JPH07252433A - Aqueous coating composition for surface treatment of steel plate - Google Patents
Aqueous coating composition for surface treatment of steel plateInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本願発明は、リン酸塩処理やクロ
メート処理を施した鋼板、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛
めっき鋼板等の表面保護と耐蝕性の改善に有用な金属表
面処理用水性塗料組成物に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention is a water-based paint for metal surface treatment, which is useful for surface protection and improvement of corrosion resistance of phosphate-treated or chromate-treated steel sheets, galvanized steel sheets, galvannealed steel sheets and the like. It relates to a composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、アルミニウム又は錫めっき鋼
板製の金属缶の内面には、樹脂塗膜が施されている。ま
た、家庭用電気製品、自動車等のボディーに用いられる
鋼板、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき鋼板等には、
耐蝕性改善、表面保護等の目的で、防錆油塗布処理が行
なわれているが、近年、これら金属材料の表面に、0.
5〜10μ程度の樹脂薄膜を設けて、耐蝕性ばかりでな
く、さらに多くの機能を付与する改善も行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, a resin coating film is applied to the inner surface of a metal can made of aluminum or tin-plated steel plate. In addition, for household electric appliances, steel sheets used for automobile bodies, galvanized steel sheets, alloyed galvanized steel sheets, etc.,
For the purpose of improving corrosion resistance, protecting the surface, etc., rust-preventing oil coating treatment is carried out.
A resin thin film having a thickness of about 5 to 10 μm is provided to improve not only corrosion resistance but also more functions.
【0003】従来の金属表面処理用塗料はエポキシ樹脂
等の有機溶剤溶液型塗料であるものが多く、これを塗装
する際に、作業雰囲気中に有機溶剤が揮散するため、作
業者の人体に対する安全衛生上の問題があり、さらに火
災、爆発、毒性、大気汚染等の危険があったため、近
年、これらの問題点を有しない水性塗料が用いられるよ
うになった。これら水性塗料には、従来から用いられて
いるアクリル系水性樹脂分散体や、酢酸ビニル系水性樹
脂分散体、低分子エポキシ樹脂水性分散体ばかりでな
く、エポキシエステル樹脂、アルキッド/アクリル樹
脂、変成オレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエス
テル樹脂等の水性樹脂分散体が用いられるようになって
きた。Many of the conventional paints for metal surface treatment are organic solvent solution type paints such as epoxy resin, and when the paints are applied, the organic solvent is volatilized in the working atmosphere, so that it is safe for the human body of the worker. Due to the problems of hygiene and the danger of fire, explosion, toxicity, air pollution, etc., in recent years, water-based paints that do not have these problems have been used. These water-based paints include not only conventionally used acrylic aqueous resin dispersions, vinyl acetate aqueous resin dispersions, low molecular weight epoxy resin aqueous dispersions, but also epoxy ester resins, alkyd / acrylic resins, and modified olefins. Aqueous resin dispersions such as resins, polyurethane resins and polyester resins have come to be used.
【0004】このような水性樹脂分散体としては、特公
昭54-34406号公報に記載の水分散型アクリル樹脂、シラ
ン及び微粒子シリカからなる塗料、特公昭61-36587号公
報に記載のカルボキシル化ポリエチレンの水性樹脂分散
体及び微粒子シリカからなる塗料、特公昭63-41934号公
報に記載のモノエチレン系不飽和脂肪族カルボン酸単量
体とその他の単量体との共重合体にエポキシ樹脂を反応
して得られる樹脂を塩基にて中和して得られる水性樹脂
分散体等からなる塗料、特開昭52-81344号、特開昭52-1
14625 号、特開昭54-30249号公報に記載の、重合性不飽
和結合を有するエポキシアルキッド樹脂またはエポキシ
エステル樹脂の存在下にて重合性不飽和カルボン酸等を
共重合後、アミン等で中和して得られる水性樹脂分散体
からなる塗料、特開平1-110517号公報に記載の、カルボ
キシル基含有ポリマーの水分散体と共重合性不飽和結合
を有するアクリル化エポキシ樹脂の水分散体の混合物中
にて、アクリル酸エステル、ビニル単量体等を重合して
得られる水性樹脂分散体からなる塗料が開示されてい
る。Examples of such an aqueous resin dispersion include a water-dispersible acrylic resin described in Japanese Patent Publication No. 54-34406, a coating comprising silane and fine particle silica, and a carboxylated polyethylene described in Japanese Patent Publication No. 61-36587. A coating comprising an aqueous resin dispersion of the above and fine particle silica, an epoxy resin is reacted with a copolymer of a monoethylenically unsaturated aliphatic carboxylic acid monomer described in Japanese Patent Publication No. 63-41934 and other monomers. A coating comprising an aqueous resin dispersion obtained by neutralizing the resin thus obtained with a base, JP-A-52-81344, JP-A-52-1
No. 14625 and JP-A No. 54-30249, after copolymerizing a polymerizable unsaturated carboxylic acid or the like in the presence of an epoxy alkyd resin or epoxy ester resin having a polymerizable unsaturated bond, and then neutralizing with an amine or the like. A coating consisting of an aqueous resin dispersion obtained by the addition, described in JP-A 1-110517, of an aqueous dispersion of an acrylated epoxy resin having an aqueous dispersion of a carboxyl group-containing polymer and a copolymerizable unsaturated bond. A paint comprising an aqueous resin dispersion obtained by polymerizing an acrylic ester, a vinyl monomer and the like in a mixture is disclosed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】樹脂薄膜を形成した塗
装鋼板において平板での耐蝕性、塗装鋼板をプレス加
工、絞り加工、曲げ加工等塗膜欠陥を生じやすい鋼板加
工後の耐蝕性、塗装鋼板上に電着塗膜を形成した後の耐
蝕性等の向上が求められている。また最近、「材料とプ
ロセス」誌、Vol.5 、1693頁(1992)に記載されているよ
うに、塗装鋼板の近傍に鉄系部材が存在する場合、鉄系
部材からの鉄錆発生に伴って、塗装鋼板の側の耐蝕性が
極端に低下することが指摘された。かかる理由は必ずし
も明らかではないが、鉄錆発生に伴って起る食塩水等の
腐食性薬剤のpH上昇により、塗膜寿命が低下すること
が一因と考えられる。さらに、特に自動車分野等におい
て、樹脂薄膜を形成した塗装鋼板表面に、防錆及びプレ
ス加工のために施される塗油を除去するために行なわれ
るアルカリ性溶液による脱脂工程において、樹脂薄膜が
膨潤し、鋼板同士の接触時に樹脂薄膜が破壊されること
があり、この改善も求められている。この他にも、下地
密着性、電着塗料塗装後の要求物性等に関する要求性能
の高度化は、従来の水性樹脂では解決出来ない各種課題
を多く抱えており、目的とする特定の性能向上のため
に、各種水性塗料が提案されている。DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention Corrosion resistance on a flat plate of a coated steel sheet on which a resin thin film is formed, corrosion resistance of a coated steel sheet after press working, drawing, bending, etc. Improvement in corrosion resistance and the like after forming an electrodeposition coating film is required. Further, recently, as described in “Materials and Processes”, Vol. 5, p. 1693 (1992), when an iron-based member is present near a coated steel sheet, it is accompanied by the occurrence of iron rust from the iron-based member. It was pointed out that the corrosion resistance on the side of the coated steel sheet is extremely reduced. The reason for this is not necessarily clear, but it is considered that one reason is that the life of the coating film is shortened due to the increase in pH of corrosive agents such as salt water that accompanies the occurrence of iron rust. Further, particularly in the automobile field, etc., the resin thin film swells in the degreasing step with an alkaline solution performed to remove the coating oil applied for rust prevention and pressing on the surface of the coated steel sheet on which the resin thin film is formed. However, the resin thin film may be destroyed when the steel sheets are in contact with each other, and improvement thereof is also required. In addition to this, the sophistication of required performance related to substrate adhesion, required physical properties after electrodeposition coating, etc. has many problems that cannot be solved by conventional water-based resins. Therefore, various water-based paints have been proposed.
【0006】特公昭54-34406号公報に記載の塗料は、こ
の塗料の塗膜上に電着塗料を塗装した際、この塗膜との
密着性、低温環境下での耐衝撃性、塗装面と接着剤との
接着性等が十分でない。特公昭61-36587号公報に記載の
塗料では、この塗料の塗膜とその上に施される電着塗料
との密着性、電着塗装後の耐蝕性等が十分でない。The paint described in Japanese Examined Patent Publication No. 54-34406 has the adhesion to the coating film, the impact resistance in a low temperature environment, the coated surface when the electrodeposition paint is applied on the coating film of the paint. The adhesiveness between the adhesive and the adhesive is not sufficient. In the paint described in JP-B-61-36587, the adhesion between the coating film of this paint and the electrodeposition paint applied thereon, the corrosion resistance after electrodeposition coating, etc. are not sufficient.
【0007】また、特公昭63-41934号公報、特開昭52-8
1344号、特開昭52-114625 号、特開昭54-30249号公報、
及び特開平1-110517号公報に記載の塗料では、塗膜の耐
水、耐アルカリ性が不足しており、更に、微粒子シリカ
が含有されていない為、塗装鋼板の近傍に鉄系部材が存
在する場合、鉄系部材からの鉄錆発生が伴う環境下での
耐蝕性が十分でなく、アルカリ性溶液による脱脂工程に
おける塗膜耐久性が十分でなく、また、塗装鋼板の溶接
性も十分でない。Further, Japanese Patent Publication No. 63-41934 and Japanese Patent Laid-Open No. 52-8
1344, JP-A-52-114625, JP-A-54-30249,
And in the paint described in JP-A 1-110517, the water resistance of the coating film, the alkali resistance is insufficient, further, since it does not contain fine particle silica, if there is an iron-based member in the vicinity of the coated steel sheet However, the corrosion resistance under the environment where iron rust is generated from the iron-based member is not sufficient, the coating film durability is not sufficient in the degreasing step with an alkaline solution, and the weldability of the coated steel sheet is also insufficient.
【0008】本発明は、鋼板、亜鉛めっき鋼板、合金化
亜鉛めっき鋼板等の金属表面、特に、リン酸塩処理、ク
ロメート処理等の化成処理を施した鋼板等の金属表面
に、0.5〜10μ程度の皮膜を形成した塗装鋼板とす
る事によって、高い耐蝕性、高い耐アルカリ性、接着剤
や電着塗料との高い密着性を有し、更に、この塗装鋼板
に曲げ加工、或いは電着塗装を施した場合でも耐蝕性に
優れる、金属表面処理用水性塗料組成物を提供しようと
するものである。特に、塗装鋼板の近傍に鉄系部材が存
在する場合、鉄系部材からの鉄錆発生が伴う環境下での
耐蝕性、表面保護、耐薬品性が向上する。The present invention provides a metal surface of a steel sheet, a galvanized steel sheet, an alloyed galvanized steel sheet or the like, particularly a metal surface of a steel sheet or the like which has been subjected to a chemical conversion treatment such as a phosphate treatment or a chromate treatment. A coated steel sheet with a film of about 10μ has high corrosion resistance, high alkali resistance, and high adhesion with adhesives and electrodeposition paints. Furthermore, this coated steel sheet is bent or electrocoated. It is intended to provide a water-based coating composition for metal surface treatment, which is excellent in corrosion resistance even when applied. In particular, when an iron-based member exists near the coated steel sheet, the corrosion resistance, surface protection, and chemical resistance in an environment accompanied by iron rust generation from the iron-based member are improved.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本願発明は、第一発明
が、エポキシ樹脂アクリレート、エポキシ樹脂メタクリ
レート又はそれらの混合物(A)30〜90重量部、
α,β−不飽和カルボン酸(B)3〜20重量部、及び
アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及びビニル
基含有単量体からなる群より選ばれた1種又は2種以上
の重合性単量体(C)7〜67重量部を、共重合して得
られる樹脂を、アルカリ性水溶液に分散した水性樹脂分
散体(D)と、100m2 /g以上の比表面積を有する
シリカ粒子が水に分散したゾル(E)からなり、且つ、
上記水性樹脂分散体(D)の樹脂の固形分100重量部
に対して、上記ゾル(E)をSiO2 として10〜10
0重量部の割合に含有し、そして、上記水性樹脂分散体
(D)の樹脂の固形分と上記ゾル(E)のSiO2 分を
合計として、5〜50重量%濃度に含有した金属表面処
理用水性塗料組成物である。According to the first aspect of the present invention, 30 to 90 parts by weight of an epoxy resin acrylate, an epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A) is used.
3 to 20 parts by weight of α, β-unsaturated carboxylic acid (B), and one or more kinds of polymerizable monomers selected from the group consisting of acrylic acid ester, methacrylic acid ester and vinyl group-containing monomer A resin obtained by copolymerizing 7 to 67 parts by weight of the body (C) is dispersed in an aqueous alkaline solution (D), and silica particles having a specific surface area of 100 m 2 / g or more are dispersed in water. Made of sol (E), and
10 to 10 of the sol (E) as SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (D).
Metal surface treatment in which the content of the resin is 0 part by weight, and the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (D) and the SiO 2 content of the sol (E) are 5 to 50% by weight in total. A water-based coating composition for use.
【0010】更に、第二発明が、エポキシ樹脂アクリレ
ート、エポキシ樹脂メタクリレート又はそれらの混合物
(A)40〜90重量部、α,β−不飽和カルボン酸
(B)3〜20重量部、及びアクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステル及びビニル基含有単量体からなる群よ
り選ばれた1種又は2種以上の重合性単量体(C)7〜
57重量部を、共重合して得られる樹脂を、アルカリ性
水溶液に分散した水性樹脂分散体(D)と、カルボキシ
ル化ポリオレフィン樹脂を水に分散した水性樹脂分散体
(F)と、100m2 /g以上の比表面積を有するシリ
カ粒子が水に分散したゾル(E)からなり、且つ、 イ.上記水性樹脂分散体(F)の樹脂の固形分1重量部
に対して、上記水性樹脂分散体(D)の樹脂の固形分を
1〜9重量部、 ロ.上記水性樹脂分散体(D)及び(F)の樹脂の合計
固形分100重量部に対して、上記ゾル(E)をSiO
2 として10〜100重量部の比率に、そして、上記水
性樹脂分散体(D)及び(F)の樹脂の固形分と、上記
ゾル(E)のSiO2 分を合計として、5〜50重量%
濃度に含有した金属表面処理用水性塗料組成物である。Furthermore, the second invention is that epoxy resin acrylate, epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A) 40 to 90 parts by weight, α, β-unsaturated carboxylic acid (B) 3 to 20 parts by weight, and acrylic acid. 1 to 2 or more polymerizable monomers (C) selected from the group consisting of ester, methacrylic acid ester and vinyl group-containing monomer 7 to
A resin obtained by copolymerizing 57 parts by weight of the resin is dispersed in an aqueous alkaline solution (D), an aqueous resin dispersion (F) in which a carboxylated polyolefin resin is dispersed in water, and 100 m 2 / g. Silica particles having the above specific surface area are composed of a sol (E) dispersed in water, and b. 1 to 9 parts by weight of the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (D) with respect to 1 part by weight of the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (F); The sol (E) was added to SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the total solid content of the resins of the aqueous resin dispersions (D) and (F).
2 to 10 to 100 parts by weight, and the total solid content of the resins of the aqueous resin dispersions (D) and (F) and the SiO 2 content of the sol (E) is 5 to 50% by weight.
It is an aqueous coating composition for metal surface treatment which is contained in a concentration.
【0011】本発明に用いられるエポキシ樹脂アクリレ
ート、エポキシ樹脂メタクリレート又はそれらの混合物
(A)は、1000〜9000の分子量を有するビスフ
ェノール型エポキシ樹脂に、アクリル酸、メタクリル酸
又はそれらの混合物を反応して得られるエステルが好ま
しい。上記ビスフェノール型エポキシ樹脂は、その分子
量が1000〜9000の範囲が好ましく、特に200
0〜8000の範囲が良い。上記ビスフェノール型エポ
キシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂がある。それらはビス
フェノールAやビスフェノールFとエピクロルヒドリン
を反応させて得られ、分子中に少なくとも1個のグリシ
ジル基(エポキシ環)を有する樹脂であり、特に、分子
鎖の末端にグリシジル基(エポキシ環)を有する樹脂が
好ましく挙げられる。例えば油化シェルエポキシ(株)
製の商品名エピコート1055(ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂:エポキシ当量800〜900g/eq、分子量
は約1350)、エピコート1004(ビスフェノール
A型エポキシ樹脂:エポキシ当量875〜975g/eq、
分子量は約1600)、エピコート1007(ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂:エポキシ当量1750〜22
00g/eq、分子量は約2900)、エピコート1009
(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:エポキシ当量24
00〜3300g/eq、分子量は約3750)、エピコー
ト1010(ビスフェノールA型エポキシ樹脂:エポキ
シ当量3000〜5000g/eq、分子量は約5500)
等が挙げられる。これらビスフェノール型エポキシ樹脂
は、単独で用いることも混合して用いる事もできる。The epoxy resin acrylate, the epoxy resin methacrylate or the mixture (A) thereof used in the present invention is obtained by reacting a bisphenol type epoxy resin having a molecular weight of 1000 to 9000 with acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof. The resulting ester is preferred. The bisphenol type epoxy resin preferably has a molecular weight in the range of 1,000 to 9000, and particularly preferably 200.
The range of 0-8000 is good. Examples of the bisphenol type epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin,
There is a bisphenol F type epoxy resin. They are resins obtained by reacting bisphenol A or bisphenol F with epichlorohydrin, and have at least one glycidyl group (epoxy ring) in the molecule, and particularly have a glycidyl group (epoxy ring) at the end of the molecular chain. Resins are preferred. For example, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
Product name Epicoat 1055 (bisphenol A type epoxy resin: epoxy equivalent 800 to 900 g / eq, molecular weight is about 1350), Epicoat 1004 (bisphenol A type epoxy resin: epoxy equivalent 875 to 975 g / eq,
Molecular weight is about 1600), Epicoat 1007 (bisphenol A type epoxy resin: epoxy equivalent 1750-22
00g / eq, molecular weight is about 2900), Epikote 1009
(Bisphenol A type epoxy resin: Epoxy equivalent 24
00-3300 g / eq, molecular weight about 3750), Epicoat 1010 (bisphenol A type epoxy resin: epoxy equivalent 3000-5000 g / eq, molecular weight about 5500)
Etc. These bisphenol type epoxy resins can be used alone or in combination.
【0012】上記ビスフェノール型エポキシ樹脂と、ア
クリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物とのエステ
ル化反応では、ビスフェノール型エポキシ樹脂中のエポ
キシ基に、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合
物から由来するカルボキシル基が付加反応して、アクリ
ロイロキシ基〔CH2 =CHCOO−〕或いはメタクリ
ロイロキシ基〔CH2 =C(CH3 )COO−〕を含有
したエポキシ樹脂エステルである上記(A)が生成する
ものである。上記(A)成分は、アクリロイロキシ基や
メタクリロイロキシ基による重合性不飽和結合を分子中
に少なくとも1個有するものであるが、特に、ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂中の片方の末端のエポキシ基がカ
ルボキシル基との反応によりエステル化され、アクリロ
イロキシ基又はメタクリロイロキシ基による重合性不飽
和結合を分子中に1個のみ有するエポキシ樹脂エステル
(A)が好ましい。この(A)成分では分子中に2個以
上の重合性不飽和結合を有する樹脂の割合は、20モル
%以内とする事が好ましい。この様な(A)成分を製造
する為には、ビスフェノール型エポキシ樹脂中のエポキ
シ基の1当量に対して、アクリル酸、メタクリル酸又は
それらの混合物から由来するカルボキシル基が0.8〜
3当量、好ましくは1〜2当量の割合で添加する事が好
ましい。そして、過剰に添加した結果、未反応のアクリ
ル酸やメタクリル酸は再沈澱、乾燥等により留去する事
ができる。In the esterification reaction of the above-mentioned bisphenol type epoxy resin with acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof, a carboxyl group derived from acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof is added to the epoxy group in the bisphenol type epoxy resin. Undergoes an addition reaction to produce (A), which is an epoxy resin ester containing an acryloyloxy group [CH 2 ═CHCOO-] or a methacryloyloxy group [CH 2 ═C (CH 3 ) COO-]. . The component (A) has at least one polymerizable unsaturated bond due to an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group in the molecule. In particular, the epoxy group at one end of the bisphenol epoxy resin is a carboxyl group. An epoxy resin ester (A) which is esterified by the reaction with and has only one polymerizable unsaturated bond in the molecule by an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group is preferable. In the component (A), the ratio of the resin having two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule is preferably 20 mol% or less. In order to produce such a component (A), a carboxyl group derived from acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof is 0.8 to 1 equivalent of the epoxy group in the bisphenol type epoxy resin.
It is preferable to add 3 equivalents, preferably 1 to 2 equivalents. Then, as a result of excessive addition, unreacted acrylic acid or methacrylic acid can be distilled off by reprecipitation, drying or the like.
【0013】上記のビスフェノール型エポキシ樹脂と、
アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物との反応
に用いられる溶媒としては、エポキシ基とカルボキシル
基の付加反応を著しく阻害しないものであれば、いかな
る有機溶剤でも使用することができるが、特に、メチル
イソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル等のエ
ステル系溶剤、ジオキサン等のエーテル系溶剤、ブタノ
ール等のアルコール系溶剤、ブチルセロソルブ等のセロ
ソルブ系溶剤、ブチルカルビトール等のカルビトール系
溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミ
ド系溶剤、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶
剤、N−メチルピロリドン等のピロリドン系溶剤等が好
ましい。しかし、酸性雰囲気下では、水や、エタノー
ル、プロパノール等の低級アルコールや、メチルセロソ
ルブ、エチルセロソルブ等の低級セロソルブは、エポキ
シ基への付加反応が起こり、これら溶媒の付加反応は副
反応であるので、好ましくない。従って、水、炭素数4
未満の低級アルコール、炭素数6未満の低級セロソル
ブ、炭素数8未満の低級カルビトールの含有量は、全溶
媒中で5重量%以下である事が望ましい。更に、第1級
アミノ基、第2級アミノ基を含有する有機溶媒は、エポ
キシ基とカルボキシル基の付加反応を著しく阻害する為
に除外される。この反応は、大気圧下で行われる場合
は、60〜200℃、好ましくは80〜150℃の反応
温度とする事ができる。また、低沸点溶媒を使用する場
合は、オートクレーブ等を利用して、2〜100kg/
cm2 の圧力で、100〜200℃の温度、好ましくは
110〜150℃の温度で反応を行う事ができる。反応
時間は、30分〜20時間とする事ができるが、更に長
時間反応の反応では、両末端にエポキシ基が存在するエ
ポキシ樹脂を原料とした場合に、その両末端のエポキシ
基がエステル化されたエポキシ樹脂エステル(A)が生
成する為に好ましくない。上記温度条件で最も好ましい
反応時間は1〜10時間である。The above bisphenol type epoxy resin,
As the solvent used for the reaction with acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof, any organic solvent can be used as long as it does not significantly inhibit the addition reaction of the epoxy group and the carboxyl group, but particularly methyl is used. Ketone solvents such as isobutyl ketone, ester solvents such as butyl acetate, ether solvents such as dioxane, alcohol solvents such as butanol, cellosolve solvents such as butyl cellosolve, carbitol solvents such as butyl carbitol, toluene, xylene. Aromatic hydrocarbon solvents such as
Amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide, and pyrrolidone solvents such as N-methylpyrrolidone are preferable. However, in an acidic atmosphere, water, lower alcohols such as ethanol and propanol, and lower cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve undergo an addition reaction to the epoxy group, and the addition reaction of these solvents is a side reaction. , Not preferable. Therefore, water, carbon number 4
The lower alcohol content, the lower cellosolve having less than 6 carbon atoms, and the lower carbitol having less than 8 carbon atoms are preferably 5% by weight or less in all the solvents. Furthermore, organic solvents containing primary amino groups and secondary amino groups are excluded because they significantly inhibit the addition reaction between the epoxy group and the carboxyl group. When this reaction is carried out under atmospheric pressure, the reaction temperature may be 60 to 200 ° C, preferably 80 to 150 ° C. When using a low boiling point solvent, use an autoclave or the like, and 2 to 100 kg /
The reaction can be carried out at a pressure of cm 2 and a temperature of 100 to 200 ° C., preferably 110 to 150 ° C. The reaction time can be 30 minutes to 20 hours, but in the reaction for a longer time, when an epoxy resin having epoxy groups at both ends is used as a raw material, the epoxy groups at both ends are esterified. It is not preferable because the produced epoxy resin ester (A) is produced. The most preferred reaction time under the above temperature conditions is 1 to 10 hours.
【0014】また、上記ビスフェノール型エポキシ樹脂
と、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物との
反応は、触媒を添加する事ができる。その触媒として
は、N,N−ジメチルベンジルアミン等の第3級アミン
系、テトラエチルアンモニウムブロマイド等の第4級ア
ンモニウム塩系、トリフェニルフォスフィン等の第3級
フォスフィン系、トリフェニルモノベンジルフォスフォ
ニウムブロマイド等の第4級フォスフォニウム塩系、2
−エチル−4メチルイミダゾール等のイミダゾール系が
挙げられる。その使用量は、上記ビスフェノール型エポ
キシ樹脂と、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混
合物との合計重量の100重量部に対して、上記触媒は
1重量部以下となる割合で使用する事ができる。A catalyst may be added to the reaction of the bisphenol type epoxy resin with acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof. Examples of the catalyst include tertiary amine compounds such as N, N-dimethylbenzylamine, quaternary ammonium salt compounds such as tetraethylammonium bromide, tertiary phosphine compounds such as triphenylphosphine, and triphenylmonobenzylphosphonate. Quaternary phosphonium salt system such as niobium bromide, 2
Examples include imidazole-based compounds such as -ethyl-4-methylimidazole. The catalyst can be used in a ratio of 1 part by weight or less based on 100 parts by weight of the total weight of the bisphenol type epoxy resin and acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof.
【0015】本発明に用いられるα,β−不飽和カルボ
ン酸(B)は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸が挙げられ、こ
れらは、単独または2種以上の混合物として使用する事
ができる。特に、アクリル酸、メタクリル酸及びマレイ
ン酸からなる群より選ばれた1種又は2種以上の物であ
る事が好ましい。Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid (B) used in the present invention include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid and maleic anhydride, which may be used alone or in combination of two or more. Can be used as a mixture. In particular, it is preferably one or more selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid and maleic acid.
【0016】本発明に用いられるアクリル酸エステル、
メタクリル酸エステル及びビニル基含有単量体からなる
群より選ばれた1種又は2種以上の重合性単量体(C)
において、アクリル酸エステルとしては、例えば、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、ア
クリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸イソノニルが挙げられるが、中でも、ア
クリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルが
好ましい。また、メタクリル酸エステルとしては、例え
ば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、
メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロキシ
エチルが挙げられるが、中でも、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロキシ
エチルが好ましい。そして、ビニル基含有単量体として
は、例えば、酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル、エチ
レン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、アクリロ
ニトリル、ビニルピリジンが挙げられるが、中でも、ス
チレン、酢酸ビニル、アクリロニトリルが好ましい。Acrylic acid ester used in the present invention,
One or more polymerizable monomers (C) selected from the group consisting of methacrylic acid esters and vinyl group-containing monomers
In the above, examples of the acrylate ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and isononyl acrylate. However, among them, n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are preferable. Examples of the methacrylic acid ester include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate,
Examples thereof include glycidyl methacrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate, but among them, methyl methacrylate,
Glycidyl methacrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate are preferred. The vinyl group-containing monomer includes, for example, vinyl acetate, styrene, vinyl chloride, ethylene, propylene, isoprene, butadiene, acrylonitrile and vinyl pyridine, and among them, styrene, vinyl acetate and acrylonitrile are preferable.
【0017】上記記載以外のα,β−不飽和カルボン
酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及びビ
ニル基含有単量体の何れも、エポキシ樹脂アクリレー
ト、エポキシ樹脂メタクリレート又はそれらの混合物と
共重合可能であれば使用することができる。また、架橋
剤として、エポキシ系架橋剤、ブロックイソシアネート
系架橋剤、アジリジン系架橋剤を添加する事ができる。Any of α, β-unsaturated carboxylic acids, acrylic acid esters, methacrylic acid esters and vinyl group-containing monomers other than those described above can be copolymerized with epoxy resin acrylate, epoxy resin methacrylate or a mixture thereof. Can be used if present. Further, as a crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, a blocked isocyanate crosslinking agent, or an aziridine crosslinking agent can be added.
【0018】上記エポキシ樹脂アクリレート、エポキシ
樹脂メタクリレート又はそれらの混合物(A)、α,β
−不飽和カルボン酸(B)及び重合性単量体(C)を共
重合する時の混合割合は、本願第一発明の組成物では、
エポキシ樹脂アクリレート、エポキシ樹脂メタクリレー
ト又はそれらの混合物(A)が30〜90重量部、好ま
しくは40〜80重量部であり、α,β−不飽和カルボ
ン酸(B)が3〜20重量部、好ましくは5〜15重量
部であり、重合性単量体(C)が7〜67重量部、好ま
しくは15〜45重量部である。一方、本願第二発明の
組成物では、エポキシ樹脂アクリレート、エポキシ樹脂
メタクリレート又はそれらの混合物(A)が40〜90
重量部、好ましくは40〜80重量部であり、α,β−
不飽和カルボン酸(B)が3〜20重量部、好ましくは
5〜15重量部であり、重合性単量体(C)が7〜57
重量部、好ましくは15〜45重量部である。The above-mentioned epoxy resin acrylate, epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A), α, β
In the composition of the first invention of the present application, the mixing ratio at the time of copolymerizing the unsaturated carboxylic acid (B) and the polymerizable monomer (C) is
Epoxy resin acrylate, epoxy resin methacrylate or a mixture (A) thereof is 30 to 90 parts by weight, preferably 40 to 80 parts by weight, and α, β-unsaturated carboxylic acid (B) is 3 to 20 parts by weight, preferably Is 5 to 15 parts by weight, and the polymerizable monomer (C) is 7 to 67 parts by weight, preferably 15 to 45 parts by weight. On the other hand, in the composition of the second invention of the present application, the epoxy resin acrylate, the epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A) is 40 to 90.
Parts by weight, preferably 40 to 80 parts by weight, α, β-
The unsaturated carboxylic acid (B) is 3 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight, and the polymerizable monomer (C) is 7 to 57 parts by weight.
Parts by weight, preferably 15 to 45 parts by weight.
【0019】本発明において、エポキシ樹脂アクリレー
ト、エポキシ樹脂メタクリレート又はそれらの混合物
(A)、α,β−不飽和カルボン酸(B)及び重合性単
量体(C)の共重合反応は、イオン重合、ラジカル重
合、熱重合、感光性開始剤を用いる光重合が利用できる
が、中でもラジカル重合が好ましい。ラジカル共重合反
応に利用されるラジカル重合開始剤は、例えば、アゾビ
スイソブチロニトリル、アゾビスプロピオニトリル、ア
ゾビスバレロニトリル等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパ
ーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ク
メンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物系開始
剤、又は上記有機過酸化物に対して、ナフテン酸塩、第
1鉄塩、チオ硫酸塩、芳香族第3級アミン等の還元剤を
組み合わせたレドックス系開始剤が挙げられる。特に、
水素引抜き反応等の副反応を起こしにくい上記アゾ系開
始剤が好ましい。反応温度は、レドックス系開始剤を用
いた場合は、0℃〜室温で共重合可能であり、また、ク
メンハイドロパーオキサイドを開始剤として用いた場合
は、150〜200℃で共重合可能であるから重合開始
剤の選択によって温度要件を選択する必要がある。アゾ
ビスイソブチロニトリルを用いる場合は、50〜90℃
で共重合反応させる事が出来る。In the present invention, the copolymerization reaction of the epoxy resin acrylate, the epoxy resin methacrylate or the mixture thereof (A), the α, β-unsaturated carboxylic acid (B) and the polymerizable monomer (C) is an ionic polymerization. Radical polymerization, thermal polymerization, and photopolymerization using a photosensitive initiator can be used, but radical polymerization is preferable. Radical polymerization initiators used in the radical copolymerization reaction include, for example, azo-based initiators such as azobisisobutyronitrile, azobispropionitrile and azobisvaleronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydro. Organic peroxide-based initiators such as peroxides, or redox-based initiators obtained by combining the above organic peroxides with reducing agents such as naphthenates, ferrous salts, thiosulfates, and aromatic tertiary amines. An initiator is mentioned. In particular,
The above-mentioned azo-based initiators that are less likely to cause side reactions such as hydrogen abstraction reaction are preferred. The reaction temperature is 0 ° C to room temperature when the redox initiator is used, and 150 to 200 ° C when cumene hydroperoxide is used as the initiator. It is necessary to select the temperature requirement by selecting the polymerization initiator from When using azobisisobutyronitrile, 50 to 90 ° C
It is possible to carry out a copolymerization reaction with.
【0020】上記ラジカル共重合反応では、必要に応じ
て、ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のチオ
ール類やトリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類
といった連鎖移動剤を少量併用することができる。上記
共重合反応は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重
合等の重合方法を用いることができるが、特に溶液重合
が好ましい。溶液重合に用いられる有機溶媒としては、
ラジカル共重合反応を著しく阻害しないものであれば、
いかなる有機溶媒も使用する事ができる。上記有機溶媒
としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等の
ケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系
溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系
溶剤、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソ
ルブ系溶剤、メチルカルビトール、エチルカルビトール
等のカルビトール系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド等のアミド系溶剤、ジメチルスルホキシド等
のスルホキシド系溶剤、N−メチルピロリドン等のピロ
リドン系溶剤等を用いる事ができる。しかし、アミン系
溶剤やフェノール性水酸基を含有する溶剤は、上記共重
合反応を阻害するので好ましくない。In the above radical copolymerization reaction, if necessary, a small amount of a chain transfer agent such as thiols such as dodecyl mercaptan and thioglycolic acid and halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene can be used in combination. For the copolymerization reaction, polymerization methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization and emulsion polymerization can be used, but solution polymerization is particularly preferable. As the organic solvent used for solution polymerization,
If the radical copolymerization reaction is not significantly hindered,
Any organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, methyl cellosolve, cellosolve solvents such as ethyl cellosolve, and methyl carbi. Carbitol solvents such as Tol and ethylcarbitol, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide, and pyrrolidone such as N-methylpyrrolidone. A system solvent or the like can be used. However, an amine solvent or a solvent containing a phenolic hydroxyl group is not preferable because it hinders the above copolymerization reaction.
【0021】上記共重合反応によって得られる樹脂は、
重量平均分子量が2000〜300000、好ましく
は、5000〜100000、更に好ましくは5000
〜70000の範囲である。この共重合反応によって得
られる樹脂は、溶媒を除去し乾燥した固形の状態であっ
ても、有機溶媒に溶解した状態であっても、通常の攪拌
機、ミキサー等を使用することにより、常温〜100℃
の温度範囲で、容易にアルカリ性水溶液に分散する事に
よって、水性樹脂分散体(D)を得る事ができる。上記
アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、
水酸化カリウム水溶液等のアルカリ金属水酸化物の水溶
液、アンモニア水、トリエタノールアミン水溶液、テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の有
機アミンの水溶液が挙げられ、これらのアルカリ性物質
は(B)成分のα,β−不飽和カルボン酸のカルボキシ
ル基1当量に対して、0.5〜10当量、好ましくは1
〜5当量となる割合で添加して、上記共重合によって得
られた樹脂をアルカリ性水溶液に分散した水性樹脂分散
体(D)とする事が出来る。また、必要に応じて、界面
活性剤、分散剤等を併用する事ができる。上記方法によ
って得られた水性樹脂分散体(D)は、アルカリ性のp
Hを有し、特にpH8〜12であることが好ましく、ま
た、樹脂の固形分を70重量%以下の濃度に含有する。The resin obtained by the above copolymerization reaction is
Weight average molecular weight of 2,000 to 300,000, preferably 5,000 to 100,000, more preferably 5,000.
Is in the range of up to 70,000. The resin obtained by this copolymerization reaction may be at room temperature to 100 by using an ordinary stirrer, mixer or the like, whether in a solid state obtained by removing the solvent and drying or in a state of being dissolved in an organic solvent. ℃
The aqueous resin dispersion (D) can be obtained by easily dispersing in an alkaline aqueous solution within the temperature range of. As the alkaline aqueous solution, an aqueous sodium hydroxide solution,
Examples thereof include an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as an aqueous solution of potassium hydroxide, an aqueous solution of ammonia, an aqueous solution of triethanolamine, and an aqueous solution of an organic amine such as an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. These alkaline substances include α of the component (B), 0.5 to 10 equivalents, preferably 1 to 1 equivalent of the carboxyl group of the β-unsaturated carboxylic acid
It can be added at a ratio of about 5 equivalents to obtain an aqueous resin dispersion (D) in which the resin obtained by the above copolymerization is dispersed in an alkaline aqueous solution. Further, if necessary, a surfactant, a dispersant or the like can be used in combination. The aqueous resin dispersion (D) obtained by the above method has an alkaline p
It preferably has H, and particularly preferably has a pH of 8 to 12, and contains a resin solid content at a concentration of 70% by weight or less.
【0022】本発明に用いられるシリカ水性ゾル(E)
は、公知の方法により容易に得られ、市販品として入手
する事ができる。上記水性ゾル(E)のシリカ粒子は、
少なくとも100m2 /gの比表面積を有する。この比
表面積はBET法(窒素ガス吸着法)により測定され
る。上記水性ゾル(E)のシリカ粒子の形状は、球状粒
子、伸長した構造を有する粒子、細かい粒子が凝集した
構造を有する粒子、多孔質構造を有する粒子が挙げられ
る。BET法によって測定される比表面積S(m 2 /
g)からR2 =(2720/S)によって、仮想の球状
シリカ粒子の粒子径R2 (nm)を求める事が出来る。Silica aqueous sol (E) used in the present invention
Is easily obtained by a known method and obtained as a commercial product.
You can do it. The silica particles of the aqueous sol (E) are
At least 100m2It has a specific surface area of / g. This ratio
Surface area is measured by BET method (nitrogen gas adsorption method)
It The shape of the silica particles of the above aqueous sol (E) is spherical particles.
Children, particles with elongated structure, fine particles agglomerated
Examples include particles having a structure and particles having a porous structure.
It Specific surface area S (m 2/
g) to R2= (2720 / S), a virtual spherical shape
Silica particle size R2(Nm) can be calculated.
【0023】球状シリカ粒子では、BET法によって測
定された粒子径R2 と、電子顕微鏡観察により求めた粒
子径、遠心沈降法から求めた粒子径、或いは米国Cou
lter社製N4 装置を用い動的散乱法により求めた粒
子径は等しい。本発明に用いられる球状シリカ粒子は、
比表面積Sが100m2 /g以上であり、その粒子径
は、27.2nm以下が好適であるが、特に、比表面積
Sが110〜500m2/gであり、その粒子径は、
5.4〜24nmである事が更に好ましい。In the case of spherical silica particles, the particle diameter R 2 measured by the BET method, the particle diameter determined by electron microscope observation, the particle diameter determined by the centrifugal sedimentation method, or US Cou
The particle diameters obtained by the dynamic scattering method using an N 4 apparatus manufactured by Lter Co. are equal. The spherical silica particles used in the present invention,
The specific surface area S is 100 m 2 / g or more, and the particle diameter thereof is preferably 27.2 nm or less. In particular, the specific surface area S is 110 to 500 m 2 / g, and the particle diameter is
More preferably, it is 5.4 to 24 nm.
【0024】伸長した構造を有するシリカ粒子では、B
ET法によって測定された粒子径R 2 と、電子顕微鏡観
察により求めた粒子径、遠心沈降法から求めた粒子径、
或いは動的散乱法により求めた粒子径との値の差は大き
い。例えば、動的散乱法により求めた粒子径R1 (n
m)と、BET法によって測定された粒子径R2 (n
m)とのR1 /R2 比が3以上である。この場合のR1
/R2 比はシリカ粒子の伸長度を意味する。本発明に用
いられる伸長した構造を有するシリカ粒子は、比表面積
Sが100m2 /g以上であり、上記R1 /R2 比が3
以上であり、電子顕微鏡観察により5〜40nmの一様
な太さで一平面内のみに伸長を有する細長い形状の非晶
質コロイド状シリカ粒子が好ましく、特に、比表面積S
が110〜500m2 /g、上記R1 /R2 比が4以上
である事が更に好ましい。In the silica particles having an elongated structure, B
Particle size R measured by ET method 2And the view of the electron microscope
Particle size obtained by observation, particle size obtained by centrifugal sedimentation method,
Alternatively, the difference between the particle size obtained by the dynamic scattering method and the value is large.
Yes. For example, the particle diameter R obtained by the dynamic scattering method1(N
m) and the particle diameter R measured by the BET method2(N
R with m)1/ R2The ratio is 3 or more. R in this case1
/ R2The ratio means the degree of elongation of silica particles. For the present invention
The silica particles that have an extended structure are
S is 100m2/ G or more, the above R1/ R2Ratio is 3
The above is the uniformity of 5 to 40 nm observed by an electron microscope.
Amorphous Amorphous with Uniform Thickness and Elongation Only in One Plane
Colloidal silica particles are preferred, especially the specific surface area S
Is 110-500m2/ G, R above1/ R2Ratio is 4 or more
Is more preferable.
【0025】細かい粒子が凝集した構造を有するシリカ
粒子は、BET法によって測定された粒子径R2 と、電
子顕微鏡観察により求めた粒子径、遠心沈降法から求め
た粒子径、或いは動的散乱法により求めた粒子径との値
の差は大きい。例えば、動的散乱法により求めた粒子径
R1 (nm)と、BET法によって測定された粒子径R
2 (nm)とのR1 /R2 比が10以上である。この場
合のR1 /R2 比は微細シリカ粒子の凝集度を意味す
る。本発明に用いられる上記シリカ粒子は、電子顕微鏡
観察の結果、微細シリカ粒子が凝集した構造を有するシ
リカ粒子である事が判り、またこの粒子は、アルカリ金
属イオン等の吸着能が高く、多孔質構造を有するシリカ
粒子でもある。上記の細かい粒子が凝集した構造を有す
るシリカ粒子は、比表面積Sが100m2 /g以上で、
R1 /R2 比が10以上である事が好ましく、特に、比
表面積Sが110〜500m2 /g、R1 /R2 比が1
3以上である事が更に好ましい。The silica particles having a structure in which fine particles are aggregated have a particle diameter R 2 measured by the BET method, a particle diameter determined by an electron microscope observation, a particle diameter determined by the centrifugal sedimentation method, or a dynamic scattering method. There is a large difference in the value with the particle size obtained by. For example, the particle diameter R 1 (nm) obtained by the dynamic scattering method and the particle diameter R 1 measured by the BET method
The R 1 / R 2 ratio with 2 (nm) is 10 or more. The R 1 / R 2 ratio in this case means the degree of aggregation of the fine silica particles. The above-mentioned silica particles used in the present invention, as a result of electron microscope observation, are found to be silica particles having a structure in which fine silica particles are aggregated, and this particle has a high adsorption capacity for alkali metal ions and the like, and is porous. It is also a silica particle having a structure. The silica particles having a structure in which the fine particles are aggregated have a specific surface area S of 100 m 2 / g or more,
The R 1 / R 2 ratio is preferably 10 or more, and in particular, the specific surface area S is 110 to 500 m 2 / g and the R 1 / R 2 ratio is 1
It is more preferably 3 or more.
【0026】特に、上記水性ゾル(E)のシリカ粒子
は、伸長した構造を有するシリカ粒子、細かい粒子が凝
集した構造を有するシリカ粒子、又はそれらの混合物で
ある事が好ましい。上記の粒子構造を有するシリカ粒子
が水に分散したゾル(E)は、SiO2 濃度として5〜
50重量%で、安定なものが好ましい。In particular, the silica particles of the aqueous sol (E) are preferably silica particles having a stretched structure, silica particles having a structure in which fine particles are aggregated, or a mixture thereof. The sol (E) in which the silica particles having the above particle structure are dispersed in water has a SiO 2 concentration of 5 to 5.
It is preferably 50% by weight and stable.
【0027】本発明に用いられるカルボキシル化ポリオ
レフィン樹脂を水に分散した水性樹脂分散体(F)は、
カルボキシル化変性されたポリオレフィン樹脂を水に分
散したものである。上記カルボキシル化ポリオレフィン
樹脂は、カルボキシル基を含有する重合性単量体と、オ
レフィンを共重合して得られる。カルボキシル基を含有
する重合性単量体としては、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸、イタコン酸等が挙げられるが、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸が好ましく、中でも、
アクリル酸が最も好ましい。オレフィンとしては、エチ
レン、プロピレン、ブテン等が挙げられるが、エチレ
ン、プロピレンが好ましく、中でも、エチレンが最も好
ましい。この共重合体は、不規則(ランダム)共重合
体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合
体が挙げられる。これら共重合体の重量平均分子量は5
000〜200000、好ましくは10000〜900
00の範囲にある。これら共重合体は、例えば、エチレ
ンとアクリル酸の共重合体、プロピレンとマレイン酸の
共重合体、プロピレンとメタクリル酸の共重合体、エチ
レンとメタクリル酸の共重合体が挙げられ、特に、エチ
レンとアクリル酸の共重合体が好ましい。カルボキシル
化ポリオレフィン樹脂において、カルボキシル基の含有
量が増加するほど親水性が増大し、水への分散、溶解が
より容易となるが、このカルボキシル基の含有量として
は、上記樹脂が水へ分散、溶解する事が可能となる量を
含有する事が好ましい。エチレンとアクリル酸の共重合
体を例にとると、アクリル酸の含有量が通常2〜30重
量%のものが入手可能であり、特に、10〜30重量%
のものが本発明には好適である。尚、水との分散、溶解
のために、通常かかるカルボキシル基〔−COOH〕
は、その全量又は一部分をアルカリによって中和し、カ
ルボン酸塩〔−COOM、但しMは、アルカリ金属、ア
ンモニウム、第4級アンモニウム、アミン〕の形態で使
用することもできる。水への分散、溶解が可能であれ
ば、如何なるカルボン酸塩でもよいが、特に、アンモニ
ウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。上記カ
ルボキシル基〔−COOH〕と上記カルボン酸塩の形態
にある官能基〔−COOM〕との比率は如何なる比率で
もよいが、中和前の全カルボキシル基〔−COOH〕に
対して、上記のカルボン酸塩の形態にある官能基〔−C
OOM〕は、10〜100モル%が望ましく、50〜1
00モル%がさらに望ましい。上記水性樹脂分散体
(F)は、樹脂の固形分として、5〜50重量%濃度、
好ましくは、10〜40重量%濃度に含有する。The aqueous resin dispersion (F) obtained by dispersing the carboxylated polyolefin resin used in the present invention in water is
It is a dispersion of a carboxylated modified polyolefin resin in water. The carboxylated polyolefin resin is obtained by copolymerizing a carboxylic group-containing polymerizable monomer and an olefin. Examples of the polymerizable monomer containing a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid and the like, but acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid are preferable, and among them,
Acrylic acid is most preferred. Examples of the olefin include ethylene, propylene and butene, but ethylene and propylene are preferable, and ethylene is most preferable. Examples of this copolymer include an irregular (random) copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer. The weight average molecular weight of these copolymers is 5
000-200000, preferably 10,000-900
It is in the range of 00. These copolymers include, for example, a copolymer of ethylene and acrylic acid, a copolymer of propylene and maleic acid, a copolymer of propylene and methacrylic acid, a copolymer of ethylene and methacrylic acid, and particularly ethylene. And a copolymer of acrylic acid are preferred. In the carboxylated polyolefin resin, as the content of the carboxyl group increases, the hydrophilicity increases, and dispersion in water becomes easier, but as the content of the carboxyl group, the resin is dispersed in water, It is preferable to contain an amount that enables dissolution. Taking a copolymer of ethylene and acrylic acid as an example, a copolymer having an acrylic acid content of usually 2 to 30% by weight is available, and particularly 10 to 30% by weight.
Are preferred for the present invention. Incidentally, in order to disperse and dissolve in water, such a carboxyl group [-COOH] is usually used.
Can also be used in the form of a carboxylic acid salt [-COOM, where M is an alkali metal, ammonium, quaternary ammonium, amine]. Any carboxylic acid salt may be used as long as it can be dispersed and dissolved in water, but ammonium salts, sodium salts and potassium salts are particularly preferable. The ratio of the carboxyl group [-COOH] to the functional group [-COOM] in the form of the carboxylate salt may be any ratio, but the ratio of the carboxyl group [-COOH] to the carboxyl group Functional group in the form of acid salt [-C
OOM] is desirably 10 to 100 mol%, and 50 to 1
00 mol% is more desirable. The aqueous resin dispersion (F) has a solid content of the resin of 5 to 50% by weight,
Preferably, it is contained in a concentration of 10 to 40% by weight.
【0028】上記水性樹脂分散体(D)と水性樹脂分散
体(F)の混合比率は、上記水性樹脂分散体(F)の樹
脂の固形分1重量部に対して、上記水性樹脂分散体
(D)の樹脂の固形分を1〜9重量部、好ましくは、
1.5〜6.0重量部の割合で用いる事がよい。本願第
一発明の組成物では、上記水性樹脂分散体(D)の樹脂
固形分100重量部に対して、上記水性ゾル(E)をS
iO2 として10〜100重量部、好ましくは15〜7
0重量部で用いる。更に本願第二発明の組成物では、上
記水性樹脂分散体(D)の樹脂固形分と上記水性樹脂分
散体(F)の樹脂固形分の合計固形分100重量部に対
して、上記水性ゾル(E)をSiO2 として10〜10
0重量部、好ましくは15〜70重量部で用いる事がよ
い。The mixing ratio of the aqueous resin dispersion (D) and the aqueous resin dispersion (F) is 1 part by weight of the resin solid content of the aqueous resin dispersion (F), and the aqueous resin dispersion ( The solid content of the resin D) is 1 to 9 parts by weight, preferably,
It is preferable to use it in a ratio of 1.5 to 6.0 parts by weight. In the composition of the first invention of the present application, the aqueous sol (E) is mixed with S based on 100 parts by weight of the resin solid content of the aqueous resin dispersion (D).
10 to 100 parts by weight, preferably 15 to 7 as iO 2.
Used at 0 parts by weight. Furthermore, in the composition of the second invention of the present application, the aqueous sol (for the total solid content of 100 parts by weight of the resin solid content of the aqueous resin dispersion (D) and the resin solid content of the aqueous resin dispersion (F) is 100 parts by weight). E) as SiO 2 and 10 to 10
It is recommended to use 0 parts by weight, preferably 15 to 70 parts by weight.
【0029】本発明の金属表面処理用水性塗料組成物
は、上記水性樹脂分散体(D)の樹脂固形分と水性ゾル
(E)のSiO2 分の合計、又は上記水性樹脂分散体
(D)及び(F)の樹脂固形分と上記ゾル(E)のSi
O2 分の合計は、70重量%以下の濃度、好ましくは5
〜50重量%濃度、更に好ましくは10〜40重量%濃
度に含有する。また、本発明の水性塗料組成物は、2〜
100cps程度の低い粘度を示し、室温で6ヵ月以上
安定である。また、増粘剤を使用する事により、100
000cps迄の粘度に調整する事が出来る。増粘剤と
しては、ポリアクリル酸系、ポリメタクリル酸系、ポリ
アクリル酸共重合体系、ポリメタクリル酸共重合体系、
セルロース系、ポリビニルアルコール系の増粘剤を用い
る事ができる。更に、任意成分として、消泡剤を少量添
加する事ができる。例えば、シリコーン系、アマイド
系、エステル系の消泡剤を用いる事ができる。The aqueous coating composition for metal surface treatment of the present invention comprises the total resin solid content of the aqueous resin dispersion (D) and the SiO 2 content of the aqueous sol (E), or the aqueous resin dispersion (D). And resin solids of (F) and Si of the sol (E)
The total amount of O 2 is 70% by weight or less, preferably 5
To 50 wt% concentration, more preferably 10 to 40 wt% concentration. Further, the water-based coating composition of the present invention has
It has a low viscosity of about 100 cps and is stable at room temperature for 6 months or more. Also, by using a thickener, 100
The viscosity can be adjusted up to 000 cps. As the thickener, polyacrylic acid type, polymethacrylic acid type, polyacrylic acid copolymer system, polymethacrylic acid copolymer system,
A cellulose-based or polyvinyl alcohol-based thickener can be used. Furthermore, a small amount of an antifoaming agent can be added as an optional component. For example, a silicone-based, amide-based, or ester-based defoaming agent can be used.
【0030】本発明の金属表面処理用水性塗料組成物
は、ロールコーター塗装法、グラビアコーター塗装法、
スプレー塗装法、はけ塗り塗装法を用いて鋼材に塗布す
る事が出来る。乾燥、硬化は、装置により異なるが、鋼
板の最終到達温度が60〜200℃になる条件で行う事
が好適であり、これは、通常の炉を使用した場合、炉内
温度として80〜800℃の温度である。乾燥、硬化に
要する時間は、例えば、炉内温度が80℃であれば、約
200〜600秒であり、炉内温度が800℃であれ
ば、約3〜10秒で鋼板の最終到達温度が60〜200
℃になるライン速度条件で行う事が好適である。金属基
材上に塗布された本発明の金属表面処理用水性塗料組成
物は、上記の乾燥、硬化条件で処理する事により、0.
5〜10μの任意の膜厚で皮膜が得られる。The water-based coating composition for metal surface treatment of the present invention comprises a roll coater coating method, a gravure coater coating method,
It can be applied to steel materials by spray coating or brush coating. Drying and curing are different depending on the apparatus, but it is preferable to carry out under the condition that the final temperature of the steel sheet reaches 60 to 200 ° C, which is 80 to 800 ° C as the temperature inside the furnace when a normal furnace is used. Is the temperature of. The time required for drying and curing is, for example, about 200 to 600 seconds when the temperature inside the furnace is 80 ° C, and about 3 to 10 seconds when the temperature inside the furnace is 800 ° C. 60-200
It is preferable to carry out under the line speed condition of becoming ° C. The water-based coating composition for metal surface treatment of the present invention applied on a metal substrate is treated with the above-mentioned drying and curing conditions so that
A film can be obtained with an arbitrary film thickness of 5 to 10 μm.
【0031】[0031]
【作用】本発明において、(A)成分が、エポキシ樹脂
アクリレート、エポキシ樹脂メタクリレート又はそれら
の混合物の代わりにエポキシ樹脂を用いる場合は、エポ
キシ樹脂が不飽和結合を有していない為、(B)、
(C)成分と共重合した際に、得られる樹脂は、(B)
と(C)のみからなる共重合体となり本願発明が目的と
する均質な樹脂が得られなく、また、その樹脂をアルカ
リ性水溶液に分散した水性樹脂分散体は、防錆剤として
のシリカ水性ゾルとの配合安定性に問題があり、その様
な水性塗料を用い塗装鋼板とした場合には十分な耐蝕性
が得られない。また、(A)成分を、ビスフェノール型
エポキシ樹脂と、リノール酸、リノレン酸又はオレイン
酸等の不飽和脂肪酸を反応して得られる樹脂とする場合
は、その樹脂中に、アクリロイロキシ基〔CH2 =CH
COO−〕或いはメタクリロイロキシ基〔CH2 =C
(CH3 )COO−〕が存在しない為に、(B)及び
(C)成分との良好な共重合を行う事が出来ず、やは
り、上記と同様なシリカ水性ゾルとの配合安定性に問題
が生じたり、塗装鋼板とした場合には十分な耐蝕性が得
られない。In the present invention, when the component (A) uses an epoxy resin instead of the epoxy resin acrylate, the epoxy resin methacrylate, or a mixture thereof, the epoxy resin does not have an unsaturated bond, ,
The resin obtained when copolymerized with the component (C) is (B)
And (C) is a copolymer, and a homogeneous resin intended by the present invention cannot be obtained. Further, an aqueous resin dispersion prepared by dispersing the resin in an alkaline aqueous solution is a silica aqueous sol as a rust preventive agent. However, if such a water-based paint is used for a coated steel sheet, sufficient corrosion resistance cannot be obtained. When the component (A) is a resin obtained by reacting a bisphenol type epoxy resin with an unsaturated fatty acid such as linoleic acid, linolenic acid or oleic acid, an acrylyloxy group [CH 2 = CH
COO-] or methacryloyloxy group [CH 2 = C
Since (CH 3 ) COO-] does not exist, good copolymerization with the components (B) and (C) cannot be carried out, and again there is a problem with the same compounding stability with the silica aqueous sol as described above. Or a coated steel sheet does not have sufficient corrosion resistance.
【0032】本発明において、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂にアクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物
を反応して、エポキシ樹脂アクリレート、エポキシ樹脂
メタクリレート又はそれらの混合物(A)とする際に、
上記ビスフェノール型エポキシ樹脂の分子量が1000
未満の場合は、得られるエポキシ樹脂エステル(A)中
で両末端がエステル化された樹脂(即ち、両末端に不飽
和結合を有する樹脂)が生成してくる割合が多くなり、
(B)成分と(C)成分との共重合の工程で架橋し易く
なり、得られる共重合体樹脂をアルカリ性水溶液に分散
させ、水性樹脂分散体(D)とする工程でゲル状物とな
り好ましくない。また、上記ビスフェノール型エポキシ
樹脂の分子量が9000を越える場合は、得られるエポ
キシ樹脂エステル(A)が有する不飽和結合の割合が少
なくなり、(B)成分と(C)成分との共重合の工程
で、未反応のエポキシ樹脂エステル(A)が多くなり好
ましくない。In the present invention, when a bisphenol type epoxy resin is reacted with acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof to obtain an epoxy resin acrylate, an epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A),
The molecular weight of the above bisphenol type epoxy resin is 1000
When the ratio is less than the above, the ratio of the resin having both ends esterified (that is, the resin having an unsaturated bond at both ends) in the resulting epoxy resin ester (A) increases,
In the step of copolymerizing the component (B) and the component (C), crosslinking easily occurs, and the obtained copolymer resin is dispersed in an alkaline aqueous solution to form an aqueous resin dispersion (D). Absent. Further, when the molecular weight of the bisphenol type epoxy resin exceeds 9000, the ratio of unsaturated bonds contained in the obtained epoxy resin ester (A) becomes small, and the step of copolymerizing the (B) component and the (C) component However, the amount of unreacted epoxy resin ester (A) increases, which is not preferable.
【0033】上記ビスフェノール型エポキシ樹脂に、ア
クリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物を反応する
時、ビスフェノール型エポキシ樹脂中のエポキシ基1当
量に対して、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混
合物に由来するカルボキシル基の仕込量が0.5当量未
満では、未反応のエポキシ基の割合が多くなり好ましく
ない。また、カルボキシル基を3当量以上に用いても、
それ以上の効果は期待できない。When the above bisphenol type epoxy resin is reacted with acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof, it is derived from acrylic acid, methacrylic acid or a mixture thereof with respect to 1 equivalent of epoxy group in the bisphenol type epoxy resin. When the charged amount of the carboxyl group is less than 0.5 equivalent, the ratio of unreacted epoxy groups increases, which is not preferable. Moreover, even if the carboxyl group is used in 3 equivalents or more,
No further effect can be expected.
【0034】本願発明の組成物において、(B)成分中
のマレイン酸は二塩基酸であるが、一塩基酸であるアク
リル酸やメタクリル酸と同様な作用、効果を有する事が
確認され、また、その添加量もこれらの二塩基酸と一塩
基酸は同量の添加範囲に効果を有することを見出した。
上記エポキシ樹脂アクリレート、エポキシ樹脂メタクリ
レート又はそれらの混合物(A)、α,β−不飽和カル
ボン酸(B)及び重合性単量体(C)の割合において、
(A)成分の割合が第一発明組成物で30重量部未満の
場合、また第二発明組成物で40重量部未満の場合は、
その塗料組成物によって得られる塗膜は、密着性、耐蝕
性、電着塗料との密着性等が不足し、逆に、(A)成分
の割合が90重量部を越える場合は、塗装鋼板に曲げ加
工を施した後の耐蝕性が低下する。また、(B)成分の
割合が3重量部未満では、後の共重合工程で得られた樹
脂をアルカリ性水溶液に分散し水性樹脂分散体(D)成
分とする時、十分に分散する事ができず、逆に、(B)
成分の割合が20重量部を越える場合は、得られる
(D)成分が極端に高粘度となり、また、カルボキシル
化ポリオレフィン樹脂を水に分散した水性樹脂分散体
(F)及びシリカ水性ゾル(E)と配合した時にゲル化
を起こす。また、(C)成分の割合が7重量部未満で
は、塗装鋼板に曲げ加工を施した後の耐蝕性が低下し、
逆に、(C)成分の割合が第一発明組成物で67重量部
を超える場合や、第二発明組成物で57重量部を越える
場合は、塗装鋼板の耐蝕性や接着剤、電着塗料との密着
性が低下する。In the composition of the present invention, maleic acid in the component (B) is a dibasic acid, but it was confirmed that it has the same action and effect as those of the monobasic acids acrylic acid and methacrylic acid. It was also found that the addition amount of these dibasic acids and monobasic acids had an effect in the same amount addition range.
In the ratio of the above-mentioned epoxy resin acrylate, epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A), α, β-unsaturated carboxylic acid (B) and polymerizable monomer (C),
When the ratio of the component (A) is less than 30 parts by weight in the first invention composition and less than 40 parts by weight in the second invention composition,
The coating film obtained from the coating composition lacks adhesion, corrosion resistance, adhesion with electrodeposition coating, etc., and conversely, when the proportion of component (A) exceeds 90 parts by weight, it becomes a coated steel sheet. Corrosion resistance after bending is reduced. When the ratio of the component (B) is less than 3 parts by weight, when the resin obtained in the subsequent copolymerization step is dispersed in an alkaline aqueous solution to form the aqueous resin dispersion (D) component, it can be sufficiently dispersed. No, on the contrary, (B)
When the proportion of the components exceeds 20 parts by weight, the resulting component (D) has an extremely high viscosity, and the carboxylated polyolefin resin is dispersed in water to prepare an aqueous resin dispersion (F) and a silica aqueous sol (E). When mixed with, gelation occurs. Further, if the ratio of the component (C) is less than 7 parts by weight, the corrosion resistance after bending the coated steel sheet decreases,
On the contrary, when the ratio of the component (C) exceeds 67 parts by weight in the first invention composition or exceeds 57 parts by weight in the second invention composition, the corrosion resistance of the coated steel sheet, the adhesive, and the electrodeposition coating composition The adhesiveness with
【0035】上記(A)、(B)及び(C)成分を共重
合する事によって得られた樹脂を、アルカリ性水溶液に
分散して水性樹脂分散体(D)とする時、水酸化カルシ
ウム等の多価金属水酸化物の水溶液は、樹脂をゲル化さ
せるので好ましくない。また、上記水性樹脂分散体
(D)と水性樹脂分散体(F)の混合比率は、上記水性
樹脂分散体(F)の樹脂の固形分1重量部に対して、上
記水性樹脂分散体(D)の樹脂の固形分が、1重量部未
満の場合には、電着塗料との密着性、接着性等が低下
し、また、9重量部を越える場合は、耐アルカリ性が低
下する為、アルカリ性溶液下で十分な塗膜強度が得られ
ない。When the resin obtained by copolymerizing the above components (A), (B) and (C) is dispersed in an alkaline aqueous solution to obtain an aqueous resin dispersion (D), calcium hydroxide or the like is used. An aqueous solution of a polyvalent metal hydroxide is not preferable because it causes the resin to gel. The mixing ratio of the aqueous resin dispersion (D) and the aqueous resin dispersion (F) is such that the aqueous resin dispersion (D) is added to 1 part by weight of the resin solid content of the aqueous resin dispersion (F). If the solid content of the resin is less than 1 part by weight, the adhesion and adhesiveness with the electrodeposition coating composition will be reduced, and if it exceeds 9 parts by weight, the alkali resistance will be reduced, resulting in alkalinity. Sufficient coating strength cannot be obtained in solution.
【0036】本発明に用いられるシリカ水性ゾル(E)
において、シリカ粒子の比表面積が100m2 /g未満
の場合は、その塗料組成物によって得られる塗膜は十分
な耐蝕性を有していない。また、水性樹脂分散体(D)
の樹脂固形分の100重量部、又は水性樹脂分散体
(D)及び(F)の樹脂の合計固形分100重量部に対
して、100m2 /g以上の比表面積を有するシリカ粒
子が水に分散したゾル(E)がSiO2 として10重量
部未満では、その塗料組成物によって得られる塗膜は十
分な耐蝕性を有していない。また、100重量部を越え
る場合は、塗膜の柔軟性が不足すると共に、塗装鋼板に
曲げ加工を施した後の耐蝕性が低下する。Silica aqueous sol (E) used in the present invention
When the specific surface area of the silica particles is less than 100 m 2 / g, the coating film obtained from the coating composition does not have sufficient corrosion resistance. Also, an aqueous resin dispersion (D)
100 parts by weight of the resin solid content or 100 parts by weight of the total solid content of the resins of the aqueous resin dispersions (D) and (F), silica particles having a specific surface area of 100 m 2 / g or more are dispersed in water. When the amount of the sol (E) as SiO 2 is less than 10 parts by weight, the coating film obtained from the coating composition does not have sufficient corrosion resistance. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the flexibility of the coating film is insufficient and the corrosion resistance after bending the coated steel sheet is deteriorated.
【0037】本願発明の金属表面処理用水性塗料組成物
は、水性樹脂分散体(D)の樹脂固形分と上記水性ゾル
(E)のSiO2 分の合計、又は水性樹脂分散体(D)
及び(F)の樹脂固形分と上記ゾル(E)のSiO2 分
の合計が、50重量%濃度を越える場合は、0.5〜1
0μ程度の膜厚を得る事が難しく、また、5重量%濃度
未満の場合は、乾燥、硬化に長時間を必要とし、十分な
耐蝕性、接着剤や電着塗料との密着性がなく、この塗装
鋼板に曲げ加工、或いは電着塗装を施した場合でも十分
な耐蝕性が得られない。The aqueous coating composition for metal surface treatment of the present invention comprises the resin solid content of the aqueous resin dispersion (D) and the SiO 2 content of the aqueous sol (E), or the aqueous resin dispersion (D).
If the total of the resin solid content of (F) and the SiO 2 content of the sol (E) exceeds 50% by weight, 0.5 to 1
It is difficult to obtain a film thickness of about 0 μ, and when the concentration is less than 5% by weight, it takes a long time to dry and cure, and there is no sufficient corrosion resistance and adhesion with an adhesive or electrodeposition coating. Sufficient corrosion resistance cannot be obtained even when this coated steel sheet is bent or electrodeposited.
【0038】[0038]
実施例1 下記のように、エポキシ樹脂エステル(A1)〜(A
4)、水性樹脂分散体(D1)〜(D6)、カルボキシ
ル化ポリオレフィン樹脂を水に分散した水性樹脂分散体
(F1)を製造した。また、シリカ水性ゾル(E1)〜
(E3)、及び架橋剤の水分散液(G1)を用意した。Example 1 As shown below, epoxy resin esters (A1) to (A
4), aqueous resin dispersions (D1) to (D6), and an aqueous resin dispersion (F1) in which a carboxylated polyolefin resin was dispersed in water were produced. Further, silica aqueous sol (E1)
(E3) and an aqueous dispersion (G1) of a crosslinking agent were prepared.
【0039】エポキシ樹脂アクリレート(A1)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
約5500の分子量を有するビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製、商品名エピコー
ト1010)100g(エポキシ基を0.027当量含
む)とメチルイソブチルケトン80gとを加え、当該樹
脂を約100℃にて溶解した。ここに、アクリル酸3g
(カルボン酸基を0.040当量含む)、10%のテト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイドのメタノール
溶液0.7gを加えて昇温し、還留温度にて5時間反応
させた後、内容物を真空乾燥してメチルイソブチルケト
ン及び余剰アクリル酸を留去し、固形のエポキシ樹脂ア
クリレート(A1)を得た。Production of Epoxy Resin Acrylate (A1) In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and cooling tube,
Bisphenol A type epoxy resin having a molecular weight of about 5500 (produced by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., trade name Epicoat 1010) 100 g (containing 0.027 equivalent of epoxy group) and 80 g of methyl isobutyl ketone were added, and the resin was added to about It melted at 100 ° C. Here, acrylic acid 3g
(Contains 0.040 equivalents of carboxylic acid group) Add 0.7 g of 10% methanol solution of tetramethylammonium hydroxide, raise the temperature, react at reflux temperature for 5 hours, then vacuum dry the contents. Then, methyl isobutyl ketone and excess acrylic acid were distilled off to obtain a solid epoxy resin acrylate (A1).
【0040】エポキシ樹脂メタクリレート(A2)の製
造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
約3750の分子量を有するビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製商品名エピコート
1009)100g(エポキシ基を0.034当量含
む)とメチルイソブチルケトン80gとを加え、当該樹
脂を約100℃にて溶解した。ここに、メタクリル酸
3.5g(カルボン酸基を0.040当量含む)、10
%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドのメ
タノール溶液0.8gを加えて昇温し、還留温度にて5
時間反応させた後、内容物を真空乾燥してメチルイソブ
チルケトン及び余剰メタクリル酸を留去し、固形のエポ
キシ樹脂メタクリレート(A2)を得た。Production of Epoxy Resin Methacrylate (A2) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling tube,
About 100 g of a bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 1009 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) having a molecular weight of about 3750 (containing 0.034 equivalents of epoxy groups) and 80 g of methyl isobutyl ketone were added, and the resin was adjusted to about 100. It melted at ℃. Here, 3.5 g of methacrylic acid (including 0.040 equivalent of carboxylic acid group), 10
% Tetramethylammonium hydroxide methanol solution 0.8 g was added and the temperature was raised to 5 at the reflux temperature.
After reacting for a time, the content was vacuum dried to distill off methyl isobutyl ketone and excess methacrylic acid to obtain a solid epoxy resin methacrylate (A2).
【0041】エポキシ樹脂アクリレート(A3)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
約2900の分子量を有するビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製商品名エピコート
1007)100g(エポキシ基を0.051当量含
む)とメチルイソブチルケトン40gとを加え、当該樹
脂を約100℃にて溶解した。ここに、アクリル酸7.
3g(カルボン酸基を0.101当量含む)、テトラメ
チルアンモニウムクロライド0.1gを加えて昇温し、
100℃にて4時間反応させた後、内容物を真空乾燥し
てメチルイソブチルケトン及び余剰アクリル酸を留去
し、固形のエポキシ樹脂アクリレート(A3)を得た。Production of Epoxy Resin Acrylate (A3) In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and cooling tube,
Bisphenol A type epoxy resin having a molecular weight of about 2900 (trade name Epicoat 1007 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) (100 g (including 0.051 equivalent of epoxy group)) and 40 g of methyl isobutyl ketone were added, and the resin was added to about 100. It melted at ℃. Here, acrylic acid 7.
3 g (containing 0.101 equivalent of carboxylic acid group) and 0.1 g of tetramethylammonium chloride were added and the temperature was raised.
After reacting at 100 ° C. for 4 hours, the content was vacuum dried to distill off methyl isobutyl ketone and excess acrylic acid to obtain a solid epoxy resin acrylate (A3).
【0042】エポキシ樹脂アクリレート(A4)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
約1600の分子量を有するビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製商品名エピコート
1004)100g(エポキシ基を0.11当量含む)
とメチルイソブチルケトン40gとを加え、当該樹脂を
約80℃にて溶解した。ここに、アクリル酸7.9g
(カルボン酸基を0.11当量含む)、及び付加反応時
のラジカル重合禁止のためヒドロキノンモノメチルエー
テル0.02gを加えて昇温し、90℃にて10時間反
応させた後、内容物を真空乾燥してメチルイソブチルケ
トン及び余剰アクリル酸を留去し、固形のエポキシ樹脂
アクリレート(A4)を得た。Production of Epoxy Resin Acrylate (A4) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling tube,
Bisphenol A type epoxy resin having a molecular weight of about 1600 (trade name Epicoat 1004 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 100 g (including 0.11 equivalent of epoxy groups)
And 40 g of methyl isobutyl ketone were added, and the resin was melted at about 80 ° C. Here, 7.9 g of acrylic acid
(Containing 0.11 equivalent of carboxylic acid group), and 0.02 g of hydroquinone monomethyl ether to prevent radical polymerization at the time of addition reaction, heated to 90 ° C., reacted for 10 hours, and then vacuumed contents. After drying, methyl isobutyl ketone and excess acrylic acid were distilled off to obtain a solid epoxy resin acrylate (A4).
【0043】水性樹脂分散体(D1)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
(A1)のエポキシ樹脂アクリレート45g、メタクリ
ル酸15g、アクリル酸n−ブチル35g、スチレン5
g、メチルエチルケトン190g、アゾビス2,4−ジ
メチルバレロニトリル0.8g、n−ドデシルメルカプ
タン0.1gを加え、70℃にて5時間反応させた後、
内温を80℃に昇温して、メチルエチルケトン10g、
アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリル0.2gを追
加添加し、さらに3時間反応させた。その後、内温を6
0℃まで下げ、ここに、アンモニア水を20g、イオン
交換水100gを加えて30分撹拌し、共重合体を中和
した。さらに、水300gを加えて1時間撹拌し、内容
物を乳化させ、内容物を室温まで冷却した。この乳化物
をアスピレータによって減圧し、少しずつ昇温させて、
メチルエチルケトン、及び少量の水を留去した。ここ
に、イオン交換水及び少量のアンモニア水をさらに加え
て、pH9〜10、固形分20重量%濃度に調製し、水
性樹脂分散体(D1)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D1) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling tube,
(A1) epoxy resin acrylate 45 g, methacrylic acid 15 g, n-butyl acrylate 35 g, styrene 5
g, 190 g of methyl ethyl ketone, 0.8 g of azobis 2,4-dimethylvaleronitrile, and 0.1 g of n-dodecyl mercaptan were added, and after reacting at 70 ° C. for 5 hours,
The internal temperature was raised to 80 ° C., and 10 g of methyl ethyl ketone,
0.2 g of azobis 2,4-dimethylvaleronitrile was additionally added, and the mixture was further reacted for 3 hours. After that, set the internal temperature to 6
The temperature was lowered to 0 ° C., 20 g of ammonia water and 100 g of ion-exchanged water were added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes to neutralize the copolymer. Further, 300 g of water was added and stirred for 1 hour to emulsify the content and cool the content to room temperature. This emulsion is decompressed by an aspirator and gradually raised in temperature,
Methyl ethyl ketone and a small amount of water were distilled off. Ion-exchanged water and a small amount of ammonia water were further added thereto to adjust the pH to 9 to 10 and the solid content to 20% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (D1).
【0044】水性樹脂分散体(D2)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
(A2)のエポキシ樹脂メタクリレート40g、メタク
リル酸15g、アクリル酸n−ブチル40g、スチレン
5g、メチルエチルケトン100g、n−ブタノール9
0g、アゾビスイソブチロニトリル0.8gを加え、7
5℃にて3時間反応させた後、内温を80℃に昇温し
て、メチルエチルケトン10g、アゾビスイソブチロニ
トリル0.2gを追加添加し、さらに2時間反応させ
た。その後、内容物を真空乾燥して溶剤を完全留去し、
固形のアクリル化エポキシ樹脂を得た。撹拌機、温度計
及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、上記アクリル化
エポキシ樹脂100g、アンモニア水25g、イオン交
換水375gを加えて撹拌しながら、内温を40℃まで
昇温して30分撹拌し、次いで内温を60℃まで昇温し
て30分撹拌、さらに内温を75℃まで昇温して2時間
撹拌して内容物を乳化させた。その後、内容物を室温ま
で冷却し、pH9〜10、固形分20重量%濃度に調製
し、水性樹脂分散体(D2)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D2) In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and cooling tube,
(A2) epoxy resin methacrylate 40 g, methacrylic acid 15 g, n-butyl acrylate 40 g, styrene 5 g, methyl ethyl ketone 100 g, n-butanol 9
Add 0 g and azobisisobutyronitrile 0.8 g,
After reacting at 5 ° C. for 3 hours, the internal temperature was raised to 80 ° C., 10 g of methyl ethyl ketone and 0.2 g of azobisisobutyronitrile were additionally added, and the mixture was further reacted for 2 hours. After that, the contents are vacuum dried to completely remove the solvent,
A solid acrylated epoxy resin was obtained. In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube, 100 g of the acrylated epoxy resin, 25 g of ammonia water, and 375 g of ion-exchanged water were added and stirred, and the inner temperature was raised to 40 ° C. to 30 The mixture was stirred for a minute, then the inner temperature was raised to 60 ° C. and stirred for 30 minutes, and further the inner temperature was raised to 75 ° C. and stirred for 2 hours to emulsify the content. Then, the content was cooled to room temperature and adjusted to have a pH of 9 to 10 and a solid content of 20% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (D2).
【0045】水性樹脂分散体(D3)の製造 (A2)のエポキシ樹脂メタクリレート52g、アクリ
ル酸5g、メタクリル酸メチル23g、アクリル酸2−
エチルヘキシル20g、メチルエチルケトン200g、
アゾビスイソブチロニトリル1.0g、n−ドデシルメ
ルカプタン0.2gを加え、70℃にて10時間反応さ
せた他は、上記水性樹脂分散体(D2)と同一の方法に
て、pH9〜10、固形分20重量%濃度の水性樹脂分
散体(D3)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D3) 52 g of epoxy resin methacrylate (A2), 5 g of acrylic acid, 23 g of methyl methacrylate, 2-acrylic acid
20 g of ethylhexyl, 200 g of methyl ethyl ketone,
Azobisisobutyronitrile (1.0 g) and n-dodecylmercaptan (0.2 g) were added, and the reaction was carried out at 70 ° C. for 10 hours. Thus, an aqueous resin dispersion (D3) having a solid content of 20% by weight was obtained.
【0046】水性樹脂分散体(D4)の製造 (A4)のエポキシ樹脂アクリレート62g、マレイン
酸8g、アクリル酸n−ブチル22g、スチレン8g、
メチルエチルケトン150g、アゾビス2,4−ジメチ
ルバレロニトリル0.6gを加え、75℃にて3時間反
応させた後、内温を80℃に昇温して、メチルエチルケ
トン10g、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリル
0.2gを追加添加し、さらに3時間反応させた他は上
記水性樹脂分散体(D1)と同一の方法にて、pH9〜
10、固形分20重量%濃度の水性樹脂分散体(D4)
を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D4) 62 g of epoxy resin acrylate of (A4), 8 g of maleic acid, 22 g of n-butyl acrylate, 8 g of styrene,
After adding 150 g of methyl ethyl ketone and 0.6 g of azobis2,4-dimethylvaleronitrile and reacting at 75 ° C. for 3 hours, the internal temperature was raised to 80 ° C., 10 g of methyl ethyl ketone and azobis2,4-dimethylvaleronitrile. By the same method as the above-mentioned aqueous resin dispersion (D1) except that 0.2 g was additionally added and the reaction was continued for 3 hours, the pH was adjusted to 9
10. Aqueous resin dispersion having a solid content of 20% by weight (D4)
Got
【0047】水性樹脂分散体(D5)の製造 (A3)のエポキシ樹脂アクリレート82g、アクリル
酸7g、アクリル酸n−ブチル11g、メチルエチルケ
トン150g、アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリ
ル0.6gを加え、75℃にて3時間反応させた後、内
温を80℃に昇温して、メチルエチルケトン10g、ア
ゾビス2,4−ジメチルバレロニトリル0.2gを追加
添加し、さらに3時間反応させた他は上記水性樹脂分散
体(D1)と同一の方法にて、pH9〜10、固形分2
0重量%濃度の水性樹脂分散体(D5)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D5) 82 g of the epoxy resin acrylate of (A3), 7 g of acrylic acid, 11 g of n-butyl acrylate, 150 g of methyl ethyl ketone, 0.6 g of azobis2,4-dimethylvaleronitrile were added to give 75 After reacting at 0 ° C for 3 hours, the internal temperature was raised to 80 ° C, 10 g of methyl ethyl ketone and 0.2 g of azobis2,4-dimethylvaleronitrile were additionally added, and the reaction was continued for another 3 hours. By the same method as the resin dispersion (D1), pH 9 to 10, solid content 2
An aqueous resin dispersion (D5) having a concentration of 0% by weight was obtained.
【0048】水性樹脂分散体(D6)の製造 (A4)のエポキシ樹脂アクリレート32g、メタクリ
ル酸10g、アクリル酸n−ブチル50g、スチレン8
g、メチルエチルケトン150g、アゾビス2,4−ジ
メチルバレロニトリル0.8g、n−ドデシルメルカプ
タン0.2gを加え、75℃にて3時間反応させた後、
内温を80℃に昇温して、メチルエチルケトン10g、
アゾビス2,4−ジメチルバレロニトリル0.2gを追
加添加し、更に3時間反応させた他は上記上記水性樹脂
分散体(D1)と同一の方法にて、pH9〜10、固形
分20重量%濃度の水性樹脂分散体(D6)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D6) 32 g of epoxy resin acrylate (A4), 10 g of methacrylic acid, 50 g of n-butyl acrylate, 8 styrene
g, 150 g of methyl ethyl ketone, 0.8 g of azobis 2,4-dimethylvaleronitrile, and 0.2 g of n-dodecyl mercaptan were added, and the mixture was reacted at 75 ° C. for 3 hours,
The internal temperature was raised to 80 ° C., and 10 g of methyl ethyl ketone,
Azobis 2,4-dimethylvaleronitrile (0.2 g) was additionally added, and the reaction was conducted for 3 hours, in the same manner as in the above aqueous resin dispersion (D1), pH 9 to 10, solid content 20% by weight. To obtain an aqueous resin dispersion (D6).
【0049】カルボキシル化ポリオレフィン樹脂の水性
樹脂分散体(F1) 撹拌機、温度計及び冷却管を備えたオートクレーブに、
アクリル酸を単量体換算にて20重量%含有する市販の
エチレン/アクリル酸共重合体(重量平均分子量が約5
万)100g、アンモニア水20g、イオン交換水10
0gを仕込み、窒素シール後撹拌しながら昇温し、14
0〜150℃にて3時間撹拌後、冷却して内容物を取り
出し、さらに、イオン交換水を加えて、pH9〜10、
固形分20重量%濃度に調製し、エチレン/アクリル酸
共重合体の水性樹脂分散体(F1)を得た。Aqueous resin dispersion of carboxylated polyolefin resin (F1) In an autoclave equipped with a stirrer, thermometer and cooling pipe,
Commercially available ethylene / acrylic acid copolymer containing 20% by weight of acrylic acid as monomer (weight average molecular weight of about 5
10,000) 100 g, ammonia water 20 g, ion-exchanged water 10
Charge 0 g, raise the temperature with stirring after nitrogen sealing, and
After stirring at 0 to 150 ° C. for 3 hours, the contents were taken out by cooling, and ion-exchanged water was added to adjust the pH to 9 to 10,
The solid content was adjusted to 20% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (F1) of ethylene / acrylic acid copolymer.
【0050】シリカ水性ゾル(E1) BET法による比表面積が200m2 /g、BET法か
ら計算された粒子径が13.6nm、電子顕微鏡観察に
よる粒子径が10〜20nmである球状シリカ粒子から
なり、20重量%のSiO2 濃度を有する市販の水性シ
リカゾル(日産化学工業(株)製、商品名スノーテック
ス20)を用意した。Silica Aqueous Sol (E1) Spherical silica particles having a specific surface area according to the BET method of 200 m 2 / g, a particle diameter calculated according to the BET method of 13.6 nm, and a particle diameter according to the electron microscope observation of 10 to 20 nm. A commercially available aqueous silica sol having a SiO 2 concentration of 20 wt% (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name Snowtex 20) was prepared.
【0051】シリカ水性ゾル(E2) BET法による比表面積が250m2 /g、動的光散乱
法(米国Coulter社製N4 装置により測定)によ
る粒子径R1 が50nm、BET法から計算された粒子
径R2 が10.9nm、であり、そして、電子顕微鏡観
察によると、太さが5〜10nmの細長い形状を有する
シリカ粒子からなり、20重量%のSiO2 濃度を持っ
た市販の水性シリカゾル(日産化学工業(株)製、商品
名スノーテックスUP)を用意した。Silica Aqueous Sol (E2) The specific surface area by the BET method is 250 m 2 / g, the particle diameter R 1 by the dynamic light scattering method (measured by N 4 apparatus manufactured by Coulter, USA) is 50 nm, and it is calculated by the BET method. A commercially available aqueous silica sol having a particle diameter R 2 of 10.9 nm and consisting of silica particles having an elongated shape with a diameter of 5 to 10 nm according to an electron microscope observation and having a SiO 2 concentration of 20% by weight. (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., trade name Snowtex UP) was prepared.
【0052】シリカ水性ゾル(E3) BET法による比表面積が150m2 /g、動的光散乱
法(米国Coulter社製N4 装置により測定)によ
る粒子径R1 が300nm、BET法から計算された粒
子径R2 が18.1nmであり、電子顕微鏡観察によ
り、5〜10nmの細かい粒子が凝集し多孔質構造を有
するシリカ粒子からなり、25重量%のSiO2 濃度を
持った市販の水性シリカゾル (日産化学工業(株)製、
商品名PT3025)に、イオン交換水を加えてSiO
2 濃度を20重量%に調整した。Silica Aqueous Sol (E3) The specific surface area according to the BET method is 150 m 2 / g, the particle diameter R 1 according to the dynamic light scattering method (measured by N 4 apparatus manufactured by Coulter, USA) is 300 nm, and the particle diameter is calculated according to the BET method. A commercially available aqueous silica sol having a particle diameter R 2 of 18.1 nm, silica particles having a porous structure formed by aggregating fine particles of 5 to 10 nm by electron microscope observation, and having a SiO 2 concentration of 25% by weight ( Manufactured by Nissan Chemical Industries,
Ion-exchanged water is added to the product name PT3025)
2 Concentration was adjusted to 20% by weight.
【0053】架橋剤の水分散液(G1)の調製 ジフェニルメタン−ビス−4,4’−ジエチレンウレア
を25重量%含有する水分散液からなる市販のアジリジ
ン系架橋剤を、イオン交換水で希釈することにより、2
0重量%濃度を有する架橋剤の水分散液(G1)を得
た。 比較例1 エポキシ樹脂アクリレート(A5)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
約900の分子量を有するビスフェノールA型エポキシ
樹脂(油化シェルエポキシ(株)製、商品名エピコート
1001)100g(エポキシ基を0.21当量含む)
とメチルイソブチルケトン40gとを加え、当該樹脂を
約80℃で溶解した。ここに、アクリル酸13g(カル
ボン酸基を0.17当量含む)、及び付加反応時のラジ
カル重合禁止のためヒドロキノンモノメチルエーテル
0.02gを加えて昇温し、還留温度にて6時間反応さ
せた後、内容物を真空乾燥してメチルイソブチルケトン
及び余剰アクリル酸を留去し、固形のエポキシ樹脂アク
リレート(A5)を得た。Preparation of Aqueous Dispersion of Crosslinking Agent (G1) A commercially available aziridine crosslinking agent consisting of an aqueous dispersion containing 25% by weight of diphenylmethane-bis-4,4'-diethyleneurea is diluted with ion-exchanged water. By 2
An aqueous dispersion of crosslinker (G1) having a concentration of 0% by weight was obtained. Comparative Example 1 Production of Epoxy Resin Acrylate (A5) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling tube,
Bisphenol A type epoxy resin having a molecular weight of about 900 (trade name: Epicoat 1001, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 100 g (containing 0.21 equivalent of epoxy group)
And 40 g of methyl isobutyl ketone were added, and the resin was melted at about 80 ° C. 13 g of acrylic acid (containing 0.17 equivalents of carboxylic acid group) and 0.02 g of hydroquinone monomethyl ether for inhibiting radical polymerization at the time of addition reaction were added thereto and heated to react at reflux temperature for 6 hours. After that, the content was vacuum dried to distill off methyl isobutyl ketone and excess acrylic acid to obtain a solid epoxy resin acrylate (A5).
【0054】エポキシ樹脂の不飽和脂肪酸エステル(A
6)の製造 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた四つ口フラスコに、
約1600の分子量を有するビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製、商品名エピコー
ト1004)100g(エポキシ基を0.11当量含
む)と、市販のトール油脂肪酸(オレイン酸及びリノー
ル酸等の不飽和脂肪酸を90%以上含有する)を150
℃にて5時間反応させた後、高粘度の内容物を取り出
し、これを冷却して固化させ固形のエポキシ樹脂の不飽
和脂肪酸エステル(A6)を得た。Unsaturated fatty acid ester of epoxy resin (A
Production of 6) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling tube,
Bisphenol A type epoxy resin having a molecular weight of about 1600 (produced by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., trade name Epicoat 1004) 100 g (containing 0.11 equivalent of epoxy group) and commercially available tall oil fatty acid (oleic acid and linoleic acid). 90% or more of unsaturated fatty acids, etc.)
After reacting at 5 ° C. for 5 hours, a highly viscous content was taken out, and this was cooled and solidified to obtain a solid unsaturated fatty acid ester (A6) of the epoxy resin.
【0055】水性樹脂分散体(D7)の製造 (A2)のエポキシ樹脂メタクリレート13g、アクリ
ル酸7g、アクリル酸n−ブチル50g、メタクリル酸
メチル25g、スチレン5g、メチルエチルケトン10
0g、アゾビスイソブチロニトリル1.0g、n−ドデ
シルメルカプタン0.1gを加え、70℃にて10時間
反応させた他は、上記水性樹脂分散体(D1)と同一の
方法にて、pH9〜10、固形分20重量%濃度の水性
樹脂分散体(D7)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D7) 13 g of epoxy resin methacrylate (A2), 7 g of acrylic acid, 50 g of n-butyl acrylate, 25 g of methyl methacrylate, 5 g of styrene, 10 of methyl ethyl ketone.
0 g, azobisisobutyronitrile 1.0 g, and n-dodecyl mercaptan 0.1 g were added, and the reaction was carried out at 70 ° C. for 10 hours, except that the reaction was carried out at pH 9 in the same manner as in the above aqueous resin dispersion (D1). -10, an aqueous resin dispersion (D7) having a solid content of 20% by weight was obtained.
【0056】水性樹脂分散体(D8)の製造 (A6)のエポキシ樹脂の不飽和脂肪酸エステル70
g、メタクリル酸7g、アクリル酸ブチル18g、スチ
レン5g、ブタノール50g、メチルエチルケトン50
g、ベンゾイルパーオキサイド0.6gを加えて、75
℃にて3時間反応させた後、内温を80℃に昇温して、
ベンゾイルパーオキサイド0.2gを追加添加し、さら
に3時間反応させた他は、上記水性樹脂分散体(D1)
と同一の方法にて、pH9〜10、固形分20重量%濃
度の水性樹脂分散体(D8)を得た。Production of Aqueous Resin Dispersion (D8) Unsaturated Fatty Acid Ester 70 of Epoxy Resin of (A6)
g, methacrylic acid 7 g, butyl acrylate 18 g, styrene 5 g, butanol 50 g, methyl ethyl ketone 50
g, benzoyl peroxide 0.6 g,
After reacting at ℃ for 3 hours, raise the internal temperature to 80 ℃,
The above aqueous resin dispersion (D1) except that 0.2 g of benzoyl peroxide was additionally added and the reaction was continued for 3 hours.
By the same method as described above, an aqueous resin dispersion (D8) having a pH of 9 to 10 and a solid content of 20% by weight was obtained.
【0057】水性樹脂分散体(D9)の製造 (A5)のエポキシ樹脂アクリレート52g、メタクリ
ル酸10g、アクリル酸n−ブチル30g、スチレン8
g、メチルエチルケトン150g、アゾビスイソブチロ
ニトリル0.8g、n−ドデシルメルカプタン0.2g
を加え、75℃にて反応させたところ、反応開始後、約
1時間程度経過したところで急激に増粘し、最終的にゲ
ル化した。内温を60℃に下げて、アンモニア水20
g、水375gを添加しても、乳化することはできなか
った。Production of Aqueous Resin Dispersion (D9) 52 g of epoxy resin acrylate of (A5), 10 g of methacrylic acid, 30 g of n-butyl acrylate, 8 styrene
g, methyl ethyl ketone 150 g, azobisisobutyronitrile 0.8 g, n-dodecyl mercaptan 0.2 g
When the reaction was carried out at 75 ° C., about 1 hour after the start of the reaction, the viscosity was rapidly increased and finally gelled. Lower the internal temperature to 60 ° C, and add ammonia water 20
g and 375 g of water could not be emulsified.
【0058】シリカ水性ゾル(E4) BET法による比表面積が62m2 /g、BET法から
計算された粒子径が43.9nm、電子顕微鏡観察によ
る粒子径が40〜60nmである球状シリカ粒子からな
り、20重量%のSiO2 濃度を有する市販の水性シリ
カゾル(日産化学工業(株)製、商品名スノーテックス
20L)を用意した。Silica Aqueous Sol (E4) Spherical silica particles having a specific surface area of 62 m 2 / g by the BET method, a particle size of 43.9 nm calculated by the BET method, and a particle size of 40-60 nm by the electron microscope observation. A commercially available aqueous silica sol having a SiO 2 concentration of 20 wt% (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name Snowtex 20L) was prepared.
【0059】実施例2 上記用意した水性樹脂分散体(D1)〜(D6)、カル
ボキシル化ポリオレフィン樹脂の水性樹脂分散体(F
1)、シリカ水性ゾル(E1)〜(E3)及び架橋剤の
水分散液(G1)を、第1表及び第2表に示す重量比率
に混合する事により水性塗料P1〜P13及びR1を得
た。Example 2 The above prepared aqueous resin dispersions (D1) to (D6), an aqueous resin dispersion of carboxylated polyolefin resin (F)
1), the silica aqueous sol (E1) to (E3) and the aqueous dispersion (G1) of the cross-linking agent are mixed in the weight ratios shown in Tables 1 and 2 to obtain water-based paints P1 to P13 and R1. It was
【0060】比較例2 上記用意した水性樹脂分散体(D1)〜(D2)並びに
(D7)〜(D8)、カルボキシル化ポリオレフィン樹
脂の水性樹脂分散体(F1)、シリカ水性ゾル(E1)
〜(E3)並びに(E4)及び実施例2で用いたものと
同じ架橋剤の水分散液(G1)を、第1表及び第2表に
示す重量比率に混合する事により水性塗料P14〜P2
4を得た。Comparative Example 2 Aqueous resin dispersions (D1) to (D2) and (D7) to (D8) prepared above, an aqueous resin dispersion of a carboxylated polyolefin resin (F1), an aqueous silica sol (E1).
To (E3) and (E4) and an aqueous dispersion (G1) of the same cross-linking agent as used in Example 2 at the weight ratios shown in Tables 1 and 2 to prepare water-based paints P14-P2.
Got 4.
【0061】[0061]
【表1】 第 1 表 塗料 塗 料 成 分 (g) D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 E1 E2 E3 E4 G1 P1 100 0 0 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0 P2 0 100 0 0 0 0 0 0 0 15 0 0 10 P3 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 30 0 20 P4 0 0 0 100 0 0 0 0 40 0 0 0 5 P5 0 0 0 0 100 0 0 0 0 50 0 0 0 P6 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 50 0 0 P7 0 50 50 0 0 0 0 0 70 0 0 0 3 P14 0 0 0 0 0 0 100 0 50 0 0 0 0 P15 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 5 P16 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 P17 0 100 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 P18 0 0 0 0 0 0 0 100 50 0 0 0 0 TABLE 1 Table 1 coating paint Ingredients (g) D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 E1 E2 E3 E4 G1 P1 100 0 0 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0 P2 0 100 0 0 0 0 0 0 0 15 0 0 10 P3 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 30 0 20 P4 0 0 0 100 0 0 0 0 40 0 0 0 5 P5 0 0 0 0 100 0 0 0 0 50 0 0 0 P6 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 50 0 0 P7 0 50 50 0 0 0 0 0 70 0 0 0 3 P14 0 0 0 0 0 0 100 0 50 0 0 0 0 P15 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 5 P16 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 P17 0 100 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 P18 0 0 0 0 0 0 0 0 100 50 0 0 0 0
【0062】[0062]
【表2】 第 2 表 塗料 塗 料 成 分 (g) D1 D2 D3 D4 D5 D7 D8 F1 E1 E2 E3 E4 G1 P8 85 0 0 0 0 0 0 15 40 0 0 0 0 P9 0 90 0 0 0 0 0 10 0 70 0 0 10 P10 0 0 75 0 0 0 0 25 0 0 15 0 20 P11 0 0 0 70 0 0 0 30 50 0 0 0 0 P12 0 0 0 0 60 0 0 40 0 30 0 0 15 P13 0 0 0 65 0 0 0 35 0 0 20 0 0 P19 0 0 0 0 0 80 0 20 0 0 20 0 5 P20 0 0 0 0 0 0 80 20 25 0 0 0 3 P21 30 0 0 0 0 0 0 70 0 50 0 0 5 P22 80 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 50 5 P23 80 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 0 0 P24 0 80 0 0 0 0 0 20 0 200 0 0 0 R1 100 0 0 0 0 0 0 0 0 50 0 0 5 水性塗料組成物の安定性テスト(T1) 得られた水性塗料P1〜P24及びR1を500ミリリ
ットルのビンに密封し、40℃の恒温槽に入れ、7日毎
に再撹拌して20℃にて粘度を測定した。本安定性試験
を実施する前の粘度値を基準として、粘度値の増加率が
50%を越えるのに要する日数が、7日以内の場合に
(××)印、14〜28日の場合に(×)印、35〜7
7日の場合に(△)印、84〜161日の場合に(○)
印、168日以上の場合に(◎)印で第3表、第4表に
示した。Table 2 Table 2 paint paint Ingredients (g) D1 D2 D3 D4 D5 D7 D8 F1 E1 E2 E3 E4 G1 P8 85 0 0 0 0 0 0 15 40 0 0 0 0 P9 0 90 0 0 0 0 0 10 0 70 0 0 10 P10 0 0 75 0 0 0 0 25 0 0 15 0 20 P11 0 0 0 70 0 0 0 30 50 0 0 0 0 P12 0 0 0 0 60 0 0 40 0 30 0 0 15 P13 0 0 0 65 0 0 0 35 0 0 20 0 0 P19 0 0 0 0 0 80 0 20 0 0 20 0 5 P20 0 0 0 0 0 0 80 20 25 0 0 0 3 P21 30 0 0 0 0 0 0 70 0 50 0 0 5 P22 80 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 50 5 P23 80 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 0 0 P24 0 80 0 0 0 0 0 20 0 200 0 0 0 R1 100 0 0 0 0 0 0 0 0 50 0 0 5 Stability Test of Water-Based Coating Composition (T1) The obtained water-based coatings P1 to P24 and R1 were sealed in a 500 ml bottle and placed in a constant temperature bath at 40 ° C. every 7 days. After re-stirring, the viscosity was measured at 20 ° C. Based on the viscosity value before carrying out this stability test, if the number of days required for the increase rate of the viscosity value to exceed 50% is within 7 days, (xx) mark, if 14 to 28 days (X) mark, 35-7
(△) mark for 7 days, (○) for 84-161 days
Indicated in Tables 3 and 4 with (⊚) when the mark was 168 days or more.
【0063】実施例3 30g/m2 のめっき付着量を有する亜鉛−ニッケル合
金めっき鋼板の表面にクロメート処理が施された鋼板を
用意した。この鋼板上に、実施例2で調製したP1〜P
13及びR1の水性塗料を、バーコータを用いて塗布し
た後、7秒かけて鋼板温度を120℃に到達せしめて鋼
板に焼き付けることにより、膜厚1〜1.5μの皮膜を
有する塗装鋼板を作成した。Example 3 A zinc-nickel alloy-plated steel sheet having a coating weight of 30 g / m 2 and a chromate-treated steel surface was prepared. On this steel plate, P1 to P prepared in Example 2
After applying the water-based paints of Nos. 13 and R1 using a bar coater, the steel plate temperature was reached to 120 ° C. for 7 seconds and baked to form a coated steel plate having a film with a film thickness of 1 to 1.5 μm. did.
【0064】比較例3 比較例2で調整したP14〜P24の水性塗料を用いた
以外は、実施例3と同様の処理を行い膜厚1〜1.5μ
の皮膜を有する塗装鋼板を作成した。次いで、実施例3
及び比較例3で得られた塗装鋼板について、耐蝕性、曲
げ加工後の耐蝕性、塗装鋼板近傍に鉄系部材が存在する
場合の耐蝕性、耐脱脂浴性、接着性、電着塗装性、電着
塗装後の耐蝕性の各テストT2〜T9を行った。尚、参
照として、上記水性塗料による塗装を施さないで同一の
亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板のクロメート処理鋼板
を、7秒かけて鋼板温度を120℃に到達せしめて鋼板
に焼き付けることで同様に処理したものについても、上
記の同様のテストを行った。これらテスト結果は第3
表、第4表に示した。なお、第3表、第4表中のテスト
T1において、塗料符号(P1)〜(P24)及び(R
1)は、P1〜P24及びR1の各水性塗料組成物の保
存安定性試験結果を示し、また、第3表、第4表中のテ
ストT2〜T9において、塗料符号(P1)〜(P2
4)及び(R1)は、水性塗料P1〜P24及びR1に
よって塗装された鋼板の各試験結果を示すものである。Comparative Example 3 The procedure of Example 3 was repeated except that the water-based paints P14 to P24 prepared in Comparative Example 2 were used, and the film thickness was 1 to 1.5 μm.
A coated steel sheet having a film of was prepared. Then, Example 3
And the coated steel sheet obtained in Comparative Example 3, the corrosion resistance, the corrosion resistance after bending, the corrosion resistance when the iron-based member is present in the vicinity of the coated steel sheet, the degreasing bath resistance, the adhesiveness, the electrodeposition coating property, Each test T2 to T9 of corrosion resistance after electrodeposition coating was performed. As a reference, the same chromate-treated zinc-nickel alloy-plated steel sheet, which was not coated with the above-mentioned water-based paint, was treated in the same manner by allowing the steel sheet temperature to reach 120 ° C over 7 seconds and baking it. The same test as described above was performed for the product. These test results are the third
The results are shown in Tables and 4. In addition, in the test T1 in Tables 3 and 4, the paint codes (P1) to (P24) and (R
1) shows the storage stability test results of the water-based coating compositions P1 to P24 and R1, and in Tests T2 to T9 in Tables 3 and 4, coating codes (P1) to (P2).
4) and (R1) show each test result of the steel sheets coated with the water-based paints P1 to P24 and R1.
【0065】耐蝕性テスト(T2) JIS Z−2371の方法により、上記塗装鋼板に塩
水噴霧を2000時間行なった時点で、当該鋼板上の白
錆及び赤錆発生状況を観察する。白錆発生面積率が50
%未満で、且つ赤錆発生面積率が0%であるとき(◎)
印で、白錆発生面積率が50%以上で、且つ赤錆発生面
積率が5%未満であるとき(○)印で、白錆発生面積率
が50%以上で、且つ赤錆発生面積率が5〜10%のと
き(△)印で、白錆発生面積率が50%以上で、且つ赤
錆発生面積率が10%を越えるとき(×)印で第3表、
第4表に示した。Corrosion Resistance Test (T2) According to the method of JIS Z-2371, when the coated steel sheet is sprayed with salt water for 2000 hours, the occurrence of white rust and red rust on the steel sheet is observed. White rust area ratio is 50
% And the area ratio of red rust is 0% (◎)
When the white rust occurrence area ratio is 50% or more and the red rust occurrence area ratio is less than 5%, the mark (○) indicates the white rust occurrence area ratio is 50% or more and the red rust occurrence area ratio is 5%. When the area ratio of white rust is 50% or more, and when the area ratio of red rust exceeds 10%, it is shown in Table 3 when the ratio is 10% to 10%.
The results are shown in Table 4.
【0066】曲げ加工後の耐蝕性テスト(T3) エリクセン試験機を用いて、塗装鋼板を裏面より変形さ
せて塗装面を凸型に変形させることにより7mm曲げ加
工した後、この凸面に塩水噴霧を2000時間行なった
時点で、白錆及び赤錆発生状況を観察する。白錆発生面
積率が50%未満で、且つ赤錆発生面積率が0%である
とき(◎)印で、白錆発生面積率が50%以上で、且つ
赤錆発生面積率が5%未満のとき(○)印で、白錆発生
面積率が50%以上で、且つ赤錆発生面積率が5〜10
%のとき(△)印で、白錆発生面積率が50%以上で、
且つ赤錆発生面積率が10%を越えるとき(×)印で第
3表、第4表に示した。Corrosion resistance test after bending (T3) Using an Erichsen tester, the coated steel plate was deformed from the back side to deform the coated surface to a convex shape, and then bent to 7 mm, and then sprayed with salt water. After 2000 hours, the occurrence of white rust and red rust is observed. When the white rust occurrence area ratio is less than 50% and the red rust occurrence area ratio is 0%, the white rust occurrence area ratio is 50% or more and the red rust occurrence area ratio is less than 5%. (○) indicates that the white rust occurrence area ratio is 50% or more and the red rust occurrence area ratio is 5 to 10
When the percentage is (%), the white rust occurrence area ratio is 50% or more,
When the area ratio of red rust exceeds 10%, it is shown in Tables 3 and 4 by a mark (x).
【0067】塗装鋼板近傍に鉄系部材が存在する場合の
耐蝕性テスト(T4) 厚さ4mm、内寸140mm×140mm×40mmの
塩化ビニル樹脂製ケースに、塗装鋼板及び未処理鉄板を
140mm×140mmに切断したものを、接触しない
ように、向い合せに差込む。ここに、5重量%濃度の食
塩水392gを入れて密閉する。このケースを50℃恒
温槽に立てる。30分後、90゜倒し、ついで30分
後、90゜戻す。この操作を10日間繰り返して、赤錆
発生状況を観測する。赤錆発生面積率が5%未満のとき
(○)印で、5〜10%のとき(△)印で、10%を越
えるとき(×)印で第3表、第4表に示した。Corrosion resistance test (T4) when an iron-based member is present near the coated steel sheet. A vinyl chloride resin case having a thickness of 4 mm and an inner dimension of 140 mm × 140 mm × 40 mm is used to coat the coated steel sheet and the untreated iron sheet with 140 mm × 140 mm. Insert the one cut into face to face so that it does not touch. Then, 392 g of a 5 wt% concentration saline solution is put therein and sealed. This case is placed in a constant temperature bath at 50 ° C. After 30 minutes, incline 90 °, then after 30 minutes, return 90 °. This operation is repeated for 10 days and the occurrence of red rust is observed. When the area ratio of red rust is less than 5%, it is shown in Table 3 and Table 4, when it is 5 to 10%, it is shown in triangle, and when it exceeds 10%, it is shown in Table 3 and Table 4.
【0068】接着性テスト(T5) 3g/m2 の塗布量に防錆油を塗布した塗装鋼板を2枚
用意する。その1枚に塩化ビニル系接着剤 (ヘンケル白
水(株)製商品名マクロプラストPV5300C18)
を150μ厚に塗布し、これに接着面の寸法が25mm
×12.5mmとなるように、他の1枚を貼り合わせ
る。次いで、この貼り合わせた塗装鋼板を160℃にて
10分間加熱した後、温度23℃、相対湿度50%の恒
温室に1日間放置することにより、試験体を調製する。
この試験体について、引張速度5mm/分にて、引張剪
断接着強度を測定する。この強度が40kg/cm2 を
越えるとき(○)印で、30〜40kg/cm2 のとき
(△)印で、30kg/cm 2 未満のとき(×)印で第
3表、第4表に示す。Adhesion test (T5) 3 g / m22 coated steel plates coated with rust preventive oil
prepare. Vinyl chloride adhesive (Henkel white
Water Co., Ltd. product name Macroplast PV5300C18)
Is applied to a thickness of 150μ, and the dimension of the adhesive surface is 25mm.
Stick another sheet so that it becomes × 12.5mm
It Then, the coated steel sheet thus laminated is heated at 160 ° C.
After heating for 10 minutes, the temperature is 23 ° C and the relative humidity is 50%.
Specimens are prepared by leaving them in the greenhouse for 1 day.
Tensile shear was applied to this test specimen at a tensile speed of 5 mm / min.
The breaking strength is measured. This strength is 40 kg / cm2To
When crossing over (○), 30-40 kg / cm2When
(△) mark, 30kg / cm 2When less than, mark with (x)
It is shown in Table 3 and Table 4.
【0069】電着塗装性テスト(T6) エポキシ樹脂/ブロックイソシアネート系カチオン電着
塗料 (日本ペイント(株)製、商品名パワートップU−
52)の浴を用意し、浴温23℃、電圧200Vにて、
塗装鋼板に2分間電着塗装を行なう。得られた電着塗膜
を有する鋼板を170℃にて20分間焼付けることによ
り、20μの膜厚を有する電着塗装板を作成する。この
電着塗装板の外観変化を観察し、ピンホール及びクレー
ターが0〜5点のとき(○)印で、6〜10点のとき
(△)印で、11点以上のとき(×)印で第3表、第4
表に示す。Electrodeposition coatability test (T6) Epoxy resin / block isocyanate isocyanate cationic electrodeposition coating (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., trade name Power Top U-
52) prepare a bath, and at a bath temperature of 23 ° C. and a voltage of 200 V,
Electrodeposit the coated steel sheet for 2 minutes. The obtained steel plate having an electrodeposition coating film is baked at 170 ° C. for 20 minutes to prepare an electrodeposition coating plate having a film thickness of 20 μm. Observe the change in the appearance of this electrodeposition coated plate. When the number of pinholes and craters is 0 to 5 points (○), when it is 6 to 10 points (△), when it is 11 points or more (x), Table 3 and 4
Shown in the table.
【0070】電着塗装後の耐蝕性テスト(T7) 上記と同様にして得られた電着塗装板にカッターナイフ
でクロスカットを入れる。このクロスカットを有する電
着塗装板を、50℃の5%食塩水に10日間浸漬し、水
洗し、乾燥した後、セロハンテープにて剥離試験を行な
う。クロスカットラインからの最大剥離幅を測定し、そ
の幅が0〜1mmのとき(○)印で、1〜2mmのとき
(△)印で、2mm以上のとき(×)印で第3表、第4
表に示す。Corrosion resistance test after electrodeposition coating (T7) The electrodeposition coated plate obtained in the same manner as above is cross-cut with a cutter knife. The electrodeposition coated plate having this cross cut is immersed in a 5% saline solution at 50 ° C. for 10 days, washed with water, dried, and then subjected to a peeling test with cellophane tape. The maximum peeling width from the cross-cut line was measured, and when the width was 0 to 1 mm, it was marked with (○), when it was 1 to 2 mm, it was marked with Δ, and when it was 2 mm or more, it was marked with ×, Table 3 Fourth
Shown in the table.
【0071】耐脱脂浴性テスト(T8) アルカリ脱脂剤として、日本ペイント(株)製、商品名
サーフクリーナーSD270の水溶液を60℃に加温
し、これに塗装鋼板を2分間浸漬し、水洗し、乾燥した
後の皮膜の残存率を測定する。残存率90〜100%の
とき(○)印で、80〜90%のとき(△)印で、80
%未満のとき(×)印で第3表、第4表に示す。Degreasing Bath Resistance Test (T8) As an alkaline degreasing agent, an aqueous solution of Surf Cleaner SD270, trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. was heated to 60 ° C., and the coated steel sheet was immersed in this for 2 minutes and washed with water. Then, the residual rate of the film after drying is measured. When the residual rate is 90 to 100%, it is marked (○), and when it is 80 to 90%, it is marked (△) and 80
When it is less than%, it is shown in Tables 3 and 4 by the mark (x).
【0072】アルカリ性の脱脂浴浸漬後の塗膜耐久性テ
スト(T9) アルカリ性の脱脂剤として、日本ペイント(株)製、商
品名サーフクリーナーSD270の水溶液を用意した。
容器に、上記アルカリ性の脱脂剤を入れ、60℃に加温
し、塗装鋼板を2分間浸漬した後、容器よりこの塗装鋼
板を取り出し、この塗装鋼板を直ちに、十条キンバリー
(株)製、商品名キムワイプS−200に上記サーフク
リーナーSD270の水溶液を含浸した紙ワイパーに
て、10往復塗膜面を擦る。その後水洗し、乾燥した後
の皮膜の残存率を測定する。残存率90〜100%のと
き(○)印で、80〜90%のとき(△)印で、80%
未満のとき(×)印で第2表に示す。Durability test of coating film after immersion in alkaline degreasing bath (T9) As an alkaline degreasing agent, an aqueous solution of Surf Cleaner SD270 under the trade name of Nippon Paint Co., Ltd. was prepared.
Put the above alkaline degreasing agent in a container, heat to 60 ° C., immerse the coated steel sheet for 2 minutes, take out the coated steel sheet from the container, and immediately remove the coated steel sheet from Jujo Kimberley Co., Ltd., trade name. The reciprocating coating surface is rubbed with a paper wiper in which Kimwipe S-200 is impregnated with the aqueous solution of Surf Cleaner SD270. Then, the residual rate of the film after washing with water and drying is measured. When the remaining rate is 90 to 100%, it is marked with (○), and when it is 80 to 90%, it is marked with (△) and 80%.
When it is less than, it is shown in Table 2 by the mark (x).
【0073】[0073]
【表3】 第 3 表 塗料 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 P1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P2 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P3 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P4 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P5 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P6 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P7 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P14 ○ ○ ○ × × × × △ P15 ○ × × △ ○ ○ × ○ P16 ◎ × × × ○ ○ × ○ P17 ○ ○ × △ ○ × ○ ○ P18 ×× ○ × × ○ ○ ○ × [Table 3] Table 3 paint T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 P1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P2 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P3 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P4 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P5 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P6 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P7 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P14 ○ ○ ○ × × × × △ P15 ○ × × △ ○ ○ × ○ P16 ◎ × × × ○ ○ × ○ P17 ○ ○ × △ ○ × ○ ○ P18 × × ○ × × ○ ○ ○ ×
【0074】[0074]
【表4】 第 4 表 塗料 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T9 P8 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P9 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P10 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P11 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P12 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P13 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P19 ◎ ○ ○ × × ○ × △ P20 ×× × × × ○ ○ ○ △ P21 ○ ◎ ◎ ○ × × × ○ P22 ○ × × × ○ ○ ○ ○ P23 ◎ × × × ○ ○ ○ ○ P24 ○ ○ × ○ ○ ○ ○ × R1 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ × 参照 ─── × × × × ○ × ── 第3表、第4表の結果より、比較例の塗料P14〜P2
4は、耐蝕性、曲げ加工後の耐蝕性、塗装鋼板近傍に鉄
系部材が存在する場合の耐蝕性、耐脱脂浴性、接着性、
電着塗装性、電着塗装後の耐蝕性のうちいずれかの性能
が十分でないのに対して、実施例の塗料P1〜P13及
びR1はいずれも、これら性能の全てに優れることを示
している。更に、P8〜P13の塗料成分中にカルボキ
シル化ポリオレフィン樹脂を含有するものは、特に脱脂
工程における塗膜耐久性に極めて優れる事がわかる。[Table 4] Table 4 paint T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T9 P8 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P9 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P10 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P11 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P12 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ P13 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ P19 ◎ ○ ○ × × ○ × △ P20 × × × × × ○ ○ ○ △ P21 ○ ◎ ◎ ○ × × × ○ P22 ○ × × × ○ ○ ○ ○ P23 ◎ × × × ○ ○ ○ ○ P24 ○ ○ × ○ ○ ○ ○ × R1 ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ × See ─── × × × × × ○ × ── Table 3 From the results of Table 4, the paints P14 to P2 of Comparative Examples
4 is the corrosion resistance, the corrosion resistance after bending, the corrosion resistance when an iron-based member is present near the coated steel sheet, the degreasing bath resistance, the adhesiveness,
While the performance of any one of the electrodeposition coatability and the corrosion resistance after electrodeposition coating is not sufficient, all of the paints P1 to P13 and R1 of the examples show that they are excellent in all of these performances. . Further, it can be seen that the coating components P8 to P13 containing the carboxylated polyolefin resin have extremely excellent coating film durability particularly in the degreasing step.
【0075】[0075]
【発明の効果】本発明の金属表面処理用水性塗料組成物
は、鋼板、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき鋼板等の
金属表面、特に、リン酸塩処理、クロメート処理等の化
成処理を施した鋼板等の金属表面に、スプレー、はけ、
ロール等を用いて塗布し、短時間で乾燥、硬化させる事
ができ、0.5〜10μ程度の皮膜を有する塗装鋼板と
する事ができる。この塗装鋼板は、高い耐蝕性、接着剤
や電着塗料との高い密着性を有し、更に、この塗装鋼板
に曲げ加工、或いは電着塗装を施した場合でも耐蝕性に
優れるものである。特に、塗装鋼板の近傍に鉄系部材が
存在する場合、鉄系部材からの鉄錆発生が伴う環境下で
の耐蝕性が向上する。また、表面保護、耐薬品性が優
れ、特に、アルカリ性溶液による脱脂工程での塗膜膨潤
が起こりにくく、鋼板同士が接触しても塗膜破壊が起こ
りにくい。また、本発明の金属表面処理用水性塗料組成
物は、塗料組成物としての十分な保存安定性も有してい
る。更に、本発明の金属表面処理用水性塗料組成物は、
基材との密着性や接着性が高く、且つ、耐薬品性も高い
ので、金属表面処理の分野ばかりでなく、繊維処理、紙
加工、木材加工、塗料ビヒクル、コンクリート塗装、医
薬・農薬用バインダー、プラスチック表面コート剤、セ
ラミック塗装等の用途にも有用である。EFFECT OF THE INVENTION The aqueous coating composition for metal surface treatment of the present invention is subjected to a chemical conversion treatment such as a phosphate treatment or a chromate treatment on a metal surface of a steel sheet, a galvanized steel sheet, an alloyed galvanized steel sheet or the like. Spray, brush, or
It can be applied using a roll or the like, dried and cured in a short time, and a coated steel sheet having a film of about 0.5 to 10 μm can be obtained. This coated steel sheet has high corrosion resistance and high adhesion with an adhesive or an electrodeposition coating, and further, even when the coated steel sheet is bent or subjected to electrodeposition coating, it has excellent corrosion resistance. In particular, when an iron-based member is present near the coated steel sheet, the corrosion resistance in an environment where iron rust is generated from the iron-based member is improved. Further, it has excellent surface protection and chemical resistance, and in particular, swelling of the coating film in the degreasing step with an alkaline solution does not easily occur, and even if the steel sheets come into contact with each other, the coating film is less likely to break. The aqueous coating composition for metal surface treatment of the present invention also has sufficient storage stability as a coating composition. Furthermore, the aqueous coating composition for metal surface treatment of the present invention,
As it has high adhesion and adhesion to base materials and high chemical resistance, it is not only used in the field of metal surface treatment, but also in fiber treatment, paper processing, wood processing, paint vehicles, concrete coating, and binders for pharmaceuticals and agricultural chemicals. It is also useful for applications such as plastic surface coating agents and ceramic coating.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 智 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化学 工業株式会社中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Miyake 1 722, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba Nissan Chemical Industry Co., Ltd. Central Research Laboratory
Claims (6)
脂メタクリレート又はそれらの混合物(A)30〜90
重量部、α,β−不飽和カルボン酸(B)3〜20重量
部、及びアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及
びビニル基含有単量体からなる群より選ばれた1種又は
2種以上の重合性単量体(C)7〜67重量部を、共重
合して得られる樹脂を、アルカリ性水溶液に分散した水
性樹脂分散体(D)と、100m2 /g以上の比表面積
を有するシリカ粒子が水に分散したゾル(E)からな
り、且つ、上記水性樹脂分散体(D)の樹脂の固形分1
00重量部に対して、上記ゾル(E)をSiO2 として
10〜100重量部の割合に含有し、そして、上記水性
樹脂分散体(D)の樹脂の固形分と上記ゾル(E)のS
iO2 分を合計として、5〜50重量%濃度に含有した
金属表面処理用水性塗料組成物。1. An epoxy resin acrylate, an epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A) 30 to 90.
Parts by weight, 3 to 20 parts by weight of α, β-unsaturated carboxylic acid (B), and one or more polymerization selected from the group consisting of acrylic acid ester, methacrylic acid ester and vinyl group-containing monomer. Of an aqueous resin dispersion (D) obtained by dispersing a resin obtained by copolymerizing 7 to 67 parts by weight of a polymerizable monomer (C) in an alkaline aqueous solution, and silica particles having a specific surface area of 100 m 2 / g or more. It is composed of a sol (E) dispersed in water and has a resin solid content of 1 in the above-mentioned aqueous resin dispersion (D).
The sol (E) is contained in an amount of 10 to 100 parts by weight as SiO 2 with respect to 00 parts by weight, and the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (D) and the S of the sol (E).
Aqueous coating composition for metal surface treatment, containing 5 to 50% by weight of total iO 2 content.
脂メタクリレート又はそれらの混合物(A)40〜90
重量部、α,β−不飽和カルボン酸(B)3〜20重量
部、及びアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及
びビニル基含有単量体からなる群より選ばれた1種又は
2種以上の重合性単量体(C)7〜57重量部を、共重
合して得られる樹脂を、アルカリ性水溶液に分散した水
性樹脂分散体(D)と、カルボキシル化ポリオレフィン
樹脂を水に分散した水性樹脂分散体(F)と、100m
2 /g以上の比表面積を有するシリカ粒子が水に分散し
たゾル(E)からなり、且つ、 イ.上記水性樹脂分散体(F)の樹脂の固形分1重量部
に対して、上記水性樹脂分散体(D)の樹脂の固形分を
1〜9重量部、 ロ.上記水性樹脂分散体(D)及び(F)の樹脂の合計
固形分100重量部に対して、上記ゾル(E)をSiO
2 として10〜100重量部の比率に、そして、上記水
性樹脂分散体(D)及び(F)の樹脂の固形分と、上記
ゾル(E)のSiO2 分を合計として、5〜50重量%
濃度に含有した金属表面処理用水性塗料組成物。2. An epoxy resin acrylate, an epoxy resin methacrylate or a mixture thereof (A) 40 to 90.
Parts by weight, 3 to 20 parts by weight of α, β-unsaturated carboxylic acid (B), and one or more polymerization selected from the group consisting of acrylic acid ester, methacrylic acid ester and vinyl group-containing monomer. Aqueous resin dispersion (D) in which a resin obtained by copolymerizing 7 to 57 parts by weight of a polymerizable monomer (C) is dispersed in an alkaline aqueous solution, and an aqueous resin dispersion in which a carboxylated polyolefin resin is dispersed in water. (F) and 100m
Silica particles having a specific surface area of 2 / g or more are formed of a sol (E) dispersed in water, and b. 1 to 9 parts by weight of the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (D) with respect to 1 part by weight of the solid content of the resin of the aqueous resin dispersion (F); The sol (E) was added to SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the total solid content of the resins of the aqueous resin dispersions (D) and (F).
2 to 10 to 100 parts by weight, and the total solid content of the resins of the aqueous resin dispersions (D) and (F) and the SiO 2 content of the sol (E) is 5 to 50% by weight.
Aqueous coating composition for metal surface treatment, which is contained in a concentration.
エチレンとアクリル酸の共重合体である事を特徴とする
請求項2に記載の金属表面処理用水性塗料組成物。3. A carboxylated polyolefin resin,
The aqueous coating composition for metal surface treatment according to claim 2, which is a copolymer of ethylene and acrylic acid.
脂メタクリレート又はそれらの混合物(A)が、100
0〜9000の分子量を有するビスフェノール型エポキ
シ樹脂に、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合
物を反応して得られるエステルである事を特徴とする請
求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の金属表面処
理用水性塗料組成物。4. An epoxy resin acrylate, an epoxy resin methacrylate or a mixture (A) thereof is 100
The bisphenol type epoxy resin having a molecular weight of 0 to 9,000 is an ester obtained by reacting acrylic acid, methacrylic acid, or a mixture thereof with each other, which is an ester. Aqueous coating composition for metal surface treatment.
クリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸からなる群より
選ばれた1種又は2種以上の物である事を特徴とする請
求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の金属表面処
理用水性塗料組成物。5. The α, β-unsaturated carboxylic acid (B) is one or more selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid and maleic acid. The aqueous coating composition for metal surface treatment according to any one of claims 1 to 4.
シリカ粒子が、伸長した構造を有するシリカ粒子、細か
い粒子が凝集した構造を有するシリカ粒子、又はそれら
の混合物である事を特徴とする請求項1乃至請求項5の
いずれか1項に記載の金属表面処理用水性塗料組成物。6. The silica particles having a specific surface area of 100 m 2 / g or more are silica particles having an elongated structure, silica particles having an agglomerated structure of fine particles, or a mixture thereof. Item 6. An aqueous coating composition for metal surface treatment according to any one of items 1 to 5.
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---|---|---|---|
JP209095A JPH07252433A (en) | 1994-01-24 | 1995-01-10 | Aqueous coating composition for surface treatment of steel plate |
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Publication Number | Publication Date |
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- 1995-01-10 JP JP209095A patent/JPH07252433A/en active Pending
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