JP2006348074A - Method for producing amine-modified epoxy resin and cationic electrodeposition coating composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗膜外観不良が生じ難く、付きまわり性に優れ、かつ有機溶媒の含有量が少ない、カチオン電着塗料組成物、およびそれに用いられるアミン変性エポキシ樹脂の製造方法、に関する。 The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition that hardly causes poor coating film appearance, has excellent throwing power, and has a low organic solvent content, and a method for producing an amine-modified epoxy resin used therefor.
カチオン電着塗料組成物を用いる電着塗装は、複雑な形状を有する被塗物であっても細部にまで塗装を施すことができ、自動的かつ連続的に塗装することができるので、特に自動車車体等の大型で複雑な形状を有する被塗物の下塗り塗装方法として広く実用化されている。カチオン電着塗装は、カチオン電着塗料中に被塗物を陰極として浸漬させ、電圧を印加することにより行われる。 Electrodeposition coating using a cationic electrodeposition coating composition can be applied to the details even if the object has a complicated shape, and can be applied automatically and continuously. It has been widely put into practical use as a method for undercoating an article having a large and complicated shape such as a car body. Cationic electrodeposition coating is performed by immersing an object to be coated in a cationic electrodeposition paint as a cathode and applying a voltage.
カチオン電着塗装の過程における塗膜の析出は電気化学的な反応によるものであり、電圧の印加により、被塗物表面に塗膜が析出する。析出した塗膜は絶縁性を有するので、塗装過程において、塗膜の析出が進行して析出膜が増加するのに従い、塗膜の電気抵抗は大きくなる。その結果、塗膜が析出した部位での塗料の析出は低下し、代わって、未析出部位への塗膜の析出が始まる。このようにして、順次被塗物に塗料固形分が析出して塗装を完成させる。本明細書中、被塗物の未着部位に塗膜が順次形成される性質をつきまわり性という。 The deposition of the coating film in the process of cationic electrodeposition coating is due to an electrochemical reaction, and the coating film is deposited on the surface of the object to be coated by applying a voltage. Since the deposited coating film has insulating properties, the electrical resistance of the coating film increases as the deposition of the coating film progresses and the deposited film increases in the coating process. As a result, the deposition of the paint at the site where the coating film is deposited decreases, and instead, the deposition of the coating film on the undeposited site begins. In this way, paint solids are sequentially deposited on the object to be coated to complete the coating. In this specification, the property that a coating film is sequentially formed on an unattached portion of an object to be coated is called throwing power.
電着塗装において、つきまわりを確保するために単に電着塗膜の電気抵抗値が上がるように電着塗料組成物を設計することは、電着塗装時の印加電圧が高くなり、それに伴って、電着時に発生した水素ガスが原因と見られる「ガスピンホール」(ガスピンと略称することもある。)が発生し塗膜外観の悪化が生じる恐れが高くなるため、好ましくない。カチオン電着塗料組成物においては、ガスピンホール発生などによる塗膜外観の低下を伴うことなく、つきまわり性を高めることができる手法の開発が望まれている。 In electrodeposition coating, designing an electrodeposition coating composition so that the electrical resistance value of the electrodeposition coating film is simply increased in order to ensure the throwing power increases the applied voltage during electrodeposition coating. This is not preferable because a “gas pin hole” (sometimes abbreviated as “gas pin”), which is considered to be caused by hydrogen gas generated during electrodeposition, is generated and the appearance of the coating film is likely to deteriorate. In the cationic electrodeposition coating composition, it is desired to develop a technique capable of improving throwing power without causing a decrease in the appearance of the coating film due to the occurrence of gas pinholes.
カチオン電着塗料組成物は水性塗料である。しかしながらこの電着塗料組成物には有機溶媒が含まれる。この有機溶媒は、電着塗膜の流動性を高め、得られる硬化塗膜の平滑性を向上させるという役割を有する。その一方で、近年の環境問題に対する意識の向上および工場周辺における臭気問題、そして塗装ラインの安全問題などにより、塗料組成物中の有機溶媒の含有量の低減が求められている。従って、得られる塗膜の外観などを悪化させることなく有機溶媒の含有量を減らす手法についてもまた、開発が望まれている。 The cationic electrodeposition coating composition is a water-based coating. However, this electrodeposition coating composition contains an organic solvent. This organic solvent has a role of improving the fluidity of the electrodeposition coating film and improving the smoothness of the resulting cured coating film. On the other hand, reduction of the content of organic solvent in the coating composition is required due to the recent improvement in awareness of environmental problems, the odor problem around the factory, and the safety problem of the coating line. Accordingly, development of a technique for reducing the content of the organic solvent without deteriorating the appearance of the resulting coating film is also desired.
一方で、これまで電着塗料組成物には、耐食性を付与するため、鉛を含む耐食性付与剤が添加されてきた。近年、鉛は環境に対して悪影響を与えることから、使用量の削減が要求されている。そのため鉛を含む耐食性付与剤を含まない、いわゆる無鉛性カチオン電着塗料が主として利用されつつある。しかし、電着塗料組成物に鉛を使用しないことによって、電着塗膜の耐食性付与性能が低下することが多い。無鉛性カチオン電着塗料組成物を調製する場合においては、種々の塗料性能をさらに向上させる手法が求められている。 On the other hand, an anticorrosion imparting agent containing lead has been added to the electrodeposition coating composition so far in order to impart corrosion resistance. In recent years, since lead has an adverse effect on the environment, reduction of the amount of use has been demanded. Therefore, so-called lead-free cationic electrodeposition coatings that do not contain lead-containing corrosion resistance imparting agents are mainly being used. However, by not using lead in the electrodeposition coating composition, the corrosion resistance imparting performance of the electrodeposition coating film is often lowered. In preparing a lead-free cationic electrodeposition coating composition, a technique for further improving various coating performances is required.
特開2002−356647号公報(特許文献1)には、本出願人らの提案による無鉛性カチオン電着塗料組成物が記載されている。この提案によって高つきまわり性の電着塗料組成物を得ることができるが、高つきまわり性などに対するさらなる要求により、バインダー樹脂の構成成分についてさらに検討する余地もでてきた。 JP 2002-356647 (Patent Document 1) describes a lead-free cationic electrodeposition coating composition proposed by the present applicants. This proposal makes it possible to obtain a high throwing power electrodeposition coating composition, but due to the further demand for high throwing power, etc., there is room for further study of the constituent components of the binder resin.
特開平6−329755号公報(特許文献2)には、ソフトセグメントとなる2官能活性水素化合物とジイソシアネート化合物との反応により得られるプレポリマーの末端イソシアネート基をブロックしたプレポリマーをジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂に反応せしめて鎖延長する工程と、鎖延長したエポキシ樹脂の末端エポキシ環の少なくとも一部をカチオン性活性水素化合物で開環してカチオン性基を導入する工程を含むことを特徴とする変性エポキシ樹脂の製造法が記載されている。この方法では、ジイソシアネート化合物と2官能活性水素化合物とを用いてプレポリマーを調製し、その後ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂と反応させている。一方、本願発明は、ポリオールなどを用いてハーフブロックイソシアネートを調製し、その後さらに飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸を用いて鎖延長を行う点において、特開平6−329755号公報に記載される発明とは異なる。本発明の方法によって、高付きまわり性および低有機溶媒含有の両立が可能となっている。 Japanese Patent Laid-Open No. 6-329755 (Patent Document 2) discloses a diglycidyl ether type epoxy having a prepolymer obtained by blocking a terminal isocyanate group of a prepolymer obtained by a reaction between a bifunctional active hydrogen compound serving as a soft segment and a diisocyanate compound. A modification characterized by comprising a step of chain extension by reacting with a resin and a step of introducing a cationic group by opening at least a part of the terminal epoxy ring of the chain extended epoxy resin with a cationic active hydrogen compound A method for producing an epoxy resin is described. In this method, a prepolymer is prepared using a diisocyanate compound and a bifunctional active hydrogen compound, and then reacted with a diglycidyl ether type epoxy resin. On the other hand, the present invention is described in JP-A-6-329755 in that a half-blocked isocyanate is prepared using a polyol or the like, and then further chain extension is performed using a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid. Different from the invention. The method of the present invention makes it possible to achieve both high throwing power and low organic solvent content.
特開平5−306327号公報(特許文献3)には、(a)末端にエポキシ基を有し、分子鎖中に複数のオキサゾリドン環を含有する樹脂に、(b)モノオール,ジオール,モノカルボン酸およびジカルボン酸から選ばれた少なくとも1種の第1の活性水素化合物を反応せしめてエポキシ環の一部を開環し、次いて(b)イオン性基を導入し得る第2の活性水素化合物によって残りのエポキシ環を開環してイオン性基を導入する。水性塗料、特に電着塗料用の親水性樹脂が記載されている。この方法は、上記の通り、オキサゾリドン環を含有する樹脂に、モノオール,ジオール,モノカルボン酸およびジカルボン酸から選ばれた少なくとも1種を反応させている。一方、本願発明は、ポリオールなどを用いてハーフブロックイソシアネートを調製し、その後さらに飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸を用いて鎖延長を行う点において、特開平5−306327号公報に記載される発明とは異なる。本発明の方法によって、高付きまわり性および低有機溶媒含有の両立が可能となっている。 In JP-A-5-306327 (Patent Document 3), (a) a resin having an epoxy group at a terminal and containing a plurality of oxazolidone rings in a molecular chain is added to (b) monool, diol, monocarboxylic acid. A second active hydrogen compound capable of reacting at least one first active hydrogen compound selected from acids and dicarboxylic acids to open a part of the epoxy ring, and then introducing (b) an ionic group To open the remaining epoxy ring to introduce an ionic group. Hydrophilic resins for water-based paints, especially electrodeposition paints, are described. In this method, as described above, a resin containing an oxazolidone ring is reacted with at least one selected from monool, diol, monocarboxylic acid and dicarboxylic acid. On the other hand, the present invention is described in JP-A-5-306327 in that a half-blocked isocyanate is prepared using a polyol or the like, and then further chain extension is performed using a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid. Different from the invention. The method of the present invention makes it possible to achieve both high throwing power and low organic solvent content.
特開平6−136301号公報(特許文献4)には、(A)ポリエポキシドとポリオキシアルキレンポリアミンとの反応生成物でポリエポキシド中のエポキシ基とポリオキシアルキレンポリアミン中のアミン基の当量比が1:1.15〜1.60の範囲内で反応させ、得られた反応生成物を酸で中和したカチオン性非ゲル化樹脂20〜70重量%、(B)上記ポリエポキシドとポリオキシアルキレンポリアミンとの反応生成物(A)とは異なる別のカチオン性樹脂10〜65重量%、および(C)解離温度が100〜140℃のブロックポリイソシアネート10〜50重量%、を含有するカチオン電着塗料組成物が記載されている。そしてこの(A)におけるポリエポキシドがダイマー酸変性ポリエポキシドである態様も記載されている。ところが、ここで用いられるダイマー酸は、アミン変性エポキシ樹脂を調製する際に用いるのではなく、塗料添加剤の調製に用いられる点において、本願発明と相違する。 In JP-A-6-136301 (Patent Document 4), an equivalent ratio of an epoxy group in a polyepoxide and an amine group in a polyoxyalkylene polyamine in a reaction product of (A) a polyepoxide and a polyoxyalkylene polyamine is 1: A cationic non-gelling resin obtained by reacting within the range of 1.15 to 1.60 and neutralizing the resulting reaction product with an acid, 20 to 70% by weight, (B) of the polyepoxide and polyoxyalkylene polyamine Cationic electrodeposition coating composition containing 10 to 65% by weight of another cationic resin different from reaction product (A) and (C) 10 to 50% by weight of blocked polyisocyanate having a dissociation temperature of 100 to 140 ° C. Is described. An embodiment in which the polyepoxide in (A) is a dimer acid-modified polyepoxide is also described. However, the dimer acid used here is different from the present invention in that it is used not for preparing an amine-modified epoxy resin but for preparing a paint additive.
特開2001−213938号公報(特許文献5)には、アミノポリエーテルと、1000〜7000の分子量および500〜3500のエポキシ当量を有するポリグリシジルエーテルとを反応させて得られるアミノポリエーテル変性エポキシであって、前記反応が、前記ポリグリシジルエーテルのエポキシ基に対し、前記アミノポリエーテルの第1級アミノ基を、当量比で0.52〜1.0の範囲に設定して行われることを特徴とする、アミノポリエーテル変性エポキシが記載されている。そしてこのアミノポリエーテル変性エポキシの調製にダイマー酸が用いられる態様も記載されている。しかしながらこの発明も、アミン変性エポキシ樹脂を調製する際にダイマー酸が用いるのではなく、塗料添加剤の調製に用いられる点において、本願発明と相違する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-213938 (Patent Document 5) describes an amino polyether-modified epoxy obtained by reacting an amino polyether with a polyglycidyl ether having a molecular weight of 1000 to 7000 and an epoxy equivalent of 500 to 3500. The reaction is performed by setting the primary amino group of the amino polyether to an epoxy group of the polyglycidyl ether in an equivalent ratio within a range of 0.52 to 1.0. An amino polyether-modified epoxy is described. An embodiment in which dimer acid is used for the preparation of this amino polyether-modified epoxy is also described. However, this invention also differs from the present invention in that dimer acid is not used in preparing an amine-modified epoxy resin, but is used in preparing a paint additive.
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、塗膜外観不良が生じ難く、付きまわり性に優れ、かつ有機溶媒の含有量が少ない、無鉛性カチオン電着塗料組成物、およびこの無鉛性カチオン電着塗料組成物に用いられるアミン変性エポキシ樹脂の製造方法、を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is to provide a lead-free cationic electrodeposition coating that hardly causes poor coating appearance, has excellent throwing power, and has a low organic solvent content. An object of the present invention is to provide a composition and a method for producing an amine-modified epoxy resin used in the lead-free cationic electrodeposition coating composition.
本発明は、
カチオン電着塗料組成物に含まれるアミン変性エポキシ樹脂の製造方法であって、下記工程:
ジイソシアネート化合物とブロック剤とを反応させてハーフブロックイソシアネートを得る、ブロック工程、
得られたハーフブロックイソシアネートとポリオールとを反応させてブロックプレポリマーを得る、ブロックプレポリマー調製工程、
得られたブロックプレポリマーとジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを反応させてオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を得る、オキサゾリドン環生成工程、
得られたエポキシ樹脂を、少なくとも飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸を用いて鎖延長させる、鎖延長工程、および
鎖延長工程により得られた樹脂をアミン変性する、アミン変性工程、
を包含する製造方法を提供するものであり、これにより上記目的が達成される。
The present invention
A method for producing an amine-modified epoxy resin contained in a cationic electrodeposition coating composition comprising the following steps:
A block process in which a diisocyanate compound and a blocking agent are reacted to obtain a half-blocked isocyanate;
A block prepolymer preparation step of obtaining a block prepolymer by reacting the obtained half-blocked isocyanate with a polyol;
An oxazolidone ring production step of obtaining an oxazolidone ring-containing epoxy resin by reacting the obtained block prepolymer with a diglycidyl ether type epoxy resin;
Chain-extending the obtained epoxy resin with at least a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid, a chain-extending step, and an amine-modifying step in which the resin obtained by the chain-extending step is amine-modified,
And the above-mentioned object is achieved.
上記オキサゾリドン環生成工程において用いられるジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂のエポキシ当量が150〜1000であるのが好ましい。 The epoxy equivalent of the diglycidyl ether type epoxy resin used in the oxazolidone ring production step is preferably 150 to 1000.
また、上記オキサゾリドン環生成工程により得られるオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂のエポキシ当量が800〜3000であるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the epoxy equivalent of the oxazolidone ring containing epoxy resin obtained by the said oxazolidone ring production | generation process is 800-3000.
さらに、上記アミン変性エポキシ樹脂のTgが18〜35℃であるのが好ましい。 Furthermore, it is preferable that Tg of the said amine modified epoxy resin is 18-35 degreeC.
また、上記アミン変性エポキシ樹脂における、オキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分の含有量が30〜70重量%であるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that content of the oxazolidone ring containing glycidyl ether part in the said amine modified epoxy resin is 30 to 70 weight%.
さらに、上記アミン変性エポキシ樹脂における、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分の含有量が3〜17重量%であるのが好ましい。 Further, the content of the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety in the amine-modified epoxy resin is preferably 3 to 17% by weight.
本発明はまた、上記製造方法により得られるアミン変性エポキシ樹脂を含む、無鉛性カチオン電着塗料組成物も提供する。 The present invention also provides a lead-free cationic electrodeposition coating composition containing an amine-modified epoxy resin obtained by the above production method.
上記無鉛性カチオン電着塗料組成物中に含まれる有機溶媒の量が0.5%以下であるのが好ましい。 The amount of the organic solvent contained in the lead-free cationic electrodeposition coating composition is preferably 0.5% or less.
本発明は、無鉛性カチオン電着塗料組成物から得られる、厚さ15μmの電着塗膜の膜抵抗が1000〜1500kΩ・cm2である、無鉛性カチオン電着塗料組成物も提供する。 The present invention also provides a lead-free cationic electrodeposition coating composition in which the film resistance of a 15 μm-thick electrodeposition coating film obtained from a lead-free cationic electrodeposition coating composition is 1000 to 1500 kΩ · cm 2 .
本明細書でいう「無鉛性」とは、実質上鉛を含まないことをいい、環境に悪影響を与えるような量で鉛を含まないことを意味する。具体的には、電着浴中の鉛化合物濃度が50ppm、好ましくは20ppmを超える量で鉛を含まないことをいう。 As used herein, “lead-free” means that it contains substantially no lead, and means that it does not contain lead in an amount that adversely affects the environment. Specifically, it means that the lead compound concentration in the electrodeposition bath does not contain lead in an amount exceeding 50 ppm, preferably 20 ppm.
本発明のカチオン電着塗料組成物は、無鉛性であり、かつ有機溶媒の含有量が少ないため、環境に対する負荷が少ないという利点を有する。さらに、つきまわり性に優れており、かつ乾きムラが生じにくく、塗膜外観不良が生じ難いという利点も有する。 The cationic electrodeposition coating composition of the present invention is lead-free and has an advantage that the load on the environment is small because the organic solvent content is small. Furthermore, it has the advantage that it is excellent in throwing power, is less likely to cause unevenness in drying, and poor in appearance of the coating film.
電着塗料組成物
本発明のカチオン電着塗料組成物は、水性媒体、水性媒体中に分散するか又は溶解したバインダー樹脂エマルション、中和酸、有機溶媒を含有する。本発明のカチオン電着塗料組成物はさらに顔料を含んでもよい。バインダー樹脂エマルションに含有されるバインダー樹脂は、アミン変性エポキシ樹脂およびブロックイソシアネート硬化剤からなる樹脂成分である。
Electrodeposition Coating Composition The cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains an aqueous medium, a binder resin emulsion dispersed or dissolved in the aqueous medium, a neutralizing acid, and an organic solvent. The cationic electrodeposition coating composition of the present invention may further contain a pigment. The binder resin contained in the binder resin emulsion is a resin component composed of an amine-modified epoxy resin and a blocked isocyanate curing agent.
アミン変性エポキシ樹脂
本発明で用いるアミン変性エポキシ樹脂は、アミンで変性されたエポキシ樹脂である。アミン変性エポキシ樹脂は、典型的には、ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用いて調製される。
Amine-modified epoxy resin The amine-modified epoxy resin used in the present invention is an epoxy resin modified with an amine. The amine-modified epoxy resin is typically prepared using a diglycidyl ether type epoxy resin.
ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の典型例は、ビスフェノールA型またはビスフェノールF型エポキシ樹脂である。前者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、エポキシ当量450〜500)、エピコート1010(同、エポキシ当量3000〜4000)などがあり、後者の市販品としてはエピコート807、(同、エポキシ当量170)などがある。本発明においては、ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としてエポキシ当量が150〜1000の範囲内にあるものを使用するのが好ましい。 A typical example of the diglycidyl ether type epoxy resin is a bisphenol A type or bisphenol F type epoxy resin. As the former commercial product, there are Epicoat 828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Epoxy Equivalent 180-190), Epicoat 1001 (Same, Epoxy Equivalent 450-500), Epicoat 1010 (Same, Epoxy Equivalent 3000-4000), etc. Examples of the latter commercially available product include Epicoat 807 (same as above, epoxy equivalent 170). In this invention, it is preferable to use what has an epoxy equivalent in the range of 150-1000 as a diglycidyl ether type epoxy resin.
本発明のカチオン電着塗料組成物に含まれるアミン変性エポキシ樹脂は、オキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分と、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分とを有するエポキシ樹脂をアミン変性したアミン変性エポキシ樹脂である。そしてこのアミン変性エポキシ樹脂は、例えば下記工程:
ジイソシアネート化合物とブロック剤とを反応させてハーフブロックイソシアネートを得る、ブロック工程、
得られたハーフブロックイソシアネートと、モノオールまたはポリオールと、を反応させてブロックプレポリマーを得る、ブロックプレポリマー調製工程、
得られたブロックプレポリマーとジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを反応させてオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を得る、オキサゾリドン環生成工程、
得られたエポキシ樹脂を、少なくとも飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸を用いて鎖延長する、鎖延長工程、および
鎖延長工程により得られた樹脂をアミン変性する、アミン変性工程、
を包含する方法によって製造することができる。
The amine-modified epoxy resin contained in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention is an amine-modified epoxy resin obtained by amine-modifying an epoxy resin having an oxazolidone ring-containing glycidyl ether portion and a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl portion. It is. And this amine modified epoxy resin is, for example, the following process:
A block process in which a diisocyanate compound and a blocking agent are reacted to obtain a half-blocked isocyanate;
A block prepolymer preparation step of obtaining a block prepolymer by reacting the obtained half-blocked isocyanate with monool or polyol,
An oxazolidone ring production step of obtaining an oxazolidone ring-containing epoxy resin by reacting the obtained block prepolymer with a diglycidyl ether type epoxy resin;
Chain-extending the obtained epoxy resin with at least a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid, a chain-extending step, and an amine-modifying step in which the resin obtained by the chain-extending step is amine-modified,
Can be produced by a method including:
上記アミン変性エポキシ樹脂の製造方法の工程を、化学反応式を用いて概略的に示す。下記化学反応式中、(1)はブロック工程を、(2)はブロックプレポリマー調製工程を、(3)はオキサゾリドン環生成工程を、そして(4)は鎖延長工程を示す。 The process of the manufacturing method of the said amine modified epoxy resin is shown schematically using a chemical reaction formula. In the following chemical reaction formula, (1) indicates a block step, (2) indicates a block prepolymer preparation step, (3) indicates an oxazolidone ring formation step, and (4) indicates a chain extension step.
上記化学反応式(1)〜(4)中、R1−OHはブロック剤の一例であるアルコール類を示し、R2はジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除いた残基を示し、R3はポリオールの水酸基を除いた残基を示し、R4はグリシジルエーテル型エポキシ樹脂のグリシジルオキシ基を除いた残基を示し、およびR5は飽和又は不飽和炭化水素基含有ジカルボニル酸のカルボン酸基を除いた残基を示す。上記反応式(4)によって得られる、酸導入されたエポキシ樹脂を、アミン変性することによって、アミン変性エポキシ樹脂が得られることとなる。以下、各反応について順次説明していく。 In the chemical reaction formulas (1) to (4), R 1 —OH represents an alcohol which is an example of a blocking agent, R 2 represents a residue excluding the isocyanate group of the diisocyanate compound, and R 3 represents a polyol. R 4 represents a residue excluding a hydroxyl group, R 4 represents a residue excluding a glycidyloxy group of a glycidyl ether type epoxy resin, and R 5 represents a carboxylic acid group of a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl acid. Residues. An amine-modified epoxy resin is obtained by amine-modifying the acid-introduced epoxy resin obtained by the reaction formula (4). Hereinafter, each reaction will be described sequentially.
上記ブロック工程で用いられるジイソシアネート化合物としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)などの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(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族および脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the diisocyanate compound used in the blocking step include aromatic diisocyanates such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate (TDI), and xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), Examples thereof include aliphatic and alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), and trimethylhexamethylene diisocyanate.
ジイソシアネート化合物のブロックに使用されるブロック剤は、この分野で通常用いられるブロック剤を用いることができる。使用できるブロック剤として、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−エチルヘキサノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、シクロヘキサノール等の脂肪族アルコール;フェノール、ニトロフェノール、エチルフェノール等のフェノール類;メチルエチルケトオキシムなどのオキシム類;ε−カプロラクタム等のラクタム類が挙げられる。メタノールまたはエタノールが好ましく用いられる。ジイソシアネート化合物とブロック剤とを反応させることによって、ジイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の一方がブロックされたハーフブロックイソシアネートを得ることができる。このブロック工程に用いられる、ジイソシアネート化合物およびブロック剤の量は、それぞれに含まれるNCO基:活性水素のモル比が1:0.3〜1:0.7の範囲となる量で用いられるのが好ましい。 As the blocking agent used for blocking the diisocyanate compound, a blocking agent usually used in this field can be used. Examples of blocking agents that can be used include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, 2-ethylhexanol, ethylene glycol monobutyl ether, and cyclohexanol; phenols such as phenol, nitrophenol, and ethylphenol; methyl ethyl ketoxime, and the like Oximes: lactams such as ε-caprolactam. Methanol or ethanol is preferably used. By reacting the diisocyanate compound with the blocking agent, half-blocked isocyanate in which one of the isocyanate groups of the diisocyanate compound is blocked can be obtained. The amount of the diisocyanate compound and the blocking agent used in the blocking step is such that the molar ratio of NCO group: active hydrogen contained in each is in the range of 1: 0.3 to 1: 0.7. preferable.
こうして得られたハーフブロックイソシアネートは、次いでポリオールなどの水酸基含有化合物と反応させて、ブロックプレポリマーを得る(ブロックプレポリマー調製工程)。ここでポリオールと併せてモノオールを併用してもよい。好ましいポリオールとして、例えば、チレングリコールもしくはプロピレングリコールなどの脂肪族ジオールまたはビスフェノールなどが挙げられる。また好ましいモノオールとして、例えば2−エチルヘキサノール、ノニルフェノール、エチレングリコールもしくはプロピレングリコールのモノ2−エチルヘキシルエーテルなどの脂肪族モノアルコール、そしてアルキルフェノールまたはグリコールモノエーテルなどが挙げられる。これらを反応させることによって、分子量および/またはアミン当量を調節することができ、これにより熱フロー性などを改善することができる。 The half-blocked isocyanate thus obtained is then reacted with a hydroxyl group-containing compound such as polyol to obtain a block prepolymer (block prepolymer preparation step). Here, monool may be used in combination with the polyol. Preferred polyols include, for example, aliphatic diols such as tylene glycol or propylene glycol, or bisphenol. Preferred monools include, for example, 2-ethylhexanol, nonylphenol, aliphatic monoalcohols such as mono-2-ethylhexyl ether of ethylene glycol or propylene glycol, and alkylphenols or glycol monoethers. By reacting them, the molecular weight and / or the amine equivalent can be adjusted, whereby the heat flow property and the like can be improved.
このブロックプレポリマー調製工程に用いられる、ハーフブロックイソシアネートおよびポリオールの量は、それぞれに含まれるNCO基:水酸基のモル比が1:0.3〜1:0.7の範囲となる量で用いられるのが好ましい。この工程により、イソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオールの水酸基とが反応して、アミド結合により連結されたブロックプレポリマーが得られる。 The amount of the half-blocked isocyanate and polyol used in this block prepolymer preparation step is such that the molar ratio of NCO group: hydroxyl group contained in each block is in the range of 1: 0.3 to 1: 0.7. Is preferred. Through this step, the isocyanate group of the isocyanate compound and the hydroxyl group of the polyol react to obtain a block prepolymer linked by an amide bond.
次いで、得られたブロックプレポリマーと、上記ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを反応させることにより、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂が得られる(オキサゾリドン環生成工程)。この工程において、ブロックプレポリマーのブロックイソシアネート基とジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂のエポキシ基とが反応して、オキサゾリドン環が形成される。このオキサゾリドン環生成工程に用いられるブロックプレポリマーおよびジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の量は、それぞれに含まれるブロックイソシアネート基:エポキシ基のモル比が1:2〜1:10の範囲となる量で用いられるのが好ましい。反応温度は好ましくは60℃〜200℃である。この反応時において、デカンターなどを用いて、外されるブロック剤(例えばメタノール、エタノール等)を系外へ除去させるのが好ましい。 Next, an oxazolidone ring-containing epoxy resin is obtained by reacting the obtained block prepolymer with the diglycidyl ether type epoxy resin (an oxazolidone ring generation step). In this step, the block isocyanate group of the block prepolymer and the epoxy group of the diglycidyl ether type epoxy resin react to form an oxazolidone ring. The amount of the block prepolymer and diglycidyl ether type epoxy resin used in this oxazolidone ring production step is such that the molar ratio of blocked isocyanate group: epoxy group contained in each is in the range of 1: 2 to 1:10. It is preferred that The reaction temperature is preferably 60 ° C to 200 ° C. At the time of this reaction, it is preferable to remove the removed blocking agent (for example, methanol, ethanol, etc.) out of the system using a decanter or the like.
次いで、こうして得られたオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂と、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸とを反応させて、鎖を延長する(鎖延長工程)。個々で用いられる、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸として、例えば、飽和または不飽和炭化水素基を有する、炭素数20〜50のジカルボン酸が挙げられる。飽和炭化水素基として炭素数5〜20のアルキル基が挙げられる。不飽和炭化水素基として、炭素数5〜20のアルキニル基、アルカジイニル基、アルカトリイニル基、アルケニル基、アルカジエニイル基、アルカトリエニイル基などが挙げられる。 Next, the oxazolidone ring-containing epoxy resin thus obtained is reacted with a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid to extend the chain (chain extension step). Examples of the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid used individually include dicarboxylic acids having 20 to 50 carbon atoms having a saturated or unsaturated hydrocarbon group. Examples of the saturated hydrocarbon group include an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms. Examples of the unsaturated hydrocarbon group include an alkynyl group having 5 to 20 carbon atoms, an alkadiynyl group, an alkatriynyl group, an alkenyl group, an alkadienyl group, and an alkatrienyl group.
飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸は、例えばダイマー酸など重合脂肪酸であってもよい。ダイマー酸は、一般に乾性油又は半乾性油などから得られる不飽和脂肪酸の重合反応によって製造される重合脂肪酸であり、脂肪酸の二量体を主成分としている。ダイマー酸の主な例は、C18不飽和脂肪酸の重合によって得られるC36二塩基酸などを主成分とするものである。但し、このダイマー酸は重合脂肪酸であるために、その構造は単一ではなく、非環、単環及び多環の混合物である。また、市販のダイマー酸には、少量のモノマー酸、トリマー酸などが含まれる場合もある。ダイマー酸の原料となる脂肪酸としては、トール油、大豆油、ヤシ油、ひまし油、パーム油または米ぬか油等の植物油系脂肪酸、および牛脂系脂肪酸または豚脂系脂肪酸などの動物油系脂肪酸などが挙げられる。 The saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid may be a polymerized fatty acid such as dimer acid. Dimer acid is a polymerized fatty acid produced by a polymerization reaction of an unsaturated fatty acid generally obtained from a dry oil or a semi-dry oil, and has a fatty acid dimer as a main component. The main examples of dimer acid, as a main component such as C 36 dibasic acids obtained by polymerization of C 18 unsaturated fatty acids. However, since this dimer acid is a polymerized fatty acid, its structure is not single, but a mixture of acyclic, monocyclic and polycyclic. In addition, commercially available dimer acid may contain a small amount of monomeric acid, trimer acid and the like. Examples of fatty acids used as raw materials for dimer acids include vegetable oil fatty acids such as tall oil, soybean oil, coconut oil, castor oil, palm oil or rice bran oil, and animal oil fatty acids such as beef tallow fatty acid or tallow fatty acid. .
この鎖延長工程に用いられる、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂および飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸の量は、それぞれに含まれるエポキシ基:カルボン酸基のモル比が1:0.03〜1:0.3の範囲となる量で用いられるのが好ましい。この工程により、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂のエポキシ基と飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸のカルボン酸基とが反応して、鎖が延長されたエポキシ樹脂が得られることとなる。 The amount of the oxazolidone ring-containing epoxy resin and saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid used in this chain extension step is such that the molar ratio of epoxy group: carboxylic acid group contained in each is 1: 0.03-1: It is preferably used in an amount that is in the range of 0.3. By this step, the epoxy group of the oxazolidone ring-containing epoxy resin reacts with the carboxylic acid group of the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid to obtain an epoxy resin having an extended chain.
この鎖延長工程においては、上記飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸と併せて、ジオールを用いることができる。この鎖延長工程で用いることができるジオールとして、例えば、
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールまたは1,6−ヘキサンジオールなどの脂肪族ジオール;
1,2−シクロヘキサンジオールまたは1,4−シクロヘキサンジオールなどの脂環式ジオール;
ビスフェノールA、ビスフェノールF、レゾルシノールまたはハイドロキノンなどの芳香族ジオール;
ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコールなど、並びにこれらのランダムまたはブロック共重合体などの2官能ポリエーテルポリオール;
上記ジオールまたはポリオールと、ポリカルボン酸またはその無水物と、のエステル化反応により得られる2官能ポリエステルポリオール、あるいは上記ポリオールとカプロラクトンとの重合反応により得られる2官能ポリカプロラクトンポリオールなどの2官能ポリエステルポリオール;
などが挙げられる。尚、上記2官能ポリエーテルポリオールおよび2官能ポリエステルポリオールは、分子量300〜3000の範囲であるのが好ましい。
In this chain extension step, a diol can be used in combination with the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid. Examples of diols that can be used in this chain extension step include:
Aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol;
Alicyclic diols such as 1,2-cyclohexanediol or 1,4-cyclohexanediol;
Aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol F, resorcinol or hydroquinone;
Bifunctional polyether polyols such as polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol or polyoxytetramethylene glycol, and their random or block copolymers;
Bifunctional polyester polyols such as bifunctional polyester polyols obtained by esterification reaction of the above diols or polyols with polycarboxylic acids or anhydrides, or bifunctional polycaprolactone polyols obtained by polymerization reaction of the above polyols and caprolactone ;
Etc. In addition, it is preferable that the said bifunctional polyether polyol and bifunctional polyester polyol are the ranges of molecular weight 300-3000.
また、この鎖延長工程においては、n−ブタノール、ブチルセロソルブ、オクタノールまたはステアリルアルコールなどの脂肪族モノアルコール、
キシレノール、p−t−ブチルフェノールまたはp−ノニルフェノールなどの芳香族モノアルコール、
酢酸、乳酸、酪酸、オクタン酸、シクロヘキサンカルボン酸、ラウリン酸、ステアリン酸または1,2−ヒドロキシステアリン酸などの脂肪族モノカルボン酸、または
安息香酸または1−ナフトエ酸などの芳香族モノカルボン酸なども併せて用いることができる。これらの化合物を用いることによって、エポキシ樹脂の一部を鎖延長することなく、エポキシ樹脂のエポキシ環を部分的開環することができる。
In this chain extension step, an aliphatic monoalcohol such as n-butanol, butyl cellosolve, octanol or stearyl alcohol,
Aromatic monoalcohols such as xylenol, pt-butylphenol or p-nonylphenol,
Acetic acid, lactic acid, butyric acid, octanoic acid, cyclohexanecarboxylic acid, lauric acid, stearic acid or aliphatic monocarboxylic acid such as 1,2-hydroxystearic acid, or aromatic monocarboxylic acid such as benzoic acid or 1-naphthoic acid, etc. Can also be used. By using these compounds, the epoxy ring of the epoxy resin can be partially opened without extending a part of the epoxy resin.
鎖延長工程により得られたエポキシ樹脂にアミン類を反応させることにより、アミン変性エポキシ樹脂が得られる(アミン変性工程)。このアミン変性工程により、エポキシ樹脂中のエポキシ基とアミン類とが反応する。用いることができるアミンとしては、1級アミン、2級アミンが含まれる。ビスフェノール型エポキシ樹脂と2級アミンとを反応させると、3級アミノ基を有するアミン変性ビスフェノール型エポキシ樹脂が得られる。また、ビスフェノール型エポキシ樹脂と1級アミンとを反応させると、2級アミノ基を有するアミン変性ビスフェノール型エポキシ樹脂が得られる。さらに、1級アミノ基および2級アミノ基を有する樹脂を用いることにより、1級アミノ基を有するアミン変性ビスフェノール型エポキシ樹脂を調製することができる。ここで、1級アミノ基および2級アミノ基を有するアミン変性ビスフェノール型エポキシ樹脂の調製は、エポキシ樹脂と反応させる前に、1級アミノ基をケトンでブロック化してケチミンにしておいて、これをエポキシ樹脂に導入した後に脱ブロック化することによって調製することができる。 An amine-modified epoxy resin is obtained by reacting an amine with the epoxy resin obtained in the chain extension step (amine modification step). Through this amine modification step, the epoxy group in the epoxy resin reacts with amines. Examples of amines that can be used include primary amines and secondary amines. When a bisphenol type epoxy resin is reacted with a secondary amine, an amine-modified bisphenol type epoxy resin having a tertiary amino group is obtained. Further, when a bisphenol type epoxy resin is reacted with a primary amine, an amine-modified bisphenol type epoxy resin having a secondary amino group is obtained. Furthermore, an amine-modified bisphenol type epoxy resin having a primary amino group can be prepared by using a resin having a primary amino group and a secondary amino group. Here, preparation of an amine-modified bisphenol type epoxy resin having a primary amino group and a secondary amino group is carried out by blocking the primary amino group with a ketone to form a ketimine before reacting with the epoxy resin. It can be prepared by deblocking after introduction into the epoxy resin.
1級アミン、2級アミンおよびケチミンの具体例としては、例えば、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などがある。さらに、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、ブロックされた1級アミンを有する2級アミン、がある。これらのアミン類等は2種以上を併用して用いてもよい。 Specific examples of the primary amine, secondary amine and ketimine include, for example, butylamine, octylamine, diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methylethanolamine and the like. In addition, there are secondary amines with blocked primary amines such as aminoethylethanolamine ketimine, diethylenetriamine diketimine. Two or more of these amines may be used in combination.
アミン変性エポキシ樹脂は、0.3〜4.0meq/gのアミン当量となるように、より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、アミン類で開環するのが望ましい。 The amine-modified epoxy resin may be ring-opened with amines so that the amine equivalent is 0.3 to 4.0 meq / g, more preferably 5 to 50% of which is occupied by primary amino groups. desirable.
こうして得られるアミン変性エポキシ樹脂は、オキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分と、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分とを有する。アミン変性エポキシ樹脂におけるオキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分の含有量は30〜70重量%であるのが好ましく、40〜60重量%であるのが更に好ましい。また、アミン変性エポキシ樹脂における飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分の含有量は3〜17重量%であるのが好ましく、6〜14重量%であるのがさらに好ましい。 The amine-modified epoxy resin thus obtained has an oxazolidone ring-containing glycidyl ether moiety and a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety. The content of the oxazolidone ring-containing glycidyl ether moiety in the amine-modified epoxy resin is preferably 30 to 70% by weight, and more preferably 40 to 60% by weight. The content of the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety in the amine-modified epoxy resin is preferably 3 to 17% by weight, more preferably 6 to 14% by weight.
なお、このオキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分と、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分とを有するアミン変性エポキシ樹脂は、以下の通り概略説明できる。 The amine-modified epoxy resin having this oxazolidone ring-containing glycidyl ether moiety and a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety can be outlined as follows.
上記式中、(a)がオキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分である。ここで「A’」は、上記反応式(4)の「A」に含まれるエポキシ環が、アミン変性された、オキサゾリドン環含有グリシジルエーテル部分である。(b)は、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分である。 In the above formula, (a) is an oxazolidone ring-containing glycidyl ether moiety. Here, “A ′” is an oxazolidone ring-containing glycidyl ether moiety in which the epoxy ring contained in “A” of the above reaction formula (4) is amine-modified. (B) is a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety.
ブロックイソシアネート硬化剤
本発明のブロックイソシアネート硬化剤で使用するポリイソシアネートとは、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物をいう。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系および芳香族−脂肪族系等のうちのいずれであってもよい。
Blocked isocyanate curing agent The polyisocyanate used in the blocked isocyanate curing agent of the present invention refers to a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. The polyisocyanate may be any of aliphatic, alicyclic, aromatic and aromatic-aliphatic, for example.
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);等があげられる。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 an aromatic ring such as xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI); modified products of these diisocyanates (urethanes, carbodiimides, Uretdione, uretonimine, burette and / or isocyanurate modified product); 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.
ブロック剤は、ポリイソシアネートのイソシアネート基に付加してイソシアネートをブロックする。このイソシアネートのブロックは、常温では安定であるが、解離温度以上に加熱すると脱ブロックし、遊離のイソシアネート基を再生する。 The blocking agent is added to the isocyanate group of the polyisocyanate to block the isocyanate. This isocyanate block is stable at room temperature, but when it is heated above the dissociation temperature, it is deblocked to regenerate free isocyanate groups.
ブロック剤としては、通常使用されるε−カプロラクタムやブチルセロソルブ等を用いることができる。 As a blocking agent, normally used epsilon caprolactam, butyl cellosolve, etc. can be used.
顔料
本発明の電着塗料組成物には通常用いられる顔料を含有させてもよい。使用し得る顔料の例としては、通常使用される顔料、例えば、チタンホワイト、カーボンブラック及びベンガラのような着色顔料;カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカおよびクレーのような体質顔料;リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シアン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム及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等、が挙げられる。
Pigment The electrodeposition coating composition of the present invention may contain a commonly used pigment. Examples of pigments that can be used include commonly used 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, zinc molybdate, aluminum molybdate, calcium molybdate and aluminum phosphomolybdate, phosphomolybdic acid Examples include rust preventive pigments such as aluminum zinc.
上記顔料が電着塗料組成物中に含まれる場合の含有量は、電着塗料組成物の塗料固形分に対して30重量%以下の範囲で含まれるのが好ましい。顔料は、電着塗料組成物の塗料固形分に対して1〜25重量%の範囲で含まれるのがより好ましい。顔料濃度が30重量%を超える場合は、得られる電着塗膜の水平外観が低下する恐れがある。 When the pigment is contained in the electrodeposition coating composition, the content is preferably within a range of 30% by weight or less with respect to the solid content of the coating of the electrodeposition coating composition. The pigment is more preferably contained in an amount of 1 to 25% by weight based on the solid content of the electrodeposition coating composition. When the pigment concentration exceeds 30% by weight, the horizontal appearance of the obtained electrodeposition coating film may be deteriorated.
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媒体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 using a pigment as a component of an electrodeposition paint, generally the pigment is previously dispersed in an aqueous medium 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ワニスと共に水性媒体中に分散させて調製する。顔料分散樹脂としては、一般に、カチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤や4級アンモニウム基及び/又は3級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のようなカチオン性重合体を用いる。水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等を用いる。 The pigment dispersion paste is prepared by dispersing a pigment in an aqueous medium together with a pigment dispersion resin varnish. As the pigment dispersion resin, a cationic polymer such as a cationic or nonionic low molecular weight surfactant or a modified epoxy resin having a quaternary ammonium group and / or a tertiary sulfonium group is generally used. As the aqueous medium, ion-exchanged water or water containing a small amount of alcohol is used.
一般に、顔料分散樹脂は、顔料100重量部に対して固形分比20〜100重量部の量で用いる。顔料分散樹脂ワニス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等の通常の分散装置を用いて分散させて、顔料分散ペーストを得る。 In general, the pigment dispersion resin is used in an amount of 20 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the pigment. After the pigment dispersion resin varnish 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 particle size of the pigment in the mixture reaches a predetermined uniform particle size. Obtain a dispersion paste.
本発明の電着塗料組成物は、上記成分の他に、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫オキシド、ジオクチル錫オキシドなどの有機錫化合物、N−メチルモルホリンなどのアミン類、ストロンチウム、コバルト、銅などの金属塩を触媒として含んでもよい。これらは、硬化剤のブロック剤解離のための触媒として作用し得る。触媒の濃度は、電着塗料組成物中のバインダー樹脂100固形分重量部に対して0.1〜6重量部であるのが好ましい。 In addition to the above components, the electrodeposition coating composition of the present invention comprises organic tin compounds such as dibutyltin laurate, dibutyltin oxide and dioctyltin oxide, amines such as N-methylmorpholine, metals such as strontium, cobalt and copper A salt may be included as a catalyst. These can act as a catalyst for the dissociation of the blocking agent of the curing agent. The concentration of the catalyst is preferably 0.1 to 6 parts by weight with respect to 100 solid parts by weight of the binder resin in the electrodeposition coating composition.
無鉛性カチオン電着塗料組成物の調製
本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、上に述べたアミン変性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤、顔料分散ペーストおよび触媒を、水性媒体中に分散させることによって調製することができる。また、通常、水性媒体にはカチオン性エポキシ樹脂を中和して分散性を向上させるために中和酸を含有させる。中和酸は塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、乳酸、スルファミン酸、アセチルグリシン等の無機酸または有機酸である。本明細書中における水性媒体とは、水か、水と有機溶媒との混合物である。水としてイオン交換水を用いるのが好ましい。使用しうる有機溶媒の例としては炭化水素類(例えば、キシレンまたはトルエン)、アルコール類(例えば、メチルアルコール、n−ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール)、エーテル類(例えば、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、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル)、ケトン類(例えば、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセチルアセトン)、エステル類(例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート)またはそれらの混合物が挙げられる。
Preparation of lead-free cationic electrodeposition coating composition The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention comprises the above-described amine-modified epoxy resin, blocked isocyanate curing agent, pigment dispersion paste and catalyst dispersed in an aqueous medium. Can be prepared. Usually, the aqueous medium contains a neutralizing acid in order to neutralize the cationic epoxy resin and improve the dispersibility. The neutralizing acid is inorganic acid or organic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, lactic acid, sulfamic acid, acetylglycine. The aqueous medium in this specification is water or a mixture of water and an organic solvent. It is preferable to use ion exchange water as water. Examples of organic solvents that can be used include hydrocarbons (eg, xylene or toluene), alcohols (eg, methyl alcohol, n-butyl alcohol, isopropyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol), ethers (For example, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monoethyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether), ketones (for example, Methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, acetylacetone), esters (eg, ethylene glycol monoester) Ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate) or mixtures thereof.
ブロックイソシアネート硬化剤の量は、硬化時にカチオン性エポキシ樹脂中の1級、2級アミノ基、水酸基、等の活性水素含有官能基と反応して良好な硬化塗膜を与えるのに十分でなければならず、一般にカチオン性エポキシ樹脂とブロックイソシアネート硬化剤との固形分重量比(エポキシ樹脂/硬化剤)で表して一般に90/10〜50/50、好ましくは80/20〜65/35の範囲である。中和酸の量はカチオン性エポキシ樹脂のカチオン性基の少なくとも20%、好ましくは30〜60%を中和するのに足りる量である。 The amount of blocked isocyanate curing agent must be sufficient to react with active hydrogen-containing functional groups such as primary, secondary amino groups, hydroxyl groups, etc. in the cationic epoxy resin during curing to give a good cured coating In general, it is generally 90/10 to 50/50, preferably in the range of 80/20 to 65/35 in terms of solid content weight ratio (epoxy resin / curing agent) of the cationic epoxy resin and the blocked isocyanate curing agent. is there. The amount of neutralizing acid is that which is sufficient to neutralize at least 20%, preferably 30-60%, of the cationic groups of the cationic epoxy resin.
有機溶媒はカチオン性エポキシ樹脂、ブロックイソシアネート硬化剤等の各樹脂成分を調製する際に溶媒として必要であり、完全に除去するには煩雑な操作を必要とする。また、バインダー樹脂に有機溶媒が含まれていると造膜時の塗膜の流動性が改良され、塗膜の平滑性が向上する。塗料組成物に通常含まれる有機溶媒としては、例えば上記の有機溶媒が挙げられる。 The organic solvent is necessary as a solvent when preparing each resin component such as a cationic epoxy resin and a blocked isocyanate curing agent, and complicated operation is required for complete removal. Moreover, when the organic solvent is contained in binder resin, the fluidity | liquidity of the coating film at the time of film forming will be improved, and the smoothness of a coating film will improve. As an organic solvent normally contained in a coating composition, said organic solvent is mentioned, for example.
本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、有機溶媒の含有量が0.5%以下であるのが好ましい。有機溶媒の含有量は、より好ましくは0.1〜0.5%であり、さらに好ましくは0.1〜0.4%である。本発明の無鉛性カチオン電着塗料組成物は、塗膜外観不良が生じ難く、付きまわり性に優れ、かつ有機溶媒の含有量が少ないという、種々の利点を有する。 The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention preferably has an organic solvent content of 0.5% or less. The content of the organic solvent is more preferably 0.1 to 0.5%, and further preferably 0.1 to 0.4%. The lead-free cationic electrodeposition coating composition of the present invention has various advantages in that poor appearance of the coating film hardly occurs, the throwing power is excellent, and the content of the organic solvent is small.
無鉛性カチオン電着塗料組成物は、上記成分のほかに、可塑剤、界面活性剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤など、通常使用される塗料用添加剤を含むことができる。 In addition to the above components, the lead-free cationic electrodeposition coating composition can contain commonly used coating additives such as a plasticizer, a surfactant, an antioxidant, and an ultraviolet absorber.
こうして得られる無鉛性カチオン電着塗料組成物を用いて、厚さ15μmの電着塗膜を形成する場合、得られる電着塗膜の膜抵抗が1000〜1500kΩ・cm2であるのが好ましい。電着塗膜の膜抵抗が上記範囲であることによって、電着塗料組成物の付きまわり性により優れることとなる。 When an electrodeposition coating film having a thickness of 15 μm is formed using the lead-free cationic electrodeposition coating composition thus obtained, the film resistance of the electrodeposition coating film obtained is preferably 1000 to 1500 kΩ · cm 2 . When the film resistance of the electrodeposition coating film is in the above range, the throwing power of the electrodeposition coating composition is more excellent.
カチオン電着組成物の塗装方法
上記無鉛性カチオン電着塗料組成物は被塗物に電着塗装され、電着塗膜を形成する。被塗物としては導電性のあるものであれば特に限定されず、例えば、鉄板、鋼板、アルミニウム板及びこれらを表面処理したもの、これらの成型物等を挙げることができる。
Method for coating cationic electrodeposition composition The lead-free cationic electrodeposition coating composition is electrodeposited on an object to form an electrodeposition coating film. The material to be coated is not particularly limited as long as it is electrically conductive, and examples thereof include iron plates, steel plates, aluminum plates, those obtained by surface treatment thereof, and molded products thereof.
無鉛性カチオン電着塗料組成物の電着塗装は、被塗物を陰極として陽極との間に、通常、50〜450Vの電圧を印加して行う。印加電圧が50V未満であると電着が不充分となり、450Vを超えると、塗膜が破壊され異常外観となる。電着塗装時、塗料組成物の浴液温度は、通常10〜45℃に調節される。 Electrodeposition coating of the lead-free cationic electrodeposition coating composition is usually performed by applying a voltage of 50 to 450 V between the object to be coated as a cathode and the anode. When the applied voltage is less than 50V, electrodeposition is insufficient, and when it exceeds 450V, the coating film is destroyed and an abnormal appearance is obtained. At the time of electrodeposition coating, the bath temperature of the coating composition is usually adjusted to 10 to 45 ° C.
電着過程は、無鉛性カチオン電着塗料組成物に被塗物を浸漬する過程、及び、上記被塗物を陰極として陽極との間に電圧を印加し、被膜を析出させる過程、から構成される。また、電圧を印加する時間は、電着条件によって異なるが、一般には、2〜4分とすることができる。電着過程の終了後、そのまま又は水洗した後、120〜260℃、好ましくは140〜220℃で、10〜30分間焼き付けることにより硬化塗膜が得られる。得られる膜厚は硬化塗膜で5〜80μm、特に15〜25μmの範囲内にあることが好ましい。 The electrodeposition process consists of a process of immersing an object to be coated in a lead-free cationic electrodeposition coating composition, and a process of depositing a film by applying a voltage between the object to be coated as a cathode and an anode. The Moreover, although the time which applies a voltage changes with electrodeposition conditions, generally it can be made into 2 to 4 minutes. After completion of the electrodeposition process, the cured coating film is obtained by baking as it is or after washing with water at 120 to 260 ° C., preferably 140 to 220 ° C. for 10 to 30 minutes. The obtained film thickness is preferably 5 to 80 μm, particularly preferably 15 to 25 μm as a cured coating film.
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。尚、特に断らない限り、「部」は重量部を表わす。 The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “parts” represents parts by weight.
製造例1 ブロックイソシアネート硬化剤の製造
ジフェニルメタンジイソシアネート1250部およびメチルイソブチルケトン(以下「MIBK」という。)266.4部を反応容器に仕込み、これを80℃まで加熱した後、ジブチルスズジラウレート2.5部を加えた。ここに、ε−カプロラクタム226部をブチルセロソルブ944部に溶解させたものを80℃で2時間かけて滴下した。さらに100℃で4時間加熱した後、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失したことを確認し、放冷後、MIBK336.1部を加えてブロックイソシアネート硬化剤を得た。得られたブロックイソシアネート硬化剤のTgは8℃であった。
Production Example 1 Production of Blocked Isocyanate Curing Agent 1250 parts of diphenylmethane diisocyanate and 266.4 parts of methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as “MIBK”) were charged into a reaction vessel, heated to 80 ° C., and then 2.5 parts of dibutyltin dilaurate. Was added. A solution prepared by dissolving 226 parts of ε-caprolactam in 944 parts of butyl cellosolve was added dropwise at 80 ° C. over 2 hours. Furthermore, after heating at 100 degreeC for 4 hours, in the measurement of IR spectrum, it confirmed that the absorption based on an isocyanate group disappeared, and after standing to cool, MIBK 336.1 parts was added and the block isocyanate hardening | curing agent was obtained. The obtained blocked isocyanate curing agent had a Tg of 8 ° C.
製造例2 アミン変性エポキシ樹脂エマルションの製造
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を装備したフラスコに2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(重量比=8/2)35部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと略す)94部及びジブシル錫ジラウレート0.5部を仕込んだ。反応混合物を攪拌下、メタノール7部を滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル12部を滴下漏斗より滴下した。更に、反応混合物にビスフェノールA−プロピレンオキサイド5モル付加体33部を添加した。反応は、主に、60℃〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂383部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、エポキシ当量266になるまで130℃で反応させた。
Production Example 2 Production of amine-modified epoxy resin emulsion 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (weight ratio = 8/2) 35 in a flask equipped with a stirrer, cooling tube, nitrogen introduction tube, thermometer and dropping funnel Part, methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated as MIBK) 94 parts and dibuciltin dilaurate 0.5 parts. While stirring the reaction mixture, 7 parts of methanol was added dropwise. The reaction was started from room temperature and heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 12 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel. Further, 33 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5 mol adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly carried out in the range of 60 ° C. to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum. Next, 383 parts of an epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method was added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 266.
続いて、ビスフェノールA90部、オクチル酸47部及びダイマー酸71部を加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量1460となった。 Subsequently, when 90 parts of bisphenol A, 47 parts of octylic acid and 71 parts of dimer acid were added and reacted at 120 ° C., an epoxy equivalent of 1460 was obtained.
得られた反応物をその後、冷却し、次にジエタノールアミン31部とアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79重量%MIBK溶液39部を加え、110℃で2時間反応させた。その後MIBKで不揮発分88%まで希釈した。こうしてアミン変性エポキシ樹脂を得た。得られた樹脂の数平均分子量(GPC法)は、1750であり、Tgは25.1であった。また、アミン当量82meq/100gであった。得られたアミン変性エポキシ樹脂に含まれるオキサゾリドン環含有量は、54重量%であり、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分の含有量は8重量%であった。 The reaction product thus obtained was then cooled, and then 31 parts of diethanolamine and 39 parts of a 79 wt% MIBK solution of ketimine product of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Thereafter, it was diluted with MIBK to a non-volatile content of 88%. Thus, an amine-modified epoxy resin was obtained. The number average molecular weight (GPC method) of the obtained resin was 1750, and Tg was 25.1. The amine equivalent was 82 meq / 100 g. The content of the oxazolidone ring contained in the obtained amine-modified epoxy resin was 54% by weight, and the content of the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety was 8% by weight.
尚、本明細書中のアミン変性エポキシ樹脂及びブロックイソシアネート硬化剤のTgは、DSC(Differental Scaning Calorymeter)セイコー電子工業を用いて測定した。 In addition, Tg of the amine-modified epoxy resin and the blocked isocyanate curing agent in the present specification was measured using DSC (Differential Scanning Calorimeter) Seiko Electronics Industry.
製造例3 アミン変性エポキシ樹脂エマルションの製造
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を装備したフラスコに2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(重量比=8/2)35部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと略す)94部及びジブシル錫ジラウレート0.5部を仕込んだ。反応混合物を攪拌下、メタノール7部を滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル12部を滴下漏斗より滴下した。更に、反応混合物にビスフェノールA−プロピレンオキサイド5モル付加体33部を添加した。反応は、主に、60℃〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂383部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、エポキシ当量266になるまで130℃で反応させた。
Production Example 3 Production of amine-modified epoxy resin emulsion 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (weight ratio = 8/2) 35 in a flask equipped with a stirrer, a condenser tube, a nitrogen introduction tube, a thermometer and a dropping funnel Part, methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated as MIBK) 94 parts and dibuciltin dilaurate 0.5 parts. While stirring the reaction mixture, 7 parts of methanol was added dropwise. The reaction was started from room temperature and heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 12 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel. Further, 33 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5 mol adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly carried out in the range of 60 ° C. to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum. Next, 383 parts of an epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method was added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 266.
続いて、ビスフェノールA74部、オクチル酸46部及びダイマー酸102部を加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量1500となった。 Subsequently, 74 parts of bisphenol A, 46 parts of octylic acid and 102 parts of dimer acid were added and reacted at 120 ° C., resulting in an epoxy equivalent of 1500.
得られた反応物をその後、冷却し、次にジエタノールアミン30部とアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79重量%MIBK溶液38部を加え、110℃で2時間反応させた。その後MIBKで不揮発分88%まで希釈した。こうしてアミン変性エポキシ樹脂を得た。得られた樹脂の数平均分子量(GPC法)は、1800であり、Tgは21.9であった。また、アミン当量80meq/100gであった。得られたアミン変性エポキシ樹脂に含まれるオキサゾリドン環含有量は、52重量%であり、飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボニル部分の含有量は12重量%であった。 The obtained reaction product was then cooled, and then 30 parts of diethanolamine and 38 parts of a 79 wt% MIBK solution of ketimine product of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Thereafter, it was diluted with MIBK to a non-volatile content of 88%. Thus, an amine-modified epoxy resin was obtained. The number average molecular weight (GPC method) of the obtained resin was 1800, and Tg was 21.9. The amine equivalent was 80 meq / 100 g. The content of the oxazolidone ring contained in the obtained amine-modified epoxy resin was 52% by weight, and the content of the saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarbonyl moiety was 12% by weight.
製造例4 顔料分散樹脂ワニスの製造
攪拌機、冷却器、窒素注入管、温度計および滴下ロートを取り付けたフラスコに、エポキシ当量188のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER−331J)382.20部と、ビスフェノールA111.98部を秤り取り、80℃まで昇温し、均一に溶解した後、2−エチル−4−メチルイミダゾール1%溶液1.53部を加え、170℃で2時間反応させた。140℃まで冷却した後、これに2−エチルヘキサノールハーフブロック化イソホロンジイソシアネート(不揮発分90%)196.50部を加え、NCO基が消失するまで反応させた。これにジプロピレングリコールモノブチルエーテル205.00部を加え、続いて1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール408.00部、ジメチロールプロピオン酸134.00部を添加し、イオン交換水144.00部を加え、70℃で反応させた。反応は酸価が5以下になるまで継続した。得られた樹脂ワニスはイオン交換1150.50部で不揮発分35%に希釈した。
Production Example 4 Production of Pigment Dispersion Resin Varnish To a flask equipped with a stirrer, cooler, nitrogen injection tube, thermometer and dropping funnel, 382.20 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J) having an epoxy equivalent of 188 Then, 111.98 parts of bisphenol A was weighed, heated to 80 ° C. and dissolved uniformly, and then 1.53 parts of a 1% solution of 2-ethyl-4-methylimidazole was added and reacted at 170 ° C. for 2 hours. . After cooling to 140 ° C., 196.50 parts of 2-ethylhexanol half-blocked isophorone diisocyanate (non-volatile content: 90%) was added thereto and reacted until the NCO group disappeared. To this was added 205.00 parts of dipropylene glycol monobutyl ether, followed by 408.00 parts of 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol and 134.00 parts of dimethylolpropionic acid. 0.000 part was added and it was made to react at 70 degreeC. The reaction was continued until the acid value was 5 or less. The resulting resin varnish was diluted to 350.5% non-volatile content with 1150.50 parts of ion exchange.
製造例5 顔料分散ペーストの製造
サンドグラインドミルに製造例4で得た顔料分散樹脂ワニスを120部、カーボンブラック2.0部、カオリン100.0部、二酸化チタン72.0部、ジブチルスズオキシド8.0部、リンモリブデン酸アルミニウム18.0部およびイオン交換水184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48%)。
Production Example 5 Production of Pigment Dispersion Paste 120 parts of pigment dispersion resin varnish obtained in Production Example 4 in a sand grind mill, 2.0 parts of carbon black, 100.0 parts of kaolin, 72.0 parts of titanium dioxide, dibutyltin oxide 8. 0 part, 18.0 parts of aluminum phosphomolybdate and 184 parts of ion-exchanged water were added and dispersed until the particle size became 10 μm or less to obtain a pigment dispersion paste (solid content 48%).
製造例6 ブロックイソシアネート硬化剤の製造
1, 6−ヘキサメチレンジイソシアネート168部およびMIBK73部を反応容器に仕込み、これを60℃まで加熱した後、ジブチル錫ラウレート0.2部を加えた。ここにトリメチロールプロパン34.6部をMIBK50部に溶解させたものを60℃で2時間滴下した。続いて70℃に昇温して、メチルエチルケトオキシム106.7部を2時間滴下した。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、冷却後、MIBK59.4部を加えてブロックイソシアネート硬化剤を得た。なおこのブロックイソシアネート硬化剤のTgは−20℃であった。
Production Example 6 Production of Blocked Isocyanate Curing Agent 168 parts of 1,6-hexamethylene diisocyanate and 73 parts of MIBK were charged into a reaction vessel and heated to 60 ° C., and then 0.2 part of dibutyltin laurate was added. A solution obtained by dissolving 34.6 parts of trimethylolpropane in 50 parts of MIBK was added dropwise at 60 ° C. for 2 hours. Subsequently, the temperature was raised to 70 ° C., and 106.7 parts of methyl ethyl ketoxime was added dropwise for 2 hours. In the measurement of IR spectrum, it was confirmed that the absorption based on the isocyanate group disappeared, and after cooling, 59.4 parts of MIBK was added to obtain a blocked isocyanate curing agent. The Tg of this blocked isocyanate curing agent was −20 ° C.
製造例7 ジカルボニル部分を有しないアミン変性エポキシ樹脂エマルションの製造
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を装備したフラスコに2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(重量比=8/2)38部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと略す)93部及びジブシル錫ジラウレート0.5部を仕込んだ。反応混合物を攪拌下、メタノール7部を滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル13部を滴下漏斗より滴下した。更に、反応混合物にビスフェノールA−プロピレンオキサイド5モル付加体35部を添加した。反応は、主に、60℃〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂406部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、エポキシ当量266になるまで130℃で反応させた。
Production Example 7 Production of amine-modified epoxy resin emulsion having no dicarbonyl moiety 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (weight ratio) was placed in a flask equipped with a stirrer, a condenser, a nitrogen inlet, a thermometer, and a dropping funnel. = 8/2) 38 parts, 93 parts of methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated as MIBK) and 0.5 part of dibuciltin dilaurate were charged. While stirring the reaction mixture, 7 parts of methanol was added dropwise. The reaction was started from room temperature and heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 13 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel. Furthermore, 35 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5 mol adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly carried out in the range of 60 ° C. to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum. Next, 406 parts of epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method was added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 266.
続いて、ビスフェノールA125部及びオクチル酸50部を加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量1370となった。得られた反応物をその後、冷却し、次にジエタノールアミン33部とアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79重量%MIBK溶液41部を加え、110℃で2時間反応させた。その後MIBKで不揮発分88%まで希釈した。こうしてアミン変性エポキシ樹脂を得た。得られた樹脂の数平均分子量(GPC法)は、1650であり、Tgは38.7であった。また、アミン当量87meq/100gであり、アミン変性エポキシ樹脂に含まれるオキサゾリドン環含有量は、57重量%であった。 Subsequently, when 125 parts of bisphenol A and 50 parts of octylic acid were added and reacted at 120 ° C., an epoxy equivalent of 1370 was obtained. The obtained reaction product was then cooled, and then 33 parts of diethanolamine and 41 parts of a 79 wt% MIBK solution of ketimine product of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Thereafter, it was diluted with MIBK to a non-volatile content of 88%. Thus, an amine-modified epoxy resin was obtained. The number average molecular weight (GPC method) of the obtained resin was 1650, and Tg was 38.7. The amine equivalent was 87 meq / 100 g, and the oxazolidone ring content contained in the amine-modified epoxy resin was 57% by weight.
製造7で得られたアミン変性エポキシ樹脂と製造例1で得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。 The amine-modified epoxy resin obtained in Production 7 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 1 were mixed so as to be uniform at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
製造例8 ビスフェノールA−エチレンオキシド5モル付加体を含むアミン変性エポキシ樹脂エマルジョンの製造
攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計および滴下漏斗を装備したフラスコに2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(重量比=8/2)36部、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと略す)94部及びジブシル錫ジラウレート0.5部を仕込んだ。反応混合物を攪拌下、メタノール7部を滴下した。反応は、室温から始め、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル12部を滴下漏斗より滴下した。更に、反応混合物にビスフェノールA−プロピレンオキサイド5モル付加体34部を添加した。反応は、主に、60℃〜65℃の範囲で行い、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。次に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから既知の方法で合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂406部を反応混合物に加えて、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を添加し、エポキシ当量266になるまで130℃で反応させた。
Production Example 8 Production of amine-modified epoxy resin emulsion containing 5-mol adduct of bisphenol A-ethylene oxide 2,4- / 2,6-tolylene in a flask equipped with a stirrer, condenser, nitrogen inlet, thermometer and dropping funnel 36 parts of isocyanate (weight ratio = 8/2), 94 parts of methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated as MIBK) and 0.5 part of dibuciltin dilaurate were charged. While stirring the reaction mixture, 7 parts of methanol was added dropwise. The reaction was started from room temperature and heated to 60 ° C. due to heat generation. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 12 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel. Further, 34 parts of a bisphenol A-propylene oxide 5 mol adduct was added to the reaction mixture. The reaction was mainly carried out in the range of 60 ° C. to 65 ° C. and continued until absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of IR spectrum. Next, 406 parts of epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin by a known method was added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until the epoxy equivalent was 266.
続いて、ビスフェノールA87部とオクチル酸47部及びビスフェノールA−エチレンオキシド5モル付加体を68部加えて120℃で反応させたところ、エポキシ当量1450となった。得られた反応物をその後、冷却し、次にジエタノールアミン31部とアミノエチルエタノールアミンのケチミン化物の79重量%MIBK溶液39部を加え、110℃で2時間反応させた。その後MIBKで不揮発分88%まで希釈した。こうしてアミン変性エポキシ樹脂を得た。得られた樹脂の数平均分子量(GPC法)は、1740であり、Tgは36.2であった。また、アミン当量83meq/100gであり、アミン変性エポキシ樹脂に含まれるオキサゾリドン環含有量は、54重量%であった。 Subsequently, 87 parts of bisphenol A, 47 parts of octylic acid, and 68 parts of a 5 mol bisphenol A-ethylene oxide adduct were added and reacted at 120 ° C., resulting in an epoxy equivalent of 1450. The reaction product thus obtained was then cooled, and then 31 parts of diethanolamine and 39 parts of a 79 wt% MIBK solution of ketimine product of aminoethylethanolamine were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Thereafter, it was diluted with MIBK to a non-volatile content of 88%. Thus, an amine-modified epoxy resin was obtained. The number average molecular weight (GPC method) of the obtained resin was 1740, and Tg was 36.2. The amine equivalent was 83 meq / 100 g, and the oxazolidone ring content contained in the amine-modified epoxy resin was 54% by weight.
製造8で得られたアミン変性エポキシ樹脂と製造例1で得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。 The amine-modified epoxy resin obtained in Production 8 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 1 were mixed so as to be uniform at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
実施例1
製造例2で得られたアミン変性エポキシ樹脂と製造例1で得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。
Example 1
The amine-modified epoxy resin obtained in Production Example 2 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 1 were mixed so as to be uniform at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
このエマルジョン2358部及び製造例5で得られた顔料分散ペースト315部とイオン交換水2327部を混合して、固形分20重量%のカチオン電着組成物を得た。 2358 parts of this emulsion and 315 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 5 and 2327 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a cationic electrodeposition composition having a solid content of 20% by weight.
実施例2
製造例3で得られたアミン変性エポキシ樹脂と製造例1で得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。
Example 2
The amine-modified epoxy resin obtained in Production Example 3 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 1 were mixed so as to be uniform at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
このエマルジョン2358部及び製造例5で得られた顔料分散ペースト315部とイオン交換水2327部を混合して、固形分20重量%のカチオン電着組成物を得た。 2358 parts of this emulsion and 315 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 5 and 2327 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a cationic electrodeposition composition having a solid content of 20% by weight.
比較例1
製造例7で得られた、ジカルボニル部分を有しないアミン変性エポキシ樹脂エマルジョンと製造例1で得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。
Comparative Example 1
The amine-modified epoxy resin emulsion having no dicarbonyl moiety obtained in Production Example 7 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 1 were mixed uniformly at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
このエマルジョン2358部及び製造例5で得られた顔料分散ペースト315部とイオン交換水2327部を混合して、固形分20重量%のカチオン電着組成物を得た。 2358 parts of this emulsion and 315 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 5 and 2327 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a cationic electrodeposition composition having a solid content of 20% by weight.
比較例2
製造例7で得られた、ジカルボニル部分を有さないアミン変性エポキシ樹脂エマルジョンと製造例6で得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。
Comparative Example 2
The amine-modified epoxy resin emulsion having no dicarbonyl moiety obtained in Production Example 7 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 6 were mixed uniformly at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
このエマルジョン2358部及び製造例5で得られた顔料分散ペースト315部とイオン交換水2327部を混合して、固形分20重量%のカチオン電着組成物を得た。 2358 parts of this emulsion and 315 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 5 and 2327 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a cationic electrodeposition composition having a solid content of 20% by weight.
比較例3
製造例8で得られたビスフェノールA−エチレンオキシド5モル付加体を含むアミノ変性エポキシエマルジョンと製造例1得られたブロックイソシアネート硬化剤とを固形分比で70/30で均一になるよう混合した。これを樹脂固形分100g当たり酸のミリグラム当量(MEQ(A))が30になるように氷酢酸を添加し、さらにイオン交換水をゆっくりと加えて希釈した。減圧下でMIBKを除去することにより、固形分が36%のエマルジョンを得た。
Comparative Example 3
The amino-modified epoxy emulsion containing the bisphenol A-ethylene oxide 5-mol adduct obtained in Production Example 8 and the blocked isocyanate curing agent obtained in Production Example 1 were mixed so as to be uniform at a solid content ratio of 70/30. Glacial acetic acid was added so that the milligram equivalent of acid (MEQ (A)) was 30 per 100 g of resin solid content, and ion-exchanged water was slowly added to dilute this. By removing MIBK under reduced pressure, an emulsion having a solid content of 36% was obtained.
このエマルジョン2358部及び製造例5で得られた顔料分散ペースト315部とイオン交換水2327部を混合して、固形分20重量%のカチオン電着組成物を得た。 2358 parts of this emulsion and 315 parts of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 5 and 2327 parts of ion-exchanged water were mixed to obtain a cationic electrodeposition composition having a solid content of 20% by weight.
実施例および比較例で得られたカチオン電着塗料組成物を用いて、以下の方法により評価を行なった。 Using the cationic electrodeposition coating compositions obtained in Examples and Comparative Examples, evaluation was performed by the following method.
有機溶媒含有量の測定
塗料調整として、浴温30℃で塗装電圧200Vになるようにエチレングリコールモノヘキシルエーテルを使用して調整した。この調整塗料に含まれる有機溶媒量を、GC(ガスクロマトグラフィー)GC−14A島津製作所製を用いて測定した。
The organic solvent content was measured by adjusting the coating material using ethylene glycol monohexyl ether so that the coating voltage was 200 V at a bath temperature of 30 ° C. The amount of organic solvent contained in the adjusted coating was measured using GC (Gas Chromatography) GC-14A manufactured by Shimadzu Corporation.
電着塗膜の膜抵抗
各実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を含む電着浴に、リン酸亜鉛処理鋼板(JIS G 3141 SPCC−SD、サーフダインSD−2500(日本ペイント社製)を用いて処理)(寸法:70mm×150mm、厚さ0.7mm)を電着塗料に10cm浸漬した。この鋼板に電圧を印加し、30秒間かけて200Vの電圧に昇圧し、150秒間電着した。浴温30℃における塗膜厚15μmの塗装電圧および電着終了時の残余電流を測定して、塗膜抵抗値(kΩ・cm2)を算出した。結果を表1および表2に示す。
Film Resistance of Electrodeposition Coating Film An electrodeposition bath containing a cationic electrodeposition coating composition obtained in each Example and Comparative Example was applied to a zinc phosphate-treated steel sheet (JIS G 3141 SPCC-SD, Surfdyne SD-2500 (Japan). Treatment (made by Paint Co., Ltd.)) (dimensions: 70 mm × 150 mm, thickness 0.7 mm) was immersed in an electrodeposition paint by 10 cm. A voltage was applied to the steel sheet, the voltage was increased to 200 V over 30 seconds, and electrodeposition was performed for 150 seconds. The coating voltage with a coating thickness of 15 μm at a bath temperature of 30 ° C. and the residual current at the end of electrodeposition were measured to calculate the coating resistance value (kΩ · cm 2 ). The results are shown in Tables 1 and 2.
つきまわり性
つきまわり性は、いわゆる4枚ボックス法により評価した。すなわち、図1にしめすように、4枚のリン酸亜鉛処理鋼鈑(JIS G3141 SPCC−SD、サーフダインSD−5000(日本ペイント社製)を用いて処理)11〜14を、立てた状態で間隔20mmで平行に配置し、両側面下部および底面を布粘着テープ等の絶縁体で密閉したボックス10を調製した。なお、鋼鈑14以外の鋼鈑11〜13には下部に8mmφの貫通穴15が設けられている。
Throwing power The throwing power was evaluated by a so-called four-sheet box method. That is, as shown in FIG. 1, four zinc phosphate-treated steel plates (treated with JIS G3141 SPCC-SD, Surfdyne SD-5000 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.)) 11-14 are in a standing state. A
カチオン電着塗料4リットルを塩ビ製容器に移して第1の電着浴とした。図2に示すように、上記ボックス10を、被塗装物として電着塗料21を入れた電着塗料容器20内に浸漬した。この場合、各貫通穴15からのみ塗料21がボックス10内に侵入する。
4 liters of cationic electrodeposition paint was transferred to a vinyl chloride container to form a first electrodeposition bath. As shown in FIG. 2, the
マグネチックスターラー(非表示)で塗料21を攪拌した。そして、各鋼鈑11〜14を電気的に接続し、最も近い鋼鈑11との距離が150mmとなるように対極22を配置した。各鋼鈑11〜14を陰極、対極22を陽極として電圧を印加して、鋼鈑にカチオン電着塗装を行なった。塗装は、印加開始から5秒間で鋼鈑11のA面に形成される塗膜の膜厚が15μmに達する電圧まで昇圧し、その後通常電着では175秒間、短時間電着では115秒間その電圧を維持することにより行った。
The
塗装後の各鋼鈑は、水洗した後、170℃で25分間焼き付けし、空冷後、対極22から最も近い鋼鈑11のA面に形成された塗膜の膜厚と、対極22から最も遠い鋼鈑14のG面に形成された塗膜の膜厚とを測定し、膜厚(G面)/膜厚(A面)の比(G/A値)によりつきまわり性を評価した。この値が60%を超えた場合は良好であり、この値が60%以下の場合を不良と判断できる。結果を表1および表2に示す。
Each steel sheet after painting is washed with water, baked at 170 ° C. for 25 minutes, and after air cooling, the film thickness of the coating film formed on the A surface of the
乾きムラ性
実施例および比較例により得られたカチオン電着塗料組成物を含む電着浴に、リン酸亜鉛処理鋼板(JIS G 3141 SPCC−SD、サーフダインSD−2500(日本ペイント社製)を用いて処理)(寸法:70mm×150mm、厚さ0.7mm)を電着塗料に10cm浸漬した。この鋼板に電圧を印加し、30秒間かけて200Vの電圧に昇圧し、150秒間電着した。電着塗装後、ステンレス容器内の電着浴から引き上げた被塗装物を液面上に上げた状態のまま、180秒間自然乾燥させた後水洗し、170℃で25分間加熱硬化させて塗板を作成し、外観を目視により下記基準に従って評価した。
○:乾きムラが全く生じなかった。
△:乾きムラがやや生じた。
×:乾きムラが顕著に生じた。
A zinc phosphate-treated steel sheet (JIS G 3141 SPCC-SD, Surfdyne SD-2500 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.)) was applied to the electrodeposition bath containing the cationic electrodeposition coating composition obtained in the dry unevenness examples and comparative examples. Treatment) (dimensions: 70 mm × 150 mm, thickness 0.7 mm) was immersed in an electrodeposition paint by 10 cm. A voltage was applied to the steel sheet, the voltage was increased to 200 V over 30 seconds, and electrodeposition was performed for 150 seconds. After electrodeposition coating, the object to be coated pulled up from the electrodeposition bath in the stainless steel container is left to dry on the liquid surface for 180 seconds, washed with water, and heated and cured at 170 ° C. for 25 minutes. It was prepared and visually evaluated according to the following criteria.
○: No dry unevenness occurred.
Δ: Some unevenness of drying occurred.
X: Drying unevenness occurred remarkably.
実施例の結果により、本願発明のカチオン電着塗料組成物はつきまわり性に優れ、かつ乾きムラも生じ難いことが確認された。特に、本発明のカチオン電着塗料組成物は、各実施例からも分かるとおり、電着塗料組成物に含まれる有機溶媒の量が、比較例のものと比べて少なくなっている。本発明の電着塗料組成物は、有機溶媒の量が少なく、かつ、つきまわり性に優れ、乾きムラも生じ難いという利点を有する。 From the results of the examples, it was confirmed that the cationic electrodeposition coating composition of the present invention was excellent in throwing power and hardly caused uneven drying. In particular, the cationic electrodeposition coating composition of the present invention has a smaller amount of organic solvent contained in the electrodeposition coating composition than that of the comparative example, as can be seen from the examples. The electrodeposition coating composition of the present invention has the advantages that the amount of the organic solvent is small, the throwing power is excellent, and uneven drying is unlikely to occur.
本発明により、無鉛性であり、かつ有機溶媒の含有量が少ないという、環境に対する負荷が少ないカチオン電着塗料組成物を提供することができる。このカチオン電着塗料組成物はさらに、つきまわり性に優れており、かつ乾きムラが生じにくく、塗膜外観不良が生じ難いという利点も有する。 According to the present invention, it is possible to provide a cationic electrodeposition coating composition that is lead-free and has a low organic solvent content and has a low environmental load. This cationic electrodeposition coating composition further has an advantage that it has excellent throwing power, is less likely to cause unevenness in drying, and is less likely to cause poor coating appearance.
10:ボックス、
11〜14:リン酸亜鉛処理鋼板、
15:貫通穴、
20:電着塗装容器、
21:電着塗料、
22:対極。
10: Box,
11-14: Zinc phosphate-treated steel sheet,
15: through hole,
20: Electrodeposition coating container,
21: Electrodeposition paint
22: Counter electrode.
Claims (9)
ジイソシアネート化合物とブロック剤とを反応させてハーフブロックイソシアネートを得る、ブロック工程、
得られたハーフブロックイソシアネートとポリオールとを反応させてブロックプレポリマーを得る、ブロックプレポリマー調製工程、
得られたブロックプレポリマーとジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを反応させてオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を得る、オキサゾリドン環生成工程、
得られたエポキシ樹脂を、少なくとも飽和または不飽和炭化水素基含有ジカルボン酸を用いて鎖延長する、鎖延長工程、および
鎖延長工程により得られた樹脂をアミン変性する、アミン変性工程:
を包含する、製造方法。 A method for producing an amine-modified epoxy resin contained in a cationic electrodeposition coating composition comprising the following steps:
A block process in which a diisocyanate compound and a blocking agent are reacted to obtain a half-blocked isocyanate;
A block prepolymer preparation step of obtaining a block prepolymer by reacting the obtained half-blocked isocyanate with a polyol;
An oxazolidone ring production step of obtaining an oxazolidone ring-containing epoxy resin by reacting the obtained block prepolymer with a diglycidyl ether type epoxy resin;
The obtained epoxy resin is chain-extended using at least a saturated or unsaturated hydrocarbon group-containing dicarboxylic acid, a chain extension step, and the amine obtained by the chain extension step is amine-modified.
Manufacturing method.
The lead-free cationic electrodeposition coating composition according to claim 7 or 8, wherein the film resistance of an electrodeposition coating film having a thickness of 15 µm obtained from the lead-free cationic electrodeposition coating composition is 1000 to 1500 kΩ · cm 2 .
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