JP4844128B2 - High corrosion resistance surface-treated steel sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、自動車、家電、建材などの用途に最適な表面処理鋼板であって、特に表面処理鋼板の製造時および表面処理皮膜中にクロムを全く使用しない環境適応型表面処理鋼板及びその製造方法に関するものである。 The present invention is a surface-treated steel sheet that is most suitable for applications such as automobiles, home appliances, and building materials, and in particular, an environment-adaptive surface-treated steel sheet that does not use chromium at all in the production of the surface-treated steel sheet and in the surface-treated film, and a method for producing the same. It is about.
家電製品用鋼板、建材用鋼板、自動車用鋼板には、従来から亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、耐食性(耐白錆性、耐赤錆性)を向上させる目的でクロム酸、重クロム酸またはその塩類を主要成分とした処理液によるクロメート処理が施された鋼板が幅広く用いられている。このクロメート処理は、耐食性に優れ且つ比較的簡単に行うことができる経済的な処理方法である。 Conventionally, steel sheets for home appliances, steel sheets for building materials, and steel sheets for automobiles have been used for the purpose of improving corrosion resistance (white rust resistance, red rust resistance) on the surface of galvanized steel sheets or aluminum galvanized steel sheets. Steel plates subjected to chromate treatment with a treatment liquid containing chromic acid or a salt thereof as a main component are widely used. This chromate treatment is an economical treatment method that is excellent in corrosion resistance and can be performed relatively easily.
クロメート処理は公害規制物質である6価クロムを使用するものであるが、この6価クロムは処理工程においてクローズドシステムで処理され、完全に還元・回収されて自然界には放出されていないこと、また、有機皮膜によるシーリング作用によってクロメート皮膜中からのクロム溶出もほぼゼロにできることから、実質的には6価クロムによって環境や人体が汚染されることはない。しかしながら、最近の地球環境問題から、6価クロムを含めた重金属の使用を自主的に削減しようとする動きが高まりつつある。また、廃棄製品のシュレッダーダストを投棄した場合に環境を汚染しないようにするため、製品中にできるだけ重金属を含ませない若しくはこれを削減しようとする動きも始まっている。 Chromate treatment uses hexavalent chromium, a pollution-controlling substance, but this hexavalent chromium is treated in a closed system in the treatment process, completely reduced and recovered, and not released into nature. Since the elution of chromium from the chromate film can be made almost zero by the sealing action of the organic film, the environment and the human body are not substantially contaminated by hexavalent chromium. However, due to recent global environmental problems, there is a growing trend to voluntarily reduce the use of heavy metals including hexavalent chromium. In addition, in order not to pollute the environment when the shredder dust of discarded products is dumped, there has been a movement to minimize or reduce the amount of heavy metals contained in the product.
このようなことから、亜鉛系めっき鋼板の白錆の発生を防止するために、クロメート処理によらない処理技術、所謂クロムフリー技術が数多く提案されている。例えば、無機化合物、有機化合物、有機高分子材料、あるいはこれらを組み合わせた溶液を用い、浸漬、塗布、電解処理などの方法により薄膜を生成させる方法がある。
具体的には、従来技術として以下のような方法を挙げることができる。
(1)タンニン酸などの多価フェノールカルボン酸とシランカップリング剤を配合した処理液に浸漬しまたは処理液を塗布することにより皮膜を形成する方法(例えば、特許文献1、特許文献2など)
(2)有機樹脂にタンニン酸などの多価フェノールカルボン酸またはリン酸化合物を配合した処理液を用いて皮膜を形成する方法(例えば、特許文献3〜特許文献6など)
(3)有機樹脂とシランカップリング剤を配合した皮膜を形成する方法(例えば、特許文献7〜特許文献13など)
(4)酸化物、4価のバナジウム化合物などを含有するリン酸および/またはリン酸化合物皮膜(下層)と、特定の防錆添加成分を含有する樹脂皮膜(上層)とからなる有機複合被覆を形成させる技術(例えば、特許文献14など)
For this reason, in order to prevent the occurrence of white rust in galvanized steel sheets, many treatment techniques that do not rely on chromate treatment, so-called chromium-free techniques, have been proposed. For example, there is a method of forming a thin film by a method such as immersion, coating, or electrolytic treatment using an inorganic compound, an organic compound, an organic polymer material, or a solution combining these.
Specifically, the following methods can be cited as conventional techniques.
(1) A method of forming a film by immersing or applying a treatment liquid in a treatment liquid containing a polyhydric phenol carboxylic acid such as tannic acid and a silane coupling agent (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, etc.)
(2) A method of forming a film using a treatment liquid in which a polyhydric phenol carboxylic acid such as tannic acid or a phosphoric acid compound is blended in an organic resin (for example, Patent Document 3 to Patent Document 6)
(3) A method of forming a film in which an organic resin and a silane coupling agent are blended (for example, Patent Document 7 to Patent Document 13)
(4) An organic composite coating comprising a phosphoric acid and / or phosphoric acid compound film (lower layer) containing an oxide, a tetravalent vanadium compound, etc., and a resin film (upper layer) containing a specific antirust additive component Technology to form (for example, Patent Document 14)
上記(1)の方法としては、多価フェノールカルボン酸とシランカップリング剤、さらには金属イオンを配合した水溶液で処理する方法があり、その一つとして特許文献1などに示される方法が挙げられる。しかし、この処理方法では良好な密着性は得られるものの、十分な耐食性が得られない。
上記(2)の方法としては、例えば、特許文献3に多価フェノールカルボン酸、有機樹脂および金属イオンを配合した処理液で処理を行う方法が開示されている。また、特許文献4には、有機樹脂とリン酸化合物を添加した処理液に浸漬しまたは処理液を塗布した後、乾燥する方法が開示されている。しかし、これらの処理液によって形成される保護皮膜は、耐食性の改善にはある程度は寄与するものの、クロメート処理を施した場合のような高度の耐食性は得ることができない。
As the method of (1) above, there is a method of treating with an aqueous solution containing a polyhydric phenol carboxylic acid and a silane coupling agent, and further metal ions, and one of them is a method shown in Patent Document 1 or the like. . However, this treatment method can provide good adhesion, but cannot provide sufficient corrosion resistance.
As the above method (2), for example, Patent Document 3 discloses a method in which treatment is performed with a treatment liquid in which a polyhydric phenol carboxylic acid, an organic resin, and metal ions are blended. Further, Patent Document 4 discloses a method of dipping in a treatment liquid to which an organic resin and a phosphoric acid compound are added or applying a treatment liquid and then drying. However, although the protective film formed by these treatment liquids contributes to the improvement of the corrosion resistance to some extent, the high degree of corrosion resistance as in the case of the chromate treatment cannot be obtained.
また、上記(3)の方法としては、例えば、特許文献8や特許文献9に有機樹脂とシランカップリング剤、さらにはチオカルボニル化合物、リン酸化合物、バナジウム化合物を含む皮膜を有するものが開示されているが、有機樹脂がポリウレタンやアクリルオレフィン樹脂であることなどから耐食性は十分ではない。また、特許文献11には、酸変性エポキシ樹脂による皮膜を有するものが、特許文献10には、水酸基・カルボキシル基・グリシジル基・リン酸基含有モノマーを共重合成分として含有する樹脂にシランカップリング剤、リン酸化合物を配合した皮膜を有するものが、それぞれ開示されているが、これらについても耐食性は十分ではない。特許文献7には、ポリビニルフェノール誘導体とシランカップリング剤、リン酸などのエッチング剤を配合した皮膜を有するものが開示されているが、これも十分な耐食性は得られない。特許文献12には有機樹脂にエッチング剤を配合した皮膜を有するものが、特許文献13には有機樹脂にシランカップリング剤を配合した皮膜を有するものが、それぞれ開示されているが、具体的な記載が無く耐食性も不十分である。 As the method (3), for example, Patent Document 8 and Patent Document 9 disclose a method having a film containing an organic resin and a silane coupling agent, and further a thiocarbonyl compound, a phosphate compound, and a vanadium compound. However, the corrosion resistance is not sufficient because the organic resin is polyurethane or acrylic olefin resin. Patent Document 11 discloses a film having an acid-modified epoxy resin film. Patent Document 10 discloses a resin containing a hydroxyl group, carboxyl group, glycidyl group, or phosphate group-containing monomer as a copolymer component. Although the thing which has the film | membrane which mix | blended the agent and the phosphoric acid compound is each disclosed, corrosion resistance is not enough also about these. Patent Document 7 discloses a film having a film in which an etching agent such as a polyvinylphenol derivative, a silane coupling agent, and phosphoric acid is blended. However, sufficient corrosion resistance cannot be obtained. Patent Document 12 discloses a film having an organic resin blended with an etching agent, and Patent Document 13 discloses a film having a film blended with an organic resin and a silane coupling agent. There is no description and the corrosion resistance is insufficient.
上記(4)の技術は、上層に特定の防錆添加成分(自己補修性発現物質)を含有し、且つ亜鉛めっきとの界面に形成される皮膜、すなわち下層皮膜中で6価Cr代替となる4価のバナジウム化合物が自己補修性発現物質として機能を発揮するため、ある程度の耐食性が得られる。しかしながら、下層無機皮膜のバリア性が不十分なため、その耐食性は必ずしも十分なものではない。
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、皮膜中にクロムを含まず、しかも優れた耐食性が得られる表面処理鋼板を提供することにある。
The technique (4) above contains a specific antirust additive component (self-repairing substance) in the upper layer, and replaces hexavalent Cr in the film formed at the interface with the galvanization, that is, the lower film. Since the tetravalent vanadium compound functions as a self-repairing substance, a certain degree of corrosion resistance can be obtained. However, since the barrier property of the lower layer inorganic film is insufficient, its corrosion resistance is not always sufficient.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface-treated steel sheet that solves such problems of the prior art and does not contain chromium in the film and that provides excellent corrosion resistance.
上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討を行った結果、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、第一層皮膜として4価のバナジウム化合物と、リン酸化合物と、シランカップリング剤と、Al,Mg,Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する表面処理組成物による皮膜を形成し、その上部に第二層皮膜として特定の有機高分子樹脂を基体樹脂とする有機皮膜を形成することにより、非常に優れた耐食性を有する表面処理鋼板が得られることを見出した。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-described problems, a tetravalent vanadium compound, a phosphoric acid compound, and a silane were formed on the surface of a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-based plated steel sheet as a first layer film. A film made of a surface treatment composition containing a coupling agent and at least one metal compound selected from Al, Mg, and Mn is formed, and a specific organic polymer resin is formed as a second layer film thereon. It has been found that a surface-treated steel sheet having very excellent corrosion resistance can be obtained by forming an organic film as a resin.
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下のとおりである。
[1]亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、4価の価数を有するバナジウム化合物と、リン酸化合物と、シランカップリング剤と、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する表面処理組成物(但し、有機樹脂を含有しない)を塗布し、乾燥することにより形成された皮膜厚が0.01〜1.0μmの皮膜であって、4価の価数を有するバナジウム化合物の付着量がV換算で0.1〜200mg/m2、リン酸化合物の付着量がP換算で0.1〜200mg/m2、シランカップリング剤の付着量がSi換算で0.1〜180mg/m2、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物の付着量がAl,Mg及びMn換算の合計で1.0〜400mg/m2である表面処理皮膜を有し、その上層に、樹脂組成物の主成分が、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物からなる塗料組成物を塗布し、乾燥することにより形成された皮膜厚が0.5〜2.0μmの上層皮膜を有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板。
The present invention has been made based on such findings, and the features thereof are as follows.
[1] At least one selected from the group consisting of a vanadium compound having a valence of 4, a phosphoric acid compound, a silane coupling agent, and Al, Mg, and Mn on the surface of a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-based plated steel sheet It is a film having a film thickness of 0.01 to 1.0 μm formed by applying a surface treatment composition containing a seed metal compound (but not containing an organic resin) and drying. The amount of vanadium compound having a valence is 0.1-200 mg / m 2 in terms of V, the amount of phosphate compound is 0.1-200 mg / m 2 in terms of P, and the amount of silane coupling agent is Si is 1.0~400mg / m 2 0.1~180mg / m 2 , Al, Mg, the amount of deposition of at least one metal compound selected from among Mn of Al, the sum of Mg and Mn converted at conversion table An active hydrogen-containing compound (C) having a surface-treated film on which the main component of the resin composition is a film-forming organic resin (A) and a hydrazine derivative (C) in which some or all of the compounds have active hydrogen A highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet characterized by having an upper film having a film thickness of 0.5 to 2.0 μm formed by applying and drying a coating composition comprising a reaction product with B).
[2]上記[1]の高耐食性表面処理鋼板において、上層皮膜用の塗料組成物が、さらに、非クロム系防錆添加剤を樹脂組成物の固形分100質量部に対して固形分の割合で0.1〜50質量部含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板。 [2] In the highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet according to [1] , the coating composition for the upper film further includes a non-chromium rust preventive additive in a solid content ratio with respect to 100 mass parts of the solid content of the resin composition. A highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet characterized by containing 0.1 to 50 parts by mass.
[3]上記[2]の高耐食性表面処理鋼板において、非クロム系防錆添加剤が、下記(a)〜(e)の中から選ばれる1種以上であることを特徴とする高耐食性表面処理鋼板。
(a)酸化ケイ素
(b)カルシウム化合物
(c)難溶性リン酸化合物
(d)モリブデン酸化合物
(e)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の、S原子を含有する有機化合物
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの高耐食性表面処理鋼板において、表面処理皮膜用の表面処理組成物が、反応性官能基としてグリシジル基を有するシランカップリング剤の少なくとも1種を含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板。
[5]上記[1]〜[4]のいずれかの高耐食性表面処理鋼板において、上層皮膜用の塗料組成物が、さらに、固形潤滑剤を樹脂組成物の固形分100質量部に対して固形分の割合で1〜30質量部含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板。
[6]上記[1]〜[5]のいずれかの高耐食性表面処理鋼板において、表面処理皮膜用の表面処理組成物が、4価の価数を有するバナジウム化合物として、バナジウムの硫酸物を少なくとも含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板。
[3] The highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet according to [2] , wherein the non-chromium rust preventive additive is at least one selected from the following (a) to (e): Treated steel sheet.
(A) silicon oxide (b) calcium compound (c) poorly soluble phosphate compound (d) molybdate compound (e) one or more selected from triazoles, thiols, thiadiazoles, thiazoles, thiurams , Organic compounds containing S atoms
[4] In the highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [3] , the surface treatment composition for the surface treatment film is at least one silane coupling agent having a glycidyl group as a reactive functional group. A highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet, characterized by comprising:
[5] In the highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [4] , the coating composition for the upper layer film further contains a solid lubricant with respect to 100 parts by mass of the solid content of the resin composition. A highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet characterized by containing 1 to 30 parts by mass in minutes.
[6] In the highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [5], the surface treatment composition for the surface treatment film contains at least vanadium sulfate as a vanadium compound having a tetravalent valence. A highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet characterized by containing.
[7]亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、4価の価数を有するバナジウム化合物と、リン酸化合物と、シランカップリング剤と、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する表面処理組成物(但し、有機樹脂を含有しない)を、4価の価数を有するバナジウム化合物の付着量がV換算で0.1〜200mg/m2、リン酸化合物の付着量がP換算で0.1〜200mg/m2、シランカップリング剤の付着量がSi換算で0.1〜180mg/m2、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物の付着量がAl,Mg及びMn換算の合計で1.0〜400mg/m2となるよう塗布し、到達板温が30〜200℃の温度で乾燥することにより、皮膜厚が0.01〜1.0μmの表面処理皮膜を形成し、その上層に、樹脂組成物の主成分が、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物からなる塗料組成物を塗布し、到達板温が30〜200℃の温度で乾燥することにより、皮膜厚が0.5〜2.0μmの上層皮膜を形成することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板の製造方法。 [7] At least one selected from the group consisting of a vanadium compound having a tetravalent valence, a phosphoric acid compound, a silane coupling agent, and Al, Mg, and Mn on the surface of a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-based plated steel sheet A surface treatment composition containing a seed metal compound (but not containing an organic resin) has a tetravalent vanadium compound adhesion amount of 0.1 to 200 mg / m 2 in terms of V, a phosphoric acid compound the adhesion amount 0.1 to 200 mg / m 2 at P terms, the adhesion amount of the silane coupling agent is 0.1~180mg / m 2, Al in terms of Si, Mg, at least one selected from among Mn Coating is performed so that the adhesion amount of the metal compound is 1.0 to 400 mg / m 2 in total in terms of Al, Mg and Mn, and drying is performed at a final plate temperature of 30 to 200 ° C. 0 A surface-treated film having a thickness of .about.1.0 .mu.m is formed, and the main component of the resin composition is a film-forming organic resin (A) and a hydrazine derivative (C) in which some or all of the compounds have active hydrogen. By applying a coating composition composed of a reaction product with the active hydrogen-containing compound (B) and drying at a temperature of the ultimate plate temperature of 30 to 200 ° C., the film thickness is 0.5 to 2.0 μm. A method for producing a highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet, characterized in that is formed.
本発明の表面処理鋼板は、皮膜中にクロムを含まないにもかかわらず非常に優れた平板および加工後の耐食性を有し、しかも溶接性、塗装性にも優れている。このため本発明の表面処理鋼板は、自動車用途に特に有用である。 The surface-treated steel sheet of the present invention has a very excellent flat plate and post-processing corrosion resistance despite the fact that it does not contain chromium in the film, and also has excellent weldability and paintability. For this reason, the surface-treated steel sheet of the present invention is particularly useful for automobile applications.
以下、本発明の詳細とその限定理由を説明する。
本発明の表面処理鋼板のベースとなる亜鉛系めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、Zn−Ni合金めっき鋼板、Zn−Fe合金めっき鋼板(電気めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板)、Zn−Cr合金めっき鋼板、Zn−Mn合金めっき鋼板、Zn−Co合金めっき鋼板、Zn−Co−Cr合金めっき鋼板、Zn−Cr−Ni合金めっき鋼板、Zn−Cr−Fe合金めっき鋼板、Zn−Al合金めっき鋼板(例えば、Zn−5%Al合金めっき鋼板、Zn−55%Al合金めっき鋼板)、Zn−Mg合金めっき鋼板、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板(例えば、Zn−6%Al−3%Mg合金めっき鋼板、Zn−11%Al−3%Mg合金めっき鋼板)、さらにはこれらのめっき鋼板のめっき皮膜中に金属酸化物、ポリマーなどを分散した亜鉛系複合めっき鋼板(例えば、Zn−SiO2分散めっき鋼板)などを用いることができる。
The details of the present invention and the reasons for limitation will be described below.
Examples of the zinc-based plated steel sheet used as the base of the surface-treated steel sheet of the present invention include a galvanized steel sheet, a Zn-Ni alloy-plated steel sheet, a Zn-Fe alloy-plated steel sheet (electroplated steel sheet, galvannealed steel sheet), Zn-Cr. Alloy-plated steel sheet, Zn-Mn alloy-plated steel sheet, Zn-Co alloy-plated steel sheet, Zn-Co-Cr alloy-plated steel sheet, Zn-Cr-Ni alloy-plated steel sheet, Zn-Cr-Fe alloy-plated steel sheet, Zn-Al alloy plating Steel plate (for example, Zn-5% Al alloy-plated steel plate, Zn-55% Al alloy-plated steel plate), Zn-Mg alloy-plated steel plate, Zn-Al-Mg alloy-plated steel plate (for example, Zn-6% Al-3% Mg) Alloy-plated steel sheets, Zn-11% Al-3% Mg alloy-plated steel sheets), and metal oxides, polymers, etc. are dispersed in the plating film of these plated steel sheets Zinc-based composite-plated steel sheet (for example, Zn-SiO 2 dispersion plating steel plate) was the like can be used.
また、上記のようなめっきのうち、同種または異種のものを2層以上めっきした複層めっき鋼板を用いることもできる。
また、本発明の表面処理鋼板のベースとなるアルミニウム系めっき鋼板としては、アルミニウムめっき鋼板、Al−Si合金めっき鋼板などを用いることができる。
また、めっき鋼板としては、鋼板面に予めNiなどの薄目付めっきを施し、その上に上記のような各種めっきを施したものであってもよい。
めっき方法としては、電解法(水溶液中での電解または非水溶媒中での電解)、溶融法、気相法のうち、実施可能ないずれの方法を採用することもできる。
さらに、めっきの黒変を防止する目的で、めっき皮膜中にNi,Co,Feの1種以上の微量元素を1〜2000ppm程度析出させたり、あるいはめっき皮膜表面にNi,Co,Feの1種以上を含むアルカリ性水溶液または酸性水溶液による表面調整処理を施し、これらの元素を析出させるようにしてもよい。
In addition, among the above-described plating, a multi-layer plated steel sheet in which two or more layers of the same type or different types are plated can also be used.
Moreover, as an aluminum system plated steel plate used as the base of the surface treatment steel plate of this invention, an aluminum plating steel plate, an Al-Si alloy plating steel plate, etc. can be used.
Moreover, as a plated steel plate, the steel plate surface may be previously plated with lightness such as Ni, and various plating as described above may be performed thereon.
As a plating method, any feasible method among an electrolytic method (electrolysis in an aqueous solution or electrolysis in a non-aqueous solvent), a melting method, and a gas phase method can be adopted.
Furthermore, in order to prevent blackening of the plating, about 1 to 2000 ppm of one or more trace elements of Ni, Co, Fe are deposited in the plating film, or one of Ni, Co, Fe is deposited on the surface of the plating film. These elements may be deposited by performing a surface conditioning treatment with an alkaline aqueous solution or an acidic aqueous solution containing the above.
次に、上記亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、第一層皮膜として形成される表面処理皮膜およびこの皮膜形成用の表面処理組成物について説明する。
この表面処理皮膜は、4価の価数を有するバナジウム化合物と、リン酸化合物と、シランカップリング剤と、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する表面処理組成物を塗布し、乾燥することにより形成されたものである。また、この表面処理組成物は上記成分を主成分とすることができるが、さらに主成分として添加剤(主に防錆添加剤など)などを含むことができる。
Next, the surface treatment film formed as the first layer film and the surface treatment composition for forming this film on the surface of the zinc-based plated steel sheet or the aluminum-based plated steel sheet will be described.
This surface treatment film is a surface treatment composition containing a vanadium compound having a valence of 4, a phosphate compound, a silane coupling agent, and at least one metal compound selected from Al, Mg, and Mn. It is formed by applying an object and drying. In addition, the surface treatment composition can contain the above-mentioned components as main components, but can further contain additives (mainly antirust additives, etc.) as main components.
表面処理組成物に配合する4価のバナジウム化合物としては、バナジウムの酸化物、水酸化物、硫化物、硫酸物、炭酸物、ハロゲン化物、窒化物、フッ化物、炭化物、シアン化物(チオシアン化物)およびこれらの塩などが挙げられる。このようにバナジウムの供給源には特別な制約はなく、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。特に、4価のバナジウム化合物の中でも、最も優れた耐食性を発現することが可能な硫酸物を用いることが望ましい。
表面処理皮膜中での4価のバナジウム化合物の付着量は、V換算で0.1〜200mg/m2とする。付着量が0.1mg/m2未満では、4価のバナジウム化合物を配合することによる効果が十分でない。また、付着量が200mg/m2以下であれば経済的にも問題がなく、電着塗装性も良好である。このような観点から、さらに好ましい付着量は0.5〜150mg/m2であり、特に好ましくは1〜100mg/m2である。
Examples of the tetravalent vanadium compound to be blended in the surface treatment composition include vanadium oxide, hydroxide, sulfide, sulfate, carbonate, halide, nitride, fluoride, carbide, cyanide (thiocyanide). And salts thereof. Thus, there is no special restriction | limiting in the supply source of vanadium, Among these, 1 type can be used individually or in mixture of 2 or more types. In particular, among tetravalent vanadium compounds, it is desirable to use a sulfate capable of exhibiting the most excellent corrosion resistance.
The adhesion amount of the tetravalent vanadium compound in the surface treatment film is 0.1 to 200 mg / m 2 in terms of V. When the adhesion amount is less than 0.1 mg / m 2 , the effect of adding a tetravalent vanadium compound is not sufficient. Moreover, if the adhesion amount is 200 mg / m 2 or less, there is no problem economically and the electrodeposition coating property is also good. From this point of view, more preferred coating weight is 0.5~150mg / m 2, particularly preferably 1 to 100 mg / m 2.
表面処理組成物に配合するリン酸化合物は、可溶性の化合物であり、この可溶性リン酸化合物としては、例えば、リン酸、第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩、ピロリン酸、ピロリン酸塩、トリポリリン酸、トリポリリン酸塩などの縮合リン酸塩、亜リン酸、亜リン酸塩、次亜リン酸、次亜リン酸塩などが挙げられ、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
表面処理皮膜中でのリン酸化合物の付着量は、P換算で0.1〜200mg/m2とする。付着量が0.1mg/m2未満では、リン酸化合物を配合することによる効果が十分でない。一方、付着量が200mg/m2以下であれば十分な耐水性を維持することができる。このような観点から、さらに好ましい付着量は0.5〜150mg/m2であり、特に好ましくは1〜100mg/m2である。
The phosphoric acid compound blended in the surface treatment composition is a soluble compound. Examples of the soluble phosphoric acid compound include phosphoric acid, primary phosphate, secondary phosphate, tertiary phosphate, and pyrroline. Acid, pyrophosphate, tripolyphosphate, condensed phosphate such as tripolyphosphate, phosphorous acid, phosphite, hypophosphorous acid, hypophosphite, etc. Or a mixture of two or more.
The adhesion amount of the phosphoric acid compound in the surface treatment film is 0.1 to 200 mg / m 2 in terms of P. When the adhesion amount is less than 0.1 mg / m 2 , the effect of blending the phosphoric acid compound is not sufficient. On the other hand, if the adhesion amount is 200 mg / m 2 or less, sufficient water resistance can be maintained. From this point of view, more preferred coating weight is 0.5~150mg / m 2, particularly preferably 1 to 100 mg / m 2.
表面処理組成物に配合するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメエキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−(ビニルベンジルアミン)−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができ、これらのシランカップリング剤は1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。上記シランカップリング剤のなかでも、特に反応性官能基としてグリシジル基を有すシランカップリング剤が好ましい。
表面処理皮膜中でのシランカップリング剤の付着量は、Si換算で0.1〜180mg/m2とする。付着量が0.1mg/m2未満では、シランカップリング剤を配合することによる効果が十分でない。一方、付着量が180mg/m2以下であればシランカップリング剤が飽和することなく、耐食性を維持することができる。このような観点から、さらに好ましい付着量は0.5〜140mg/m2であり、特に好ましくは1〜90mg/m2である。
As a silane coupling agent to be blended in the surface treatment composition, vinyl methoxy silane, vinyl ethoxy silane, vinyl trichloro silane, vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, β- (3,4 epoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β ( Aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxy Run, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, p-styryltri Methoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N- (vinylbenzylamine) -β-aminoethyl-γ-amino B pills trimethoxysilane, etc. can be mentioned, these silane coupling agents may be used alone or in admixture of two or more kinds of them. Among the silane coupling agents, a silane coupling agent having a glycidyl group as a reactive functional group is particularly preferable.
The adhesion amount of the silane coupling agent in the surface treatment film is 0.1 to 180 mg / m 2 in terms of Si. When the adhesion amount is less than 0.1 mg / m 2 , the effect of blending the silane coupling agent is not sufficient. On the other hand, if the adhesion amount is 180 mg / m 2 or less, the silane coupling agent is not saturated and the corrosion resistance can be maintained. From such a viewpoint, the more preferable adhesion amount is 0.5 to 140 mg / m 2 , and particularly preferably 1 to 90 mg / m 2 .
表面処理組成物に配合する、Al、Mg、Mn(Al化合物、Mg化合物、Mn化合物)の中から選ばれる1種以上の金属化合物については、皮膜中に存在する形態は特に限定されず、金属として、或いは酸化物、水酸化物、水和酸化物、リン酸化合物、フッ化物、配位化合物などの化合物若しくは複合化合物として存在してもよい。これらの化合物、水酸化物、水和酸化物、リン酸化合物、配位化合物などのイオン性、溶解度などについても特に限定されない。皮膜中に金属化合物を導入する方法としては、Mg、Mn、Alのリン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、フッ化物、塩化物などとして(これらの1種を単独でまたは2種以上を混合して)表面処理組成物に含有させればよい。
表面処理皮膜中での上記金属化合物の付着量は、Mg,MnおよびAl換算の合計で1.0〜400mg/m2とする。付着量が1.0mg/m2未満では、上記金属化合物を配合することによる効果が十分でない。一方、付着量が400mg/m2以下あれば、良好な耐食性、皮膜外観を維持することができる。このような観点から、さらに好ましい付着量は5〜300mg/m2、特に好ましくは10〜200mg/m2である。
Regarding one or more metal compounds selected from Al, Mg, Mn (Al compound, Mg compound, Mn compound) to be blended in the surface treatment composition, the form existing in the film is not particularly limited, and metal Or a compound such as an oxide, hydroxide, hydrated oxide, phosphoric acid compound, fluoride, or coordination compound, or a composite compound. There is no particular limitation on the ionicity and solubility of these compounds, hydroxides, hydrated oxides, phosphate compounds, coordination compounds, and the like. As a method for introducing a metal compound into the film, Mg, Mn, Al phosphates, sulfates, nitrates, fluorides, chlorides, etc. (one of these may be used alone or two or more may be mixed) ) What is necessary is just to make it contain in a surface treatment composition.
The adhesion amount of the metal compound in the surface treatment film is 1.0 to 400 mg / m 2 in total in terms of Mg, Mn and Al. When the adhesion amount is less than 1.0 mg / m 2 , the effect of blending the metal compound is not sufficient. On the other hand, if the adhesion amount is 400 mg / m 2 or less, good corrosion resistance and coating appearance can be maintained. From such a viewpoint, the more preferable adhesion amount is 5 to 300 mg / m 2 , and particularly preferably 10 to 200 mg / m 2 .
4価のバナジウム化合物と、リン酸化合物と、シランカップリング剤と、Al、Mg、Mnの中から選ばれる1種以上の金属化合物とを含有した表面処理組成物による皮膜をめっき鋼板の表面に形成することにより、耐食性を高められる理由は必ずしも明らかではないが、以下の機構によるものであると推定される。
バナジウム化合物の中で一般的な5価のバナジウム化合物は、その酸化作用のためにバナジウム化合物自身は還元され、酸化物や水酸化物などとしての皮膜がめっき層の表面に形成される。そして、形成される皮膜は、皮膜形成時における局部的なpHの上昇度の違い(バナジウム化合物還元時の水素イオン消費による局部的なpH上昇度の違い)によって2、3、4価の化合物が混在すると考えられる。すなわち、pHによって安定に存在する還元物の形態が異なり、2、3、4価のバナジウム化合物皮膜を形成する。しかしながら、形成された2、3、4価が混在するバナジウム化合物皮膜の中には、腐食を抑制する十分なバリア効果を発揮できないものも存在し、その部分が腐食の起点となってしまう。一方、本発明で用いる4価のバナジウム化合物は5価のバナジウム化合物と異なり、酸化作用がないため、2、3価のバナジウム化合物は形成されにくく、皮膜のほとんどが4価のバナジウム化合物で形成される。4価の化合物が十分なバリア効果をもつ理由は、4価のバナジル(IV)イオン:VO2 +や、その錯イオン(例えば、[VO(SO4)2]2−)が、他に比べて特に緻密な皮膜をめっき表面に形成するためであると推測される。
The surface of the plated steel sheet is coated with a surface treatment composition containing a tetravalent vanadium compound, a phosphate compound, a silane coupling agent, and one or more metal compounds selected from Al, Mg, and Mn. The reason why the corrosion resistance can be improved by forming is not necessarily clear, but is presumed to be due to the following mechanism.
Among the vanadium compounds, a general pentavalent vanadium compound is reduced by its oxidation action, and a film such as an oxide or hydroxide is formed on the surface of the plating layer. The formed film is composed of 2, 3, and tetravalent compounds depending on the difference in local pH increase during film formation (difference in local pH increase due to hydrogen ion consumption during vanadium compound reduction). It is considered to be mixed. That is, the form of the reduced product stably present varies depending on the pH, and forms a bivalent, trivalent and tetravalent vanadium compound film. However, some of the formed vanadium compound films in which 2, 3, and 4 valences are mixed cannot exhibit a sufficient barrier effect to suppress corrosion, and that portion becomes a starting point of corrosion. On the other hand, unlike the pentavalent vanadium compound, the tetravalent vanadium compound used in the present invention has no oxidizing action, so that the divalent or trivalent vanadium compound is hardly formed, and most of the film is formed of the tetravalent vanadium compound. The The reason why the tetravalent compound has a sufficient barrier effect is that the tetravalent vanadyl (IV) ion: VO 2 + and its complex ion (for example, [VO (SO 4 ) 2 ] 2− ) This is presumably for forming a particularly dense film on the plating surface.
また、本発明ではリン酸化合物を4価のバナジウム化合物と複合添加することによって、飛躍的に耐食性を向上させることができる。その理由は、以下のように考えられる。リン酸化合物を含有する処理液(表面処理組成物)による耐食性の向上効果は、めっき鋼板の表面状態に関わりなく得られることからして、リン酸化合物を含有する処理液とめっき金属との界面反応、つまりめっき表面のエッチング反応が増加することに起因しているもの考えられる。そして、このエッチング反応によって活性化されためっき層の表面に、バナジウムおよびリンを含有した界面反応層が形成され、めっき金属と強固に密着した皮膜を形成する。その結果、湿潤環境下においても防錆成分が溶出しにくくバリア効果を維持できるため、優れた耐食性を発揮できると考えられる。 In the present invention, the corrosion resistance can be drastically improved by adding a phosphate compound in combination with a tetravalent vanadium compound. The reason is considered as follows. Since the effect of improving the corrosion resistance by the treatment liquid (surface treatment composition) containing the phosphoric acid compound can be obtained regardless of the surface state of the plated steel sheet, the interface between the treatment liquid containing the phosphoric acid compound and the plating metal This is considered to be caused by an increase in the reaction, that is, the etching reaction on the plating surface. Then, an interfacial reaction layer containing vanadium and phosphorus is formed on the surface of the plating layer activated by this etching reaction to form a film that is firmly adhered to the plating metal. As a result, it is considered that excellent corrosion resistance can be exhibited because the rust preventive component is hardly eluted even in a humid environment and the barrier effect can be maintained.
さらに、本発明では、シランカップリング剤と特定の酸成分を複合添加することにより、表面処理組成物に含まれる酸成分がめっき皮膜表面をエッチングによって活性化し、シランカップリング剤がこの活性化されためっき金属と化学結合することで、めっき金属と表面処理皮膜との間で極めて優れた密着性が得られるものと考えられる。つまり、シランカップリング剤を単独添加した場合に比べ、めっき金属と皮膜形成樹脂(上層皮膜中の有機樹脂)との密着性が格段に高められ、この結果、腐食因子に対するバリア性が高まり、優れた耐食性が得られるものと考えられる。さらに、反応性官能基としてグリシジル基を有するシランカップリング剤を用いることで、シラノール基とグリシジル基との分子間付加反応により、より緻密な皮膜が形成され、特に優れた耐食性が得られるものと考えられる。
また、Al、Mg、Mnの中から選ばれる1種以上の金属化合物を添加することで、上記のような高度なバリア効果に加えて、優れた自己補修効果を有する。これは、皮膜に欠陥が生じた場合に、カソード反応によってOHイオンが生成して界面がアルカリ性になることにより金属化合物がMe(OH)2として沈殿し、緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖し、腐食反応を抑制するためである。
本発明における表面処理皮膜は、以上述べたような4成分の相互作用によって得られる防錆効果が複合化することにより、非常に高度な耐食性を発揮するものと考えられる。
Furthermore, in the present invention, by adding a silane coupling agent and a specific acid component in combination, the acid component contained in the surface treatment composition activates the plating film surface by etching, and the silane coupling agent is activated. It is considered that extremely excellent adhesion can be obtained between the plated metal and the surface treatment film by chemically bonding with the plated metal. In other words, compared with the case where a silane coupling agent is added alone, the adhesion between the plating metal and the film-forming resin ( the organic resin in the upper layer film) is significantly improved. Corrosion resistance is considered to be obtained. Furthermore, by using a silane coupling agent having a glycidyl group as a reactive functional group, a denser film is formed by an intermolecular addition reaction between a silanol group and a glycidyl group, and particularly excellent corrosion resistance is obtained. Conceivable.
Further, by adding one or more metal compounds selected from Al, Mg, and Mn, in addition to the above-described advanced barrier effect, an excellent self-repair effect is obtained. This is because when a defect occurs in the film, OH ions are generated by the cathode reaction and the interface becomes alkaline, so that the metal compound is precipitated as Me (OH) 2 and the defect is formed as a dense and poorly soluble product. This is to block and suppress the corrosion reaction.
The surface-treated film in the present invention is considered to exhibit very high corrosion resistance by combining the antirust effect obtained by the interaction of the four components as described above.
本発明における表面処理皮膜の加熱乾燥後の皮膜厚は0.01〜1.0μm、好ましくは0.1〜0.8μmとする。乾燥膜厚が0.01μm以上では十分な耐食性が得られ、一方、1.0μm以下であれば導電性や加工性を十分維持することができる。また、このような皮膜厚において、さきに述べたように各構成成分の付着量が、4価の価数を有するバナジウム化合物:V換算で0.1〜200mg/m2、リン酸化合物:P換算で0.1〜200mg/m2、シランカップリング剤:Si換算で0.1〜180mg/m2、Al,Mg,Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物:Al,Mg及びMn換算の合計で1.0〜400mg/m2、を満足することが必要である。 The film thickness of the surface-treated film in the present invention after heating and drying is 0.01 to 1.0 μm, preferably 0.1 to 0.8 μm. When the dry film thickness is 0.01 μm or more, sufficient corrosion resistance is obtained, and when it is 1.0 μm or less, the conductivity and workability can be sufficiently maintained. In such a film thickness, as described above, the adhesion amount of each constituent component is a vanadium compound having a tetravalent valence: 0.1 to 200 mg / m 2 in terms of V, phosphate compound: P 0.1 to 200 mg / m 2 in terms of conversion, silane coupling agent: 0.1 to 180 mg / m 2 in terms of Si, at least one metal compound selected from Al, Mg and Mn: Al, Mg and Mn It is necessary to satisfy 1.0 to 400 mg / m 2 in total in terms of conversion.
また、表面処理組成物中には、耐食性をさらに向上させるために、酸化物微粒子(例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アンチモンなど)、リン酸塩(例えば、リン酸亜鉛、リン酸二水素アルミニウム、亜リン酸亜鉛など)、モリブデン酸塩、リンモリブデン酸塩(例えば、リンモリブデン酸アルミニウムなど)、バナジン酸塩、フッ化物(例えば、フッ化ジルコニウム、フッ化チタン、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、ヘキサフルオロジルコン酸、ヘキサフルオロチタン酸など)、有機リン酸およびその塩(例えば、フィチン酸、フィチン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、アルカリ金属塩など)、有機インヒビター(例えば、ヒドラジン誘導体、チオール化合物、ジチオカルバミン酸塩など)、有機化合物(例えば、ポリエチレングリコールなど)などの中から選ばれる1種以上の化合物をさらに添加してもよい。 Further, in the surface treatment composition, in order to further improve the corrosion resistance, oxide fine particles (for example, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, cerium oxide, antimony oxide, etc.), phosphate (for example, Zinc phosphate, aluminum dihydrogen phosphate, zinc phosphite, etc.), molybdate, phosphomolybdate (eg, aluminum phosphomolybdate), vanadate, fluoride (eg, zirconium fluoride, fluoride) Titanium, aluminum fluoride, magnesium fluoride, hexafluorozirconic acid, hexafluorotitanic acid, etc.), organic phosphoric acid and its salts (for example, phytic acid, phytate, phosphonic acid, phosphonate and their metal salts, Alkali metal salts), organic inhibitors (eg hydrazine derivatives, Lumpur compounds, such as dithiocarbamate) organic compound (e.g., polyethylene glycol) one or more compounds may be further added selected from among such.
上記添加剤の配合量は、表面処理組成物中の無機固形分100質量部に対して、固形分の割合で1〜200質量部、好ましくは1〜100質量部とするのが適当である。添加剤の配合量が1質量部以上であれば耐食性向上効果が十分に得られ、一方、200質量部以下であれば良好な皮膜外観を維持し、耐食性も低下しない。
また、表面処理組成物中にはその他の添加剤として、有機着色顔料(例えば、縮合多環系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料など)、着色染料(例えば、有機溶剤アゾ系染料、水溶性アゾ系金属染料など)、無機顔料(例えば、酸化チタンなど)、キレート剤(例えば、チオールなど)、導電性顔料(例えば、亜鉛、アルミニウム、ニッケルなどの金属粉末、リン化鉄、アンチモンドープ型酸化錫など)、メラミン・シアヌル酸付加物などを添加することもできる。
The amount of the additive is 1 to 200 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the inorganic solid in the surface treatment composition. If the compounding amount of the additive is 1 part by mass or more, the effect of improving the corrosion resistance is sufficiently obtained. On the other hand, if it is 200 parts by mass or less, a good film appearance is maintained and the corrosion resistance is not lowered.
Further, in the surface treatment composition, as other additives, organic coloring pigments (for example, condensed polycyclic organic pigments, phthalocyanine organic pigments, etc.), coloring dyes (for example, organic solvent azo dyes, water-soluble azo dyes) Metal dyes, etc.), inorganic pigments (eg, titanium oxide, etc.), chelating agents (eg, thiols, etc.), conductive pigments (eg, metal powders such as zinc, aluminum, nickel, etc., iron phosphide, antimony-doped tin oxide, etc.) ), Melamine / cyanuric acid adducts and the like can also be added.
次に、上記表面処理皮膜の上部に第二層皮膜として形成される上層皮膜(有機皮膜)およびこの皮膜形成用の塗料組成物について説明する。
この上層皮膜は、樹脂組成物の主成分が、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物からなる塗料組成物を塗布し、乾燥することにより形成された皮膜厚が0.5〜2.0μmの皮膜である。この上層皮膜もクロムを全く含まない。
Next, an upper layer film (organic film) formed as a second layer film on the surface treatment film and a coating composition for forming this film will be described.
This upper layer film is a reaction product of the active ingredient-containing compound (B) in which the main component of the resin composition is a film-forming organic resin (A) and a hydrazine derivative (C) in which some or all of the compounds have active hydrogen. It is a film having a film thickness of 0.5 to 2.0 μm formed by applying a coating composition composed of a product and drying. This upper layer film also contains no chromium.
皮膜形成有機樹脂(A)の種類としては、一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)と反応して、皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物(B)が付加、縮合などの反応により結合でき、且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はない。この皮膜形成有機樹脂(A)としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル系共重合体樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹脂、およびこれらの樹脂の付加物または縮合物などを挙げることができ、これらのうちの1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 As the kind of the film-forming organic resin (A), a part or all of the compounds react with the active hydrogen-containing compound (B) made of the hydrazine derivative (C) having active hydrogen, so that the film-forming organic resin contains active hydrogen. There is no particular limitation as long as the compound (B) can be bonded by a reaction such as addition or condensation and can form a film appropriately. Examples of the film-forming organic resin (A) include epoxy resins, modified epoxy resins, polyurethane resins, polyester resins, alkyd resins, acrylic copolymer resins, polybutadiene resins, phenol resins, and adducts of these resins or A condensate etc. can be mentioned, One of these can be used individually or in mixture of 2 or more types.
また、皮膜形成有機樹脂(A)としては、反応性、反応の容易さ、防食性などの点から、樹脂中にエポキシ基を含有するエポキシ基含有樹脂(D)が特に好ましい。このエポキシ基含有樹脂(D)としては、一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)と反応して、皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物(B)が付加、縮合などの反応により結合でき、且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はなく、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、エポキシ基含有モノマーと共重合したアクリル系共重合体樹脂、エポキシ基を有するポリブタジエン樹脂、エポキシ基を有するポリウレタン樹脂、およびこれらの樹脂の付加物若しくは縮合物などが挙げられ、これらのエポキシ基含有樹脂の1種を単独でまたは2種以上混合して用いることができる。 The film-forming organic resin (A) is particularly preferably an epoxy group-containing resin (D) containing an epoxy group in the resin from the viewpoints of reactivity, easiness of reaction, anticorrosion, and the like. As the epoxy group-containing resin (D), a part or all of the compounds react with the active hydrogen-containing compound (B) composed of the hydrazine derivative (C) having active hydrogen to form an active hydrogen-containing compound in the film-forming organic resin. There is no special limitation as long as (B) is a resin that can be bonded by a reaction such as addition or condensation and can form a film appropriately. For example, an acrylic resin copolymerized with an epoxy resin, a modified epoxy resin, or an epoxy group-containing monomer. Examples thereof include copolymer resins, polybutadiene resins having an epoxy group, polyurethane resins having an epoxy group, and adducts or condensates of these resins. One of these epoxy group-containing resins may be used alone or in combination of two or more. It can be used by mixing.
また、これらのエポキシ基含有樹脂(D)の中でも、めっき表面との密着性、耐食性の点からエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂が特に好適である。またその中でも、酸素などの腐食因子に対して優れた遮断性を有する熱硬化性のエポキシ樹脂や変性エポキシ樹脂が最適であり、とりわけ高度な導電性及びスポット溶接性を得るために皮膜の付着量を低レベルにする場合には特に有利である。 Of these epoxy group-containing resins (D), epoxy resins and modified epoxy resins are particularly preferred from the viewpoints of adhesion to the plating surface and corrosion resistance. Among them, thermosetting epoxy resins and modified epoxy resins that have excellent barrier properties against corrosion factors such as oxygen are the most suitable, and in particular, the coating amount to obtain high conductivity and spot weldability. It is particularly advantageous when the level is low.
前記エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボラック型フェノールなどのポリフェノール類とエピクロルヒドリンなどのエピハロヒドリンとを反応させてグリシジル基を導入してなるか、若しくはこのグリシジル基導入反応生成物にさらにポリフェノール類を反応させて分子量を増大させてなる芳香族エポキシ樹脂、さらには脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。これらのエポキシ樹脂は、特に低温での皮膜形成性を必要とする場合には、数平均分子量が1500以上であることが好適である。 The epoxy resin may be formed by reacting a polyphenol such as bisphenol A, bisphenol F, or novolac type phenol with an epihalohydrin such as epichlorohydrin to introduce a glycidyl group, or further adding a polyphenol to the glycidyl group introduction reaction product. An aromatic epoxy resin obtained by reacting with an aromatic epoxy resin, an aliphatic epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, and the like. These may be used alone or in admixture of two or more. Can do. These epoxy resins preferably have a number average molecular weight of 1500 or more, particularly when film formation at low temperatures is required.
前記変性エポキシ樹脂としては、前記エポキシ樹脂中のエポキシ基または水酸基に各種変性剤を反応させた樹脂を挙げることができ、例えば、乾性油脂肪酸を反応させたエポキシエステル樹脂、アクリル酸またはメタクリル酸などを含有する重合性不飽和モノマー成分で変性したエポキシアクリレート樹脂、イソシアネート化合物を反応させたウレタン変性エポキシ樹脂などを例示できる。
前記エポキシ基含有モノマーと共重合したアクリル系共重合体樹脂としては、エポキシ基を有する不飽和モノマーとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを必須とする重合性不飽和モノマー成分とを、溶液重合法、エマルション重合法または懸濁重合法などによって合成した樹脂を挙げることができる。
Examples of the modified epoxy resin include a resin obtained by reacting various modifiers with an epoxy group or a hydroxyl group in the epoxy resin, such as an epoxy ester resin, acrylic acid or methacrylic acid obtained by reacting a dry oil fatty acid. An epoxy acrylate resin modified with a polymerizable unsaturated monomer component containing styrene, a urethane-modified epoxy resin reacted with an isocyanate compound, and the like can be exemplified.
As the acrylic copolymer resin copolymerized with the epoxy group-containing monomer, an unsaturated monomer having an epoxy group and a polymerizable unsaturated monomer component essentially comprising an acrylic ester or a methacrylic ester, a solution polymerization method, Examples thereof include resins synthesized by an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method.
前記重合性不飽和モノマー成分としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−,iso−若しくはtert−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸のC1〜24アルキルエステル;アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、ビニルトルエン、アクリルアミド、アクリロニトリル、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドのC1〜4アルキルエーテル化物;N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレートなどを挙げることができる。
また、エポキシ基を有する不飽和モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなど、エポキシ基と重合性不飽和基を持つものであれば特別な制約はない。
また、このエポキシ基含有モノマーと共重合したアクリル系共重合体樹脂は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などによって変性させた樹脂とすることもできる。
Examples of the polymerizable unsaturated monomer component include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-, iso- or tert-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, C1-24 alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate; acrylic acid, methacrylic acid, styrene, vinyltoluene, acrylamide, acrylonitrile, N- Examples thereof include methylol (meth) acrylamide, C1-4 alkyl etherified product of N-methylol (meth) acrylamide; N, N-diethylaminoethyl methacrylate and the like.
The unsaturated monomer having an epoxy group is not particularly limited as long as it has an epoxy group and a polymerizable unsaturated group, such as glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, and 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate. .
The acrylic copolymer resin copolymerized with the epoxy group-containing monomer may be a resin modified with a polyester resin, an epoxy resin, a phenol resin, or the like.
前記エポキシ樹脂として特に好ましいのは、ビスフェノールAとエピハロヒドリンとの反応生成物である下式に示される化学構造を有する樹脂であり、このエポキシ樹脂は特に耐食性に優れているため好ましい。
なお、皮膜形成有機樹脂(A)は、有機溶剤溶解型、有機溶剤分散型、水溶解型、水分散型のいずれであってもよい。
Particularly preferable as the epoxy resin is a resin having a chemical structure represented by the following formula, which is a reaction product of bisphenol A and epihalohydrin, and this epoxy resin is particularly preferable because of its excellent corrosion resistance.
The film-forming organic resin (A) may be any of an organic solvent dissolution type, an organic solvent dispersion type, a water dissolution type, and a water dispersion type.
本発明では皮膜形成有機樹脂(A)の分子中にヒドラジン誘導体を付与することを狙いとしており、このため活性水素含有化合物(B)の少なくとも一部(好ましくは全部)は、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)であることが必要である。
皮膜形成有機樹脂(A)がエポキシ基含有樹脂である場合、そのエポキシ基と反応する活性水素含有化合物(B)として例えば以下に示すようなものを例示でき、これらの1種または2種以上を使用できるが、この場合も活性水素含有化合物(B)の少なくとも一部(好ましくは全部)は、活性水素を有するヒドラジン誘導体であることが必要である。
・活性水素を有するヒドラジン誘導体
・活性水素を有する第1級または第2級のアミン化合物
・アンモニア、カルボン酸などの有機酸
・塩化水素などのハロゲン化水素
・アルコール類、チオール類
・活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第3級アミンと酸との混合物である4級塩化剤
The present invention aims to provide a hydrazine derivative in the molecule of the film-forming organic resin (A). Therefore, at least part (preferably all) of the active hydrogen-containing compound (B) is hydrazine having active hydrogen. It must be a derivative (C).
In the case where the film-forming organic resin (A) is an epoxy group-containing resin, examples of the active hydrogen-containing compound (B) that reacts with the epoxy group include those shown below. In this case as well, at least a part (preferably all) of the active hydrogen-containing compound (B) needs to be a hydrazine derivative having active hydrogen.
・ Hydrazine derivatives with active hydrogen ・ Primary or secondary amine compounds with active hydrogen ・ Organic acids such as ammonia and carboxylic acids ・ Halogen halides such as hydrogen chloride ・ Alcohols and thiols ・ Having active hydrogen Quaternary chlorinating agent which is a mixture of hydrazine derivative or tertiary amine and acid
前記活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
(1)カルボヒドラジド、プロピオン酸ヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、チオカルボヒドラジド、4,4′−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ベンゾフェノンヒドラゾン、アミノポリアクリルアミドなどのヒドラジド化合物;
(2)ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチル−5−ピラゾロン、3−アミノ−5−メチルピラゾールなどのピラゾール化合物;
(3)1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、5−アミノ−3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、2,3−ジヒドロ−3−オキソ−1,2,4−トリアゾール、1H−ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(1水和物)、6−メチル−8−ヒドロキシトリアゾロピリダジン、6−フェニル−8−ヒドロキシトリアゾロピリダジン、5−ヒドロキシ−7−メチル−1,3,8−トリアザインドリジンなどのトリアゾール化合物;
Examples of the hydrazine derivative (C) having active hydrogen include the following.
(1) Carbohydrazide, propionic acid hydrazide, salicylic acid hydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, dodecanoic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, thiocarbohydrazide, 4,4'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide, benzophenone hydrazone, aminopolyacrylamide Hydrazide compounds such as;
(2) pyrazole compounds such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methyl-5-pyrazolone, 3-amino-5-methylpyrazole;
(3) 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, 3-mercapto-1,2,4-triazole, 5-amino -3-mercapto-1,2,4-triazole, 2,3-dihydro-3-oxo-1,2,4-triazole, 1H-benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole (monohydrate), 6- Triazole compounds such as methyl-8-hydroxytriazolopyridazine, 6-phenyl-8-hydroxytriazolopyridazine, 5-hydroxy-7-methyl-1,3,8-triazaindolizine;
(4)5−フェニル−1,2,3,4−テトラゾール、5−メルカプト−1−フェニル−1,2,3,4−テトラゾールなどのテトラゾール化合物;
(5)5−アミノ−2−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールなどのチアジアゾール化合物;
(6)マレイン酸ヒドラジド、6−メチル−3−ピリダゾン、4,5−ジクロロ−3−ピリダゾン、4,5−ジブロモ−3−ピリダゾン、6−メチル−4,5−ジヒドロ−3−ピリダゾンなどのピリダジン化合物
また、これらのなかでも、5員環または6員環の環状構造を有し、環状構造中に窒素原子を有するピラゾール化合物、トリアゾール化合物が特に好適である。
これらのヒドラジン誘導体は1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
(4) tetrazole compounds such as 5-phenyl-1,2,3,4-tetrazole and 5-mercapto-1-phenyl-1,2,3,4-tetrazole;
(5) thiadiazole compounds such as 5-amino-2-mercapto-1,3,4-thiadiazole and 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole;
(6) Maleic hydrazide, 6-methyl-3-pyridazone, 4,5-dichloro-3-pyridazone, 4,5-dibromo-3-pyridazone, 6-methyl-4,5-dihydro-3-pyridazone, etc. Pyridazine compounds Among these, pyrazole compounds and triazole compounds having a 5-membered or 6-membered ring structure and having a nitrogen atom in the ring structure are particularly suitable.
These hydrazine derivatives can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
活性水素含有化合物(B)の一部として使用できる上記活性水素を有するアミン化合物の代表例としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
(a)ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミンなどの1個の2級アミノ基と1個以上の1級アミノ基を含有するアミン化合物の1級アミノ基を、ケトン、アルデヒド若しくはカルボン酸と例えば100〜230℃程度の温度で加熱反応させてアルジミン、ケチミン、オキサゾリン若しくはイミダゾリンに変性した化合物;
(b)ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ−n−または−iso−プロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミンなどの第2級モノアミン;
(c)モノエタノールアミンのようなモノアルカノールアミンとジアルキル(メタ)アクリルアミドとをミカエル付加反応により付加させて得られた第2級アミン含有化合物;
(d)モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノール、2−ヒドロキシ−2′(アミノプロポキシ)エチルエーテルなどのアルカノールアミンの1級アミノ基をケチミンに変性した化合物;
Typical examples of the amine compound having active hydrogen that can be used as part of the active hydrogen-containing compound (B) include the following.
(A) a primary amino group of an amine compound containing one secondary amino group and one or more primary amino groups, such as diethylenetriamine, hydroxyethylaminoethylamine, ethylaminoethylamine, and methylaminopropylamine; A compound modified with aldimine, ketimine, oxazoline or imidazoline by heat reaction with aldehyde or carboxylic acid at a temperature of about 100 to 230 ° C., for example;
(B) secondary monoamines such as diethylamine, diethanolamine, di-n- or -iso-propanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine;
(C) a secondary amine-containing compound obtained by adding a monoalkanolamine such as monoethanolamine and a dialkyl (meth) acrylamide by a Michael addition reaction;
(D) a compound obtained by modifying a primary amino group of an alkanolamine such as monoethanolamine, neopentanolamine, 2-aminopropanol, 3-aminopropanol, 2-hydroxy-2 '(aminopropoxy) ethyl ether to ketimine;
活性水素含有化合物(B)の一部として使用できる前記4級塩化剤は、活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第3級アミンはそれ自体ではエポキシ基と反応性を有しないので、これらをエポキシ基と反応可能とするために酸との混合物としたものである。4級塩化剤は、必要に応じて水の存在下でエポキシ基と反応し、エポキシ基含有樹脂と4級塩を形成する。
4級塩化剤を得るために使用される酸は、酢酸、乳酸などの有機酸、塩酸などの無機酸のいずれでもよい。また、4級塩化剤を得るために使用される活性水素を有しないヒドラジン誘導体としては、例えば3,6−ジクロロピリダジンなどを、また、第3級アミンとしては、例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミンなどを挙げることができる。
The quaternary chlorinating agent that can be used as a part of the active hydrogen-containing compound (B) is a hydrazine derivative or a tertiary amine that does not have active hydrogen and is not reactive with an epoxy group by itself. In order to be able to react with the acid. The quaternary chlorinating agent reacts with an epoxy group in the presence of water as necessary to form a quaternary salt with the epoxy group-containing resin.
The acid used to obtain the quaternary chlorinating agent may be any of organic acids such as acetic acid and lactic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid. Examples of the hydrazine derivative having no active hydrogen used for obtaining a quaternary chlorinating agent include 3,6-dichloropyridazine, and examples of the tertiary amine include dimethylethanolamine, triethylamine, Examples include trimethylamine, triisopropylamine, and methyldiethanolamine.
皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物は、皮膜形成有機樹脂(A)と活性水素含有化合物(B)とを10〜300℃、好ましくは50〜150℃で約1〜8時間程度反応させて得られる。
この反応は有機溶剤を加えて行ってもよく、使用する有機溶剤の種類は特に限定されない。例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;エタノール、ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどの水酸基を含有するアルコール類やエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのエステル類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などを例示でき、これらの1種または2種以上を使用することができる。また、これらのなかでエポキシ樹脂との溶解性、塗膜形成性などの面からは、ケトン系またはエーテル系の溶剤が特に好ましい。
The reaction product of the film-forming organic resin (A) and the active hydrogen-containing compound (B) composed of a hydrazine derivative (C) in which a part or all of the compounds have active hydrogen is the film-forming organic resin (A) and active hydrogen. It is obtained by reacting the containing compound (B) at 10 to 300 ° C., preferably 50 to 150 ° C. for about 1 to 8 hours.
This reaction may be performed by adding an organic solvent, and the type of the organic solvent to be used is not particularly limited. For example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dibutyl ketone, cyclohexanone; ethanol, butanol, 2-ethylhexyl alcohol, benzyl alcohol, ethylene glycol, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether , Propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether and other alcohols and ethers containing hydroxyl groups; ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate and other esters; toluene, xylene Aromatic hydrocarbons such as Illustration can, it is possible to use one or more of these. Of these, ketone-based or ether-based solvents are particularly preferred from the standpoints of solubility with an epoxy resin and film-forming properties.
皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との配合比率は、固形分の割合で皮膜形成有機樹脂(A)100質量部に対して、活性水素含有化合物(B)を0.5〜20質量部、特に好ましくは1.0〜10質量部とするのが望ましい。
また、皮膜形成有機樹脂(A)がエポキシ基含有樹脂(D)である場合には、エポキシ基含有樹脂(D)と活性水素含有化合物(B)との配合比率は、活性水素含有化合物(B)の活性水素基の数とエポキシ基含有樹脂(D)のエポキシ基の数との比率[活性水素基数/エポキシ基数]が0.01〜10、より好ましくは0.1〜8、さらに好ましくは0.2〜4とすることが耐食性などの点から適当である。
The blending ratio between the film-forming organic resin (A) and the active hydrogen-containing compound (B) composed of a hydrazine derivative (C) in which some or all of the compounds have active hydrogen is a solid content ratio. ) The active hydrogen-containing compound (B) is preferably 0.5 to 20 parts by mass, particularly preferably 1.0 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
When the film-forming organic resin (A) is an epoxy group-containing resin (D), the blending ratio of the epoxy group-containing resin (D) and the active hydrogen-containing compound (B) is the active hydrogen-containing compound (B ) And the number of epoxy groups in the epoxy group-containing resin (D) [number of active hydrogen groups / number of epoxy groups] is 0.01 to 10, more preferably 0.1 to 8, and still more preferably. It is appropriate to set it to 0.2-4 from points, such as corrosion resistance.
また、活性水素含有化合物(B)中における活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)の割合は10〜100モル%、より好ましくは30〜100モル%、さら好ましくは40〜100モル%とすることが適当である。活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)の割合が10モル%未満では有機皮膜に十分な防錆機能を付与することができず、得られる防錆効果は皮膜形成有機樹脂とヒドラジン誘導体を単に混合して使用した場合と大差なくなる。 The proportion of the hydrazine derivative (C) having active hydrogen in the active hydrogen-containing compound (B) is 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%, and still more preferably 40 to 100 mol%. Is appropriate. If the ratio of the hydrazine derivative (C) having active hydrogen is less than 10 mol%, the organic film cannot be provided with a sufficient rust prevention function, and the resulting rust prevention effect is obtained by simply mixing the film-forming organic resin and the hydrazine derivative. It is no different from the case of using it.
本発明では緻密なバリア皮膜を形成するために、樹脂組成物中に硬化剤を配合し、有機皮膜(上層皮膜)を加熱硬化させることが望ましい。
樹脂組成物皮膜を形成する場合の硬化方法としては、(1)イソシアネートと基体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を利用する硬化方法、(2)メラミン、尿素およびベンゾグアナミンの中から選ばれた1種以上にホルムアルデヒドを反応させてなるメチロール化合物の一部若しくは全部に炭素数1〜5の1価アルコールを反応させてなるアルキルエーテル化アミノ樹脂と基体樹脂中の水酸基との間のエーテル化反応を利用する硬化方法、が適当であるが、このうちイソシアネートと基体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を主反応とすることが特に好適である。
In the present invention, in order to form a dense barrier film, it is desirable to mix a curing agent in the resin composition and heat cure the organic film (upper layer film).
As a curing method for forming a resin composition film, (1) a curing method using a urethanization reaction between an isocyanate and a hydroxyl group in a base resin, and (2) 1 selected from melamine, urea and benzoguanamine An etherification reaction between an alkyl etherified amino resin obtained by reacting a monohydric alcohol having 1 to 5 carbon atoms with a part or all of a methylol compound obtained by reacting formaldehyde with a seed or more and a hydroxyl group in a base resin. The curing method to be used is suitable, and among these, it is particularly preferable to use a urethanization reaction between isocyanate and a hydroxyl group in the base resin as a main reaction.
上記(1)の硬化方法で用いるポリイソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する脂肪族、脂環族(複素環を含む)または芳香族イソシアネート化合物、若しくはそれらの化合物を多価アルコールで部分反応させた化合物である。このようなポリイソシアネート化合物としては、例えば以下のものが例示できる。
(i)m−またはp−フェニレンジイソシアネート、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート、o−またはp−キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート
(ii)上記(i)の化合物単独またはそれらの混合物と多価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコールなどの2価アルコール類;グリセリン、トリメチロールプロパンなどの3価アルコール;ペンタエリスリトールなどの4価アルコール;ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどの6価アルコールなど)との反応生成物であって、1分子中に少なくとも2個のイソシアネートが残存する化合物
これらのポリイソシアネート化合物は、1種を単独でまたは2種以上を混合して使用できる。
The polyisocyanate compound used in the curing method (1) above is composed of an aliphatic, alicyclic (including heterocyclic) or aromatic isocyanate compound having at least two isocyanate groups in one molecule, or many of these compounds. It is a compound that has been partially reacted with a monohydric alcohol. Examples of such polyisocyanate compounds include the following.
(I) m- or p-phenylene diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, o- or p-xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, isophorone diisocyanate (ii) above (i) Or a mixture thereof and a polyhydric alcohol (dihydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol; trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; tetrahydric alcohols such as pentaerythritol; sorbitol, dipentaerythritol, etc. A compound of at least two isocyanates in one molecule. These polyisocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more. It can be.
また、ポリイソシアネート化合物の保護剤(ブロック剤)としては、例えば、
(1)メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクチルアルコールなどの脂肪族モノアルコール類
(2)エチレングリコールおよび/またはジエチレングリコールのモノエーテル類、例えば、メチル、エチル、プロピル(n−,iso)、ブチル(n−,iso,sec)などのモノエーテル
(3)フェノール、クレゾールなどの芳香族アルコール
(4)アセトオキシム、メチルエチルケトンオキシムなどのオキシム
などが使用でき、これらの1種または2種以上と前記ポリイソシアネート化合物とを反応させることにより、少なくとも常温下で安定に保護されたポリイソシアネート化合物を得ることができる。
Moreover, as a protective agent (blocking agent) of a polyisocyanate compound, for example,
(1) Aliphatic monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, octyl alcohol (2) Ethylene glycol and / or diethylene glycol monoethers such as methyl, ethyl, propyl (n-, iso), butyl ( n-, iso, sec) monoethers (3) phenols, aromatic alcohols such as cresol (4) oximes such as acetooxime, methyl ethyl ketone oxime, etc., and one or more of these and the polyisocyanate By reacting with the compound, a polyisocyanate compound that is stably protected at least at room temperature can be obtained.
このようなポリイソシアネート化合物(E)は、硬化剤として皮膜形成有機樹脂(A)に対し、(A)/(E)=95/5〜55/45(不揮発分の重量比)、好ましくは(A)/(E)=90/10〜65/35の割合で配合するのが適当である。ポリイソシアネート化合物には吸水性があり、これを(A)/(E)=55/45を超えて配合すると上層皮膜の密着性を劣化させてしまう。さらに、上層皮膜上に上塗り塗装を行った場合、未反応のポリイソシアネート化合物が塗膜中に移動し、塗膜の硬化阻害や密着性不良を起こしてしまう。このような観点から、ポリイソシアネート化合物(E)の配合量は(A)/(E)=55/45以下とすることが好ましい。
なお、皮膜形成有機樹脂(A)は以上のような架橋剤(硬化剤)の添加により十分に架橋するが、さらに低温架橋性を増大させるため、公知の硬化促進触媒を使用することが望ましい。この硬化促進触媒としては、例えば、N−エチルモルホリン、ジブチル錫ジラウレート、ナフテン酸コバルト、塩化第1スズ、ナフテン酸亜鉛、硝酸ビスマスなどが使用できる。
また、例えば皮膜形成有機樹脂(A)にエポキシ基含有樹脂を使用する場合、付着性など若干の物性向上を狙いとして、エポキシ基含有樹脂とともに公知のアクリル、アルキッド、ポリエステルなどの樹脂を混合して用いることもできる。
Such a polyisocyanate compound (E) is (A) / (E) = 95/5 to 55/45 (weight ratio of non-volatile content) with respect to the film-forming organic resin (A) as a curing agent, preferably ( It is suitable to mix | blend in the ratio of A) / (E) = 90 / 10-65 / 35. The polyisocyanate compound has water absorption, and if it is blended in excess of (A) / (E) = 55/45, the adhesion of the upper film is deteriorated. Furthermore, when top coating is performed on the upper layer film, the unreacted polyisocyanate compound moves into the coating film, which causes inhibition of curing of the coating film and poor adhesion. From such a viewpoint, the blending amount of the polyisocyanate compound (E) is preferably (A) / (E) = 55/45 or less.
The film-forming organic resin (A) is sufficiently crosslinked by the addition of the crosslinking agent (curing agent) as described above, but it is desirable to use a known curing accelerating catalyst in order to further increase the low temperature crosslinking property. Examples of the curing accelerating catalyst include N-ethylmorpholine, dibutyltin dilaurate, cobalt naphthenate, stannous chloride, zinc naphthenate, and bismuth nitrate.
For example, when an epoxy group-containing resin is used for the film-forming organic resin (A), a known acrylic, alkyd, polyester, or the like is mixed with the epoxy group-containing resin for the purpose of improving some physical properties such as adhesion. It can also be used.
上層皮膜(塗料組成物)には、耐食性向上を目的として、必要に応じて非クロム系防錆添加剤を含有させることができる。上層皮膜中にこのような非クロム系防錆添加剤を含有させることにより、より優れた防食性能を得ることができる。
この非クロム系防錆添加剤は特に下記(a)〜(e)の中から選ばれる1つ以上を用いることが好ましい。
(a)酸化ケイ素
(b)カルシウム化合物
(c)難溶性リン酸化合物
(d)モリブデン酸化合物
(e)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の、S原子を含有する有機化合物
The upper film (coating composition) may contain a non-chromium rust preventive additive as necessary for the purpose of improving the corrosion resistance. By including such a non-chromium-based anticorrosive additive in the upper layer film, more excellent anticorrosion performance can be obtained.
In particular, it is preferable to use one or more selected from the following (a) to (e) as the non-chromium-based rust preventive additive.
(A) silicon oxide (b) calcium compound (c) poorly soluble phosphate compound (d) molybdate compound (e) one or more selected from triazoles, thiols, thiadiazoles, thiazoles, thiurams , Organic compounds containing S atoms
これら(a)〜(e)の非クロム系防錆添加剤の詳細および防食機構は、以下の通りである。
まず、上記(a)の成分としては微粒子シリカであるコロイダルシリカや乾式シリカを使用することができるが、耐食性の観点からは特に、カルシウムをその表面に結合させたカルシウムイオン交換シリカを使用するのが望ましい。
コロイダルシリカとしては、例えば、日産化学(株)製のスノーテックスO、20、30、40、C、S(いずれも商品名)を用いることができ、また、ヒュームドシリカとしては、日本アエロジル(株)製のAEROSIL
R971、R812、R811、R974、R202、R805、130、200、300、300CF(いずれも商品名)を用いることができる。また、カルシウムイオン交換シリカとしては、W.R.Grace&Co.製のSHIELDEX C303、SHIELDEX AC3、SHIELDEX AC5(いずれも商品名)、富士シリシア化学(株)製のSHIELDEX、SHIELDEX
SY710(いずれも商品名)などを用いることができる。これらシリカは、腐食環境下において緻密で安定な亜鉛の腐食生成物の生成に寄与し、この腐食生成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、腐食の促進を抑制する。
The details and anticorrosion mechanism of the non-chromium rust preventive additives (a) to (e) are as follows.
First, as the component (a), colloidal silica or dry silica, which is fine particle silica, can be used. From the viewpoint of corrosion resistance, calcium ion-exchanged silica in which calcium is bonded to the surface is used. Is desirable.
As colloidal silica, for example, SNOWTEX O, 20, 30, 40, C, S (all trade names) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. can be used, and as fumed silica, Nippon Aerosil ( AEROSIL made by
R971, R812, R811, R974, R202, R805, 130, 200, 300, 300CF (all are trade names) can be used. As calcium ion exchange silica, WRGrace & Co. SHIELDEX C303, SHIELDEX AC3, SHIELDEX AC5 (all are trade names) manufactured by SHIELDEX, SHIELDEX manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.
SY710 (both are trade names) can be used. These silicas contribute to the production of dense and stable zinc corrosion products in a corrosive environment, and the corrosion products are formed densely on the plating surface, thereby suppressing the promotion of corrosion.
また、上記(b)、(c)の成分は沈殿作用によって特に優れた防食性能(自己補修性)を発現する。
上記(b)の成分であるカルシウム化合物は、カルシウム酸化物、カルシウム水酸化物、カルシウム塩のいずれでもよく、これらの1種または2種以上を使用できる。また、カルシウム塩の種類にも特に制限はなく、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウムなどのようなカチオンとしてカルシウムのみを含む単塩のほか、リン酸カルシウム・亜鉛、リン酸カルシウム・マグネシウムなどのようなカルシウムとカルシウム以外のカチオンを含む複塩を使用してもよい。この(b)の成分は、腐食環境下においてめっき金属である亜鉛やアルミニウムよりも卑なカルシウムが優先溶解し、これがカソード反応により生成したOH−と緻密で難溶性の生成物として欠陥部を封鎖し、腐食反応を抑制する。また、上記のようなシリカとともに配合された場合には、表面にカルシウムイオンが吸着し、表面電荷を電気的に中和して凝集する。その結果、緻密で且つ難溶性の保護皮膜が生成して腐食が封鎖し、腐食反応を抑制する。
In addition, the above components (b) and (c) exhibit particularly excellent anticorrosion performance (self-repairing property) due to precipitation.
The calcium compound as the component (b) may be any of calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium salt, and one or more of these can be used. In addition, there are no particular restrictions on the type of calcium salt. In addition to simple salts containing only calcium as a cation such as calcium silicate, calcium carbonate, and calcium phosphate, calcium and calcium such as calcium phosphate / zinc, calcium phosphate / magnesium, etc. Double salts containing other cations may be used. In the component (b), base metal is preferentially dissolved in the corrosive environment over zinc and aluminum, which are plating metals, and this seals the defective part as a dense and poorly soluble product with OH − produced by the cathode reaction. And suppress the corrosion reaction. Moreover, when it mix | blends with the above silicas, a calcium ion adsorb | sucks to the surface and neutralizes a surface charge electrically and aggregates. As a result, a dense and sparingly soluble protective film is formed to block the corrosion and suppress the corrosion reaction.
また、上記(c)である難溶性リン酸化合物としては、難溶性リン酸塩を用いることができる。この難溶性リン酸塩は単塩、複塩などの全ての種類の塩を含む。また、それを構成する金属カチオンに限定はなく、難溶性のリン酸亜鉛、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウムなどのいずれの金属カチオンでもよい。また、リン酸イオンの骨格や縮合度などにも限定はなく、正塩、二水素塩、一水素塩または亜リン酸塩のいずれでもよく、さらに、正塩はオルトリン酸塩の他、ポリリン酸塩などの全ての縮合リン酸塩を含む。この難溶性リン化合物を用いることにより、腐食によって溶出しためっき金属の亜鉛やアルミニウムと、加水分解により解離したリン酸イオンとが錯形成反応し、緻密で且つ難溶性の保護皮膜が生成することによって腐食起点が封鎖され、腐食反応が抑制される。 Moreover, as a poorly soluble phosphoric acid compound which is said (c), a hardly soluble phosphate can be used. This sparingly soluble phosphate includes all types of salts such as simple salts and double salts. Moreover, there is no limitation in the metal cation which comprises it, and any metal cation, such as poorly soluble zinc phosphate, magnesium phosphate, calcium phosphate, aluminum phosphate, may be sufficient. Further, there is no limitation on the skeleton or the degree of condensation of phosphate ions, and any of normal salt, dihydrogen salt, monohydrogen salt or phosphite may be used. In addition, orthophosphate may be polyphosphate other than orthophosphate. Includes all condensed phosphates such as salts. By using this poorly soluble phosphorus compound, the plating metal zinc or aluminum eluted by corrosion reacts with the phosphate ions dissociated by hydrolysis to form a dense and sparingly soluble protective film. The corrosion starting point is blocked, and the corrosion reaction is suppressed.
また、上記(d)のモリブデン酸化合物としては、例えば、モリブデン酸塩を用いることができる。このモリブデン酸塩は、その骨格、縮合度に限定はなく、例えばオルトモリブデン酸塩、パラモリブデン酸塩、メタモリブデン酸塩などが挙げられる。また、単塩、複塩などの全ての塩を含み、複塩としてはリン酸モリブデン酸塩などが挙げられる。モリブデン酸化合物は不動態化効果によって自己補修性を発現する。すなわち、腐食環境下で溶存酸素と共にめっき皮膜表面に緻密な酸化物を形成することで腐食起点を封鎖し、腐食反応を抑制する。 In addition, as the molybdate compound (d), for example, molybdate can be used. The molybdate is not limited in its skeleton and degree of condensation, and examples thereof include orthomolybdate, paramolybdate, and metamolybdate. Moreover, all salts, such as a single salt and a double salt, are included, and phosphoric acid molybdate etc. are mentioned as a double salt. Molybdate compounds exhibit self-repairing properties due to the passivating effect. That is, by forming a dense oxide on the plating film surface together with dissolved oxygen in a corrosive environment, the corrosion starting point is blocked and the corrosion reaction is suppressed.
また、上記(e)の有機化合物としては、例えば、以下のようなものを挙げることができる。すなわち、トリアゾール類としては、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、5−アミノ−3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、1H−ベンゾトリアゾールなどが、またチオール類としては、1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリチオール、2−メルカプトベンツイミダゾールなどが、またチアジアゾール類としては、5−アミノ−2−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールなどが、またチアゾール類としては、2−N,N−ジエチルチオベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール類などが、またチウラム類としては、テトラエチルチウラムジスルフィドなどが、それぞれ挙げられる。これらの有機化合物は吸着効果によって自己補修性を発現する。すなわち、腐食によって溶出した亜鉛やアルミニウムがこれらの有機化合物が有する硫黄を含む極性基に吸着して不活性皮膜を形成することで腐食起点を封鎖し、腐食反応を抑制する。 Moreover, as an organic compound of said (e), the following can be mentioned, for example. That is, as triazoles, 1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 3-mercapto-1,2,4-triazole, 5-amino-3-mercapto-1,2 1,4-triazole, 1H-benzotriazole, etc., and as thiols, 1,3,5-triazine-2,4,6-trithiol, 2-mercaptobenzimidazole, etc., and as thiadiazoles, 5- Amino-2-mercapto-1,3,4-thiadiazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole and the like, and as thiazoles, 2-N, N-diethylthiobenzothiazole, 2-mercapto Examples include benzothiazoles, and examples of thiurams include tetraethylthiuram disulfide. It is. These organic compounds exhibit self-repairing properties due to the adsorption effect. That is, zinc and aluminum eluted by corrosion are adsorbed on polar groups containing sulfur contained in these organic compounds to form an inert film, thereby blocking the corrosion starting point and suppressing the corrosion reaction.
非クロム系防錆添加剤の配合量は、皮膜形成用の樹脂組成物の固形分100質量部に対して、固形分の割合で0.1〜50質量部、好ましくは0.5〜30質量部とするのが適当である。この非クロム系防錆添加剤の配合量が0.1質量部未満では、耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が十分に得られず、一方、50質量部を超えると塗装性、加工性および溶接性が低下するだけでなく、耐食性も低下するので好ましくない。
なお、上記(a)〜(e)の防錆添加剤を2種以上複合添加してもよく、この場合にはそれぞれ固有の防食作用が複合化されるため、より高度の耐食性が得られる。特に、上記(a)の成分としてカルシウムイオン交換シリカを用い、且つこれに(c)、(d)、(e)の成分の1種以上、特に好ましくは(c)〜(e)の成分の全部を複合添加した場合に特に優れた耐食性が得られる。
The compounding amount of the non-chromium rust preventive additive is 0.1 to 50 parts by mass, preferably 0.5 to 30 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the solid content of the resin composition for film formation. The part is appropriate. If the blending amount of this non-chromium rust preventive additive is less than 0.1 parts by mass, the effect of improving corrosion resistance after alkali degreasing cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 50 parts by mass, paintability, workability, and welding This is not preferable because the corrosion resistance is deteriorated as well as the property.
Two or more rust preventive additives (a) to (e) may be added in combination. In this case, since the inherent anticorrosive action is combined, higher corrosion resistance can be obtained. In particular, calcium ion-exchanged silica is used as the component (a), and one or more of the components (c), (d), (e), particularly preferably the components (c) to (e). When all are added in combination, particularly excellent corrosion resistance is obtained.
また、上層皮膜(塗料組成物)中には上記の防錆添加成分に加えて、腐食抑制剤として、他の酸化物微粒子(例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化アンチモンなど)、リンモリブデン酸塩(例えば、リンモリブデン酸アルミニウムなど)、有機リン酸及びその塩(例えば、フィチン酸、フィチン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩、及びこれらの金属塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩など)、有機インヒビター(例えば、ヒドラジン誘導体、チオール化合物、ジチオカルバミン酸塩など)などの1種または2種以上を添加できる。 In addition to the above rust preventive additive components, other oxide fine particles (for example, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, cerium oxide, antimony oxide, etc.) may be used in the upper layer film (coating composition) as a corrosion inhibitor. ), Phosphomolybdate (eg, aluminum phosphomolybdate), organophosphoric acid and its salts (eg, phytic acid, phytate, phosphonic acid, phosphonate, and metal salts thereof, alkali metal salts, alkalis) 1 type or 2 types or more, such as an earth metal salt etc.) and organic inhibitors (for example, a hydrazine derivative, a thiol compound, a dithiocarbamate etc.) can be added.
上層皮膜(塗料組成物)中には、さらに必要に応じて、皮膜の加工性を向上させる目的で固形潤滑剤を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、例えば、以下のようなものが挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。
(1)ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス:例えば、ポリエチレンワックス、合成パラフィン、天然パラフィン、マイクロワックス、塩素化炭化水素など
(2)フッ素樹脂微粒子:例えば、ポリフルオロエチレン樹脂(ポリ4フッ化エチレン樹脂など)、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂など
また、この他にも、脂肪酸アミド系化合物(例えば、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド、オレイン酸アミド、エシル酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミドなど)、金属石けん類(例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛、ラウリン酸カルシウム、パルミチン酸カルシウムなど)、金属硫化物(例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステンなど)、グラファイト、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、ポリアルキレングリコール、アルカリ金属硫酸塩などの1種または2種以上を用いてもよい。
In the upper layer film (coating composition), if necessary, a solid lubricant can be blended for the purpose of improving the workability of the film.
Examples of the solid lubricant applicable to the present invention include the following, and one or more of these can be used.
(1) Polyolefin wax, paraffin wax: For example, polyethylene wax, synthetic paraffin, natural paraffin, micro wax, chlorinated hydrocarbon, etc. (2) Fluorine resin fine particles: For example, polyfluoroethylene resin (polytetrafluoroethylene resin, etc.) In addition to these, fatty acid amide compounds (for example, stearic acid amide, palmitic acid amide, methylene bisstearamide, ethylene bisstearamide, oleic acid amide, esyl) Acid amides, alkylene bis fatty acid amides), metal soaps (eg, calcium stearate, lead stearate, calcium laurate, calcium palmitate, etc.), metal sulfides (eg, molybdenum disulfide, tungsten disulfide) ), Graphite, fluorinated graphite, boron nitride, polyalkylene glycol, alkali metal sulfate or the like may be used.
以上の固形潤滑剤の中でも、特に、ポリエチレンワックス、フッ素樹脂微粒子(なかでも、ポリ4フッ化エチレン樹脂微粒子)が好適である。
ポリエチレンワックスとしては、例えば、ヘキスト社製のセリダスト
9615A、セリダスト 3715、セリダスト 3620、セリダスト 3910(いずれも商品名)、三洋化成(株)製のサンワックス 131−P、サンワックス 161−P(いずれも商品名)、三井石油化学(株)製のケミパール
W−100、ケミパール W−200、ケミパール W−500、ケミパール W−800、ケミパール W−950(いずれも商品名)などを用いることができる。
Among the above solid lubricants, polyethylene wax and fluororesin fine particles (in particular, polytetrafluoroethylene resin fine particles) are preferable.
As polyethylene wax, for example, Celite dust 9615A, Celite dust 3715, Celite dust 3620, Celite dust 3910 (all trade names) manufactured by Hoechst, Sanwa Chemical Co., Ltd. sun wax 131-P, Sun wax 161-P (all (Trade name), Chemipearl W-100, Chemipearl W-200, Chemipearl W-500, Chemipearl W-800, Chemipearl W-950 (all trade names) manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. can be used.
また、フッ素樹脂微粒子としては、テトラフルオロエチレン微粒子が最も好ましく、例えば、ダイキン工業(株)製のルブロン
L−2、ルブロン L−5(いずれも商品名)、三井・デュポン(株)製のMP1100、MP1200(いずれも商品名)、旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製のフルオンディスパージョン
AD1、フルオンディスパージョン AD2、フルオン L141J、フルオン L150J、フルオン L155J(いずれも商品名)などが好適である。
また、これらのなかで、ポリオレフィンワックスとテトラフルオロエチレン微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
上層皮膜中での固形潤滑剤の配合量は、皮膜形成用の樹脂組成物の固形分100質量部に対して、固形分の割合で1〜30質量部、好ましくは1〜10質量部とすることが望ましい。固形潤滑剤の配合量が1質量部未満では潤滑効果が乏しく、一方、配合量が30質量部を超えると塗装性が低下するので好ましくない。
The fluororesin fine particles are most preferably tetrafluoroethylene fine particles. For example, Lubron L-2 and Lubron L-5 (both trade names) manufactured by Daikin Industries, Ltd., MP1100 manufactured by Mitsui DuPont Co., Ltd. , MP1200 (all trade names), full-on dispersion AD1, full-on dispersion AD2, full-on L141J, full-on L150J, full-on L155J (all trade names) manufactured by Asahi IC Fluoropolymers Co., Ltd. are suitable.
Among these, a particularly excellent lubricating effect can be expected by the combined use of polyolefin wax and tetrafluoroethylene fine particles.
The blending amount of the solid lubricant in the upper layer film is 1 to 30 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the resin composition for film formation. It is desirable. If the blending amount of the solid lubricant is less than 1 part by mass, the lubricating effect is poor. On the other hand, if the blending amount exceeds 30 parts by mass, the paintability is lowered, which is not preferable.
本発明の表面処理鋼板が有する上層皮膜(塗料組成物)は、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物(樹脂組成物)を主成分とし、これに必要に応じて硬化剤、非クロム系防錆添加剤、固形潤滑剤などが添加されるが、さらに必要に応じて、添加剤として、有機着色顔料(例えば、縮合多環系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料など)、着色染料(例えば、有機溶剤可溶性アゾ系染料、水溶性アゾ系金属染料など)、無機顔料(例えば、酸化チタンなど)、キレート剤(例えば、チオールなど)、導電性顔料(例えば、亜鉛、アルミニウム、ニッケルなどの金属粉末、リン化鉄、アンチモンドープ型酸化錫など)、カップリング剤(例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤など)、メラミン・シアヌル酸付加物などの1種または2種以上を添加することができる。 The upper layer film (coating composition) of the surface-treated steel sheet of the present invention comprises an active hydrogen-containing compound (B) comprising a film-forming organic resin (A) and a hydrazine derivative (C) in which some or all of the compounds have active hydrogen. The main product is a reaction product (resin composition) with a curing agent, a non-chromium rust preventive additive, a solid lubricant, etc., if necessary. Organic coloring pigments (for example, condensed polycyclic organic pigments, phthalocyanine organic pigments), coloring dyes (for example, organic solvent-soluble azo dyes, water-soluble azo metal dyes, etc.), inorganic pigments (for example, titanium oxide) Etc.), chelating agents (for example, thiols), conductive pigments (for example, metal powders such as zinc, aluminum, nickel, iron phosphide, antimony-doped tin oxide), coupling agents ( In example, a silane coupling agent, titanium coupling agent) may be added to one or more of melamine-cyanuric acid adduct.
また、前記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、通常、溶媒(有機溶剤および/または水)を含有し、さらに必要に応じて中和剤などが添加される。
前記有機溶剤としては、前記皮膜形成有機樹脂(A)と活性水素含有化合物(B)との反応生成物を溶解または分散でき、塗料組成物として調整できるものであれば特別な制約なく、例えば、先に例示した種々の有機溶剤を使用することができる。
前記中和剤は、皮膜形成有機樹脂(A)を中和して水性化するために必要に応じて配合されるものであり、皮膜形成有機樹脂(A)がカチオン性樹脂である場合には酢酸、乳酸、蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。
上層皮膜の乾燥膜厚は0.5〜2.0μm、好ましくは0.5〜1.5μmとする。上層皮膜の膜厚が0.5μm以上では十分な耐食性が得られ、一方、膜厚が2.0μm以下であれば良好な溶接性や電着塗装性を維持することができる。
また、溶接性や電着塗装性の観点からは、第一層の表面処理皮膜と第二層の上層皮膜の合計膜厚は2.0μm以下であることが好ましい。
In addition, the coating composition for forming a film containing the main component and the additive component usually contains a solvent (an organic solvent and / or water) and, if necessary, a neutralizing agent or the like is added.
The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the reaction product of the film-forming organic resin (A) and the active hydrogen-containing compound (B), and can be prepared as a coating composition. The various organic solvents exemplified above can be used.
The neutralizing agent is blended as necessary to neutralize the film-forming organic resin (A) to make it water-based. When the film-forming organic resin (A) is a cationic resin, Acids such as acetic acid, lactic acid and formic acid can be used as a neutralizing agent.
The dry film thickness of the upper layer film is 0.5 to 2.0 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm. If the film thickness of the upper layer film is 0.5 μm or more, sufficient corrosion resistance is obtained, while if the film thickness is 2.0 μm or less, good weldability and electrodeposition coating properties can be maintained.
Further, from the viewpoint of weldability and electrodeposition coating properties, the total film thickness of the surface treatment film of the first layer and the upper film of the second layer is preferably 2.0 μm or less.
次に、本発明の表面処理鋼板の製造方法について説明する。
亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に表面処理皮膜を形成するには、上述した組成を有する表面処理組成物(処理液)を乾燥皮膜厚が上記範囲となるようにめっき鋼板面に塗布し、水洗することなく加熱乾燥させる。
表面処理組成物をめっき鋼板面にコーティングする方法としては、塗布法、浸漬法、スプレー法のいずれでもよい。塗布処理方法としては、ロールコーター(3ロール方式、2ロール方式など)、スクイズコーター、ダイコーターなどいずれの方法でもよい。また、スクイズコーターなどによる塗布処理または浸漬処理、スプレー処理の後に、エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、外観の均一化、膜厚の均一化を行うことも可能である。
Next, the manufacturing method of the surface treatment steel plate of this invention is demonstrated.
In order to form a surface treatment film on the surface of a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-based plated steel sheet, a surface treatment composition (treatment liquid) having the above-described composition is applied to the surface of the plated steel sheet so that the dry film thickness is in the above range. And heat-dried without washing with water.
As a method of coating the surface treatment composition on the surface of the plated steel sheet, any of an application method, a dipping method, and a spray method may be used. As a coating treatment method, any method such as a roll coater (3-roll method, 2-roll method, etc.), a squeeze coater, or a die coater may be used. In addition, after the coating process or dipping process using a squeeze coater or the like, or the spray process, the coating amount can be adjusted, the appearance can be made uniform, and the film thickness can be made uniform by an air knife method or a roll drawing method.
表面処理組成物をコーティングした後は、水洗することなく加熱乾燥を行う。加熱乾燥手段としては、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉などを用いることができる。加熱乾燥は到達板温で30〜200℃、好ましくは40℃〜140℃の範囲で行うことが望ましい。加熱乾燥温度が30℃以上であれば皮膜中の水分を十分に乾燥することができ、良好な耐食性となる。また、加熱乾燥温度を200℃以下とすることにより、経済的な加熱乾燥が行えるだけでなく、皮膜に欠陥が生じないため高い耐食性を維持することができる。
上記のようにして形成された表面処理皮膜の上層には、第二層皮膜として上層皮膜(有機樹脂皮膜)を形成する。第二層皮膜用の塗料組成物を上述した膜厚となるよう表面処理皮膜面に塗布し、加熱乾燥させる。塗料組成物の塗布は、上述した表面処理皮膜の形成に用いた方法に準じて行えばよい。
After coating the surface treatment composition, drying is performed without washing with water. As the heating and drying means, a dryer, a hot air furnace, a high frequency induction heating furnace, an infrared furnace or the like can be used. It is desirable that the heat drying is carried out in the range of 30 to 200 ° C., preferably 40 to 140 ° C., at the ultimate plate temperature. If the heating and drying temperature is 30 ° C. or higher, the moisture in the film can be sufficiently dried, resulting in good corrosion resistance. In addition, by setting the heating and drying temperature to 200 ° C. or lower, not only can economical heating and drying be performed, but also high corrosion resistance can be maintained because no defects occur in the film.
An upper layer film (organic resin film) is formed as the second layer film on the upper layer of the surface treatment film formed as described above. The coating composition for the second layer film is applied to the surface-treated film surface so as to have the above-described film thickness, and dried by heating. Application | coating of a coating composition should just be performed according to the method used for formation of the surface treatment film mentioned above.
塗料組成物の塗布後、通常は水洗することなく加熱乾燥を行うが、塗料組成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。加熱乾燥処理には、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉などを用いることができる。加熱乾燥は到達板温で30〜200℃、好ましくは40℃〜140℃の範囲で行うことが望ましい。加熱乾燥温度が30℃以上であれば皮膜中の溶剤を十分に乾燥することができ、良好な耐食性となる。また、加熱乾燥温度を200℃以下とすることにより、経済的な加熱乾燥が行えるだけでなく、皮膜に欠陥が生じないため高い耐食性を維持することができる。 After application of the coating composition, drying is usually performed without washing with water, but a washing process may be performed after application of the coating composition. For the heat drying treatment, a dryer, a hot air furnace, a high-frequency induction heating furnace, an infrared furnace, or the like can be used. It is desirable that the heat drying is carried out in the range of 30 to 200 ° C., preferably 40 to 140 ° C., at the ultimate plate temperature. If the heating and drying temperature is 30 ° C. or higher, the solvent in the film can be sufficiently dried, resulting in good corrosion resistance. Further, by the heat drying temperature and 200 ° C. or less, not only it allows economical heating drying, Ru can maintain high corrosion resistance for a defect does not occur in the film.
したがって、本発明の表面処理鋼板の製造方法およびその好ましい実施形態は以下のとおりである。
[1]亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、4価の価数を有するバナジウム化合物と、リン酸化合物と、シランカップリング剤と、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する表面処理組成物(但し、有機樹脂を含有しない)を、4価の価数を有するバナジウム化合物の付着量がV換算で0.1〜200mg/m2、リン酸化合物の付着量がP換算で0.1〜200mg/m2、シランカップリング剤の付着量がSi換算で0.1〜180mg/m2、Al、Mg、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の金属化合物の付着量がAl,Mg及びMn換算の合計で1.0〜400mg/m2となるよう塗布し、到達板温が30〜200℃の温度で乾燥することにより、皮膜厚が0.01〜1.0μmの表面処理皮膜を形成し、その上層に、樹脂組成物の主成分が、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物からなる塗料組成物を塗布し、到達板温が30〜200℃の温度で乾燥することにより、皮膜厚が0.5〜2.0μmの上層皮膜を形成することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板の製造方法。
Therefore, the manufacturing method of the surface treatment steel plate of this invention and its preferable embodiment are as follows.
[1] At least one selected from the group consisting of a vanadium compound having a valence of 4, a phosphoric acid compound, a silane coupling agent, and Al, Mg, and Mn on the surface of a zinc-based plated steel sheet or an aluminum-based plated steel sheet A surface treatment composition containing a seed metal compound (but not containing an organic resin) has a tetravalent vanadium compound adhesion amount of 0.1 to 200 mg / m 2 in terms of V, a phosphoric acid compound the adhesion amount 0.1 to 200 mg / m 2 at P terms, the adhesion amount of the silane coupling agent is 0.1~180mg / m 2, Al in terms of Si, Mg, at least one selected from among Mn Coating is performed so that the adhesion amount of the metal compound is 1.0 to 400 mg / m 2 in total in terms of Al, Mg and Mn, and drying is performed at a final plate temperature of 30 to 200 ° C. 0 A surface-treated film having a thickness of .about.1.0 .mu.m is formed, and the main component of the resin composition is a film-forming organic resin (A) and a hydrazine derivative (C) in which some or all of the compounds have active hydrogen. By applying a coating composition composed of a reaction product with the active hydrogen-containing compound (B) and drying at a temperature of the ultimate plate temperature of 30 to 200 ° C., the film thickness is 0.5 to 2.0 μm. A method for producing a highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet, characterized in that is formed.
[2]上記[1]の製造方法において、上層皮膜用の塗料組成物が、さらに、非クロム系防錆添加剤を樹脂組成物の固形分100質量部に対して固形分の割合で0.1〜50質量部含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板の製造方法。 [2] In the production method of [1 ] above, the coating composition for the upper layer film further contains a non-chromium rust preventive additive in a ratio of 0.1 to 100 parts by mass of the solid content of the resin composition. 1-50 mass parts contains, The manufacturing method of the highly corrosion-resistant surface treatment steel plate characterized by the above-mentioned.
[3]上記[2]の製造方法において、非クロム系防錆添加剤が、下記(a)〜(e)の中から選ばれる1つ以上の防錆添加剤であることを特徴とする高耐食性表面処理鋼板の製造方法。
(a)酸化ケイ素
(b)カルシウム化合物
(c)難溶性リン酸化合物
(d)モリブデン酸化合物
(e)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の、S原子を含有する有機化合物
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、表面処理皮膜用の表面処理組成物が、反応性官能基としてグリシジル基を有するシランカップリング剤の少なくとも1種を含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板の製造方法。
[5]上記[1]〜[4]のいずれかの製造方法において、上層皮膜用の塗料組成物が、さらに、固形潤滑剤を樹脂組成物の固形分100質量部に対して固形分の割合で1〜30質量部含有することを特徴とする高耐食性表面処理鋼板の製造方法。
[3] In the production method of [2] , the non-chromium-based antirust additive is one or more antirust additives selected from the following (a) to (e): A method for producing a corrosion-resistant surface-treated steel sheet.
(A) silicon oxide (b) calcium compound (c) poorly soluble phosphate compound (d) molybdate compound (e) one or more selected from triazoles, thiols, thiadiazoles, thiazoles, thiurams , Organic compounds containing S atoms
[4] In the production method according to any one of [1] to [3] , the surface treatment composition for a surface treatment film contains at least one silane coupling agent having a glycidyl group as a reactive functional group. A method for producing a highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet.
[5] In the production method according to any one of [1] to [4 ] above, the coating composition for the upper film further comprises a solid lubricant in a solid content ratio of 100 parts by mass of the solid content of the resin composition. The manufacturing method of the highly corrosion-resistant surface-treated steel plate characterized by containing 1-30 mass parts.
第一層(表面処理皮膜)形成用の表面処理組成物は、表2に示すバナジウム化合物、表3に示すリン酸化合物、表4に示すシランカップリング剤、表5に示す金属化合物、表6に示す添加剤を適宜配合し、塗料用分散機(サンドグラインダー)を用いて所定時間攪拌し、表面処理組成物を調製した。
第二層(上層皮膜)形成用の塗料組成物は、樹脂組成物として表7に示すものを用い、これに表8に示す非クロム系防錆添加剤、表9に示す固形潤滑剤を適宜配合し、塗料用分散機(サンドグラインダー)を用いて所定時間攪拌し、塗料組成物を調製した。
The surface treatment composition for forming the first layer (surface treatment film) includes vanadium compounds shown in Table 2, phosphoric acid compounds shown in Table 3, silane coupling agents shown in Table 4, metal compounds shown in Table 5, and Table 6. Additives shown in the above were appropriately blended, and the mixture was stirred for a predetermined time using a paint disperser (sand grinder) to prepare a surface treatment composition.
As the coating composition for forming the second layer (upper layer film), the resin composition shown in Table 7 was used, and the non-chromium rust preventive additive shown in Table 8 and the solid lubricant shown in Table 9 were appropriately used. The mixture was blended and stirred for a predetermined time using a paint disperser (sand grinder) to prepare a paint composition.
表7に示す樹脂組成物の基体樹脂(反応生成物)は以下のようにして合成した。
<合成例1>
EP828(油化シェルエポキシ社製,エポキシ当量187)1870部とビスフェノールA912部、テトラエチルアンモニウムブロマイド2部、メチルイソブチルケトン300部を四つ口フラスコに仕込み、140℃まで昇温して4時間反応させ、エポキシ当量1391、固形分90%のエポキシ樹脂を得た。このものに、エチレングリコールモノブチルエーテル1500部を加えてから100℃に冷却し、3,5−ジメチルピラゾール(分子量96)を96部とジブチルアミン(分子量129)を129部加えて、エポキシ基が消失するまで6時間反応させた後、冷却しながらメチルイソブチルケトン205部を加えて、固形分60%のピラゾール変性エポキシ樹脂を得た。これを樹脂組成物(1)とする。この樹脂組成物(1)は、皮膜形成有機樹脂(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)を50mol%含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
The base resin (reaction product) of the resin composition shown in Table 7 was synthesized as follows.
<Synthesis Example 1>
EP828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Epoxy Equivalent 187) 1870 parts, bisphenol A 912 parts, tetraethylammonium bromide 2 parts, methyl isobutyl ketone 300 parts are charged into a four-necked flask and heated to 140 ° C. and reacted for 4 hours. An epoxy resin having an epoxy equivalent of 1391 and a solid content of 90% was obtained. To this product, 1500 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added and cooled to 100 ° C., 96 parts of 3,5-dimethylpyrazole (molecular weight 96) and 129 parts of dibutylamine (molecular weight 129) were added, and the epoxy group disappeared. After reacting for 6 hours, 205 parts of methyl isobutyl ketone was added while cooling to obtain a pyrazole-modified epoxy resin having a solid content of 60%. This is designated as resin composition (1). This resin composition (1) is a reaction product of a film-forming organic resin (A) and an active hydrogen-containing compound containing 50 mol% of a hydrazine derivative (C) having active hydrogen.
<合成例2>
EP1007(油化シェルエポキシ社製,エポキシ当量2000)4000部とエチレングリコールモノブチルエーテル2239部を四つ口フラスコに仕込み、120℃まで昇温して1時間で完全にエポキシ樹脂を溶解した。このものを100℃に冷却し、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール(分子量84)を168部加えて、エポキシ基が消失するまで6時間反応させた後、冷却しながらメチルイソブチルケトン540部を加えて、固形分60%のトリアゾール変成エポキシ樹脂を得た。これを樹脂組成物(2)とする。この樹脂組成物(2)は、皮膜形成有機樹脂(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)を100mol%含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
<Synthesis Example 2>
4000 parts of EP1007 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent 2000) and 2239 parts of ethylene glycol monobutyl ether were charged into a four-necked flask and heated to 120 ° C. to completely dissolve the epoxy resin in 1 hour. This was cooled to 100 ° C., 168 parts of 3-amino-1,2,4-triazole (molecular weight 84) was added, and the mixture was allowed to react for 6 hours until the epoxy group disappeared. A triazole-modified epoxy resin having a solid content of 60% was obtained. This is designated as resin composition (2). This resin composition (2) is a reaction product of a film-forming organic resin (A) and an active hydrogen-containing compound containing 100 mol% of a hydrazine derivative (C) having active hydrogen.
<合成例3>
イソホロンジイソシアネート(イソシアネート当量111)222部とメチルイソブチルケトン34部を四つ口フラスコに仕込み、30〜40℃に保ってメチルエチルケトキシム(分子量87)87部を3時間かけて滴下後、40℃に2時間保ち、イソシアネート当量309、固形分90%の部分ブロックイソシアネートを得た。
次いで、EP828(油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量187)1496部とビスフェノールA684部、テトラエチルアンモニウムブロマイド1部、メチルイソブチルケトン241部を四つ口フラスコに仕込み、140℃まで昇温して4時間反応させ、エポキシ当量1090、固形分90%のエポキシ樹脂を得た。このものに、メチルイソブチルケトン1000部を加えてから100℃に冷却し、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール(分子量101)を202部加えて、エポキシ基が消失するまで6時間反応させた後、上記固形分90%の部分ブロックイソシアネートを230部加え100℃で3時間反応させ、イソシアネート基が消失したことを確認した。さらに、エチレングリコールモノブチルエーテル461部を加えて、固形分60%のトリアゾール変成エポキシ樹脂を得た。これを樹脂組成物(3)とする。この樹脂組成物(3)は、皮膜形成有機樹脂(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)を100mol%含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
<Synthesis Example 3>
222 parts of isophorone diisocyanate (isocyanate equivalent 111) and 34 parts of methyl isobutyl ketone were charged into a four-necked flask and maintained at 30 to 40 ° C., and 87 parts of methyl ethyl ketoxime (molecular weight 87) was added dropwise over 3 hours. By maintaining the time, a partially blocked isocyanate having an isocyanate equivalent of 309 and a solid content of 90% was obtained.
Subsequently, 1428 parts of EP828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent 187), 684 parts of bisphenol A, 1 part of tetraethylammonium bromide and 241 parts of methyl isobutyl ketone were charged into a four-necked flask and heated to 140 ° C. for 4 hours. Reaction was performed to obtain an epoxy resin having an epoxy equivalent of 1090 and a solid content of 90%. To this, 1000 parts of methyl isobutyl ketone was added and then cooled to 100 ° C., and 202 parts of 3-mercapto-1,2,4-triazole (molecular weight 101) was added and reacted for 6 hours until the epoxy group disappeared. Thereafter, 230 parts of the partially blocked isocyanate having a solid content of 90% was added and reacted at 100 ° C. for 3 hours to confirm that the isocyanate group had disappeared. Further, 461 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added to obtain a triazole-modified epoxy resin having a solid content of 60%. This is designated as resin composition (3). This resin composition (3) is a reaction product of a film-forming organic resin (A) and an active hydrogen-containing compound containing 100 mol% of a hydrazine derivative (C) having active hydrogen.
<合成例4>
EP828(油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量187)1870部とビスフェノールA912部、テトラエチルアンモニウムブロマイド2部、メチルイソブチルケトン300部を四つ口フラスコに仕込み、140℃まで昇温して4時間反応させ、エポキシ当量1391、固形分90%のエポキシ樹脂を得た。このものに、エチレングリコールモノブチルエーテル1500部を加えてから100℃に冷却し、ジブチルアミン(分子量129)を258部加えて、エポキシ基が消失するまで6時間反応させた後、冷却しながらメチルイソブチルケトン225部を加えて、固形分60%のエポキシアミン付加物を得た。これを樹脂組成物(4)とする。この樹脂組成物(4)は、皮膜形成有機樹脂(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)を含まない活性水素含有化合物との反応生成物である。
<Synthesis Example 4>
EP828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Epoxy Equivalent 187) 1870 parts, bisphenol A 912 parts, tetraethylammonium bromide 2 parts, methyl isobutyl ketone 300 parts are charged into a four-necked flask and heated to 140 ° C. and reacted for 4 hours. An epoxy resin having an epoxy equivalent of 1391 and a solid content of 90% was obtained. To this was added 1500 parts of ethylene glycol monobutyl ether, cooled to 100 ° C., added with 258 parts of dibutylamine (molecular weight 129), reacted for 6 hours until the epoxy group disappeared, and then cooled with methyl isobutyl. 225 parts of ketone was added to obtain an epoxyamine adduct having a solid content of 60%. This is designated as resin composition (4). This resin composition (4) is a reaction product of a film-forming organic resin (A) and an active hydrogen-containing compound that does not contain a hydrazine derivative (C) having active hydrogen.
冷延鋼板をベースとした家電、建材、自動車部品用のめっき鋼板である、表1に示すめっき鋼板を処理原板として用いた。なお、鋼板の板厚は評価の目的に応じて所定の板厚のものを採用した。このめっき鋼板の表面をアルカリ脱脂処理、水洗乾燥した後、上記第一層形成用の表面処理組成物をロールコーターにより塗布し、各種温度で加熱乾燥した。皮膜の膜厚は、表面処理組成物の固形分(加熱残分)または塗布条件(ロールの圧下力、回転速度など)により調整した。
次いで、上記第二層形成用の塗料組成物をロールコーターにより塗布し、各種温度で加熱乾燥した。皮膜の膜厚は、塗料組成物の固形分(加熱残分)または塗布条件(ロールの圧下力、回転速度など)により調整した。
The plated steel sheet shown in Table 1, which is a plated steel sheet for home appliances, building materials, and automobile parts based on cold-rolled steel sheets, was used as a processing original sheet. In addition, the thing of predetermined | prescribed board thickness was employ | adopted for the board thickness of the steel plate according to the objective of evaluation. After the surface of this plated steel sheet was subjected to alkali degreasing treatment, washed with water and dried, the surface treatment composition for forming the first layer was applied with a roll coater and dried by heating at various temperatures. The film thickness of the film was adjusted by the solid content (heating residue) of the surface treatment composition or coating conditions (rolling force of the roll, rotation speed, etc.).
Next, the coating composition for forming the second layer was applied by a roll coater and dried by heating at various temperatures. The film thickness of the film was adjusted by the solid content (heating residue) of the coating composition or application conditions (rolling force of roll, rotation speed, etc.).
得られた表面処理鋼板の皮膜組成と品質性能(耐食性、加工後耐食性、溶接性、電着塗装性)を評価した結果を表10〜表19に示す。なお、品質性能の評価は以下のようにして行った。
(1)耐食性
各サンプルについて、下記の複合サイクル試験(CCT)を施し、36サイクル経過後の白錆発生面積率および赤錆発生面積率で評価した。
塩水噴霧(JIS−Z−2371に基づく):4時間
↓
乾燥(60℃):2時間
↓
湿潤(50℃、95%RH):2時間
その評価基準は以下の通りである。
◎ :白錆発生面積率10%未満
○ :白錆発生面積率10%以上、30%未満
○−:白錆発生面積率30%以上で赤錆発生なし
△ :赤錆発生ありで、赤錆発生面積率10%未満
× :赤錆発生面積率10%以上
Tables 10 to 19 show the results of evaluating the film composition and quality performance (corrosion resistance, post-processing corrosion resistance, weldability, electrodeposition coating property) of the obtained surface-treated steel sheet. The quality performance was evaluated as follows.
(1) Corrosion resistance About each sample, the following combined cycle test (CCT) was given, and it evaluated by the white rust generation | occurrence | production area rate and red rust generation | occurrence | production area rate after progress of 36 cycles.
Salt spray (based on JIS-Z-2371): 4 hours ↓
Dry (60 ° C): 2 hours ↓
Wet (50 ° C., 95% RH): 2 hours The evaluation criteria are as follows.
◎: White rust generation area ratio less than 10% ○: White rust generation area ratio of 10% or more and less than 30% ○-: White rust generation area ratio of 30% or more and no red rust generation △: Red rust generation, red rust generation area ratio Less than 10% ×: Red rust generation area ratio 10% or more
(2)加工後耐食性
各サンプルに対して、下記の条件によるドロービードで変形と摺動を付加し、このサンプルを日本パーカライジング(株)製「FC−4460」を用いて、45℃、2分間の条件で脱脂した後、前記「(1)耐食性」で行ったCCTを施し、24サイクル経過後の白錆発生面積率および赤錆発生面積率で評価した。
押付荷重:800kgf
引抜速度:1000mm/min
ビード肩R:オス側5mmR,メス側5mmR
押し込み深さ:7mm
使用油:プレトンR−352L
その評価基準は以下の通りである。
◎ :白錆発生面積率10%未満
○ :白錆発生面積率10%以上、30%未満
○−:白錆発生面積率30%以上で、赤錆発生なし
△ :赤錆発生ありで、赤錆発生面積率10%未満
× :赤錆発生面積率10%以上
(2) Corrosion resistance after processing For each sample, deformation and sliding were added with a draw bead under the following conditions, and this sample was used at 45 ° C. for 2 minutes using “FC-4460” manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd. After degreasing under the conditions, the CCT performed in “(1) Corrosion resistance” was performed, and the white rust generation area ratio and red rust generation area ratio after 24 cycles were evaluated.
Pressing load: 800kgf
Drawing speed: 1000mm / min
Bead shoulder R: Male side 5mmR, Female side 5mmR
Pushing depth: 7mm
Oil used: Preton R-352L
The evaluation criteria are as follows.
◎: White rust generation area rate less than 10% ○: White rust generation area rate of 10% or more and less than 30% ○-: White rust generation area rate of 30% or more, no red rust generation △: Red rust generation, red rust generation area Rate of less than 10% ×: Red rust generation area rate of 10% or more
(3)溶接性
各サンプルについて、使用電極:CF型Cr−Cu電極、加圧力:200kgf、通電時間:10サイクル/50Hz、溶接電流:10kAの条件で連続打点性の溶接試験を行い、連続打点数で評価した。その評価基準は以下の通りである。
◎ :2000点以上
○ :1000点以上、2000点未満
△ :500点以上、1000点未満
× :500点未満
(4)電着塗装性
各サンプルにカチオン系電着塗料(関西ペイント(株)製「GT−10」)を膜厚30μmとなるように塗装した後、130℃×30分の焼付を行った。塗装したサンプルを沸水中に2時間浸漬し、直ちに碁盤目(10×10個、1mm間隔)のカットを入れて接着テープによる貼着・剥離を行い、塗膜の剥離面積率を測定した。その評価基準は以下の通りである。
◎ :剥離なし
○ :剥離面積率5%未満
△ :剥離面積率5%以上、20%未満
× :剥離面積率20%以上
(3) Weldability With respect to each sample, a welding test with continuous spotting was performed under the conditions of using electrode: CF-type Cr—Cu electrode, applied pressure: 200 kgf, energizing time: 10 cycles / 50 Hz, welding current: 10 kA, and continuously hitting. The score was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: 2000 points or more ○: 1000 points or more, less than 2000 points △: 500 points or more, less than 1000 points ×: Less than 500 points (4) Electrodeposition paintability Cationic electrodeposition paint (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) After coating “GT-10”) to a film thickness of 30 μm, baking was performed at 130 ° C. for 30 minutes. The coated sample was immersed in boiling water for 2 hours, immediately cut in a grid pattern (10 × 10, 1 mm interval), attached and peeled with an adhesive tape, and the peeled area ratio of the coating film was measured. The evaluation criteria are as follows.
◎: No peeling ○: Peeling area rate less than 5% △: Peeling area rate of 5% or more and less than 20%
なお、表10〜表19中に記載の*1〜*12は以下の内容を指す。
*1:表1に記載のNo.(めっき鋼板)
*2:表2に記載のNo.(バナジウム化合物)
*3:表3に記載のNo.(リン酸化合物)
*4:表4に記載のNo.(シランカップリング剤)
*5:表5に記載のNo.(金属化合物)
*7:表6に記載のNo.(添加剤)
*8:表面処理組成物の無機固形分100質量部に対する質量部
*9:表7に記載のNo.(樹脂組成物)
*10:表8に記載のNo.(防錆添加剤)
*11:表9記載のNo.(固形潤滑剤)
*12:固形分の質量部(有機樹脂以外の成分については、有機樹脂の固形分100質量部に対する質量部)
In addition, * 1 to * 12 described in Tables 10 to 19 indicate the following contents.
* 1: No. described in Table 1. (Plated steel plate)
* 2: No. in Table 2 (Vanadium compounds)
* 3: No. described in Table 3 (Phosphate compound)
* 4: No. in Table 4 (Silane coupling agent)
* 5: No. in Table 5 (Metal compound )
* 7: No. in Table 6 (Additive)
* 8: parts by weight with respect to the inorganic solid content of 100 parts by weight of the surface treatment composition * 9: No. described in Table 7 (Resin composition)
* 10: No. in Table 8 (Anti-rust additive)
* 11: No. in Table 9 (Solid lubricant)
* 12: Mass parts of solid content (for components other than organic resins, mass parts relative to 100 mass parts of solid content of organic resin)
Claims (7)
(a)酸化ケイ素
(b)カルシウム化合物
(c)難溶性リン酸化合物
(d)モリブデン酸化合物
(e)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の、S原子を含有する有機化合物 The highly corrosion-resistant surface-treated steel sheet according to claim 2 , wherein the non-chromium rust preventive additive is at least one selected from the following (a) to (e).
(A) silicon oxide (b) calcium compound (c) poorly soluble phosphate compound (d) molybdate compound (e) one or more selected from triazoles, thiols, thiadiazoles, thiazoles, thiurams , Organic compounds containing S atoms
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