JPH1180623A - 消泡剤を含むカチオン電着塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消泡剤としての一般的性能のみならず、コス
トパフォーマンスにすぐれ、塗膜外観に悪影響しない消
泡剤を含んでいるカチオン電着塗料組成物を提供する。 【解決手段】 カチオン電着塗料へ消泡剤として、ショ
糖に炭素数３〜４のアルキレンオキシド２９〜４６を付
加重合した化合物（Ａ）、平均炭素数１２〜１８のアル
キルアミンに炭素数２〜３のアルキレンオキシド４〜８
モルを付加重合した化合物（Ｂ）、または化合物（Ａ）
と化合物（Ｂ）の混合物を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明の背景 本発明は、消泡剤を含んでいるカチオン電着塗料組成物
に関する。

【０００２】カチオン電着塗料は、アミノ基、４級アン
モニウム基またはスルホニウム基のような水中において
負に電離し得る基を持っているカチオン性樹脂を含んで
いる。そのような電離基は親水性基でもあるので、電着
塗料のカチオン性樹脂は界面活性剤的な性質を帯び、そ
のため自己乳化性であり、安定な水分散液をつくる。

【０００３】他方、カチオン性樹脂のこのような性質の
ため、カチオン電着塗料は電着浴中で塗料の循環、被塗
物の浸漬、および引上げなどに伴うかきまぜによって泡
立ち易く、放置すると残っている泡の付着に帰因する塗
膜外観異常が発生する。このためカチオン電着塗料は通
常適当な消泡剤を含んでいる。

【０００４】従来この目的で広く使用されている消泡剤
は鉱油系およびシリコーン系の消泡剤である。これらの
消泡剤は水に難溶性であるため塗膜に付着するとピンホ
ール、ハジキなどを発生させる。このような欠点のない
消泡剤としてアセチレンアルコール系消泡剤が知られて
いるが、高価でありコストパフォーマンスにおいて実用
的でない。

【０００５】そこで消泡剤としての一般的性能にすぐれ
ているばかりでなく、塗膜外観に異常を与えず、かつコ
ストパフォーマンスに優れているカチオン電着塗料用の
消泡剤が依然として要望されている。

【０００６】本発明の開示 本発明はこの要望を満たす消泡剤を含んでいるカチオン
電着塗料組成物を提供する。

【０００７】本発明によれば、消泡剤として、ショ糖に
炭素数３〜４のアルキレンオキシド２９〜４６モルを付
加重合した化合物（Ａ）および／または平均炭素数１２
〜１８のアルキルアミンに炭素数２〜３のアルキレンオ
キシド４〜８モルを付加重合した化合物（Ｂ）の消泡有
効量を含んでいることを特徴とするカチオン電着塗料組
成物が提供される。

【０００８】化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）はともに
１種のポリエーテルポリオールである。よく知られてい
るように、ポリエーテルポリオールはヒドロキシル基や
アミノ基のような活性水素含有基を有する化合物を開始
剤とし、アルカリ触媒の存在下アルキレンオキシドを付
加重合することによって製造される。

【０００９】化合物（Ａ）の場合、開始剤はショ糖であ
り、アルキレンオキシドはプロピレンオキシド（Ｐ
Ｏ）、ブチレンオキシド（ＢＯ）、またはその両者であ
る。付加モル数はショ糖１モル当り２９〜４６モルであ
るが、そのうちＰＯが２６〜４６モル、特に３０〜４３
モルを占め、残りがＢＯであることが好ましい。ＰＯと
ＢＯの両方を付加重合させる場合、ランダムでもよい
が、一般にＰＯを先に付加し、ＢＯを末端へ付加したブ
ロック共重合体が好ましい。使用し得る触媒は既知であ
るが、アルカリ金属、特にカリウム、セシウムの水酸化
物および炭酸塩が好ましい。また化合物（Ａ）は狭い分
子量分布を有することが好ましく、分散度（Ｍｗ／Ｍ
ｎ）１．２以下、特に１．１５以下が好ましい。

【００１０】化合物（Ｂ）は開始剤として平均炭素数１
２〜１８のアルキルアミンを使用し、アルキレンオキシ
ドとしてエチレンオキシド（ＥＯ）、ＰＯまたはその両
方を使用して同様に付加重合によって製造することがで
きる。この場合アルキルアミン１モル当りのアルキレン
オキシドの付加モル数は、４〜８であり、そのうちＥＯ
は０〜２モルが好ましい。ＥＯが２モルを越える場合は
消泡力が低下する。またＰＯの付加モル数は２〜８であ
り、好ましくは４〜７である。

【００１１】化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）は、それ
ぞれ単独で使用することができ、勿論併用しても良い。

【００１２】本発明の消泡剤はどのタイプのカチオン電
着塗料に使用しても効果がある。良く知られているよう
に、カチオン性樹脂のタイプにより、カチオン電着塗料
にはエポキシ系、アクリル系、ポリブタジエン系などが
ある。塗料の製造は、これらカチオン性樹脂とその硬化
剤（ブロックポリイソシアネートなど）を中和剤として
酸を含む水性媒体中に分散してメインエマルションを調
製し、これに顔料分散ペーストを加え、必要あれば脱イ
オン水で所望の不揮発分に調整することにより行われ
る。消泡剤は、メインエマルションへ添加するかまたは
顔料分散ペーストを添加した希釈塗料へ添加してもよ
い。添加量は塗料の発泡し易さの程度にもよるが、一般
に１００〜１０，０００ｐｐｍである。コストパフォー
マンスの面から不利であるが、よほど過剰に使用しない
限り既知の消泡剤のように塗膜外観に悪影響することは
ない。カチオン電着塗料がこの濃度範囲で本発明の消泡
剤を含むことにより、電着浴の発泡を効果的に抑制する
ことができる。

【００１３】以下の実施例中、「部」および「％」は重
量基準による。

【００１４】実施例１ サンニックスポリオールＲＰ−４１０Ａ（三洋化成工業
（株）製、ショ糖／ＰＯ１３モル付加物、平均水酸基価
４１０）４９８部に水酸化セシウム６．０部（ケメタル
ジャパン（株）製、５０％水溶液品、最終重合物量に対
して有効成分０．３重量％、以下同じ）を加え、１３０
℃にて減圧下脱水の後、ＰＯの５０２部を１００〜１２
０℃にて付加重合させた。所要反応時間は約８時間であ
った。次いで９０℃にてイオン交換水２．５部を加えた
後、アルカリ吸着剤であるキョーワード６００（協和化
学（株）製）５０部を加え、同温度にて１時間攪拌し
た。次いで同温度にてＮｏ．２濾紙（東洋濾紙会社製）
を用いて濾過して触媒を吸着除去しさらに減圧下１２０
℃にて脱水処理して、ショ糖／ＰＯ３２モル付加物、分
散度１．０５のショ糖系ポリエーテルＮｏ．１を得て消
泡性試験に供した。

【００１５】実施例２ 実施例１と同様に（ただし、ＲＰ−４１０Ａ／ＰＯ＝４
４０部／５６０部）ＰＯ付加重合、吸着剤処理を実施し
て、ＰＯの付加モル数３７、分散が１．０８のショ糖系
ポリエーテルＮｏ．２を得て消泡性試験に供した。

【００１６】実施例３ 実施例１と同様に（ただし、ＲＰ−４１０Ａ／ＰＯ＝３
６４部／６３６部）ＰＯ付加重合、吸着剤処理を実施し
て、ＰＯの付加モル数４６、分散度が１．１２のショ糖
系ポリエーテルＮｏ．３を得て消泡性試験に供した。

【００１７】実施例４ 実施例１と同様に（ただし、ＲＰ−４１０Ａ／ＰＯ＝５
７４部／４２６部）ＰＯ付加重合を実施して、ＰＯの付
加モル数２７のベースを作成した。次いで、１２０℃に
てＢＯ２モル（７５．６部）を付加重合した後、実施例
１と同様に吸着剤処理を実施して分散度が１．０６のシ
ョ糖系ポリエーテルＮｏ．４を得て消泡性試験に供し
た。

【００１８】実施例５ 実施例２で得たポリエーテルＮｏ．２（ショ糖／ＰＯ３
７モル、ただし触媒未処理品）に、１２０℃にてＢＯ１
モルを付加重合した後、実施例１と同様に吸着剤処理を
実施して分散度が１．０８のショ糖系ポリエーテルＮ
ｏ．５を得て消泡性試験に供した。

【００１９】実施例６ 水酸化カリウムを触媒として１２０〜１４０℃にてファ
ーミン２０Ｄ（花王（株）製、主成分ラウリルアミン）
にＰＯを４モル付加重合させた後、実施例１と同様の方
法にて触媒を除去してアミン系ポリエーテルＮｏ．６を
得、ショ糖系ポリエーテルＮｏ．２／アミン系ポリエー
テルＮｏ．６＝２／１（重量比、以下同じ）の配合ポリ
エーテルにて消泡性試験に供した。

【００２０】実施例７ 水酸化カリウムを触媒として１２０〜１４０℃にてファ
ーミン８０（花王（株）製、主成分ステアリルアミン）
にＰＯを８モル付加重合させた後、実施例１と同様の方
法にて触媒を除去してアミン系ポリエーテルＮｏ．７を
得、ショ糖系ポリエーテルＮｏ．２／アミン系ポリエー
テルＮｏ．７＝２／１の配合ポリエーテルにて消泡性試
験に供した。

【００２１】実施例８ 水酸化カリウムを触媒として１１０〜１３０℃にてファ
ーミン８６Ｔ（花王（株）製、主成分ステアリルアミ
ン、ミリスチルアミン）にＥＯを１モル、さらに１２０
〜１４０℃にてＰＯ６モルを付加重合させた後、実施例
１と同様の方法にて触媒を除去してアミン系ポリエーテ
ルＮｏ．８を得、ショ糖系ポリエーテルＮｏ．２／アミ
ン系ポリエーテルＮｏ．８＝２／１の配合ポリエーテル
にて消泡性試験に供した。

【００２２】実施例９ ショ糖系ポリエーテルＮｏ．２／アミン系ポリエーテル
Ｎｏ．８＝２／３の配合ポリエーテルにて消泡性試験に
供した。

【００２３】実施例１０ ショ糖系ポリエーテルＮｏ．２を０．０３部添加（消泡
剤濃度約１７０ｐｐｍ）して消泡試験を実施した。

【００２４】実施例１１ 実施例６で作成したアミン系ポリエーテルＮｏ．６を単
独で消泡性試験に供した。

【００２５】比較例１ 消泡剤を添加することなく同様の消泡試験を実施した。

【００２６】比較例２ 実施例６と同様にしてファーミン２０ＤにＰＯを１０モ
ル付加重合させた後、実施例１と同様な方法にて触媒を
除去してアミン系ポリエーテルＮｏ．１０を得て消泡性
試験に供した。

【００２７】比較例３ ショ糖ＰＯ２５モル付加物（分散度１．０４）とショ糖
ＰＯ５０モル付加物（分散度１．２０）とを１：１の割
合で混合し、ＰＯ平均付加モル数約３８，分散度２．４
のショ糖系ポリエーテルＮｏ．１１を得て消泡性試験に
供した。

【００２８】試験方法 その１．架橋剤の製造 攪拌装置、窒素導入管、冷却管および温度計を備えた反
応容器に、ヘキサメチレンジイソシアネート８４０部を
入れ、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）６０９部で
希釈した後、ジブチルスズジラウレート０．９部を加
え、５０℃に昇温後、トリメチロールプロパン２２３．
５部を内温が７０℃をこえないように注意しながら徐々
に加えた。ついでメチルエチルケトオキシム４３５部を
内温が７０℃をこえないように注意しながら加え、赤外
吸収スペルトルによりイソシアネート基の吸収が消失す
るまで７０℃に１時間保ち、その後ｎ−ブタノール３２
部を加え希釈した。

【００２９】その２．顔料分散ペーストの製造 エポキシ系４級アンモニウム塩型顔料分散樹脂（固形分
５０％）１９．１部、二酸化チタン３０．４部、カオリ
ン１４．０部、塩基性ケイ酸鉛１．４部、カーボンブラ
ック０．９部、脱イオン水３４．３部をサンドグライン
ドミルで粒度１０μ以下まで分散し、顔料分散ペースト
（固形分５６％）を得た。

【００３０】その３．塗料の製造 攪拌装置、窒素導入管、冷却管および温度計を備えた反
応容器に、エポキシ当量９５０のビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂（東都化成社製エポトートＹＤ−０１４）９
５０部、ＭＩＢＫ２３７．５部を仕込み、１００℃に加
温して溶解させた。これへＮ−メチルエタノールアミン
６０部、ジエチレントリアミンのメチルイソブチルジケ
チミン７３％ＭＩＢＫ溶液７３部を加え、１２０℃で１
時間保温し、カチオン性樹脂を得た。

【００３１】このカチオン性樹脂１３２０部と、架橋剤
５７０部と、エチレングリコールモノヘキシルエーテル
１００部を混合し、氷酢酸３４部と脱イオン水４７９部
との混合液で中和し、脱イオン水２２１５部をかきまぜ
ながらゆっくり加え、次いで固形分３６％なるまで減圧
下有機溶剤を留去し、メインエマルションを得た。

【００３２】このようにして得たメインエマルション３
８９部と、顔料分散ペースト１０７部と、脱イオン水５
０４部を混合し、試験用のカチオン電着塗料を得た。

【００３３】その４．消泡性試験 上のカチオン電着塗料２００ｍｌに表１に示す濃度で消
泡剤を添加し、攪拌機（１５００ｒｐｍ）で１０分間攪
拌し、これをフォードカップ＃４に入れ、１ｍの高さか
ら５００ｍｌメスシリンダー中へ落下させ、落下直後お
よび所定時間経過後の泡の体積（ｍｌ）を測定した。

【００３４】その５．電着試験 消泡性試験に供した消泡剤添加カチオン電着塗料を、リ
ン酸亜鉛処理した鋼板に１５０Ｖで３分間電着し、水
洗、乾燥後、１６０℃で２０分間焼付けた。目視により
硬化塗膜単位面積あたりのクレーター（ハジキ）の個数
をもって塗膜外観を評価した。結果を表１に示す。 ○：＜１／１００ｃｍ² △：１〜３／１００ｃｍ² ×：＞３／１００ｃｍ²

【００３５】

【表１】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消泡剤として、ショ糖に炭素数３〜４のア
   ルキレンオキシド２９〜４６モルを付加重合した化合物
   （Ａ）および／または平均炭素数１２〜１８のアルキル
   アミンに炭素数２〜３のアルキレンオキシド４〜８モル
   を付加重合した化合物（Ｂ）の消泡有効量を含んでいる
   ことを特徴とするカチオン電着塗料組成物。
2. 【請求項２】化合物（Ａ）が、ショ糖のプロピレンオキ
   シド２６〜４６モルおよび１，２−ブチレンオキシド０
   〜３モルの付加重合物である請求項１のカチオン電着塗
   料組成物。
3. 【請求項３】化合物（Ａ）が水酸化セシウムおよび／ま
   たは炭酸セシウムを付加重合触媒として用い、かつ分子
   量の分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．２以下である請求項１
   または２のカチオン電着塗料組成物。
4. 【請求項４】化合物（Ｂ）が、エチレンオキシド０〜２
   モルおよびプロピレンオキシド２〜８モルの付加重合物
   である請求項１ないし３のいずれかのカチオン電着塗料
   組成物。
5. 【請求項５】前記消泡剤の添加量が１００〜１０，００
   ０ｐｐｍである請求項１ないし４のいずれかのカチオン
   電着塗料組成物。
6. 【請求項６】請求項１ないし４のいずれかの消泡剤を１
   ００〜１０，０００ｐｐｍの濃度でカチオン電着塗料浴
   へ添加することを特徴とする電着浴の発泡を抑制する方
   法。