whole pipette, and dissolve with a magnetic stirrer.
solvent:
Good solvent ... tetrahydrofuran poor solvent ... n-hexane, ion-exchanged water, etc. Muddy point measurement: The poor solvent is dropped using a 50 ml burette, and the point at which turbidity is produced is defined as the amount dropped.
樹脂の溶解性パラメータδは次式によって与えられる。 The solubility parameter δ of the resin is given by:
Vi:溶媒の分子容(ml/mol)
φi:濁点における各溶媒の体積分率
δi:溶媒のSP値
ml:低SP貧溶媒混合系
mh:高SP貧溶媒混合系
V i : Molecular volume of solvent (ml / mol)
φ i : Volume fraction of each solvent at cloud point δ i : SP value of solvent ml: Low SP poor solvent mixed system mh: High SP poor solvent mixed system
非架橋アクリル樹脂の数平均分子量はポリスチレンを標準として用いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定結果から算出することができる。非架橋アクリル樹脂の数平均分子量が2500未満である場合は端面被覆性が劣ることとなり、非架橋アクリル樹脂の数平均分子量が3500を超える場合は塗膜平滑性が劣ることとなる。非架橋アクリル樹脂の数平均分子量を2500〜3500の範囲に調整する手法として、例えば合成温度の制御により調整する手法、またラジカル発生開始剤の配合量調整により制御する手法など、が挙げられる。 The number average molecular weight of the non-crosslinked acrylic resin can be calculated from the measurement result of gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard. When the number average molecular weight of the non-crosslinked acrylic resin is less than 2500, the end face coverage is inferior, and when the number average molecular weight of the non-crosslinked acrylic resin exceeds 3,500, the coating film smoothness is inferior. Examples of the method for adjusting the number average molecular weight of the non-crosslinked acrylic resin in the range of 2500 to 3500 include a method of adjusting by controlling the synthesis temperature and a method of controlling by adjusting the blending amount of the radical generation initiator.
非架橋アクリル樹脂のガラス転移温度の測定は、示差走査熱量計を用いて樹脂のガラス転移に伴う熱変化を検出することにより測定することができる。使用できる示差走査熱量計としては、例えば、セイコー電子工業社製DSC220Cなどを挙げることができる。非架橋アクリル樹脂のガラス転移温度が20℃未満である場合は、塗膜平滑性が劣ることとなる。非架橋アクリル樹脂のガラス転移温度が80℃を超える場合は、塗膜平滑性および端面被覆性が劣ることとなる。 The glass transition temperature of the non-crosslinked acrylic resin can be measured by detecting a thermal change accompanying the glass transition of the resin using a differential scanning calorimeter. Examples of the differential scanning calorimeter that can be used include DSC220C manufactured by Seiko Denshi Kogyo. When the glass transition temperature of the non-crosslinked acrylic resin is less than 20 ° C., the coating film smoothness is inferior. When the glass transition temperature of the non-crosslinked acrylic resin exceeds 80 ° C., the coating film smoothness and the end face coverage are inferior.
非架橋アクリル樹脂のガラス転移温度を20〜80℃の範囲に調整する手法として、例えば任意のモノマー組み合わせによる調整が挙げられる。 As a method of adjusting the glass transition temperature of the non-crosslinked acrylic resin to a range of 20 to 80 ° C., for example, adjustment by any monomer combination can be mentioned.
本発明における非架橋アクリル樹脂は、例えば水酸基含有エチレン性不飽和モノマー(i)、酸性基含有エチレン性不飽和モノマー(ii)、その他のエチレン性不飽和モノマー(iii)を任意に選択し、共重合して調製することができる。 For the non-crosslinked acrylic resin in the present invention, for example, a hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (i), an acidic group-containing ethylenically unsaturated monomer (ii), and other ethylenically unsaturated monomers (iii) are arbitrarily selected, It can be prepared by polymerization.
水酸基含有エチレン性不飽和モノマー(i)の例として、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、アリルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物などが挙げられる。
酸性基含有エチレン性不飽和モノマー(ii)の例として、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、フマール酸などなどのカルボン酸基含有エチレン性不飽和モノマー;t−ブチルアクリルアミドスルホン酸などのスルホン酸基含有エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられる。
その他のエチレン性不飽和モノマー(iii)として、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、メタクリル酸トリデシルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
油脂肪酸とオキシラン構造を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマーとの付加反応物(例えば、ステアリン酸とグリシジルメタクリレートの付加反応物など);
C3以上のアルキル基を含むオキシラン化合物とアクリル酸またはメタクリル酸との付加反応物;
スチレン、α−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、(メタ)アクリル酸ベンジル、ビニルピリジンなどのアリール基含有エチレン性不飽和モノマー;
イタコン酸エステル(イタコン酸ジメチル)、マレイン酸エステル(マイレン酸ジメチルなど)、フマール酸エステル(フマール酸ジメチルなど)など;その他に、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチルイソプロペニルケトン、酢酸ビニル、ベオバモノマー(シェル化学社製、商品名)、ビニルプロピオネート、ビニルピバレート、プロピオン酸ビニル、エチレン、プロピレン、ブタジエン、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアミド;
などが挙げられる。
Examples of the hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (i) include, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. , Polypropylene glycol mono (meth) acrylate, allyl alcohol, adducts of hydroxyethyl (meth) acrylate and ε-caprolactone, and the like.
Examples of acidic group-containing ethylenically unsaturated monomers (ii) include carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, ethacrylic acid, propylacrylic acid, isopropylacrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride, fumaric acid, etc. Examples include acid group-containing ethylenically unsaturated monomers; sulfonic acid group-containing ethylenically unsaturated monomers such as t-butylacrylamidesulfonic acid.
Other ethylenically unsaturated monomers (iii) include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n- (meth) acrylate Butyl, t-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid alkyl esters such as tridecyl methacrylate;
An addition reaction product of an oil fatty acid and an acrylic acid or methacrylic acid ester monomer having an oxirane structure (for example, an addition reaction product of stearic acid and glycidyl methacrylate);
An addition reaction product of an oxirane compound containing C 3 or more alkyl groups and acrylic acid or methacrylic acid;
Aryl group-containing ethylenically unsaturated monomers such as styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, pt-butylstyrene, benzyl (meth) acrylate, vinylpyridine;
Itaconic acid ester (dimethyl itaconate), maleic acid ester (such as dimethyl maleate), fumarate ester (such as dimethyl fumarate), etc .; in addition, acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl isopropenyl ketone, vinyl acetate, veova monomer (shell) Chemical brand name, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl propionate, ethylene, propylene, butadiene, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, acrylamide;
Etc.
非架橋アクリル樹脂を製造する場合の各モノマーの量は、モノマー合計量を100質量%として、
スチレン20〜30質量%、
メタクリル酸イソブチル15〜50質量%、
アクリル酸エチルヘキシル5〜40質量%、
アクリル酸エチル0〜40質量%、
メタクリル酸ヒドロキシエチル5〜20質量%、
であるのがより好ましい。各モノマーを上記質量範囲で用いて非架橋アクリル樹脂を製造することによって、非架橋アクリル樹脂の溶解性パラメータを10.4〜11.0の範囲に好適に調整することができる。
When the non-crosslinked acrylic resin is produced, the amount of each monomer is 100% by mass as the total amount of monomers.
20-30% by mass of styrene,
15-50% by weight of isobutyl methacrylate,
5 to 40% by mass of ethyl hexyl acrylate,
Ethyl acrylate 0-40% by mass,
5-20% by weight of hydroxyethyl methacrylate,
It is more preferable that By producing a non-crosslinked acrylic resin using each monomer in the above mass range, the solubility parameter of the non-crosslinked acrylic resin can be suitably adjusted to a range of 10.4 to 11.0.
非架橋アクリル樹脂の重合は、溶液重合法のような常法により行うことができ、例えばラジカル重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ系開始剤またはベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、t−ブチルパーオクトエートなどが挙げられる。必要に応じて、ドデシルメルカプタンまたはチオグリコ−ル酸2−エチルヘキシルのような連鎖移動剤を用いてもよい。重合反応は、一般に60〜160℃程度の温度範囲で約1〜15時間行うことが好ましい。 The polymerization of the non-crosslinked acrylic resin can be performed by a conventional method such as a solution polymerization method, and is preferably performed, for example, in the presence of a radical polymerization initiator. Examples of the radical polymerization initiator include azo initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, lauryl peroxide, Examples include t-butyl peroctoate. If necessary, a chain transfer agent such as dodecyl mercaptan or 2-ethylhexyl thioglycolate may be used. In general, the polymerization reaction is preferably performed in a temperature range of about 60 to 160 ° C. for about 1 to 15 hours.
非架橋アクリル樹脂は、30〜50mgKOH/gの水酸基価を有することが好ましい。なお水酸基価30〜50mgKOH/gの非架橋アクリル樹脂は、水酸基含有エチレン性不飽和モノマーの量を当量者に周知の手法で調整することによって、得ることができる。 The non-crosslinked acrylic resin preferably has a hydroxyl value of 30 to 50 mgKOH / g. The non-crosslinked acrylic resin having a hydroxyl value of 30 to 50 mgKOH / g can be obtained by adjusting the amount of the hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer by a method well known to the equivalent person.
非架橋アクリル樹脂を用いる場合における、非架橋アクリル樹脂の含有量は、カチオン電着塗料組成物中の樹脂固形分に対して1〜15質量%であるのが好ましく、8〜12質量%であるのがより好ましい。1質量%未満だと、非架橋アクリル樹脂によるSP値や粘度の制御が困難となり、15質量%を超えると、耐食性など塗膜性能の低下を引き起こす恐れがある。 When the non-crosslinked acrylic resin is used, the content of the non-crosslinked acrylic resin is preferably 1 to 15% by mass, and 8 to 12% by mass with respect to the resin solid content in the cationic electrodeposition coating composition. Is more preferable. If it is less than 1% by mass, it is difficult to control the SP value and viscosity by the non-crosslinked acrylic resin, and if it exceeds 15% by mass, the coating performance such as corrosion resistance may be deteriorated.
顔料
本発明で用いられる電着塗料組成物は、通常用いられる顔料を含んでもよい。使用できる顔料の例としては、通常使用される顔料、例えば、チタンホワイト、カーボンブラックおよびベンガラのような着色顔料;カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカおよびクレーのような体質顔料;リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シアン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウムおよびリンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛、水酸化ビスマス、酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、硝酸ビスマス、安息香酸ビスマス、クエン酸ビスマス、ケイ酸ビスマスのような防錆顔料等、が挙げられる。
Pigment The electrodeposition coating composition used in the present invention may contain a commonly used pigment. Examples of pigments that can be used include commonly used pigments such as colored pigments such as titanium white, carbon black and bengara; extender pigments such as kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica and clay; phosphorus Zinc oxide, iron phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, zinc phosphite, zinc cyanide, zinc oxide, aluminum tripolyphosphate, zinc molybdate, aluminum molybdate, calcium molybdate and aluminum phosphomolybdate, aluminum phosphomolybdate Examples thereof include rust preventive pigments such as zinc, bismuth hydroxide, bismuth oxide, basic bismuth carbonate, bismuth nitrate, bismuth benzoate, bismuth citrate, and bismuth silicate.
本発明におけるカチオン電着塗料組成物においては、顔料は、電着塗料組成物の全固形分に対して2〜7質量%、好ましくは3〜5質量%を占める量で電着塗料組成物に含有される。 In the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the pigment is added to the electrodeposition coating composition in an amount of 2 to 7% by mass, preferably 3 to 5% by mass, based on the total solid content of the electrodeposition coating composition. Contained.
顔料分散ペースト
顔料を電着塗料組成物の成分として用いる場合、一般に顔料を顔料分散樹脂と呼ばれる樹脂と共に予め高濃度で水性媒体に分散させてペースト状にする。顔料は粉体状であるため、電着塗料組成物で用いる低濃度均一状態に一工程で分散させるのは困難だからである。一般にこのようなペーストを顔料分散ペーストという。
Pigment-dispersed paste When a pigment is used as a component of an electrodeposition coating composition, the pigment is generally dispersed in an aqueous medium at a high concentration in advance together with a resin called a pigment-dispersed resin to form a paste. This is because the pigment is in a powder form, and it is difficult to disperse in a single step in a low concentration uniform state used in the electrodeposition coating composition. Such a paste is generally called a pigment dispersion paste.
顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散樹脂と共に水性媒体中に分散させて調製する。顔料分散樹脂としては、一般に、カチオン性またはノニオン性の低分子量界面活性剤や4級アンモニウム基および/または3級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のようなカチオン性重合体を用いる。水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等を用いる。一般に、顔料分散樹脂は5〜40質量部、顔料は10〜30質量部の固形分比で用いる。 The pigment dispersion paste is prepared by dispersing a pigment together with a pigment dispersion resin in an aqueous medium. As the pigment dispersion resin, a cationic polymer such as a cationic or nonionic low molecular weight surfactant or a modified epoxy resin having a quaternary ammonium group and / or a tertiary sulfonium group is generally used. As the aqueous medium, ion-exchanged water or water containing a small amount of alcohol is used. Generally, the pigment dispersion resin is used at a solid content ratio of 5 to 40 parts by mass, and the pigment is used at a solid content ratio of 10 to 30 parts by mass.
上記顔料分散樹脂および顔料を混合し、その混合物中の顔料の粒径が所定の均一な粒径となるまで、ボールミルやサンドグラインドミル等の通常の分散装置を用いて分散させて、顔料分散ペーストを得る。 The pigment dispersion resin and the pigment are mixed and dispersed using a normal dispersing device such as a ball mill or a sand grind mill until the particle size of the pigment in the mixture becomes a predetermined uniform particle size, and the pigment dispersion paste Get.
他の成分
上記カチオン電着塗料組成物は、上記成分の他にブロックイソシアネート硬化剤のブロック剤解離のための解離触媒を含んでもよい。このような解離触媒として、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫オキシド、ジオクチル錫オキシドなどの有機錫化合物、N−メチルモルホリンなどのアミン類、ストロンチウム、コバルト、銅などの金属塩などが使用できる。解離触媒の濃度は、カチオン電着塗料組成物中のカチオン性エポキシ樹脂とブロックイソシアネート硬化剤合計の100固形分質量部に対し0.1〜6質量部であるのが好ましい。
Other Components The cationic electrodeposition coating composition may contain a dissociation catalyst for dissociating the blocking agent of the blocked isocyanate curing agent in addition to the above components. As such a dissociation catalyst, organic tin compounds such as dibutyltin laurate, dibutyltin oxide and dioctyltin oxide, amines such as N-methylmorpholine, metal salts such as strontium, cobalt and copper can be used. The concentration of the dissociation catalyst is preferably 0.1 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the cationic epoxy resin and the blocked isocyanate curing agent in the cationic electrodeposition coating composition.
カチオン電着塗料組成物の調製
カチオン電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、硬化剤、電導度制御剤および顔料分散ペーストを水性媒体中に分散することによって調製される。また、通常、水性媒体にはカチオン性エポキシ樹脂の分散性を向上させるために中和剤を含有させる。中和剤は塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、乳酸のような無機酸または有機酸である。その量は少なくとも20%、好ましくは30〜60%の中和率を達成する量である。
Preparation of cationic electrodeposition coating composition The cationic electrodeposition coating composition is prepared by dispersing a cationic epoxy resin, a curing agent, a conductivity control agent and a pigment dispersion paste in an aqueous medium. Further, the aqueous medium usually contains a neutralizing agent in order to improve the dispersibility of the cationic epoxy resin. Neutralizing agents are inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, lactic acid. The amount is that which achieves a neutralization rate of at least 20%, preferably 30-60%.
ブロックイソシアネート硬化剤の量は、硬化時にカチオン性エポキシ樹脂中の1級、2級または/および3級アミノ基、水酸基等の活性水素含有官能基と反応して良好な硬化塗膜を与えるのに十分でなければならず、一般にカチオン性エポキシ樹脂の硬化剤に対する固形分質量比で表して一般に90/10〜50/50、好ましくは80/20〜65/35の範囲である。 The amount of the blocked isocyanate curing agent is sufficient to react with active hydrogen-containing functional groups such as primary, secondary or / and tertiary amino groups and hydroxyl groups in the cationic epoxy resin during curing to give a good cured coating film. It must be sufficient, generally expressed in terms of the solids mass ratio of the cationic epoxy resin to the curing agent, generally in the range of 90/10 to 50/50, preferably 80/20 to 65/35.
カチオン電着塗料組成物に含まれる電導度制御剤の量は、特に限定されるものではないが、具体的には、カチオン電着塗料組成物の塗料固形分に基づいて0.5〜30質量%であるのが好ましく、1〜30質量%であるのがより好ましく、1〜15質量%であるのがさらに好ましい。電導度制御剤の量は0.5質量%より少なくてもよいが、十分な電気電導度が得られないことがある。また、電導度制御剤の量は30質量%を超えてもよいが、添加量に比例した電気電導度の増加が見られなくなる。 The amount of the conductivity control agent contained in the cationic electrodeposition coating composition is not particularly limited, but specifically, 0.5 to 30 mass based on the solid content of the cationic electrodeposition coating composition. %, More preferably 1 to 30% by mass, and even more preferably 1 to 15% by mass. The amount of the conductivity control agent may be less than 0.5% by mass, but sufficient electrical conductivity may not be obtained. Moreover, although the quantity of an electrical conductivity control agent may exceed 30 mass%, the increase in electrical conductivity proportional to the addition amount is not seen.
本発明のカチオン電着塗料組成物は、固形分濃度が従来の20質量%程度より低い固形分濃度、特に0.5〜9質量%であり、より好ましくは3〜9質量%である。0.5質量%を下回ると、下塗り塗膜としての電着塗膜が得られないおそれがある。一方、固形分濃度は9質量%を超える場合は、静置した無撹拌状態においてカチオン電着塗料組成物中に含まれる顔料成分が沈降するおそれがある。また、電導度制御剤を添加して塗料の電気電導度を調整する必要が無くなる可能性がある。 The cationic electrodeposition coating composition of the present invention has a solid content concentration lower than the conventional 20% by mass, particularly 0.5 to 9% by mass, and more preferably 3 to 9% by mass. If it is less than 0.5% by mass, an electrodeposition coating film as an undercoat coating film may not be obtained. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 9% by mass, there is a possibility that the pigment component contained in the cationic electrodeposition coating composition settles in a stationary and unstirred state. In addition, it may not be necessary to add a conductivity control agent to adjust the electrical conductivity of the paint.
本発明のカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.7以下である。ここで「カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分」とは、カチオン性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤、電導度制御剤、そして好ましい態様において用いられる非架橋アクリル樹脂を意味する。カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は、カチオン性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤、電導度制御剤、および非架橋アクリル樹脂それぞれのSP値を用いて、カチオン電着塗料組成物中における固形分質量比を元に平均値を算出することによって、求めることができる。カチオン性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤、電導度制御剤、および非架橋アクリル樹脂それぞれのSP値は、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた上記濁点測定法によって測定することができる。 The SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention is 11.7 or less. Here, the “resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition” means a cationic epoxy resin, a blocked isocyanate curing agent, a conductivity control agent, and a non-crosslinked acrylic resin used in a preferred embodiment. The SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition is determined using the SP values of the cationic epoxy resin, blocked isocyanate curing agent, conductivity controller, and non-crosslinked acrylic resin, respectively. It can obtain | require by calculating an average value based on solid content mass ratio in the inside. The SP value of each of the cationic epoxy resin, blocked isocyanate curing agent, conductivity control agent, and non-crosslinked acrylic resin should be measured by the above-described cloud point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion-exchanged water). Can do.
本発明のカチオン電着塗料組成物は、塗料固形分濃度が低いため沈降安定性に優れ、またつきまわり性に優れることに加えて、ジルコニウム系化成処理剤で処理された被塗物または未処理の被塗物を電着塗装する場合であっても、リン酸亜鉛系化成処理剤によって処理された被塗物を塗装する場合と遜色ない塗膜外観を達成することができる。一般に、ジルコニウム系化成処理剤によって形成される化成処理膜の膜厚は、リン酸亜鉛系化成処理剤によって形成される化成処理膜の膜厚の1/10〜1/30程度と非常に薄い。また、カチオン電着塗料組成物が含有する電導度制御剤は、アミン価が高いため電流を流しやすい。そのため、ジルコニウム系化成被膜が形成された被塗物を電着塗装する場合、リン酸亜鉛系化成被膜が形成された場合に比べ、電着塗膜が析出した部分においても塗膜抵抗値が低くなってしまう。また、未処理の被塗物に電着塗装する場合も同様である。被塗物が未処理であることによって、リン酸亜鉛系化成被膜が形成された場合に比べ、電着塗膜が析出した部分においても塗膜抵抗値が低くなってしまう。これにより、塗膜析出部分において、過剰な電流の流れが生じ、ガスピンホールなどの塗膜異常が発生しやすくなる。 The cationic electrodeposition coating composition of the present invention is excellent in settling stability due to a low coating solid content concentration, and in addition to being excellent in throwing power, in addition to an object to be coated or untreated treated with a zirconium-based chemical conversion treatment agent. Even when the object to be coated is applied by electrodeposition, it is possible to achieve a coating film appearance that is inferior to the case of coating the object treated with the zinc phosphate chemical conversion treatment agent. In general, the film thickness of the chemical conversion treatment film formed with the zirconium-based chemical conversion treatment agent is very thin, about 1/10 to 1/30 of the film thickness of the chemical conversion treatment film formed with the zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent. Moreover, since the electrical conductivity control agent which a cationic electrodeposition coating composition contains has a high amine number, it is easy to flow an electric current. Therefore, when electrodeposition is applied to an object on which a zirconium-based conversion coating is formed, the coating resistance value is lower even in the portion where the electrodeposition coating is deposited than when a zinc phosphate conversion coating is formed. turn into. The same applies when electrodeposition is applied to an untreated object. Since the object to be coated is untreated, the resistance value of the coating film is lowered even in the portion where the electrodeposition coating film is deposited, as compared with the case where the zinc phosphate-based chemical conversion film is formed. As a result, an excessive current flow occurs in the coating film deposition portion, and coating film abnormalities such as gas pinholes are likely to occur.
これに対して、本発明は、カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値を11.7以下とすることにより、低固形分型かつ電導度制御剤を含むカチオン電着塗料組成物においても疎水性を確保することができる。これにより電着塗装における電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間が12秒以内となる。つまりカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値を11.7以下に調整することによって、電圧印加開始により析出する塗膜の塗膜抵抗値が、電圧印加開始から短時間の間で上昇する(塗膜抵抗値の立ち上がりが早い)こととなる。そして、電着塗膜が析出した部分において塗膜抵抗値の立ち上がりが早いことにより、塗膜析出部分における過剰な電流の流れが抑制されることとなり、ガスピンホールなどの塗膜異常の発生が抑制され、得られる硬化電着塗膜の塗膜外観が良好なものとなる。なお、SP値の下限は10.0とすることが好ましい。SP値を10.0以上とすることで、析出塗膜への乾きムラ発生を防止することができる。 In contrast, the present invention provides a cationic electrodeposition coating composition containing a low solid content type conductivity control agent by setting the SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition to 11.7 or less. Also, hydrophobicity can be ensured. As a result, the time from the start of voltage application in electrodeposition coating until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 is within 12 seconds. That is, by adjusting the SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition to 11.7 or less, the coating film resistance value of the coating film deposited by the start of voltage application can be reduced within a short time from the start of voltage application. It rises (the rise of the coating film resistance value is fast). And, since the rise of the coating resistance value is quick at the portion where the electrodeposition coating film is deposited, the excessive current flow at the coating deposition portion is suppressed, and the occurrence of coating film abnormality such as gas pinholes occurs. It is suppressed and the coating film appearance of the obtained cured electrodeposition coating film becomes good. The lower limit of the SP value is preferably 10.0. By making the SP value 10.0 or more, it is possible to prevent the occurrence of uneven drying on the deposited coating film.
カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値を11.7以下に調整する方法として、例えば、非架橋アクリル樹脂をカチオン電着塗料組成物に含める方法、および、ブロックイソシアネート硬化剤として芳香族ジイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートをブロックしたブロックイソシアネートを用いる方法、などが挙げられる。 Examples of a method for adjusting the SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition to 11.7 or less include, for example, a method of including a non-crosslinked acrylic resin in the cationic electrodeposition coating composition, and an aromatic as a blocked isocyanate curing agent. And a method using a blocked isocyanate obtained by blocking an aromatic diisocyanate or an aromatic polyisocyanate.
本発明のカチオン電着塗料組成物から得られる電着塗膜の50℃における塗膜粘度は、3000Pa・s以下である。カチオン電着塗料組成物からの析出によって得られる未硬化の電着塗膜の50℃における塗膜粘度が3000Pa・s以下であることによって、電着塗膜が未硬化の状態において電着塗膜中の樹脂成分の融着が生じることとなる。そして、塗膜析出部分における過剰な電流の流れが抑制されることとなり、ガスピンホールなどの塗膜異常の発生が抑制され、得られる硬化電着塗膜の塗膜外観が良好なものとなる。粘度は、500Pa・s以上であることが好ましい。粘度を500Pa・s以上とすることで、良好なつきまわり性を得ることができる。 The electrodeposition coating film obtained from the cationic electrodeposition coating composition of the present invention has a coating film viscosity at 50 ° C. of 3000 Pa · s or less. The uncured electrodeposition coating film obtained by precipitation from the cationic electrodeposition coating composition has a coating film viscosity at 50 ° C. of 3000 Pa · s or less, so that the electrodeposition coating film is in an uncured state. Fusion of the resin component inside will occur. And the flow of excessive current in the coating film deposition part is suppressed, the occurrence of coating film abnormality such as gas pinholes is suppressed, and the coating film appearance of the obtained cured electrodeposition coating film becomes good. . The viscosity is preferably 500 Pa · s or more. By setting the viscosity to 500 Pa · s or more, good throwing power can be obtained.
本発明において、電着塗膜の粘度を50℃で測定する理由は以下の通りである。電着塗膜は、電圧の印加により被塗物表面に析出した塗膜である。電着塗膜は一般に、耐食性を確保するため、上塗り塗料組成物、中塗り塗料組成物と比較して、より高粘度(高Tg)に設計されている。そのため、一般的な電着槽の温度(例えば30℃)において電着塗膜の粘度を測定すると、粘度が非常に高いため測定が不能となることさえある。このため、30℃において電着塗膜の塗膜粘度を測定することは困難である。一方、析出した電着塗膜は、加熱によって熱フローが生じて粘度が下がり、塗膜表面が滑らかになる。そしてさらに加熱することによって、電着塗膜中に含まれるブロックイソシアネート硬化剤のブロック剤が熱解離して、これがカチオン性エポキシ樹脂中の水酸基、アミノ基などと架橋反応し、塗膜粘度は急上昇する。これによって電着塗膜は硬化し、硬化電着塗膜となる。つまり、電着塗膜は加熱によって一旦粘度が下がり、その後粘度が上昇することとなる。 In the present invention, the reason for measuring the viscosity of the electrodeposition coating film at 50 ° C. is as follows. An electrodeposition coating film is a coating film deposited on the surface of an object to be coated by application of a voltage. In general, the electrodeposition coating film is designed to have a higher viscosity (high Tg) than the top coating composition and the intermediate coating composition in order to ensure corrosion resistance. Therefore, when the viscosity of the electrodeposition coating film is measured at a general electrodeposition bath temperature (for example, 30 ° C.), the measurement may be impossible due to the very high viscosity. For this reason, it is difficult to measure the viscosity of the electrodeposition coating film at 30 ° C. On the other hand, the deposited electrodeposition coating film is heated to generate a heat flow, the viscosity is lowered, and the coating film surface becomes smooth. By further heating, the blocking agent of the blocked isocyanate curing agent contained in the electrodeposition coating film is thermally dissociated, and this undergoes a crosslinking reaction with hydroxyl groups, amino groups, etc. in the cationic epoxy resin, and the coating film viscosity rapidly increases. To do. As a result, the electrodeposition coating film is cured to form a cured electrodeposition coating film. That is, the viscosity of the electrodeposition coating film is once lowered by heating, and then the viscosity is increased.
さらに、電着塗装時においては、ジュール熱が発生することにより、被塗物付近は、40〜50℃程に上昇している。つまり50℃での粘度測定は、電着塗膜析出時の物理的性質を再現させた状態であるということができる。以上より50℃という温度は、電着塗料組成物の上記性質から塗膜粘度の測定に好ましい温度であり、かつ、バインダー樹脂の架橋も生じていない温度、つまり未硬化の電着塗膜の析出時の性質を判断するのに適切な温度であると考えられる。 Furthermore, at the time of electrodeposition coating, Joule heat is generated, and the vicinity of the object to be coated is raised to about 40 to 50 ° C. That is, it can be said that the viscosity measurement at 50 ° C. is a state in which the physical properties at the time of electrodeposition coating deposition are reproduced. From the above, the temperature of 50 ° C. is a preferable temperature for the measurement of the viscosity of the coating film from the above properties of the electrodeposition coating composition, and the temperature at which the binder resin is not crosslinked, that is, the deposition of the uncured electrodeposition coating film It is considered that the temperature is appropriate for judging the nature of time.
本発明のカチオン電着塗料組成物において、カチオン電着塗料組成物からの析出によって得られる未硬化の電着塗膜の50℃における塗膜粘度を3000Pa・s以下に調整する方法として、例えば、カチオン性エポキシ樹脂としてジカルボン酸変性カチオン性エポキシ樹脂を用いる方法、電着塗料組成物中に含まれる溶媒の量を調節する方法、カチオン性エポキシ樹脂とブロックイソシアネート硬化剤との混合比率を調節する方法などが挙げられる。他の方法として、さらにカチオン性アクリル樹脂を加える方法、非架橋アクリル樹脂のTgを調整する方法なども挙げられる。 In the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, as a method of adjusting the coating viscosity at 50 ° C. of an uncured electrodeposition coating obtained by precipitation from the cationic electrodeposition coating composition to 3000 Pa · s or less, for example, A method of using a dicarboxylic acid-modified cationic epoxy resin as a cationic epoxy resin, a method of adjusting the amount of a solvent contained in an electrodeposition coating composition, and a method of adjusting a mixing ratio of a cationic epoxy resin and a blocked isocyanate curing agent Etc. Other methods include a method of adding a cationic acrylic resin and a method of adjusting Tg of the non-crosslinked acrylic resin.
なお、電着塗膜の塗膜粘度は、次のようにして測定することができる。まず被塗物に膜厚約15μmとなるように180秒間電着塗装を行い、電着塗膜を形成し、これを水洗して余分に付着した電着塗料組成物を取り除く。次いで、電着塗膜表面に付着した余分な水分を取り除いた後、乾燥させることなくすぐに塗膜を取り出して、試料を調製する。こうして得られた試料を、動的粘弾性測定装置を用いて、50℃における塗膜粘度を測定することができる。 In addition, the coating-film viscosity of an electrodeposition coating film can be measured as follows. First, electrodeposition coating is carried out for 180 seconds so that the film thickness is about 15 μm to form an electrodeposition coating film, which is washed with water to remove the excessively deposited electrodeposition coating composition. Next, after removing excess moisture adhering to the surface of the electrodeposition coating film, the coating film is taken out immediately without drying to prepare a sample. The sample thus obtained can be measured for coating film viscosity at 50 ° C. using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus.
被塗物
本発明における被塗物として、カチオン電着可能な金属基材が挙げられる。上記金属基材としては、カチオン電着可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、鉄系金属基材、アルミニウム系金属基材、亜鉛系金属基材等を挙げることができる。
Articles to be coated Examples of the objects to be coated in the present invention include metal substrates capable of cationic electrodeposition. The metal substrate is not particularly limited as long as it can be cationically electrodeposited. Examples thereof include iron-based metal substrates, aluminum-based metal substrates, and zinc-based metal substrates. .
化成処理剤
化成処理する場合、ジルコニウムイオンを含む一般的な化成処理剤を使用することができる。なお本明細書においては、この化成処理剤を「ジルコニウム系化成処理剤」と記載することもある。
In the case of chemical conversion treatment, a general chemical conversion treatment agent containing zirconium ions can be used. In the present specification, this chemical conversion treatment agent may be referred to as a “zirconium-based chemical conversion treatment agent”.
上記化成処理剤におけるジルコニウムイオンの濃度は好ましくは10〜10000ppmである。より好ましい下限値および上限値は、それぞれ100ppmおよび500ppmである。 The concentration of zirconium ions in the chemical conversion treatment agent is preferably 10 to 10,000 ppm. More preferable lower and upper limit values are 100 ppm and 500 ppm, respectively.
なお、本明細書における化成処理剤としての化成処理剤での金属イオンの濃度についての表記は、錯体や酸化物を形成している場合において、その錯体や酸化物中の金属原子のみに着目した、金属元素換算濃度で表すものとする。従って、本明細書における化成処理剤としての化成処理剤での金属イオン濃度は、一部が非イオンとして存在しているか否かにかかわらず、100%解離して金属イオンとして存在する場合の金属イオン濃度をいう。 In addition, the description about the concentration of the metal ion in the chemical conversion treatment agent as the chemical conversion treatment agent in the present specification focuses on only the metal atom in the complex or oxide when the complex or oxide is formed. And expressed in terms of metal element equivalent. Therefore, the metal ion concentration in the chemical conversion treatment agent as the chemical conversion treatment agent in the present specification is a metal in a case where it is dissociated 100% and exists as a metal ion regardless of whether or not a part thereof is present as a non-ion. Refers to ion concentration.
また、ジルコニウムイオンおよび錫イオンを含み、ジルコニウムイオン濃度が10〜10000ppmでありかつジルコニウムイオンに対する錫イオンの濃度比が質量換算で0.005〜1であり、およびpHが1.5〜6.5である化成処理剤を用いてもよく、チタンやハフニウムを含む化成処理剤を用いてもよい。 Further, it contains zirconium ions and tin ions, the zirconium ion concentration is 10 to 10,000 ppm, the concentration ratio of tin ions to zirconium ions is 0.005 to 1 in terms of mass, and the pH is 1.5 to 6.5. A chemical conversion treatment agent that is or a chemical conversion treatment agent containing titanium or hafnium may be used.
化成処理
上記化成処理剤を用いて、被塗物に対して処理を行うことによって、化成処理膜(本明細書中においては、省略して「被膜」と称する場合もある)が形成される。化成処理は、上記化成処理剤を、被塗物である上記金属基材に接触させることによって行われる。化成処理剤を被塗物に接触させる方法の具体例として、浸漬法、スプレー法、ロールコート法、流しかけ処理法等を挙げることができる。
Chemical conversion treatment A chemical conversion treatment film (which may be referred to as a “coating” in the present specification for omission) is formed by performing treatment on an object to be coated using the chemical conversion treatment agent. The chemical conversion treatment is performed by bringing the chemical conversion treatment agent into contact with the metal substrate that is the object to be coated. Specific examples of the method for bringing the chemical conversion treatment agent into contact with the article to be coated include an immersion method, a spray method, a roll coating method, and a pouring treatment method.
カチオン電着塗装
一般的な電着塗装工程は、電着塗料組成物に被塗物を浸漬する過程、および、上記被塗物を陰極として陽極との間に電圧を印加し、被膜を析出させる過程、から構成される。通電時間は、電着条件によって異なるが、一般には2〜4分程である。印加電圧は、被塗物を陰極として陽極との間において、例えば50〜450Vの電圧が印加される。
Cationic electrodeposition coating A general electrodeposition coating process includes a process of immersing an object to be coated in an electrodeposition coating composition, and applying a voltage between the object to be coated as a cathode and an anode to deposit a film. Process. The energization time varies depending on the electrodeposition conditions, but is generally about 2 to 4 minutes. As the applied voltage, for example, a voltage of 50 to 450 V is applied between the object to be coated and the anode.
本発明のカチオン電着塗料組成物を用いた、塗装温度30℃における電着塗装においては、電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間(この時間を、本明細書において「抵抗形成時間」という)が12秒以内であることを特徴とする。なおこの電着塗装における電圧は、約3分間通電した場合において膜厚が15μmの範囲となる電圧である。抵抗形成時間の具体的な測定方法は以下の通りである。まず特定の電着塗料組成物を用いて電着塗装を行う場合における「180秒の通電により膜厚が15μmとなる電圧」を決定する。この電圧の決定方法は、例えば任意の電圧(50V、100V)を印加した場合の膜厚測定結果に基づき、膜厚15μmとなる電圧を算出するなどの方法によって決定される。その後、その決定した電圧を印加する条件において、新たな被塗物を電着塗装し、この場合における電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間(抵抗形成時間)を測定することによって、測定される。 In the electrodeposition coating at a coating temperature of 30 ° C. using the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, from the start of voltage application until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2. The time (this time is referred to as “resistance formation time” in this specification) is within 12 seconds. The voltage in this electrodeposition coating is a voltage that results in a film thickness in the range of 15 μm when energized for about 3 minutes. A specific method for measuring the resistance formation time is as follows. First, “the voltage at which the film thickness becomes 15 μm by energization for 180 seconds” in the case of performing electrodeposition coating using a specific electrodeposition coating composition is determined. This voltage determination method is determined by, for example, a method of calculating a voltage with a film thickness of 15 μm based on a film thickness measurement result when an arbitrary voltage (50 V, 100 V) is applied. Thereafter, under the condition of applying the determined voltage, a new object is electrodeposited, and the time until the coating resistance value of the electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 in this case (resistance formation time) ) Is measured.
電着塗装した後、必要に応じた水洗処理などを行う。次いで、通常は140〜180℃で10〜30分間焼き付けることによって、硬化電着塗膜が形成される。 After electrodeposition coating, perform water washing as necessary. Next, usually, a cured electrodeposition coating film is formed by baking at 140 to 180 ° C. for 10 to 30 minutes.
本発明で用いることができる化成処理剤は、ジルコニウムイオンおよび錫イオンを含み、ジルコニウムイオン濃度が10〜10000ppmでありかつジルコニウムイオンに対する錫イオンの濃度比が質量換算で0.005〜1であり、およびpHが1.5〜6.5である化成処理剤であるのが好ましい。この化成処理剤は、化成処理膜の安定性を改善すると思われることから、従来のジルコニウムを含む化成処理剤での前処理が不適であった冷延鋼板または亜鉛めっき鋼板などの鉄系基材に化成処理膜を良好に形成することができる。そしてさらに本発明における電着塗料組成物を用いることによって、優れたつきまわり性が発揮されることとなる。 The chemical conversion treatment agent that can be used in the present invention contains zirconium ions and tin ions, the zirconium ion concentration is 10 to 10,000 ppm, and the concentration ratio of tin ions to zirconium ions is 0.005 to 1 in terms of mass, And a chemical conversion treatment agent having a pH of 1.5 to 6.5. Since this chemical conversion treatment agent seems to improve the stability of the chemical conversion treatment film, iron-based substrates such as cold-rolled steel sheets or galvanized steel sheets that were not suitable for pretreatment with conventional chemical conversion treatment agents containing zirconium It is possible to satisfactorily form the chemical conversion treatment film. Further, by using the electrodeposition coating composition in the present invention, excellent throwing power is exhibited.
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「%」は、ことわりのない限り、質量基準による。 The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
製造例1 化成処理剤の製造
製造例1−1 アミノシランの加水分解縮合体の調製
アミノシランとしてKBE603(3−アミノプロピル−トリエトキシシラン、有効濃度100%、信越化学工業社製)、5質量部を滴下漏斗から、脱イオン水47.5質量部とイソプロピルアルコール47.5質量部の混合溶媒中(溶媒温度:25℃)に60分かけて均一に滴下した後、窒素雰囲気下、25℃で24時間反応を行った。その後、反応溶液を減圧することにより、イソプロピルアルコールを蒸発させ、さらに脱イオン水を加え、有効成分5%のアミノシランの加水分解縮合体を得た。
Production Example 1 Production of chemical conversion treatment agent
Production Example 1-1 Preparation of Aminosilane Hydrolysis Condensate As aminosilane, KBE603 (3-aminopropyl-triethoxysilane, effective concentration 100%, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass from a dropping funnel, deionized water 47 After dropping uniformly in a mixed solvent of 5 parts by mass and 47.5 parts by mass of isopropyl alcohol (solvent temperature: 25 ° C.) over 60 minutes, the reaction was performed at 25 ° C. for 24 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, the reaction solution was depressurized to evaporate isopropyl alcohol, and deionized water was further added to obtain a hydrolysis-condensation product of aminosilane having an active ingredient of 5%.
製造例1−2 化成処理剤の調製
ジルコニウムイオン供給源としての40%ジルコン酸水溶液を、ジルコニウムイオン濃度が500ppmとなる量で、錫イオン供給源としての酢酸錫を錫イオン濃度が30ppmとなる量で、製造例1−1のアミノシランの加水分解縮合体を200ppmとなる量で、および硝酸アルミニウムをアルミニウムイオン濃度が200ppmとなる量で加え、フッ化水素酸を加え、さらに硝酸と水酸化ナトリウムとを用いてpHが3.5となるよう調整を行い、化成処理剤を得た。得られた化成処理剤におけるSn/Zr比は0.06であった。また、この処理剤をpH3.0に調製した場合におけるフッ素イオンメーターを用いて測定した際のフリーフッ素イオン濃度は5ppmであった。
Production Example 1-2 Preparation of Chemical Conversion Treatment Agent 40% zirconic acid aqueous solution as a zirconium ion supply source in such an amount that the zirconium ion concentration becomes 500 ppm and tin acetate as the tin ion supply amount in which the tin ion concentration becomes 30 ppm Then, the aminosilane hydrolysis condensate of Production Example 1-1 is added in an amount of 200 ppm, aluminum nitrate is added in an amount of aluminum ion concentration of 200 ppm, hydrofluoric acid is added, and nitric acid and sodium hydroxide are added. Was used to adjust the pH to 3.5 to obtain a chemical conversion treatment agent. The Sn / Zr ratio in the obtained chemical conversion treatment agent was 0.06. Moreover, the free fluorine ion concentration when measured using a fluorine ion meter when this treatment agent was adjusted to pH 3.0 was 5 ppm.
製造例2 カチオン電着塗料組成物に関する製造例
製造例2−1 電導度制御剤の調製
還流冷却器、撹拌機を備えたフラスコに、メチルイソブチルケトン(以下「MIBK」と略す。)295部、メチルエタノールアミン37.5部、ジエタノールアミン52.5部を仕込み、撹拌しながら100℃に保持した。これにクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成製、商品名YDCN−703)205部を徐々に加え、全量加え終えたのち3時間反応させた。数平均分子量を測定したところ、2100であった。得られたアミノ変性樹脂のアミン価(MEQ(B))を測定したところ、340mmol/100gであった。
Production Example 2 Production Example for Cationic Electrodeposition Coating Composition
Production Example 2-1 Preparation of Conductivity Control Agent In a flask equipped with a reflux condenser and a stirrer, 295 parts of methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated as “MIBK”), 37.5 parts of methylethanolamine, 52.5 diethanolamine The parts were charged and kept at 100 ° C. with stirring. To this, 205 parts of a cresol novolac type epoxy resin (product name YDCN-703, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) was gradually added. It was 2100 when the number average molecular weight was measured. The amine value (MEQ (B)) of the obtained amino-modified resin was measured and found to be 340 mmol / 100 g.
得られたアミノ変性樹脂溶液140部に、ギ酸5.5部と脱イオン水1254.5部を加えて80℃に保持しながら30分間撹拌した。減圧下において有機溶剤を除去し、固形分7.0%の電導度制御剤を得た。この電導度制御剤のSP値を、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた濁点測定法によって測定したところ、14.3であった。 To 140 parts of the resulting amino-modified resin solution, 5.5 parts of formic acid and 1254.5 parts of deionized water were added and stirred for 30 minutes while maintaining at 80 ° C. The organic solvent was removed under reduced pressure to obtain a conductivity control agent having a solid content of 7.0%. The SP value of the conductivity control agent was 14.3 as measured by a turbid point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion exchange water).
製造例2−2 カチオン性エポキシ樹脂の調製(1)
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を装備したフラスコに、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(質量比=8/2)92部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと略す)95部およびジブチル錫ジラウレート0.5部を仕込んだ。反応混合物を攪拌下、メタノール21部を滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル50部を滴下漏斗より滴下した。更に、反応混合物に、ビスフェノールA−プロピレンオキシド5モル付加体53部を添加した。反応は主に、60〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。
Production Example 2-2 Preparation of Cationic Epoxy Resin (1)
In a flask equipped with a stirrer, a condenser tube, a nitrogen inlet tube, a thermometer and a dropping funnel, 92 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (mass ratio = 8/2), methyl isobutyl ketone (hereinafter, MIBK) Abbreviated to 95 parts) and 0.5 part of dibutyltin dilaurate. While stirring the reaction mixture, 21 parts of methanol was added dropwise. The reaction was started from room temperature and heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 50 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel. Further, 53 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5 mol adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly carried out in the range of 60 to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum.
次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂365部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、エポキシ当量410になるまで130℃で反応させた。 Next, 365 parts of epoxy resin with an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method was added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 410.
続いて、ビスフェノールA61部およびオクチル酸33部を加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量は1190となった。その後、反応混合物を冷却し、ジエタノールアミン11部、N−エチルエタノールアミン24部およびアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79質量%MIBK溶液25部を加え、110℃で2時間反応させた。その後、MIBKで不揮発分80%となるまで希釈し、カチオン性エポキシ樹脂(1)(樹脂固形分80%)を得た。このカチオン性エポキシ樹脂のSP値を、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた濁点測定法によって測定したところ、11.6であった。 Subsequently, 61 parts of bisphenol A and 33 parts of octylic acid were added and reacted at 120 ° C., resulting in an epoxy equivalent of 1190. Thereafter, the reaction mixture was cooled, 11 parts of diethanolamine, 24 parts of N-ethylethanolamine and 25 parts of a 79% by weight MIBK solution of ketimine of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Then, it diluted with MIBK until it became non-volatile content 80%, and obtained the cationic epoxy resin (1) (resin solid content 80%). The SP value of this cationic epoxy resin was measured by a turbid point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion-exchanged water) and found to be 11.6.
製造例2−3 カチオン性エポキシ樹脂の調製(2)
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を装備したフラスコに2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(質量比=8/2)35部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと略す)94部およびジブシル錫ジラウレート0.5部を仕込んだ。反応混合物を攪拌下、メタノール7部を滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル12部を滴下漏斗より滴下した。更に、反応混合物にビスフェノールA−プロピレンオキサイド5モル付加体33部を添加した。反応は、主に、60℃〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂383部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、エポキシ当量266になるまで130℃で反応させた。
Production Example 2-3 Preparation of Cationic Epoxy Resin (2)
In a flask equipped with a stirrer, condenser, nitrogen inlet, thermometer and dropping funnel, 35 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (mass ratio = 8/2), methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as MIBK) 94 parts and dibuciltin dilaurate 0.5 part were charged. While stirring the reaction mixture, 7 parts of methanol was added dropwise. The reaction was started from room temperature and heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 12 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel. Further, 33 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5 mol adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly carried out in the range of 60 ° C. to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum. Next, 383 parts of an epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method was added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 266.
続いて、ビスフェノールA90部、オクチル酸47部およびダイマー酸71部を加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量1460となった。 Subsequently, when 90 parts of bisphenol A, 47 parts of octylic acid and 71 parts of dimer acid were added and reacted at 120 ° C., an epoxy equivalent of 1460 was obtained.
得られた反応物をその後、冷却し、次にジエタノールアミン31部とアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79質量%MIBK溶液39部を加え、110℃で2時間反応させた。その後MIBKで不揮発分88%まで希釈した。こうしてカチオン性エポキシ樹脂(2)を得た。このカチオン性エポキシ樹脂(2)のSP値を、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた濁点測定法によって測定したところ、11.6であった。 The obtained reaction product was then cooled, and then 31 parts of diethanolamine and 39 parts of a 79% by weight MIBK solution of ketimine product of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Thereafter, it was diluted with MIBK to a non-volatile content of 88%. Thus, a cationic epoxy resin (2) was obtained. The SP value of the cationic epoxy resin (2) was measured by a cloud point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion-exchanged water) and found to be 11.6.
製造例2−4 顔料分散樹脂の調製
まず、攪拌装置、冷却管、窒素導入管および温度計を装備した反応容器に、イソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略す)222.0部を入れ、MIBK39.1部で希釈した後、ここヘジブチル錫ジラウレート0.2部を加えた。その後、これを50℃に昇温した後、2−エチルヘキサノール131.5部を攪拌下、乾燥窒素雰囲気中で2時間かけて滴下した。適宜、冷却することにより、反応温度を50℃に維持した。その結果、2−エチルヘキサノールハーフブロック化IPDI(樹脂固形分90.0%)が得られた。
Production Example 2-4 Preparation of Pigment Dispersing Resin First, 222.0 parts of isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as IPDI) was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a nitrogen introduction tube, and a thermometer, and MIBK 39.1. Then, 0.2 part of hedibutyltin dilaurate was added. Then, after heating this to 50 degreeC, 131.5 parts of 2-ethylhexanol was dripped over 2 hours in dry nitrogen atmosphere, stirring. The reaction temperature was maintained at 50 ° C. by cooling appropriately. As a result, 2-ethylhexanol half-blocked IPDI (resin solid content: 90.0%) was obtained.
次いで、適当な反応容器に、ジメチルエタノールアミン87.2部、75%乳酸水溶液117.6部およびエチレングリコールモノブチルエーテル39.2部を順に加え、65℃で約半時間攪拌して、4級化剤を調製した。 Next, 87.2 parts of dimethylethanolamine, 117.6 parts of 75% aqueous lactic acid solution, and 39.2 parts of ethylene glycol monobutyl ether are added to a suitable reaction vessel in this order, and the mixture is stirred at 65 ° C. for about half an hour to form quaternization. An agent was prepared.
次に、エポン(EPON)829(シェル・ケミカル・カンパニー社製ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量193〜203)710.0部とビスフェノールA289.6部とを適当な反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、150〜160℃に加熱したところ、初期発熱反応が生じた。反応混合物を150〜160℃で約1時間反応させ、次いで、120℃に冷却した後、先に調製した2−エチルヘキサノールハーフブロック化IPDI(MIBK溶液)498.8部を加えた。 Next, 710.0 parts of EPON 829 (bisphenol A type epoxy resin manufactured by Shell Chemical Company, epoxy equivalent 193 to 203) and 289.6 parts of bisphenol A were charged into a suitable reaction vessel, and the reaction was conducted under a nitrogen atmosphere. When heated to 150 to 160 ° C., an initial exothermic reaction occurred. The reaction mixture was reacted at 150-160 ° C. for about 1 hour, then cooled to 120 ° C., and 498.8 parts of 2-ethylhexanol half-blocked IPDI (MIBK solution) prepared above was added.
反応混合物を110〜120℃に約1時間保ち、次いで、エチレングリコールモノブチルエーテル463.4部を加え、混合物を85〜95℃に冷却し、均一化した後、先に調製した4級化剤196.7部を添加した。酸価が1となるまで反応混合物を85〜95℃に保持した後、脱イオン水964部を加えて、エポキシ−ビスフェノールA樹脂において4級化を終了させ、4級アンモニウム塩部分を有する顔料分散用樹脂を得た(樹脂固形分50%)。この顔料分散用樹脂のSP値を、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた濁点測定法によって測定したところ、14.0であった。 The reaction mixture is kept at 110-120 ° C. for about 1 hour, then 463.4 parts of ethylene glycol monobutyl ether are added, the mixture is cooled to 85-95 ° C. and homogenized, and then the quaternizing agent 196 prepared above is used. 7 parts were added. After maintaining the reaction mixture at 85 to 95 ° C. until the acid value becomes 1, 964 parts of deionized water is added to finish quaternization in the epoxy-bisphenol A resin, and a pigment dispersion having a quaternary ammonium salt portion A resin was obtained (resin solid content 50%). The SP value of this pigment-dispersing resin was measured by a turbid point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion-exchanged water) and found to be 14.0.
製造例2−5 顔料分散ペースト(1)の調製
サンドグラインドミルに製造例2−4で得た顔料分散樹脂を100部、二酸化チタン100.0部およびイオン交換水100.0部を入れ、粒度10μm以下になるまで分散して、顔料分散ペースト(1)を得た(固形分50%)。
Production Example 2-5 Preparation of Pigment Dispersion Paste (1) Into a sand grind mill, 100 parts of the pigment dispersion resin obtained in Production Example 2-4, 100.0 parts of titanium dioxide and 100.0 parts of ion-exchanged water were added. Dispersion was carried out to 10 μm or less to obtain a pigment dispersion paste (1) (solid content 50%).
製造例2−6 非架橋アクリル樹脂(1)の調製
還流冷却器、撹拌機、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた5つ口フラスコに、酢酸n−ブチル300.0部を仕込み、窒素雰囲気下120℃に加熱保持した。これへ、スチレン250.0部、メチルメタクリレート35.7部、n−ブチルアクリレート48.2部、イソボロニルメタクリレート380.0部、ヒドロキシエチルメタクリレート278.4部、メチルアクリレート7.7部、酢酸n−ブチル60.0部、およびt−ブチルパーオクトエート150.0部の混合物を滴下ロートから3時間かけて滴下した。滴下終了後120℃に約1時間保持した後、酢酸n−ブチル30.0部、およびt−ブチルパーオクトエート10.0部の混合物を滴下し、120℃で約30分保持し、固形分70.3%のアクリル樹脂の溶液を得た。
得られた非架橋アクリル樹脂(1)の溶解性パラメータは11.0、ガラス転移温度は80℃、数平均分子量は2700であった。
Production Example 2-6 Preparation of Non-Crosslinked Acrylic Resin (1) In a five-necked flask equipped with a reflux condenser, stirrer, dropping funnel, and nitrogen inlet tube, 300.0 parts of n-butyl acetate was charged under a nitrogen atmosphere. Heated to 120 ° C. To this, 250.0 parts of styrene, 35.7 parts of methyl methacrylate, 48.2 parts of n-butyl acrylate, 380.0 parts of isobornyl methacrylate, 278.4 parts of hydroxyethyl methacrylate, 7.7 parts of methyl acrylate, acetic acid A mixture of 60.0 parts of n-butyl and 150.0 parts of t-butyl peroctoate was dropped from a dropping funnel over 3 hours. After the completion of dropping, the mixture was kept at 120 ° C. for about 1 hour, and then a mixture of 30.0 parts of n-butyl acetate and 10.0 parts of t-butyl peroctoate was dropped, and the mixture was kept at 120 ° C. for about 30 minutes. A solution of 70.3% acrylic resin was obtained.
The non-crosslinked acrylic resin (1) obtained had a solubility parameter of 11.0, a glass transition temperature of 80 ° C., and a number average molecular weight of 2700.
製造例2−7 非架橋アクリル樹脂(2)の製造
還流冷却器、撹拌機、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた5つ口フラスコに、酢酸n−ブチル300.0部を仕込み、窒素雰囲気下120℃に加熱保持した。これへ、スチレン200.0部、イソブチルメタクリレート325.6部、2−エチルヘキシルアクリレート150.2部、エチルアクリレート138.6部、ヒドロキシエチルメタクリレート185.6部、酢酸n−ブチル60.0部、およびt−ブチルパーオクトエート130.0部の混合物を滴下ロートから3時間かけて滴下した。滴下終了後120℃に約1時間保持した後、酢酸n−ブチル30.0部、およびt−ブチルパーオクトエート10.0部の混合物を滴下し、120℃で約30分保持し、固形分70.5%のアクリル樹脂の溶液を得た。
得られた非架橋アクリル樹脂(2)の溶解性パラメータは10.6、ガラス転移温度は20℃、数平均分子量は3200であった。
Production Example 2-7 Production of Non-Crosslinked Acrylic Resin (2) In a five-necked flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, a dropping funnel, and a nitrogen introduction tube, 300.0 parts of n-butyl acetate was charged under a nitrogen atmosphere. Heated to 120 ° C. To this, 200.0 parts styrene, 325.6 parts isobutyl methacrylate, 150.2 parts 2-ethylhexyl acrylate, 138.6 parts ethyl acrylate, 185.6 parts hydroxyethyl methacrylate, 60.0 parts n-butyl acetate, and A mixture of 130.0 parts of t-butyl peroctoate was added dropwise from the dropping funnel over 3 hours. After the completion of dropping, the mixture was kept at 120 ° C. for about 1 hour, and then a mixture of 30.0 parts of n-butyl acetate and 10.0 parts of t-butyl peroctoate was dropped, and the mixture was kept at 120 ° C. for about 30 minutes. A solution of 70.5% acrylic resin was obtained.
The non-crosslinked acrylic resin (2) obtained had a solubility parameter of 10.6, a glass transition temperature of 20 ° C., and a number average molecular weight of 3,200.
尚、本明細書中の各成分のガラス転移温度(Tg)は、DSC(Differental Scaning Calorymeter)セイコー電子工業を用いて測定した。 In addition, the glass transition temperature (Tg) of each component in this specification was measured using DSC (Differential Scanning Colorimeter) Seiko Electronics Industry.
製造例2−8 ブロックイソシアネート硬化剤(1)の調製
ジフェニルメタンジイソシアナート1250部およびMIBK266.4部を反応容器に仕込み、これを80℃まで加熱した後、ジブチル錫ジラウレート2.5部を加えた。ここに、ε−カプロラクタム226部をブチルセロソルブ944部に溶解させたものを80℃で2時間かけて滴下した。さらに100℃で4時間加熱した後、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失したことを確認し、放冷後、MIBK336.1部を加えてブロックイソシアネート硬化剤(1)を得た(固形分80%)。このブロックイソシアネート硬化剤(1)のSP値を、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた濁点測定法によって測定したところ、11.3であった。
Production Example 2-8 Preparation of Blocked Isocyanate Curing Agent (1) 1250 parts of diphenylmethane diisocyanate and 266.4 parts of MIBK were charged into a reaction vessel, which was heated to 80 ° C., and then 2.5 parts of dibutyltin dilaurate was added. . A solution prepared by dissolving 226 parts of ε-caprolactam in 944 parts of butyl cellosolve was added dropwise at 80 ° C. over 2 hours. Furthermore, after heating at 100 degreeC for 4 hours, in the measurement of IR spectrum, it confirmed that absorption based on an isocyanate group disappeared, and after standing to cool, MIBK336.1 part was added and block isocyanate hardening | curing agent (1) was obtained. (Solid content 80%). The SP value of the blocked isocyanate curing agent (1) was 11.3 as measured by a cloud point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion exchange water).
比較製造例2−1 ブロックイソシアネート硬化剤(2)の調製
ヘキサメチレンジイソシアナート840部およびMIBK172.2部を反応容器に仕込み、これを80℃まで加熱した後、ジブチル錫ジラウレート2.5部を加えた。ここに、メチルエチルケトオキシム870部を80℃で2時間かけて滴下した。さらに100℃で4時間加熱した後、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失したことを確認し、放冷後、MIBK101.3部を加えてブロックイソシアネート硬化剤(2)を得た(固形分85%)。このブロックイソシアネート硬化剤(2)のSP値を、良溶媒(テトラヒドロフラン)および貧溶媒(イオン交換水)を用いた濁点測定法によって測定したところ、12.6であった。
Comparative Production Example 2-1 Preparation of Blocked Isocyanate Curing Agent (2) 840 parts of hexamethylene diisocyanate and 172.2 parts of MIBK were charged into a reaction vessel and heated to 80 ° C., and then 2.5 parts of dibutyltin dilaurate was added. added. To this, 870 parts of methyl ethyl ketoxime was added dropwise at 80 ° C. over 2 hours. Furthermore, after heating at 100 degreeC for 4 hours, in the measurement of IR spectrum, it confirmed that the absorption based on an isocyanate group disappeared, and after standing to cool, MIBK101.3 part was added and block isocyanate hardening | curing agent (2) was obtained. (Solid content 85%). The SP value of the blocked isocyanate curing agent (2) was measured by a cloud point measurement method using a good solvent (tetrahydrofuran) and a poor solvent (ion-exchanged water) and found to be 12.6.
製造例2−9 バインダー樹脂エマルション(1)の調整
製造例2−3で得られたカチオン性エポキシ樹脂(2)と製造例2−8で得られたブロックイソシアネート硬化剤(1)とを固形分比60/40で均一になるように混合した。これに樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるよう氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分36%のエマルションを得た。
Production Example 2-9 Preparation of Binder Resin Emulsion (1) The cationic epoxy resin (2) obtained in Production Example 2-3 and the blocked isocyanate curing agent (1) obtained in Production Example 2-8 were mixed in solid content. It mixed so that it might become uniform by ratio 60/40. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent (MEQ (A)) of the acid per 100 g of resin solid content was 30, and ion-exchanged water was slowly added for dilution. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
製造例2−10 バインダー樹脂エマルション(2)の調整
製造例2−2で得られたカチオン性エポキシ樹脂(1)と製造例2−8で得られたブロックイソシアネート硬化剤(1)と製造例2−6で得られた非架橋アクリル樹脂(1)とを固形分比50/40/10で均一に混合したこと以外は、製造例2−9と同様にして、固形分36%のエマルションを得た。
Production Example 2-10 Preparation of Binder Resin Emulsion (2) Cationic Epoxy Resin (1) Obtained in Production Example 2-2, Blocked Isocyanate Curing Agent (1) Obtained in Production Example 2-8, and Production Example 2 An emulsion having a solid content of 36% was obtained in the same manner as in Production Example 2-9 except that the non-crosslinked acrylic resin (1) obtained in -6 was uniformly mixed at a solid content ratio of 50/40/10. It was.
製造例2−11 バインダー樹脂エマルション(3)の調整
製造例2−3で得られたカチオン性エポキシ樹脂(2)と製造例2−8で得られたブロックイソシアネート硬化剤(1)と製造例2−7で得られた非架橋アクリル樹脂(2)とを固形分比50/40/10で均一に混合したこと以外は、製造例2−9と同様にして、固形分36%のエマルションを得た。
Production Example 2-11 Preparation of Binder Resin Emulsion (3) Cationic Epoxy Resin (2) Obtained in Production Example 2-3, Blocked Isocyanate Curing Agent (1) Obtained in Production Example 2-8, and Production Example 2 An emulsion having a solid content of 36% was obtained in the same manner as in Production Example 2-9 except that the non-crosslinked acrylic resin (2) obtained in -7 was uniformly mixed at a solid content ratio of 50/40/10. It was.
比較製造例2−2 バインダー樹脂エマルション(4)の調整
製造例2−3で得られたカチオン性エポキシ樹脂(2)と製造例2−8で得られたブロックイソシアネート硬化剤(1)と比較製造例2−1で得られたブロックイソシアネート硬化剤(2)とを固形分比60/24/16で均一に混合したこと以外は、製造例2−9と同様にして、固形分36%のエマルションを得た。
Comparative Production Example 2-2 Preparation of Binder Resin Emulsion (4) Comparative production with the cationic epoxy resin (2) obtained in Production Example 2-3 and the blocked isocyanate curing agent (1) obtained in Production Example 2-8 Emulsion having a solid content of 36% in the same manner as in Production Example 2-9 except that the blocked isocyanate curing agent (2) obtained in Example 2-1 was uniformly mixed at a solid content ratio of 60/24/16. Got.
比較製造例2−3 バインダー樹脂エマルション(5)の調整
製造例2−2で得られたカチオン性エポキシ樹脂(1)と製造例2−8で得られたブロックイソシアネート硬化剤(1)とを固形分比60/40で均一に混合したこと以外は、製造例2−9と同様にして、固形分36%のエマルションを得た。
Comparative Production Example 2-3 Preparation of Binder Resin Emulsion (5) The cationic epoxy resin (1) obtained in Production Example 2-2 and the blocked isocyanate curing agent (1) obtained in Production Example 2-8 were solidified. An emulsion having a solid content of 36% was obtained in the same manner as in Production Example 2-9 except that the mixture was uniformly mixed at a fraction ratio of 60/40.
実施例1
カチオン電着塗料組成物の調製
製造例2−9で得られたバインダー樹脂エマルション(1)123.4部、製造例2−1で得られた電導度制御剤47.6部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト4.5部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド0.7部、およびイオン交換水821.8部を混合して、カチオン電着塗料組成物を調製した。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は5質量%であった。なお塗料固形分は、180℃で30分間加熱した後の残渣の質量の、元の質量に対する百分率として求めることができる(JIS K5601に準拠)。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.6であった。
Example 1
Preparation of Cationic Electrodeposition Coating Composition 123.4 parts of binder resin emulsion (1) obtained in Production Example 2-9, 47.6 parts of conductivity control agent obtained in Production Example 2-1, Production Example 2- A cationic electrodeposition coating composition was prepared by mixing 4.5 parts of the pigment dispersion paste obtained in 5 and 2 parts of a 10% aqueous cerium acetate solution, 0.7 parts of dibutyltin oxide and 821.8 parts of ion-exchanged water. did. The resulting solid coating content of the cationic electrodeposition coating composition was 5% by mass. The solid content of the paint can be determined as a percentage of the original mass of the residue after heating at 180 ° C. for 30 minutes (according to JIS K5601). The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.6.
化成処理および電着塗装
40℃に加温した製造例1の化成処理剤の液中に、脱脂処理後に水洗した被塗物(冷延鋼板)を60秒間浸漬して表面処理を行った。化成処理膜の被膜量は、75mg/m2であった。なお被膜量は、水洗処理後の冷延鋼板を電気乾燥炉において、80℃で5分間乾燥したうえで「XRF1700」(島津製作所製蛍光X線分析装置)を用いて、化成処理剤に含まれる金属の合計量として分析した。この「化成処理膜の被膜量」は、化成処理剤に含まれる金属の合計量を示している。
こうして化成処理膜が形成された被塗物を、次いで水道水で30秒間スプレー処理し、更にイオン交換水で10秒間スプレー処理した。
Chemical conversion treatment and electrodeposition coating In the liquid of the chemical conversion treatment agent of Production Example 1 heated to 40 ° C., the surface to be coated (cold rolled steel sheet) washed with water after degreasing treatment was immersed for 60 seconds to perform surface treatment. The coating amount of the chemical conversion treatment film was 75 mg / m 2 . The coating amount is included in the chemical conversion treatment agent using “XRF1700” (Shimadzu X-ray fluorescence analyzer) after the cold-rolled steel sheet after the water washing treatment is dried at 80 ° C. for 5 minutes in an electric drying furnace. The total amount of metal was analyzed. The “coating amount of the chemical conversion treatment film” indicates the total amount of metals contained in the chemical conversion treatment agent.
The coated object thus formed with the chemical conversion film was then sprayed with tap water for 30 seconds and further sprayed with ion-exchanged water for 10 seconds.
その後、乾燥工程を特に経ることなく、風乾のみ行い、その後電着塗装を行った。上記調製により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、液温30℃で、硬化電着塗膜の膜厚が15μmとなる塗装電圧にて電着塗装した。水洗した後、170℃で25分間焼き付け、硬化電着塗膜を得た。 Then, only air drying was performed without passing through a drying process, and then electrodeposition coating was performed. Using the cationic electrodeposition coating composition obtained by the above preparation, electrodeposition was applied at a liquid temperature of 30 ° C. at a coating voltage at which the thickness of the cured electrodeposition coating film was 15 μm. After washing with water, baking was performed at 170 ° C. for 25 minutes to obtain a cured electrodeposition coating film.
実施例2
カチオン電着塗料組成物の調製
製造例2−10で得られたバインダー樹脂エマルション(2)180.3部、製造例2−1で得られた電導度制御剤27.8部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト6.3部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド1.0部、およびイオン交換水782.6部を混合して、カチオン電着塗料組成物を調製した。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は7質量%であった。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.5であった。
Example 2
Preparation of cationic electrodeposition coating composition 180.3 parts of binder resin emulsion (2) obtained in Production Example 2-10, 27.8 parts of conductivity control agent obtained in Production Example 2-1, Production Example 2- A cation electrodeposition coating composition was prepared by mixing 6.3 parts of the pigment dispersion paste obtained in Step 5, 2 parts of a 10% aqueous cerium acetate solution, 1.0 part of dibutyltin oxide, and 782.6 parts of ion-exchanged water. did. The obtained cationic electrodeposition coating composition had a solid content of 7% by mass. The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.5.
製造例1の化成処理剤を用いて、被塗物(冷延鋼板)を実施例1と同様にして表面処理を行った。次いで、得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、実施例1と同様に電着塗装を行い、硬化電着塗膜を得た。 Using the chemical conversion treatment agent of Production Example 1, the surface of the article to be coated (cold rolled steel sheet) was subjected to surface treatment in the same manner as in Example 1. Subsequently, using the obtained cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a cured electrodeposition coating film.
実施例3
カチオン電着塗料組成物の調製
製造例2−11で得られたバインダー樹脂エマルション(3)180.3部、製造例2−1で得られた電導度制御剤27.8部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト6.3部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド1.0部、およびイオン交換水782.6部を混合して、カチオン電着塗料組成物を調製した。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は7質量%であった。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.4であった。
Example 3
Preparation of Cationic Electrodeposition Coating Composition 180.3 parts of binder resin emulsion (3) obtained in Production Example 2-11, 27.8 parts of conductivity control agent obtained in Production Example 2-1, Production Example 2- A cation electrodeposition coating composition was prepared by mixing 6.3 parts of the pigment dispersion paste obtained in Step 5, 2 parts of a 10% aqueous cerium acetate solution, 1.0 part of dibutyltin oxide, and 782.6 parts of ion-exchanged water. did. The obtained cationic electrodeposition coating composition had a solid content of 7% by mass. The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.4.
製造例1の化成処理剤を用いて、被塗物(冷延鋼板)を実施例1と同様にして表面処理を行った。次いで、得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、実施例1と同様に電着塗装を行い、硬化電着塗膜を得た。 Using the chemical conversion treatment agent of Production Example 1, the surface of the article to be coated (cold rolled steel sheet) was subjected to surface treatment in the same manner as in Example 1. Subsequently, using the obtained cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a cured electrodeposition coating film.
比較例1
カチオン電着塗料組成物の調製
製造例2−9で得られたバインダー樹脂エマルション(1)132.6部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト4.5部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド0.7部、およびイオン交換水860.2部を混合して、カチオン電着塗料組成物を調製した。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は5質量%あった。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.4であった。
Comparative Example 1
Preparation of Cationic Electrodeposition Coating Composition 132.6 parts of binder resin emulsion (1) obtained in Production Example 2-9, 4.5 parts of pigment dispersion paste obtained in Production Example 2-5, 10% aqueous cerium acetate solution 2 parts, 0.7 parts of dibutyltin oxide, and 860.2 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a cationic electrodeposition coating composition. The obtained cationic electrodeposition coating composition had a solid content of 5% by mass. The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.4.
製造例1の化成処理剤を用いて、被塗物(冷延鋼板)を実施例1と同様にして表面処理を行った。次いで、得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、実施例1と同様に電着塗装を行い、硬化電着塗膜を得た。 Using the chemical conversion treatment agent of Production Example 1, the surface of the article to be coated (cold rolled steel sheet) was subjected to surface treatment in the same manner as in Example 1. Subsequently, using the obtained cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a cured electrodeposition coating film.
比較例2
カチオン電着塗料組成物の調製
比較製造例2−2で得られたバインダー樹脂エマルション(4)123.4部、製造例2−1で得られた電導度制御剤47.6部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト4.5部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド0.7部、およびイオン交換水821.8部を混合して、カチオン電着塗料組成物を調製した。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は5質量%であった。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.8であった。
Comparative Example 2
Preparation of cationic electrodeposition coating composition Binder resin emulsion (4) obtained in Comparative Production Example 2-2 (123.4 parts), Conductivity control agent obtained in Production Example 2-1 (47.6 parts), Production Example 2 4.5 parts of the pigment dispersion paste obtained in -5, 2 parts of 10% cerium acetate aqueous solution, 0.7 parts of dibutyltin oxide, and 821.8 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a cationic electrodeposition coating composition. Prepared. The resulting solid coating content of the cationic electrodeposition coating composition was 5% by mass. The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.8.
製造例1の化成処理剤を用いて、被塗物(冷延鋼板)を実施例1と同様にして表面処理を行った。次いで、得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、実施例1と同様に電着塗装を行い、硬化電着塗膜を得た。 Using the chemical conversion treatment agent of Production Example 1, the surface of the article to be coated (cold rolled steel sheet) was subjected to surface treatment in the same manner as in Example 1. Subsequently, using the obtained cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a cured electrodeposition coating film.
比較例3
カチオン電着塗料組成物の調製
比較製造例2−3で得られたバインダー樹脂エマルション(5)180.3部、製造例2−1で得られた電導度制御剤27.8部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト6.3部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド1.0部、およびイオン交換水782.6部を混合して、カチオン電着塗料組成物を調製した。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は7質量%であった。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.6であった。
Comparative Example 3
Preparation of Cationic Electrodeposition Coating Composition 180.3 parts of binder resin emulsion (5) obtained in Comparative Production Example 2-3, 27.8 parts of conductivity control agent obtained in Production Example 2-1, Production Example 2 6.3 parts of the pigment dispersion paste obtained in -5, 2 parts of 10% aqueous cerium acetate solution, 1.0 part of dibutyltin oxide, and 782.6 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a cationic electrodeposition coating composition. Prepared. The obtained cationic electrodeposition coating composition had a solid content of 7% by mass. The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.6.
製造例1の化成処理剤を用いて、被塗物(冷延鋼板)を実施例1と同様にして表面処理を行った。次いで、得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、実施例1と同様に電着塗装を行い、硬化電着塗膜を得た。 Using the chemical conversion treatment agent of Production Example 1, the surface of the article to be coated (cold rolled steel sheet) was subjected to surface treatment in the same manner as in Example 1. Subsequently, using the obtained cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a cured electrodeposition coating film.
比較例4
カチオン電着塗料組成物の調製
製造例2−9で得られたバインダー樹脂エマルション(1)530.6部、製造例2−5で得られた顔料分散ペースト18.0部、10%酢酸セリウム水溶液2部、ジブチル錫オキサイド2.9部、およびイオン交換水446.5部を混合して、カチオン電着塗料組成物を得た。得られたカチオン電着塗料組成物の塗料固形分は20質量%であった。また得られたカチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.4であった。
Comparative Example 4
Preparation of cationic electrodeposition coating composition 530.6 parts of binder resin emulsion (1) obtained in Production Example 2-9, 18.0 parts of pigment dispersion paste obtained in Production Example 2-5, 10% aqueous cerium acetate solution 2 parts, 2.9 parts of dibutyltin oxide, and 446.5 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a cationic electrodeposition coating composition. The solid content of the resulting cationic electrodeposition coating composition was 20% by mass. The SP value of the resin component contained in the obtained cationic electrodeposition coating composition was 11.4.
製造例1の化成処理剤を用いて、被塗物(冷延鋼板)を実施例1と同様にして表面処理を行った。次いで、得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、実施例1と同様に電着塗装を行い、硬化電着塗膜を得た。 Using the chemical conversion treatment agent of Production Example 1, the surface of the article to be coated (cold rolled steel sheet) was subjected to surface treatment in the same manner as in Example 1. Subsequently, using the obtained cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a cured electrodeposition coating film.
上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、以下の測定および評価を行った。評価結果を表2に示す。 The following measurements and evaluations were performed using the cationic electrodeposition coating compositions obtained in the above examples and comparative examples. The evaluation results are shown in Table 2.
電着塗膜の50℃における塗膜粘度の測定
上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、被塗物に膜厚約15μmとなるように180秒間電着塗装を行い、電着塗膜を形成し、これを水洗して余分な電着塗料組成物を取り除いた。次いで水分を取り除いた後、乾燥させることなくすぐに塗膜を取り出して、試料を調製した。こうして得られた試料を、回転型動的粘弾性測定装置であるRheosol G−3000(株式会社ユービーエム社製)を用いて、動的粘弾性における周波数依存測定を、設定条件:歪み0.5deg、周波数0.02Hzで行った。調製した試料をセットし、測定温度を50℃に保った。測定開始後、コーンプレート内で電着塗膜が均一に広がった状態となった時点で塗膜の粘度の測定を行った。得られた結果を下記表2に示す。
Measurement of coating viscosity at 50 ° C. of electrodeposition coating film Using the cationic electrodeposition coating compositions obtained by the above examples and comparative examples, electrodeposition coating was carried out for 180 seconds so that the film thickness was about 15 μm on the coating object. The electrodeposition coating film was formed, and this was washed with water to remove the excess electrodeposition coating composition. Next, after removing moisture, the coating film was taken out immediately without drying to prepare a sample. The sample thus obtained was subjected to frequency-dependent measurement in dynamic viscoelasticity using a Rheosol G-3000 (manufactured by UBM Co., Ltd.), which is a rotary dynamic viscoelasticity measuring device, and setting conditions: strain 0.5 deg. The frequency was 0.02 Hz. The prepared sample was set and the measurement temperature was kept at 50 ° C. After the measurement was started, the viscosity of the coating film was measured when the electrodeposition coating film was spread uniformly in the cone plate. The obtained results are shown in Table 2 below.
電導度の測定
上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物の電導度を、導電率系(東亜電波工業(株)社製、CM−305)を用いて、液温25℃の条件で測定を行った。得られた結果を下記表2に示す。
Measurement of electrical conductivity The electrical conductivity of the cationic electrodeposition coating composition obtained by the above examples and comparative examples was measured using a conductivity system (CM-305, manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.) at a liquid temperature of 25 ° C. The measurement was performed under the following conditions. The obtained results are shown in Table 2 below.
電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm 2 に到達するまでの時間(抵抗形成時間)の測定
被塗物として、脱脂処理後に水洗した冷延鋼板を、リン酸亜鉛系化成処理剤であるサーフダインSD−6350(日本ペイント社製、温度35℃)中に120秒間浸漬処理して化成処理膜を形成した鋼板(リン酸亜鉛処理鋼板)、製造例1の化成処理剤中に60秒間浸漬して表面処理を行った鋼板(ジルコン化成処理鋼板)、および化成処理を行わない未処理の鋼板(未処理鋼板)の3種類の鋼板を用いた。
各実施例または各比較例記載のカチオン電着塗料組成物4リットルを塩ビ製容器に移して電着槽とした。次いで、上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、上記3種類の鋼板を塗装する場合における、「180秒の通電により膜厚が15μmとなる電圧」を、150V、200V、および250Vの電圧を印加した場合の膜厚を測定した結果に基づいて求めた。得られた印加電圧(V)を下記表に示す。
Measurement of time (resistance formation time) until the coating resistance value of the electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 Cold- rolled steel sheet washed with water after degreasing treatment is coated with a zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent. A steel plate (zinc phosphate-treated steel plate) formed by immersion treatment for 120 seconds in a certain Surfdyne SD-6350 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., temperature 35 ° C.), 60 seconds in the chemical conversion treatment agent of Production Example 1 Three types of steel plates were used: a steel plate that had been immersed for surface treatment (zircon chemical conversion treatment steel plate) and an untreated steel plate that was not subjected to chemical conversion treatment (untreated steel plate).
4 liters of the cationic electrodeposition coating composition described in each example or each comparative example was transferred to a PVC container to prepare an electrodeposition tank. Next, “the voltage at which the film thickness becomes 15 μm when energized for 180 seconds” in the case where the above-described three types of steel sheets are coated using the cationic electrodeposition coating compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples is 150 V. , 200 V, and 250 V were applied based on the results of measuring the film thickness. The obtained applied voltage (V) is shown in the following table.
各実施例または各比較例記載のカチオン電着塗料組成物4リットルが入った塩ビ製容器中を電着槽とし、上記3種類の鋼板を陰極とし、そして極比(被塗物と対極(陽極)の面積比)を1/2とし、また極間距離(被塗物と対極(陽極)の距離)を10cmに設定した。塗装温度を30℃に設定し、上記表中の印加電圧を印加して、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間を、オシロスコープ(GRAPHTEC社製 DATA PLATFORM DM3100V2)を用いて測定した。なお塗膜抵抗値は、電着塗装時における、測定器による、時間−電圧カーブ、および時間−電流カーブから算出した。 A vinyl chloride container containing 4 liters of the cationic electrodeposition coating composition described in each example or each comparative example is used as an electrodeposition tank, the above three types of steel plates are used as cathodes, and a pole ratio (coating material and counter electrode (anode )) And the distance between the electrodes (distance between the object to be coated and the counter electrode (anode)) was set to 10 cm. Set the coating temperature to 30 ° C, apply the applied voltage in the above table, and measure the time until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 using an oscilloscope (DATA manufactured by GRAPHTEC). It was measured using PLATFORM DM3100V2). In addition, the coating-film resistance value was computed from the time-voltage curve and time-current curve by a measuring device at the time of electrodeposition coating.
水平外観
各実施例および比較例で使用した化成処理剤を用いて、実施例1記載の方法と同様に化成処理を行った冷延鋼板を、各実施例および比較例記載のカチオン電着塗料組成物を用いて、無攪拌状態のカチオン電着塗料組成物中に水平状態に置いて電着塗装を行い、電着塗装板の焼付け後の外観を目視評価した。
○:問題なく良好。
△:顔料が少し沈降し、ややザラザラ感がある。
×:顔料が沈降し、外観不良。
Horizontal appearance A cold-rolled steel sheet, which was subjected to chemical conversion treatment in the same manner as in the method described in Example 1, using the chemical conversion treatment agent used in each Example and Comparative Example, was used for the cationic electrodeposition coating composition described in each Example and Comparative Example. Using the product, electrodeposition coating was performed in a horizontal state in an unstirred cationic electrodeposition coating composition, and the appearance after baking of the electrodeposition coating plate was visually evaluated.
○: Good without problems.
(Triangle | delta): A pigment settles for a while and there is some rough feeling.
X: The pigment settles and the appearance is poor.
硬化電着塗膜の外観評価
ジルコニウム系化成処理剤
脱脂処理後に水洗した冷延鋼板を、製造例1の化成処理剤中に60秒間浸漬して表面処理を行った被塗物(化成処理膜の被膜量75mg/m2)に、上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、電着塗装を行った。電着塗装は、液温30℃で、硬化電着塗膜の膜厚が15μmとなる塗装電圧にて電着塗装した。水洗した後、170℃で25分間焼き付け、硬化電着塗膜を得た。形成された硬化電着塗膜について、下記基準により塗膜外観を目視評価した。
○:硬化電着塗膜の表面が平滑であり、凹凸の存在は認められない。
×:硬化電着塗膜の表面に凹凸が認められる。
Appearance evaluation of cured electrodeposition coatings
A cold-rolled steel sheet washed with water after degreasing treatment with a zirconium-based chemical conversion treatment agent was immersed in the chemical conversion treatment agent of Production Example 1 for 60 seconds and subjected to surface treatment (coating amount of the chemical conversion treatment film 75 mg / m 2 ). Electrodeposition coating was performed using the cationic electrodeposition coating compositions obtained in the above examples and comparative examples. Electrodeposition coating was performed at a liquid temperature of 30 ° C. at a coating voltage at which the thickness of the cured electrodeposition coating film was 15 μm. After washing with water, baking was performed at 170 ° C. for 25 minutes to obtain a cured electrodeposition coating film. About the formed cured electrodeposition coating film, the coating film appearance was visually evaluated according to the following criteria.
○: The surface of the cured electrodeposition coating film is smooth and the presence of irregularities is not recognized.
X: Unevenness is observed on the surface of the cured electrodeposition coating film.
リン酸亜鉛系化成処理剤
比較として、リン酸亜鉛系化成処理剤を用いた場合についての評価を行った。脱脂処理した冷延鋼板を、サーフファイン5N−8M(日本ペイント社製)を用いて室温で30秒間表面処理を行い、次いでリン酸亜鉛系化成処理剤であるサーフダインSD−6350(日本ペイント社製、温度35℃)中に120秒間浸漬処理して化成処理膜を形成した。化成処理膜の被膜量は、2200mg/m2であった。なお被膜量は、水洗処理後の冷延鋼板を電気乾燥炉において、80℃で5分間乾燥したうえで「XRF1700」(島津製作所製蛍光X線分析装置)を用いて、化成処理剤に含まれる金属の合計量として分析した。化成処理膜が形成された被塗物を、次いで水道水で30秒間スプレー処理し、更にイオン交換水で10秒間スプレー処理した。
As a comparison of zinc phosphate-based chemical conversion treatment agents, evaluation was performed on the case where zinc phosphate-based chemical conversion treatment agents were used. The degreased cold-rolled steel sheet is surface-treated at room temperature for 30 seconds using Surffine 5N-8M (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), and then Surfdyne SD-6350 (Nippon Paint Co., Ltd.), which is a zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent. Manufactured at a temperature of 35 ° C. for 120 seconds to form a chemical conversion film. The coating amount of the chemical conversion treatment film was 2200 mg / m 2 . The coating amount is included in the chemical conversion treatment agent using “XRF1700” (Shimadzu X-ray fluorescence analyzer) after the cold-rolled steel sheet after the water washing treatment is dried at 80 ° C. for 5 minutes in an electric drying furnace. The total amount of metal was analyzed. The article on which the chemical conversion film was formed was then sprayed with tap water for 30 seconds and further sprayed with ion exchange water for 10 seconds.
その後、乾燥工程を特に経ることなく、風乾のみ行い、その後、上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて電着塗装を行った。電着塗装は、液温30℃で、硬化電着塗膜の膜厚が15μmとなる塗装電圧にて電着塗装した。水洗した後、170℃で25分間焼き付け、硬化電着塗膜を得た。形成された硬化電着塗膜について、上記基準により塗膜外観を目視評価した。
なお、リン酸亜鉛系化成処理剤を用いた表面処理においては、スラッジの発生が確認された。
Thereafter, only air drying was performed without particularly passing through a drying step, and then electrodeposition coating was performed using the cationic electrodeposition coating composition obtained by the above Examples and Comparative Examples. Electrodeposition coating was performed at a liquid temperature of 30 ° C. at a coating voltage at which the thickness of the cured electrodeposition coating film was 15 μm. After washing with water, baking was performed at 170 ° C. for 25 minutes to obtain a cured electrodeposition coating film. About the formed cured electrodeposition coating film, the coating film appearance was visually evaluated according to the above criteria.
In addition, generation | occurrence | production of sludge was confirmed in the surface treatment using the zinc phosphate chemical conversion treatment agent.
未処理鋼板
脱脂処理後に水洗したのみの未処理の冷延鋼板を被塗物として、上記実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、電着塗装を行った。電着塗装は、液温30℃で、硬化電着塗膜の膜厚が15μmとなる塗装電圧にて電着塗装した。水洗した後、170℃で25分間焼き付け、硬化電着塗膜を得た。形成された硬化電着塗膜について、上記基準により塗膜外観を目視評価した。
Electrodeposition coating was performed using the cationic electrodeposition coating composition obtained by the said Example and the comparative example by making the untreated cold-rolled steel plate which only washed with water after the untreated steel plate degreasing process to be coated. Electrodeposition coating was performed at a liquid temperature of 30 ° C. at a coating voltage at which the thickness of the cured electrodeposition coating film was 15 μm. After washing with water, baking was performed at 170 ° C. for 25 minutes to obtain a cured electrodeposition coating film. About the formed cured electrodeposition coating film, the coating film appearance was visually evaluated according to the above criteria.
つきまわり性の評価
つきまわり性は、いわゆる4枚ボックス法により評価した。すなわち、図1に示すように、製造例1の化成処理剤で処理した4枚の冷延鋼鈑(JIS G3141 SPCC−SD)11〜14を、立てた状態で間隔20mmで平行に配置し、両側面下部および底面を布粘着テープ等の絶縁体で密閉したボックス10を調製した。なお、鋼鈑14以外の鋼鈑11〜13には下部に8mmφの貫通孔15が設けられている。
Evaluation of throwing power The throwing power was evaluated by a so-called four-sheet box method. That is, as shown in FIG. 1, four cold-rolled steel plates (JIS G3141 SPCC-SD) 11 to 14 treated with the chemical conversion treatment agent of Production Example 1 are arranged in parallel at an interval of 20 mm, A
各実施例または各比較例記載のカチオン電着塗料組成物4リットルを塩ビ製容器に移して第1の電着槽とした。図2に示すように、上記ボックス10を、被塗装物として電着塗料21を入れた電着塗料容器20内に浸漬した。この場合、各貫通孔15からのみ塗料21がボックス10内に侵入する。
4 liters of the cationic electrodeposition coating composition described in each example or each comparative example was transferred to a vinyl chloride container to form a first electrodeposition tank. As shown in FIG. 2, the
マグネチックスターラー(非表示)で塗料21を攪拌した。そして、各鋼鈑11〜14を電気的に接続し、最も近い鋼鈑11との距離が150mmとなるように対極22を配置した。各鋼鈑11〜14を陰極、対極22を陽極として電圧を印加して、化成処理を行った冷延鋼板にカチオン電着塗装を行った。塗装は、印加開始から5秒間で鋼鈑11のA面に形成される塗膜の膜厚が15μmに達する電圧まで昇圧し、その後通常電着では175秒間その電圧を維持することにより行った。
The
塗装後の各鋼鈑は、水洗した後、170℃で25分間焼き付けし、空冷後、対極22から最も近い鋼鈑11のA面に形成された塗膜の膜厚と、対極22から最も遠い鋼鈑14のG面に形成された塗膜の膜厚とを測定し、膜厚(G面)/膜厚(A面)の比(G/A値)によりつきまわり性を評価した。一般に、この値が50%を超えた場合は良好(○)であり、この値が50%以下の場合を不良(×)と判断できる。
Each steel sheet after painting is washed with water, baked at 170 ° C. for 25 minutes, and after air cooling, the film thickness of the coating film formed on the A surface of the
上記表2に示されるとおり、実施例のカチオン電着塗料組成物を用いて電着塗装した場合はいずれも、製造例1のジルコニウム系化成処理剤によって処理された被塗物を電着塗装する場合であっても、リン酸亜鉛系化成処理剤によって処理された被塗物を電着塗装する場合と同程度の塗膜外観を有する硬化電着塗膜が得られることが確認できた。
一方で、電導度制御剤を含まない比較例1のカチオン電着塗料組成物を用いる場合は、つきまわり性に劣ることが確認された。
また、カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値が11.7を超える比較例2のカチオン電着塗料組成物を用いる場合、および電着塗膜の50℃における塗膜粘度が3000Pa・sを超える比較例3のカチオン電着塗料組成物を用いる場合においては、リン酸亜鉛系化成処理剤によって処理された被塗物を電着塗装する場合においては塗膜外観が良好な硬化電着塗膜が得られるものの、ジルコニウム系化成処理剤によって処理された被塗物を電着塗装する場合においては塗膜外観が劣ることとなることが確認された。
また塗料固形分濃度が20質量%である比較例4においては、ジルコニウム系化成処理剤によって処理された被塗物を電着塗装する場合であっても塗膜外観が良好な硬化電着塗膜が得られるものの、塗料固形分が高いため無攪拌塗料中での水平外観が劣ることが確認された。
As shown in Table 2 above, in any case of electrodeposition coating using the cationic electrodeposition coating composition of the example, the object to be coated treated with the zirconium-based chemical conversion treatment agent of Production Example 1 is electrodeposited. Even in this case, it was confirmed that a cured electrodeposition coating film having a coating film appearance comparable to that in the case of electrodeposition coating on the object treated with the zinc phosphate chemical conversion treatment agent was obtained.
On the other hand, when using the cationic electrodeposition coating composition of Comparative Example 1 that does not contain a conductivity control agent, it was confirmed that the throwing power was inferior.
Further, when the cationic electrodeposition coating composition of Comparative Example 2 in which the SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition exceeds 11.7 is used, the coating viscosity at 50 ° C. of the electrodeposition coating is 3000 Pa. In the case of using the cationic electrodeposition coating composition of Comparative Example 3 exceeding s, a cured electrode having a good coating film appearance is applied when an object to be coated treated with a zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent is electrodeposited. Although a coated film was obtained, it was confirmed that the appearance of the coated film was inferior when the object to be coated treated with the zirconium-based chemical conversion treatment agent was electrodeposited.
Further, in Comparative Example 4 in which the solid content concentration of the paint is 20% by mass, a cured electrodeposition coating film having a good coating film appearance even in the case of electrodeposition coating of an object treated with a zirconium-based chemical conversion treatment agent. However, since the solid content of the paint was high, it was confirmed that the horizontal appearance in the unstirred paint was inferior.
本発明においては、ジルコニウム系化成処理剤によって処理された被塗物または未処理の被塗物に電着塗装する場合であっても、リン酸亜鉛系化成処理剤によって処理された被塗物に塗装する場合と同様に、塗膜外観が良好な硬化電着塗膜を得ることができるという特徴を有する。このため、リン酸亜鉛系化成処理剤を用いる必要性がなくなるため、環境に対する負荷が少なく、スラッジ(汚泥)も発生しないという利点がある。そして本発明のカチオン電着塗料組成物は、長時間静置させた場合であっても沈殿物が少ないという特徴を有し、かつ、優れたつきまわり性をも有している。本発明においては、上記利点に加えて、電着塗料組成物の貯蔵における常時撹拌、および電着塗装における電着槽の常時撹拌を必要とせず、撹拌を省略したり断続的に撹拌させたりすることができるという利点をも有している。本発明によって、塗装における塗装コストを大幅に削減することができる。 In the present invention, even in the case of electrodeposition coating on an object to be treated or an untreated object treated with a zirconium-based chemical conversion treatment agent, the object treated with a zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent Similar to the case of coating, it has a feature that a cured electrodeposition coating film having a good coating film appearance can be obtained. For this reason, since there is no need to use a zinc phosphate chemical conversion treatment agent, there are advantages that the load on the environment is small and sludge (sludge) is not generated. And the cationic electrodeposition coating composition of this invention has the characteristics that there are few precipitates even when it is left still for a long time, and also has the outstanding throwing power. In the present invention, in addition to the above-mentioned advantages, constant stirring in the storage of the electrodeposition coating composition and constant stirring of the electrodeposition tank in electrodeposition coating are not required, and stirring is omitted or intermittently stirred. It also has the advantage of being able to. By this invention, the coating cost in coating can be reduced significantly.
10:ボックス
11〜14:化成処理鋼板
15:貫通孔
20:電着塗装容器
21:電着塗料
22:対極
10: Box 11-14: Chemical conversion treatment steel plate 15: Through hole 20: Electrodeposition coating container 21: Electrodeposition paint 22: Counter electrode
Claims (4)
該カチオン電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤、およびアミン価が200〜500mmol/100gであるアミノ基含有化合物からなる電導度制御剤を少なくとも含む、塗料固形分濃度が0.5〜9.0質量%であるカチオン電着塗料組成物であり、
該カチオン電着塗料組成物に含まれる樹脂成分のSP値は11.7以下であり、
該カチオン電着塗料組成物から得られる電着塗膜の50℃における塗膜粘度が3000Pa・s以下であり、かつ
該カチオン電着塗料組成物を用いた所定条件下での電着塗装において、電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間が12秒以内であり、該所定条件は、塗装温度30℃における180秒間の電圧印加により乾燥膜厚15μmの塗膜が形成される条件である、
カチオン電着塗料組成物。 A cationic electrodeposition coating composition used for electrodeposition coating of a coating treated with a chemical conversion treatment agent containing zirconium ions or an untreated coating,
The cationic electrodeposition coating composition contains at least a conductivity control agent comprising a cationic epoxy resin, a blocked isocyanate curing agent, and an amino group-containing compound having an amine value of 200 to 500 mmol / 100 g. A cationic electrodeposition coating composition of 0.5 to 9.0% by mass,
The SP value of the resin component contained in the cationic electrodeposition coating composition is 11.7 or less,
In the electrodeposition coating under a predetermined condition using the cationic electrodeposition coating composition, the coating viscosity at 50 ° C. of the electrodeposition coating obtained from the cationic electrodeposition coating composition is 3000 Pa · s or less, The time from the start of voltage application until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating film reaches 30 kΩ · cm 2 is within 12 seconds, and the predetermined condition is that the voltage application is performed at a coating temperature of 30 ° C. for 180 seconds. It is a condition for forming a coating film having a dry film thickness of 15 μm.
Cationic electrodeposition coating composition.
該カチオン電着塗料組成物は、請求項1〜3いずれかに記載されたカチオン電着塗料組成物であり、
塗装温度30℃における所定条件下での電着塗装において、電圧印加開始から、析出した電着塗膜の塗膜抵抗値が30kΩ・cm2に到達するまでの時間が12秒以内であることを特徴とし、ここで所定条件は塗装温度30℃における180秒間の電圧印加により乾燥膜厚15μmの塗膜が形成される条件である、
カチオン電着塗装方法。 A cationic electrodeposition coating method for forming an electrodeposition coating on an object to be coated or an untreated object treated with a chemical conversion treatment agent containing zirconium ions,
The cationic electrodeposition coating composition is the cationic electrodeposition coating composition according to any one of claims 1 to 3,
In electrodeposition coating under a predetermined condition at a coating temperature of 30 ° C., the time from the start of voltage application until the coating resistance value of the deposited electrodeposition coating reaches 30 kΩ · cm 2 is within 12 seconds. The predetermined condition is a condition in which a coating film having a dry film thickness of 15 μm is formed by applying a voltage for 180 seconds at a coating temperature of 30 ° C.,
Cationic electrodeposition coating method.
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