JP2005517781A - Aminic acid zwitterionic additive for cathodic electrodeposition composition - Google Patents
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Abstract
本発明は、(a)陰極電気溶着性膜形成用樹脂および(b)アルコキシアルカノールまたはアルキルアルコールなどの非有害性非空気汚染性である化合物でブロックされたポリイソシアネート架橋剤の結合剤を含む陰極電気溶着性組成物を含む改善された水性陰極電着組成物および前記組成物の電気溶着のための方法であって、改善がアミン酸とアルキルグリシジルエーテルとの反応生成物である、前記結合剤の重量を基準にして0.1〜5.0重量%の水混和性アミン酸両性イオン添加剤の使用を含むことを特徴とする組成物および方法に関する。The invention comprises a cathode comprising a binder of a polyisocyanate cross-linking agent blocked with (a) a resin for forming a cathode electroweldable film and (b) a non-hazardous non-air-contaminating compound such as an alkoxyalkanol or alkyl alcohol An improved aqueous cathodic electrodeposition composition comprising an electroweldable composition and a method for electrowelding of the composition, wherein the improvement is a reaction product of an amine acid and an alkyl glycidyl ether To 0.1% to 5.0% by weight of a water-miscible amic acid zwitterionic additive based on the weight of
Description
本発明は、非有害性非空気汚染性化合物でブロックされたブロックイソシアネート架橋剤を用いる、改善された硬化を有する電着組成物に関する。 The present invention relates to an electrodeposition composition having improved cure using a blocked isocyanate crosslinker blocked with a non-hazardous non-air polluting compound.
電気溶着法(電着法とも呼ぶ)による導電性基材の被覆は周知されており、自動車およびトラックの製造に際して特に用いられる重要な工業的プロセスである。プライマーの電気溶着において、自動車車体またはトラック車体あるいはそれらの部品などの物品は、膜形成用ポリマーの水性エマルジョンを含む電着組成物の電着用水浴に浸漬される。電着しようとする物品は、所望厚さを有する被膜が物品上に沈着するまで、水性エマルジョンと接触している物品と対電極との間で通る電流を生じさせる電極として機能する。陰極電着法において、被覆しようとする物品は陰極であり、対電極は陽極である。被覆しようとする物品は浸漬され、ある時間(浴における時間は、沈着する被膜の厚さを制御する)にわたり浴に通され、その後、被覆された物品は浴から取り出され、水でリンスされ、焼き付けられて、物品上にプライマー被膜が生じる。 Coating conductive substrates by electrowelding (also referred to as electrodeposition) is well known and is an important industrial process particularly used in the manufacture of automobiles and trucks. In the electrowelding of the primer, an article such as an automobile body or a truck body or parts thereof is immersed in an electrodeposition water bath of an electrodeposition composition containing an aqueous emulsion of a film-forming polymer. The article to be electrodeposited functions as an electrode that creates a current that passes between the article in contact with the aqueous emulsion and the counter electrode until a coating having the desired thickness is deposited on the article. In the cathodic electrodeposition method, the article to be coated is a cathode and the counter electrode is an anode. The article to be coated is immersed and passed through the bath for a period of time (time in the bath controls the thickness of the deposited film), after which the coated article is removed from the bath, rinsed with water, Baking produces a primer coating on the article.
陰極電着法において用いられる膜形成用ポリマーの水性エマルジョンも周知されている。膜形成用ポリマーは、連鎖延長されるとともにアミン基を有する付加体に形成されたポリエポキシドであり、付加体は後で酸により中和され、ブロックポリイソシアネート架橋剤などの架橋剤とブレンドされる。電着用水浴は、膜形成用ポリマー、遮断架橋剤、顔料ペーストまたは顔料分散液、凝集溶媒および他の添加剤を含む。 An aqueous emulsion of a film-forming polymer used in the cathodic electrodeposition method is also well known. The film-forming polymer is a polyepoxide that is chain-extended and formed into an adduct having an amine group, and the adduct is later neutralized with an acid and blended with a crosslinker such as a block polyisocyanate crosslinker. The electrodeposition water bath includes a film-forming polymer, a blocking cross-linking agent, a pigment paste or pigment dispersion, a flocculating solvent and other additives.
ある方式で回収し再循環するか、または処分する必要がない非有害性非空気汚染性遮断剤を用いるブロックイソシアネート架橋剤を用いることが非常に望ましいであろう。こうした遮断剤は知られているが、これらの既知の遮断剤を除去し、よってイソシアネート架橋剤を活性化させるために、沈着した電着組成物のための焼付温度を硬化中に上げることを必要とする。電着される小さい金属部品のために焼付温度を上げるのは問題ないけれども、自動車車体およびトラック車体のために焼付温度を上げるのは大きな問題を提起する。こうした上昇がエネルギー消費および製造コストの大幅な増加の原因になるからである。非有害性非空気汚染性であり、更に自動車およびトラックの製造プロセスにおいて典型的に用いられる標準温度で自動車車体およびトラック車体を焼き付けることを可能にするイソシアネート架橋剤のための遮断剤を用いることが望ましいであろう。 It would be highly desirable to use a blocked isocyanate crosslinker with a non-hazardous, non-air-contaminant blocking agent that does not need to be recovered and recycled in some manner. Although such barriers are known, it is necessary to raise the baking temperature for the deposited electrodeposition composition during curing in order to remove these known barriers and thus activate the isocyanate crosslinking agent. And Although raising the bake temperature for small metal parts that are electrodeposited is fine, raising the bake temperature for car bodies and truck bodies presents a major problem. This is because such increases cause a significant increase in energy consumption and manufacturing costs. Use of blocking agents for isocyanate crosslinkers that are non-hazardous, non-air-contaminating, and that also allow car bodies and truck bodies to be baked at standard temperatures typically used in automobile and truck manufacturing processes Would be desirable.
本発明は、(a)陰極電気溶着性膜形成用樹脂および(b)アルコキシアルカノールまたはアルキルアルコールなどの非有害性非空気汚染性である化合物でブロックされたポリイソシアネート架橋剤の結合剤を含む、改善された水性陰極電着組成物および前記組成物の電気溶着のための方法であって、改善がアミン酸とアルキルグリシジルエーテルとの反応生成物である、前記結合剤の重量を基準にして0.1〜5.0重量%の水混和性アミン酸両性イオン添加剤の使用を含むことを特徴とする組成物および方法に関する。 The present invention comprises (a) a cathode electroweldable film-forming resin and (b) a polyisocyanate crosslinker binder blocked with a non-hazardous, non-air-contaminating compound such as an alkoxyalkanol or alkyl alcohol, An improved aqueous cathodic electrodeposition composition and method for electrodeposition of the composition, wherein the improvement is a reaction product of an amine acid and an alkyl glycidyl ether based on the weight of the binder. . Relates to compositions and methods comprising the use of 1-5.0% by weight of a water miscible amic acid zwitterionic additive.
典型的な自動車車体またはトラック車体は、薄鋼板またはプラスチック基材あるいは複合基材から製造される。鋼が用いられる場合、燐酸亜鉛または燐酸鉄などの無機錆止め化合物で鋼は最初に処理され、その後、プライマー塗料が一般に電気溶着によって被着される。プラスチック基材および複合基材も、基材が最初に導電性にされる限りプライマーを電着することが可能である。典型的には、電着プライマーは、ポリイソシアネートで架橋されるエポキシ変性樹脂からなり、陰極電気溶着法によって被着される。より良好な外観および/またはプライマーへのベースコートまたはモノコートの改善された粘着力を提供するために通常は吹付によって、任意に、第2のプライマーを電気溶着されたプライマー上に被着させることが可能である。そして、顔料入り塗料組成物のモノコートを後で被着させることが可能であるが、好ましい塗料組成物はクリアトップコートを上に被着させる顔料入りベースコートを含む。通常、各塗料は、被着された後に高温で焼き付けることにより硬化される。クリアトップコートをベースコート上に被着させることが可能であり、両方の塗料を高温で一緒に硬化させることが可能であることは一般に知られている。 A typical automobile body or truck body is manufactured from sheet steel or a plastic or composite substrate. When steel is used, the steel is first treated with an inorganic rust inhibitor compound such as zinc phosphate or iron phosphate, after which the primer coating is generally applied by electrowelding. Plastic substrates and composite substrates can also be electrodeposited with a primer as long as the substrate is first made conductive. Typically, the electrodeposition primer consists of an epoxy-modified resin that is cross-linked with polyisocyanate and is deposited by a cathodic electrowelding method. Optionally, a second primer may be deposited on the electro-welded primer, usually by spraying, to provide a better appearance and / or improved adhesion of the basecoat or monocoat to the primer. Is possible. A monocoat of a pigmented paint composition can then be deposited later, but a preferred paint composition includes a pigmented base coat with a clear top coat deposited thereon. Usually, each paint is cured by baking at a high temperature after being applied. It is generally known that a clear topcoat can be applied over a basecoat and that both paints can be cured together at elevated temperatures.
本発明の新規陰極電着組成物は、酸で中和されたポリエポキシアミン付加体の陰極電気溶着性膜形成用樹脂30〜70重量%および、相応して、非有害性非空気汚染性遮断剤でブロックされているブロックポリイソシアネート70〜30重量%の結合剤を含有する。アミン酸とアルキルグリシジルエーテルとの反応生成物である、結合剤の重量を基準にして0.1〜5.0重量%の水混和性アミン酸両性イオン添加剤を本発明の電着組成物に導入することにより、組成物は125〜175℃の従来の焼付温度で硬化する利点を有する。結合剤の重量を基準にして好ましくは0.5〜2.0重量%の水混和性アミン酸両性イオン添加剤が組成物に導入される。 The novel cathodic electrodeposition composition of the present invention comprises an acid neutralized polyepoxyamine adduct resin for forming a cathodic electroweldable film of 30 to 70 wt. Contains 70 to 30% by weight of a blocked polyisocyanate blocked with an agent. The electrodeposition composition of the present invention contains 0.1 to 5.0% by weight of a water-miscible amic acid zwitterionic additive based on the weight of the binder, which is a reaction product of an amino acid and an alkyl glycidyl ether. By introducing, the composition has the advantage of curing at conventional baking temperatures of 125-175 ° C. Preferably 0.5-2.0% by weight of water miscible amic acid zwitterionic additive is introduced into the composition, based on the weight of the binder.
アミン酸両性イオンは以下の式を有する。 The amic acid zwitterion has the following formula:
式中、Rは芳香族基または脂肪族基であり、R1は特に炭素原子数1〜25の脂肪族基である。アミン酸両性イオン添加剤は、アミン酸とアルキルグリシジルエーテルの等モル量との反応生成物である。 In the formula, R is an aromatic group or an aliphatic group, and R 1 is an aliphatic group having 1 to 25 carbon atoms. The amic acid zwitterionic additive is a reaction product of an amic acid and an equimolar amount of alkyl glycidyl ether.
典型的には、アミン酸は式HOOC−R−NH2(式中、Rは脂肪族基または芳香族基である)を有する。使用できる典型的なアミン酸は、パラアミノ安息香酸、グリシン、アラニンおよびバリンである。 Typically, the amic acid has the formula HOOC-R-NH 2 where R is an aliphatic or aromatic group. Typical amine acids that can be used are paraaminobenzoic acid, glycine, alanine and valine.
アルキルグリシジルエーテルは以下の式を有する。 The alkyl glycidyl ether has the following formula:
R1は、好ましくは1〜25個の炭素原子および200〜500のエポキシ当量を有する脂肪族基である。好ましい一種のアルキルグリシジルエーテルは300〜325の当量を有する。典型的な一種の有用なアルキルグリシジルエーテルは、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)製の「アラルダイト(Araldite)」(登録商標)DY025である。 R 1 is preferably an aliphatic group having 1 to 25 carbon atoms and an epoxy equivalent of 200 to 500. A preferred type of alkyl glycidyl ether has an equivalent weight of 300-325. One typical useful alkyl glycidyl ether is "Araldite" (R) DY025 from Ciba Specialty Chemicals.
アミン酸両性イオン添加剤は、2−ブトキシエタノールなどの溶媒にアミン酸を溶解させ、その後、溶解させた酸をアルキルグリシジルエーテルとブレンドし、その後、ブレンドされた組成物を80〜120℃で0.5〜2.0時間にわたり反応させて添加剤を形成することにより調製される。成分および得られたアミン酸両性イオン添加剤を溶解させる限り、従来のいかなる溶媒も用いることが可能である。 The aminic acid zwitterionic additive dissolves the amine acid in a solvent such as 2-butoxyethanol, then blends the dissolved acid with the alkyl glycidyl ether, and then blends the blended composition at 80-120 ° C. Prepared by reacting for 5 to 2.0 hours to form an additive. Any conventional solvent can be used as long as the ingredients and the resulting amic acid zwitterionic additive are dissolved.
典型的には、ポリエポキシアミン付加体のエマルジョンは、陰極電着組成物中で用いられる。付加体は酸で中和されて、水溶性製品または水分散性製品を形成し、架橋剤とブレンドされる。一般に、ジブチル錫オキシドなどの金属触媒は電着組成物に添加される。 Typically, polyepoxyamine adduct emulsions are used in cathodic electrodeposition compositions. The adduct is neutralized with an acid to form a water-soluble or water-dispersible product and blended with a crosslinker. Generally, a metal catalyst such as dibutyltin oxide is added to the electrodeposition composition.
有用なポリエポキシアミン付加体は、一般に、米国特許公報(特許文献1)で開示されている。この特許は本明細書に引用して援用する。 Useful polyepoxyamine adducts are generally disclosed in US Patent Publication (Patent Document 1). This patent is incorporated herein by reference.
付加体を形成するために用いられる典型的なエポキシ樹脂は、約100〜2,000のエポキシ当量を有する。典型的に有用なエポキシ樹脂は、それぞれ188、500および650のエポキシ当量を有する「エポン(Epon)」(登録商標)828、「エポン(Epon)」(登録商標)1001および「エポン(Epon)」(登録商標)1002FなどのジグリシジルエーテルとビスフェノールAのエポキシ樹脂である。使用できる他のエポキシ樹脂は、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどの脂肪族エポキシ樹脂である。これらのエポキシ樹脂は、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、エトキシル化ビスフェノールAおよびシクロヘキサンジオールなどの多価フェノールまたは他の環式ポリオールあるいは脂環式ポリオールで連鎖延長させることが可能である。 Typical epoxy resins used to form the adduct have an epoxy equivalent weight of about 100 to 2,000. Typically useful epoxy resins are “Epon” ® 828, “Epon” ® 1001 and “Epon” having epoxy equivalents of 188, 500 and 650, respectively. It is an epoxy resin of diglycidyl ether such as (registered trademark) 1002F and bisphenol A. Other epoxy resins that can be used are aliphatic epoxy resins such as neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, and hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether. is there. These epoxy resins can be chain extended with polyphenols such as bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, ethoxylated bisphenol A and cyclohexanediol, or other cyclic or alicyclic polyols.
第一アミン、第二アミンおよび第三アミン、モノアミン、ポリアミンおよびヒドロキシアミンなどのアミンは、付加体のカチオン基を形成するためにすべて用いることが可能である。典型的には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピペリジン、エタノールアミン、メチルエタノールアミンおよびジエタノールアミンが用いられる。ジエチレントリアミンとメチルイソブチルケトンとの反応生成物であるジケチミンも用いることが可能である。 Amines such as primary amines, secondary amines and tertiary amines, monoamines, polyamines and hydroxyamines can all be used to form the cationic groups of the adduct. Typically, ethylenediamine, diethylenetriamine, piperidine, ethanolamine, methylethanolamine and diethanolamine are used. Diketimine, which is a reaction product of diethylenetriamine and methyl isobutyl ketone, can also be used.
ポリエポキシアミン付加体を中和するために使用できる典型的な酸は、乳酸、酢酸、炭酸および蟻酸などの有機酸ならびに燐酸、スルファミン酸およびスルホン酸などの他の酸である。 Typical acids that can be used to neutralize the polyepoxyamine adduct are organic acids such as lactic acid, acetic acid, carbonic acid and formic acid, and other acids such as phosphoric acid, sulfamic acid and sulfonic acid.
用いられるイソシアネート架橋剤は、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、高分子メチレンジフェニルジイソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートなどの脂肪族、脂環式および芳香族ポリイソシアネートなどの技術上周知されているものである。 Isocyanate crosslinking agents used include aliphatic, cycloaliphatic and aromatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, cyclohexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate, polymeric methylene diphenyl diisocyanate and isocyanurate of hexamethylene diisocyanate. This is well known in the art.
イソシアネート架橋剤は遮断剤と反応して、組成物が電気溶着される時に電着用浴中で架橋作用が起きるのを防ぐ。被膜が焼付中に硬化されている時、イソシアネートはブロックされておらず、得られた被膜または仕上げは架橋される。用いられる遮断剤は、アルコキシアルカノール、例えば、2−メトキシプロパノール、2−ブトキシプロパノールおよび2−プロポキシプロパノールのようなアルコキシプロパノールなどの非有害性非空気汚染性薬剤である。メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルキル基中の炭素原子数1〜3のアルキルアルコールも用いることが可能である。 The isocyanate crosslinking agent reacts with the blocking agent to prevent the crosslinking action from occurring in the electrodeposition bath when the composition is electrowelded. When the coating is cured during baking, the isocyanate is not blocked and the resulting coating or finish is crosslinked. The blocking agents used are non-hazardous non-air-contaminating agents such as alkoxyalkanols, for example alkoxypropanols such as 2-methoxypropanol, 2-butoxypropanol and 2-propoxypropanol. Alkyl alcohols having 1 to 3 carbon atoms in an alkyl group such as methanol, ethanol, propanol, and isopropanol can also be used.
アミン酸両性イオン組成物が存在しなければ、上の架橋剤を125〜175℃の従来の焼付温度下で用いることができないであろう。これらの遮断剤がこれらの温度で非遮断であることはないであろうからである。 Without the amic acid zwitterionic composition, the above crosslinker could not be used under conventional baking temperatures of 125-175 ° C. This is because these blocking agents will not be non-blocking at these temperatures.
金属触媒は、結合剤の重量を基準にして0.1〜2.0重量%の量で陰極電着組成物中に存在する。典型的に有用な触媒は、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレートおよびアルキル錫ジアセチルアセトネートである。 The metal catalyst is present in the cathodic electrodeposition composition in an amount of 0.1 to 2.0% by weight, based on the weight of the binder. Typically useful catalysts are dibutyltin oxide, dibutyltin dilaurate and alkyltin diacetylacetonate.
顔料は、顔料ペーストを形成することにより陰極電着組成物に導入され、顔料ペーストは、陰極ポリエポキシアミン付加体および遮断架橋剤、凝集溶媒、水および他の添加剤などの陰極電着組成物の他の成分と後でブレンドされる。顔料ペーストは、顔料分散剤中で顔料を粉砕するか、または顔料分散剤に顔料を分散させることにより調製される。任意に、湿潤剤、界面活性剤および脱泡剤などの他の原料が添加される。約6〜8のヘグマン粉砕ゲージ読みに達するまで粉砕は続けられる。顔料ペーストまたは分散剤は、電着組成物の結合剤の重量を基準にして一般に1〜15重量%の量で用いられる。 The pigment is introduced into the cathodic electrodeposition composition by forming a pigment paste, and the pigment paste is cathodic electrodeposition composition such as cathodic polyepoxyamine adduct and blocking cross-linking agent, aggregating solvent, water and other additives. Later blended with other ingredients. The pigment paste is prepared by pulverizing a pigment in a pigment dispersant or dispersing the pigment in the pigment dispersant. Optionally, other ingredients such as wetting agents, surfactants and defoamers are added. Grinding continues until a Hegman grinding gauge reading of about 6-8 is reached. The pigment paste or dispersant is generally used in an amount of 1 to 15% by weight, based on the weight of the binder of the electrodeposition composition.
陰極電着組成物中で用いられる典型的な顔料には、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄および白土などが挙げられる。高い表面積および吸油度を有する顔料は、電気溶着された被膜の融合および流れに望ましくない作用を及ぼしうるので慎重に用いられるべきである。 Typical pigments used in the cathodic electrodeposition composition include titanium dioxide, carbon black, iron oxide and clay. Pigments with high surface area and oil absorption should be used with caution as they can have undesirable effects on the fusion and flow of the electro-deposited coating.
本発明の陰極電着組成物は、湿潤剤、界面活性剤および脱泡剤などの任意の原料を含有することが可能である。界面活性剤および湿潤剤の例には、アルキルイミダゾールおよびアセチレン系アルコールが挙げられる。これらの任意の原料が存在する時、それらの原料は組成物の結合剤固形物の0.1〜2.0重量%を構成する。 The cathode electrodeposition composition of the present invention can contain any raw material such as a wetting agent, a surfactant and a defoaming agent. Examples of surfactants and wetting agents include alkyl imidazoles and acetylenic alcohols. When these optional ingredients are present, they comprise 0.1-2.0% by weight of the binder solids of the composition.
任意に、流れを促進するために可塑剤を用いることが可能である。有用な可塑剤の例は、ビスフェノールAのノニルフェノールのエチレンオキシド付加体またはプロピレンオキシド付加体などの高沸点水不混和性材料である。可塑剤は、結合剤固形物を基準にして通常は0.1〜15重量%のレベルで用いられる。 Optionally, a plasticizer can be used to facilitate flow. Examples of useful plasticizers are high boiling water immiscible materials such as ethylene oxide adducts or propylene oxide adducts of bisphenol A nonylphenol. The plasticizer is usually used at a level of 0.1 to 15% by weight, based on the binder solids.
電着組成物は水性分散液である。この文脈内で用いられる「分散液」という用語は、結合剤が分散相にあり、水が連続相にある二相半透明または不透明水性樹脂質結合剤系であると考えられる。結合剤相の平均粒子サイズ直径は約0.1〜10マイクロメートル、好ましくは5マイクロメートル未満である。水性媒体中の結合剤の濃度は重要ではなく、普通には水性分散液の主部分は水である。水性分散液は、通常は約3〜50重量%、好ましくは5〜40重量%の結合剤固形物を含有する。製造現場に出荷される組成物の濃度は、10〜30重量%の範囲内の結合剤固形物含有率を有する電着用浴を提供するために水で希釈される。 The electrodeposition composition is an aqueous dispersion. The term “dispersion” as used within this context is considered to be a two-phase translucent or opaque aqueous resinous binder system in which the binder is in the dispersed phase and water is in the continuous phase. The average particle size diameter of the binder phase is about 0.1 to 10 micrometers, preferably less than 5 micrometers. The concentration of the binder in the aqueous medium is not critical and usually the main part of the aqueous dispersion is water. Aqueous dispersions usually contain about 3-50% by weight, preferably 5-40% by weight, of binder solids. The concentration of the composition shipped to the manufacturing site is diluted with water to provide an electrodeposition bath having a binder solids content in the range of 10-30% by weight.
水に加えて、陰極電着組成物の水性媒体は凝集溶媒を含有する。有用な凝集溶媒には、炭化水素、アルコール、ポリオールおよびケトンが挙げられる。好ましい凝集溶媒には、エチレングリコールのモノブチルエーテルおよびモノヘキシルエーテルおよびプロピレングリコールのフェニルエーテルが挙げられる。凝集溶媒の量は過度に重要ではなく、組成物の結合剤固形物の全重量を基準にして一般には0.1〜15重量%の間、好ましくは0.5〜5重量%である。 In addition to water, the aqueous medium of the cathodic electrodeposition composition contains a coalescing solvent. Useful coalescing solvents include hydrocarbons, alcohols, polyols and ketones. Preferred flocculating solvents include ethylene glycol monobutyl ether and monohexyl ether and propylene glycol phenyl ether. The amount of flocculating solvent is not unduly critical and is generally between 0.1 and 15% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total weight of the binder solids of the composition.
新規組成物の電気溶着の条件は、陰極電気溶着法において典型的に用いられる条件に似ている。印加電圧は、典型的には50〜500ボルトの間であり、電流密度は0.5〜15アンペア/平方フィートの間であり、それは絶縁膜が形成されるにつれて電気溶着中に減少する傾向がある。典型的には、組成物は、125〜175℃の高温で約5〜30分にわたり焼き付けることにより硬化される。 The conditions for electro-deposition of the new composition are similar to those typically used in cathodic electro-deposition processes. The applied voltage is typically between 50 and 500 volts, and the current density is between 0.5 and 15 amperes / square foot, which tends to decrease during electrodeposition as the insulating film is formed. is there. Typically, the composition is cured by baking at an elevated temperature of 125-175 ° C. for about 5-30 minutes.
以下の実施例は本発明を例示する。特に指示がない限り、すべての部および百分率は重量基準である。 The following examples illustrate the invention. Unless otherwise indicated, all parts and percentages are on a weight basis.
(実施例1)
連鎖延長されたポリエポキシド水性エマルジョンの調製
453部の「エポン(Epon)」(登録商標)828(188のエポキシ当量を有するビスフェノールAのジグリシジルエーテルのエポキシ樹脂)、130部のビスフェノールA、163部の「シンファック(Synfac)」(登録商標)8009(248のヒドロキシル当量を有するエトキシル化ビスフェノールA)、39部のキシレンおよび0.9部のジメチルベンジルアミンの諸原料を反応容器に投入した。得られた反応混合物を窒素シール下で160℃に加熱し、この温度で1時間にわたり保持した。1.5部のジメチルベンジルアミンを添加し、1121のエポキシ当量に達するまで混合物を147℃で保持した。647部のブロックイソシアネート架橋剤溶液(2−メトキシプロパノールブロック「モンドール(Mondur)」(登録商標)MR、固形物含有率75%のバイエル(Bayer)製の高分子メチレンジフェニルジイソシアネート)を添加した。反応混合物温度が107℃に冷えた時、49部のジケチミン(72.7%固形物でのジエチレントリアミンとメチルイソブチルケトンとの反応生成物)および43部のメチルエタノールアミンを添加した。得られた混合物を120℃で1時間にわたり保持した。60部の70%メタンスルホン酸、21部の界面活性剤混合物(120部のアルキルイミダゾリン、120部のアセチレン系アルコールおよび120部のブトキシエタノールの混合物)および2008部の脱イオン水を含有する水溶液中で樹脂溶液を乳化した。得られたエマルジョンをストリッピングして有機溶媒を除去した。エマルジョンは38%の固形物含有率を有していた。
(Example 1)
Preparation of chain-extended polyepoxide aqueous emulsion 453 parts “Epon” ® 828 (epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A having an epoxy equivalent of 188), 130 parts bisphenol A, 163 parts “Synfac” ® 8009 (ethoxylated bisphenol A having a hydroxyl equivalent weight of 248), 39 parts of xylene and 0.9 parts of dimethylbenzylamine were charged to the reaction vessel. The resulting reaction mixture was heated to 160 ° C. under a nitrogen seal and held at this temperature for 1 hour. 1.5 parts dimethylbenzylamine was added and the mixture was held at 147 ° C. until an epoxy equivalent of 1121 was reached. 647 parts of a blocked isocyanate crosslinker solution (2-methoxypropanol block “Mondur” ® MR, polymeric methylene diphenyl diisocyanate from Bayer with a solids content of 75%) was added. When the reaction mixture temperature cooled to 107 ° C., 49 parts diketimine (reaction product of diethylenetriamine and methylisobutylketone at 72.7% solids) and 43 parts methylethanolamine were added. The resulting mixture was held at 120 ° C. for 1 hour. In an aqueous solution containing 60 parts 70% methanesulfonic acid, 21 parts surfactant mixture (120 parts alkylimidazoline, 120 parts acetylenic alcohol and 120 parts butoxyethanol) and 2008 parts deionized water. The resin solution was emulsified. The resulting emulsion was stripped to remove the organic solvent. The emulsion had a solids content of 38%.
(窪み防止添加剤の調製)
以下の成分を適する反応容器に投入することにより窪み防止添加剤を調製した。2322部の「ジェファーミン(Jeffamine)」(登録商標)D−2000(ハンツマン・カンパニー(Huntsman Company)製の1000のアミン当量を有するポリオキシプロピレンジアミン)および188部の「エポン(Epon)」(登録商標)828(188のエポキシ当量を有するビスフェノールAのジグリシジルエーテルのエポキシ樹脂)を窒素雰囲気下で添加し、90℃に加熱し、その後、345重量部の2−ブトキシエタノール中の859重量部の「エポン(Epon)」(登録商標)1001(500のエポキシ当量を有するビスフェノールAのジグリシジルエーテルのエポキシ樹脂)の溶液を添加した。68部の酢酸と5354重量部の脱イオン水を組み合わせることにより、得られた反応混合物を分散させた。
(Preparation of dent prevention additive)
A dent prevention additive was prepared by charging the following ingredients into a suitable reaction vessel. 2322 parts of “Jeffamine” ® D-2000 (polyoxypropylenediamine with 1000 amine equivalents from Huntsman Company) and 188 parts of “Epon” (registered) Trademark) 828 (epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A having an epoxy equivalent of 188) was added under a nitrogen atmosphere and heated to 90 ° C., then 859 parts by weight in 345 parts by weight of 2-butoxyethanol. A solution of “Epon” ® 1001 (epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A having an epoxy equivalent weight of 500) was added. The resulting reaction mixture was dispersed by combining 68 parts acetic acid and 5354 parts by weight deionized water.
(アミン酸両性イオン添加剤の調製)
108部のパラ−アミノ安息香酸を354部の2−ブトキシエタノールに115℃で溶解させた。温度を93℃に冷却し、246部の「アラルダイト(Araldite)」DY025(約312のエポキシ当量を有するアルキルグリシジルエーテル)をゆっくり添加し、温度を93〜104℃の間に保った。組み合わせたアミン当量とエポキシ当量が898に等しくなるまで、得られた混合物を100℃で保持した。得られた樹脂を300部の脱イオン水中で乳化し、樹脂は35%の固形物含有率を有していた。
(Preparation of amic acid zwitterionic additive)
108 parts of para-aminobenzoic acid were dissolved in 354 parts of 2-butoxyethanol at 115 ° C. The temperature was cooled to 93 ° C. and 246 parts “Araldite” DY025 (an alkyl glycidyl ether having an epoxy equivalent weight of about 312) was slowly added to keep the temperature between 93-104 ° C. The resulting mixture was held at 100 ° C. until the combined amine and epoxy equivalents were equal to 898. The resulting resin was emulsified in 300 parts of deionized water and the resin had a solids content of 35%.
(従来のクオータ化剤の調製)
反応容器内で87部のジメチルエタノールアミンを320部の2−エチルヘキサノール半封止トルエンジイソシアネートに室温で添加することによりクオータ化剤を調製した。発熱反応が起き、反応混合物を80℃で1時間にわたり攪拌した。その後、118部の乳酸水溶液(不揮発分含有率75%)を添加し、その後、39部の2−ブトキシエタノールを添加した。一定の攪拌により反応混合物を65℃で約1時間にわたり保持して、クオータ化剤を生じさせた。
(Preparation of conventional quarterning agent)
A quartering agent was prepared by adding 87 parts dimethylethanolamine to 320 parts 2-ethylhexanol semi-encapsulated toluene diisocyanate at room temperature in a reaction vessel. An exothermic reaction occurred and the reaction mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, 118 parts of a lactic acid aqueous solution (nonvolatile content: 75%) was added, followed by 39 parts of 2-butoxyethanol. With constant agitation, the reaction mixture was held at 65 ° C. for about 1 hour to produce the quartering agent.
(顔料粉砕ビヒクルの調製)
710部の「エポン(Epon)」(登録商標)829(190〜203のエポキシ当量を有するビスフェノールAのジグリシジルエーテルのエポキシ樹脂)および210部のビスフェノールAを窒素シール下で適する反応容器に投入することにより顔料粉砕ビヒクルを調製し、150〜160℃に加熱して発熱反応を開始させた。発熱反応を上の温度で約1時間にわたり続けた。その後、反応混合物を120℃に冷却し、496部の2−エチルヘキサノール半封止トルエンジイソシアネートを添加した。反応混合物の温度を110〜120℃で1時間にわたり保持し、その後、1095部の2−ブトキシエタノールを添加し、その後、反応混合物を85〜90℃に冷却し、71部の脱イオン水を添加し、その後、上で調製したクオータ化剤496部を添加した。約1の酸価を得るまで反応混合物の温度を85〜90℃で保持した。
(Preparation of pigment grinding vehicle)
710 parts "Epon" (R) 829 (epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A having an epoxy equivalent weight of 190-203) and 210 parts of bisphenol A are charged into a suitable reaction vessel under a nitrogen seal. Thus, a pigment grinding vehicle was prepared and heated to 150 to 160 ° C. to initiate an exothermic reaction. The exothermic reaction was continued for about 1 hour at the above temperature. The reaction mixture was then cooled to 120 ° C. and 496 parts 2-ethylhexanol semi-encapsulated toluene diisocyanate was added. The temperature of the reaction mixture is held at 110-120 ° C. for 1 hour, after which 1095 parts 2-butoxyethanol are added, after which the reaction mixture is cooled to 85-90 ° C. and 71 parts deionized water is added. Thereafter, 496 parts of the quartering agent prepared above were added. The temperature of the reaction mixture was held at 85-90 ° C. until an acid number of about 1 was obtained.
(顔料ペーストの調製)
以下の原料を適する混合容器に投入することにより顔料ペーストを調製した。
(Preparation of pigment paste)
A pigment paste was prepared by putting the following raw materials into a suitable mixing container.
均質混合物が形成されるまで上の原料を混合し、その後、サンドミルに投入し、7以上のヘグマン読みを得るまで粉砕した。得られた顔料ペーストの不揮発分含有率は50%であった。 The above ingredients were mixed until a homogeneous mixture was formed, then charged into a sand mill and ground until a Hegman reading of 7 or higher was obtained. The resulting pigment paste had a nonvolatile content of 50%.
上の原料を合わせて混合することにより電着用浴IおよびIIを調製した。浴の各々のpHを6.0〜6.05に調節した。浴の固形物は20%であり、浴の顔料対結合剤の比は15〜100であった。浴の各々の温度を電着プロセス中に約33℃で維持した。2燐酸塩含有スチールパネルの2組を200ボルトで各浴内で別個に電着し、0.92ミル(23.3ミクロン)の湿り膜厚さを有する被膜を各パネル上に得た。パネルを166℃で17分にわたり焼き付けて、平滑な膜を生じさせた。試験目的のための二重摩擦が、メチルエチルケトンに浸漬した布地がパネル表面を二回擦ることを含むメチルエチルケトン二重摩擦試験により各パネル上の硬化被膜を試験した。アミン酸両性イオン添加剤を含んでいなかった浴I内で被覆されたパネルは2回の二重摩擦に耐えただけであった。それに反して、アミン酸両性イオン添加剤(本発明)を含んでいた浴II内で被覆されたパネルは300回の二重摩擦に耐え、硬化において大幅な改善を示した。 Electrodeposition baths I and II were prepared by combining and mixing the above ingredients. The pH of each bath was adjusted to 6.0-6.05. The bath solids were 20% and the bath pigment to binder ratio was 15-100. The temperature of each of the baths was maintained at about 33 ° C. during the electrodeposition process. Two sets of diphosphate-containing steel panels were electrodeposited separately in each bath at 200 volts to obtain a coating having a wet film thickness of 0.92 mil (23.3 microns) on each panel. The panel was baked at 166 ° C. for 17 minutes to produce a smooth film. The cured coating on each panel was tested by the methyl ethyl ketone double friction test, where the double friction for test purposes included a fabric soaked in methyl ethyl ketone rubbing the panel surface twice. Panels coated in bath I that did not contain the amic acid zwitterionic additive only withstood two double rubs. In contrast, panels coated in Bath II that contained the amic acid zwitterionic additive (invention) withstood 300 double rubs and showed a significant improvement in cure.
Claims (10)
アミン酸とアルキルグリシジルエーテルとの反応生成物からなる、前記結合剤の重量を基準にして0.1〜5.0重量%の水混和性アミン酸両性イオン添加剤
を含むことを特徴とする水性陰極電着組成物。 (A) a cathode electroweldable film-forming resin and (b) a binder of a polyisocyanate crosslinking agent blocked with a non-hazardous non-air-contaminating compound, and a reaction product of an amine acid and an alkyl glycidyl ether. An aqueous cathode electrodeposition composition comprising 0.1 to 5.0% by weight of a water-miscible amic acid zwitterionic additive based on the weight of the binder.
アルコキシアルカノールおよびアルキル基中に1〜3個の炭素原子を有するアルキルアルコールからなる群から選択された非有害性非空気汚染性化合物でブロックされた、前記結合剤の重量を基準にして30〜70重量%のポリイソシアネート架橋剤
とを含み、
前記水混和性アミン酸両性イオン添加剤が、式HOOC−R−NH2のアミン酸と、下式
30 to 70, based on the weight of the binder, blocked with a non-hazardous, non-air-contaminating compound selected from the group consisting of alkoxy alkanols and alkyl alcohols having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group Weight percent polyisocyanate crosslinker,
The water-miscible amic acid zwitterionic additive comprises an amic acid of formula HOOC-R-NH 2 and
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