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JP7428539B2 - Materials with surface treatment agents and surface treatment films - Google Patents
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Description

本発明は、表面処理剤及び表面処理皮膜を有する材料に関する。 The present invention relates to a surface treatment agent and a material having a surface treatment film.

近年、家庭電化製品、自動車、建築材料等の各分野において、製品の高機能化に伴い、使用される材料に対する要求性能も高まっている。従来、耐食性や塗膜密着性の付与を目的として、材料を表面処理剤で処理して表面処理皮膜で被覆することが知られているが、材料に対する要求性能の高まりに応えるべく、より優れた性能を有する表面処理剤が求められている。 In recent years, in various fields such as home appliances, automobiles, and building materials, as products have become more sophisticated, the performance requirements for the materials used have also increased. Conventionally, it has been known to treat materials with a surface treatment agent and coat them with a surface treatment film for the purpose of imparting corrosion resistance and coating adhesion. A surface treatment agent with high performance is required.

特許文献1(特許第6118419号公報)においては、ジルコニウム化合物と、カルボキシル基含有ビニルモノマー由来の繰り返し単位を含むカルボキシル基含有ポリマーを骨格内に有する水性エポキシ樹脂と、ヒドロキシカルボン酸とを所定量含有する表面処理剤が提案されている。当該表面処理剤によれば、防錆油を塗油すること無く初期防錆性に優れ、潤滑性に優れ、リン酸塩系化成処理やジルコニウム系化成処理などの塗装下地処理を省略した場合の塗膜の耐食性及び密着性に優れる表面処理金属材料を製造することができると特許文献1に記載されている。 In Patent Document 1 (Patent No. 6118419), a zirconium compound, an aqueous epoxy resin having in its skeleton a carboxyl group-containing polymer containing a repeating unit derived from a carboxyl group-containing vinyl monomer, and a predetermined amount of hydroxycarboxylic acid are included. Surface treatment agents have been proposed. According to the surface treatment agent, it has excellent initial rust prevention properties without applying rust preventive oil, has excellent lubricity, and has excellent lubrication properties, and can be used even if surface treatment such as phosphate-based chemical conversion treatment or zirconium-based chemical conversion treatment is omitted. Patent Document 1 describes that a surface-treated metal material with excellent corrosion resistance and adhesion of a coating film can be manufactured.

特許文献2(特許第6127198号公報)においては、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基を有し、さらに、イソシアヌレート構造及びポリアルキレンオキシ鎖を有するブロックイソシアネート(A)と、ヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基、及び、カルボキシ基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する有機樹脂(B)と、を含む金属表面処理液が提案されている。当該金属表面処理液によれば、耐食性、耐加工性、耐薬品性、塗膜密着性及び塗装後耐食性に優れた表面処理金属材料を得ることができると特許文献2に記載されている。 In Patent Document 2 (Patent No. 6127198), a blocked isocyanate (A) having an isocyanate group blocked with a blocking agent and further having an isocyanurate structure and a polyalkyleneoxy chain, a hydroxy group, an amino group, A metal surface treatment liquid has been proposed that includes an organic resin (B) having at least one functional group selected from the group consisting of a sulfo group and a carboxy group. According to the metal surface treatment liquid, it is described in Patent Document 2 that a surface-treated metal material having excellent corrosion resistance, processability, chemical resistance, coating film adhesion, and post-painting corrosion resistance can be obtained.

特許第6118419号公報Patent No. 6118419 特許第6127198号公報Patent No. 6127198

上記特許文献に記載の表面処理剤を用いることで材料の平面部の耐久性(耐食性及び塗膜密着性)に優れる皮膜を形成することはできる。しかしながら、本発明者の検討結果によると、上記特許文献に記載の表面処理剤は、材料の加工部(材料が加工を受けて凹凸が形成されている箇所)の耐久性(耐食性及び塗膜密着性)に優れる皮膜を形成する上では改善の余地が残されている。 By using the surface treatment agent described in the above patent document, it is possible to form a film with excellent durability (corrosion resistance and coating adhesion) on the flat surface of the material. However, according to the study results of the present inventor, the surface treatment agent described in the above-mentioned patent document is effective in improving the durability (corrosion resistance and paint film adhesion) of the processed parts of the material (the parts where the material is processed and unevenness is formed). There is still room for improvement in forming films with excellent properties.

本発明は、上記事情に鑑みて創作されたものであり、材料の平面部のみならず加工部の耐久性(耐食性及び塗膜密着性)にも優れる皮膜を形成可能な表面処理剤を提供することを課題とする。また、本発明は、そのような表面処理剤で材料を表面処理することで作製される、表面処理皮膜を有する材料を提供することを別の課題とする。 The present invention was created in view of the above circumstances, and provides a surface treatment agent capable of forming a film with excellent durability (corrosion resistance and coating adhesion) not only on the flat surface of the material but also on the processed portion. That is the issue. Another object of the present invention is to provide a material having a surface-treated film, which is produced by surface-treating the material with such a surface-treating agent.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、水性エポキシ樹脂(A)であって、1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造を有し、前記1又は複数種のビニルモノマーは、カルボキシル基を有するビニルモノマーを含む、水性エポキシ樹脂(A)と、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基、イソシアヌレート構造及びポリアルキレンオキシ鎖を有するブロックイソシアネート(B)とを併用することが、材料の平面部のみならず加工部の耐久性(耐食性及び塗膜密着性)にも優れる皮膜を形成可能な表面処理剤を得るのに有利であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have discovered that an aqueous epoxy resin (A) having a structure in which one or more types of vinyl monomers are polymerized, The monomers may include a water-based epoxy resin (A) containing a vinyl monomer having a carboxyl group, and a blocked isocyanate (B) having an isocyanate group blocked by a blocking agent, an isocyanurate structure, and a polyalkyleneoxy chain. discovered that it is advantageous in obtaining a surface treatment agent capable of forming a film that is excellent in durability (corrosion resistance and coating adhesion) not only on the flat surface of the material but also on the processed portion, and thus completed the present invention. Ta.

本発明は例示的に以下のように特定される。
[1]
水性エポキシ樹脂(A)と、ブロックイソシアネート(B)と、水とを含有する表面処理剤であって、
前記水性エポキシ樹脂(A)は、1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造を有し、前記1又は複数種のビニルモノマーは、カルボキシル基を有するビニルモノマーを含み、
前記ブロックイソシアネート(B)は、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基、イソシアヌレート構造及びポリアルキレンオキシ鎖を有する、
表面処理剤。
[2]
さらに、カルボジイミド化合物(C)を含有する[1]に記載の表面処理剤。
[3]
静的表面張力の値が35dyne/cm以下である[1]又は[2]に記載の表面処理剤。
[4]
[1]~[3]のいずれかに記載の表面処理剤を材料の表面又は表面上に接触させて形成される、表面処理皮膜を有する材料。
The invention is exemplarily specified as follows.
[1]
A surface treatment agent containing an aqueous epoxy resin (A), a blocked isocyanate (B), and water,
The aqueous epoxy resin (A) has a structure in which one or more types of vinyl monomers are polymerized, and the one or more types of vinyl monomers include a vinyl monomer having a carboxyl group,
The blocked isocyanate (B) has an isocyanate group blocked by a blocking agent, an isocyanurate structure, and a polyalkyleneoxy chain.
Surface treatment agent.
[2]
The surface treatment agent according to [1], further containing a carbodiimide compound (C).
[3]
The surface treatment agent according to [1] or [2], which has a static surface tension value of 35 dyne/cm or less.
[4]
A material having a surface treatment film formed by bringing the surface treatment agent according to any one of [1] to [3] into contact with or on the surface of the material.

本発明によれば、材料の加工部の耐久性(耐食性及び塗膜密着性)に優れる皮膜を形成可能な表面処理剤を提供することができる。従って、本発明は、家庭電化製品、自動車、建築材料等の各分野において使用される材料の高性能化に寄与することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface treatment agent capable of forming a film having excellent durability (corrosion resistance and coating adhesion) on a processed portion of a material. Therefore, the present invention can contribute to improving the performance of materials used in various fields such as home appliances, automobiles, and building materials.

以下、表面処理剤及び表面処理皮膜を有する材料を含む本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、その本発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更可能であり、下記の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention including a surface treatment agent and a material having a surface treatment film will be described in detail. Note that the present invention can be modified as desired without departing from the spirit of the present invention, and is not limited to the embodiments described below.

<1.表面処理剤>
本発明の一実施形態によれば、水性エポキシ樹脂(A)と、ブロックイソシアネート(B)と、水とを含有する表面処理剤であって、前記水性エポキシ樹脂(A)は、1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造を有し、前記1又は複数種のビニルモノマーは、カルボキシル基を有するビニルモノマーを含み、前記ブロックイソシアネート(B)は、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基、イソシアヌレート構造及びポリアルキレンオキシ鎖を有する、表面処理剤が提供される。(A)及び(B)を併用することが、材料の平面部のみならず加工部の耐久性(耐食性及び塗膜密着性)にも優れる皮膜を形成可能な表面処理剤を得る上で有利である。
<1. Surface treatment agent>
According to one embodiment of the present invention, there is provided a surface treatment agent containing an aqueous epoxy resin (A), a blocked isocyanate (B), and water, wherein the aqueous epoxy resin (A) includes one or more types of The one or more types of vinyl monomers include a vinyl monomer having a carboxyl group, and the blocked isocyanate (B) has an isocyanate group blocked with a blocking agent, an isocyanurate structure. and a polyalkyleneoxy chain. The combined use of (A) and (B) is advantageous in obtaining a surface treatment agent that can form a film with excellent durability (corrosion resistance and coating adhesion) not only on the flat surface of the material but also on the processed portion. be.

(水性エポキシ樹脂(A))
水性エポキシ樹脂(A)は、1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造を有する。この構造は、1又は複数種のビニルモノマーに対応する構成単位を含む。また、前記1又は複数種のビニルモノマーには、カルボキシル基を有するビニルモノマー(以下、カルボキシル基含有ビニルモノマーとも称する)が含まれる。この構造における、ビニルモノマーに対応する全ての構成単位に対する、カルボキシル基を有するビニルモノマーに対応する構成単位の含有量は特に制限されないが、0.01~100モル%が好ましく、0.1~80モル%がより好ましい。
1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造には、カルボキシル基を有するビニルモノマーに対応する構成単位以外の他の構成単位が含まれていてもよい。言い換えると、カルボキシル基を有するビニルモノマー以外の他のビニルモノマーに対応する構成単位が含まれていてもよい。他のビニルモノマーに関しては、後段で詳述する。
(Aqueous epoxy resin (A))
The water-based epoxy resin (A) has a structure in which one or more types of vinyl monomers are polymerized. This structure includes structural units corresponding to one or more vinyl monomers. Further, the one or more kinds of vinyl monomers include a vinyl monomer having a carboxyl group (hereinafter also referred to as a carboxyl group-containing vinyl monomer). In this structure, the content of the structural unit corresponding to the vinyl monomer having a carboxyl group with respect to all the structural units corresponding to the vinyl monomer is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 mol%, and 0.1 to 80 mol%. Mol% is more preferred.
The structure in which one or more kinds of vinyl monomers are polymerized may contain other structural units other than the structural units corresponding to the vinyl monomer having a carboxyl group. In other words, a structural unit corresponding to a vinyl monomer other than the vinyl monomer having a carboxyl group may be included. Other vinyl monomers will be detailed later.

水性エポキシ樹脂(A)の骨格中に含まれる、1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造の含有量は、特に限定されないが、0.1~30質量%の範囲内であることが好ましい。また、水性エポキシ樹脂(A)の水分散性の指標である酸価は、5~45mgKOH/gであることが好ましく、17~40mgKOH/gがより好ましく、18~35mgKOH/gが更により好ましい。本明細書において、酸価は、JIS K0070-1992に準ずる電位差滴定法で測定する。 The content of the polymerized structure of one or more types of vinyl monomers contained in the skeleton of the aqueous epoxy resin (A) is not particularly limited, but is preferably within the range of 0.1 to 30% by mass. Further, the acid value, which is an indicator of water dispersibility of the aqueous epoxy resin (A), is preferably 5 to 45 mgKOH/g, more preferably 17 to 40 mgKOH/g, and even more preferably 18 to 35 mgKOH/g. In this specification, the acid value is measured by a potentiometric titration method according to JIS K0070-1992.

水性エポキシ樹脂(A)の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、まず、必要に応じて添加されるアミン類の存在下にて、エポキシ樹脂と、グリシジル基含有ビニルモノマー、アミド基含有ビニルモノマー、アミノ基含有ビニルモノマー、及び、ポリアルキレングリコール類のグリシジルエーテル類からなる群から選択される少なくとも1種とを少なくとも反応させて得られる生成物Xを製造する。その後、生成物Xに対して、カルボキシル基含有ビニルモノマーを重合させる方法が挙げられる。つまり、該水性エポキシ樹脂は、生成物Xとカルボキシル基含有ビニルモノマーとを反応させて得られる重合体であり、より具体的には、生成物Xの存在下、カルボキシル基含有ビニルモノマーを重合させることにより得られる。カルボキシル基含有ビニルモノマーは、何れの反応によっても生成物Xと反応してもよいが、例えば、カルボキシル基含有ビニルモノマーは、生成物X中に導入されたビニル基を介して、生成物Xと反応する。 The method for producing the aqueous epoxy resin (A) is not particularly limited, and any known method can be employed. For example, first, in the presence of optionally added amines, an epoxy resin, a glycidyl group-containing vinyl monomer, an amide group-containing vinyl monomer, an amino group-containing vinyl monomer, and a glycidyl ether of polyalkylene glycols are combined. A product X is produced by reacting at least one member selected from the group consisting of: Thereafter, a method of polymerizing the product X with a carboxyl group-containing vinyl monomer may be mentioned. In other words, the aqueous epoxy resin is a polymer obtained by reacting product X with a carboxyl group-containing vinyl monomer, and more specifically, in the presence of product It can be obtained by The carboxyl group-containing vinyl monomer may react with the product X by any reaction, but for example, the carboxyl group-containing vinyl monomer may react with the product react.

生成物Xを製造する際に使用されるエポキシ樹脂の種類は特に制限されず、エポキシ基が含まれていればよい。例えば、1分子中に2個以上のヒドロキシルフェニル基を有する化合物及びアルキレングリコールからなる群から選択される化合物Wと、エピクロルヒドリンとの反応により得られるエポキシ樹脂が使用される。当該反応の際に、必要に応じて触媒を添加してもよい。言い換えると、触媒の存在下で当該反応を実施してもよい。触媒としては、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド等の塩基性金属塩のほか、ジメチルベンジルアミン、トリブチルアミン等のアミン化合物;テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムクロリド等のオニウム塩を用いることができる。また、当該反応の際に、必要に応じて、溶媒(水、又は有機溶媒)を使用してもよい。 The type of epoxy resin used in producing product X is not particularly limited, as long as it contains an epoxy group. For example, an epoxy resin obtained by reacting a compound W selected from the group consisting of alkylene glycol and a compound having two or more hydroxyl phenyl groups in one molecule with epichlorohydrin is used. During the reaction, a catalyst may be added as necessary. In other words, the reaction may be carried out in the presence of a catalyst. As a catalyst, in addition to basic metal salts such as sodium hydroxide and sodium methoxide, amine compounds such as dimethylbenzylamine and tributylamine; and onium salts such as tetramethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, and tetraphenylphosphonium chloride. Can be used. Further, during the reaction, a solvent (water or organic solvent) may be used as necessary.

生成物Xを製造する際に使用されるグリシジル基含有ビニルモノマーとしては、グリシジル基と重合性ビニル基を分子内に含有する各種公知の化合物であれば特に制限なく使用できる。具体的には、グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
生成物Xを製造する際に使用されるアミド基含有ビニルモノマーとしては、アミド基と重合性ビニル基を分子内に含有する各種公知の化合物であれば特に制限なく使用できる。具体的には、アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド等が挙げられる。
生成物Xを製造する際に使用されるアミノ基含有ビニルモノマーとしては、アミノ基と重合性ビニル基を分子内に含有する各種公知の化合物であれば特に制限なく使用できる。具体的には、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、生成物Xを製造する際に使用されるポリアルキレングリコール類のグリシジルエーテル類としては、少なくとも一方の末端にグリシジル基を有するポリアルキレングリコールであり、分子中に芳香族環を含有しないものが好ましい。ポリアルキレングリコール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等、公知のものを用いることができる。
As the glycidyl group-containing vinyl monomer used in producing the product X, any known compound containing a glycidyl group and a polymerizable vinyl group in its molecule can be used without particular limitation. Specific examples include glycidyl (meth)acrylate, β-methylglycidyl (meth)acrylate, and (meth)allyl glycidyl ether.
As the amide group-containing vinyl monomer used in producing the product X, any known compound containing an amide group and a polymerizable vinyl group in its molecule can be used without particular limitation. Specifically, acrylamide, N-butoxymethyl (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide, diacetone (meth)acrylamide, N- Examples include vinylformamide.
As the amino group-containing vinyl monomer used in producing the product X, any known compound containing an amino group and a polymerizable vinyl group in its molecule can be used without particular limitation. Specific examples include N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, and N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate.
In addition, the glycidyl ethers of polyalkylene glycols used in the production of product preferable. As the polyalkylene glycol, for example, known ones such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, etc. can be used.

アミン類の種類は特に制限されず、各種公知のアミン類を特に制限なく使用できる。例えば、アルカノールアミン類、脂肪族アミン類、芳香族アミン類、脂環族アミン類、芳香核置換脂肪族アミン類等が挙げられ、これらは1種又は2種以上を適宜選択して使用できる。
アミン類の種類を具体的に示すと、アルカノールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジ-2-ヒドロキシブチルアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-ベンジルエタノールアミン等が挙げられる。また、脂肪族アミン類としては、例えば、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、パルミチルアミン、オレイルアミン、エルシルアミン等の一級アミン類やジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等の二級アミン類が挙げられる。また、芳香族アミン類としては、例えば、トルイジン類、キシリジン類、クミジン(イソプロピルアニリン)類、ヘキシルアニリン類、ノニルアニリン類、ドデシルアニリン類等が挙げられる。脂環族アミン類としてはシクロペンチルアミン類、シクロヘキシルアミン類、ノルボルニルアミン類が挙げられる。また、芳香核置換脂肪族アミン類としては、例えば、ベンジルアミン、フェネチルアミン等が挙げられる。
The type of amine is not particularly limited, and various known amines can be used without particular limitation. Examples include alkanolamines, aliphatic amines, aromatic amines, alicyclic amines, aromatic nucleus-substituted aliphatic amines, and one or more of these can be appropriately selected and used.
To specifically show the types of amines, examples of alkanolamines include diethanolamine, diisopropanolamine, di-2-hydroxybutylamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-benzylethanolamine, etc. can be mentioned. Examples of aliphatic amines include primary amines such as ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, laurylamine, stearylamine, palmitylamine, oleylamine, and erucylamine, and diethylamine, dipropylamine, and dibutylamine. Examples include secondary amines. Further, examples of aromatic amines include toluidines, xylidines, cumidine (isopropylanilines), hexylanilines, nonylanilines, dodecylanilines, and the like. Examples of alicyclic amines include cyclopentylamines, cyclohexylamines, and norbornylamines. Furthermore, examples of the aromatic nucleus-substituted aliphatic amines include benzylamine, phenethylamine, and the like.

生成物Xの製造条件は特に制限されず、使用される材料に応じて最適な条件が選択される。反応温度は特に制限されないが、反応がより効率的に進行する点から、30℃~150℃が好ましく、50℃~150℃がより好ましい。反応時間は特に制限されないが、生産性の点から、1時間~24時間が好ましい。 The conditions for producing product X are not particularly limited, and optimal conditions are selected depending on the materials used. The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably from 30°C to 150°C, more preferably from 50°C to 150°C, from the standpoint that the reaction proceeds more efficiently. The reaction time is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, it is preferably 1 hour to 24 hours.

カルボキシル基含有ビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。 Examples of the carboxyl group-containing vinyl monomer include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, and itaconic acid.

カルボキシル基含有ビニルモノマーとの反応の際に、他のビニルモノマーを使用してもよい。カルボキシル基含有ビニルモノマーと共重合し得る任意成分である他のビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類;スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン等のスチレン系ビニル単量体;その他、酢酸ビニル、アクリル酸β-ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらビニル単量体は、いずれも1種を単独で使用でき、又は2種以上を併用できる。 Other vinyl monomers may be used during the reaction with the carboxyl group-containing vinyl monomer. Examples of other vinyl monomers that are optional components that can be copolymerized with the carboxyl group-containing vinyl monomer include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, and tert acrylate. - Acrylic acid esters such as butyl, 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, 2-hydroxy methacrylate Methacrylic acid esters such as ethyl and 2-ethylhexyl methacrylate; Styrenic vinyl monomers such as styrene, vinyltoluene, and α-methylstyrene; Others, such as vinyl acetate, β-hydroxyethyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc. can be mentioned. These vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more.

生成物X、及び、カルボキシル基含有ビニルモノマーの重合反応の条件は特に制限されず、使用される化合物に応じて、最適な態様が選択される。例えば、重合開始剤の存在下で、60~150℃程度の反応温度で重合できる。
生成物Xの使用量と、カルボキシル基含有ビニルモノマー及び他のビニルモノマーの合計使用量との質量比(生成物X/〔(カルボキシル基含有ビニルモノマー)+(他のビニルモノマー)〕)は、上述した酸価の量となるように調整されることが好ましいが、通常は、4~95の範囲内とするのが好ましい。
また、使用されるビニルモノマー中のカルボキシル基含有ビニルモノマーの質量比(カルボキシル基含有ビニルモノマーの質量/カルボキシル基含有ビニルモノマー及び他のビニルモノマーの合計質量)は特に制限されないが、0.01~0.8が好ましい。
The conditions for the polymerization reaction of the product X and the carboxyl group-containing vinyl monomer are not particularly limited, and the optimum mode is selected depending on the compound used. For example, polymerization can be carried out at a reaction temperature of about 60 to 150° C. in the presence of a polymerization initiator.
The mass ratio between the amount of product X used and the total amount of carboxyl group-containing vinyl monomers and other vinyl monomers used (product It is preferable to adjust the acid value to the above-mentioned amount, but it is usually preferably within the range of 4 to 95.
Furthermore, the mass ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer in the vinyl monomer used (mass of the carboxyl group-containing vinyl monomer/total mass of the carboxyl group-containing vinyl monomer and other vinyl monomers) is not particularly limited, but is 0.01 to 0.8 is preferred.

(ブロックイソシアネート(B))
ブロックイソシアネート(B)は、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基(ブロック化イソシアネート基)を有し、さらに、イソシアヌレート構造及びポリアルキレンオキシ鎖を有する。ブロックイソシアネートとは、イソシアネート化合物の一部又は全部のイソシアネート基をブロック剤と反応させたものであって、加熱することにより保護基(ブロック剤の残基)が解離してイソシアネート基を再生するものである。解離温度の低いブロックイソシアネートほど比較的低温にてイソシアネート基を再生する。
(Blocked isocyanate (B))
Blocked isocyanate (B) has an isocyanate group blocked by a blocking agent (blocked isocyanate group), and further has an isocyanurate structure and a polyalkyleneoxy chain. Blocked isocyanate is a compound in which some or all of the isocyanate groups of an isocyanate compound are reacted with a blocking agent, and when heated, the protective group (residue of the blocking agent) dissociates and regenerates the isocyanate group. It is. Blocked isocyanates with lower dissociation temperatures regenerate isocyanate groups at relatively lower temperatures.

イソシアネート基をブロック(保護)するために使用されるブロック剤は、イソシアネート基と反応してイソシアネート基を保護し、加熱時に解離してイソシアネート基を再生するものであればよく、その種類は特に制限されないが、通常、活性水素を分子内に1個有する化合物が好適に用いられる。例えば、フェノール系ブロック剤(例えば、フェノール、クレゾール)、ラクタム系ブロック剤(例えば、カプロラクタム、バレロラクタム)、オキシム系ブロック剤(例えば、ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、メチルエチルケトオキシム)、活性メチレン系ブロック剤(例えば、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチル)、アルコール系ブロック剤(例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル)、ピラゾール系ブロック剤(例えば、3,5-ジメチルピラゾール)、メルカプタン系ブロック剤(例えば、ブチルメルカプタン)、酸アミド系ブロック剤(例えば、アセトアニリド、酢酸アミド)、イミダゾール系ブロック剤(例えば、イミダゾール)、アミン系ブロック剤(例えば、ジフェニルアミン、アニリン)、イミン系ブロック剤(例えば、エチレンイミン)、尿素系ブロック剤(例えば、尿素、チオ尿素)が挙げられる。これらの中でも、オキシム系ブロック剤、活性メチレン系ブロック剤、アルコール系ブロック剤、及び、ピラゾール系ブロック剤が好ましく、ピラゾール系ブロック剤がより好ましい。1つのブロック剤によってすべてのイソシアネート基をブロックしてもよく、2種以上のブロック剤を併用してもよい。 The blocking agent used to block (protect) the isocyanate group may be one that reacts with the isocyanate group, protects the isocyanate group, and dissociates upon heating to regenerate the isocyanate group, and its type is not particularly limited. However, compounds having one active hydrogen in the molecule are usually preferably used. For example, phenolic blocking agents (e.g., phenol, cresol), lactam-based blocking agents (e.g., caprolactam, valerolactam), oxime-based blocking agents (e.g., formamide oxime, acetamidoxime, methyl ethyl ketoxime), activated methylene-based blocking agents ( For example, diethyl malonate, dimethyl malonate), alcohol-based blocking agents (e.g., methanol, ethanol, ethylene glycol monobutyl ether), pyrazole-based blocking agents (e.g., 3,5-dimethylpyrazole), mercaptan-based blocking agents (e.g., butyl mercaptan), acid amide blocking agents (e.g. acetanilide, acetate amide), imidazole blocking agents (e.g. imidazole), amine blocking agents (e.g. diphenylamine, aniline), imine blocking agents (e.g. ethyleneimine) , urea-based blocking agents (eg, urea, thiourea). Among these, oxime-based blocking agents, active methylene-based blocking agents, alcohol-based blocking agents, and pyrazole-based blocking agents are preferred, and pyrazole-based blocking agents are more preferred. All the isocyanate groups may be blocked with one blocking agent, or two or more types of blocking agents may be used in combination.

ブロックイソシアネート(B)中の、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基の含有量は特に制限されないが、ブロックイソシアネート(B)中の有効イソシアネート基の含有量は、ブロックイソシアネート(B)全質量中、0.5~10質量%が好ましく、1~7質量%がより好ましい。 The content of isocyanate groups blocked by a blocking agent in the blocked isocyanate (B) is not particularly limited, but the content of effective isocyanate groups in the blocked isocyanate (B) is 0 in the total mass of the blocked isocyanate (B). .5 to 10% by weight is preferable, and 1 to 7% by weight is more preferable.

有効イソシアネート基の含有量とは、ブロックイソシアネート(B)において、ブロック化イソシアネート基からイソシアネート基をブロックするブロック基を解離させた後のイソシアネート基の含有量を示す。有効イソシアネート基の含有量(濃度)は、JIS K1603-1:2007に規定された方法に則って測定する。 The content of effective isocyanate groups refers to the content of isocyanate groups in the blocked isocyanate (B) after the blocking group that blocks the isocyanate groups is dissociated from the blocked isocyanate groups. The content (concentration) of effective isocyanate groups is measured according to the method specified in JIS K1603-1:2007.

ブロックイソシアネート(B)は、イソシアヌレート構造(イソシアヌレート環構造)を有する。イソシアヌレート構造とは、以下式(X)で表される構造である。*は、結合位置を表す。ブロックイソシアネート(B)中のイソシアヌレート構造の有無は、ジ-n-ブチルアミン法によるイソシアナト滴定、ガスクロマトグラフィー、屈折率、粘度、赤外分光測定等により確認することができる。 Blocked isocyanate (B) has an isocyanurate structure (isocyanurate ring structure). The isocyanurate structure is a structure represented by the following formula (X). * represents the bonding position. The presence or absence of an isocyanurate structure in the blocked isocyanate (B) can be confirmed by isocyanate titration using the di-n-butylamine method, gas chromatography, refractive index, viscosity, infrared spectroscopy, etc.

上記イソシアヌレート構造は、各種のジイソシアネート又はトリイソシアネートのイソシアネート基同士を環化三量化して得ることができる。
ジイソシアネートとしては、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、エチル(2,6-ジイソシアネート)ヘキサノエート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12-ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4-又は2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;1,3-又は1,4-ビス(イソシアネートメチルシクロヘキサン)、1,3-又は1,4-ジイソシアネートシクロヘキサン、3-イソシアネート-メチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、2,5-又は2,6-ジイソシアネートメチルノルボルナンなどの脂環族ジイソシアネート;m-又はp-フェニレンジイソシアネート、トリレン-2,4-又は2,6-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、1,3-ビス(2-イソシアネート2-プロピル)ベンゼン、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、ジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジイソシアネート3,3’-ジメチルジフェニル、3-メチル-ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ジフェニルエーテル-4,4’-ジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートなどが挙げられる。
また、トリイソシアネートとしては、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート4-イソシアネートメチルオクタン、2-イソシアネートエチル(2,6-ジイソシアネート)ヘキサノエートなどの脂肪族トリイソシアネート;2,5-又は2,6-ジイソシアネートメチル-2-イソシアネートプロピルノルボルナンなどの脂環族トリイソシアネート;トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェートなどの芳香族トリイソシアネートが挙げられる。
ブロックイソシアネート(B)中に含まれるイソシアヌレート構造の数は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、1~10個が好ましく、1~4個がより好ましい。
The above-mentioned isocyanurate structure can be obtained by cyclizing and trimerizing isocyanate groups of various diisocyanates or triisocyanates.
As the diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, ethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4 - Aliphatic diisocyanates such as trimethylhexamethylene diisocyanate; 1,3- or 1,4-bis(isocyanatemethylcyclohexane), 1,3- or 1,4-diisocyanatecyclohexane, 3-isocyanate-methyl-3,5,5 - cycloaliphatic diisocyanates such as trimethylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 2,5- or 2,6-diisocyanate methylnorbornane; m- or p-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4- or 2-diisocyanate; , 6-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,3-bis(2-isocyanate 2-propyl)benzene, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, 4,4' -Diisocyanate Examples include aromatic diisocyanates such as 3,3'-dimethyldiphenyl, 3-methyl-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, and diphenyl ether-4,4'-diisocyanate.
In addition, as the triisocyanate, aliphatic triisocyanates such as 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanate 4-isocyanate methyl octane, and 2-isocyanate ethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate; Alicyclic triisocyanates such as 5- or 2,6-diisocyanate methyl-2-isocyanate propylnorbornane; aromatic triisocyanates such as triphenylmethane triisocyanate and tris(isocyanate phenyl) thiophosphate.
The number of isocyanurate structures contained in the blocked isocyanate (B) is not particularly limited, but 1 to 10 is preferable, and 1 to 4 is more preferable, since the effects of the present invention are more excellent.

ブロックイソシアネート(B)は、ポリアルキレンオキシ鎖(例えば、ポリエチレンオキシ鎖、ポリプロピレンオキシ鎖)を有する。ポリアルキレンオキシ鎖とは、下記の式(2)で表される構造単位(繰り返し単位)を有する鎖である。
式(2)-(L-O)n
上記式(2)中、Lはアルキレン基を表す。アルキレン基中に含まれる炭素原子数は特に制限されないが、2~10が好ましく、2~4がより好ましい。nで表される構造単位(繰り返し単位)の数は特に制限されないが、2~1000が好ましく、5~400がより好ましく、10~200がより好ましく、15~150がさらにより好ましい。
Blocked isocyanate (B) has a polyalkyleneoxy chain (eg, polyethyleneoxy chain, polypropyleneoxy chain). A polyalkyleneoxy chain is a chain having a structural unit (repeat unit) represented by the following formula (2).
Formula (2) - (LO) n -
In the above formula (2), L represents an alkylene group. The number of carbon atoms contained in the alkylene group is not particularly limited, but is preferably from 2 to 10, more preferably from 2 to 4. The number of structural units (repeat units) represented by n is not particularly limited, but is preferably from 2 to 1,000, more preferably from 5 to 400, more preferably from 10 to 200, even more preferably from 15 to 150.

ポリアルキレンオキシ鎖の分子量は特に制限されないが、100~10000が好ましく、200~5000がより好ましい。 The molecular weight of the polyalkyleneoxy chain is not particularly limited, but is preferably from 100 to 10,000, more preferably from 200 to 5,000.

ブロックイソシアネート(B)中のポリアルキレンオキシ鎖の含有量は特に制限されないが、ブロックイソシアネート(B)全質量中、10質量%~70質量%が好ましく、20質量%~60質量%がより好ましい。 The content of polyalkyleneoxy chains in the blocked isocyanate (B) is not particularly limited, but is preferably 10% by mass to 70% by mass, more preferably 20% by mass to 60% by mass, based on the total mass of the blocked isocyanate (B).

ブロックイソシアネート(B)の重量平均分子量は特に制限されないが、300~20000が好ましく、400~15000がより好ましく、1000~7000が更により好ましい。ブロックイソシアネート(B)の重量平均分子量は、形成される皮膜の物性に影響を与える。特に、ブロックイソシアネート(B)の重量平均分子量は、皮膜に優れた弾性や強度を付与する点で、高分子量であることが好ましい。優れた弾性や硬度は、皮膜に耐加工性、より具体的には耐疵つき性、耐摩耗性等の機械的耐性を付与するだけでなく、耐薬品性等の化学的耐性を付与することにも有効である。 The weight average molecular weight of the blocked isocyanate (B) is not particularly limited, but is preferably from 300 to 20,000, more preferably from 400 to 15,000, and even more preferably from 1,000 to 7,000. The weight average molecular weight of the blocked isocyanate (B) influences the physical properties of the formed film. In particular, the weight average molecular weight of the blocked isocyanate (B) is preferably high in terms of imparting excellent elasticity and strength to the film. Excellent elasticity and hardness not only give the coating mechanical resistance such as processing resistance, more specifically scratch resistance and abrasion resistance, but also chemical resistance such as chemical resistance. It is also effective for

ブロックイソシアネート(B)は、自己乳化型のブロックイソシアネートであることが好ましい。自己乳化型ブロックイソシアネートとは、化合物自身が水との親和性を持ち、水中で乳化分散できることを意図する。表面処理剤中においてブロックイソシアネート(B)が自己乳化している場合、表面処理剤中のブロックイソシアネート(B)の粒子の粒子径は0.01μm~1.00μmが好ましく、0.05μm~0.50μmがより好ましい。ここでいう粒子径は、レーザー回折/散乱法による粒度分布測定装置を用いて測定される体積基準のメジアン径を指す。 The block isocyanate (B) is preferably a self-emulsifying block isocyanate. The self-emulsifying blocked isocyanate is intended to mean that the compound itself has an affinity for water and can be emulsified and dispersed in water. When the blocked isocyanate (B) is self-emulsified in the surface treatment agent, the particle size of the blocked isocyanate (B) particles in the surface treatment agent is preferably 0.01 μm to 1.00 μm, more preferably 0.05 μm to 0.05 μm. More preferably 50 μm. The particle diameter herein refers to the volume-based median diameter measured using a particle size distribution measuring device using a laser diffraction/scattering method.

ブロックイソシアネート(B)の好適態様としては、下記の式(1)で表される構造単位、及び、上記式(2)で表される構造単位を有する態様が挙げられる。*は、結合位置を表す。 Preferred embodiments of the blocked isocyanate (B) include embodiments having a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the above formula (2). * represents the bonding position.

式(1)中、Xは、それぞれ独立に、2価の炭化水素基を表す。2価の炭化水素基に含まれる炭素原子数は特に制限されないが、1~20が好ましく、2~20がより好ましく、4~12がさらに好ましい。
2価の炭化水素基としては、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、又は、これらの組み合わせが挙げられる。2価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよい。環状としては単環式及び多環式のいずれでもよく、単環式の脂肪族炭化水素基としてはシクロヘキサンジイルが挙げられ、多環式の脂肪族炭化水素基としてはアダマンタンジイル基、ノルボルナンジイル基などが挙げられる。
これらの中でも、2価の炭化水素基としては、炭素原子数1~6のアルキレン基、アルキル基が置換されていてもよい脂肪族六員環基、又は、アルキル基が置換されていてもよいキシリレン基などが好ましく挙げられる。
In formula (1), each X independently represents a divalent hydrocarbon group. The number of carbon atoms contained in the divalent hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably from 1 to 20, more preferably from 2 to 20, even more preferably from 4 to 12.
Examples of the divalent hydrocarbon group include a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a combination thereof. The divalent aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic. The cyclic type may be either monocyclic or polycyclic, and examples of monocyclic aliphatic hydrocarbon groups include cyclohexanediyl, and examples of polycyclic aliphatic hydrocarbon groups include adamantanediyl and norbornanediyl groups. Examples include.
Among these, the divalent hydrocarbon group includes an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an aliphatic six-membered ring group which may be substituted with an alkyl group, or an aliphatic six-membered ring group which may be substituted with an alkyl group. Preferred examples include xylylene groups.

1は、ブロック剤の残基を表す。ブロック剤の残基とは、イソシアネート基と反応可能なブロック剤から水素原子を除いた残基を意図する。ブロック剤の種類は、上述した通りである。なかでも、炭素原子数3~8のアルキルアミノ基、炭素原子数2~8の1,3-ジカルボニル基、又は、炭素原子数2~8のピラゾール基などが好ましく挙げられる。 R 1 represents a blocking agent residue. The residue of the blocking agent is intended to be a residue obtained by removing a hydrogen atom from the blocking agent that can react with an isocyanate group. The type of blocking agent is as described above. Among these, preferable examples include an alkylamino group having 3 to 8 carbon atoms, a 1,3-dicarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, and a pyrazole group having 2 to 8 carbon atoms.

ブロックイソシアネート(B)中における式(1)で表される構造単位の数は特に制限されないが、上述したイソシアヌレート構造の数と同義である。 The number of structural units represented by formula (1) in the blocked isocyanate (B) is not particularly limited, but is synonymous with the number of isocyanurate structures described above.

表面処理剤中のブロックイソシアネート(B)の含有量は特に制限されないが、水性エポキシ樹脂(A)の質量(MA)に対するブロックイソシアネート(B)の質量(MB)の比率(MB/MA)が0.100~2.200となるように表面処理剤に配合することが好ましく、0.200~1.200となるように表面処理剤に配合することがより好ましい。 The content of the blocked isocyanate (B) in the surface treatment agent is not particularly limited, but the ratio of the mass (M B ) of the block isocyanate (B) to the mass (M A ) of the aqueous epoxy resin (A) (M B /M A ) is preferably blended into the surface treating agent so that it is 0.100 to 2.200, more preferably 0.200 to 1.200.

ブロックイソシアネート(B)の製造方法は特に制限されず公知の方法が採用されるが、例えば、ジイソシアネートなどのポリイソシアネートを反応させて、イソシアヌレート構造を有するポリイソシアネートを製造して、その後、ブロック剤を添加してイソシアネート基の一部を保護して、さらに、ポリアルキレンオキシ化合物を添加して反応させる方法が挙げられる。なお、ポリアルキレンオキシ化合物は、上述した式(2)で表される構造単位(繰り返し単位)を有し、末端(好ましくは、両末端)にヒドロキシ基などのイソシアネート基と反応可能な基を有する化合物である。 The method for producing the blocked isocyanate (B) is not particularly limited and any known method may be employed. For example, a polyisocyanate such as a diisocyanate is reacted to produce a polyisocyanate having an isocyanurate structure, and then a blocking agent is added. An example of this method is to add a polyalkyleneoxy compound to protect a part of the isocyanate group, and then to react by adding a polyalkyleneoxy compound. Note that the polyalkyleneoxy compound has a structural unit (repeat unit) represented by the above formula (2), and has a group capable of reacting with an isocyanate group such as a hydroxy group at the terminal (preferably both terminals). It is a compound.

イソシアヌレート構造を有するポリイソシアネートを合成する際には、必要に応じて、触媒(例えば、塩基性触媒)を用いてもよい。触媒としては、例えば、トリアルキルベンジルアンモニウムのハイドロオキサイド;テトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイド;アルキルカルボン酸の錫、亜鉛、鉛等のアルキル金属塩;ナトリウム、カリウム等の金属アルコラート;ヘキサメチルジシラザンなどのアミノシリル基含有化合物;マンニッヒ塩基類;第3級アミン類とエポキシ化合物の併用;及びトリブチルホスフィンなどの燐系化合物等が挙げられる。これらは1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。なお、触媒として塩基性触媒を使用した場合は、必要に応じて、酸性化合物で中和することが好ましい。酸性化合物は、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。 When synthesizing a polyisocyanate having an isocyanurate structure, a catalyst (for example, a basic catalyst) may be used as necessary. Examples of the catalyst include trialkylbenzylammonium hydroxide; tetraalkylammonium hydroxide; alkyl metal salts of alkylcarboxylic acids such as tin, zinc, and lead; metal alcoholates such as sodium and potassium; and hexamethyldisilazane. Examples include aminosilyl group-containing compounds; Mannich bases; combined use of tertiary amines and epoxy compounds; and phosphorus compounds such as tributylphosphine. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, when a basic catalyst is used as a catalyst, it is preferable to neutralize it with an acidic compound as necessary. The acidic compounds may be used alone or in combination of two or more.

金属材料用表面処理剤は、成分の溶解や分散及び濃度調整のために溶媒を含有していてもよい。溶媒の種類は特に限定されず、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、N-メチルピロリドン、水(例えば、脱イオン水)などが使用可能であり、表面処理剤の取り扱いがより容易であるという観点から、脱イオン水を用いることが好ましい。
また、溶媒の含有量は、表面処理剤全量に対して、30~95質量%が好ましい。
また、溶媒として水(例えば、脱イオン水)を使用する場合、金属材料用表面処理剤のpHを6~10とすることが好ましい。より好ましいpHは8~10である。
なお、pHの調整にはアンモニア、炭酸、硝酸、有機酸などを用いることが好ましい。
The surface treatment agent for metal materials may contain a solvent for dissolving and dispersing the components and adjusting the concentration. The type of solvent is not particularly limited, and hexane, benzene, toluene, xylene, N-methylpyrrolidone, water (for example, deionized water), etc. can be used, and from the viewpoint of easier handling of the surface treatment agent. , it is preferred to use deionized water.
Further, the content of the solvent is preferably 30 to 95% by mass based on the total amount of the surface treatment agent.
Further, when water (eg, deionized water) is used as a solvent, it is preferable that the pH of the surface treatment agent for metal materials is 6 to 10. More preferred pH is 8-10.
In addition, it is preferable to use ammonia, carbonic acid, nitric acid, organic acid, etc. to adjust the pH.

(カルボジイミド化合物(C))
表面処理剤中には、カルボジイミド化合物(C)を配合することが好ましい。カルボジイミド化合物としては、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、N-エチル-N’-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド塩酸塩などが挙げられる。カルボジイミド化合物は、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
(Carbodiimide compound (C))
It is preferable to incorporate a carbodiimide compound (C) into the surface treatment agent. Examples of carbodiimide compounds include N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, N,N'-diisopropylcarbodiimide, N,N'-diisopropylphenylcarbodiimide, and N-ethyl-N'-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydrochloride. Can be mentioned. The carbodiimide compounds may be used alone or in combination of two or more.

表面処理剤中のカルボジイミド化合物(C)の含有量は特に制限されないが、水性エポキシ樹脂(A)の質量(MA)に対するカルボジイミド化合物(C)の質量(Mc)の比率(Mc/MA)が0.020~1.100となるように表面処理剤中に配合することが好ましく、0.040~0.700となるように表面処理剤に配合することがより好ましく、0.080~0.350となるように表面処理剤に配合することが更により好ましい。 The content of the carbodiimide compound (C) in the surface treatment agent is not particularly limited, but the ratio of the mass (M c ) of the carbodiimide compound (C) to the mass (M A ) of the aqueous epoxy resin ( A ) (M c /M A ) is preferably blended into the surface treatment agent so that it is 0.020 to 1.100, more preferably blended to the surface treatment agent so that it is 0.040 to 0.700, and 0.080 It is even more preferable to mix it into the surface treatment agent so that the ratio is 0.350 to 0.350.

(界面活性剤(D))
表面処理剤の静的表面張力の値は低い方が好ましい。具体的には、80dyne/cm以下であることが好ましく、50dyne/cm以下であることがより好ましく、40dyne/cm以下であることがより好ましく、35dyne/cm以下であることが更により好ましく、例えば20dyne/cm~35dyne/cmとすることができる。本明細書において、静的表面張力はJIS K 2241:2017に準拠するウィルヘルミー法によって温度25℃で測定される値を指す。表面処理剤の静的表面張力の値を低下させるために、表面処理剤中に界面活性剤(D)を配合することが好ましい。好適な界面活性剤(D)としては、フッ素系界面活性剤が挙げられ、特にパーフロロアルキル基を側鎖に持つ非イオン性のポリオキシアルキレンエーテル化合物を好適に使用可能である。界面活性剤は、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
(Surfactant (D))
The lower the static surface tension value of the surface treatment agent, the better. Specifically, it is preferably 80 dyne/cm or less, more preferably 50 dyne/cm or less, more preferably 40 dyne/cm or less, even more preferably 35 dyne/cm or less, for example. It can be 20 dyne/cm to 35 dyne/cm. In this specification, static surface tension refers to a value measured at a temperature of 25° C. by the Wilhelmy method according to JIS K 2241:2017. In order to reduce the static surface tension value of the surface treatment agent, it is preferable to incorporate a surfactant (D) into the surface treatment agent. Suitable surfactants (D) include fluorine-based surfactants, and in particular, nonionic polyoxyalkylene ether compounds having a perfluoroalkyl group in the side chain can be preferably used. The surfactants may be used alone or in combination of two or more.

表面処理剤中の界面活性剤(D)の含有量は特に制限されないが、表面処理剤中の界面活性剤(D)の固形分の濃度を0.005質量%~0.250質量%とするのが好ましく、0.010質量%~0.150質量%とするのがより好ましく、0.015質量%~0.080質量%とするのが更により好ましい。 The content of the surfactant (D) in the surface treatment agent is not particularly limited, but the solid concentration of the surfactant (D) in the surface treatment agent is 0.005% by mass to 0.250% by mass. It is preferably 0.010% by mass to 0.150% by mass, and even more preferably 0.015% by mass to 0.080% by mass.

(シラン化合物(E))
表面処理剤中には、シラン化合物(E)を配合することが好ましい。シラン化合物(E)の種類は特に限定されないが、アルコキシシラン、シランカップリング剤、及びこれらの加水分解物、縮合物から選ばれる1種以上を用いることができる。例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、及び2-(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などのエポキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン、ビニルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシランなどのビニル基含有シランなどが挙げられる。これらの中でも、メトキシ基及び/又はエトキシ基を有するシラン化合物が好ましく、メトキシ基を有するシラン化合物がさらに好ましい。シラン化合物は、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
(Silane compound (E))
It is preferable to incorporate a silane compound (E) into the surface treatment agent. The type of silane compound (E) is not particularly limited, but one or more types selected from alkoxysilanes, silane coupling agents, and hydrolysates and condensates thereof can be used. For example, epoxysilanes such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl) Aminosilanes such as 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane, mercaptosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatepropyl Examples include isocyanate silanes such as trimethoxysilane and 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, and vinyl group-containing silanes such as vinyltriethoxysilane and p-styryltrimethoxysilane. Among these, silane compounds having a methoxy group and/or ethoxy group are preferred, and silane compounds having a methoxy group are more preferred. The silane compounds may be used alone or in combination of two or more.

表面処理剤中のシラン化合物(E)の含有量は特に制限されないが、水性エポキシ樹脂(A)の質量(MA)に対するシラン化合物(E)の質量(ME)の比率(ME/MA)が0.005~0.350となるように表面処理剤中に配合することが好ましく、0.010~0.250となるように表面処理剤に配合することがより好ましく、0.020~0.150となるように表面処理剤に配合することが更により好ましい。 The content of the silane compound (E) in the surface treatment agent is not particularly limited, but may be determined by the ratio of the mass (M E ) of the silane compound (E) to the mass (M A ) of the aqueous epoxy resin ( A ) (M E /M A ) is preferably blended into the surface treatment agent so that it is 0.005 to 0.350, more preferably blended into the surface treatment agent so that it is 0.010 to 0.250, and 0.020 It is even more preferable to mix it into the surface treatment agent so that the ratio is 0.150 to 0.150.

(金属化合物(F))
表面処理剤中には、ジルコニウム化合物、チタン化合物、及びバナジウム化合物から選択される少なくとも一種の金属化合物(F)を配合することが好ましい。金属化合物(F)はジルコニウム原子、チタン原子、及びバナジウム原子の少なくとも一種が含まれていればその種類は特に限定されない。金属化合物(F)は、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
(Metal compound (F))
It is preferable to mix at least one metal compound (F) selected from zirconium compounds, titanium compounds, and vanadium compounds in the surface treatment agent. The type of metal compound (F) is not particularly limited as long as it contains at least one of a zirconium atom, a titanium atom, and a vanadium atom. The metal compound (F) may be used alone or in combination of two or more.

ジルコニウム化合物(ジルコニウム原子を含む化合物)としては、例えば、ジルコニウムの炭酸塩、塩化物、硝酸塩及び硫酸塩;炭酸ジルコニウムアンモニウムなどのジルコニウムの炭酸アンモニウム塩;ジルコン酸及びその塩;ジルコニウム酸化物;乳酸ジルコニウム及び酢酸ジルコニウムなどのジルコニウムの有機酸塩:ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジイソプロポキシジルコニウムジアセチルアセトナト、ジイソプロポキシジルコニウムジトリエタノールアミネートなどのジルコニウムアルコキシド、ジルコニウムヘキサフルオロアセチルアセトナート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウム原子を含むキレート錯体などの有機ジルコニウム化合物を使用できる。 Examples of zirconium compounds (compounds containing a zirconium atom) include carbonates, chlorides, nitrates and sulfates of zirconium; ammonium carbonate salts of zirconium such as ammonium zirconium carbonate; zirconic acid and its salts; zirconium oxide; zirconium lactate. and organic acid salts of zirconium such as zirconium acetate: zirconium alkoxides such as zirconium ethoxide, zirconium tetraisopropoxide, diisopropoxyzirconium diacetylacetonate, diisopropoxyzirconium ditriethanolaminate, zirconium hexafluoroacetylacetonate, zirconium Organic zirconium compounds such as tetraacetylacetonate and chelate complexes containing zirconium atoms can be used.

チタン化合物(チタン原子を含む化合物)としては、例えば、チタンアルコキシド、チタン原子を含むキレート錯体、チタンの無機塩、有機酸塩及びチタニウムアセチルアセトナートなどの有機チタン化合物を使用できる。 As the titanium compound (compound containing a titanium atom), for example, titanium alkoxide, a chelate complex containing a titanium atom, an inorganic salt of titanium, an organic acid salt, and an organic titanium compound such as titanium acetylacetonate can be used.

バナジウム化合物(バナジウム原子を含む化合物)としては、例えば、バナジウムアルコキシド、バナジウムを含むキレート錯体、バナジウムの無機塩、有機塩及び酸化物を使用できる。具体的には、バナジルアセチルアセトナート、メタバナジン酸、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウム、メタバナジン酸アンモニウム、五酸化バナジウム、三酸化バナジウム、フッ化バナジウム、リン酸バナジウム、硫酸バナジウム、シュウ酸バナジウム、バナジウムオキシトリイソプロポキシド、バナジウムオキシトリブトキシド、バナジウムオキシトリイソブトキシド、バナジウムオキシトリエタノールアミネートなどが挙げられる。 As the vanadium compound (compound containing a vanadium atom), for example, vanadium alkoxides, chelate complexes containing vanadium, inorganic salts, organic salts, and oxides of vanadium can be used. Specifically, vanadyl acetylacetonate, metavanadate, sodium metavanadate, potassium metavanadate, ammonium metavanadate, vanadium pentoxide, vanadium trioxide, vanadium fluoride, vanadium phosphate, vanadium sulfate, vanadium oxalate, vanadium oxy. Examples include triisopropoxide, vanadium oxytributoxide, vanadium oxytriisobutoxide, vanadium oxytriethanolaminate, and the like.

表面処理剤中の金属化合物(F)の含有量は特に制限されないが、水性エポキシ樹脂(A)の質量(MA)に対する金属化合物(F)の質量(MF)の比率(MF/MA)が0.001~0.050となるように表面処理剤中に配合することが好ましく、0.002~0.035となるように表面処理剤に配合することがより好ましく、0.003~0.020となるように表面処理剤に配合することが更により好ましい。 The content of the metal compound (F) in the surface treatment agent is not particularly limited, but the ratio of the mass (M F ) of the metal compound (F) to the mass (M A ) of the aqueous epoxy resin ( A ) (M F /M A ) is preferably blended into the surface treatment agent so that it is 0.001 to 0.050, more preferably blended to the surface treatment agent so that it is 0.002 to 0.035, and 0.003 It is even more preferable to mix it into the surface treatment agent so that the amount of

(その他の成分)
表面処理剤中には、顔料、水系潤滑剤、樹脂硬化成分、可塑剤、水溶性溶剤、消泡剤、防菌防カビ剤、着色剤、均一塗工のための濡れ性向上剤などのその他の成分を、表面処理剤の液安定性や本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。
(Other ingredients)
Surface treatment agents include pigments, water-based lubricants, resin curing components, plasticizers, water-soluble solvents, antifoaming agents, antibacterial and antifungal agents, coloring agents, and other agents such as wettability improvers for uniform coating. These components can be blended within a range that does not impair the liquid stability of the surface treatment agent or the effects of the present invention.

好ましい実施形態において、本発明に係る表面処理剤は、無機リン酸、無機リン酸塩、有機リン酸、有機リン酸塩、有機ホスホン酸、及び有機ホスホン酸塩などのリン含有化合物を含有しない。本発明に係る表面処理剤は、リン含有化合物を添加しなくても材料の加工部(耐食性及び塗膜密着性)の耐久性に優れる皮膜を形成可能である。 In a preferred embodiment, the surface treatment agent according to the present invention does not contain phosphorus-containing compounds such as inorganic phosphoric acid, inorganic phosphates, organic phosphoric acids, organic phosphates, organic phosphonic acids, and organic phosphonates. The surface treatment agent according to the present invention can form a film with excellent durability on the processed part of the material (corrosion resistance and coating adhesion) without adding a phosphorus-containing compound.

<2.表面処理皮膜を有する材料>
本発明の一実施形態によれば、本発明に係る表面処理剤を材料の表面又は表面上に接触させて形成される、表面処理皮膜を有する材料が提供される。表面処理皮膜を有する材料を製造する方法は特に制限されないが、例えば、上述した表面処理剤を材料の表面又は表面上に接触させ、加熱乾燥する方法が挙げられる。これにより、材料の表面又は表面上に表面処理皮膜が形成される。材料の表面には、1又は複数の他の皮膜が存在していてもよく、この場合は、他の皮膜の表面に、上述した表面処理剤を接触させ、加熱乾燥する。これにより、他の皮膜の表面に、言い換えると、材料の表面上に、表面処理皮膜が形成される。他の皮膜は、任意の方法により形成されてよく、例えば、後述する下地処理により形成され得る。以下、表面処理皮膜を有する材料を製造する方法について詳細に説明する。
<2. Materials with surface treatment film>
According to one embodiment of the present invention, there is provided a material having a surface treatment film formed by bringing the surface treatment agent according to the present invention into contact with or on the surface of the material. The method for producing a material having a surface treatment film is not particularly limited, but includes, for example, a method in which the above-mentioned surface treatment agent is brought into contact with or on the surface of the material and then heated and dried. As a result, a surface treatment film is formed on or on the surface of the material. One or more other films may be present on the surface of the material, and in this case, the surface of the other film is brought into contact with the above-mentioned surface treatment agent and dried by heating. As a result, a surface treatment film is formed on the surface of another film, in other words, on the surface of the material. Other films may be formed by any method, for example, by surface treatment described below. Hereinafter, a method for manufacturing a material having a surface treatment film will be described in detail.

(材料)
本発明に係る表面処理剤が対象とする材料は特に制限はないが、例えば、金属材料全般(金属材料)が挙げられる。使用される金属材料の種類は特に限定されず、公知の金属材料を使用することができる。例えば、鉄系材料、めっき系材料、亜鉛系材料、アルミニウム系材料、マグネシウム系材料などが挙げられる。より具体的には、鉄板、亜鉛板、冷延鋼板、熱延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、溶融合金化亜鉛メッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、アルミ-亜鉛合金メッキ鋼板、スズ-亜鉛合金メッキ鋼板、亜鉛-ニッケル合金メッキ鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板(単体のアルミニウム板のみならず、アルミニウム合金板を含む)、銅板、チタン板、マグネシウム板などが挙げられる。金属材料の形状としては、金属板金構成体のような形状物であっても構わない。
(material)
There are no particular limitations on the materials to which the surface treatment agent according to the present invention is applied, but examples thereof include metal materials in general (metal materials). The type of metal material used is not particularly limited, and any known metal material can be used. Examples include iron-based materials, plating-based materials, zinc-based materials, aluminum-based materials, magnesium-based materials, and the like. More specifically, iron plates, zinc plates, cold-rolled steel plates, hot-rolled steel plates, hot-dip galvanized steel plates, electrogalvanized steel plates, molten alloyed galvanized steel plates, aluminum-plated steel plates, aluminum-zinc alloy plated steel plates, and tin-zinc alloy plates. Examples include alloy plated steel plates, zinc-nickel alloy plated steel plates, stainless steel plates, aluminum plates (including not only single aluminum plates but also aluminum alloy plates), copper plates, titanium plates, magnesium plates, etc. The shape of the metal material may be a shape such as a metal sheet metal structure.

(前洗浄)
表面処理剤による処理に先立って、必須ではないが、被処理物である材料に付着した油分、汚れを取り除くために、脱脂剤によるアルカリ洗浄、湯洗、酸洗、溶剤洗浄などを適宜組み合わせて行うことが好ましい。前洗浄後、材料表面に洗浄液が残留しないように水洗し乾燥することが好ましい。
(pre-cleaning)
Prior to treatment with a surface treatment agent, alkaline cleaning with a degreasing agent, hot water cleaning, pickling, solvent cleaning, etc. are appropriately combined to remove oil and dirt adhering to the material to be treated, although this is not essential. It is preferable to do so. After pre-cleaning, it is preferable to wash with water and dry so that no cleaning liquid remains on the surface of the material.

(下地処理)
通常不要であるが、表面処理剤による処理を行なう前に、材料の耐食性及び皮膜と金属材料との密着性をさらに向上させる目的で、下地処理を施してもよい。下地処理の方法は特に制限されないが、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Zr、Ti、又はVなどの金属を付着させる表面調整処理や、リン酸塩系及びジルコニウム系などの化成処理などが挙げられる。下地処理後、材料表面に処理液が残留しないように水洗し乾燥してもよく、水洗しなくてもよい。
(surface treatment)
Although normally unnecessary, a surface treatment may be performed before the treatment with a surface treatment agent for the purpose of further improving the corrosion resistance of the material and the adhesion between the film and the metal material. The method of surface treatment is not particularly limited, but may include surface conditioning treatment to adhere metals such as Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mn, Zr, Ti, or V, and chemical conversion treatments such as phosphate-based and zirconium-based treatments. Examples include. After the surface treatment, the material may be washed with water and dried so that no treatment liquid remains on the surface of the material, or may not be washed with water.

(表面処理剤による表面処理)
材料への表面処理剤の接触方法は特に制限されず、例えば、ロールコーター法、浸漬法、スプレー法、バーコート法など塗布方法が挙げられる。接触時の表面処理剤温度については、特に制限はないが、10℃~60℃が好ましく、15℃~40℃がより好ましい。材料を表面処理剤と接触させた後、材料に加熱乾燥処理を施す。加熱乾燥方法としては特に制限はなく、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉等が挙げられる。水性エポキシ樹脂(A)及びブロックイソシアネート(B)の硬化、並びに架橋の促進による被覆効果を高めるためには、熱風炉、誘導加熱炉、電気炉などによる加熱乾燥が好ましい。加熱乾燥温度は、特に制限はないが、乾燥時の最高到達板温度(PMT: Peak Metal Temperature)が50℃~250℃であることが好ましく、70℃~220℃であることがより好ましい。
(Surface treatment using surface treatment agent)
The method of contacting the surface treatment agent with the material is not particularly limited, and examples thereof include coating methods such as a roll coater method, a dipping method, a spray method, and a bar coating method. The temperature of the surface treatment agent during contact is not particularly limited, but is preferably 10°C to 60°C, more preferably 15°C to 40°C. After bringing the material into contact with the surface treatment agent, the material is subjected to a heat drying treatment. There are no particular limitations on the heating and drying method, and examples include a dryer, a hot air oven, a high frequency induction heating oven, an infrared oven, and the like. In order to enhance the coating effect by promoting curing and crosslinking of the aqueous epoxy resin (A) and block isocyanate (B), heating and drying using a hot air oven, induction heating furnace, electric furnace, etc. is preferable. The heat drying temperature is not particularly limited, but the peak metal temperature (PMT) during drying is preferably 50°C to 250°C, more preferably 70°C to 220°C.

上記手順により形成される表面処理皮膜の厚みは特に制限はないが、平均厚みが0.1μm~5.0μmであることが好ましく、0.5μm~4.0μmであることがより好ましい。 The thickness of the surface treatment film formed by the above procedure is not particularly limited, but the average thickness is preferably 0.1 μm to 5.0 μm, more preferably 0.5 μm to 4.0 μm.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容を具体的に説明する。本実施例はあくまで本発明を説明する一部に過ぎず、本発明を限定するものではない。 EXAMPLES Below, the content of the present invention will be specifically explained with reference to Examples and Comparative Examples. This example is only a part of explaining the present invention, and does not limit the present invention.

まず、実施例及び比較例で用いた水性エポキシ樹脂(A)について説明する。
(1)水性エポキシ樹脂(A1)~(A4)
First, the water-based epoxy resin (A) used in Examples and Comparative Examples will be explained.
(1) Water-based epoxy resin (A1) to (A4)

水性エポキシ樹脂(A1)の合成
冷却管を備えたフラスコに、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンを114質量部、エピクロルヒドリンを56質量部、及び、テトラブチルアンモニウムブロミドを17質量部加え、70℃で24時間反応させた。次いで、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液に20質量%の水酸化ナトリウム水溶液を12質量部加え、室温で5時間程度反応させ、クロロホルムで抽出し反応生成物を得た。
この反応生成物590質量部に対して、グリシジルメタクリレートを43質量部、ジメチルベンジルアミンを7質量部加え、130℃で4時間反応させ、反応生成物(a1)を得た。
この反応生成物(a1)265質量部に対して、ブチルセロソルブを150質量部加え、メチルメタクリレート/2-ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリル酸=375/210/173の質量割合の混合物30質量部と、ブチルセロソルブ30質量部と、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート10質量部とからなる混合物を2時間かけて滴下して100℃で4時間反応させた。その後、反応容器を80℃に冷却し、トリエチルアミン10質量部及び脱イオン水500質量部を順に反応容器に添加し混合することにより、水性エポキシ樹脂(A1)を得た。この水性エポキシ樹脂(A1)の酸価は17mgKOH/gであった。
Synthesis of aqueous epoxy resin (A1) 114 parts by mass of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 56 parts by mass of epichlorohydrin, and 17 parts by mass of tetrabutylammonium bromide were added to a flask equipped with a cooling tube. , and reacted at 70°C for 24 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, 12 parts by mass of a 20% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added to the reaction solution, and the mixture was allowed to react at room temperature for about 5 hours, followed by extraction with chloroform to obtain a reaction product.
To 590 parts by mass of this reaction product, 43 parts by mass of glycidyl methacrylate and 7 parts by mass of dimethylbenzylamine were added, and the mixture was reacted at 130° C. for 4 hours to obtain a reaction product (a1).
To 265 parts by mass of this reaction product (a1), 150 parts by mass of butyl cellosolve was added, 30 parts by mass of a mixture of methyl methacrylate/2-hydroxyethyl methacrylate/acrylic acid = 375/210/173, and 30 parts by mass of butyl cellosolve. A mixture consisting of parts by mass and 10 parts by mass of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added dropwise over 2 hours, and the mixture was reacted at 100° C. for 4 hours. Thereafter, the reaction vessel was cooled to 80° C., and 10 parts by mass of triethylamine and 500 parts by mass of deionized water were sequentially added to the reaction vessel and mixed to obtain an aqueous epoxy resin (A1). The acid value of this aqueous epoxy resin (A1) was 17 mgKOH/g.

水性エポキシ樹脂(A2)の合成
冷却管を備えたフラスコに、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタンを100質量部、エピクロルヒドリンを56質量部、及び、テトラブチルアンモニウムブロミドを17質量部加え、70℃で24時間反応させた。次いで、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液に20質量%の水酸化ナトリウム水溶液を12質量部加え、室温で5時間程度反応させ、クロロホルムで抽出し反応生成物を得た。
この反応生成物534質量部に対して、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテック製、EX-821)を60質量部、ジメチルベンジルアミンを7質量部加え、130℃で4時間反応させ、反応生成物(a2)を得た。
この反応生成物(a2)254質量部に対してブチルセロソルブを150質量部加え、メチルメタクリレート/2-ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリル酸=375/210/288の質量割合の混合物35質量部と、ブチルセロソルブ30質量部と、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート10質量部とからなる混合物を2時間かけて滴下して100℃で4時間反応させた。その後、反応容器を80℃に冷却し、トリエチルアミン16質量部及び脱イオン水500質量部を順に反応容器に添加し混合することにより、水性エポキシ樹脂(A2)を得た。この水性エポキシ樹脂(A2)の酸価は28mgKOH/gであった。
Synthesis of aqueous epoxy resin (A2) 100 parts by mass of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)methane, 56 parts by mass of epichlorohydrin, and 17 parts by mass of tetrabutylammonium bromide were added to a flask equipped with a cooling tube. , and reacted at 70°C for 24 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, 12 parts by mass of a 20% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added to the reaction solution, and the mixture was allowed to react at room temperature for about 5 hours, followed by extraction with chloroform to obtain a reaction product.
To 534 parts by mass of this reaction product, 60 parts by mass of polyethylene glycol diglycidyl ether (manufactured by Nagase Chemtech, EX-821) and 7 parts by mass of dimethylbenzylamine were added, and the mixture was reacted at 130°C for 4 hours to form a reaction product. Product (a2) was obtained.
To 254 parts by mass of this reaction product (a2), 150 parts by mass of butyl cellosolve was added, 35 parts by mass of a mixture of methyl methacrylate/2-hydroxyethyl methacrylate/acrylic acid = 375/210/288 mass ratio, and 30 parts by mass of butyl cellosolve. and 10 parts by mass of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added dropwise over 2 hours, and the mixture was reacted at 100° C. for 4 hours. Thereafter, the reaction vessel was cooled to 80° C., and 16 parts by mass of triethylamine and 500 parts by mass of deionized water were sequentially added to the reaction vessel and mixed to obtain a water-based epoxy resin (A2). The acid value of this aqueous epoxy resin (A2) was 28 mgKOH/g.

水性エポキシ樹脂(A3)の合成
冷却管を備えたフラスコに、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンを114質量部、エピクロルヒドリンを56質量部、及び、テトラブチルアンモニウムブロミドを17質量部加え、70℃で24時間反応させた。次いで、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液に20質量%の水酸化ナトリウム水溶液を12質量部加え、室温で5時間程度反応させ、クロロホルムで抽出し反応生成物を得た。
この反応生成物590質量部に対して、グリシジルメタクリレートを43質量部、ジメチルベンジルアミンを7質量部加え、130℃で4時間反応させ、反応生成物(a3)を得た。
この反応生成物(a3)254質量部に対してブチルセロソルブを150質量部加え、メチルメタクリレート/2-ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリル酸=375/210/405の質量割合の混合物40質量部と、ブチルセロソルブ30質量部と、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート10質量部とからなる混合物を2時間かけて滴下して100℃で4時間反応させた。その後、反応容器を80℃に冷却し、トリエチルアミン22質量部及び脱イオン水500質量部を順に反応容器に添加し混合することにより、水性エポキシ樹脂(A3)を得た。この水性エポキシ樹脂(A3)の酸価は40mgKOH/gであった。
Synthesis of aqueous epoxy resin (A3) 114 parts by mass of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 56 parts by mass of epichlorohydrin, and 17 parts by mass of tetrabutylammonium bromide were added to a flask equipped with a cooling tube. , and reacted at 70°C for 24 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, 12 parts by mass of a 20% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added to the reaction solution, and the mixture was allowed to react at room temperature for about 5 hours, followed by extraction with chloroform to obtain a reaction product.
To 590 parts by mass of this reaction product, 43 parts by mass of glycidyl methacrylate and 7 parts by mass of dimethylbenzylamine were added and reacted at 130° C. for 4 hours to obtain a reaction product (a3).
150 parts by mass of butyl cellosolve was added to 254 parts by mass of this reaction product (a3), 40 parts by mass of a mixture with a mass ratio of methyl methacrylate/2-hydroxyethyl methacrylate/acrylic acid = 375/210/405, and 30 parts by mass of butyl cellosolve. and 10 parts by mass of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added dropwise over 2 hours, and the mixture was reacted at 100° C. for 4 hours. Thereafter, the reaction vessel was cooled to 80° C., and 22 parts by mass of triethylamine and 500 parts by mass of deionized water were sequentially added to the reaction vessel and mixed to obtain an aqueous epoxy resin (A3). The acid value of this aqueous epoxy resin (A3) was 40 mgKOH/g.

(水性エポキシ樹脂の性状測定:酸価)
上記合成例で製造された水性エポキシ樹脂の酸価は、JISK0070-1992に準ずる電位差滴定法で測定した。
(Property measurement of water-based epoxy resin: acid value)
The acid value of the aqueous epoxy resin produced in the above synthesis example was measured by potentiometric titration according to JIS K0070-1992.

水性エポキシ樹脂(A4)
水性エポキシ樹脂(A4)として、ヒドロキシ基を有するエポキシ樹脂(ウォーターゾールEFD-5560、DIC社製)を使用した。
Water-based epoxy resin (A4)
As the aqueous epoxy resin (A4), an epoxy resin having a hydroxyl group (Watersol EFD-5560, manufactured by DIC Corporation) was used.

次に、実施例及び比較例で使用したブロックイソシアネート(B)について説明する。
(2)ブロックイソシアネート(B)の合成
ポリイソシアネートの調製
攪拌機のついた反応装置(1Lセパラブルフラスコ)に表1の「イソシアネート種」欄に示す各イソシアネート300gを加えて、60℃での攪拌下、触媒としてトリメチルベンジルアンモニウム・ハイドロオキサイド0.1gを加えた。4時間後、反応液の転化率が38%になった時点で有機酸を添加し、反応を停止した。
Next, the blocked isocyanate (B) used in Examples and Comparative Examples will be explained.
(2) Synthesis of blocked isocyanate (B) Preparation of polyisocyanate 300 g of each isocyanate shown in the "Isocyanate species" column of Table 1 was added to a reaction apparatus equipped with a stirrer (1 L separable flask), and the mixture was stirred at 60°C. , 0.1 g of trimethylbenzylammonium hydroxide was added as a catalyst. After 4 hours, when the conversion rate of the reaction solution reached 38%, an organic acid was added to stop the reaction.

ブロックイソシアネートの調製
以下に、ブロックイソシアネートの調製方法を述べる。なお、各合成例に使用した「ポリイソシアネート」は、表1に記載の各合成例の「イソシアネート種」欄に記載のイソシアネートを用いて、上記手順にして作製したポリイソシアネートを用いた。
なお、以下各合成例で合成したブロックイソシアネートは、いわゆる自己乳化型のブロックイソシアネートであった。
Preparation of Blocked Isocyanate The method for preparing blocked isocyanate will be described below. The "polyisocyanate" used in each synthesis example was prepared using the isocyanate listed in the "Isocyanate species" column of each synthesis example in Table 1 using the above procedure.
The block isocyanate synthesized in each synthesis example below was a so-called self-emulsifying block isocyanate.

(合成例B1、B4)
ポリイソシアネート(100g)、3,5-ジメチルピラゾール(28.8g)及びナトリウムメトキシド(1.0g)を反応器に装入し、65~70℃で加熱した。次いで、ポリエチレングリコール(188.4g)を反応液に添加し、反応液温度を70℃にし、5時間保持した。その後、反応液を攪拌しながら水(430g)を反応液に添加し、ブロックイソシアネート乳化液を調製した。
なお、B1及びB4の各製造の際に、上記ポリエチレングリコールの種類を変更して、表1に示す重量平均分子量が得られるようにした。具体的には、B1の合成の際にはポリエチレングリコール(繰り返し単位の数(n):22)を、B4の合成の際にはポリエチレングリコール(繰り返し単位の数(n):180)を用いた。
(Synthesis examples B1, B4)
Polyisocyanate (100 g), 3,5-dimethylpyrazole (28.8 g) and sodium methoxide (1.0 g) were charged into a reactor and heated at 65-70°C. Next, polyethylene glycol (188.4 g) was added to the reaction solution, and the reaction solution temperature was brought to 70° C. and maintained for 5 hours. Thereafter, water (430 g) was added to the reaction solution while stirring it to prepare a blocked isocyanate emulsion.
In the production of B1 and B4, the type of polyethylene glycol was changed so that the weight average molecular weight shown in Table 1 could be obtained. Specifically, polyethylene glycol (number of repeating units (n): 22) was used in the synthesis of B1, and polyethylene glycol (number of repeating units (n): 180) was used in the synthesis of B4. .

(合成例B2)
ポリエチレングリコールをポリプロピレングリコール(繰り返し単位の数(n):17)に変更した以外は、合成例B1と同様の手順に従って、ブロックイソシアネート乳化液を調製した。
(Synthesis example B2)
A blocked isocyanate emulsion was prepared in the same manner as in Synthesis Example B1, except that polyethylene glycol was changed to polypropylene glycol (number of repeating units (n): 17).

(合成例B3)
ポリイソシアネート(100g)、3,5-ジメチルピラゾール(26.2g)及びナトリウムメトキシド(1.0g)を反応器に装入し、65~70℃で加熱した。次いで、ポリエチレングリコール(136.6g)(繰り返し単位の数(n):68)を反応液に添加し、反応液温度を70℃にし、5時間保持した。その後、反応液を攪拌しながら水(350g)を反応液に添加し、ブロックイソシアネート乳化液を調製した。
(Synthesis example B3)
Polyisocyanate (100 g), 3,5-dimethylpyrazole (26.2 g) and sodium methoxide (1.0 g) were charged into a reactor and heated at 65-70°C. Next, polyethylene glycol (136.6 g) (number of repeating units (n): 68) was added to the reaction solution, and the reaction solution temperature was brought to 70° C. and maintained for 5 hours. Thereafter, water (350 g) was added to the reaction solution while stirring it to prepare a blocked isocyanate emulsion.

(合成例B5)
3,5-ジメチルピラゾールをエチレングリコールモノブチルエーテルに変更した以外は、合成例B1と同様の手順に従って、ブロックイソシアネート乳化液を調製した。
(Synthesis example B5)
A blocked isocyanate emulsion was prepared in the same manner as in Synthesis Example B1 except that 3,5-dimethylpyrazole was changed to ethylene glycol monobutyl ether.

(合成例B6)
ポリイソシアネート(100g)、3,5-ジメチルピラゾール(75.7g)及びナトリウムメトキシド(1.0g)を反応器に装入し、反応液を65~70℃で加熱した。その後、反応液を攪拌しながら水(260g)を反応液に添加し、ブロックイソシアネート乳化液を調製した。
(Synthesis example B6)
Polyisocyanate (100 g), 3,5-dimethylpyrazole (75.7 g) and sodium methoxide (1.0 g) were charged into a reactor, and the reaction solution was heated at 65-70°C. Thereafter, water (260 g) was added to the reaction solution while stirring it to prepare a blocked isocyanate emulsion.

得られたブロックイソシアネートの重量平均分子量は、ブロックイソシアネートの相対分子量分布をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により求め、ポリエチレングリコール換算重量平均分子量として求めた。GPCの測定条件は次の通りである。 The weight average molecular weight of the obtained blocked isocyanate was determined by determining the relative molecular weight distribution of the block isocyanate by GPC (gel permeation chromatography) and determining the weight average molecular weight in terms of polyethylene glycol. The measurement conditions for GPC are as follows.

測定機種:東ソー(株)製SC-8010システム
カラム:Shodex Ohpak SB-G+Ohpak SB-806MHQ×2本
溶解液:DMF/0.06M LiBr/0.04M H3 PO3
温度:カラム恒温槽40℃
流速:0.05mL/分
濃度:0.1wt/Vol%
注入量:50μL
溶解性:完全溶解
前処理:0.45μmフィルター
検出器:示差屈折計
Measurement model: Tosoh Corporation SC-8010 System Column: Shodex Ohpak SB-G + Ohpak SB-806MHQ x 2 Dissolution solution: DMF/0.06M LiBr/0.04M H 3 PO 3
Temperature: Column constant temperature bath 40℃
Flow rate: 0.05mL/min Concentration: 0.1wt/Vol%
Injection volume: 50μL
Solubility: Complete dissolution Pretreatment: 0.45 μm filter Detector: Differential refractometer

上記で合成されたB1~B5にはイソシアヌレート構造と、ポリアルキレンオキシ鎖とが含まれていた。
B6にはイソシアヌレート構造は含まれていたが、ポリアルキレンオキシ鎖は含まれていなかった。
以下の表1中、「重合形態」欄において、「三量体」はイソシアヌレート構造が含まれていることを表す。
「アルキレンオキシ数」は、アルキレンオキシユニットの数を表す。
「粒子径」は、各ブロックイソシアネート乳化液中におけるブロックイソシアネートの、レーザー回折/散乱法による粒度分布測定装置(HORIBA社製型式LA―960)を用いて測定された体積基準のメジアン径を表す。
「有効NCO%」は、JIS K1603-1:2007に規定された方法に則って測定した、各ブロックイソシアネート中における有効イソシアネート基の含有量(質量%)を表す。
B1 to B5 synthesized above contained an isocyanurate structure and a polyalkyleneoxy chain.
Although B6 contained an isocyanurate structure, it did not contain a polyalkyleneoxy chain.
In Table 1 below, in the "polymerization form" column, "trimer" indicates that an isocyanurate structure is included.
"Alkyleneoxy number" represents the number of alkyleneoxy units.
"Particle diameter" represents the volume-based median diameter of the block isocyanate in each block isocyanate emulsion as measured using a particle size distribution analyzer (Model LA-960, manufactured by HORIBA) using a laser diffraction/scattering method.
"Effective NCO%" represents the content (mass%) of effective isocyanate groups in each block isocyanate, measured according to the method specified in JIS K1603-1:2007.

なお、上記表中の各記号は以下を表す。
HDI:1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート,TMXDI:1,3-ビス(2-イソシアネート2-プロピル)ベンゼン,TDI:トリレン-2,6-ジイソシアネート,PEG:ポリエチレングリコール,PPG:ポリプロピレングリコール,DMP:3,5-ジメチルピラゾール,EGB:エチレングリコールモノブチルエーテル
In addition, each symbol in the above table represents the following.
HDI: 1,6-hexamethylene diisocyanate, TMXDI: 1,3-bis(2-isocyanate 2-propyl)benzene, TDI: tolylene-2,6-diisocyanate, PEG: polyethylene glycol, PPG: polypropylene glycol, DMP: 3 , 5-dimethylpyrazole, EGB: ethylene glycol monobutyl ether

(3)表面処理剤の調製
次に、上述した水性エポキシ樹脂(A1)~(A4)と表1に示すブロックイソシアネート(B1)~(B6)を用い、表2に示す組成となるように(A)~(F)の各成分を脱イオン水中で混合し、金属材料用表面処理剤を得た。なお、何れの金属材料用表面処理剤についても、固形分濃度は10質量%であった。
(3) Preparation of surface treatment agent Next, using the above-mentioned aqueous epoxy resins (A1) to (A4) and block isocyanates (B1) to (B6) shown in Table 1, prepare the composition shown in Table 2 ( Each component of A) to (F) was mixed in deionized water to obtain a surface treatment agent for metal materials. In addition, the solid content concentration of all the surface treatment agents for metal materials was 10% by mass.

表2中、「MB/MA」は水性エポキシ樹脂(A)の質量に対するブロックイソシアネート(B)の質量の比を、「MC/MA」は水性エポキシ樹脂(A)の質量に対するカルボジイミド化合物(C)の質量の比を、「(D)含有量(%)」は表面処理剤中の界面活性剤(D)の固形分の質量%を、「ME/MA」は水性エポキシ樹脂(A)の質量に対するシラン化合物(E)の質量の比を、「MF/MA」は水性エポキシ樹脂(A)の質量に対する金属化合物(F)の質量の比をそれぞれ表す。 In Table 2, "M B /M A " is the ratio of the mass of blocked isocyanate (B) to the mass of the water-based epoxy resin (A), and "M C /M A " is the ratio of the mass of the block isocyanate (B) to the mass of the water-based epoxy resin (A). "(D) content (%)" is the mass ratio of the compound (C), "(D) content (%)" is the mass % of the solid content of the surfactant (D) in the surface treatment agent, and "M E /M A " is the aqueous epoxy "M F /M A " represents the ratio of the mass of the silane compound (E) to the mass of the resin (A), and "M F /M A " represents the ratio of the mass of the metal compound (F) to the mass of the aqueous epoxy resin (A), respectively.

以下に、表2に記載の化合物(C)、(D)、(E)、(F)について説明する。
C1:N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド
Compounds (C), (D), (E), and (F) listed in Table 2 will be explained below.
C1: N,N'-dicyclohexylcarbodiimide

D1:パーフロロアルキル基を側鎖に持つ非イオン性のポリオキシアルキレンエーテル化合物(オムノバ社製PolyFox PF-151N) D1: Nonionic polyoxyalkylene ether compound having a perfluoroalkyl group in the side chain (PolyFox PF-151N manufactured by Omnova)

E1:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
E2:3-アミノプロピルトリエトキシシラン
E3:ビニルトリエトキシシラン
E1: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane E2: 3-aminopropyltriethoxysilane E3: Vinyltriethoxysilane

F1:炭酸ジルコニウムアンモニウム
F2:チタニウムアセチルアセトナート
F3:バナジルアセチルアセトナート
F4:ジルコニウムヘキサフルオロアセチルアセトナート
F1: Zirconium ammonium carbonate F2: Titanium acetylacetonate F3: Vanadyl acetylacetonate F4: Zirconium hexafluoroacetylacetonate

なお、表2には記載していないが、特許文献1の発明に相当する比較例4では水性エポキシ樹脂(A)の質量に対するクエン酸一水和物の質量の比率(クエン酸一水和物の質量/水性エポキシ樹脂(A)の質量)が0.12となるようにクエン酸一水和物を更に添加し、特許文献2の実施例C13に相当する比較例7ではリン含有化合物の質量に対するブロックイソシアネート(B)の質量の比率(ブロックイソシアネート(B)の質量/リン含有化合物の質量)が0.1となるように、リン含有化合物としてリン酸アンモニウムを更に添加した。 Although not listed in Table 2, in Comparative Example 4 corresponding to the invention of Patent Document 1, the ratio of the mass of citric acid monohydrate to the mass of the aqueous epoxy resin (A) (citric acid monohydrate Citric acid monohydrate was further added so that the ratio (mass of /mass of aqueous epoxy resin (A)) was 0.12, and in Comparative Example 7, which corresponds to Example C13 of Patent Document 2, the mass of the phosphorus-containing compound Ammonium phosphate was further added as a phosphorus-containing compound so that the ratio of the mass of the block isocyanate (B) to the total weight of the block isocyanate (B) (mass of the block isocyanate (B)/mass of the phosphorus-containing compound) was 0.1.

(4)表面処理剤の静的表面張力測定
上記手順で調製した金属材料用表面処理剤について、高機能表面張力計(協和界面科学製「DY-500」)を使用し、JIS K 2241:2017に準拠するウィルヘルミー法によって静的表面張力の測定を温度25℃にて行った。結果を表2に示す。
(4) Static surface tension measurement of surface treatment agent The surface treatment agent for metal materials prepared by the above procedure was measured using a high-performance surface tension meter (Kyowa Interface Science "DY-500"), and measured according to JIS K 2241:2017. Static surface tension was measured at a temperature of 25° C. using the Wilhelmy method according to . The results are shown in Table 2.

(5)表面処理皮膜を有する試験板の作製
以下、(5-1)から(5-3)の手順に従い表面処理皮膜を有する試験板を作製し、(5-4)の手順に従い皮膜の膜厚を測定した。
(5-1)供試材
試験板として、冷延鋼板(SPCC)板厚0.8mmを使用した。
(5) Preparation of a test plate with a surface-treated film A test plate with a surface-treated film was prepared according to the steps (5-1) to (5-3), and the film was coated according to the steps (5-4). The thickness was measured.
(5-1) Test material A cold rolled steel plate (SPCC) with a thickness of 0.8 mm was used as the test plate.

(5-2)前洗浄
あらかじめ、試験板を、アルカリ脱脂剤(日本パーカライジング株式会社製アルカリ脱脂剤ファインクリーナーL4460、脱脂条件:水中脱脂剤濃度2.0g/L、処理液温度45℃、脱脂時間120秒、スプレー処理)を用いて脱脂処理し、表面の油分や汚れを取り除いた。次に、水道水で水洗して試験板表面が水で100%濡れることを確認した後、さらに脱イオン水を流しかけ、100℃雰囲気のオーブンで水分を乾燥した。
(5-2) Pre-cleaning In advance, the test plate was cleaned with an alkaline degreaser (alkaline degreaser Fine Cleaner L4460 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd., degreasing conditions: degreaser concentration in water 2.0 g/L, treatment liquid temperature 45°C, degreasing time A degreasing treatment was performed using a sprayer for 120 seconds to remove oil and dirt from the surface. Next, after washing with tap water and confirming that the surface of the test plate was 100% wet with water, deionized water was further poured over the test plate, and moisture was dried in an oven at 100°C.

(5-3)表面処理皮膜を有する試験板の作製
前洗浄後、表2に示す組成の金属材料用表面処理剤を、バーコーターを用いて試験板の一方の表面に塗布し、熱風乾燥炉で最高到達板温度(PMT:Peak Metal Temperature)が表2に記載の温度となるように乾燥し、表面処理皮膜を有する試験板を得た。
(5-3) Preparation of test plate with surface treatment film After pre-cleaning, a surface treatment agent for metal materials having the composition shown in Table 2 was applied to one surface of the test plate using a bar coater, and then heated in a hot air drying oven. The sample was dried so that the peak metal temperature (PMT) reached the temperature shown in Table 2 to obtain a test plate having a surface treated film.

(5-4)皮膜の膜厚測定
表面処理皮膜を有する試験板の皮膜の膜厚を、デュアルタイプ膜厚計LZ-373(ケツト科学研究所製)を用いて、70mm×150mmの鋼板表面の範囲で5か所測定し、平均値を算出した。結果を表2に示す。
(5-4) Measuring the film thickness of the film The film thickness of the test plate with the surface treatment film was measured using a dual type film thickness meter LZ-373 (manufactured by Kett Science Institute) on the surface of a 70 mm x 150 mm steel plate. Measurements were taken at five locations within the range, and the average value was calculated. The results are shown in Table 2.

(6)評価試験方法
上記手順で得られた表面処理皮膜を有する試験板に対して、以下の(6-1)~(6-3)の評価を行った結果を、表3に示す。評価基準について、実用上、「◎」、「〇+」、「〇」が好ましい。
(6) Evaluation test method Table 3 shows the results of the following evaluations (6-1) to (6-3) performed on the test plate having the surface treated film obtained by the above procedure. Regarding the evaluation criteria, "◎", "○+", and "○" are practically preferable.

(6-1)湿潤試験初期防錆性評価
表面処理皮膜を有する試験板から70mm×150mmの試験片(以下、単に「サンプル」という。)を切り出し、各サンプルの裏面(表面処理皮膜が形成されていない他方の表面)と端面をビニールテープでシールして、JIS K 2246:2018に準拠する湿潤試験(49℃、95%RH)を行い、サンプル表面の赤錆の発生までの時間を目視判定した。次の評価基準に基づき評価した。結果を表3の「湿潤試験」の欄に示す。
◎:720時間以上
〇+:600時間以上720時間未満
〇:480時間以上600時間未満
△:240時間以上480時間未満
×:240時間未満
(6-1) Wet test initial rust prevention evaluation A 70 mm x 150 mm test piece (hereinafter simply referred to as a "sample") was cut out from a test plate with a surface treatment film. After sealing the other surface (not the other surface) and end surface with vinyl tape, a humidity test (49°C, 95% RH) in accordance with JIS K 2246:2018 was conducted, and the time until red rust appeared on the sample surface was visually determined. . Evaluation was made based on the following evaluation criteria. The results are shown in the "Wetting test" column of Table 3.
◎: 720 hours or more 〇+: 600 hours or more and less than 720 hours ○: 480 hours or more and less than 600 hours △: 240 hours or more and less than 480 hours ×: less than 240 hours

(6-2)SST初期防錆性評価
平面部
各サンプルの裏面と端面をビニールテープでシールして、JIS Z 2371:2000に準拠する塩水噴霧試験(SST)を実施した。36時間後の赤錆発生面積率を目視にて確認し、サンプル表面(平面部)における耐食性を次の評価基準に基づき評価した。結果を表3の「平面部SST」の欄に示す。
◎:赤錆面積率5%未満
〇+:赤錆面積率5%以上10%未満
〇:赤錆面積率10%以上20%未満
△:赤錆面積率20%以上30%未満
×:赤錆面積率30%以上
加工部
各サンプルの裏面と端面をビニールテープでシールして、エリクセン試験機にてサンプル表面に高さ5mmの凸部が形成されるように押出し加工を施した。次いで、JIS Z 2371:2000に準拠する塩水噴霧試験(SST)を実施した。24時間後の赤錆発生面積率を目視にて確認し、サンプル表面の凸部(加工部)における耐食性を評価した。次の評価基準に基づき評価した。結果を表3の「加工部SST」の欄に示す。
◎:赤錆面積率5%未満
〇+:赤錆面積率5%以上10%未満
〇:赤錆面積率10%以上20%未満
△:赤錆面積率20%以上30%未満
×:赤錆面積率30%以上
(6-2) SST Initial Rust Prevention Evaluation Flat Section The back and end surfaces of each sample were sealed with vinyl tape, and a salt spray test (SST) in accordance with JIS Z 2371:2000 was conducted. The area ratio of red rust occurrence after 36 hours was visually confirmed, and the corrosion resistance on the sample surface (flat portion) was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in the "Plane part SST" column of Table 3.
◎: Red rust area ratio less than 5%〇+: Red rust area ratio 5% or more and less than 10% 〇: Red rust area ratio 10% or more and less than 20% △: Red rust area ratio 20% or more and less than 30%
×: Processed area with red rust area ratio of 30% or more The back and end faces of each sample were sealed with vinyl tape, and extrusion processing was performed using an Erichsen tester so that a convex portion with a height of 5 mm was formed on the sample surface. Next, a salt spray test (SST) in accordance with JIS Z 2371:2000 was conducted. The area ratio of red rust occurrence after 24 hours was visually confirmed, and the corrosion resistance of the convex portions (processed portions) on the sample surface was evaluated. Evaluation was made based on the following evaluation criteria. The results are shown in the "Processed part SST" column of Table 3.
◎: Red rust area ratio less than 5%〇+: Red rust area ratio 5% or more and less than 10% 〇: Red rust area ratio 10% or more and less than 20% △: Red rust area ratio 20% or more and less than 30%
×: Red rust area ratio 30% or more

(6-3)塗膜密着性評価
各サンプルの表面にメラミン系塗料(アミラック#1000、関西ペイント(株)製)を、焼き付け乾燥後の膜厚が25μmになるように塗布して、125℃で20分間焼き付けることにより、上塗り塗装を行った。
(6-3) Paint film adhesion evaluation A melamine paint (Amilac #1000, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied to the surface of each sample so that the film thickness after baking and drying was 25 μm. A top coat was applied by baking for 20 minutes.

一次密着
上塗り塗装後の各サンプルの表面にカッターを用いて1mm間隔の平行線11本を引き、更にこれらの平行線に直交する1mm間隔の平行線11本を引いて、100個の碁盤目状カット傷を入れた。次いで、エリクセン試験機にてサンプル表面に高さ5mmの凸部が形成されるように押出し加工を施し、碁盤目部分にセロテープを貼り、テープ剥離した後、塗膜の碁盤目剥離個数を下記判定基準に従って評価した。(以下「碁盤目試験」と言う。)結果を表3の「塗装性能」の「一次」の欄に示す。
◎:0個
〇+:1~5個
〇:6~10個
△:11~30個
×:31個以上
二次密着
上塗り塗装後の各サンプルを脱イオン水の沸騰水中に2時間浸漬した後、一日放置し、各サンプルの表面にカッターを用いて1mm間隔の平行線11本を引き、更にこれらの平行線に直交する1mm間隔の平行線11本を引いて、100個の碁盤目状カット傷を入れた。次いで、エリクセン試験機にてサンプル表面に高さ5mmの凸部が形成されるように押出し加工を施し、碁盤目試験で評価した。結果を表3の「塗装性能」の「二次」の欄に示す。
◎:0個
〇+:1~5個
〇:6~10個
△:11~30個
×:31個以上
Primary adhesion Use a cutter to draw 11 parallel lines at 1 mm intervals on the surface of each sample after topcoating, and then draw 11 parallel lines at 1 mm intervals perpendicular to these parallel lines to form 100 grid patterns. I made a cut. Next, extrusion processing was performed using an Erichsen tester so that convex portions with a height of 5 mm were formed on the sample surface, cellophane tape was applied to the grid areas, and after peeling off the tape, the number of peeled pieces in the grid pattern of the coating film was determined as follows. Evaluation was made according to the criteria. (Hereinafter referred to as the "checkerboard test.") The results are shown in the "Primary" column of "Coating Performance" in Table 3.
◎: 0 pieces〇+: 1 to 5 pieces 〇: 6 to 10 pieces △: 11 to 30 pieces ×: 31 or more pieces Secondary adhesion After each sample after top coating was immersed in boiling deionized water for 2 hours. , leave it for one day, use a cutter to draw 11 parallel lines at 1 mm intervals on the surface of each sample, and then draw 11 parallel lines at 1 mm intervals perpendicular to these parallel lines to form 100 pieces in a grid pattern. I made a cut. Next, extrusion processing was performed using an Erichsen testing machine so that a convex portion with a height of 5 mm was formed on the sample surface, and evaluation was performed using a grid test. The results are shown in the "Secondary" column of "Coating Performance" in Table 3.
◎: 0 pieces〇+: 1 to 5 pieces 〇: 6 to 10 pieces △: 11 to 30 pieces ×: 31 pieces or more

なお、本検討以外の供試材を用いた場合でも、上記実施例と同様の評価傾向を示し、優れた特性を有する、表面処理皮膜を有する材料が得られた。 Note that even when test materials other than those used in this study were used, materials with surface treatment films showing the same evaluation trends as in the above examples and having excellent properties were obtained.

Claims (4)

水性エポキシ樹脂(A)と、ブロックイソシアネート(B)と、カルボジイミド化合物(C)と、水とを含有する表面処理剤であって、
前記水性エポキシ樹脂(A)は、1又は複数種のビニルモノマーが重合した構造を有し、前記1又は複数種のビニルモノマーは、カルボキシル基を有するビニルモノマーを含み、
前記ブロックイソシアネート(B)は、ブロック剤によりブロックされたイソシアネート基、イソシアヌレート構造及びポリアルキレンオキシ鎖を有する、
表面処理剤。
A surface treatment agent containing an aqueous epoxy resin (A), a blocked isocyanate (B), a carbodiimide compound (C), and water,
The aqueous epoxy resin (A) has a structure in which one or more types of vinyl monomers are polymerized, and the one or more types of vinyl monomers include a vinyl monomer having a carboxyl group,
The blocked isocyanate (B) has an isocyanate group blocked by a blocking agent, an isocyanurate structure, and a polyalkyleneoxy chain.
Surface treatment agent.
前記水性エポキシ樹脂(A)の質量(MMass (M) of the aqueous epoxy resin (A) AA )に対する前記カルボジイミド化合物(C)の質量(M) of the carbodiimide compound (C) (M cc )の比率(M) ratio (M cc /M/M AA )が0.040~0.700である、請求項1に記載の表面処理剤。) is 0.040 to 0.700, the surface treatment agent according to claim 1. 静的表面張力の値が35dyne/cm以下である請求項1又は2に記載の表面処理剤。 The surface treatment agent according to claim 1 or 2, which has a static surface tension value of 35 dyne/cm or less. 請求項1~3のいずれか1項に記載の表面処理剤を材料の表面又は表面上に接触させて形成される、表面処理皮膜を有する材料。 A material having a surface treatment film formed by bringing the surface treatment agent according to any one of claims 1 to 3 into contact with or on the surface of the material.
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