JP2013064069A - Rust-prevention coating composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロムや鉛などの重金属系防錆顔料を含まず、防錆性能を有する塗料組成物に関し、特に、フミン酸を含有する防錆塗料組成物に関する。 The present invention relates to a coating composition that does not contain heavy metal rust preventive pigments such as chromium and lead and has rust prevention performance, and particularly relates to a rust preventive coating composition containing humic acid.
鋼板などの被塗物の表面においては、種々の役割を有する塗膜を形成することによって、防錆性、耐食性などを向上させることが多い。従来、防錆性を被塗物に付与するために、塗料組成物に、重金属を含む無機系の防錆顔料を添加していた。非常に優れた防錆性を有する防錆顔料として、例えば鉛化合物およびクロム化合物が挙げられる。しかしながらこれらの重金属系防錆顔料は、非常に強い毒性を有しており、環境に対して多大な負荷を与える。 On the surface of an object to be coated such as a steel plate, rust prevention and corrosion resistance are often improved by forming a coating film having various roles. Conventionally, an inorganic rust preventive pigment containing a heavy metal has been added to a coating composition in order to impart rust preventive properties to an object to be coated. Examples of rust preventive pigments having very excellent rust preventive properties include lead compounds and chromium compounds. However, these heavy metal rust preventive pigments have very strong toxicity and give a great load to the environment.
近年、環境保護や公害防止の観点から、このような鉛化合物またはクロム化合物などの重金属系防錆顔料を含有しない防錆塗料組成物が開発されている。古くから、タンニン酸やクエン酸などの多価酸が環境にも優しい防錆剤として知られ、特に、特開2009−40929号公報(特許文献1)には、タンニン酸や没食子酸などのポリフェノール誘導体、亜リン酸塩、ステンレス合金粉末及びアクリル変性複合エマルションを含有してなることを特徴とする錆転換用水系塗料が開示されている。しかしながら、これらの多価酸は、配合量を多くするとその水溶性の高さから、溶剤系塗料においては膜物性の低下、水溶性塗料においても膜物性に加えて塗料の貯蔵安定性の低下、電着塗料においては、塗料液の電導度が上昇しすぎることより、析出時のガス発生が促進され、平滑性が損なわれるなどの問題が多数発生するため、塗料中に多くを配合することはできない。従って、厳しい条件下での試験では防錆性能を満足できないことがある。 In recent years, from the viewpoint of environmental protection and pollution prevention, rust preventive coating compositions not containing such heavy metal rust preventive pigments such as lead compounds or chromium compounds have been developed. Since ancient times, polyvalent acids such as tannic acid and citric acid have been known as environmentally friendly rust preventives. In particular, JP 2009-40929 (Patent Document 1) discloses polyphenols such as tannic acid and gallic acid. A water-based paint for converting rust is disclosed, which comprises a derivative, a phosphite, a stainless alloy powder, and an acrylic-modified composite emulsion. However, these polyvalent acids are highly water-soluble when the blending amount is increased, so that the film properties of solvent-based paints are reduced, and the storage stability of paints is also reduced in addition to film properties of water-soluble paints. In electrodeposition paints, the electrical conductivity of the coating liquid increases too much, which causes many problems such as the generation of gas during deposition and the loss of smoothness. Can not. Therefore, rust prevention performance may not be satisfied in a test under severe conditions.
また、WO 2005/089071(特許文献2)には、縮合リン酸カルシウムを含むことを特徴とし、鉛や、クロムなどの有害重金属元素、亜鉛や水可溶性のイオンを含まず、かつ防錆性が優れた無公害防錆顔料組成物が開示されている。しかしながら、カチオン系エマルションに対しては、中和酸によりカルシウムが溶け出し、塗料の安定性が損なわれる。また、無機系の防錆顔料であるために比重が高く、凝集、沈降が起き易い等の欠点がある。 WO 2005/089071 (Patent Document 2) is characterized by containing condensed calcium phosphate, does not contain lead, toxic heavy metal elements such as chromium, zinc or water-soluble ions, and has excellent rust prevention properties. A pollution-free rust preventive pigment composition is disclosed. However, for cationic emulsions, calcium is dissolved by the neutralizing acid, and the stability of the coating is impaired. In addition, since it is an inorganic rust preventive pigment, it has a high specific gravity and has disadvantages such as aggregation and sedimentation.
本発明は、クロムや鉛などの重金属系防錆顔料を含まず、特定の塗料系に限定されない、防錆性能を有する塗料組成物を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the coating composition which does not contain heavy metal rust preventive pigments, such as chromium and lead, and which is not limited to a specific coating system, and has rust prevention performance.
本発明者らは、フミン酸の添加によりいかなる形態の塗料組成物に対しても防錆性能を向上させることを見出し、本発明を完成させた。フミン酸が防錆効果を発揮する塗料系は、限定されることがなく、カチオン電着塗料、アニオン電着塗料、水性のエマルション塗料やジンクリッチペイントなど、溶剤系塗料が含まれる。塗料に含まれる、樹脂系、硬化剤、添加剤、溶剤についても限定されない。 The present inventors have found that the addition of humic acid improves rust prevention performance for any form of coating composition, and have completed the present invention. The paint system in which humic acid exhibits a rust preventive effect is not limited, and includes solvent-based paints such as cationic electrodeposition paints, anion electrodeposition paints, aqueous emulsion paints, and zinc rich paints. The resin system, curing agent, additive and solvent contained in the paint are not limited.
塗膜による防食の対象となる金属の腐食とは、水と酸素の存在下で起こる現象である。このような腐食は、全面的に腐食が進行する均一腐食と局部的に腐食が進行する局部腐食に分類される。自動車の鋼板の防食において、最も重要なことは、局部腐食を防止することである。 The corrosion of a metal that is subject to corrosion protection by a coating film is a phenomenon that occurs in the presence of water and oxygen. Such corrosion is classified into uniform corrosion in which corrosion progresses entirely and local corrosion in which corrosion progresses locally. In the corrosion prevention of automobile steel plates, the most important thing is to prevent local corrosion.
局部腐食は、溶存酸素の部分的差異などが要因となり局部電池が形成され、電気化学的にアノードとなる部分に集中的に発生する。 Local corrosion is intensively generated in a portion where a local battery is formed due to a partial difference in dissolved oxygen or the like and electrochemically becomes an anode.
図1に示すように、局部電池のアノード側では次式(1)で表される酸化反応が生じて酸性雰囲気となり、カソード側では次式(2)で表される還元反応が生じてアルカリ性雰囲気となり、アノード側からカソード側に電子が移動することにより、アノード側が酸性雰囲気になって鉄の溶出が起こり、一方、カソード側がアルカリ性雰囲気になって塗膜の剥離が起こる。 As shown in FIG. 1, an oxidation reaction represented by the following formula (1) occurs on the anode side of the local battery, resulting in an acidic atmosphere, and a reduction reaction represented by the following formula (2) occurs on the cathode side, resulting in an alkaline atmosphere. Thus, when electrons move from the anode side to the cathode side, the anode side becomes an acidic atmosphere and iron elution occurs. On the other hand, the cathode side becomes an alkaline atmosphere and peeling of the coating film occurs.
上記の局部腐食の防食のため、膜形成による環境遮断、pH緩衝剤による腐食環境制御などの様々な手法がある。カソード側で発生するアルカリ性のpH緩衝性としては没食子酸、タンニン酸が有効であると考えられるが、これらの酸は水溶性であるため、塗膜の耐水性を低下させる。発明者らは、中性、酸性で不溶であり、アルカリ性で溶解し、pH緩衝性があるフミン酸の特性に着目し、塗料へ添加する防錆剤として検討を行った。 In order to prevent the above-mentioned local corrosion, there are various methods such as environmental interruption by film formation and control of the corrosive environment by a pH buffer. Gallic acid and tannic acid are considered to be effective as the alkaline pH buffering property generated on the cathode side, but these acids are water-soluble, so that the water resistance of the coating film is lowered. The inventors focused on the characteristics of humic acid that is neutral, acidic, insoluble, alkaline, dissolved, and pH-buffering, and studied it as a rust inhibitor added to paints.
上記検討の結果、本発明者らは、塗膜中にフミン酸を配合することで、塗膜の剥離を抑制すると共に、後続の腐食反応を効果的に抑制できることを見出した。
フミン酸は、腐食が起こるまでは単に塗膜中に存在し、不溶性なので塗膜への悪影響は少ない。
その一方で、図2に示すように、腐食反応が起こり、カソード側がアルカリ性雰囲気になると、フミン酸は塗膜中から溶出し(A)、アルカリ性雰囲気を緩衝して塗膜の剥離を抑制する。腐食が進み、その部位のアノード側が酸性雰囲気になったときには、溶出していたフミン酸が析出し、鋼表面に不溶性の皮膜を形成して(B)、後続の腐食反応を効果的に抑制する。特にこの傾向は塗膜がアルカリ性であるとフミン酸が溶出しやすくなり、効率的にフミン酸の不溶性皮膜を形成しやすくなり、腐食反応に対して効果的に作用する。
As a result of the above studies, the present inventors have found that blending humic acid in the coating film can suppress peeling of the coating film and effectively suppress the subsequent corrosion reaction.
Humic acid is simply present in the coating until corrosion occurs and is insoluble, so there is little adverse effect on the coating.
On the other hand, as shown in FIG. 2, when a corrosion reaction occurs and the cathode side becomes an alkaline atmosphere, humic acid is eluted from the coating film (A), and the alkaline atmosphere is buffered to suppress peeling of the coating film. When the corrosion progresses and the anode side of the part becomes an acidic atmosphere, the eluted humic acid is deposited, and an insoluble film is formed on the steel surface (B), effectively suppressing the subsequent corrosion reaction. . In particular, this tendency is that if the coating film is alkaline, humic acid is likely to be eluted, and an insoluble film of humic acid is easily formed, which effectively acts on the corrosion reaction.
本発明によれば、フミン酸の添加により、クロムや鉛などの重金属系防錆顔料を含まず、特定の塗料系に限定されない、防錆性能を有する塗料組成物を提供することができる。 According to the present invention, by adding humic acid, it is possible to provide a coating composition having antirust performance that does not include heavy metal type anticorrosive pigments such as chromium and lead and is not limited to a specific paint system.
<フミン酸>
フミン酸は動植物に由来する天然物質であり、土に埋もれた動植物が土壌中の微生物の働きにより複雑に分解や重合を繰り返して生成した有機化合物(フミン質)を構成する一成分である。フミン質は、フミン酸、フルボ酸およびフムス質から構成され、この中で、アルカリに溶けて酸に溶けない物質がフミン酸である。フミン酸は、天然フミン酸と再生フミン酸に分類され、天然フミン酸は、土壌フミン酸と石炭系フミン酸に分けられる。
<Humic acid>
Humic acid is a natural substance derived from animals and plants, and is a component that constitutes an organic compound (humic substance) that is generated by repeated decomposition and polymerization of animals and plants buried in soil by the action of microorganisms in the soil. The humic substance is composed of humic acid, fulvic acid and humic substance. Among them, a substance which is soluble in alkali and insoluble in acid is humic acid. Humic acid is classified into natural humic acid and regenerated humic acid, and natural humic acid is divided into soil humic acid and coal-based humic acid.
天然フミン酸のうち土壌フミン酸は、土に埋もれた枯れ葉や倒木、動物の死骸などが土壌中の微生物による分解、合成、大気中の酸素による酸化分解を繰り返すことで生成した物質であり、石炭のような炭化過程は経ていない。土壌フミン酸はアルコール性の水酸基を比較的多く含有することが知られている。 Among natural humic acids, soil humic acid is a substance produced by the repeated decomposition, synthesis, and oxidative decomposition of atmospheric oxygen by dead leaves and fallen trees buried in the soil, and animal carcasses. Such a carbonization process has not passed. It is known that soil humic acid contains a relatively large amount of alcoholic hydroxyl groups.
天然フミン酸のうち石炭系フミン酸は、太古の植物の堆積物が炭化する過程で生成する亜炭や褐炭などの若年炭類に含まれるものと、太古の植物の堆積物が石炭化した後、風化して生成されるものとがある。石炭系フミン酸は、土壌フミン酸と比較して、ベンゼン環を多く含み、芳香族性が高く、より高分子である。その反面、水酸基、カルボキシル基の含有量は少なくなる。 Among natural humic acids, coal-based humic acids are included in young coals such as lignite and lignite produced during the process of carbonization of ancient plant deposits, and after ancient plant deposits have been coalized, Some are generated by weathering. Compared with soil humic acid, coal-based humic acid contains more benzene rings, has higher aromaticity, and is higher in polymer. On the other hand, the content of hydroxyl groups and carboxyl groups is reduced.
再生フミン酸は、亜炭や褐炭などの若年炭類を酸化分解して得られるものである。特に、若年炭を粉砕し、酸化剤として硝酸を用いて酸化分解して生成したものは、副反応としてニトロ化が起こるためニトロフミン酸と呼ばれる。 Regenerated humic acid is obtained by oxidative decomposition of young coals such as lignite and lignite. In particular, pulverized juvenile charcoal and oxidative decomposition using nitric acid as an oxidizing agent are called nitrohumic acids because nitration occurs as a side reaction.
フミン酸は動植物が生物学的、化学的、微生物的に分解合成を経て得られるため、特定の単一物質ではなく、平均数分子量(液体クロマトグラフィーで測定)が102〜106の範囲にある複雑な構造を有する高分子化合物の混合物であり、おおよそ、炭素:50〜67%、水素:3〜6%、酸素:28〜45%、窒素:1.5〜3%および、それぞれ、1%未満の硫黄やリンを含む。 Humic acid is not a specific single substance because animals and plants are biologically, chemically and microbially decomposed and synthesized, so the average number molecular weight (measured by liquid chromatography) is in the range of 10 2 to 10 6 . It is a mixture of polymer compounds having a certain complicated structure, and is approximately carbon: 50-67%, hydrogen: 3-6%, oxygen: 28-45%, nitrogen: 1.5-3%, Contains less than% sulfur and phosphorus.
フミン酸の基本骨格は、ベンゼン環、ナフタリン環、アントラセン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、インドール環などの芳香族環を含み、メチレン基や窒素、酸素、硫黄を含む一重または二重結合を有する基により架橋されて三次元網目構造をとっている。また、これらの芳香族環は水酸基やカルボキシル基のような酸性基を1または複数個有しているため、フミン酸はポリフェノール型カルボン酸に分類される。 The basic skeleton of humic acid includes aromatic rings such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, pyridine ring, and indole ring, and a single or a methylene group containing nitrogen, oxygen, sulfur, or It is crosslinked by a group having a double bond to form a three-dimensional network structure. Moreover, since these aromatic rings have one or more acidic groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups, humic acids are classified as polyphenol type carboxylic acids.
風乾した土壌試料をアルカリ水溶液(例えば、0.1MのNaOH水溶液)に浸漬し、室温にて十分浸透した後、試料を遠心分離する。遠心分離により得られた上澄み液をろ過し、得られたろ液に酸(例えば、HCl)を添加して、ろ液のpHを2以下に下げる。酸性化したろ液を遠心分離する。沈殿を分画して、透析を行った後、凍結乾燥して、フミン酸を得る。 The air-dried soil sample is immersed in an alkaline aqueous solution (for example, 0.1 M NaOH aqueous solution) and sufficiently permeated at room temperature, and then the sample is centrifuged. The supernatant obtained by centrifugation is filtered, and an acid (eg, HCl) is added to the obtained filtrate to lower the pH of the filtrate to 2 or less. Centrifuge the acidified filtrate. The precipitate is fractionated, dialyzed, and lyophilized to obtain humic acid.
上記したいずれのフミン酸も、動植物から得られるものであるから、化学的、物理的性質は非常に似通っている。したがって、特に明確に区分する必要はなく、本発明においていずれのフミン酸も用いることができる。
また、本発明において、Na、K、Ca、Co、Bi、Ce、Zn、Mgのような金属イオンまたはNH4 +で表されるアンモニウムイオンが結合したフミン酸塩を用いることができる。
さらに、本発明において、亜炭や褐炭などの若年炭類を硝酸などの酸化剤によって酸化分解して製造される再生フミン酸も用いることができる。
Since any of the humic acids described above are obtained from animals and plants, their chemical and physical properties are very similar. Therefore, it is not necessary to distinguish clearly, and any humic acid can be used in the present invention.
In the present invention, a humic acid salt to which a metal ion such as Na, K, Ca, Co, Bi, Ce, Zn, or Mg or an ammonium ion represented by NH 4 + is bonded can be used.
Furthermore, in the present invention, regenerated humic acid produced by oxidative decomposition of young coals such as lignite and lignite with an oxidizing agent such as nitric acid can also be used.
本発明において、土壌フミン酸、石炭系フミン酸を含む天然フミン酸、ニトロフミン酸を含む再生フミン酸、これらのフミン酸の塩およびエスエルなどのフミン酸誘導体を用いることができる。これらのフミン酸およびフミン酸誘導体を総称して「フミン酸化合物」ということがある。 In the present invention, soil humic acid, natural humic acid containing coal-based humic acid, regenerated humic acid containing nitrohumic acid, salts of these humic acids, and humic acid derivatives such as SL can be used. These humic acids and humic acid derivatives are sometimes collectively referred to as “humic acid compounds”.
本発明において、単位「部」とは、特に断りがない限り、「質量部」を意味する。 In the present invention, the unit “parts” means “parts by mass” unless otherwise specified.
本発明の防錆塗料組成物において、フミン酸化合物の添加量は、塗料組成物の固形分100部に対して、0.05〜8部、好ましくは、0.1〜8部、より好ましくは、0.2〜6部である。フミン酸化合物の添加量が0.05部未満であると防錆効果が小さく、8部を超えると耐水性が悪化するため、好ましくない。 In the rust preventive coating composition of the present invention, the amount of the humic acid compound added is 0.05 to 8 parts, preferably 0.1 to 8 parts, more preferably 100 parts by weight of the solid content of the coating composition. 0.2 to 6 parts. When the addition amount of the humic acid compound is less than 0.05 part, the rust prevention effect is small, and when it exceeds 8 parts, the water resistance deteriorates, which is not preferable.
<塗料組成物>
本発明が対象とする、塗料組成物は、特に限定されず、カチオン電着塗料、アニオン電着塗料、電着塗料以外の水性塗料、粉体塗料、ジンクリッチペイント、有機溶剤系塗料などが含まれる。
<Coating composition>
The coating composition targeted by the present invention is not particularly limited, and includes cationic electrodeposition paints, anion electrodeposition paints, aqueous paints other than electrodeposition paints, powder paints, zinc rich paints, organic solvent paints, and the like. It is.
[電着塗料以外の水性塗料]
ここで示した電着塗料以外の水性塗料とは、主に防錆の機能を有する水溶性および/または水分散性のバインダーを用いた水性防錆用塗料である。代表的な塗料系として、2液ウレタン塗料、エポキシエステルディスパージョン塗料、エポキシ樹脂−ポリアミン塗料、アミノ基含有樹脂−マイケル硬化型塗料、アクリルエマルジョン塗料などの室温硬化型塗料;およびアクリル−メラミン塗料、酸エポキシ硬化型塗料などの熱硬化型塗料などがあげられ、その中でも本発明の塗料組成物としては、防錆性能が高いエポキシエステルディスパージョン塗料が好ましく、カチオン性基を有するエポキシ樹脂−ポリアミン塗料やアミノ基含有樹脂−マイケル硬化型塗料がより好ましい。
塗膜がアミノ基を含有すれば、アミノ基由来の塩基性官能基の存在により、塗膜中の環境がアルカリ性雰囲気になるため、腐食環境に曝された際(水分が塗膜中に侵入してきた時)にフミン酸化合物が溶出しやすくなり、より高い防錆性能が期待できる。
[Water-based paints other than electrodeposition paints]
The water-based paint other than the electrodeposition paint shown here is a water-proof rust-proof paint using a water-soluble and / or water-dispersible binder mainly having a rust-proof function. Typical paint systems include two-component urethane paints, epoxy ester dispersion paints, epoxy resin-polyamine paints, amino group-containing resins-Michael curable paints, room temperature curable paints such as acrylic emulsion paints; and acrylic-melamine paints, Examples thereof include thermosetting paints such as acid epoxy curable paints. Among them, as the paint composition of the present invention, an epoxy ester dispersion paint having a high antirust property is preferable, and an epoxy resin-polyamine paint having a cationic group. And an amino group-containing resin-Michael curable paint are more preferable.
If the coating contains amino groups, the presence of basic functional groups derived from amino groups causes the environment in the coating to become an alkaline atmosphere, so when exposed to a corrosive environment (moisture enters the coating. The humic acid compound is likely to elute and a higher rust prevention performance can be expected.
低温硬化性にも優れているアミノ基含有樹脂−マイケル硬化型塗料が、本発明の塗料系として、さらに好ましい。アミノ基含有樹脂−マイケル硬化型塗料とは、分子内に1つ以上の第1アミン基および/または第2アミン基を有する水溶性または水分散型のアミノ基含有樹脂と、分子内に1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含む、常温硬化型の水性塗料組成物であり、前記アミノ基含有樹脂と前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物との反応により硬化する。アミノ基含有樹脂−マイケル硬化型塗料は、主に防錆性能を目的とする塗料として用いられる。 An amino group-containing resin-Michael curable coating having excellent low-temperature curability is more preferable as the coating system of the present invention. Amino group-containing resin-Michael curable coating is a water-soluble or water-dispersible amino group-containing resin having one or more primary amine groups and / or secondary amine groups in the molecule, and one in the molecule. It is a room temperature curable aqueous coating composition containing the above compound having a (meth) acryloyl group, and is cured by a reaction between the amino group-containing resin and the compound having a (meth) acryloyl group. The amino group-containing resin-Michael curable paint is mainly used as a paint for the purpose of rust prevention performance.
アミノ基含有樹脂−マイケル硬化型塗料におけるアミノ基含有樹脂として、アミノ基含有エポキシ樹脂が好ましい。アミノ基含有エポキシ樹脂は防錆性能が高く、フミン酸化合物が持つ防錆性能との相乗効果が期待できる。 Amino group-containing resin-Amino group-containing epoxy resin is preferred as the amino group-containing resin in the Michael curable coating. The amino group-containing epoxy resin has high rust prevention performance, and a synergistic effect with the rust prevention performance of the humic acid compound can be expected.
アミノ基含有エポキシ樹脂−マイケル硬化型塗料におけるアミノ基含有エポキシ樹脂のアミン当量は、100〜3000(g/mol)が好ましく、より好ましくは200〜2500(g/mol)、さらに好ましくは300〜2000(g/mol)である。この範囲であれば、水溶性または水分散性を有し、十分な硬化性が確保できる上に、塗膜中でのアミン由来の塩基性官能基の存在により、フミン酸化合物の溶出が起こりやすくなり、防錆性能の向上が期待できる。 The amine equivalent of the amino group-containing epoxy resin in the amino group-containing epoxy resin-Michael curable paint is preferably 100 to 3000 (g / mol), more preferably 200 to 2500 (g / mol), and still more preferably 300 to 2000. (G / mol). If it is within this range, it has water solubility or water dispersibility, and sufficient curability can be ensured, and elution of humic acid compounds is likely to occur due to the presence of amine-derived basic functional groups in the coating film. Therefore, improvement in rust prevention performance can be expected.
上記アミノ基含有エポキシ樹脂の数平均分子量は、好ましくは、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を用いた標準ポリスチレン換算で500〜20000であり、さらに好ましくは1000〜3000である。この範囲であれば、防食等において優れた物性を保持することができる。 The number average molecular weight of the amino group-containing epoxy resin is preferably 500 to 20000, more preferably 1000 to 3000 in terms of standard polystyrene using gel permeation chromatography (GPC). If it is this range, the outstanding physical property in corrosion prevention etc. can be hold | maintained.
上記アミノ基含有エポキシ樹脂のガラス転移温度は、所望の塗膜物性に応じて、任意の適切なガラス転移温度を採用し得る。好ましくは−50〜100℃、さらに好ましくは0〜50℃である。 Any appropriate glass transition temperature can be adopted as the glass transition temperature of the amino group-containing epoxy resin depending on the desired physical properties of the coating film. Preferably it is -50-100 degreeC, More preferably, it is 0-50 degreeC.
上記アミノ基含有エポキシ樹脂は、アミン基を酢酸、ギ酸、乳酸等の酸で中和することにより、水性化したものを用いることができる。水性化前のアミノ基含有エポキシ樹脂のアミン基に対する中和率は、好ましくは10〜70%である。 As the amino group-containing epoxy resin, an aqueous solution obtained by neutralizing an amine group with an acid such as acetic acid, formic acid or lactic acid can be used. The neutralization rate with respect to the amine group of the amino group-containing epoxy resin before being made aqueous is preferably 10 to 70%.
上記アミノ基含有エポキシ樹脂としては、例えば、第1アミン基含有ポリアミンをエポキシ樹脂に付加する方法、ケチミン化したアミン基含有化合物をエポキシ樹脂に付加する方法が挙げられ、一部の官能基をエポキシ基、酸無水物基、イソシアネート基等の官能基を有する化合物を反応させてもよい。これらの方法の詳細はWO 2010/035641(特許文献3)に記載されている。 Examples of the amino group-containing epoxy resin include a method in which a primary amine group-containing polyamine is added to an epoxy resin, and a method in which a ketiminated amine group-containing compound is added to an epoxy resin. A compound having a functional group such as a group, an acid anhydride group, or an isocyanate group may be reacted. Details of these methods are described in WO 2010/035641 (Patent Document 3).
上記エポキシ樹脂は、任意の適切なものが使用され得る。好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂またはビスフェノールF型エポキシ樹脂であり、特に好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂である。上記エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは180〜2000、さらに好ましくは400〜1500である。このような範囲であれば、耐水性、防食性、付着性に優れる塗膜を得ることができる。 Any appropriate epoxy resin can be used. Bisphenol A type epoxy resins or bisphenol F type epoxy resins are preferred, and bisphenol A type epoxy resins are particularly preferred. The epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 180 to 2000, and more preferably 400 to 1500. If it is such a range, the coating film which is excellent in water resistance, corrosion resistance, and adhesiveness can be obtained.
上記エポキシ樹脂は、エポキシ基と反応し得る活性水素含有化合物とエポキシ基との反応を利用して鎖延長して、分子量を増加させることや、変性させることができる。上記活性水素含有化合物としては、例えば、ダイマー酸、ジアミン、ポリエーテルポリオールなどの2官能性の化合物が挙げられる。 The epoxy resin can be chain-extended using the reaction between an active hydrogen-containing compound capable of reacting with an epoxy group and the epoxy group to increase the molecular weight or be modified. Examples of the active hydrogen-containing compound include bifunctional compounds such as dimer acid, diamine, and polyether polyol.
上記第1アミン基含有ポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジブチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく組み合わせて用いてもよい。 Examples of the first amine group-containing polyamine include diethylenetriamine, dipropylenetriamine, dibutylenetriamine, and triethylenetetramine. These may be used alone or in combination.
上記ケチミン化したアミン基含有化合物は、第1アミン基含有化合物とケトンとを反応させて得ることができる。上記第1アミン基含有化合物としては、例えば、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジブチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の第1アミン基含有ポリアミン、アミノエチルエタノールアミン、メチルアミノプロピルアミン、エチルアミノエチルアミン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく組み合わせて用いてもよい。上記ケトンとしては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。 The ketiminated amine group-containing compound can be obtained by reacting a first amine group-containing compound with a ketone. Examples of the primary amine group-containing compound include primary amine group-containing polyamines such as diethylenetriamine, dipropylenetriamine, dibutylenetriamine, and triethylenetetramine, aminoethylethanolamine, methylaminopropylamine, and ethylaminoethylamine. It is done. These may be used alone or in combination. Examples of the ketone include methyl ethyl ketone, acetone, and methyl isobutyl ketone.
上記アミノ基含有樹脂は、さらに、アミノ基含有アクリル樹脂を含んでもよい。アミノ基含有アクリル樹脂は、上記アミノ基含有エポキシ樹脂と同様にして得ることができる。 The amino group-containing resin may further contain an amino group-containing acrylic resin. The amino group-containing acrylic resin can be obtained in the same manner as the amino group-containing epoxy resin.
アミノ基含有アクリル樹脂を得るために用いるアクリル樹脂は、好ましくはエポキシ基および/またはグリシジル基を有するラジカル重合性モノマーを含むモノマー組成物を共重合して得られるアクリル樹脂であり、ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、メチルグリシジルアクリレート、等が挙げられる。 The acrylic resin used for obtaining the amino group-containing acrylic resin is preferably an acrylic resin obtained by copolymerizing a monomer composition containing a radical polymerizable monomer having an epoxy group and / or a glycidyl group. Examples of the glycidyl acrylate include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and methyl glycidyl acrylate.
分子内に1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、25℃における粘度が3000m・Pas以下、より好ましくは50〜2200m・Pasである。この粘度の領域であれば、上記アミノ基含有エポキシ樹脂およびフミン酸化合物の添加時の攪拌を効率よく行うことができる。 The compound having one or more (meth) acryloyl groups in the molecule has a viscosity at 25 ° C. of 3000 m · Pas or less, more preferably 50 to 2200 m · Pas. If it is the area | region of this viscosity, stirring at the time of addition of the said amino group containing epoxy resin and a humic acid compound can be performed efficiently.
前記分子内に1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、具体的には、多価アルコールの重合性不飽和モノカルボン酸エステル(エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等)、エポキシ基含有エチレン性不飽和単量体とカルボキシル基含有エチレン性不飽和基単量体との付加物(グリシジルアクリレートやグリシジルメタアクリレートとアクリル酸の反応物等)、多価アミンの重合性不飽和モノカルボン酸アミド化合物(エチレンジアミンジアクリレート等)等が挙げられる。 As the compound having one or more (meth) acryloyl groups in the molecule, specifically, a polymerizable unsaturated monocarboxylic acid ester of a polyhydric alcohol (ethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, etc.), Adducts of epoxy group-containing ethylenically unsaturated monomers and carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomers (glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate and a reaction product of acrylic acid, etc.), polymerizable unsaturated polyvalent amines Examples thereof include monocarboxylic acid amide compounds (such as ethylenediamine diacrylate).
前記アミノ基含有エポキシ樹脂の固形分としての含有量は、水性塗料組成物の全固形分量に対して、好ましくは5〜95重量%であり、より好ましくは10〜90重量%であり、さらに好ましくは20〜80重量%である。 The content of the amino group-containing epoxy resin as a solid content is preferably 5 to 95% by weight, more preferably 10 to 90% by weight, and still more preferably based on the total solid content of the aqueous coating composition. Is 20 to 80% by weight.
前記分子内に1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物の含有量は、水性塗料組成物の全固形分量に対して、好ましくは2〜40重量%であり、さらに好ましくは5〜30重量%である。 The content of the compound having one or more (meth) acryloyl groups in the molecule is preferably 2 to 40% by weight, more preferably 5 to 30% by weight based on the total solid content of the aqueous coating composition. %.
前記アミノ基含有エポキシ樹脂が有するアミン基の個数と前記分子内に1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が有する(メタ)アクリロイル基の個数の比(アミン基:アクリロイル基)は、好ましくは1:0.5〜1:1.5であり、さらに好ましくは1:0.75〜1:1.25である。 The ratio of the number of amine groups in the amino group-containing epoxy resin and the number of (meth) acryloyl groups in the compound having one or more (meth) acryloyl groups in the molecule (amine group: acryloyl group) is preferably Is 1: 0.5 to 1: 1.5, more preferably 1: 0.75 to 1: 1.25.
[カチオン性電着塗料]
カチオン性電着塗料は、少なくともアミノ基含有エポキシ樹脂およびイソシアネート硬化剤を含有する塗料であり、導電可能な金属、例えば、鉄、鋼、アルミニウム、錫、亜鉛、およびこれらの金属を含む合金基材の上に直接または脱脂や表面処理上に塗装し、熱硬化することで塗膜を形成する。塗膜が、アミノ基などのカチオン性水和官能基由来の塩基性官能基を有することで、フミン酸化合物が溶出しやすくなることから、フミン酸化合物とのより高い防錆性能が期待できる。
[Cationic electrodeposition coating]
The cationic electrodeposition paint is a paint containing at least an amino group-containing epoxy resin and an isocyanate curing agent, and is an electrically conductive metal such as iron, steel, aluminum, tin, zinc, and an alloy substrate containing these metals. A coating film is formed by coating directly or on a degreasing or surface treatment and thermosetting. Since the coating film has a basic functional group derived from a cationic hydration functional group such as an amino group, the humic acid compound is likely to be eluted, so that higher rust prevention performance with the humic acid compound can be expected.
前記アミノ基含有エポキシ樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得るが、アミンで変性されたエポキシ樹脂が特に好ましい。 Any appropriate resin can be adopted as the amino group-containing epoxy resin, but an epoxy resin modified with an amine is particularly preferable.
前記アミノ基含有エポキシ樹脂は、典型的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ環の全部を、アミノ基を導入し得る活性水素化合物で開環するか、あるいは、一部のエポキシ環を他の活性水素化合物で開環し、残りのエポキシ環にアミノ基を導入し得る活性水素化合物で開環して製造される。 In the amino group-containing epoxy resin, typically, all of the epoxy rings of the bisphenol type epoxy resin are opened with an active hydrogen compound capable of introducing an amino group, or a part of the epoxy rings are partially activated. It is produced by ring opening with a hydrogen compound and ring opening with an active hydrogen compound capable of introducing an amino group into the remaining epoxy ring.
前記ビスフェノール型エポキシ樹脂の典型例としては、ビスフェノールA型またはビスフェノールF型エポキシ樹脂が挙げられる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂の市販品としては、エピコート828(油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量180〜190)、エピコート1001(同社製、エポキシ当量450〜500)、エピコート1010(同社製、エポキシ当量3000〜4000)が挙げられる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂の市販品としてはエピコート807(同社製、エポキシ当量170)が挙げられる。 Typical examples of the bisphenol type epoxy resin include bisphenol A type or bisphenol F type epoxy resin. As commercial products of bisphenol A type epoxy resin, Epicoat 828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy, epoxy equivalent 180-190), Epicoat 1001 (manufactured by the company, epoxy equivalent 450-500), Epicoat 1010 (manufactured by the company, epoxy equivalent 3000) ~ 4000). A commercially available product of bisphenol F type epoxy resin is Epicoat 807 (manufactured by the same company, epoxy equivalent 170).
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切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 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.
これらのエポキシ樹脂は、好ましくは開環後のアミン当量は100〜3000(g/mol)が好ましく、より好ましくは200〜2500(g/mol)、さらに好ましくは500〜2000(g/mol)である。さらに好ましくはそのうちの5〜50%を1級アミノ基が占めるようにして活性水素化合物で開環される。この範囲であれば、フミン酸化合物の防錆性能がより発揮されやすい。 These epoxy resins preferably have an amine equivalent after ring opening of preferably 100 to 3000 (g / mol), more preferably 200 to 2500 (g / mol), and even more preferably 500 to 2000 (g / mol). is there. More preferably, the ring is opened with an active hydrogen compound such that 5 to 50% of them are occupied by primary amino groups. If it is this range, the antirust performance of a humic acid compound will be more easily exhibited.
アミノ基を導入し得る活性水素化合物としては、例えば、1級アミン、2級アミン、3級アミンの酸塩が挙げられる。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、ジブチルアミン、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などのほか、アミノエチルエタノールアミンのケチミン、ジエチレントリアミンのジケチミンなどの1級アミンをブロックした2級アミンがある。アミン類は複数の種類を併用して用いてもよい。 Examples of the active hydrogen compound capable of introducing an amino group include primary amine, secondary amine, and tertiary amine acid salts. Specific examples include butylamine, octylamine, diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methylethanolamine, triethylamine hydrochloride, N, N-dimethylethanolamine acetate, and aminoethylethanol. There are secondary amines blocked with primary amines such as amine ketimines and diethylenetriamine diketimines. A plurality of amines may be used in combination.
前記アミノ基含有エポキシ樹脂は、カチオン性電着塗料の固形分100質量部に対して、好ましくは10〜90重量部、より好ましくは20〜80質量部、さらに好ましくは30〜60質量部の割合で含有される。 The amino group-containing epoxy resin is preferably 10 to 90 parts by weight, more preferably 20 to 80 parts by weight, and even more preferably 30 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the cationic electrodeposition paint. Contained.
カチオン電着塗料組成物は、ブロックイソシアネート硬化剤を含む。ブロックイソシアネートとしては、特に限定はなく、例えば、ポリイソシアネートをブロック剤でブロックすることにより調製されるブロックイソシアネートが挙げられる。 The cationic electrodeposition coating composition contains a blocked isocyanate curing agent. There is no limitation in particular as a blocked isocyanate, For example, the blocked isocyanate prepared by blocking polyisocyanate with a blocking agent is mentioned.
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、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系および芳香族−脂肪族系ポリイソシアネート等が挙げられる。 Polyisocyanate refers to a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. Examples of the polyisocyanate include aliphatic, alicyclic, aromatic and aromatic-aliphatic polyisocyanates.
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)、p−フェニレンジイソシアネート、及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;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、及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、及び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)、及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、ウレトンイミン、ビューレット及び/又はイソシアヌレート変性物);等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上併用することができる。 Specific examples of polyisocyanates include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), p-phenylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate; hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4- C3-C12 aliphatic diisocyanates such as trimethylhexane diisocyanate and lysine diisocyanate; 1,4-cyclohexane diisocyanate (CDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) , Methylcyclohexane diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl-4,4'-diisocyanate, and 1,3-diisocyanatomethylcyclo Carbon such as xane (hydrogenated XDI), hydrogenated TDI, 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane (also referred to as norbornane diisocyanate). Aliphatic diisocyanates having a number of 5 to 18; aliphatic diisocyanates having aromatic rings such as xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI); modified products of these diisocyanates (urethanes, carbodiimides, Uretdione, uretonimine, burette and / or isocyanurate modified product); and the like. 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に使用してよい。 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.
ブロックイソシアネートは、上記ポリイソシアネートをブロック剤でブロック化することによって調製される。ここでブロック剤は、ポリイソシアネート基に付加し、常温では安定であるが解離温度以上に加熱すると遊離のイソシアネート基を再生し得る化合物である。 The blocked isocyanate is prepared by blocking the polyisocyanate with a blocking agent. Here, the blocking agent is a compound that is added to a polyisocyanate group and is stable at room temperature, but can regenerate a free isocyanate group when heated to a temperature higher than the dissociation temperature.
ブロックイソシアネートの調製に用いるブロック剤として、ラクタム系ブロック剤またはグリコールエーテル系ブロック剤を含むブロック剤を用いてもよい。 As a blocking agent used for the preparation of the blocked isocyanate, a blocking agent containing a lactam blocking agent or a glycol ether blocking agent may be used.
ラクタム系ブロック剤としては、例えば、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムおよびβ−プロピオラクタムなどを挙げることができる。 Examples of the lactam blocking agent include ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and β-propiolactam.
また、グリコールエーテル系ブロック剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル系ブロック剤;および、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル系ブロック剤などを挙げることができる。 Examples of the glycol ether blocking agent include ethylene glycol monoalkyl ether blocking agents such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether. And propylene glycol monoalkyl ether type blocking agents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether.
ブロック剤として、上記のラクタム系ブロック剤またはグリコールエーテル系ブロック剤以外にも、他の活性水素含有ブロック剤(以下、単に「活性水素含有ブロック剤」という場合もある)を併用することができる。これらの活性水素含有ブロック剤として、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフェノールおよびエチルフェノールなどのフェノール系ブロック剤;アセト酢酸エチルおよびアセチルアセトンなどの活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、ベンジルアルコール、グリコール酸メチル、グリコール酸ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチルおよび乳酸エチル、2−エチルヘキサノールなどのアルコール系ブロック剤;ホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム系ブロック剤;ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノールなどのメルカプタン系ブロック剤;酢酸アミド、ベンズアミドなどの酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミドおよびマレイン酸イミドなどのイミド系ブロック剤;イミダゾール、2−エチルイミダゾールなどのイミダゾール系ブロック剤;ピラゾール系ブロック剤;及びトリアゾール系ブロック剤等を挙げることができる。 As the blocking agent, in addition to the above-mentioned lactam blocking agent or glycol ether blocking agent, other active hydrogen-containing blocking agents (hereinafter sometimes simply referred to as “active hydrogen-containing blocking agents”) can be used in combination. These active hydrogen-containing blocking agents include, for example, phenol-based blocking agents such as phenol, cresol, xylenol, chlorophenol and ethylphenol; active methylene-based blocking agents such as ethyl acetoacetate and acetylacetone; methanol, ethanol, propanol, butanol, Alcohol blocking agents such as amyl alcohol, benzyl alcohol, methyl glycolate, butyl glycolate, diacetone alcohol, methyl lactate and ethyl lactate, 2-ethylhexanol; formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, diacetyl mono Oxime blocking agents such as oxime and cyclohexane oxime; butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-butyl mercap Mercaptan block agents such as thiophene, methylthiophenol and ethylthiophenol; acid amide block agents such as acetic acid amide and benzamide; imide block agents such as succinimide and maleic imide; imidazole and 2-ethylimidazole Examples thereof include imidazole-based blocking agents such as: pyrazole-based blocking agents; and triazole-based blocking agents.
ブロックイソシアネートの調製に使用されるこれらのブロック剤は、一般にポリイソシアネートのイソシアネート基と等当量で使用される。 These blocking agents used in the preparation of the blocked isocyanate are generally used in an equivalent equivalent to the isocyanate group of the polyisocyanate.
本発明の電着塗料組成物は、電着塗料組成物において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、通常使用される無機顔料、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、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のような防錆顔料など、が挙げられる。電着塗料組成物中にこれらの顔料が含まれる場合の顔料の量は、電着塗料組成物の樹脂固形分に対して1〜30質量%であるのが好ましい。 The electrodeposition coating composition of the present invention may contain a pigment usually used in an electrodeposition coating composition. Examples of pigments that can be used include commonly used inorganic pigments, for example colored pigments such as titanium white, carbon black and bengara; extender pigments such as kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica and clay; Zinc phosphate, iron phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, zinc phosphite, zinc cyanide, zinc oxide, aluminum tripolyphosphate, and rust preventive pigments such as aluminum phosphomolybdate, aluminum zinc phosphomolybdate, etc. Can be mentioned. When these pigments are contained in the electrodeposition coating composition, the amount of the pigment is preferably 1 to 30% by mass with respect to the resin solid content of the electrodeposition coating composition.
顔料を電着塗料の成分として用いる場合、一般に顔料を予め高濃度で水性溶媒に分散させてペースト状(顔料分散ペースト)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。 When a pigment is used as a component of an electrodeposition paint, generally, the pigment is dispersed in advance in an aqueous solvent at a high concentration to form a paste (pigment dispersion 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溶媒中に分散させて調製する。顔料分散樹脂として、4級アンモニウム基、3級スルホニウム基および1級アミン基から選択される少なくとも1種またはそれ以上を有する変性エポキシ樹脂などの、カチオン基を有する顔料分散樹脂を用いることができる。水性溶媒としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水などを用いる。一般に、顔料分散樹脂は、顔料100質量部に対して固形分比20〜100質量部の量で用いる。顔料分散樹脂と顔料とを混合した後、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など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ことができる。 The pigment dispersion paste is prepared by dispersing a pigment together with a pigment dispersion resin in an aqueous solvent. As the pigment dispersion resin, a pigment dispersion resin having a cationic group such as a modified epoxy resin having at least one selected from a quaternary ammonium group, a tertiary sulfonium group, and a primary amine group can be used. As the aqueous solvent, ion-exchanged water or water containing a small amount of alcohol is used. In general, the pigment dispersion resin is used in an amount of 20 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. After the pigment dispersion resin and the pigment are mixed, the pigment is dispersed using a normal dispersing device such as a ball mill or a sand grind mill until the pigment particle size in the mixture reaches a predetermined uniform particle size. A paste can be obtained.
カチオン電着塗料組成物は、アミノ基含有エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤および必要に応じた他の塗膜形成樹脂成分を中和酸により分散させた樹脂エマルション、そして必要に応じた顔料分散ペーストなどを加えて混合することによって調製することができる。 The cationic electrodeposition coating composition comprises a resin emulsion in which an amino group-containing epoxy resin, a blocked isocyanate curing agent and other coating-forming resin components as required are dispersed with a neutralizing acid, and a pigment dispersion paste as required. Can be prepared by adding and mixing.
カチオン電着塗料組成物の調製において、上記アミノ基含有エポキシ樹脂を、中和酸を用いて中和することによって分散性を向上させエマルションを形成させる。アミノ基含有エポキシ樹脂の中和に用いる中和酸として、ギ酸、酢酸、乳酸などの有機酸が用いられる。 In the preparation of the cationic electrodeposition coating composition, the amino group-containing epoxy resin is neutralized with a neutralizing acid to improve dispersibility and form an emulsion. Organic acids such as formic acid, acetic acid, and lactic acid are used as the neutralizing acid used for neutralizing the amino group-containing epoxy resin.
使用される中和酸の量は、アミノ基含有エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤および必要に応じた塗膜形成樹脂を含む樹脂固形分100gに対して、10〜35mg当量の範囲であるのが好ましい。 The amount of the neutralizing acid used is preferably in the range of 10 to 35 mg equivalent with respect to 100 g of the resin solid content including the amino group-containing epoxy resin, the blocked isocyanate curing agent and the coating film forming resin as required. .
アミノ基含有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(固形分重量基準)は、90/10〜40/60、好ましくは85/15〜45/55、より好ましくは80/20〜50/50(アミノ基含有エポキシ樹脂/ブロックイソシアネート硬化剤)である。 The mixing ratio (based on solid content weight) of the amino group-containing epoxy resin and the blocked isocyanate curing agent is 90/10 to 40/60, preferably 85/15 to 45/55, more preferably 80/20 to 50/50. (Amino group-containing epoxy resin / block isocyanate curing agent).
[有機溶剤系塗料]
ここで示した有機溶剤系塗料とは、主に防錆の機能を有する溶剤系防錆用塗料であり、塗料に含有される溶媒中に占める有機溶剤の量が80質量%を超えるものである。有機溶剤としては、特に限定されることはないが、トルエン、キシレン、アノンなどの非極性溶媒;ブチルセルソルブ、ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトンなどの極性溶媒を用いることができる。代表的な塗料として、エポキシ樹脂塗料、塩化ゴム塗料、アルキッド樹脂塗料、フェノール樹脂塗料、合成ゴム塗料などがあげられる。
[Organic solvent paint]
The organic solvent-based paint shown here is a solvent-based rust preventive paint mainly having a rust preventive function, and the amount of the organic solvent in the solvent contained in the paint exceeds 80% by mass. . The organic solvent is not particularly limited, and nonpolar solvents such as toluene, xylene, and anone; polar solvents such as butyl cellosolve, butyl alcohol, isopropyl alcohol, and methyl ethyl ketone can be used. Typical paints include epoxy resin paints, chlorinated rubber paints, alkyd resin paints, phenol resin paints, and synthetic rubber paints.
本発明の塗料組成物は、上記フミン酸化合物以外のものは、それら単独で塗料として成立するものである。本発明の塗料組成物は、通常、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などのバインダー成分を含んでいる。 In the coating composition of the present invention, those other than the humic acid compound are established as a coating alone. The coating composition of the present invention usually contains a binder component such as an acrylic resin, a polyester resin, a polyether resin, a polyurethane resin, a fluororesin, and an epoxy resin.
本発明の塗料組成物は、上記バインダー成分が有する官能基に応じて、硬化剤を適量含んでいてもよい。このような硬化剤としては、メラミン、ブロック化されていてもよいポリイソシアネート、多価カルボン酸、ポリエポキシ化合物などを挙げることができる。さらに、必要に応じて着色顔料や体質顔料などの顔料成分、沈降防止剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、表面調整剤、タレ止め剤、増粘剤、消泡剤などの各種添加剤成分を所定量含むことができる。また、フミン酸化合物以外の防錆剤として、タンニン酸や没食子酸などのポリフェノール誘導体や、酸化亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム等の重金属を含まない防錆顔料等を併用することができる。 The coating composition of the present invention may contain an appropriate amount of a curing agent according to the functional group of the binder component. Examples of such a curing agent include melamine, an optionally blocked polyisocyanate, a polyvalent carboxylic acid, and a polyepoxy compound. In addition, pigment components such as colored pigments and extender pigments, anti-settling agents, curing catalysts, UV absorbers, antioxidants, leveling agents, surface conditioners, anti-sagging agents, thickeners, antifoaming agents, etc. The various additive components can be included in a predetermined amount. In addition, as rust inhibitors other than humic acid compounds, polyphenol derivatives such as tannic acid and gallic acid, and rust preventive pigments that do not contain heavy metals such as zinc oxide, calcium phosphate, zinc phosphate, aluminum tripolyphosphate, aluminum phosphomolybdate, etc. Can be used in combination.
得られた塗料組成物は刷毛、スプレー、電気泳動、ローラー、コーターなどの通常の方法により、種々の基材に対して塗布された後、所定の乾燥条件で塗料を乾燥または硬化させることにより、約5〜200μmの膜厚の塗膜を得ることができる。 The obtained coating composition is applied to various substrates by a normal method such as brush, spray, electrophoresis, roller, coater, etc., and then dried or cured under predetermined drying conditions. A coating film having a thickness of about 5 to 200 μm can be obtained.
<フミン酸化合物の配合方法>
本発明においては、フミン酸化合物を防錆剤として塗料の成分として用いる場合、あらかじめフミン酸化合物のみを分散したフミン酸化合物分散ペーストを作製し、それを塗料に添加してもよいし、他の顔料と同時にフミン酸化合物を分散した分散ペーストを塗料に添加してもよい。
また、フミン酸化合物は、アルカリ性条件下では、水に溶解するので、アニオン電着塗料やアルカリ性の水性塗料などアニオン系の塗料では、フミン酸化合物をトリエタノールアミン水などのアルカリ水に溶かして添加することもできる。
<Method of blending humic acid compound>
In the present invention, when a humic acid compound is used as a rust preventive agent as a component of a paint, a humic acid compound-dispersed paste in which only the humic acid compound is dispersed in advance is prepared and added to the paint. You may add to the coating material the dispersion paste which disperse | distributed the humic acid compound simultaneously with the pigment.
In addition, humic acid compounds dissolve in water under alkaline conditions. For anionic paints such as anionic electrodeposition paints and alkaline aqueous paints, humic acid compounds are dissolved in alkaline water such as triethanolamine water and added. You can also
フミン酸化合物分散ペーストは、フミン酸化合物を分散樹脂と共に水性溶媒中に分散させて調製する。フミン酸化合物分散ペーストを製造するための分散樹脂は、目的の形態の塗料に用いる顔料分散樹脂に適宜合わせることができ、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂など樹脂系を使用することができ、特に制限されるものではない。例えば、カチオン電着塗料用の分散ペーストであれば、分散樹脂として、4級アンモニウム基、3級スルホニウム基および1級アミン基から選択される少なくとも1種またはそれ以上を有する変性エポキシ樹脂などの、カチオン基を有する分散樹脂を用いることができる。 The humic acid compound dispersion paste is prepared by dispersing a humic acid compound together with a dispersion resin in an aqueous solvent. The dispersion resin for producing the humic acid compound-dispersed paste can be appropriately matched with the pigment dispersion resin used for the paint in the desired form, such as acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyester resin, styrene-maleic acid resin, etc. A system can be used and is not particularly limited. For example, in the case of a dispersion paste for a cationic electrodeposition paint, a modified epoxy resin having at least one or more selected from a quaternary ammonium group, a tertiary sulfonium group, and a primary amine group as a dispersion resin, A dispersion resin having a cationic group can be used.
分散樹脂は、他にも市販の分散剤を使用することができる。例えば、水性塗料用であれば、ビックケミー社製のDisperbyk 180、Diperbyk 184、Disperbyk 190、EFKA社製のEFKAPOLYMER4550、アビシア社製のソルスパース27000、ソルスパース41000、ソルスパース53095等をあげることができる。溶剤系塗料であれば、ビックケミー社製のディスパービック160、ディスパービック161、ディスパービック162、アビシア社製のソルスパース24000、ソルスパース28000などをあげることができる。 As the dispersion resin, other commercially available dispersants can be used. For example, for water-based paints, Bigby Chemy's Disperbyk 180, Diperbyk 184, Disperbyk 190, EFKA's EFKAPOLYMER 4550, Abyssia's Solsperse 27000, Solsperse 41000, Solsperse 53095, and the like. Examples of the solvent-based paint include Dispavik 160, Disperbic 161, Disperbic 162, Solsperse 24000, Solsperse 28000, and the like manufactured by Avicia.
一般に、分散樹脂は、フミン酸化合物100部に対して固形分比20〜100部の量で用いる。分散樹脂とフミン酸化合物とを混合した後、その混合物中のフミン酸化合物の粒径が20μm以下、好ましくは10μmの粒径となるまで、ボールミルやサンドグラインドミルなどの通常の分散装置を用いて分散させて、防錆剤分散ペーストを得ることができる。 In general, the dispersion resin is used in an amount of 20 to 100 parts by weight based on 100 parts of the humic acid compound. After mixing the dispersion resin and the humic acid compound, until the particle size of the humic acid compound in the mixture is 20 μm or less, preferably 10 μm, using a normal dispersing device such as a ball mill or a sand grind mill. It can be dispersed to obtain a rust inhibitor dispersion paste.
<被塗物>
本発明の防錆塗料組成物の被塗物は金属表面に直接塗装しても表面処理の上に塗装しても構わない。金属表面としては鉄、亜鉛メッキ鋼板、アルミニウム、アルミニウム合金、トタン鋼板、ブリキ鋼板、ボンデ鋼板、ガルバリウム鋼板、黒皮鋼板、亜鉛アルミ鋼板、亜鉛合金およびステンレス鋼などがある。表面処理としては、リン酸亜鉛処理、リン酸鉄処理、リン酸カルシウム処理、ジルコニウム処理などがある。
<Coating material>
The article to be coated with the rust preventive coating composition of the present invention may be coated directly on the metal surface or may be coated on the surface treatment. Examples of the metal surface include iron, galvanized steel plate, aluminum, aluminum alloy, tin steel plate, tin steel plate, bonde steel plate, galvalume steel plate, black leather plate, zinc aluminum steel plate, zinc alloy and stainless steel. Examples of the surface treatment include zinc phosphate treatment, iron phosphate treatment, calcium phosphate treatment, and zirconium treatment.
<分散樹脂A>
製造例1:分散樹脂(1N型)の製造
ビスフェノールA型エポキシ樹脂385部、ビスフェノールA120部、オクチル酸95部、2−エチル−4−メチルイミダゾール1%溶液1部を撹拌機、温度計、窒素導入管及び還流冷却管を備えたセパラブルフラスコに加え、窒素雰囲気下160〜170℃で1時間反応させ、ついで120℃まで冷却後、2−エチルヘキサノール化ハーフブロック化トリレンジイソシアネートのメチルイソブチルケトン(MIBK)溶液(固形分95%)198部を加えた。反応混合物を120〜130℃で1時間保持した後、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル157部を加えた。そして85〜95℃に冷却して均一化させた。つぎにジエチレントリアミンジケチミンのMIBK溶液(固形分73%)277部を加え120℃で1時間撹拌しエチレングリコールモノn−ブチルエーテル13部を添加し、アミン化樹脂を製造した。ついで18部の脱イオン交換水とギ酸8部を仕込み上記アミン化樹脂を混合し15分撹拌し、脱イオン交換水200部を混合して、分散樹脂の溶液(固形分25%)を得た。
<Dispersion resin A>
Production Example 1: Production of dispersion resin (1N type) 385 parts of bisphenol A type epoxy resin, 120 parts of bisphenol A, 95 parts of octylic acid, 1 part of 2-ethyl-4-methylimidazole 1% solution were stirred, thermometer, nitrogen In addition to a separable flask equipped with an inlet tube and a reflux condenser, the mixture was reacted at 160 to 170 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, then cooled to 120 ° C., and then methyl isobutyl ketone of 2-ethylhexanolated half-blocked tolylene diisocyanate 198 parts of (MIBK) solution (solid content 95%) was added. After maintaining the reaction mixture at 120 to 130 ° C. for 1 hour, 157 parts of ethylene glycol mono n-butyl ether was added. And it cooled to 85-95 degreeC and made it uniform. Next, 277 parts of MIBK solution of diethylenetriamine diketimine (solid content: 73%) was added and stirred at 120 ° C. for 1 hour, and 13 parts of ethylene glycol mono-n-butyl ether was added to produce an aminated resin. Next, 18 parts of deionized water and 8 parts of formic acid were added, the aminated resin was mixed and stirred for 15 minutes, and 200 parts of deionized water was mixed to obtain a dispersion resin solution (solid content 25%). .
<分散ペースト>
製造例2:フミン酸分散ペーストの製造
上記の分散樹脂A(1N型)100部に対し、脱イオン交換水15部、土壌フミン酸(和光純薬工業株式会社製、実施例中ではフミン酸と略す。)50部を、サンドグラインドミルで分散し、グラインドゲージで測定した粒度が10μm以下になるまで粉砕し、フミン酸分散ペーストを得た。
<Dispersion paste>
Production Example 2: Production of Humic Acid Dispersed Paste For 100 parts of the above dispersion resin A (1N type), 15 parts of deionized water, soil humic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., in the examples, humic acid and (Abbreviated.) 50 parts were dispersed with a sand grind mill and pulverized until the particle size measured with a grind gauge became 10 μm or less to obtain a humic acid-dispersed paste.
製造例3:ニトロフミン酸分散ペーストの製造
フミン酸に代えて、ニトロフミン酸(東京化成工業株式会社製)を用いたこと以外は製造例2と同様の分散を行うことで、ニトロフミン酸分散ペーストを得た。
Production Example 3: Production of Nitrohumic Acid Dispersion Paste A nitrohumic acid dispersion paste was obtained by carrying out the same dispersion as in Production Example 2 except that nitrohumic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of humic acid. It was.
製造例4:リン酸カルシウム分散ペーストの製造
フミン酸に代えて、オルトリン酸カルシウム(添川理化学株式会社製)を用いたこと以外は製造例2と同様の分散を行うことで、リン酸カルシウム分散ペーストを得た。
Production Example 4: Production of Calcium Phosphate Dispersion Paste A calcium phosphate dispersion paste was obtained by carrying out the same dispersion as in Production Example 2 except that calcium orthophosphate (manufactured by Soekawa Riken) was used instead of humic acid.
製造例5:タンニン酸分散ペーストの製造
比較物質のタンニン酸(和光純薬工業株式会社製)については、水溶性であるため、サンドグラインドでの分散の必要がない。したがって、分散樹脂A100部に対して脱イオン交換水15部、タンニン酸50部をディスパーにて混合して、タンニン酸分散ペーストを得た。
Production Example 5: Production of Tannic Acid Dispersed Paste Since the tannic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a comparative substance is water-soluble, it does not need to be dispersed in a sand grind. Therefore, 15 parts of deionized water and 50 parts of tannic acid were mixed with a disper to 100 parts of the dispersion resin A to obtain a tannic acid dispersion paste.
製造例6:没食子酸分散ペーストの製造
比較物質の没食子酸(和光純薬工業株式会社製)については、水溶性であるため、サンドグラインドでの分散の必要がない。したがって、分散樹脂A100部に対して脱イオン交換水15部、没食子酸50部をディスパーにて混合し、没食子酸分散ペーストを得た。
Production Example 6: Manufacture of gallic acid-dispersed paste Since gallic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a comparative substance, is water-soluble, there is no need for dispersion in sand grind. Therefore, 15 parts of deionized water and 50 parts of gallic acid were mixed with a disper to 100 parts of the dispersion resin A to obtain a gallic acid-dispersed paste.
<塗料組成物>
A.水性塗料
比較例A1:アミノ基含有エポキシ樹脂1の作製
撹拌機、冷却器、窒素導入管及び温度計を備えた反応槽に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとから合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂702部、ビスフェノールA269部、ダイマー酸108部、MIBK190部を仕込み、ベンジルジメチルアミン1部存在下、エポキシ当量1270になるまで117℃で反応させた。その後、アミノエチルエタノールアミンのケチミン化合物(固形分73質量%)255部を加え、117℃で1時間反応させた。その後、MIBKで不揮発分75%になるまで希釈し、アミン当量1184のアミノ基含有エポキシ樹脂1を得た。
<Coating composition>
A. Aqueous paint comparative example A1: Preparation of amino group-containing epoxy resin 1 702 parts of epoxy resin with an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin in a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen introduction tube and a thermometer, 269 parts of bisphenol A, 108 parts of dimer acid and 190 parts of MIBK were charged and reacted at 117 ° C. in the presence of 1 part of benzyldimethylamine until an epoxy equivalent of 1270 was reached. Thereafter, 255 parts of an aminoethylethanolamine ketimine compound (solid content: 73% by mass) was added and reacted at 117 ° C. for 1 hour. Then, it diluted with MIBK until it became non-volatile content 75%, and the amino group containing epoxy resin 1 of the amine equivalent 1184 was obtained.
得られたアミノ基含有エポキシ樹脂1に、酢酸を加え、中和率20.0%(樹脂のアミン基に対する中和率)となるようにし、イオン交換水を加え希釈した。その後、固形分が40質量%となるまで減圧下でMIBK及び水の混合物を除去し、アミノ基含有エポキシ樹脂エマルション1を調製した。 Acetic acid was added to the resulting amino group-containing epoxy resin 1 to obtain a neutralization rate of 20.0% (neutralization rate with respect to amine groups of the resin), and ion-exchanged water was added for dilution. Then, the mixture of MIBK and water was removed under reduced pressure until the solid content became 40% by mass, and an amino group-containing epoxy resin emulsion 1 was prepared.
サンドグラインドミルに、分散用樹脂Disperbyk190(ビックケミー社製)を35部、炭酸カルシウム170部、酸化チタン195部、脱イオン交換水100部を入れ、粒度10μm以下になるまで分散して、顔料分散ペーストを得た(固形分60%)。 In a sand grind mill, 35 parts of dispersion resin Disperbyk 190 (by Big Chemie), 170 parts of calcium carbonate, 195 parts of titanium oxide, and 100 parts of deionized water are dispersed and dispersed to a particle size of 10 μm or less. (Solid content 60%).
アミノ基含有エポキシ樹脂として、上記のごとく得られたエマルション1を2960部、ディスパーで撹拌しながら、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル118部を加えた後、さらに、ディスパー撹拌しながら、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製 AT−20E)392部、上記のごとく得られた顔料分散ペースト500部を加え、10分間撹拌し、水性塗料1を得た。 As an amino group-containing epoxy resin, 2960 parts of emulsion 1 obtained as described above was added with 118 parts of dipropylene glycol n-butyl ether while stirring with a disper, and then further with stirring with a disper, ethoxylated trimethylolpropane. 392 parts of triacrylate (AT-20E manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and 500 parts of the pigment dispersion paste obtained as described above were added and stirred for 10 minutes to obtain an aqueous paint 1.
比較例A2:
撹拌機、冷却器、窒素導入管及び温度計を備えた反応槽に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとから合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂742部、ビスフェノールA336部、MIBK190部を仕込み、ベンジルジメチルアミン1部存在下、エポキシ当量1270になるまで170℃で反応させた。その後、ジエチレントリアミンのケチミン化合物(固形分73質量%)350部を加え、1170℃で1時間反応させた。その後、イオン交換水27部、ネオデカン酸グリシジルエステル(カージュラE10一P)188部を仕込み、1000Cで2時間反応させた。その後、MIBKで不揮発分75%になるまで希釈し、アミン当量947のアミノ基含有エポキシ樹脂2を得た。
Comparative Example A2:
A reaction vessel equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen introduction tube and a thermometer was charged with 742 parts of an epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin, 336 parts of bisphenol A and 190 parts of MIBK, and 1 part of benzyldimethylamine In the presence, the reaction was carried out at 170 ° C. until an epoxy equivalent of 1270 was reached. Thereafter, 350 parts of a diethylenetriamine ketimine compound (solid content: 73% by mass) was added and reacted at 1170 ° C. for 1 hour. Thereafter, 27 parts of ion-exchanged water and 188 parts of glycidyl neodecanoate (Cardura E10 1P) were charged and reacted at 1000 C for 2 hours. Then, it diluted with MIBK until it became non-volatile content 75%, and the amino group containing epoxy resin 2 of amine equivalent 947 was obtained.
得られたアミノ基含有エポキシ樹脂をエマルション1と同様の方法でエマルション2を作製した。そして、上記のごとく得られたエマルション2を2960部、ディスパーで撹拌しながら、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル118部を加えた後、さらに、ディスパー撹拌しながら、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製 AT−20E)468部、上記のごとく得られた顔料分散ペースト500部を加え、10分間撹拌し、水性塗料2を得た。 Emulsion 2 was produced from the resulting amino group-containing epoxy resin in the same manner as emulsion 1. Then, 2960 parts of the emulsion 2 obtained as described above was added with 1960 parts of dipropylene glycol n-butyl ether while stirring with a disper, and further with stirring with a disper, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (Shin Nakamura). (AT-20E manufactured by Kagaku Co., Ltd.) 468 parts, and 500 parts of the pigment dispersion paste obtained as described above were added and stirred for 10 minutes to obtain an aqueous paint 2.
実施例A1
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が0.1%になるように添加して、水性塗料3を得た。
Example A1
To the aqueous paint 1 obtained in Comparative Example A1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the paint was 0.1%. Obtained.
実施例A2
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が0.3%になるように添加して、水性塗料4を得た。
Example A2
To the water-based paint 1 obtained in Comparative Example A1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the paint was 0.3%. Obtained.
実施例A3
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例3で得られたニトロフミン酸分散ペーストを塗料中のニトロフミン酸の固形分比が0.3%になるように添加して、水性塗料5を得た。
Example A3
To the water-based paint 1 obtained in Comparative Example A1, the nitrohumic acid-dispersed paste obtained in Production Example 3 was added so that the solid content ratio of nitrohumic acid in the paint was 0.3%. Obtained.
実施例A4
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が3.0%になるように添加して、水性塗料6を得た。
Example A4
To the aqueous paint 1 obtained in Comparative Example A1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the paint was 3.0%. Obtained.
実施例A5
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が6.0%になるように添加して、水性塗料7を得た。
Example A5
To the aqueous paint 1 obtained in Comparative Example A1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the paint was 6.0%, and the
比較例A3
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が12.0%になるように添加して、水性塗料8を得た。
Comparative Example A3
To the water-based paint 1 obtained in Comparative Example A1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the paint was 12.0%. Obtained.
比較例A4
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例5で得られたタンニン酸分散ペーストを塗料中のタンニン酸の固形分比が0.3%になるように添加して、水性塗料9を得た。
Comparative Example A4
To the water-based paint 1 obtained in Comparative Example A1, the tannic acid-dispersed paste obtained in Production Example 5 was added so that the solid content ratio of tannic acid in the paint was 0.3%. Obtained.
比較例A5
比較例A1で得られた水性塗料1に、製造例6で得られた没食子酸分散ペーストを塗料中の没食子酸の固形分比が0.3%になるように添加して、水性塗料10を得た。
Comparative Example A5
To the aqueous paint 1 obtained in Comparative Example A1, the gallic acid-dispersed paste obtained in Production Example 6 was added so that the solid content ratio of gallic acid in the paint was 0.3%. Obtained.
実施例A6
比較例A2で得られた水性塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が3.0%になるように添加して、水性塗料11を得た。
Example A6
To the water-based paint 1 obtained in Comparative Example A2, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the paint was 3.0%. Obtained.
B.カチオン電着塗料の製造
比較例B1
反応容器にエピコート828(油化シェルエポキシ(株);ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188)752.0部、メタノール77.0部、MIBK200.3部およびジラウリン酸ジブチルスズ0.3部を貯え室温で撹拌し均一溶液とし、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート80/20(重量比)混合物174.2部を50分間かけて滴下すると発熱により系内の温度が70℃に達した。IRスペクトルはイソシアネートに基づく2280cm−1の吸収の消失およびウレタンのカルボニル基に基づく1730cm−1の吸収を示した。
B. Production comparison example B1 of cationic electrodeposition paint
In a reaction vessel, Epicoat 828 (Oilized Shell Epoxy Co., Ltd .; bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent 188) 752.0 parts, methanol 77.0 parts, MIBK 200.3 parts and dibutyltin dilaurate 0.3 parts were stored at room temperature. The mixture was stirred to obtain a homogeneous solution, and 174.2 parts of a 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate 80/20 (weight ratio) mixture was added dropwise over 50 minutes, and the temperature inside the system reached 70 ° C. due to heat generation. . The IR spectrum showed the disappearance of absorption at 2280 cm −1 based on isocyanate and the absorption at 1730 cm −1 based on urethane carbonyl group.
N,N−ジメチルベンジルアミン2.7部を加えた後、系内を120℃まで昇温し、副生するメタノールをデカンターを用いて留去させながらエポキシ当量が463に達するまで反応を行った。IRスペクトルはウレタンのカルボニル基に基づく1730cm−1の吸収の消失およびオキサゾリドン環のカルボニル基に基づく1750cm−1の吸収の出現を示した。 After adding 2.7 parts of N, N-dimethylbenzylamine, the temperature in the system was raised to 120 ° C., and the reaction was performed until the by-product methanol was distilled off using a decanter until the epoxy equivalent reached 463. . The IR spectrum showed the disappearance of absorption at 1730 cm −1 based on the carbonyl group of the urethane and the appearance of absorption at 1750 cm −1 based on the carbonyl group of the oxazolidone ring.
p−ノニルフェノール220.0部およびMIBK83.3部を加え125℃の温度を保持しながらエポキシ当量が1146に達するまで反応を行った。系内の温度が110℃になるまで冷却し、アミノエチルエタノールアミンのケチミン(固形分79質量%)47.2部、ジエタノールアミン42.0部、N−メチルエタノールアミン30.0部およびMIBK17.3部を加えた後、昇温し、120℃で2時間反応させた。 220.0 parts of p-nonylphenol and 83.3 parts of MIBK were added, and the reaction was carried out while maintaining a temperature of 125 ° C. until the epoxy equivalent reached 1146. The system was cooled to 110 ° C., and 47.2 parts of aminoethylethanolamine ketimine (solid content 79% by mass), 42.0 parts of diethanolamine, 30.0 parts of N-methylethanolamine and MIBK17.3. After adding a part, it heated up and made it react at 120 degreeC for 2 hours.
こうして、アミノ基含有エポキシ樹脂(固形分80.0%、アミン当量1040g/mol)を得た。 Thus, an amino group-containing epoxy resin (solid content: 80.0%, amine equivalent: 1040 g / mol) was obtained.
クルードのジフェニルメタンジイソシアネート1330部およびMIBK585.6部を反応容器に仕込み、これを85〜95℃まで加熱した後、ジエチレングリコールモノブチルエーテル486部を2.5時間かけて滴下した。滴下終了後、一時間保温した。その後MIBK194.8部を投入し50℃まで冷却し、プロピレングリコール532部を滴下した。滴下完了後60℃に加温し、一時間保温した。ジブチル錫ラウレートを0.4部投入した後昇温し、70℃にて1時間保温した後、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、ブロックイソシアネート硬化剤を得た。 Crude diphenylmethane diisocyanate (1330 parts) and MIBK (585.6 parts) were charged into a reaction vessel and heated to 85 to 95 ° C., and then 486 parts of diethylene glycol monobutyl ether was added dropwise over 2.5 hours. After completion of dropping, the mixture was kept warm for 1 hour. Thereafter, 194.8 parts of MIBK was added and cooled to 50 ° C., and 532 parts of propylene glycol was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was heated to 60 ° C. and kept for 1 hour. After adding 0.4 parts of dibutyltin laurate, the temperature was raised and the temperature was kept at 70 ° C. for 1 hour, and in the IR spectrum measurement, it was confirmed that the absorption based on the isocyanate group disappeared, and a blocked isocyanate curing agent was obtained. It was.
サンドグラインドミルに、製造例1で得られた顔料分散用樹脂を106.9部、カーボンブラック1.6部、カオリン40部、二酸化チタン58.4部、脱イオン交換水13部を入れ、粒度10μm以下になるまで分散して、顔料分散ペーストを得た(固形分60%)。 In a sand grind mill, 106.9 parts of the pigment dispersing resin obtained in Production Example 1, 1.6 parts of carbon black, 40 parts of kaolin, 58.4 parts of titanium dioxide, and 13 parts of deionized water are added. A pigment dispersion paste was obtained by dispersing until the particle size became 10 μm or less (solid content 60%).
上記アミノ基含有エポキシ樹脂と上記ブロックイソシアネート硬化剤を固形分比で70/30で均一になるよう混合した。さらに2−エチルヘキシルグリコールを樹脂固形分に対し3質量%添加したものに樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量が27になるよう氷酢酸で中和し、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、固形分が36%のバインダー樹脂のエマルションを得た。 The amino group-containing epoxy resin and the blocked isocyanate curing agent were mixed so as to be uniform at a solid content ratio of 70/30. Further, neutralized with glacial acetic acid so that the milligram equivalent of acid per 100 g of resin solids was added to 3% by mass of 2-ethylhexyl glycol with respect to the resin solids, and further diluted slowly with ion-exchanged water. . By removing MIBK under reduced pressure, a binder resin emulsion having a solid content of 36% was obtained.
このエマルション1730部および上記顔料分散ペースト295部と、脱イオン交換水1970部およびジブチル錫オキサイド10部とを混合して、固形分20%のカチオン電着塗料組成物(カチオン電着塗料1)を得た。 1730 parts of this emulsion and 295 parts of the pigment dispersion paste were mixed with 1970 parts of deionized water and 10 parts of dibutyltin oxide to prepare a cationic electrodeposition coating composition (cationic electrodeposition coating 1) having a solid content of 20%. Obtained.
実施例B1
比較例B1で得られたカチオン電着塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が0.1%になるように添加して、カチオン電着塗料2を得た。
Example B1
To the cationic electrodeposition coating material 1 obtained in Comparative Example B1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the coating material was 0.1%. A paint coating 2 was obtained.
実施例B2
比較例B1で得られたカチオン電着塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が0.3%になるように添加して、カチオン電着塗料3を得た。
Example B2
The humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added to the cationic electrodeposition coating material 1 obtained in Comparative Example B1 so that the solid content ratio of humic acid in the coating material was 0.3%. A paint 3 was obtained.
実施例B3
比較例B1で得られたカチオン電着塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が3.0%になるように添加して、カチオン電着塗料4を得た。
Example B3
To the cationic electrodeposition coating material 1 obtained in Comparative Example B1, the humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added so that the solid content ratio of humic acid in the coating material was 3.0%. A paint 4 was obtained.
比較例B2
比較例B1で得られたカチオン電着塗料1に、製造例2で得られたフミン酸分散ペーストを塗料中のフミン酸の固形分比が10.0%になるように添加して、カチオン電着塗料5を得た。
Comparative Example B2
The humic acid-dispersed paste obtained in Production Example 2 was added to the cationic electrodeposition coating material 1 obtained in Comparative Example B1 so that the solid content ratio of humic acid in the coating material was 10.0%. A paint 5 was obtained.
比較例B3
比較例B1で得られたカチオン電着塗料1に、製造例4で得られたリン酸カルシウム分散ペーストを塗料中のリン酸カルシウムの固形分比が3.0%になるように添加して、カチオン電着塗料6を得た。
Comparative Example B3
To the cationic electrodeposition paint 1 obtained in Comparative Example B1, the calcium phosphate-dispersed paste obtained in Production Example 4 was added so that the solid content ratio of calcium phosphate in the paint would be 3.0%. 6 was obtained.
C.アニオン電着塗料の製造
比較例C1
撹拌装置、冷却管、窒素導入管、温度調整機に連結した温度計を整備した2Lの反応容器にイソプロピルアルコール700部を仕込み、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。反応容器に、メタクリル酸メチル210部、アクリル酸ブチル196部、スチレン140部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル84部、アクリル酸70部、アゾビスジメチルバレロニトリル7部の混合溶液を3時間かけて等速滴下し、その後、2時間80℃で保持することにより、固形分50%、酸価78mgKOH/g、水酸基価52mgKOH/g、重量平均分子量28000の顔料分散用アクリル共重合体樹脂(アニオン性顔料分散用樹脂)を得た。
C. Anion electrodeposition coating production comparison example C1
700 parts of isopropyl alcohol was charged into a 2 L reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling pipe, a nitrogen introduction pipe, and a thermometer connected to a temperature controller, and heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. In a reaction vessel, a mixed solution of 210 parts of methyl methacrylate, 196 parts of butyl acrylate, 140 parts of styrene, 84 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 70 parts of acrylic acid and 7 parts of azobisdimethylvaleronitrile is taken over 3 hours. By rapidly dropping and then holding at 80 ° C. for 2 hours, an acrylic copolymer resin (anionic pigment) for pigment dispersion having a solid content of 50%, an acid value of 78 mgKOH / g, a hydroxyl value of 52 mgKOH / g, and a weight average molecular weight of 28000 Dispersion resin) was obtained.
上記のアニオン性顔料分散用樹脂100部、酸化チタン(石原産業社製、タイペークCR−95)120部を加え、さらにトリエチルアミン5部、脱イオン交換水115部を加えて、固形分50%のアニオン性顔料分散ペーストを得た。 Add 100 parts of the above-mentioned anionic pigment dispersing resin, 120 parts of titanium oxide (Ishihara Sangyo Co., Ltd., Taipei CR-95), add 5 parts of triethylamine and 115 parts of deionized water, and add 50% solids anion. Pigment dispersion paste was obtained.
撹拌装置、冷却管、窒素導入管、温度調整機に連結した温度計を装備した2Lの反応容器にイソプロピルアルコール700部を仕込み、窒素雰囲気下で80℃に加熱し、メタクリル酸メチル322部、アクリル酸ブチル140部、スチレン105部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル84部、アクリル酸49部、アゾビスジメチルバレロニトリル7部の混合溶液を3時間で等速滴下し、その後、2時間80℃で保持することにより、酸価55mgKOH/g、水酸基価52mgKOH/g、重量平均分子量30000のアクリル共重合体樹脂を得た。 A 2 L reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling pipe, a nitrogen inlet pipe, and a thermometer connected to a temperature controller was charged with 700 parts of isopropyl alcohol and heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere, 322 parts of methyl methacrylate, acrylic A mixed solution of 140 parts of butyl acid, 105 parts of styrene, 84 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 49 parts of acrylic acid and 7 parts of azobisdimethylvaleronitrile is dropped at a constant rate over 3 hours, and then kept at 80 ° C. for 2 hours. As a result, an acrylic copolymer resin having an acid value of 55 mgKOH / g, a hydroxyl value of 52 mgKOH / g, and a weight average molecular weight of 30000 was obtained.
上記のアクリル共重合体樹脂313部、硬化剤としてメラミン樹脂であるサイメル285−100(サイテック社製)86部、トリエチルアミン11部を混合撹拌しながら、上記のアニオン性顔料分散ペーストに対して、含まれる顔料に対して2質量%となる量のヘプタン酸を加えたもの255部を加えて混合撹拌し、さらに脱イオン交換水3035部を加え、さらに、アニオン性電着塗料組成物を調製した。得られたアニオン電着塗料組成物の固形分は10%であった。これをアニオン電着塗料1とする。 313 parts of the above acrylic copolymer resin, 86 parts of Cymel 285-100 (manufactured by Cytec Co., Ltd.) which is a melamine resin as a curing agent, and 11 parts of triethylamine are mixed and mixed with the above anionic pigment dispersion paste. 255 parts of heptanoic acid in an amount of 2% by mass with respect to the pigment to be added were added and mixed and stirred, and 3035 parts of deionized water was further added to prepare an anionic electrodeposition coating composition. The solid content of the obtained anionic electrodeposition coating composition was 10%. This is designated as anion electrodeposition paint 1.
実施例C1
得られたアニオン電着塗料組成物1に、トリエタノールアミンで中和し、pHを8〜9に調整したフミン酸1%水溶液を1.0%添加して、塗料中のフミン酸の固形分比が0.1%となるアニオン電着塗料2を得た。
Example C1
To the resulting anionic electrodeposition coating composition 1, 1.0% of a 1% aqueous solution of humic acid neutralized with triethanolamine and adjusted to a pH of 8 to 9 was added to obtain a solid content of humic acid in the coating. An anionic electrodeposition paint 2 having a ratio of 0.1% was obtained.
実施例C2
得られたアニオン電着塗料組成物1に、トリエタノールアミンで中和し、pHを8〜9に調整したフミン酸1%水溶液を2.0%添加して、塗料中のフミン酸の固形分比が0.2%となるアニオン電着塗料3を得た。
Example C2
To the resulting anionic electrodeposition coating composition 1, 2.0% of a 1% aqueous solution of humic acid neutralized with triethanolamine and adjusted to a pH of 8 to 9 was added to obtain a solid content of humic acid in the coating. An anionic electrodeposition paint 3 having a ratio of 0.2% was obtained.
実施例C3
得られたアニオン電着塗料組成物1に、トリエタノールアミンで中和し、pHを8〜9に調整したフミン酸1%水溶液を5.0%添加して、塗料中のフミン酸の固形分比が0.5%となるアニオン電着塗料4を得た。
Example C3
To the resulting anionic electrodeposition coating composition 1, 5.0% of a 1% aqueous solution of humic acid neutralized with triethanolamine and adjusted to pH 8-9 was added, so that the solid content of humic acid in the coating was increased. An anionic electrodeposition paint 4 having a ratio of 0.5% was obtained.
比較例C2
得られたアニオン電着塗料組成物1に、トリエタノールアミンで中和し、pHを8〜9に調整したタンニン酸1%水溶液を5.0%添加して、塗料中のタンニン酸の固形分比が0.5%となるアニオン電着塗料5を得た。
Comparative Example C2
To the resulting anionic electrodeposition coating composition 1, 5.0% of a 1% tannic acid aqueous solution neutralized with triethanolamine and adjusted to a pH of 8 to 9 was added to obtain a solid content of tannic acid in the coating. An anionic electrodeposition paint 5 having a ratio of 0.5% was obtained.
D.有機溶剤系塗料の製造
[主剤1〜4の作製]
アクリルポリオール樹脂(DIC社製 ACRYDIC A−871、分子量8,000、水酸基価29±3%)、フミン酸、チタン顔料(石原産業社製 CR−95)、消泡剤(ビックケミー社製 BYK063)、ダレ止め剤(楠本化成社製 ディスパロン 6810−20X)、分散剤(ビックケミー社製 R−95)および溶剤としてミネラルスピリットを、表1に示す配合量にて混合し、サンドグラインドミルで分散し、粒度10μm以下まで粉砕し、主剤1〜4を得た。
D. Manufacture of organic solvent-based paint [Preparation of main agents 1 to 4]
Acrylic polyol resin (ACRYDIC A-871 manufactured by DIC, molecular weight 8,000, hydroxyl value 29 ± 3%), humic acid, titanium pigment (CR-95 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), antifoaming agent (BYK063 manufactured by BYK Chemie), Anti-sagging agent (Dispalon 6810-20X manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.), mineral spirit as a dispersing agent (R-95 manufactured by Big Chemie) and solvent are mixed in the blending amounts shown in Table 1, and dispersed with a sand grind mill. By grinding to 10 μm or less, main agents 1 to 4 were obtained.
[硬化剤の作製]
イソシアネート樹脂(旭化成社製 デュラートTSA100、分子量700±300、NCO含有量21%)6.2部、および溶剤としてミネラルスピリット3.8部を混合して、硬化剤を得た。
[Production of curing agent]
A curing agent was obtained by mixing 6.2 parts of an isocyanate resin (Durato TSA100, manufactured by Asahi Kasei Corporation, molecular weight 700 ± 300, NCO content 21%) and 3.8 parts of mineral spirit as a solvent.
比較例D1
90部の主剤1および10部の硬化剤を混合して、OH基/NCO基=1/1の2液型防錆塗料(有機溶剤系塗料1)を得た。
Comparative Example D1
90 parts of the main agent 1 and 10 parts of the curing agent were mixed to obtain a two-component rust preventive paint (organic solvent-based paint 1) having an OH group / NCO group = 1/1.
実施例D1
主剤1に代えて、主剤2を用いた以外は、比較例D1と同様にして有機溶剤系塗料2を得た。
Example D1
An organic solvent-based paint 2 was obtained in the same manner as in Comparative Example D1, except that the main agent 2 was used in place of the main agent 1.
実施例D2
主剤1に代えて、主剤3を用いた以外は、比較例D1と同様にして有機溶剤系塗料3を得た。
Example D2
An organic solvent-based paint 3 was obtained in the same manner as in Comparative Example D1 except that the main agent 3 was used in place of the main agent 1.
実施例D3
主剤1に代えて、主剤4を用いた以外は、比較例D1と同様にして有機溶剤系塗料4を得た。
Example D3
An organic solvent-based paint 4 was obtained in the same manner as in Comparative Example D1 except that the main agent 4 was used in place of the main agent 1.
<塗膜の物性評価方法>
以下に塗膜の物性評価方法を記載する。
A.耐水性(水性塗料)
作成した塗板の未塗装部分をシールし、23℃の純水(pH7)に浸漬、120時間後の外観観察を行ない、下記評価基準により評価を行う。
<評価基準>
○:異常なし
×:はがれ、膨れあり
<Method for evaluating physical properties of coating film>
The physical property evaluation method of a coating film is described below.
A. Water resistance (water-based paint)
The uncoated part of the prepared coated plate is sealed, immersed in pure water (pH 7) at 23 ° C., observed for appearance after 120 hours, and evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria>
○: No abnormality ×: Peeling or swelling
B.平滑性(カチオン、アニオン電着塗料)
表面粗さ計(E−30、株式会社東京精密)を用いて、塗膜の表面粗さを測定し、中心線平均表面粗さ(Ra)を算出し、下記基準により評価を行う。
<評価基準>
○:Raが0.35μm未満
×:Raが0.35μm以上
B. Smoothness (cationic, anionic electrodeposition paint)
Using a surface roughness meter (E-30, Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), the surface roughness of the coating film is measured, the centerline average surface roughness (Ra) is calculated, and evaluation is performed according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
○: Ra is less than 0.35 μm ×: Ra is 0.35 μm or more
C.塩水噴霧試験(SST)−アニオン電着塗料および水性塗料
鋼板基材上に形成した硬化塗膜に、基材に達するようにナイフでクロスカット傷を入れ、塩水噴霧試験(JIS Z 2371)を120時間行う。その後、クロスカット部からの錆およびフクレの発生について、下記評価基準により評価を行う。
<評価基準>
◎:錆またはフクレの最大幅が、クロスカット部より5mm未満(片側)
○:錆またはフクレの最大幅が、クロスカット部より5mm以上10mm未満(片側)
△:錆またはフクレの最大幅が、クロスカット部より10mm以上15mm未満(片側)
×:錆またはフクレの最大幅が、クロスカット部より15mm以上(片側)
C. Salt spray test (SST)-anion electrodeposition paint and water-based paint A cured coating film formed on a steel plate substrate was cut with a knife so as to reach the substrate, and a salt spray test (JIS Z 2371) was performed. Do time. Thereafter, the occurrence of rust and swelling from the crosscut portion is evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria>
A: The maximum width of rust or blisters is less than 5 mm from the cross cut part (one side)
○: The maximum width of rust or swelling is 5 mm or more and less than 10 mm from the cross cut part (one side)
Δ: The maximum width of rust or swelling is 10 mm or more and less than 15 mm from the cross cut part (one side)
X: The maximum width of rust or blisters is 15 mm or more (one side) from the cross cut part
D.サイクル腐食試験(CCT)−カチオン電着塗料
鋼板基材上に形成した硬化塗膜に、基材に達するようにナイフでクロスカット傷を入れ、JASO M609−941「自動車用材料腐食試験方法」を100サイクル行う。その後、クロスカット部からの錆やフクレの発生について、下記評価基準により評価を行う。
<評価基準>
◎:錆またはフクレの最大幅がカット部より10mm未満(両側)
○:錆またはフクレの最大幅がカット部より10mm以上15mm未満(両側)
×:錆またはフクレの最大幅がカット部より15mm以上(両側)
D. Cyclic corrosion test (CCT) -cationic electrodeposition coating A cured coating film formed on a steel sheet substrate is cross-cut with a knife so as to reach the substrate, and JASO M609-941 "Automobile material corrosion test method" Perform 100 cycles. Thereafter, the occurrence of rust and swelling from the crosscut portion is evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria>
A: Maximum width of rust or blister is less than 10mm from the cut part (both sides)
○: The maximum width of rust or swelling is 10 mm or more and less than 15 mm from the cut part (both sides)
X: The maximum width of rust or blister is 15mm or more from the cut part (both sides)
E.サイクル腐食試験(CCT)(有機溶剤系塗料)
鋼板基材上に形成した硬化塗膜に、基材に達するようにナイフでクロスカット傷を入れ、試験片を得た。JIS K5674 7.12.2の試験方法に準じて試験を行い、フクレ幅および錆び幅を測定し、下記評価基準により評価を行う。ただし、複合サイクル試験は36サイクルとした。
<評価基準>
◎:錆フクレ幅が0.5mm未満
○:錆フクレ幅が0.5mm以上かつ1.0mm未満
△:錆フクレ幅が1.0mm以上かつ2.0mm未満
×:錆フクレ幅が2.0mm以上
E. Cycle corrosion test (CCT) (organic solvent paint)
A cross-cut wound was made with a knife so as to reach the substrate in the cured coating film formed on the steel plate substrate to obtain a test piece. A test is performed according to the test method of JIS K5674 7.12.2, the swelling width and the rust width are measured, and the evaluation is performed according to the following evaluation criteria. However, the combined cycle test was 36 cycles.
<Evaluation criteria>
A: Rust swelling width is less than 0.5 mm B: Rust swelling width is 0.5 mm or more and less than 1.0 mm Δ: Rust swelling width is 1.0 mm or more and less than 2.0 mm X: Rust swelling width is 2.0 mm or more
F.塗料の貯蔵安定性
作成した塗料1Lを40℃、1週間、攪拌しながら経時させた後、380メッシュの濾布でろ過、濾過残渣を測定し、下記評価により評価を行う。
<評価基準>
○ :1.0g未満
× :1.0g以上
F. Storage Stability of Paint 1 L of the prepared paint was aged with stirring at 40 ° C. for 1 week, filtered with a 380 mesh filter cloth, measured for filtration residue, and evaluated by the following evaluation.
<Evaluation criteria>
○: Less than 1.0 g ×: 1.0 g or more
<塗膜の物性評価>
A.水性塗料の塗膜
実施例A1〜A6および比較例A1〜A5で得られた水性塗料1〜11を25℃環境下で、サンドブラスト板に200g/m2となるよう、刷毛で塗布し、20℃で7日間乾燥させることにより、試験片を得た。得られた塗膜の耐水性およびSSTを評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of physical properties of coating film>
A. Aqueous paint film Aqueous paints 1 to 11 obtained in Examples A1 to A6 and Comparative Examples A1 to A5 were applied to a sandblast plate with a brush so as to be 200 g / m 2 in a 25 ° C environment. The test piece was obtained by drying for 7 days. The water resistance and SST of the obtained coating film were evaluated. The results are shown in Table 2.
タンニン酸は水溶性が高いため、性能を上げるために配合量を増やすと、耐水性が悪化し、SST性能もあまり高くない。一方、フミン酸は、酸性水溶液、中性水溶液に対して不溶であるため、フミン酸はタンニン酸と比較して、耐水性を維持でき、かつ、少量でSST性能の向上が可能である。 Since tannic acid has high water solubility, increasing the blending amount in order to improve performance deteriorates water resistance and SST performance is not so high. On the other hand, since humic acid is insoluble in acidic aqueous solution and neutral aqueous solution, humic acid can maintain water resistance as compared with tannic acid and can improve SST performance in a small amount.
B.カチオン電着塗料の塗膜
冷延鋼板(JIS G3141、SPCC−SD)を、サーフクリーナーEC90(日本ペイント社製)中に50℃で2分間浸漬して脱脂処理し、サーフファインGL−1(日本ペイント社製)で表面調整し、次いでリン酸亜鉛化成処理液であるサーフダインSD−5000(日本ペイント社製、リン酸亜鉛化成処理液)中に40℃で2分間浸漬して、リン酸亜鉛化成処理を行った。
B. Cationic electrodeposition coating film Cold-rolled steel sheet (JIS G3141, SPCC-SD) is degreased by immersing it in Surf Cleaner EC90 (Nihon Paint Co., Ltd.) for 2 minutes at Surf Fine GL-1 (Japan) The surface was adjusted by Paint Co., Ltd., and then immersed in Surfdyne SD-5000 (Nihon Paint Co., Ltd., zinc phosphate conversion treatment solution) for 2 minutes at 40 ° C. Chemical conversion treatment was performed.
得られた鋼板を、実施例B1〜B3および比較例B1〜B3で得られたカチオン電着塗料1〜6中に浸漬して、浴温30℃で、硬化電着塗膜の膜厚が15μmとなるように設定した塗装電圧で電着塗装して、被塗物上に未硬化の電着塗膜を析出させた。次いで水洗した後、160℃で20分間焼き付け、硬化電着塗膜を得た。得られた塗膜の平滑性およびCCTを評価した。結果を表3に示す。 The obtained steel sheet was immersed in the cationic electrodeposition paints 1 to 6 obtained in Examples B1 to B3 and Comparative Examples B1 to B3, and the film thickness of the cured electrodeposition coating film was 15 μm at a bath temperature of 30 ° C. Electrodeposition coating was performed at a coating voltage set so that an uncured electrodeposition coating film was deposited on the object to be coated. Next, after washing with water, baking was performed at 160 ° C. for 20 minutes to obtain a cured electrodeposition coating film. The smoothness and CCT of the obtained coating film were evaluated. The results are shown in Table 3.
比較例B2では平滑性が低下しているが、これは分散樹脂の増加により電導度が上がったためと考えられる。さらに、この平滑性の低下が、CCT性能を低下させたと考えている。比較例B3のリン酸カルシウムは一定のCCT性能は発現するものの、同量を添加したフミン酸より劣り、また、平滑性と安定性が非常に悪いことが確認できた。 In Comparative Example B2, the smoothness is lowered, but this is considered to be due to the increase in conductivity due to an increase in the dispersion resin. Further, it is believed that this reduction in smoothness has reduced CCT performance. Although the calcium phosphate of Comparative Example B3 exhibited a certain CCT performance, it was confirmed that the calcium phosphate was inferior to humic acid added with the same amount, and the smoothness and stability were very poor.
C.アニオン電着塗料の塗膜
冷延鋼板(JIS G3141、SPCC−SD)を、サーフクリーナーEC90(日本ペイント社製)中に50℃で2分間浸漬して脱脂処理した。得られた鋼板を、実施例C1〜C3および比較例C1〜C2で得られたアニオン電着塗料1〜5に、浸漬して、浴温30℃で、硬化電着塗膜の膜厚が15μmとなるように設定した塗装電圧で電着塗装して、被塗物上に未硬化の電着塗膜を析出させた。次いで水洗した後、180℃で30分間焼き付け、硬化電着塗膜を得た。得られた塗膜の平滑性およびSSTを評価した。結果を表4に示す。
C. Anion electrodeposition coating film Cold-rolled steel sheet (JIS G3141, SPCC-SD) was degreased by immersing in Surf Cleaner EC90 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) at 50 ° C. for 2 minutes. The obtained steel sheet was immersed in the anion electrodeposition paints 1 to 5 obtained in Examples C1 to C3 and Comparative Examples C1 to C2, and the film thickness of the cured electrodeposition coating film was 15 μm at a bath temperature of 30 ° C. Electrodeposition coating was performed at a coating voltage set so that an uncured electrodeposition coating film was deposited on the object to be coated. Next, after washing with water, baking was performed at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a cured electrodeposition coating film. The smoothness and SST of the obtained coating film were evaluated. The results are shown in Table 4.
タンニン酸はフミン酸よりも防錆性能を上げるために、配合量を多くすることが必要であるが、フミン酸に比較して防錆性能は悪い。また、平滑性との両立が困難である。一方、フミン酸はタンニン酸と比較して、平滑性を維持でき、かつ、少量でSST性能の向上が可能である。 Tannic acid needs to be added in a larger amount in order to improve rust prevention performance than humic acid, but rust prevention performance is worse than humic acid. Moreover, it is difficult to achieve both smoothness. On the other hand, humic acid can maintain smoothness as compared with tannic acid, and can improve the SST performance in a small amount.
E.有機溶剤系塗料の塗膜
磨き鋼板SPCC−SBを夏季3か月間(6月〜8月)屋外曝露させ、表面に錆の発生した鋼板(錆板)を得た。
錆板をウエス拭き処理した後、当該錆板に、実施例D1〜D3、比較例D1の2液型有機溶剤系塗料を刷毛塗りにて塗装し、試験片を得た。なお、塗装回数は2回であり、1回当りの塗布量は130g/m2、塗り重ね乾燥時間は3時間とした。
得られた試験片を23℃、50%RHに調整した恒温恒湿槽中で7日間乾燥させた後、CCTを評価した。結果を表5に示す。
E. Coating film of organic solvent-based paint Polished steel plate SPCC-SB was exposed outdoors for three months in the summer (June to August) to obtain a steel plate (rust plate) with rust on the surface.
After rusting the rust plate, the two-component organic solvent-based paints of Examples D1 to D3 and Comparative Example D1 were applied to the rust plate by brush coating to obtain test pieces. The number of coatings was 2, the coating amount per coating was 130 g / m 2 , and the coating and drying time was 3 hours.
The obtained test piece was dried for 7 days in a constant temperature and humidity chamber adjusted to 23 ° C. and 50% RH, and then CCT was evaluated. The results are shown in Table 5.
フミン酸の添加によりCCT性能が向上することが確認できた。 It was confirmed that CCT performance was improved by addition of humic acid.
以上の実施例から、フミン酸化合物を塗料の固形分100質量部に対して、0.01〜8.0質量部のフミン酸化合物を添加することで、実施例に示したいずれの形態の塗料に対して、今まで通常用いられていた防錆剤と比較して、防錆性能および耐水性、安定性、平滑性などの諸性能が向上することが分かった。この防錆性能の向上は、フミン酸化合物の独自の特性により、アルカリ性雰囲気のカソード側では溶解してpH緩衝して塗膜剥離を防止し、酸性雰囲気のアノード側では不溶化して膜を形成して鉄の溶出を防止することで達成できたと考えている。特に、アミノ基含有樹脂を用いた塗料系では、塗膜中でのアミノ基の作用によりフミン酸化合物が溶出し、塗膜に効果的に析出しやすくなったため、防錆性能もより良い傾向であった。 From the above examples, the humic acid compound is added in an amount of 0.01 to 8.0 parts by weight of the humic acid compound with respect to 100 parts by weight of the solid content of the paint. On the other hand, it has been found that various performances such as rust prevention performance and water resistance, stability and smoothness are improved as compared with rust prevention agents which have been conventionally used. Due to the unique properties of the humic acid compound, this improvement in rust prevention performance is achieved by dissolving on the cathode side in an alkaline atmosphere and buffering the pH to prevent film peeling, and insolubilizing on the anode side in an acidic atmosphere to form a film. We believe that this was achieved by preventing the elution of iron. In particular, in coating systems using amino group-containing resins, humic acid compounds are eluted due to the action of amino groups in the coating film, and are more likely to be effectively deposited on the coating film. there were.
本発明によれば、フミン酸化合物の添加により、カチオン電着塗料、アニオン電着塗料、水性のエマルション塗料、粉体塗料、ジンクリッチペイント、有機溶剤系塗料を含むいかなる形態の塗料組成物に対しても防錆性能を向上させることができる。 According to the present invention, by adding a humic acid compound, any form of paint composition including cationic electrodeposition paint, anion electrodeposition paint, aqueous emulsion paint, powder paint, zinc rich paint, and organic solvent-based paint can be applied. However, rust prevention performance can be improved.
A・・・溶出したフミン酸化合物
B・・・析出したフミン酸化合物により形成された膜
A: eluted humic acid compound B: film formed by precipitated humic acid compound
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