JPH10168355A - 電着塗料組成物 - Google Patents

電着塗料組成物

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JPH10168355A
JPH10168355A JP32675796A JP32675796A JPH10168355A JP H10168355 A JPH10168355 A JP H10168355A JP 32675796 A JP32675796 A JP 32675796A JP 32675796 A JP32675796 A JP 32675796A JP H10168355 A JPH10168355 A JP H10168355A
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JP
Japan
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electrodeposition
parts
composition
coating film
electrodeposition coating
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JP32675796A
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English (en)
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Yoshinori Akutsu
義徳 阿久津
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Eneos Corp
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Japan Energy Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電着塗料としての性能を維持したまま、金属
の防錆性に優れた塗膜を得ることを目的とする。 【構成】 電着塗料の分散媒中にイミダゾールシランを
電着塗料の固形分に対し0.1〜10重量%含有する電
着塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種金属表面の防
錆を目的とした塗装に用いられる材料で、塗膜の金属へ
の密着性が優れ、充分な防錆力と耐久性を塗膜に付与す
る好適な電着塗料組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】家電製品、自動車、装飾品等、金属製品
の防錆塗装として、従来よりアニオン型またはカチオン
型の電着塗装が行われている。電着塗料の防錆力は一般
的にその膜厚に依存することが多く、防錆力を維持する
ため、厚膜化されているのが現状である。近年、省エネ
ルギー、省資源の観点から、塗膜厚を低減させ、従来と
同等の防錆力を持つ塗料が望まれている。防錆力を向上
させる手法として、金属表面と塗膜との密着性を改善さ
せるシラン系のカップリング剤を金属表面に処理する、
電着塗料粒子中に含有させる方法などが行われている。
しかしながら、これらの方法では密着性が若干向上する
ものの処理斑や耐水性が劣るなどの問題がある。また、
樹脂分散媒体にカップリング剤を添加する方法がある
が、この方法では、電着時にカップリング剤が塗膜面に
移行しない、電導度が上昇するなどの問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の有する問題点を解決し、金属と塗膜との密着性を改
善することにより、薄膜でも防錆性が向上する電着塗料
組成物を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、イミダゾール
シランが3級アミノ基を有すること、高い加水分解性で
あること、水溶性であることおよび硬化促進剤であるこ
とから、密着性向上に有効な材料であると考え、イミダ
ゾールシランを電着可能な樹脂組成物を含む水分散体へ
配合することを試み金属の防錆力が向上することを見い
だし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の
電着塗料は、下記一般式(1)、(2)および(3)で
示されるイミダゾールシランを分散媒に配合することを
特徴とする。さらに本発明で用いられるイミダゾールシ
ランの量は、電着塗料の固形分に対し、0.1〜10重
量%の範囲で含有することが好ましい。
【0005】
【化2】
【0006】以下、本発明の電着塗料の詳細を示す。
【0007】本発明で用いられる水分散体は、電着可能
な樹脂を必須成分として含んでいる。電着可能な樹脂と
しては、アニオン型とカチオン型が知られている。以
下、カチオン型樹脂を例にとり説明するが、本発明にお
いて、特にこれに限定するものではない。カチオン型水
性樹脂としては、従来公知のいかなる材料でも良い。例
えばアミノ基含有樹脂、スルフォニウム基含有樹脂ある
いはホスホニウム基含有樹脂などが挙げられる。この中
で特に好ましくは、アミン変性エポキシ樹脂、アミン変
性ポリウレタンポリオール樹脂系、アミン変性ポリブタ
ジエン樹脂系、アミン変性アクリル樹脂系等のアミン変
性樹脂である。特に好ましくはアミン変性エポキシ樹脂
およびアミン変性アクリル樹脂である。アミン変性エポ
キシ樹脂としては、ビスフェノールAおよびビスフェノ
ールFとエピクロルヒドリンから製造されるポリグリシ
ジルエーテルまたはノボラック樹脂をアミンで変性した
ものが一般的である。アミン変性アクリル樹脂として
は、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−
エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、スチレン系モノマーなどと、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート等の3級アミノ基を持つアク
リル系モノマーとの共重合体、あるいは、グリシジルア
クリレートなどのエポキシ基を有するアクリル系モノマ
ーの共重合体を1級または2級アミンで付加反応したも
のが挙げられる。
【0008】前記水分散体は必要であれば、硬化剤、そ
の他の樹脂、顔料、その他の添加剤などを含むことがで
きる。硬化剤としては、メラミン樹脂、フェノール樹
脂、ブロックイソシアネートなどが知られている。その
他の樹脂としては電荷をあたえる官能基のないエポキシ
アクリレート系樹脂などが挙げられる。顔料としては、
二酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラック、カオリ
ン、珪酸アルミニウム、シリカ、クロム酸ストロンチウ
ムなどが挙げられる。その他の添加剤としては、消泡剤
として界面活性剤などが挙げられる。本発明で用いられ
る水分散体は、前記の電着可能な樹脂及びその他の成分
とを水性媒体中に分散させることにより得られる。ここ
で用いる水性媒体は水または水と有機溶媒とを含んでい
ても良い。有機溶媒の種類としては水混和性または水非
混和性のいずれでも良い。水混和性溶媒としては、エチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコール
ジメチルエーテル、メチルエチルケトン等が挙げられ
る。また、水非混和性溶媒としては、キシレン、トルエ
ン、シクロヘキサン、プロピレングリコールフェニルエ
ーテルなどが挙げられる。
【0009】電着可能な樹脂を水性媒体に分散させるに
は、中和剤として、蟻酸、酢酸、乳酸などの水溶性有機
酸が用いられる。
【0010】本発明で用いられる一般式(1)、(2)
および(3)で示されるイミダゾールシランは、前記水
分散体に添加されるものである。
【0011】上記式(1)〜(3)中のR1〜R4は各規
定されたとおりの意義を有するが、特に合成の容易性か
らR1は水素、メチル、エチル、ウンデシル、ヘプタデ
シルが好ましく、R2は水素、メチル、ビニルが好まし
く、またR3、R4はメチル、エチルが好ましい。
【0012】これらの合成法に関しては特開平5−18
6479号公報に開示されている。この合成法によって
上記式(1)〜(3)で表わされるイミダゾールシラン
の混合物として得られる場合にも、特に分離する必要も
なく混合物の形態で使用することが有利である。
【0013】このイミダゾールシランは電着塗料固形分
に対し、0.1〜10重量%の範囲で用いられるのが好
ましい。0.1重量%未満では塗膜の密着性が向上しな
いため、防錆力が低く、10重量%を越えると塗料の安
定性、および塗膜面に悪影響を及ぼす。
【0014】また、本発明の表面処理剤は上記有効成分
以外に他のカップリング剤を含むことができる。
【0015】本発明で用いられるイミダゾールシランの
添加方法は特に制限はない。
【0016】本発明の電着塗料を用い得られる塗膜の防
錆性が良好となる理由としては、電着塗料中の一般式
(1)、(2)および(3)で示されるイミダゾールシ
ランが溶液中で、印加により金属面に移行する結果、塗
膜に取り込まれ、また、同一分子中のシラノールが金属
表面の金属水酸化物との間で強固に化学結合するため、
電着塗膜と金属との密着性が改善され、防錆性が向上す
ると推定される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げて本発明を具
体的に説明する。なお、例中の部は重量基準である。
【0018】
【実施例】樹脂の製造 製造例1 アクリル系カチオン性樹脂の製造 撹拌装置、温度計、冷却管、窒素導入管および加熱用の
ヒーターを備えた反応容器に酢酸カルビトール45部を
仕込み、100℃加熱し、スチレン175部、メチルア
クリレート100部、2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト150部、ジメチルアミノエチルメタクリレート17
5部、n−ドデシルメルカプタン10部、アゾビスブチ
ロニトリル1部の混合物を2時間かけ滴下した。その後
100℃に加熱し、3時間保持し、固形分70%、数平
均分子量約10000のアクリル共重合体溶液を得た。
【0019】製造例2 ブロックイソシアネート硬化剤
樹脂の製造 撹拌装置、温度計、冷却管および加熱用のヒーターを備
えた反応容器にダイグライム150部、トリレンジイソ
シアネート348部、2−エチルヘキサノール260部
を仕込み、ジブチル錫ジラウレート0.15部を加え、
撹拌下90℃に昇温し1時間反応させた。次に、トリメ
チロールプロパン110部を加え120℃まで昇温し、
イソシアネートが消失するまで反応させ、不揮発分70
%の硬化樹脂溶液を得た。
【0020】製造例3 エポキシ系カチオン性樹脂の製
造 撹拌装置、温度計、冷却管および加熱用のヒーターを備
えた反応器にエピコート1001(エポキシ等量475
のエポキシ樹脂 シェル化学社製)950部、エピコー
ト828(エポキシ等量185のエポキシ樹脂 シェル
化学社製)560部、エトキシエタノール800部を仕
込み100℃で均一とした後ジエタノールアミン189
部、ジエチルアミノプロピルアミン195部を加え3時
間反応させ、固形分70%のアミン変性エポキシ樹脂を
得た。
【0021】分散液の製造 製造例4 アクリル系カチオン性樹脂分散液の調製 製造例1で調製したアクリル系カチオン性樹脂200部
および製造例2で調製したブロックイソシアネート硬化
剤樹脂50部の混合物に、氷酢酸2.8部を添加した脱
イオン水1000部を導入し、固形分20%のアクリル
系カチオン性樹脂分散溶液を得た。
【0022】製造例5 エポキシ系カチオン性樹脂分散
液の調製 製造例3で調製したエポキシ系カチオン性樹脂200部
および製造例2で調製したブロックイソシアネート硬化
剤樹脂100部の混合物に、氷酢酸5.6部を添加した
脱イオン水1200部導入し、固形分20%のアクリル
系カチオン性樹脂分散溶液を得た。
【0023】使用素材 亜鉛メッキ鋼板としては、市販の板厚0.6mmの両面
電気亜鉛メッキ鋼板(新日本製鐵、メッキ付着量10g
/m2)を用いた。
【0024】鋼板の洗浄方法 上記亜鉛メッキ鋼板を温度25℃のヘキサン浴に超音波
照射下5分間浸漬し、表面に付着している防錆油を除去
した。
【0025】電着条件 浴温を25℃に調整し、上記亜鉛メッキ鋼板を浸漬後、
これを陰極として60V1分間電着した。板を引き上げ
水洗し、150℃×30分間焼き付け、膜厚20μmの
電着塗膜を得た。
【0026】実施例1 イミダゾールシラン[前記一般式(1)〜(3)のR1
=R2=H;R3=CH3;n=3であるイミダゾールシ
ラン(各式の混合組成比(1):(2):(3)=5:
2:3の混合物]2部に脱イオン水498部を加え、製
造例4で調製したアクリル系カチオン性樹脂分散液50
0部を混合して、固形分10%の電着塗料を得た。
【0027】実施例2 実施例1で使用されたイミダゾールシラン2部に脱イオ
ン水498部を加え、製造例5で調製したエポキシ系カ
チオン性樹脂分散液500部を混合して、固形分10%
の電着塗料を得た。
【0028】比較例1 製造例4で調製したアクリル系カチオン性樹脂分散液5
00部に脱イオン水500部を加え、固形分10%の電
着塗料を得た。
【0029】比較例2 3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2部に脱
イオン水498部を加え、製造例4で調製したアクリル
系カチオン性樹脂分散液500部を混合して、固形分1
0%の電着塗料を得た。
【0030】比較例3 比較例1と同じ電着塗料。ただし、下記の評価において
塗布する金属板として以下に示す方法で表面処理した金
属板を用いた。
【0031】表面処理条件 3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.6部
に脱イオン水100部を添加し酢酸を加えpHを5に調
整し、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを
加水分解した。この溶液に金属板を浸漬し液を切った
後、100℃5分間乾燥した。
【0032】評価試験 実施例1,2および比較例1〜3で調製された各電着塗
料を用いて上記に示した方法により電着塗装を行った。
得られた塗膜について下記に示す方法により性能評価を
行った。その結果を表1に示す。
【0033】(1)一次密着性 碁盤目テスト:製品表面の塗料塗膜を1mm角の碁盤目
にNTカッターで切った後、テープ剥離テストを行い残
存個数を計数した。 (2)二次密着性(塗装鋼板を煮沸脱イオン水に3時間
浸漬後、評価した。) 碁盤目テスト:製品表面の塗料塗膜を1mm角の碁盤目
にNTカッターで切った後、テープ剥離テストを行い残
存個数を計数した。 (3)電着後の金属の外観 電着終了後の金属の変色の有無を目視にて観察した。 ○:変色なし ×:変色あり (4)耐食性 電着塗装表面にカッターナイフにて傷を入れ、5%の食
塩水に1日浸漬し、変色の程度を確認した。評価はカッ
ト部からの変色の範囲を測定した。 ○:変色幅1mm未満 △:変色幅1〜2mm ×:変
色幅2mm以上
【0034】
【表1】
【0035】表1の結果から明らかなように、本発明に
かかる実施例1、2においては、得られた処理製品が塗
膜密着性(一次、二次)、耐食性ともに良好な結果を示
しているが、比較例1〜3においてはすべての試験項目
にわたり良好なものは一つもなかった。
【0036】
【発明の効果】本発明の電着塗料はイミダゾールシラン
を配合することにより、電着塗膜と金属との密着性が大
幅に改善され、防錆性が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09D 201/00 C09D 201/00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)、(2)および(3)で示
    される構造のイミダゾールシランの1種またはその混合
    物と電着可能な樹脂組成物を含む水分散体とを有する電
    着塗料組成物。 【化1】 (但し、R1は水素、ビニル基または炭素数が1〜5の
    アルキル基、R2は水素または炭素数が1〜20のアル
    キル基、R3、R4は炭素数が1〜3のアルキル基、nは
    1〜3)
  2. 【請求項2】 前記イミダゾールシランを水分散体の固
    形分に対して、0.1〜10重量%含む請求項1に記載
    の電着塗料組成物。
JP32675796A 1996-12-06 1996-12-06 電着塗料組成物 Pending JPH10168355A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012017489A (ja) * 2010-07-06 2012-01-26 Kansai Paint Co Ltd 皮膜形成方法
JP2014173100A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Nippon Paint Co Ltd 電着塗装方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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