JP5355130B2 - 電着塗料用顔料分散ペースト及び電着塗料組成物 - Google Patents
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Description
しかし、これらの発明は、顔料分散ペーストの貯蔵安定性においては、厳しい条件下に長期間置かれると顔料分散ペーストが沈降や凝集が発生したり、一方、該顔料分散ペーストを使用した電着塗料においては、攪拌や循環を休日や夜間に停止しても沈降した塗料の再分散性が十分ではなく、塗膜の仕上り性を損うことがあった。このようなことから塗料の攪拌や循環を休日や夜間に停止しても再分散性が良好な電着塗料組成物が求められていた。
項1. (i)顔料分散用樹脂、(ii)顔料成分、(iii)セルロース(A)、(iv)ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)及び/又は化合物(C)、及び(v)水を含有する顔料分散ペーストであって、
顔料分散用樹脂の固形分100質量部あたり、顔料成分0.1〜1,000質量部とセルロース(A)0.1〜25質量部、下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)0.1〜5質量部及び/又は下記式(2)で表される化合物(C)0.1〜5質量部含有し、固形分濃度を40質量%に調整したときの該顔料分散ペーストにおける、JIS K 5101−6−2の顔料試験方法に基づくTI値が1.8〜4.0の範囲であることを特徴とする電着塗料用顔料分散ペースト。
項2. 顔料分散用樹脂の固形分100質量部あたり、顔料成分0.1〜1,000質量部とセルロース(A)0.1〜25質量部、下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)0.1〜5質量部含有し、固形分濃度を40質量%に調整したときの該顔料分散ペーストにおける、JIS K 5101−6−2の顔料試験方法に基づくTI値が1.8〜4.0の範囲であることを特徴とする項1に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
本発明は、(i)顔料分散用樹脂、(ii)顔料成分、(iii)セルロース(A)、(iv)ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)及び/又は化合物(C)、及び(v)水を含有する顔料分散ペーストであって、
顔料分散用樹脂の固形分100質量部あたり、顔料成分0.1〜1,000質量部とセルロース(A)0.1〜25質量部、下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)0.1〜5質量部及び/又は下記式(2)で表される化合物(C)0.1〜5質量部含有し、固形分濃度を40質量%に調整したときの該顔料分散ペーストにおける、JIS K 5101−6−2の顔料試験方法に基づくTI値が1.8〜4.0の範囲であることを特徴とする電着塗料用顔料分散ペーストである。
さらに、該電着塗料用顔料分散ペーストを含有した電着塗料組成物は、発明の効果に挙げた性能を発揮する。以下、詳細に説明する。
顔料分散用樹脂は、3級アミン型エポキシ樹脂、4級塩型エポキシ樹脂、4級塩型アクリル樹脂が挙げられる。具体的には、第4級アンモニウム塩型エポキシ樹脂、3級スルホニウム基含有エポキシ樹脂、3級アミノ基含有エポキシ樹脂等が好適に用いられる。
顔料成分は、特に制限なく使用でき、着色顔料としては、カーボンブラック、ペリレンブラック、酸化チタン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、オーカ等が挙げられる。部品用などの塗色が黒である場合には、カーボンブラック、ペリレンブラックが好ましい。体質顔料としては、クレー、マイカ、タルク、バリタ、シリカなどが挙げられる。防錆顔料としては、リンモリブデン酸アルミニウム、トリポリリン酸アルミニウムなどが挙げられる。その他に、例えば、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、硝酸ビスマス、ケイ酸ビスマス、ハイドロタルサイト、亜鉛化合物が挙げられる。上記顔料成分の配合量は、顔料分散用樹脂の固形分100質量部あたり、0.1〜1,000質量部、好ましくは10〜800質量部、さらに好ましくは50〜600質量部である。
本発明に用いるセルロース(A)は、木材パルプ、精製リンター等の素材から得られるセルロースを、酸加水分解、アルカリ酸化分解、酵素分解、スチームエクスプロージョン分解等により解重合処理して、平均重合度が30〜375のセルロースとする。次いで磨砕、例えば機械的なシェアをかけ湿式磨砕することにより得られる、平均粒子径0.01〜6μmの微細セルロース分散体を用いることができる。
本発明の電着塗料用顔料分散ペーストには、必要に応じて、下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)を含有することができる。
上記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)、R1は炭素原子数6〜32、好ましくは10〜25、さらに好ましくは15〜19の炭化水素基を有し、かつ炭素原子数2〜6、好ましくは2〜4、さらに好ましくは2〜3のR2OHで表されるヒドロキシアルキル基を有するイミダゾリン化合物である。
本発明の電着塗料用顔料分散ペーストには、必要に応じて、下記式(2)で表される化合物(C)を含有することができる。なお化合物(C)は、ノニオン性界面活性剤として有用である。
本発明が目的とする電着塗料用顔料分散ペーストに有用な化合物(C)は、式(2)における−(CH2CH2O)−の繰り返し単位であるnの数は、12〜16の範囲、好ましくはn=13〜15、特に好ましくはn=14である。
ここで、電着塗料用顔料分散ペーストにおけるTI値が4.0を超えると顔料が凝集し易い。この為、該顔料分散ペーストを用いてなる電着塗料組成物においては、フィルターを閉塞させる場合がある。また、得られた電着塗膜は、ブツやムラが発生し仕上り性の低下を招くことがある。
ここで本発明の電着塗料用顔料分散ペーストを含有してなる電着塗料組成物は、アニオン型及びカチオン型いずれであってもよいが、耐食性の点からカチオン型が好ましく、また基体樹脂としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリブタジエン樹脂系、アルキド樹脂系、ポリエステル樹脂系のいずれの樹脂でも使用することができるが、なかでもアミン付加エポキシ樹脂が、防食性の面からも好ましい。
市販されているパルプ(DPパルプ)を細断後、65質量%硫酸へパルプ含率4質量%となるように−5℃で溶解させ、このセルロース/硫酸溶液1に対し質量比で2.7相当の水中へ、セルロース/硫酸溶液を強撹拌下で注ぎ、セルロースを析出させた。得られたフレーク状のセルロース分散液を80℃で40分間加水分解した後、濾過、水洗してスラリー状のセルロースの水分散体を得た。次いでこの水分散体をイオン交換水で希釈してセルロース濃度4.0質量%とした後、超高圧ホモジナイザーにて操作圧力175MPaで処理し、これを80℃60分間の加熱処理を行った後噴霧乾燥により、セルロース分散体No.1を得た。なおセルロース分散体No.1の平均粒子径は0.24μmであった。
市販されているパルプ(DPパルプ)を細断後、10%塩酸中で105℃20分間加水分解して得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄した後、固形分10%のセルロース分散体を調製した。
ボールミルに、60%エポキシ系4級アンモニウム塩型の顔料分散樹脂 8.33部(固形分5部)、製造例1で得たセルロース分散体No.1を0.25部(固形分0.25部)、ハートールM33(注5)を1.0部(固形分0.25部)、クレー7部、カーボンブラック3部、水酸化ビスマス1部、ジオクチル錫オキサイド1部、脱イオン水22部を配合して、ボールミルにて分散時間を調整して、固形分40%の顔料分散ぺーストNo.1を得た。該顔料分散ぺーストNo.1の平均粒子径は、2,000nmであった。
表1の配合内容にて、製造例3の顔料ペーストNo.1と同様にして、顔料分散ペーストNo.2を得た。該顔料分散ぺーストNo.2の平均粒子径は、1,500nmであった。
ボールミルに、60%エポキシ系4級アンモニウム塩型の顔料分散樹脂 8.33部(固形分5部)、製造例2で得たセルロース分散体No.2を0.25部(固形分0.25部)、ハートールM33(注5)を1.0部(固形分0.25部)、クレー7部、カーボンブラック3部、水酸化ビスマス1部、ジオクチル錫オキサイド1部、脱イオン水22.0部を配合して、ボールミルにて分散時間を調整して、固形分40%の顔料分散ぺーストNo.3を得た。該顔料分散ぺーストNo.3の平均粒子径は、2,800nmであった。
表1の配合内容にて、製造例5の顔料ペーストNo.3と同様にして、顔料分散ペーストNo.4〜No.9を得た。なお顔料分散ペーストNo.4〜No.9の平均粒子径については、後記の表3中に示す。
分散体(結晶セルロース、カラヤガム、デキストリン)
(注4)アビセルRC−N30:旭化成ケミカルズ(株)製、商品名、セルロース分散体(結晶セルロース、キサンタンガム、デキストリン)
(注5)ハートールM33:ハリマ化成株式会社製、商品名、(式(1)において、R1=C17H33、R2=C2H4)、固形分20%
(注6)界面活性剤No.1:ポリオキシエチレングリコールオクチルフェニルエーテル(式(1)においてn=14)
比較製造例1〜6 顔料分散ペーストNo.10〜No.15の製造
製造例3の顔料ペーストNo.1と同様にして、表2のような配合で顔料分散ペーストNo.10〜No.15を得た。
(注8)界面活性剤No.3:ポリオキシエチレングリコールオクチルフェニルエーテル(式(1)においてn=11)
(注9)ノイゲンEA80:第一工業製薬社製、商品名、ポリオキシエチレングリコールノニルフェニルエーテル、ノニオン系界面活性剤、(C2H4O)=1
実施例1
製造例3で得た顔料分散ペーストNo.1のTI値(注10)を測定した。さらに各々の顔料分散ペーストを100g採り、蓋のついたガラス容器に入れて40℃で4週間貯蔵した。貯蔵後の状態観察とTI値(注10)を測定した。
実施例1と同様にして、顔料分散ペーストNo.2〜No.9を貯蔵し、貯蔵後の状態観察とTI値(注2参照)を測定した。
実施例1と同様にして、顔料分散ペーストNo.10〜No.15を貯蔵し、貯蔵後の状態観察とTI値(注10)を測定した。
〇は、顔料が沈降してケーキ層がみられ、1時間未満攪拌すれば貯蔵前の状態に戻る。
△は、顔料が沈降してケーキ層がみられ、1〜5時間以上攪拌すれば貯蔵前の状態に戻る。
×は、顔料が沈降してケーキ層がみられ、5時間を越えて攪拌しても顔料の凝集ブツが顔料分散ペースト中に残る。
製造例12 基体樹脂No.1の製造
温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器を備えた反応容器にjER828EL(ジャパンエポキシレジン社製エポキシ樹脂、エポキシ当量約190)を380部、ビスフェノールAを137部仕込み、100℃に加熱保持しながら、N−ベンジルジメチルアミン0.26部を添加し、120℃まで加熱昇温し、約2時間反応させた。
温度計、還流冷却器、及び攪拌機を備えた内容積2リットルのセパラブルフラスコに50%ホルマリン240部、フェノール55部、98%工業用硫酸101部及びメタキシレン212部を仕込み、84〜88℃で4時間反応させる。反応終了後、静置して樹脂相と硫酸水相とを分離した後、樹脂相を3回水洗し、20〜30mmHg/120〜130℃の条件で20分間未反応メタキシレンをストリッピングして、粘度1050センチポイズ(25℃)のフェノール変性のキシレンホルムアルデヒド樹脂240部を得た。
反応容器中にコスモネートM−200(三井化学社製、商品名、クルードMDI) 270部及びメチルイソブチルケトン25部を加え70℃に昇温した。その中に2,2−ジメチロールブタン酸15部を徐々に添加し、ついでエチレングリコールモノブチルエーテル118部を滴下して加え、70℃で1時間反応させた後、60℃に冷却し、プロピレングリコール152部を添加した。
製造例12で得た基体樹脂No.1を87.5部(固形分70部)、製造例11で得たブロック化ポリイソシアネート硬化剤33.3部(固形分30部)、10%酢酸15部を配合し均一に撹拌した後、脱イオン水158.3部を強く撹拌しながら約15分かけて滴下し、固形分34%のカチオン電着用のエマルションNo.1を得た。
製造例13で得た基体樹脂No.2を87.5部(固形分70部)、製造例11で得たブロック化ポリイソシアネート硬化剤 33.3部(固形分30部)、10%酢酸15部を配合し均一に撹拌した後、脱イオン水158.3部を強く撹拌しながら約15分かけて滴下し、固形分34%のカチオン電着用のエマルションNo.2を得た。
製造例15で得たエマルションNo.1を294部(固形分100部)に、顔料分散ペーストNo.1を43.8部(固形分17.5部)、10%酢酸5.6部、脱イオン水440.0部を加え、均一に混合して固形分20%のカチオン電着塗料組成物No.1を得た。
実施例10と同様の操作にて、表5のような配合内容にてカチオン電着塗料組成物No.2〜No.12を得た。下記の試験方法に従って、試験に供したので併せて表記する。
実施例10と同様の操作にて、表6のような配合内容にてカチオン電着塗料組成物No.13〜No.18を得た。下記の試験方法に従って試験に供したので、併せて表示する。
実施例10〜21、及び比較例11〜20で得たカチオン電着塗料組成物中に、パルボンド#3020(日本パーカライジング社製、リン酸亜鉛処理剤)で化成処理した0.8×150×70mmの冷延ダル鋼板を浸漬し、それをカソードとして電着塗装にて膜厚20μmの電着塗膜を形成し、水洗後、170℃−20分の焼付けを行って試験板を得た。塗料組成物試験及び試験板の性能試験結果を、併せて表5及び表6に示す。
(注11)ろ過残渣:カチオン電着塗料組成物の攪拌を24時間停止した後、
再び1時間攪拌し、塗料組成物を400メッシュの濾過網を用いて濾過した時の残さ量(mg/L)を測定した。
◎:残さ量が1mg/L未満
〇:残さ量が1〜10mg/L未満
△:残さ量が10〜20mg/L未満
×:残さ量が20mg/L以上
(注12)L字仕上り性:カチオン電着塗料組成物の攪拌を24時間停止した後、再び1時間攪拌し、被塗物としてL字に折り曲げた試験板を用いて3分間の電着塗装を行い、水平面(L面)の評価を行った。
◎:問題なく良好
〇:やや光沢の低下がみられるが製品として問題ないレベル
△:塗膜のハジキ性、ラウンド感の低下がみられる
×:塗膜のハジキ性、ラウンド感、光沢の低下が著しい
(注13)耐塩温水性:実施例及び比較例で得られた塗装板に、ナイフでクロスカット傷を入れ55℃、5%食塩水に10日間浸漬したときの結果を下記の基準で評価した。
◎:錆、フクレの最大幅がカット部より2mm未満(片側)
〇:錆、フクレの最大幅がカット部より2mm以上で、かつ3mm未満(片側)
△:錆、フクレの最大幅がカット部より3mm以上で、かつ4mm未満(片側)
×:錆、フクレの最大幅がカット部より4mm以上(片側)
(注14)耐衝撃性:デュポン式衝撃試験機を用いて、撃心の直径1/2インチ、落錘高さ50cm、測定雰囲気20℃の条件で試験を行ない、衝撃を受けた凸凹部を目視で評価した。
◎:裏表面とも異常なし
〇:裏面に細かな亀裂が少しみられる
△:裏表面とも細かな亀裂が少しみられる
×:裏表面とも大きなワレがみられる
Claims (9)
- (i)3級アミン型エポキシ樹脂、4級塩型エポキシ樹脂及び4級塩型アクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の顔料分散用樹脂、(ii)顔料成分、(iii)セルロース(A)、(iv)ヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)、及び(v)水を含有する顔料分散ペーストであって、
顔料分散用樹脂の固形分100質量部あたり、顔料成分0.1〜1,000質量部とセルロース(A)0.1〜25質量部、下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)0.1〜5質量部を含有し、固形分濃度を40質量%に調整したときの該顔料分散ペーストにおける、JIS K 5101−6−2の顔料試験方法に基づくTI値が1.8〜4.0の範囲であり、かつ該顔料分散ペーストを40℃で4週間貯蔵した後の、該顔料分散ペーストの固形分濃度40質量%における、JIS K 5101−6−2の顔料試験方法に基づくTI値が1.8〜4.0の範囲であることを特徴とする電着塗料用顔料分散ペースト。
- 顔料分散用樹脂の固形分100質量部あたり、顔料成分0.1〜1,000質量部とセルロース(A)0.1〜25質量部、前記式(1)で表されるヒドロキシアルキルイミダゾリン化合物(B)0.1〜5質量部含有し、固形分濃度を40質量%に調整したときの該顔料分散ペーストにおける、JIS K 5101−6−2の顔料試験方法に基づくTI値が1.8〜4.0の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
- セルロース(A)が、平均粒子径が0.01〜6μmの微細セルロース分散体である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
- セルロース(A)が、微細セルロース分散体と水溶性ガム類及び/又は親水性物質からなるセルロース複合分散体(a)である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
- 電着塗料用顔料分散ペーストの貯蔵前のTI値に対する40℃で4週間貯蔵後のTI値の増加量が0.5以下であり、かつ、貯蔵前と40℃で4週間貯蔵後のTI値がいずれも1.8〜4.0の範囲である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
- 固形分含量が40〜60質量%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
- 電着塗料用顔料分散ペースト中に存在する粒子の平均粒子径が1〜3,000nmである請求項1〜7のいずれか1項に記載の電着塗料用顔料分散ペースト。
- 基体樹脂、硬化剤及び基体樹脂と硬化剤の固形分合計100質量部あたり、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電着塗料用顔料分散ペーストを固形分で0.1〜50質量部含有する電着塗料組成物。
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