JPS6231004B2 - - Google Patents
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- JPS6231004B2 JPS6231004B2 JP127580A JP127580A JPS6231004B2 JP S6231004 B2 JPS6231004 B2 JP S6231004B2 JP 127580 A JP127580 A JP 127580A JP 127580 A JP127580 A JP 127580A JP S6231004 B2 JPS6231004 B2 JP S6231004B2
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Description
本発明は、分子内に複数の二重結合を有し、電
着により陰極に析出可能であり、かつ自己硬化性
を有する新規なエポキシ変性含窒素化合物に関す
るものである。
被塗装物を電極として電気泳動によりその表面
に塗料を析出させる塗装法は一般に電着塗装と呼
ばれ、自動車の車体塗装等に広く使用されている
電着塗装法は、被塗物を陽極とするアニオン電着
法と、被塗物を陰極とするカチオン電着法に分け
られる。この中でも後者のカチオン電着法は、被
塗装物金属を陰極とするため、アニオン電着法に
較べ金属イオンの溶出がないことや、つきまわり
性が良いという大きな利点を有する技術である。
本発明者らは、新しいカチオン電着用材料の開
発に務めた結果、下記構造式(A)で示される新規な
含窒素エポキシ化合物を見出すに到つた。
〔式中、Xは下記(i)〜(iii)の構造から選ばれたも
のを表わし、R1は炭素数2ないし8のアルキル
基、炭素数5ないし6のシクロアルキル基、ベン
ジル基およびアリル基から選ばれたものを表わ
し、nは2ないし6の整数である。
(i)
(式中、Yは水素または臭素を表わし、pは0
ないし30の整数である。)
(ii)
(式中、R2は水素またはメチル基qは1ない
し15の整数でq=n−1の関係を有する。)
(iii)
(式中、R3は水素またはメチル基を表わし、
tは1ないし10の整数である。)
上記構造式(A)において、Xは(i)に記した構造式
(B)で示されるものが好ましく、Yは水素が好まし
い。
また、上記構造式(A)において、ベンゼン核に置
換している二つの置換基の相対位置に制限はない
が、互いにp位に置換しているものが原料合成の
容易さ等から好ましい。
上記構造式(A)で示されるエポキシ変性含窒素化
物は、下記構造式(E)で示される単量体と下記〜
のポリエポキシ化合物の群から選ばれたものと
を反応させることによつて得られる。
(R1は前述と同じ意味を表わす。)
(式中、Yおよびpは前述と同じ意味を表わ
す。)
(式中、R2およびqは前述と同じ意味を表わ
す。)
(式中、R3およびtは前述と同じ意味を表わ
す。)
単量体(E)は、下記の構造式(S)で示されるア
ミンをそれに対応するアルカリ金属アミド(T)
の共存下に、ジビニルベンゼンと反応させること
により得られる。
The present invention relates to a novel epoxy-modified nitrogen-containing compound that has multiple double bonds in its molecule, can be deposited on a cathode by electrodeposition, and has self-curing properties. A coating method in which paint is deposited on the surface of the object by electrophoresis using the object to be coated as an electrode is generally called electrodeposition coating.The electrodeposition coating method, which is widely used for car body painting, uses the object to be coated as an anode. There are two types of electrodeposition methods: anionic electrodeposition methods that use the coated object as a cathode, and cationic electrodeposition methods that use the object to be coated as a cathode. Among these, the latter cationic electrodeposition method uses the metal of the object to be coated as a cathode, and therefore has the great advantages of no elution of metal ions and better throwing power than anionic electrodeposition methods. As a result of our efforts to develop new materials for cationic electrodeposition, the present inventors have discovered a novel nitrogen-containing epoxy compound represented by the following structural formula (A). [ Wherein , represents one selected from the group, and n is an integer from 2 to 6. (i) (In the formula, Y represents hydrogen or bromine, p is 0
An integer between 30 and 30. ) (ii) (In the formula, R 2 is hydrogen or a methyl group, q is an integer from 1 to 15, and has the relationship q = n-1.) (iii) (In the formula, R 3 represents hydrogen or a methyl group,
t is an integer from 1 to 10. ) In the above structural formula (A), X is the structural formula described in (i)
Those represented by (B) are preferred, and Y is preferably hydrogen. Further, in the above structural formula (A), there is no restriction on the relative positions of the two substituents substituted on the benzene nucleus, but it is preferable that they are substituted at the p-position from the viewpoint of ease of raw material synthesis. The epoxy-modified nitrogen-containing compound represented by the above structural formula (A) is composed of a monomer represented by the following structural formula (E) and the following ~
is obtained by reacting a polyepoxy compound selected from the group of polyepoxy compounds. (R 1 has the same meaning as above.) (In the formula, Y and p represent the same meanings as above.) (In the formula, R 2 and q have the same meanings as above.) (In the formula, R 3 and t have the same meanings as above.) The monomer (E) is an amine represented by the following structural formula (S), and the corresponding alkali metal amide (T).
It is obtained by reacting with divinylbenzene in the coexistence of.
【式】
(式中、R1は前述と同じ意味を表わし、Mは
アルカリ金属を表わす。)
なお、アルカリ金属としては、反応性等からリ
チウムが好ましい。
ジビニルベンゼンとしては、p―ジビニルベン
ゼン、m―ジビニルベンゼンおよびエチルビニル
ベンゼンを不純物として含む粗ジビニルベンゼン
等を用いることができるが、この中でもp体が特
に好ましい。
アミンとしては1級アミンもしくは2級アミン
を用いることができるが、メチルアミンおよびア
ンモニアは反応性が低く好ましくない。1級アミ
ンとしては、エチルアミン、n―プロピルアミ
ン、イソプロピルアミン、n―ブチルアミン、
sec―ブチルアミン、tert―ブチルアミン、ペン
チルアミン、2―エチルヘキシルアミン等のアル
キルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロペン
チルアミン等のシクロアルキルアミン、アリルア
ミン、ベンジルアミン等の不飽和アミン等、炭化
水素基を有する1級アミンが挙げられる。
この反応では、リチウムアミド等アルカリ金属
アミドは触媒的作用をする。したがつて、たとえ
ばリチウムアミドはジビニルベンゼンに対して等
モル以下の使用で十分であり、好ましくは0.001
倍モルないし0.5倍モル、さらに好ましくは0.01
倍モルないし0.2倍モルである。リチウムアミド
は水、アルコール等と反応して失活するため、使
用する原料、溶媒は、予め精製することが好まし
い。リチウムアミドは、n―ブチルリチウム等ア
ルキルリチウムとアミンを反応させることにより
容易に調製できる。
アミン(S)はジビニルベンゼンと化学量論理
的な反応を起こすが、その使用量は、ジビニルベ
ンゼンに対しモル比で0.3倍ないし2.5倍が好まし
くさらには0.6倍ないし1.3倍量である。
リチウムアミドとアミンの混合液とジビニルベ
ンゼンを反応させるための一つの方法は、ジビニ
ルベンゼンに前者の混合液を加える方法であり、
他の一つは、リチウムアミドとアミンの混合物に
ジビニルベンゼンを加える方法である。
本反応は不活性溶媒の存在下に行うことが好ま
しい。溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シク
ロヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トル
エン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、
ジメチルスルホキシド、N,N′―ジメチルホル
ムアミド等の非プロトン性極性溶媒等、反応条件
下でリチウムアミドと反応しない液体を用いるこ
とができる。用いる溶媒の量は、ジビニルベンゼ
ンの0.1倍ないし50倍容が好ましく、さらには0.5
倍ないし20倍容が好ましい。
反応温度に特に制限はないが、−50℃ないし100
℃が好ましく、さらには−20℃ないし50℃が好ま
しい。反応を停止させるには、メタノール、エタ
ノール、プロパノール等のアルコールや水等を添
加し、リチウム化合物を失活させればよい。
次に前記〜のポリエポキシ化合物について
説明する。
の構造式(F)で示される化合物において、式中
Yが水素のものは、いわゆるビスフエノールAジ
グリシジルエーテルと呼ばれるエポキシ樹脂の代
表例である。この群に含まれる好ましい例として
は、テトラクロロビスフエノールAジグリシジル
エーテル、テトラプロモビスフエノールAジグリ
シジルエーテルである。
の構造式(G)で示される化合物の代表例として
は、フエノールノボラツクエポキシ樹脂、O―ク
レゾールノボラツクグリシジルエーテル等が好ま
しい。
の構造(J)で示される化合物としては、たとえ
ば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、
プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポ
リエチレングリコールジグリシジルエーテル、
1,4―ブチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエー
テル、ジグリシジルエーテル等が好ましい。
本発明で開示された化合物の調製は、構造式(E)
で示される単量体と上記〜のポリエポキシ化
合物を反応させることにより達成される。
単量体(E)の量はポリエポキシ化合物のエポキシ
基に対して0.2倍ないし4倍モルが好ましく、0.5
倍ないし2倍モルがさらに好ましい。反応温度に
制限はないが0℃以上200℃以下が好ましく、40
℃以上120℃以下がより好ましい。
この反応は水、アルコール、酸を少量添加する
ことにより加速される。アルコールとしてはメタ
ノール、エタノール、n―ブタノール、プロパノ
ール、t―ブタノール、シクロヘキシルアルコー
ル等の炭素数1ないし12の脂肪族アルコールが好
ましい。酸としてはp―トルエンスルホン酸、サ
リチル酸、ギ酸、安息香酸、乳酸、シユウ酸、酢
酸、酪酸、マレイン酸、フタル酸等の脂肪族もし
くは芳香族のモノカルボン酸もしくはポリカルボ
ン酸がある。
また、反応を溶媒中で行うことも好ましい。特
にエポキシ化合物が固体の時は溶媒の使用は特に
好ましい。溶媒としては不活性なものが好ましい
が、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
アルコール類、アセトニトリル等のニトリル、ジ
オキサン、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、ニ
トロベンゼン、ニトロプロパン等のニトロ化合
物、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水
素、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等のエステ
ル類がその例として挙げられる。
上記添加物もしくは溶媒の量に制限はないが、
反応原料の0.1重量%ないし200重量%が好まし
く、さらには5重量%ないし80重量%が好まし
い。また、反応系にヒドロキノン、ジt―ブチル
カテコール等の重合禁止剤を添加することも可能
である。
反応生成物はそのままの型でも用いることがで
きるが、ヘキサン等にあけて再沈澱させることに
より単離してから用いることもできる。
構造式(A)で示される化合物は、自己硬化により
三次元架橋物に変換する。硬化は構造式(A)で示さ
れる化合物中のビニル基の全部もしくは一部が重
合し、[Formula] (In the formula, R 1 represents the same meaning as above, and M represents an alkali metal.) As the alkali metal, lithium is preferable from the viewpoint of reactivity and the like. As divinylbenzene, crude divinylbenzene containing p-divinylbenzene, m-divinylbenzene, and ethylvinylbenzene as impurities can be used, and among these, p-divinylbenzene is particularly preferred. As the amine, a primary amine or a secondary amine can be used, but methylamine and ammonia have low reactivity and are not preferred. Primary amines include ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine,
Primary amines having a hydrocarbon group, such as alkylamines such as sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, and 2-ethylhexylamine, cycloalkylamines such as cyclohexylamine and cyclopentylamine, and unsaturated amines such as allylamine and benzylamine. can be mentioned. In this reaction, an alkali metal amide such as lithium amide acts as a catalyst. Therefore, for example, it is sufficient to use lithium amide in an equimolar amount or less relative to divinylbenzene, preferably 0.001
twice the mole to 0.5 times the mole, more preferably 0.01
It is twice the mole to 0.2 times the mole. Since lithium amide is deactivated by reacting with water, alcohol, etc., it is preferable that the raw materials and solvents used be purified in advance. Lithium amide can be easily prepared by reacting an alkyllithium such as n-butyllithium with an amine. Amine (S) causes a stoichiometric reaction with divinylbenzene, and the amount used is preferably 0.3 to 2.5 times, and more preferably 0.6 to 1.3 times, in molar ratio to divinylbenzene. One method for reacting a mixture of lithium amide and an amine with divinylbenzene is to add the former mixture to divinylbenzene,
Another method is to add divinylbenzene to a mixture of lithium amide and amine. This reaction is preferably carried out in the presence of an inert solvent. Examples of solvents include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, and ethers such as diethyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran.
Liquids that do not react with lithium amide under the reaction conditions can be used, such as aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide and N,N'-dimethylformamide. The amount of solvent used is preferably 0.1 to 50 times the volume of divinylbenzene, more preferably 0.5 times the volume of divinylbenzene.
A volume of 2 to 20 times is preferred. There are no particular restrictions on the reaction temperature, but between -50°C and 100°C.
℃ is preferable, and -20℃ to 50℃ is more preferable. To stop the reaction, alcohol such as methanol, ethanol, propanol, or water may be added to deactivate the lithium compound. Next, the above polyepoxy compounds will be explained. A compound represented by the structural formula (F) in which Y is hydrogen is a typical example of an epoxy resin called bisphenol A diglycidyl ether. Preferred examples included in this group are tetrachlorobisphenol A diglycidyl ether and tetrapromobisphenol A diglycidyl ether. As representative examples of the compound represented by the structural formula (G), phenol novolac epoxy resin, O-cresol novolac glycidyl ether, etc. are preferable. Examples of compounds represented by structure (J) include ethylene glycol diglycidyl ether,
Propylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether,
1,4-butylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, diglycidyl ether and the like are preferred. The preparation of the compounds disclosed in this invention is based on the structural formula (E)
This is achieved by reacting the monomer shown in (1) with the above polyepoxy compound. The amount of monomer (E) is preferably 0.2 to 4 times the epoxy group of the polyepoxy compound, and 0.5
More preferably, it is twice to twice the molar amount. There is no limit to the reaction temperature, but it is preferably 0°C or higher and 200°C or lower, and 40°C or higher and 200°C or lower.
More preferably, the temperature is between 120°C and 120°C. This reaction is accelerated by adding small amounts of water, alcohol, or acid. The alcohol is preferably an aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-butanol, propanol, t-butanol, and cyclohexyl alcohol. Examples of acids include aliphatic or aromatic monocarboxylic acids or polycarboxylic acids such as p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, formic acid, benzoic acid, lactic acid, oxalic acid, acetic acid, butyric acid, maleic acid, and phthalic acid. It is also preferable to carry out the reaction in a solvent. Particularly when the epoxy compound is solid, the use of a solvent is particularly preferred. Inert solvents are preferred, but alcohols such as ethanol, propanol and butanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as dioxane, ethylene glycol monoethyl ether and diisopropyl ether, nitro compounds such as nitrobenzene and nitropropane, Examples include aromatic hydrocarbons such as toluene and ethylbenzene, and esters such as ethyl acetate and methyl propionate. There is no limit to the amount of the above additives or solvents, but
It is preferably 0.1% to 200% by weight, more preferably 5% to 80% by weight of the reaction raw material. It is also possible to add a polymerization inhibitor such as hydroquinone or di-t-butylcatechol to the reaction system. The reaction product can be used as it is, but it can also be used after being isolated by pouring it into hexane or the like for reprecipitation. The compound represented by structural formula (A) converts into a three-dimensional crosslinked product by self-curing. Curing is the polymerization of all or part of the vinyl groups in the compound represented by structural formula (A),
【式】なる結合になることにより
達成される。この結果、得られる架橋物は次の構
造式(R)で示される単位構造からなる。
(式中、x+y=nの関係にあり、nは2ない
し5の整数、xは1ないしnの整数であり、X、
R1は前述と同じ意味を表わす。)
この架橋反応は、電子線照射や加熱等により行
うことが好ましい。前者の場合の電子線の照射量
は0.01メガラドないし10メガラドが好ましく、さ
らには0.2メガラドないし2メガラドが好まし
い。また、加熱による場合には50℃ないし250℃
が好ましく、さらには100℃ないし200℃が好まし
い。
また、重合開始剤やカルボン酸の金属塩を添加
することにより硬化は促進される。
重合開始剤としては、2,2′―アゾビスイソブ
チロニトリル、1,1′―アゾビスシクロヘキサン
―1―カルボニトリル、2―シアノ―2―プロピ
ルアゾホルムアミド、2―フエニルアゾ―2,4
―ジメチル―4―メトキシバレロニトリル等のア
ゾ化合物、過酸化メチルエチルケトン、過酸化シ
クロヘキサノン等の過酸化ケトン、t―ブチルヒ
ドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド等
のヒドロペルオキシド、過酸化ジt―ブチル、過
酸化ジクミル等の過酸化ジアルキル、過酸化ベン
ゾイル、過酸化アセチル、過酸化コハク酸、過酸
化ラウロイル等の過酸化ジアシル、酢酸t―ブチ
ルペルオキシ、イソ酪酸tブチルペルオキシ、安
息香酸t―ブチルペルオキシ等のペルオキシエス
テル等がある。組成物に重合開始剤を加えた溶液
を長時間保存する必要がある場合には、高温分解
型の重合開始剤を用いることが推奨される。
また、カルボン酸の金属塩としては、炭素数1
ないし30の脂肪酸の金属塩、たとえばナフテン酸
の金属塩特にコバルト、鉛、マンガン、カルシウ
ム、アルミニウム、亜鉛、ジルコニウム、銅、鉄
等の塩が好ましく、またオクチル酸セリウム等も
用いることができる。
これら重合開始剤やカルボン酸の金属塩の添加
量に制限はないが、組成物に対し重量比で0.01%
ないし10%が好ましく、さらには0.1%ないし5
%が好ましい。
本発明の組成物およびその架橋物は塗膜として
特に有用である。
塗装方法は、本組成物を適当な溶剤に溶解し、
塗布し、溶剤を蒸発させる方法も可能であるが、
最も好ましいのはカチオン電着方法である。カチ
オン電着方法は、本組成物を酸HAと反応させた
後、水に溶解もしくは分散し、これを電解液とし
て被塗物体を陰極とし、対極との間に直流電流を
通じることにより、被塗物体上に本組成物を析出
させるものである。
酸HAとしては特に制限はないが、例としては
塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、過塩素酸、リン
酸、炭酸等の鉱物、酢酸、プロピオン酸、酪酸、
カプロン酸等の脂肪族カルボン酸、グリコール
酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸、マロン酸、
アジピン酸等のジカルボン酸、安息香酸、フタル
酸、サリチル酸等の芳香族カルボン酸、メタンス
ルホン酸、エタンスルホン酸等のアルカンスルホ
ン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン
酸、ラウリルベンゼンスルホン酸等のアリールス
ルホン酸等があるが、この中でも有機カルボン酸
が好ましく、酢酸、乳酸、ヒドロキシ酢酸等が電
解液を中性付近に保つことができる等の理由から
さらに好ましい。
加える酸の量は、本組成物中の塩基性窒素量に
対して0.1倍ないし5倍モルが好ましく、0.3倍な
いし2倍モルがさらに好ましい。
本発明で開示される化合物(A)に酸HAを加える
と下記構造式(A)′で示される構造に変換する。
(式中、ztw=nの関係にあり、X、R1は前述
と同じ意味を表わす。)
この操作において、組成物を溶媒に溶けた型で
用いることもできる。この溶媒は、すでに組成物
の各成分の説明で述べたものの混合物となるが、
溶液中の固形分の濃度は好ましくは50%ないし95
%、さらに好ましくは60%ないし90%である。
電解液を調製するにあたつて用いる水の量は、
本組成物に対し等重量以上30倍以下が好ましく、
さらに好ましくは5倍以上20倍以下である。水は
組成物―酸混合分を撹拌しながら徐々に加えるこ
とが望ましい。
電着を行う場合、電解液の性質として重要なも
のに液のPHと比電導度がある。PHは3ないし8が
好ましく、さらに好ましくは5ないし7である。
PHは中和に用いる酸の種類と量によつて調節され
る。また、比電導度は200ないし5000μmho/cm
が好ましく、さらには500ないし3000μmho/cm
である。
陰極すなわち被塗面の材質としては、リン酸亜
鉛処理鋼板、リン酸鉄処理鋼板、未処理鋼板、亜
鉛メツキ鋼板、錫メツキ鋼板、アルミニウム、銅
および銅合金等が代表例である。陽極としては、
ステンレス鋼板、炭素板等が好ましい。極間の電
圧には制限はないが、50Vないし500Vが好まし
く、100Vないし400Vが特に好ましい。電着時間
は10秒ないし20分が好ましく、1分ないし10分が
さらに好ましい。電着液の温度は0℃ないし60℃
が好ましく、さらに好ましくは10℃ないし40℃で
ある。
本発明の組成物は、これに顔料を加えて使用し
ても良い。顔料としては、たとえばベンガラ、チ
タン白、カーボンブラツク、タルク、クレー、酸
化鉄、酸化鉛、クロム酸ストロンチウム、硫酸バ
リウム、カドミウムイエロー、カドミウムレツ
ド、クロムイエロー等がある。
溶剤に組成物を溶解して塗布した後溶剤を除去
する方法またはカチオン電着法により形成された
塗膜は、このままの形でも塗膜としての機能はあ
るが、三次元架橋物に変換することにより、より
良好な塗膜を得ることができる。塗膜の硬化法に
制限はないが、好ましい方法は加熱を行うことで
ある。加熱温度は好ましくは100℃ないし250℃で
あり、150℃以上220℃以下がさらに好ましい。
このようにして得られた塗膜は、良好な耐薬品
性、強度、可撓性、耐候性を示した。特に塩水噴
霧に対する抵抗性において著しい性能を示した。
また、成型品は本発明の組成物を型に入れ、加
熱等により架橋反応を起させることにより得るこ
とができる。
以下、実施例を挙げて説明するが、これらは本
発明を制限するものではない。なお、参考例も併
せて示す。
参考例 1
窒素置換した2の三つ口フラスコに撹拌装
置、温度計、還流装置を用意し、滴下ロートで精
製テトラヒドロフラン44mlを加える。撹拌を行な
いながらイソプロピルアミン86mlを加え、さらに
n―ブチルリチウムの2規定溶液を20ml加えたと
ころ、溶液の色は無色透明から淡黄色に変化し
た。このフラスコを30℃の恒温槽につけ、撹拌を
続けながらp―ジビニルベンゼン148mlを加え
た。反応混合物はオレンジ色であり、そのまゝ3
時間反応を行なつた後、1mlのメタノールを加
え、2の水に投入した。n―ヘキサンで2回抽
出を行ない、油層を硫酸マグネシウムで一夜間乾
燥した後、蒸留を行なつた。生成物として0.07mm
Hgで67℃付近の沸点を示す溜分を11.8g得た。
この生成物がp―(イソプロピルアミノエチル)
スチレンであることは、次のスペクトルデータか
ら確認された。
プロトン核磁気共鳴スペクトル(100MHz、溶
媒;重クロロホルム,基準物質TMS)、δ値;
0.8(1H)、0.96(2重線,J=7Hz,1H)、2.6〜
2.9(多重線,5H)、5.1(2重線,J=11Hz,
1H)、5.6(2重線,J=18Hz,1H)、6.6(2組
の2重線,1H)、7.0〜7.35(多重線,4H)。
赤外吸収スペクトル(液膜);3300,1630,
1510,1470,1380,1080,990,910,835cm-1。
参考例 2
撹拌装置を備えた内容積200mlのステンレス製
耐圧反応装置に、ナトリウム金属上で乾燥、蒸溜
をしたn―ヘキサン80mlを入れた後、装置をドラ
イアイス―メタノール混合液で外部から十分冷却
をした。装置にエチルアミンのボンベ(東京化成
工業株式会社製)を接続し、バルブを開いて反応
装置内にエチルアミンを導入した。導入前後のボ
ンベの重量変化から、エチルアミンが6.3g導入
されたことを確認した。撹拌をしながら8.4mlの
n―ブチルリチウムの15%n―ヘキサン溶液を導
入した。次に、40mlの乾燥n―ヘキサンに18.2g
のp―ジビニルベンゼンを溶解した液を導入し
た。反応装置を25℃の水槽に入れ、5時間撹拌を
続けた後、反応混合物に0.5gのメタノールを加
え、200mlの水に投入した。n―ヘキサンで2回
抽出を行ない、油層を硫酸マグネシウムで一夜間
乾燥した後、蒸溜を行なつた。0.31mmHgで72℃
から73℃の沸点を示した溜分を14.7g得た。ガス
クロマトグラフイーにより単一物であることを確
認した。この溜分の屈折率は、22℃で1.538(Na
D線)であつた。また分光分析結果は次のとおり
であつた。
赤外吸収スペクトル;3280,1620,1510,
1120,985,900,820cm-1。
核磁気共鳴スペクトル〔100MHz,テトラメチ
ルシラン(TMS)基準〕、δ値;0.80(1重線,
1H)、1.04(3重線,J=7.2Hz,3H)、2.55(4
重線,J=7.2Hz,2H)、2.6〜2.8(多重線,
4H)、5.08(2重線,J=10.5Hz,1H)、5.60(2
重線,J=17.8Hz,1H)、6.56(2組の2重線,
J=10.5,17.8Hz,1H)、6.9〜7.3(多重線,
4H)。
こゝで、Jはカツプリング定数、nHとは水素
nケ分に相当することを示している。
これらの分析結果は、生成物がパラ―(β―エ
チルアミノエチル)スチレンであることを示して
いる。
実施例 1
撹拌棒、温度計、還流冷却器を備えた400ml容
フラスコにエポキシ化合物としてビスフエノール
Aジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(旭化成
工業株式会社製AER―661;エポキシ当量450〜
500)を190gとり、この中に溶媒としてエチレン
グリコールモノエチルエーテル66.4gを入れ、温
度を80℃に上げ撹拌溶解した。AER―661が溶解
した後、温度を60℃に下げ、単量体としてp―イ
ソプロピルアミノエチルスチレン65.6gを入れ撹
拌を続けた。反応温度、反応時間は、60℃1時
間、80℃2.5時間、90℃1.5時間で反応は完結し
た。反応の終了の確認は、ガスクロマトグライー
により、p―イソプロピルアミノエチルスチレン
が無くなつたことにより終点とした(この反応液
をC―1と称する)。
この反応液の一部を冷ヘキサンにあけたとこ
ろ、白色の沈澱が発生した。これを別し真空乾
燥した。得られた生成物の元素分析値は次の通り
であつた。C;77.6%、H;8.2%、N;2.3%、
O;12.7%また赤外吸収スペクトルは次のような
吸収を与えた。3480、1630、1610、1520、990、
910cm-1。
また、上記反応液150gを2のフラスコに入
れ、よく撹拌しながら中和用の酸として13.5gの
72%乳酸を徐々に加えた後、重合触媒として1,
1′―アゾビスシクロヘキサン―1―カルボニトリ
ル4gを加え、さらに撹拌しながらさらに840ml
の脱イオン水を加え、白濁液を得た。この液のPH
は6.0、比電導度は3200μmho/cmと測定され
た。
この液にリン酸亜鉛処理鋼板(日本テストピー
ス株式会社製,150m/m×70m/m×0.8m/
m)を入れ、ステンレス板を陽極とし250Vの極
間電圧で3分間直流電流を通じた。この間、電解
液は磁気撹拌を続け、液温は28℃〜32℃であつ
た。鋼板には白色の均一な塗膜が形成された。塗
膜板を十分水洗した後、風乾し、175℃で20分間
加熱を行つたところ、均一な光沢のある塗膜が得
られた。塗膜物性の評価を行つたところ、エリク
セン値は7.6m/mであり、デユポン衝撃テスト
では50cmの高さから1Kgの荷重を落下させても塗
膜の剥離亀裂は見られなかつた。また、エンピツ
硬度は3H、ゴバン目テストは100/100の結果を記
録した。
実施例 2〜10
実施例1と同様の方法で本発明の化合物の合
成、電着液の調製、電着、焼付、塗膜評価を行つ
た。表1に化合物の合成に用いた原料と電着液の
調製の仕込み組成および塗膜物性を示し、表2に
各化合物の元素分析値を示した。なお、すべての
塗膜共、デユポン衝撃テストは1Kg×50cmの条件
で合格し、ゴバン目テストも100/100であつた。This is achieved by forming a combination of [Formula]. As a result, the resulting crosslinked product consists of a unit structure represented by the following structural formula (R). (In the formula, x+y=n, n is an integer from 2 to 5, x is an integer from 1 to n,
R 1 represents the same meaning as above. ) This crosslinking reaction is preferably carried out by electron beam irradiation, heating, or the like. In the former case, the electron beam irradiation dose is preferably from 0.01 Megarad to 10 Megarad, more preferably from 0.2 Megarad to 2 Megarad. In addition, when heated, the temperature is 50℃ to 250℃.
is preferred, and more preferably 100°C to 200°C. Further, curing is accelerated by adding a polymerization initiator or a metal salt of carboxylic acid. As a polymerization initiator, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobiscyclohexane-1-carbonitrile, 2-cyano-2-propylazoformamide, 2-phenylazo-2,4
- Azo compounds such as dimethyl-4-methoxyvaleronitrile, peroxide ketones such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide, hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, dit-butyl peroxide, dicumyl peroxide Dialkyl peroxides such as benzoyl peroxide, acetyl peroxide, succinic peroxide, diacyl peroxides such as lauroyl peroxide, peroxy esters such as t-butyl peroxy acetate, t-butyl peroxy isobutyrate, t-butyl peroxy benzoate, etc. etc. When it is necessary to store a solution containing a polymerization initiator in a composition for a long time, it is recommended to use a high-temperature decomposition type polymerization initiator. In addition, as a metal salt of carboxylic acid, carbon number 1
Metal salts of 30 to 30 fatty acids, for example metal salts of naphthenic acid, particularly salts of cobalt, lead, manganese, calcium, aluminum, zinc, zirconium, copper, iron, etc. are preferred, and cerium octylate and the like can also be used. There is no limit to the amount of these polymerization initiators and carboxylic acid metal salts added, but it is 0.01% by weight of the composition.
Preferably 10% to 10%, more preferably 0.1% to 5%
% is preferred. The compositions of the present invention and crosslinked products thereof are particularly useful as coatings. The coating method involves dissolving this composition in a suitable solvent,
It is also possible to apply it and evaporate the solvent, but
Most preferred is the cationic electrodeposition method. The cationic electrodeposition method involves reacting this composition with acid HA, dissolving or dispersing it in water, using this as an electrolyte, using the object to be coated as a cathode, and passing a direct current between it and the counter electrode. The composition is deposited on the coated object. There are no particular restrictions on acid HA, but examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, chromic acid, perchloric acid, phosphoric acid, minerals such as carbonic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid,
Aliphatic carboxylic acids such as caproic acid, hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and lactic acid, malonic acid,
Dicarboxylic acids such as adipic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, phthalic acid, and salicylic acid, alkanesulfonic acids such as methanesulfonic acid and ethanesulfonic acid, and arylsulfonic acids such as benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, and laurylbenzenesulfonic acid. Among these, organic carboxylic acids are preferred, and acetic acid, lactic acid, hydroxyacetic acid, and the like are more preferred because they can keep the electrolyte near neutrality. The amount of acid added is preferably 0.1 to 5 times the amount of basic nitrogen in the composition, more preferably 0.3 to 2 times the amount by mole. When acid HA is added to the compound (A) disclosed in the present invention, it is converted into a structure represented by the following structural formula (A)'. (In the formula, ztw=n, and X and R 1 have the same meanings as described above.) In this operation, the composition can also be used in a form dissolved in a solvent. This solvent will be a mixture of those already mentioned in the explanation of each component of the composition,
The concentration of solids in the solution is preferably between 50% and 95%.
%, more preferably 60% to 90%. The amount of water used to prepare the electrolyte is
It is preferably equal to or more than 30 times the weight of the present composition,
More preferably, it is 5 times or more and 20 times or less. It is desirable to add water gradually while stirring the composition-acid mixture. When performing electrodeposition, important properties of the electrolytic solution include the pH and specific conductivity of the solution. PH is preferably 3 to 8, more preferably 5 to 7.
PH is controlled by the type and amount of acid used for neutralization. Also, the specific conductivity is 200 to 5000μmho/cm
is preferable, more preferably 500 to 3000μmho/cm
It is. Typical examples of the material of the cathode, that is, the surface to be coated, include zinc phosphate treated steel plates, iron phosphate treated steel plates, untreated steel plates, galvanized steel plates, tin plated steel plates, aluminum, copper, and copper alloys. As an anode,
Stainless steel plates, carbon plates, etc. are preferred. There is no limit to the voltage between the electrodes, but 50V to 500V is preferred, and 100V to 400V is particularly preferred. The electrodeposition time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 1 minute to 10 minutes. The temperature of the electrodeposition solution is 0℃ to 60℃
The temperature is preferably 10°C to 40°C, more preferably 10°C to 40°C. The composition of the present invention may be used with a pigment added thereto. Examples of pigments include red iron oxide, titanium white, carbon black, talc, clay, iron oxide, lead oxide, strontium chromate, barium sulfate, cadmium yellow, cadmium red, and chrome yellow. A coating film formed by dissolving the composition in a solvent and applying it and then removing the solvent or by cationic electrodeposition functions as a coating film in its original form, but it cannot be converted into a three-dimensional crosslinked product. Accordingly, a better coating film can be obtained. There are no restrictions on the method of curing the coating film, but a preferred method is heating. The heating temperature is preferably 100°C to 250°C, more preferably 150°C or more and 220°C or less. The coating film thus obtained exhibited good chemical resistance, strength, flexibility, and weather resistance. In particular, it showed remarkable performance in resistance to salt spray. Moreover, a molded article can be obtained by placing the composition of the present invention in a mold and causing a crosslinking reaction by heating or the like. Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto. Note that reference examples are also shown. Reference Example 1 Prepare a stirring device, a thermometer, and a reflux device in a three-necked flask 2 purged with nitrogen, and add 44 ml of purified tetrahydrofuran using a dropping funnel. While stirring, 86 ml of isopropylamine was added, followed by 20 ml of a 2N solution of n-butyllithium, and the color of the solution changed from clear and colorless to pale yellow. This flask was placed in a constant temperature bath at 30°C, and 148 ml of p-divinylbenzene was added while stirring. The reaction mixture is orange and remains
After reacting for an hour, 1 ml of methanol was added, and the mixture was poured into 2 water. Extraction was performed twice with n-hexane, the oil layer was dried over magnesium sulfate overnight, and then distilled. 0.07mm as product
11.8g of a fraction having a boiling point of around 67°C in Hg was obtained.
This product is p-(isopropylaminoethyl)
It was confirmed that it was styrene from the following spectrum data. Proton nuclear magnetic resonance spectrum (100MHz, solvent: deuterated chloroform, reference material TMS), δ value;
0.8 (1H), 0.96 (double line, J=7Hz, 1H), 2.6~
2.9 (multiplet, 5H), 5.1 (double line, J=11Hz,
1H), 5.6 (doublet, J=18Hz, 1H), 6.6 (two sets of doublets, 1H), 7.0-7.35 (multiplet, 4H). Infrared absorption spectrum (liquid film); 3300, 1630,
1510, 1470, 1380, 1080, 990, 910, 835 cm -1 . Reference example 2 After putting 80 ml of n-hexane that has been dried and distilled over sodium metal into a stainless steel pressure-resistant reaction device with an internal volume of 200 ml and equipped with a stirring device, the device is sufficiently cooled from the outside with a dry ice-methanol mixture. Did. An ethylamine cylinder (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was connected to the apparatus, and the valve was opened to introduce ethylamine into the reaction apparatus. From the change in the weight of the cylinder before and after introduction, it was confirmed that 6.3g of ethylamine had been introduced. While stirring, 8.4 ml of a 15% n-hexane solution of n-butyllithium was introduced. Next, 18.2g in 40ml of dry n-hexane
A solution containing p-divinylbenzene was introduced. The reactor was placed in a water bath at 25° C., and stirring was continued for 5 hours. 0.5 g of methanol was added to the reaction mixture, and the mixture was poured into 200 ml of water. Extraction was performed twice with n-hexane, the oil layer was dried over magnesium sulfate overnight, and then distilled. 72℃ at 0.31mmHg
14.7g of a fraction having a boiling point of 73°C was obtained. It was confirmed by gas chromatography that it was a single substance. The refractive index of this fraction is 1.538 (Na
D line). The spectroscopic analysis results were as follows. Infrared absorption spectrum; 3280, 1620, 1510,
1120, 985, 900, 820 cm -1 . Nuclear magnetic resonance spectrum [100MHz, tetramethylsilane (TMS) standard], δ value: 0.80 (singlet,
1H), 1.04 (triple line, J = 7.2Hz, 3H), 2.55 (4
Multiplet, J=7.2Hz, 2H), 2.6-2.8 (multiplet,
4H), 5.08 (double line, J = 10.5Hz, 1H), 5.60 (2
double line, J=17.8Hz, 1H), 6.56 (two sets of double lines,
J=10.5, 17.8Hz, 1H), 6.9-7.3 (multiplet,
4H). Here, J is a coupling constant, and nH is equivalent to n hydrogen atoms. These analytical results indicate that the product is para-(β-ethylaminoethyl)styrene. Example 1 A bisphenol A diglycidyl ether type epoxy resin (AER-661 manufactured by Asahi Kasei Corporation; epoxy equivalent: 450~
500) was taken, 66.4 g of ethylene glycol monoethyl ether was added thereto as a solvent, the temperature was raised to 80°C, and the mixture was stirred and dissolved. After AER-661 was dissolved, the temperature was lowered to 60°C, and 65.6 g of p-isopropylaminoethylstyrene was added as a monomer and stirring was continued. The reaction temperature and reaction time were 60°C for 1 hour, 80°C for 2.5 hours, and 90°C for 1.5 hours to complete the reaction. The completion of the reaction was confirmed by gas chromatography, and the end point was determined by the disappearance of p-isopropylaminoethylstyrene (this reaction solution was referred to as C-1). When a portion of this reaction solution was poured into cold hexane, a white precipitate was generated. This was separated and dried under vacuum. The elemental analysis values of the obtained product were as follows. C: 77.6%, H: 8.2%, N: 2.3%,
O: 12.7% Also, the infrared absorption spectrum gave the following absorption. 3480, 1630, 1610, 1520, 990,
910 cm -1 . In addition, put 150 g of the above reaction solution into flask 2, and add 13.5 g of neutralizing acid while stirring well.
After gradually adding 72% lactic acid, 1,
Add 4g of 1'-azobiscyclohexane-1-carbonitrile and add another 840ml while stirring.
of deionized water was added to obtain a cloudy white liquid. PH of this liquid
was measured to be 6.0 and specific conductivity to be 3200 μmho/cm. Add a zinc phosphate treated steel plate (manufactured by Nippon Test Piece Co., Ltd., 150m/m x 70m/m x 0.8m/
m), and a direct current was passed for 3 minutes at a voltage of 250 V using the stainless steel plate as an anode. During this time, the electrolyte solution continued to be magnetically stirred, and the temperature of the electrolyte solution was 28°C to 32°C. A uniform white coating film was formed on the steel plate. After thoroughly washing the coated plate with water, it was air-dried and heated at 175°C for 20 minutes, resulting in a uniform, glossy coating. When the physical properties of the paint film were evaluated, the Erichsen value was 7.6 m/m, and in the Dupont impact test, no peeling cracks were observed in the paint film even when a load of 1 kg was dropped from a height of 50 cm. In addition, the pencil hardness was 3H, and the goban test was 100/100. Examples 2 to 10 Synthesis of the compound of the present invention, preparation of electrodeposition solution, electrodeposition, baking, and coating film evaluation were carried out in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the raw materials used in the synthesis of the compounds, the preparation composition of the electrodeposition solution, and the physical properties of the coating film, and Table 2 shows the elemental analysis values of each compound. All coatings passed the DuPont impact test under the conditions of 1 kg x 50 cm, and the goblin test was also 100/100.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例 11
実施例1で得られたC―1 150gに1,1′―
アゾビスイソブチロニトリル3gを混合し、金型
に入れ、100℃で3時間加熱を行ない、成型品を
得た。[Table] Example 11 1,1'- to 150g of C-1 obtained in Example 1
3 g of azobisisobutyronitrile was mixed, placed in a mold, and heated at 100° C. for 3 hours to obtain a molded product.
Claims (1)
含窒素化合物。 〔式中、Xは下記(i)〜(iii)の構造から選ばれたも
のを表わし、R1は炭素数2ないし8のアルキル
基、炭素数5ないし6のシクロアルキル基、ベン
ジル基およびアリル基から選ばれたものを表わ
し、nは2ないし6の整数である。 (i) (式中、Yは水素または臭素を表わし、pは0
ないし8の整数である。) (ii) (式中、R2は水素またはメチル基、qは1な
いし5の整数でq=n−1の関係を有する。) (iii) (式中、R3は水素またはメチル基を表わし、
tは1ないし10の整数である。)〕[Claims] 1. A novel epoxy-modified nitrogen-containing compound represented by the following structural formula (A). [ Wherein , represents one selected from the group, and n is an integer from 2 to 6. (i) (In the formula, Y represents hydrogen or bromine, p is 0
An integer between 8 and 8. ) (ii) (In the formula, R 2 is hydrogen or a methyl group, q is an integer from 1 to 5, and has the relationship q = n-1.) (iii) (In the formula, R 3 represents hydrogen or a methyl group,
t is an integer from 1 to 10. )〕
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP127580A JPS5699222A (en) | 1980-01-11 | 1980-01-11 | Novel nitrogen-containing epoxy compound, preparation of the same, paint from said compound, crosslinked product from said compound, and formation of coat with said compound |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP127580A JPS5699222A (en) | 1980-01-11 | 1980-01-11 | Novel nitrogen-containing epoxy compound, preparation of the same, paint from said compound, crosslinked product from said compound, and formation of coat with said compound |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5699222A JPS5699222A (en) | 1981-08-10 |
JPS6231004B2 true JPS6231004B2 (en) | 1987-07-06 |
Family
ID=11496903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP127580A Granted JPS5699222A (en) | 1980-01-11 | 1980-01-11 | Novel nitrogen-containing epoxy compound, preparation of the same, paint from said compound, crosslinked product from said compound, and formation of coat with said compound |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS5699222A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6713587B2 (en) * | 2001-03-08 | 2004-03-30 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Electrodepositable dielectric coating compositions and methods related thereto |
-
1980
- 1980-01-11 JP JP127580A patent/JPS5699222A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS5699222A (en) | 1981-08-10 |
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