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JP7634360B2 - Cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating method, and cationic electrodeposition coating film - Google Patents
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JP7634360B2 - Cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating method, and cationic electrodeposition coating film - Google Patents

Cationic electrodeposition coating composition, electrodeposition coating method, and cationic electrodeposition coating film Download PDF

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Description

本発明は、カチオン電着塗料組成物、電着塗装方法及びカチオン電着塗膜に関する。 The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition, an electrodeposition coating method, and a cationic electrodeposition coating film.

従来、自動車などの工業製品に防食性を付与するための下塗り塗料等として使用されるカチオン電着塗料が知られている。カチオン電着塗料は、例えば、アミノ基含有エポキシ樹脂及びブロック化ポリイソシアネート硬化剤を含む。カチオン電着塗料は、高い防食性、防錆性と共に、低VOC(揮発性有機化合物)含有量、高い密着性、高い疎水性(遮断性)等の性能が要求される。 Conventionally, cationic electrocoating paints are known that are used as undercoats to impart corrosion resistance to industrial products such as automobiles. Cationic electrocoating paints contain, for example, an amino group-containing epoxy resin and a blocked polyisocyanate curing agent. Cationic electrocoating paints are required to have high corrosion resistance and rust resistance as well as low VOC (volatile organic compounds) content, high adhesion, high hydrophobicity (blocking properties), and other performance properties.

近年では、エネルギーコスト削減のため、電着塗料により形成される電着塗膜の焼付温度を低減可能な低温硬化電着塗料に関する技術が提案されている。例えば、低温硬化性のブロック化ポリイソシアネート化合物、アミノ基含有エポキシ樹脂、顔料分散ペーストを別々に水分散して混合するカチオン電着塗料に関する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in order to reduce energy costs, technology has been proposed for low-temperature curing electrodeposition paints that can reduce the baking temperature of the electrodeposition coating film formed by electrodeposition paint. For example, technology has been proposed for cationic electrodeposition paints in which a low-temperature curing blocked polyisocyanate compound, an amino group-containing epoxy resin, and a pigment dispersion paste are separately dispersed in water and mixed (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2017/138445号International Publication No. 2017/138445

特許文献1に開示された技術は、低温硬化電着塗料の課題である、貯蔵安定性や形成される電着塗膜の耐食性を十分に改善できているとは言えず、未だ改善の余地があった。 The technology disclosed in Patent Document 1 does not sufficiently improve the storage stability and corrosion resistance of the formed electrodeposition coating film, which are issues with low-temperature curing electrodeposition paints, and there is still room for improvement.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、貯蔵安定性に優れるとともに低温硬化可能であり、かつ耐食性に優れた塗膜を形成できる、カチオン電着塗料組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and aims to provide a cationic electrodeposition coating composition that has excellent storage stability, can be cured at low temperatures, and can form a coating film with excellent corrosion resistance.

(1) 本発明は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、及び顔料(C)を含有するカチオン電着塗料組成物であって、前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)は、ヘキサメチレンジイソシアネートを3,5-ジメチルピラゾールでブロックしたブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)を含み、前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)の少なくとも一部は、ハーフブロック化されたハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤であるか、前記アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は実質的に1級アミノ基を有しないか、の少なくとも何れかである、カチオン電着塗料組成物に関する。 (1) The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition containing an amino group-containing epoxy resin (A), a blocked polyisocyanate compound (B), and a pigment (C), in which the blocked polyisocyanate compound (B) contains a blocked polyisocyanate compound (B-1) in which hexamethylene diisocyanate is blocked with 3,5-dimethylpyrazole, and at least a portion of the blocked polyisocyanate compound (B) is a half-blocked half-blocked polyisocyanate curing agent, or the amino group-containing epoxy resin (A) is substantially free of primary amino groups.

(2) 前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)の含有量は、全樹脂固形分に対し15質量%以上45質量%以下である、(1)に記載のカチオン電着塗料組成物。 (2) The cationic electrodeposition coating composition according to (1), in which the content of the blocked polyisocyanate compound (B-1) is 15% by mass or more and 45% by mass or less based on the total resin solid content.

(3) 前記アミノ基含有エポキシ樹脂(A)が1級アミノ基を有するものである場合における前記ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤の含有量は、前記ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤以外の全樹脂固形分に対し1質量%以上10質量%以下である、(1)又は(2)に記載のカチオン電着塗料組成物。 (3) The cationic electrodeposition coating composition according to (1) or (2), in which the content of the half-blocked polyisocyanate curing agent when the amino group-containing epoxy resin (A) has a primary amino group is 1% by mass or more and 10% by mass or less based on the total resin solid content other than the half-blocked polyisocyanate curing agent.

(4) 実質的に1級アミノ基を有しない前記アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の含有量は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の全質量に対し90質量%以上である、(1)~(3)のいずれかに記載のカチオン電着塗料組成物。 (4) A cationic electrodeposition coating composition according to any one of (1) to (3), in which the content of the amino group-containing epoxy resin (A) that is substantially free of primary amino groups is 90 mass% or more based on the total mass of the amino group-containing epoxy resin (A).

(5) (1)~(4)のいずれかに記載の電着塗料組成物中に被塗物を浸漬して電圧を印可し、塗膜を形成する電着工程と、前記塗膜を、140℃以下の温度で硬化させて電着塗膜を得る、硬化工程と、を含む、電着塗装方法。 (5) An electrodeposition coating method comprising: an electrodeposition step of immersing an object to be coated in the electrodeposition coating composition according to any one of (1) to (4) and applying a voltage to form a coating film; and a curing step of curing the coating film at a temperature of 140°C or less to obtain an electrodeposition coating film.

(6) また、本発明は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、及び顔料(C)を含有するカチオン電着塗料組成物により形成されるカチオン電着塗膜であって、前記カチオン電着塗膜の湿潤塗膜抵抗値が1.0×10(Ω・cm)以上である、カチオン電着塗膜に関する。 (6) The present invention also relates to a cationic electrodeposition coating film formed from a cationic electrodeposition coating composition containing an amino group-containing epoxy resin (A), a blocked polyisocyanate compound (B), and a pigment (C), the cationic electrodeposition coating film having a wet coating resistance of 1.0 x 10 8 (Ω·cm 2 ) or more.

本発明によれば、貯蔵安定性に優れるとともに低温硬化可能であり、かつ耐食性に優れた塗膜を形成できる、カチオン電着塗料組成物を提供できる。 The present invention provides a cationic electrodeposition coating composition that has excellent storage stability, can be cured at low temperatures, and can form a coating film with excellent corrosion resistance.

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態の記載に限定されない。 The following describes an embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the description of the following embodiment.

<カチオン電着塗料組成物>
本実施形態に係るカチオン電着塗料組成物は、被塗物に対して電着塗装を行い、塗膜を析出させ、その後例えば140℃以下の低温焼付により塗膜を硬化させることで、被塗物表面に好ましい耐食性を有する電着塗膜を形成できる。また、好ましい貯蔵安定性を有する。本実施形態に係るカチオン電着塗料は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、及び顔料(C)を含有する。
<Cationic electrodeposition coating composition>
The cationic electrodeposition coating composition according to this embodiment can form an electrodeposition coating film having preferable corrosion resistance on the surface of the substrate by electrodeposition coating on the substrate, depositing a coating film, and then curing the coating film by low-temperature baking at, for example, 140° C. or less. The cationic electrodeposition coating composition according to this embodiment contains an amino group-containing epoxy resin (A), a blocked polyisocyanate compound (B), and a pigment (C).

(アミノ基含有エポキシ樹脂(A))
アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、電着塗膜における塗膜形成樹脂である。アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂のオキシラン環(以下、「エポキシ基」と記載する場合がある)をアミン化合物で変性することで得られる。
(Amino Group-Containing Epoxy Resin (A))
The amino group-containing epoxy resin (A) is a coating film-forming resin in an electrodeposition coating film. The amino group-containing epoxy resin (A) is obtained by modifying the oxirane ring (hereinafter sometimes referred to as "epoxy group") of an epoxy resin with an amine compound.

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の出発原料であるエポキシ樹脂は、例えば、多環式フェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物である、ポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂である。上記多環式フェノール化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。本明細書において、上記「ポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂」とは、ポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、及び多環式フェノール化合物が鎖延長反応した状態を含む。 The epoxy resin, which is the starting material for the amino group-containing epoxy resin (A), is, for example, a polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin, which is a reaction product of a polycyclic phenol compound and epichlorohydrin. Examples of the polycyclic phenol compound include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, phenol novolac, and cresol novolac. In this specification, the "polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin" includes polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin and a state in which a polycyclic phenol compound has undergone a chain extension reaction.

エポキシ樹脂のアミン化合物による変性においては、ポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂及び多環式フェノール化合物が鎖延長反応したエポキシ樹脂を用いることが好ましい。上記鎖延長反応の条件は、特に限定されず、用いる撹拌装置、反応スケール等に応じて適宜選択することができる。反応条件としては、例えば、85~180℃で0.1~8時間とすることができる。より好ましくは、100~150℃で2~8時間とすることができる。用いる撹拌装置としては、特に限定されず、塗料分野において一般的に用いられる撹拌装置を使用できる。 In modifying an epoxy resin with an amine compound, it is preferable to use an epoxy resin obtained by a chain extension reaction of a polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin and a polycyclic phenol compound. The conditions of the chain extension reaction are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the stirring device used, the reaction scale, etc. The reaction conditions can be, for example, 85 to 180°C and 0.1 to 8 hours. More preferably, the reaction conditions can be 100 to 150°C and 2 to 8 hours. The stirring device used is not particularly limited and a stirring device commonly used in the paint field can be used.

エポキシ樹脂としては、上記以外に、特開平5-306327号公報に記載のオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は、ジイソシアネート化合物、またはジイソシアネート化合物のイソシアネート基をメタノール、エタノール等の低級アルコールでブロックして得られたビスウレタン化合物と、エピクロルヒドリンとの反応によって調製することができる。 Other epoxy resins include the oxazolidone ring-containing epoxy resins described in JP-A-5-306327. These epoxy resins can be prepared by reacting epichlorohydrin with a diisocyanate compound or a bis-urethane compound obtained by blocking the isocyanate groups of a diisocyanate compound with a lower alcohol such as methanol or ethanol.

上記エポキシ樹脂として、アミン化合物による変性の前に、その一部を鎖延長反応させたものを用いてもよい。上記鎖延長反応には、例えば、2官能性のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、2塩基性カルボン酸等を用いることができる。上記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンオキシド基を有するポリオール、ポリプロピレンオキシド基を有するポリオール等が挙げられる。これにより、例えば、ポリプロピレンオキシド基を有するポリオールを用いて鎖延長反応を行う場合は、ポリプロピレンオキシド基含有エポキシ樹脂となる。上記ポリプロピレンオキシド基含有エポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して1~40質量部であることが好ましく、15~25質量部であることがより好ましい。上記ポリプロピレンオキシド基含有エポキシ樹脂と同様の態様であるエポキシ樹脂として、ポリフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、多環式フェノール化合物及びポリプロピレンオキシド基含有エポキシ樹脂が鎖延長反応したエポキシ樹脂が挙げられる。 The epoxy resin may be a resin obtained by subjecting a part of the epoxy resin to a chain extension reaction before modification with an amine compound. For example, bifunctional polyester polyols, polyether polyols, dibasic carboxylic acids, etc. may be used for the chain extension reaction. Examples of the polyether polyols include polyols having a polyethylene oxide group and polyols having a polypropylene oxide group. Thus, for example, when a chain extension reaction is performed using a polyol having a polypropylene oxide group, a polypropylene oxide group-containing epoxy resin is obtained. The content of the polypropylene oxide group-containing epoxy resin is preferably 1 to 40 parts by mass, more preferably 15 to 25 parts by mass, per 100 parts by mass of the epoxy resin. Examples of epoxy resins that are similar to the polypropylene oxide group-containing epoxy resin include epoxy resins obtained by subjecting a polyphenol polyglycidyl ether type epoxy resin, a polycyclic phenol compound, and a polypropylene oxide group-containing epoxy resin to a chain extension reaction.

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、上記エポキシ樹脂のエポキシ基とアミン化合物とを反応させることで得られる。後述するブロック化ポリイソシアネート化合物(B)が、ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤を含まない場合、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は実質的に1級アミノ基を有しない。 The amino group-containing epoxy resin (A) is obtained by reacting the epoxy group of the above epoxy resin with an amine compound. When the blocked polyisocyanate compound (B) described later does not contain a half-blocked polyisocyanate curing agent, the amino group-containing epoxy resin (A) does not substantially have a primary amino group.

ブロックポリイソシアネート化合物(B)の少なくとも一部がハーフブロック化ポリイソシアネート化合物であるか、又はアミノ基含有エポキシ樹脂(A)が実質的に1級アミノ基を有しないアミノ基含有エポキシ樹脂であることで、形成される電着塗膜の、後述する湿潤塗膜抵抗値を向上させることができ、好ましい耐食性が得られる。 When at least a portion of the blocked polyisocyanate compound (B) is a half-blocked polyisocyanate compound, or when the amino group-containing epoxy resin (A) is an amino group-containing epoxy resin that does not substantially have a primary amino group, the wet coating film resistance value (described later) of the formed electrodeposition coating film can be improved, and favorable corrosion resistance can be obtained.

(実質的に1級アミノ基を有しないアミノ基含有エポキシ樹脂(A))
アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂とアミノ化合物とを反応させ、エポキシ樹脂のオキシラン環を開環し、アミノ基を導入することで得られる。本実施形態に係るアミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、実質的に1級アミノ基を有しないことが好ましい。これにより、低温硬化であっても、形成される電着塗膜の、後述する湿潤塗膜抵抗値を向上させることができ、好ましい耐食性が得られる。
(Amino Group-Containing Epoxy Resin (A) Substantially Free of Primary Amino Groups)
The amino group-containing epoxy resin (A) is obtained by reacting an epoxy resin with an amino compound, opening the oxirane ring of the epoxy resin, and introducing an amino group. The amino group-containing epoxy resin (A) according to the present embodiment is preferably substantially free of primary amino groups. This allows the wet coating film resistance value of the formed electrodeposition coating film to be improved, as described below, even when cured at low temperature, and provides favorable corrosion resistance.

上記実質的に1級アミノ基を有しないアミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、アミン化合物としてケトン化合物でブロック化していない1級アミノ基と、2級又は3級アミノ基と、を有するジアミンを用いることで得られる。上記1級アミノ基は、ケトン化合物でブロック化されずに、エポキシ樹脂のアミン化反応で消費されて、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の分岐鎖の形成に使用される。これにより、実質的に1級アミノ基を有しないアミノ基含有エポキシ樹脂(A)が得られる。 The amino group-containing epoxy resin (A) substantially free of primary amino groups can be obtained by using a diamine having a primary amino group not blocked with a ketone compound and a secondary or tertiary amino group as the amine compound. The primary amino group is not blocked with a ketone compound, but is consumed in the amine reaction of the epoxy resin and is used to form the branched chain of the amino group-containing epoxy resin (A). This results in an amino group-containing epoxy resin (A) substantially free of primary amino groups.

上記ケトン化合物でブロック化していない1級アミノ基と、2級又は3級アミノ基と、を有するジアミンとしては、特に限定されず、例えば、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、ジメチルアミノエチルアミン等、1級アミノ基と、3級アミノ基と、を有するジアミン、又は、N-(3-アミノプロピル)ジエタノールアミン等、1級アミノ基と3級アミノ基の他にヒドロキシル基を有するジアミン等が好ましく用いられる。上記ヒドロキシル基を有するジアミンを用いることで、好ましい塗膜の密着性や硬化性が得られる。上記の例では、ケトン化合物でブロック化していない1級アミノ基の数は1個であり、特に限定されず複数個であってもよいが、反応制御の観点からは1個であることが好ましい。また、ヒドロキシル基の数も特に限定されず、1個以上であればよい。 The diamine having a primary amino group not blocked with the ketone compound and a secondary or tertiary amino group is not particularly limited, and for example, a diamine having a primary amino group and a tertiary amino group such as N,N-dimethyl-1,3-propanediamine or dimethylaminoethylamine, or a diamine having a hydroxyl group in addition to a primary amino group and a tertiary amino group such as N-(3-aminopropyl)diethanolamine is preferably used. By using the diamine having a hydroxyl group, a preferable coating film can be obtained with good adhesion and curability. In the above example, the number of primary amino groups not blocked with the ketone compound is one, and there is no particular limit to the number, and there may be more than one, but from the viewpoint of reaction control, one is preferable. The number of hydroxyl groups is also not particularly limited, and may be one or more.

本実施形態に係るアミノ基含有エポキシ樹脂(A)において、実質的に1級アミノ基を有しないアミノ基含有エポキシ樹脂(A)の含有量は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の全質量に対し90質量%以上であることが貯蔵安定性の点で好ましい。 In the amino group-containing epoxy resin (A) according to this embodiment, the content of the amino group-containing epoxy resin (A) that does not substantially have a primary amino group is preferably 90 mass% or more based on the total mass of the amino group-containing epoxy resin (A) in terms of storage stability.

アミン化合物としては、上記以外のアミン化合物を併用することもできる。例えば、ブチルアミン、オクチルアミン、モノエタノールアミン等の1級アミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、ジエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン等の2級アミン、ジエチレントリアミン等の複合アミン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。上記アミン化合物は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the amine compound, amine compounds other than those mentioned above can also be used in combination. Examples include primary amines such as butylamine, octylamine, and monoethanolamine; secondary amines such as diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, diethanolamine, and N-methylethanolamine; complex amines such as diethylenetriamine; and tertiary amines such as triethylamine, N,N-dimethylbenzylamine, and N,N-dimethylethanolamine. The above amine compounds may be used alone or in combination of two or more.

アミン化合物としては、ケチミン化合物を極力使用しないことが好ましい。ケチミン基の形成には、メチルイソブチルケトン等のケトン化合物によるブロックが必要であるが、脱ブロック時にVOCであるケトン化合物が発生するためである。ケチミン化合物は使用できないわけではなく、必要に応じて、アミノエチルエタノールアミンのケチミン、ジエチレントリアミンのジケチミン等を使用することができる。 It is preferable to avoid using ketimine compounds as much as possible as amine compounds. The formation of ketimine groups requires blocking with a ketone compound such as methyl isobutyl ketone, but this generates a ketone compound, which is a VOC, during deblocking. This does not mean that ketimine compounds cannot be used, and if necessary, ketimines of aminoethylethanolamine, diketimines of diethylenetriamine, etc. can be used.

アミン化合物の量は、エポキシ樹脂が有するエポキシ基1当量に対して0.9~1.2当量となる量であることが好ましい。また、エポキシ樹脂とアミン化合物とが反応して得られるアミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、実質的に1級アミノ基を有しないことが好ましい。本明細書中において、実質的に1級アミノ基を有しない、とは、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)中におけるアミノ基において、1級アミノ基の割合が2%以下であることを意味する。アミノ基含有エポキシ樹脂(A)における1級アミノ基の割合はアミノ基含有エポキシ樹脂(A)のアミノ基に占める3級アミノ基の比率である3級アミン化率を測定することで確認できる。実質的に1級アミノ基を有しないアミノ基含有エポキシ樹脂(A)の前記比率は98%以上であり、99%以上であることが好ましく、100%であることがさらに好ましい。ここで3級アミン化率とは3級アミン価を全アミン価で除した百分率((三級アミン価)/(全アミン価))×100であり、以下の方法で求めることができる。 The amount of the amine compound is preferably 0.9 to 1.2 equivalents per equivalent of epoxy groups in the epoxy resin. In addition, the amino group-containing epoxy resin (A) obtained by reacting the epoxy resin with the amine compound preferably does not substantially have primary amino groups. In this specification, "substantially does not have primary amino groups" means that the ratio of primary amino groups to the amino groups in the amino group-containing epoxy resin (A) is 2% or less. The ratio of primary amino groups in the amino group-containing epoxy resin (A) can be confirmed by measuring the tertiary amine ratio, which is the ratio of tertiary amino groups to the amino groups in the amino group-containing epoxy resin (A). The ratio of the amino group-containing epoxy resin (A) that does not substantially have primary amino groups is 98% or more, preferably 99% or more, and more preferably 100%. Here, the tertiary amine ratio is the percentage obtained by dividing the tertiary amine value by the total amine value ((tertiary amine value)/(total amine value)) x 100, and can be determined by the following method.

(三級アミン価試験方法)
(1)100mlビーカーにサンプルを秤量する。
(2)純水を0.5g加える。
(3)上記サンプルをTHF(テトラヒドロフラン)50gに溶解させる。
(4)5分間攪拌する。
(5)次に無水酢酸7.5mlおよび酢酸2.5mlを加え約40℃で5分間攪拌する。
(6)自動電位差滴定装置を使用し、0.1N過塩素酸酢酸溶液で滴定する。
(7)次式にて3級アミン価を測定する。
三級アミン価=(滴定量mL×ファクター×10)/(サンプル量g×固形分量)
(Tertiary amine value test method)
(1) Weigh the sample into a 100 ml beaker.
(2) Add 0.5 g of pure water.
(3) The above sample is dissolved in 50 g of THF (tetrahydrofuran).
(4) Stir for 5 minutes.
(5) Next, 7.5 ml of acetic anhydride and 2.5 ml of acetic acid are added and stirred at about 40° C. for 5 minutes.
(6) Using an automatic potentiometric titrator, titrate with 0.1 N perchloric acid acetic acid solution.
(7) Measure the tertiary amine value using the following formula.
Tertiary amine value = (titer amount mL x factor x 10) / (sample amount g x solid content)

(全アミン価試験方法)
(1)200ml三角フラスコにサンプルを500mg精秤する。
(2)氷酢酸約50mlを加え均一に溶解する。
(3)指示薬メチルバイオレット溶液を5~6滴加え均一にする。
(4)0.1N過塩素酸酢酸溶液で滴定していき、明緑色となった点を終点とする。
(Total Amine Value Test Method)
(1) Accurately weigh 500 mg of sample into a 200 ml Erlenmeyer flask.
(2) Add approximately 50 ml of glacial acetic acid and dissolve uniformly.
(3) Add 5 to 6 drops of indicator methyl violet solution and mix uniformly.
(4) Titrate with 0.1 N perchloric acid and acetic acid solution, and the endpoint is when the color turns bright green.

エポキシ樹脂とアミン化合物とを反応させる反応条件は、反応スケール等に応じて適宜選択することができる。反応条件として、例えば80~150℃で0.1~5時間、好ましくは120~150℃で0.5~3時間反応させる条件等が挙げられる。 The reaction conditions for reacting the epoxy resin with the amine compound can be appropriately selected depending on the reaction scale, etc. Examples of reaction conditions include reacting at 80 to 150°C for 0.1 to 5 hours, preferably at 120 to 150°C for 0.5 to 3 hours.

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の数平均分子量は、1,000~7,000の範囲であることが好ましい。数平均分子量が1,000以上であることにより、得られる硬化電着塗膜の耐溶剤性および耐食性等の物性が良好となる。一方で、数平均分子量が7,000以下であることにより、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の粘度調整が容易となって円滑な合成が可能となる。また、得られるアミノ基含有エポキシ樹脂(A)の好ましい分散性が得られ、取扱いが容易になる。アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の数平均分子量は1,500~4,000の範囲であることがより好ましい。 The number average molecular weight of the amino group-containing epoxy resin (A) is preferably in the range of 1,000 to 7,000. By having a number average molecular weight of 1,000 or more, the physical properties such as solvent resistance and corrosion resistance of the resulting cured electrodeposition coating film are good. On the other hand, by having a number average molecular weight of 7,000 or less, the viscosity of the amino group-containing epoxy resin (A) can be easily adjusted, enabling smooth synthesis. In addition, the resulting amino group-containing epoxy resin (A) has favorable dispersibility, making it easy to handle. It is more preferable that the number average molecular weight of the amino group-containing epoxy resin (A) is in the range of 1,500 to 4,000.

数平均分子量の測定は、以下のGPCシステム測定条件で測定できる。
装置名:alliance 2695 Separations Module
カラム:TSK gel ALPHA-M(東ソー株式会社製)
流速:1.00ml/min
検出器:alliance 2414 Refractive Index Detector
移動層:N,N’-ジメチルホルムアミド
標準サンプル:TSK STANDARD POLYSTYRENE(東ソー株式会社製)、A-500、A-2500、F-1、F-4、F-20、F-80、F-700、1-フェニルヘキサン(アルドリッチ社製)
The number average molecular weight can be measured under the following GPC system measurement conditions.
Device name: alliance 2695 Separations Module
Column: TSK gel ALPHA-M (manufactured by Tosoh Corporation)
Flow rate: 1.00ml/min
Detector: alliance 2414 Refractive Index Detector
Mobile phase: N,N'-dimethylformamide Standard samples: TSK STANDARD POLYSTYRENE (manufactured by Tosoh Corporation), A-500, A-2500, F-1, F-4, F-20, F-80, F-700, 1-phenylhexane (manufactured by Aldrich Co.)

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)は、樹脂固形分100gに対する塩基のミリグラム当量(MEQ(B))が50~350であることが好ましい。特にMEQ(B)が50未満である場合は、顔料分散ペーストの貯蔵安定性が劣ることとなるおそれがある。なお、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の固形分100gに対する塩基のミリグラム当量(MEQ(B))は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の調製において反応させるアミン化合物の種類および量によって調整することができる。 The amino group-containing epoxy resin (A) preferably has a milligram equivalent of base (MEQ(B)) per 100 g of resin solids of 50 to 350. In particular, if the MEQ(B) is less than 50, the storage stability of the pigment dispersion paste may be poor. The milligram equivalent of base (MEQ(B)) per 100 g of solids of the amino group-containing epoxy resin (A) can be adjusted by the type and amount of the amine compound reacted in the preparation of the amino group-containing epoxy resin (A).

MEQ(B)とは、mg equivalent(base)の略であり、樹脂の固形分100g当たりの塩基のmg当量である。このMEQ(B)は、電着塗料組成物の固形分を約5g精秤し約50mlの溶剤(THF:テトラヒドロフラン)に溶解した後、自動電位差滴定装置(例えば京都電子工業株式会社製、APB-710等)を用いて0.1N塩酸水溶液で電位差滴定を行うことによって、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)中の含塩基量を定量して測定することができる。 MEQ(B) is an abbreviation for mg equivalent(base) and is the mg equivalent of base per 100 g of resin solids. This MEQ(B) can be measured by precisely weighing out about 5 g of the solids of the electrodeposition coating composition, dissolving it in about 50 ml of solvent (THF: tetrahydrofuran), and then performing potentiometric titration with a 0.1 N hydrochloric acid solution using an automatic potentiometric titrator (e.g., APB-710, manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) to quantitatively determine the amount of base contained in the amino group-containing epoxy resin (A).

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の水酸基価は、150~650mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。水酸基価が150mgKOH/g以上であることにより、電着塗膜の硬化性が良好となり、塗膜外観も向上する。一方で、水酸基価が650mgKOH/g以下であることにより、電着塗膜中に残存する水酸基の量が適正となり、塗膜の耐水性を低下させるおそれがなくなる。アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の水酸基価は、150~400mgKOH/gの範囲内であることがより好ましい。なお、水酸基価はJIS K 1557-1に準拠した方法により求めることができる。 The hydroxyl value of the amino group-containing epoxy resin (A) is preferably within the range of 150 to 650 mgKOH/g. When the hydroxyl value is 150 mgKOH/g or more, the curing property of the electrodeposition coating film is good, and the appearance of the coating film is also improved. On the other hand, when the hydroxyl value is 650 mgKOH/g or less, the amount of hydroxyl groups remaining in the electrodeposition coating film is appropriate, and there is no risk of reducing the water resistance of the coating film. The hydroxyl value of the amino group-containing epoxy resin (A) is more preferably within the range of 150 to 400 mgKOH/g. The hydroxyl value can be determined by a method conforming to JIS K 1557-1.

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)としては、上記数平均分子量、MEQ(B)及び水酸基価の少なくとも何れかが異なる、複数種類のアミノ基含有エポキシ樹脂(A)を併用してもよい。この場合、各アミノ基含有エポキシ樹脂(A)の質量比に基づいて算出される、平均MEQ(B)及び平均水酸基価が、上記範囲内であることが好ましい。複数種類のアミノ基含有エポキシ樹脂(A)を併用する例としては、例えば、MEQ(B)が50~200であり、かつ、水酸基価が50~300mgKOH/gであるアミノ基含有エポキシ樹脂(A)と、MEQ(B)が200~350であり、かつ、水酸基価が200~500mgKOH/gであるアミノ基含有エポキシ樹脂(A)とを併用する例が挙げられる。上記組み合わせにより、エマルションのコア部の疎水性及びシェル部の親水性がより高くなる結果、形成される電着塗膜により優れた耐食性を付与することができる。 As the amino group-containing epoxy resin (A), multiple types of amino group-containing epoxy resins (A) that differ in at least one of the number average molecular weight, MEQ (B), and hydroxyl value may be used in combination. In this case, it is preferable that the average MEQ (B) and the average hydroxyl value calculated based on the mass ratio of each amino group-containing epoxy resin (A) are within the above range. An example of using multiple types of amino group-containing epoxy resins (A) in combination is, for example, an amino group-containing epoxy resin (A) having an MEQ (B) of 50 to 200 and a hydroxyl value of 50 to 300 mgKOH/g and an amino group-containing epoxy resin (A) having an MEQ (B) of 200 to 350 and a hydroxyl value of 200 to 500 mgKOH/g. The above combination increases the hydrophobicity of the core part and the hydrophilicity of the shell part of the emulsion, and as a result, the formed electrodeposition coating film can be imparted with better corrosion resistance.

樹脂成分としては、上記アミノ基含有エポキシ樹脂(A)以外の樹脂が含まれていてもよい。例えば、アミノ基含有アクリル樹脂、アミノ基含有ポリエステル樹脂等が必要に応じて含まれていてもよい。また、アミノ基含有樹脂以外に、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン系樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂等が含まれていてもよい。フェノール樹脂及びキシレン樹脂としては、例えば、2以上10以下の芳香族環を有する樹脂が挙げられる。 The resin component may contain resins other than the amino group-containing epoxy resin (A). For example, amino group-containing acrylic resin, amino group-containing polyester resin, etc. may be contained as necessary. In addition to the amino group-containing resin, for example, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, butadiene resin, phenol resin, xylene resin, etc. may be contained. Examples of phenol resin and xylene resin include resins having 2 to 10 aromatic rings.

(ブロック化ポリイソシアネート化合物(B))
ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)は、ポリイソシアネートを、ブロック剤でブロック化することによって調製される。ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)のアミノ基と優先的に反応し、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)が水酸基を有している場合には、更に水酸基と反応して硬化し、電着塗膜が形成される。
(Blocked Polyisocyanate Compound (B))
The blocked polyisocyanate compound (B) is prepared by blocking a polyisocyanate with a blocking agent. The blocked polyisocyanate compound (B) reacts preferentially with the amino group of the amino group-containing epoxy resin (A), and when the amino group-containing epoxy resin (A) has a hydroxyl group, the blocked polyisocyanate compound (B) further reacts with the hydroxyl group to cure and form an electrodeposition coating film.

上記ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」と記載する場合がある)が挙げられる。また、上記ブロック剤としては、3,5-ジメチルピラゾール(以下、「DMP」と記載する場合がある)が挙げられる。上記HDIをDMPでブロックしたブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)により、カチオン電着塗料組成物の反応性が向上し、好ましい低温硬化性が得られる。上記HDIをDMPでブロックしたブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)は、全樹脂固形分に対する質量割合で15質量%以上45質量%以下含まれることが好ましい。全樹脂固形分に対する質量割合が15質量%以下であれば湿潤塗膜抵抗が低くなると共に耐食性が低下し、45質量%以上であれば密着官能基の低減により耐食性が低下する。 The polyisocyanate may be hexamethylene diisocyanate (hereinafter, sometimes referred to as "HDI"). The blocking agent may be 3,5-dimethylpyrazole (hereinafter, sometimes referred to as "DMP"). The blocked polyisocyanate compound (B-1) in which the HDI is blocked with DMP improves the reactivity of the cationic electrodeposition coating composition and provides favorable low-temperature curing properties. The blocked polyisocyanate compound (B-1) in which the HDI is blocked with DMP is preferably contained in an amount of 15% by mass or more and 45% by mass or less based on the total resin solid content. If the mass ratio to the total resin solid content is 15% by mass or less, the wet coating film resistance is reduced and the corrosion resistance is also reduced, and if it is 45% by mass or more, the corrosion resistance is reduced due to a reduction in adhesion functional groups.

ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)として、上記HDIをDMPでブロックしたブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)以外のブロック化ポリイソシアネート化合物(B)が含まれていてもよい。上記の場合、ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)等の脂環式ポリイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートが挙げられる。 The blocked polyisocyanate compound (B) may contain a blocked polyisocyanate compound (B) other than the blocked polyisocyanate compound (B-1) in which HDI is blocked with DMP. In the above case, examples of the polyisocyanate include aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate and trimethylhexamethylene diisocyanate, alicyclic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate and 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), and aromatic diisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, and xylylene diisocyanate.

同様に、DMP以外のブロック剤の例としては、n-ブタノール、n-ヘキシルアルコール、2-エチルヘキサノール、ラウリルアルコール、フェノールカルビノール、メチルフェニルカルビノール等の一価のアルキル又は芳香族アルコール類;エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル等のセロソルブ類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールフェノール等のポリエーテル型両末端ジオール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のジオール類と、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸等のジカルボン酸類から得られるポリエステル型両末端ポリオール類;パラ-t-ブチルフェノール、クレゾール等のフェノール類;ジメチルケトオキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、メチルアミルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類;及びε-カプロラクタム、γ-ブチロラクタムに代表されるラクタム類が挙げられる。 Similarly, examples of blocking agents other than DMP include monovalent alkyl or aromatic alcohols such as n-butanol, n-hexyl alcohol, 2-ethylhexanol, lauryl alcohol, phenol carbinol, and methylphenyl carbinol; cellosolves such as ethylene glycol monohexyl ether and ethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether; polyether-type diols at both ends such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene ether glycol phenol; polyester-type polyols at both ends obtained from diols such as ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol and dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, suberic acid, and sebacic acid; phenols such as para-t-butylphenol and cresol; oximes such as dimethyl ketoxime, methyl ethyl ketoxime, methyl isobutyl ketoxime, methyl amyl ketoxime, and cyclohexanone oxime; and lactams such as ε-caprolactam and γ-butyrolactam.

(ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤)
ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の一部を公知のブロック剤でブロックしたものである。ポリイソシアネート化合物とブロック剤との反応は、必要に応じて触媒の存在の下で、攪拌下、ブロック剤を滴下しながら40~50℃に冷却することにより行うことが好ましい。
(Half-blocked polyisocyanate curing agent)
The half-blocked polyisocyanate curing agent is a polyisocyanate compound in which a part of the isocyanate groups is blocked with a known blocking agent. The reaction between the polyisocyanate compound and the blocking agent is preferably carried out by cooling to 40 to 50°C while dropping the blocking agent dropwise under stirring, if necessary in the presence of a catalyst.

上記ポリイソシアネート化合物は、1分子中に平均で2個以上のイソシアネート基を有するものであれば特に限定されず、例えば、前述したブロック化ポリイソシアネート化合物(B)の調製に使用されるジイソシアネート化合物を用いることができる。上記ハーフブロック化ポリイソシアネートを調製するために用いられるブロック剤としては、例えば、4~20個の炭素原子を有する低級脂肪族アルキルモノアルコールが挙げられる。具体的には、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール等が挙げられる。 The polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it has an average of two or more isocyanate groups per molecule. For example, the diisocyanate compound used in the preparation of the blocked polyisocyanate compound (B) described above can be used. Examples of blocking agents used to prepare the half-blocked polyisocyanate include lower aliphatic alkyl monoalcohols having 4 to 20 carbon atoms. Specific examples include butyl alcohol, amyl alcohol, hexyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, and heptyl alcohol.

ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤の含有量は、ハーフブロック化ポリイソシアネート化合物以外の全樹脂固形分に対し1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。上記含有量が1質量%未満である場合、湿潤塗膜抵抗値の向上効果が十分に得られない。上記含有量が10質量%を超える場合、密着官能基の低下に伴い、塗膜の密着性が低下する。 The content of the half-blocked polyisocyanate curing agent is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less based on the total resin solid content other than the half-blocked polyisocyanate compound. If the content is less than 1% by mass, the effect of improving the wet coating resistance value is not sufficiently obtained. If the content exceeds 10% by mass, the adhesion of the coating film decreases due to a decrease in the adhesion functional group.

硬化剤としては、上記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、ハーフブロック化ポリイソシアネート化合物以外の硬化剤を併用してもよい。例えば、メラミン樹脂又はフェノール樹脂等の有機硬化剤、シランカップリング剤、金属硬化剤からなる群から選ばれる少なくとも一種の硬化剤等が挙げられる。 As the curing agent, a curing agent other than the blocked polyisocyanate compound (B) and the half-blocked polyisocyanate compound may be used in combination. For example, at least one curing agent selected from the group consisting of organic curing agents such as melamine resins or phenolic resins, silane coupling agents, and metal curing agents may be used.

(顔料(C))
顔料(C)としては、電着塗料組成物において通常使用される無機顔料又は有機顔料を用いることができる。例えば、チタンホワイト(二酸化チタン)、カーボンブラック、ベンガラ等の着色顔料;カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカ、クレー等の体質顔料;リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、トリポリリン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛等の防錆顔料等が挙げられる。
(Pigment (C))
As the pigment (C), inorganic or organic pigments that are usually used in electrodeposition coating compositions can be used, such as color pigments like titanium white (titanium dioxide), carbon black, and red iron oxide; extender pigments like kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica, and clay; and rust-preventive pigments like iron phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, aluminum tripolyphosphate, aluminum phosphomolybdate, and aluminum zinc phosphomolybdate.

顔料(C)は、上記顔料及び顔料分散樹脂を混合し、水性媒体中に分散させた顔料分散ペーストとして予め調製される。これにより、粉体状である顔料を電着塗料組成物中において均一に分散させることができる。上記顔料分散樹脂としては、特に限定されず、例えば、カチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤や4級アンモニウム基及び/又は3級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のカチオン性重合体が用いられる。上記水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等が用いられる。 The pigment (C) is prepared in advance as a pigment dispersion paste by mixing the pigment and the pigment dispersion resin and dispersing the mixture in an aqueous medium. This allows the powdered pigment to be uniformly dispersed in the electrodeposition coating composition. The pigment dispersion resin is not particularly limited, and examples of the pigment dispersion resin include cationic or nonionic low molecular weight surfactants and cationic polymers such as modified epoxy resins having quaternary ammonium groups and/or tertiary sulfonium groups. The aqueous medium may be ion-exchanged water or water containing a small amount of alcohol.

上記顔料分散ペースト中における顔料分散樹脂の含有量は、特に限定されず、例えば、顔料100質量部に対して、樹脂固形分比で20~100質量部とすることができる。 The content of the pigment dispersion resin in the pigment dispersion paste is not particularly limited, and can be, for example, 20 to 100 parts by mass in terms of resin solid content per 100 parts by mass of pigment.

上記顔料分散ペーストの固形分量は、特に限定されず、例えば、顔料分散ペースト全量に対して40~70質量%とすることができる。 The solid content of the pigment dispersion paste is not particularly limited, and can be, for example, 40 to 70% by mass relative to the total amount of the pigment dispersion paste.

上記顔料分散ペーストは、例えば、顔料及び顔料分散樹脂を混合した後、混合物中の顔料の粒径が所定の均一な粒径となるまで、ボールミルやサンドグラインドミル等の公知の分散装置を用いて分散させることで得られる。 The pigment dispersion paste can be obtained, for example, by mixing the pigment and the pigment dispersion resin, and then dispersing the mixture using a known dispersing device such as a ball mill or a sand grinding mill until the pigment particles in the mixture have a predetermined uniform particle size.

(その他の成分)
本実施形態に係るカチオン電着塗料は、上記以外の成分を含んでいてもよい。例えば、亜鉛化合物、第3族元素化合物、ビスマス化合物等を含んでいてもよい。これにより、形成される電着塗膜の防錆性を向上させることができる。亜鉛化合物としては、例えば、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸マグネシウム、亜硝酸ストロンチウム、亜硝酸バリウム、亜硝酸亜鉛等の亜硝酸金属塩が挙げられる。上記第3族元素化合物としては、例えば、酸化ランタン、水酸化ランタン、酸化ネオジム、水酸化ネオジム、酸化ランタン及び有機酸の混合物、水酸化ランタン及び有機酸の混合物、酸化ネオジム及び有機酸の混合物、水酸化ネオジム及び有機酸の混合物等が挙げられる。上記ビスマス化合物は、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、酸化ビスマス及び有機酸の混合物、水酸化ビスマス及び有機酸の混合物等が挙げられる。
(Other ingredients)
The cationic electrodeposition paint according to the present embodiment may contain other components than those mentioned above. For example, it may contain a zinc compound, a Group 3 element compound, a bismuth compound, etc. This can improve the rust prevention of the electrodeposition coating film formed. Examples of zinc compounds include metal nitrites such as calcium nitrite, sodium nitrite, potassium nitrite, magnesium nitrite, strontium nitrite, barium nitrite, and zinc nitrite. Examples of the Group 3 element compounds include lanthanum oxide, lanthanum hydroxide, neodymium oxide, neodymium hydroxide, a mixture of lanthanum oxide and an organic acid, a mixture of lanthanum hydroxide and an organic acid, a mixture of neodymium oxide and an organic acid, a mixture of neodymium hydroxide and an organic acid, and the like. Examples of the bismuth compounds include bismuth oxide, bismuth hydroxide, a mixture of bismuth oxide and an organic acid, a mixture of bismuth hydroxide and an organic acid, and the like.

本実施形態に係るカチオン電着塗料組成物は、塗料分野において一般的に用いられている添加剤を含んでいてもよい。例えば、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、エチレングリコールモノエチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等の有機溶媒、乾き防止剤、消泡剤等の界面活性剤、アクリル樹脂微粒子などの粘度調整剤、はじき防止剤、バナジウム塩、銅、鉄、マンガン、マグネシウム、カルシウム塩等の無機防錆剤等を必要に応じて含んでいてもよい。また上記以外に、目的に応じて公知の補助錯化剤、緩衝剤、平滑剤、応力緩和剤、光沢剤、半光沢剤、酸化防止剤、および紫外線吸収剤などを配合してもよい。これらの添加剤は、後述する樹脂エマルション製造の際に添加されてもよいし、顔料分散ペーストの製造時に添加されてもよいし、樹脂エマルションと顔料分散ペーストとの混合時又は混合後に添加されてもよい。 The cationic electrodeposition coating composition according to the present embodiment may contain additives commonly used in the coating field. For example, organic solvents such as ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monoethylhexyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monophenyl ether, surfactants such as drying inhibitors and defoamers, viscosity modifiers such as acrylic resin fine particles, anti-repellent agents, and inorganic rust inhibitors such as vanadium salts, copper, iron, manganese, magnesium, and calcium salts may be included as necessary. In addition to the above, known auxiliary complexing agents, buffers, smoothing agents, stress relaxation agents, gloss agents, semi-gloss agents, antioxidants, and ultraviolet absorbers may be blended according to the purpose. These additives may be added during the production of the resin emulsion described below, during the production of the pigment dispersion paste, or during or after mixing of the resin emulsion and the pigment dispersion paste.

本実施形態に係るカチオン電着塗料は、pHが4.5~7.0であることが好ましい。カチオ電着塗料組成物のpHが4.5未満である場合は、カチオン電着塗料組成物中に存在する酸の量が過剰量となり、塗膜外観または塗装作業性が劣ることとなるおそれがある。一方で、pHが7.0を超える場合は、カチオン電着塗料組成物のろ過性が低下し、硬化電着塗膜の水平外観が低下する場合がある。カチオン電着塗料組成物のpHは、用いる中和酸の量、遊離酸の添加量などの調整によって、上記範囲に設定することができる。上記pHは、5.0~7.0であることがより好ましい。上記pHは、温度補償機能を有する市販のpHメーターを用いて測定することができる。 The cationic electrodeposition paint according to this embodiment preferably has a pH of 4.5 to 7.0. If the pH of the cationic electrodeposition paint composition is less than 4.5, the amount of acid present in the cationic electrodeposition paint composition may be excessive, resulting in poor coating appearance or coating workability. On the other hand, if the pH exceeds 7.0, the filterability of the cationic electrodeposition paint composition may decrease, and the horizontal appearance of the cured electrodeposition coating film may decrease. The pH of the cationic electrodeposition paint composition can be set to the above range by adjusting the amount of neutralizing acid used, the amount of free acid added, etc. It is more preferable that the pH is 5.0 to 7.0. The pH can be measured using a commercially available pH meter with a temperature compensation function.

<カチオン電着塗料組成物の製造方法>
本実施形態に係るカチオン電着塗料組成物は、アミノ基含有エポキシ樹脂(A)及びブロック化ポリイソシアネート化合物(B)を含む樹脂エマルションと、顔料(C)を含む顔料ペーストと、その他の成分を、従来公知の方法により混合することで調製し製造することができる。
<Method of producing cationic electrodeposition coating composition>
The cationic electrodeposition coating composition according to this embodiment can be prepared and manufactured by mixing a resin emulsion containing an amino group-containing epoxy resin (A) and a blocked polyisocyanate compound (B), a pigment paste containing a pigment (C), and other components by a conventionally known method.

本実施形態に係るカチオン電着塗料組成物において、固形分濃度は15~25質量%の範囲となるように好ましくは調整される。固形分濃度の調整には水性溶媒を使用して行うことができる。上記水性溶媒の例としては、イオン交換水、純水などが挙げられる。 In the cationic electrodeposition coating composition according to this embodiment, the solid content concentration is preferably adjusted to be in the range of 15 to 25 mass %. The solid content concentration can be adjusted using an aqueous solvent. Examples of the aqueous solvent include ion-exchanged water and pure water.

<カチオン電着塗装方法>
本実施形態に係るカチオン電着塗料組成物を用いて被塗物に対し電着塗装することによって、被塗物の表面上に電着塗膜を形成することができる。本実施形態に係るカチオン電着塗装方法は、電着塗料組成物中に被塗物を浸漬して電圧を印可し、塗膜を形成する電着工程と、塗膜を140℃以下の温度で硬化させて電着塗膜を得る、硬化工程と、を含む。
<Cationic electrodeposition coating method>
An electrodeposition coating film can be formed on the surface of a substrate by electrodeposition coating the substrate using the cationic electrodeposition coating composition according to this embodiment. The cationic electrodeposition coating method according to this embodiment includes an electrodeposition step of immersing the substrate in the electrodeposition coating composition and applying a voltage to form a coating film, and a curing step of curing the coating film at a temperature of 140° C. or less to obtain an electrodeposition coating film.

(電着工程)
電着工程においては、被塗物を陰極とし、陽極との間に電圧を印可する、これにより、電着塗膜が被塗物上に析出する。上記被塗物としては、通電可能な材質であれば特に限定されず、例えば、冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛-アルミニウム合金系めっき鋼板、亜鉛-鉄合金系めっき鋼板、亜鉛-マグネシウム合金系めっき鋼板、亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、アルミニウム-シリコン合金系めっき鋼板、錫系めっき鋼板等が挙げられる。
(Electrodeposition process)
In the electrodeposition process, the substrate is used as a cathode and a voltage is applied between the cathode and the anode, whereby an electrodeposition coating is deposited on the substrate. The substrate is not particularly limited as long as it is made of a material capable of passing electricity, and examples thereof include cold-rolled steel sheet, hot-rolled steel sheet, stainless steel, electrogalvanized steel sheet, hot-dip galvanized steel sheet, zinc-aluminum alloy-based plated steel sheet, zinc-iron alloy-based plated steel sheet, zinc-magnesium alloy-based plated steel sheet, zinc-aluminum-magnesium alloy-based plated steel sheet, aluminum-based plated steel sheet, aluminum-silicon alloy-based plated steel sheet, tin-based plated steel sheet, etc.

電着工程において、電着塗料組成物中に被塗物を浸漬した後、50~450Vの電圧を印加することによって、電着塗装が行われる。印加電圧が50V未満であると電着が不充分となるおそれがあり、450Vを超えると、塗膜外観が劣ることとなるおそれがある。電着塗装時、塗料組成物の浴液温度は、例えば、10~45℃に調節される。電圧を印加する時間は、電着条件によって異なるが、例えば、2~5分とすることができる。上記電着工程後に、必要に応じて電着塗膜を水洗する工程を設けてもよい。 In the electrodeposition process, the substrate is immersed in the electrodeposition coating composition, and then a voltage of 50 to 450 V is applied to perform electrodeposition coating. If the applied voltage is less than 50 V, the electrodeposition may be insufficient, and if it exceeds 450 V, the appearance of the coating film may be poor. During electrodeposition coating, the bath temperature of the coating composition is adjusted to, for example, 10 to 45°C. The time for applying the voltage varies depending on the electrodeposition conditions, but can be, for example, 2 to 5 minutes. After the above electrodeposition process, a process of washing the electrodeposition coating film with water may be provided as necessary.

(硬化工程)
硬化工程においては、電着工程において析出させた塗膜を、140℃以下の温度で、例えば10~30分間加熱する工程である。上記硬化工程により、電着塗膜が硬化される。本実施形態に係る硬化工程においては、通常の電着塗膜の硬化温度よりも低温での硬化が可能である。
(Curing process)
In the curing step, the coating film deposited in the electrodeposition step is heated at a temperature of 140° C. or less for, for example, 10 to 30 minutes. The electrodeposition coating film is cured by the above-mentioned curing step. In the curing step according to the present embodiment, curing at a lower temperature than the curing temperature of a normal electrodeposition coating film is possible.

<カチオン電着塗膜>
上記被塗物上に形成されるカチオン電着塗膜は、湿潤塗膜抵抗値が1.0×10(Ω・cm)以上である。湿潤塗膜抵抗値は、その値が高いほど、水等の極性分子を遮断することができ、カチオン電着塗膜の遮断性が良好であることを示す。湿潤塗膜抵抗値は、例えば以下のような方法で測定できる。被塗物上にカチオン電着塗膜を析出させ、硬化させた試験片を測定セルに設置し、その後、測定セルにイオン交換水を注入し、測定セルを恒温槽(55℃)で維持する。その後、試験片と電極との間に0.5Vの交流電圧(波高:±0.5V、波長:1分の矩形波パルス)を1分間印加し、塗膜の抵抗値を測定する。例えば上記方法で5回測定を行った平均値を湿潤塗膜抵抗値とすることができる。
<Cationic electrodeposition coating>
The cationic electrocoating film formed on the above-mentioned substrate has a wet coating film resistance value of 1.0×10 8 (Ω·cm 2 ) or more. The higher the wet coating film resistance value, the better the cationic electrocoating film is able to block polar molecules such as water, and the better the blocking properties of the cationic electrocoating film. The wet coating film resistance value can be measured, for example, by the following method. A cationic electrocoating film is deposited on a substrate, and a hardened test piece is placed in a measurement cell, and then ion-exchanged water is poured into the measurement cell, and the measurement cell is maintained in a thermostatic chamber (55° C.). Then, an AC voltage of 0.5 V (wave height: ±0.5 V, wavelength: 1 minute square wave pulse) is applied between the test piece and the electrode for 1 minute, and the resistance value of the coating film is measured. For example, the average value of five measurements made by the above-mentioned method can be used as the wet coating film resistance value.

本実施形態に係る電着塗料組成物を用いてカチオン電着塗膜を形成する場合、140℃以下の温度で塗膜を低温硬化させた場合であっても、湿潤塗膜抵抗値を1.0×10(Ω・cm)以上とすることができる。 When a cationic electrodeposition coating film is formed using the electrodeposition coating composition according to this embodiment, even when the coating film is cured at a low temperature of 140° C. or less, the wet coating film resistance value can be made 1.0×10 8 (Ω·cm 2 ) or more.

カチオン電着塗膜は、硬化後の膜厚が5~60μmであることが好ましく、20~45μmであることがより好ましい。電着塗膜の膜厚が5μm未満である場合、防錆性が不十分となる恐れがある。 The cationic electrocoating film preferably has a thickness of 5 to 60 μm after curing, and more preferably 20 to 45 μm. If the electrocoating film is less than 5 μm thick, there is a risk that the rust prevention properties will be insufficient.

以下、実施例に基づいて本発明の内容を更に詳細に説明する。本発明の内容は以下の実施例の記載に限定されない。実施例中、「部」および「%」は、ことわりのない限り、質量基準による。また、表1及び表2における数値の単位は、特に表示のない限り質量部を意味する。ただし、実施例6、及び実施例7は、参考例である。 The present invention will be described in more detail below based on examples. The present invention is not limited to the following examples. In the examples, "parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified. In addition, the units of numerical values in Tables 1 and 2 mean parts by mass unless otherwise specified. However, Examples 6 and 7 are reference examples.

(製造例1-A アミン化エポキシ樹脂(樹脂A)の製造)
ブチルセロソルブ44部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER-331J、ダウケミカル社製)940部、ビスフェノールA236部、オクチル酸216部を混合し、120℃まで昇温した。その後、ジメチルベンジルアミン1部を加え、反応容器内の温度を140℃に保持し、エポキシ当量が1043g/eqになるまで反応させた後、反応容器内の温度が120℃になるまで冷却した。ついでジエタノールアミン54部、ジエチレントリアミンジケチミン(固形分濃度73%のメチルイソブチルケトン溶液)161部、N-メチルエタノールアミン24部の混合物を添加し、120℃で1時間反応させることにより、アミン化エポキシ樹脂(カチオン変性エポキシ樹脂:樹脂A)を得た。
(Production Example 1-A: Production of aminated epoxy resin (resin A))
44 parts of butyl cellosolve, 940 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Co.), 236 parts of bisphenol A, and 216 parts of octylic acid were mixed and heated to 120°C. Then, 1 part of dimethylbenzylamine was added, and the temperature in the reaction vessel was kept at 140°C. The reaction was allowed to proceed until the epoxy equivalent reached 1043 g/eq, and then the reaction vessel was cooled to a temperature of 120°C. Next, a mixture of 54 parts of diethanolamine, 161 parts of diethylenetriamine diketimine (a methyl isobutyl ketone solution with a solid content concentration of 73%), and 24 parts of N-methylethanolamine was added, and the reaction was allowed to proceed at 120°C for 1 hour to obtain an aminated epoxy resin (cation-modified epoxy resin: resin A).

(製造例1-B アミン化エポキシ樹脂(樹脂B)の製造)
ブチルセロソルブ10部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER-331J、ダウケミカル社製)940部、ビスフェノールA254部、フェノール80部を混合し、120℃まで昇温した。その後、ジメチルベンジルアミン2部を加え、反応容器内の温度を120℃に保持し、エポキシ当量が700g/eqになるまで反応させた後、反応容器内の温度が110℃になるまで冷却した。ついでジエタノールアミン90部、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン44部の混合物を添加し、110℃で1時間反応させることにより、アミン化エポキシ樹脂(カチオン変性エポキシ樹脂:樹脂B)を得た。
(Production Example 1-B: Production of aminated epoxy resin (resin B))
10 parts of butyl cellosolve, 940 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Company), 254 parts of bisphenol A, and 80 parts of phenol were mixed and heated to 120°C. Then, 2 parts of dimethylbenzylamine were added, and the temperature in the reaction vessel was kept at 120°C. The reaction was allowed to proceed until the epoxy equivalent reached 700 g/eq, and then the reaction vessel was cooled to a temperature of 110°C. Next, a mixture of 90 parts of diethanolamine and 44 parts of N,N-dimethyl-1,3-propanediamine was added, and the reaction was allowed to proceed at 110°C for 1 hour, to obtain an aminated epoxy resin (cation-modified epoxy resin: resin B).

(製造例2-A ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤(硬化剤A)の製造)
2,4/2,6-トリレンジイソシアネート(商品名TDI-80、三菱化学ダウ社製)87部、メチルイソブチルケトン10部を混合し、50℃以上にならないように2-エチルヘキサノール73部を2.5時間かけて滴下した。その後NCO等量が330~370になっていることを確認しハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤(硬化剤A)を得た(固形分濃度94%)。
(Production Example 2-A: Production of Half-Blocked Polyisocyanate Curing Agent (Curing Agent A))
87 parts of 2,4/2,6-tolylene diisocyanate (trade name TDI-80, manufactured by Mitsubishi Chemical Dow Corporation) and 10 parts of methyl isobutyl ketone were mixed, and 73 parts of 2-ethylhexanol was added dropwise over 2.5 hours so that the temperature did not exceed 50° C. After that, it was confirmed that the NCO equivalent was 330 to 370, and a half-blocked polyisocyanate curing agent (curing agent A) was obtained (solid content concentration 94%).

(製造例2-B ブロック化ポリイソシアネート硬化剤(硬化剤B)の製造)
ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(商品名スミジュールN3300、住化バイエルウレタン社製)160部およびMIBK24部を反応容器に仕込み、これを60℃まで加熱した。ここに、3,5-ジメチルピラゾール80部を2時間かけ添加した。さらに70℃で2時間加熱した後、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失したことを確認した。その後、ブチルセロソルブ36部を加え、ブロック化ポリイソシアネート硬化剤(硬化剤B)を得た(固形分濃度82%)。
(Production Example 2-B: Production of blocked polyisocyanate curing agent (curing agent B))
160 parts of an isocyanurate of hexamethylene diisocyanate (trade name Sumidur N3300, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) and 24 parts of MIBK were charged into a reaction vessel and heated to 60°C. 80 parts of 3,5-dimethylpyrazole were added thereto over 2 hours. After further heating at 70°C for 2 hours, it was confirmed in the measurement of IR spectrum that the absorption based on the isocyanate group had disappeared. Then, 36 parts of butyl cellosolve was added to obtain a blocked polyisocyanate curing agent (curing agent B) (solid content concentration 82%).

(製造例2-C ブロック化ポリイソシアネート硬化剤(硬化剤C)の製造)
ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(商品名スミジュールN3300、住化バイエルウレタン社製)165部およびMIBK24部を反応容器に仕込み、これを60℃まで加熱した。ここに、メチルエチルケトオキシム(MEKオキシム)75部を2時間かけ滴下した。さらに70℃で2時間加熱した後、IRスペクトルの測定において、イソシアネート基に基づく吸収が消失したことを確認した。その後、ブチルセロソルブ36部を加え、ブロック化ポリイソシアネート硬化剤(硬化剤B)を得た(固形分濃度82%)。
(Production Example 2-C: Production of blocked polyisocyanate curing agent (curing agent C))
165 parts of an isocyanurate of hexamethylene diisocyanate (trade name Sumidur N3300, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) and 24 parts of MIBK were charged into a reaction vessel and heated to 60°C. 75 parts of methyl ethyl ketoxime (MEK oxime) were added dropwise over 2 hours. After further heating at 70°C for 2 hours, it was confirmed that the absorption based on the isocyanate group disappeared in the measurement of the IR spectrum. Then, 36 parts of butyl cellosolve were added to obtain a blocked polyisocyanate curing agent (curing agent B) (solid concentration 82%).

(製造例3 顔料分散樹脂の調製)
撹拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度計を装備した反応容器にイソホロンジイソシアネート2220部、メチルイソブチルケトン342.1部、ジブチル錫ラウレート2.2部、メチルエチルケトンオキシム878.7部を仕込んだ。その後、60℃で1時間保温し、NCO当量が348となっていることを確認し、ジメチルエタノールアミン890部を投入した。60℃で1時間保温しIRでNCOピークが消失していることを確認後、50%乳酸1872.6部と脱イオン水495部を投入して四級化剤を得た。次いで、異なる反応容器にトリレンジイソシアネート870部及びメチルイソブチルケトン49.5部を仕込み、2-エチルヘキサノール667.2部を2.5時間かけて滴下した。滴下終了後メチルイソブチルケトン35.5部を投入し、30分保温した。その後NCO当量が330~370になっていることを確認しハーフブロックポリイソシアネートを得た。
(Production Example 3: Preparation of pigment dispersing resin)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 2220 parts of isophorone diisocyanate, 342.1 parts of methyl isobutyl ketone, 2.2 parts of dibutyltin laurate and 878.7 parts of methyl ethyl ketone oxime were charged. After that, the mixture was kept warm at 60°C for 1 hour, and it was confirmed that the NCO equivalent was 348, and 890 parts of dimethylethanolamine were charged. After keeping the mixture warm at 60°C for 1 hour and confirming that the NCO peak had disappeared by IR, 1872.6 parts of 50% lactic acid and 495 parts of deionized water were charged to obtain a quaternizing agent. Next, 870 parts of tolylene diisocyanate and 49.5 parts of methyl isobutyl ketone were charged in a different reaction vessel, and 667.2 parts of 2-ethylhexanol were dropped over 2.5 hours. After the dropwise addition, 35.5 parts of methyl isobutyl ketone were charged and the mixture was kept warm for 30 minutes. Thereafter, it was confirmed that the NCO equivalent was 330 to 370, and a half-blocked polyisocyanate was obtained.

撹拌装置、冷却管、窒素導入管及び温度計を装備した反応容器に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名DER-331J、ダウケミカル社製)940.0部メタノール38.5部で希釈した後、ここへジブチル錫ジラウレート0.1部、トリレンジイソシアネート87.1部、N,N-ジメチルベンジルアミン1.4部を加え130℃で2時間保温した。このとき分留管によりメタノールを分留した。これを115℃まで冷却し、メチルイソブチルケトンを固形分濃度90%になるまで仕込み、その後ビスフェノールA270.3部、2-エチルヘキサン酸39.2部を仕込み125℃で2時間加熱撹拌した後、上記ハーフブロックポリイソシアネート516.4部を30分間かけて滴下し、その後30分間加熱撹拌した。ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル1506部を徐々に加え溶解させた。90℃まで冷却後、上記四級化剤を加え、70~80℃に保ち酸価2以下を確認して、顔料分散樹脂を得た(樹脂固形分濃度30%)。 In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 940.0 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name DER-331J, manufactured by Dow Chemical Co.) was diluted with 38.5 parts of methanol, and then 0.1 parts of dibutyltin dilaurate, 87.1 parts of tolylene diisocyanate and 1.4 parts of N,N-dimethylbenzylamine were added and kept at 130°C for 2 hours. At this time, methanol was fractionated using a fractionating tube. This was cooled to 115°C, and methyl isobutyl ketone was added until the solid concentration reached 90%, after which 270.3 parts of bisphenol A and 39.2 parts of 2-ethylhexanoic acid were added and heated and stirred at 125°C for 2 hours, after which 516.4 parts of the above half-blocked polyisocyanate were dropped over 30 minutes, and then heated and stirred for 30 minutes. 1506 parts of polyoxyethylene bisphenol A ether was gradually added and dissolved. After cooling to 90°C, the above quaternizing agent was added, and the mixture was kept at 70-80°C, confirming that the acid value was 2 or less, yielding a pigment dispersion resin (resin solids concentration 30%).

(製造例4 顔料分散ペーストの調製)
サンドグラインドミルに製造例3で得た顔料分散樹脂106.9部、カーボンブラック1.6部、カオリン40部、二酸化チタン55.4部、リンモリブデン酸アルミニウム3部、脱イオン水13部を入れ、粒度10μm以下になるまで分散して、顔料分散ペーストを得た(固形分濃度60%)。
(Production Example 4: Preparation of pigment dispersion paste)
A sand grinding mill was charged with 106.9 parts of the pigment dispersion resin obtained in Production Example 3, 1.6 parts of carbon black, 40 parts of kaolin, 55.4 parts of titanium dioxide, 3 parts of aluminum phosphomolybdate, and 13 parts of deionized water, and the mixture was dispersed until the particle size became 10 μm or less, thereby obtaining a pigment dispersion paste (solids concentration: 60%).

(製造例5-A 電着塗料樹脂エマルション(EmA)の製造)
製造例1-Aで得た樹脂(樹脂A)300g(固形分)と、製造例2-Aで得たハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤16g(固形分)と製造例2-Bで得たブロック化ポリイソシアネート硬化剤100g(固形分)を混合し、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテルを固形分に対して3%(12.5g)になるように添加した。次にギ酸を中和率30%になるように加えて中和し、イオン交換水を加えてゆっくり希釈し,固形分濃度が41%の電着塗料樹脂エマルション(EmA)を得た。
(Production Example 5-A: Production of Electrodeposition Paint Resin Emulsion (EmA))
300 g (solid content) of the resin (Resin A) obtained in Production Example 1-A, 16 g (solid content) of the half-blocked polyisocyanate curing agent obtained in Production Example 2-A, and 100 g (solid content) of the blocked polyisocyanate curing agent obtained in Production Example 2-B were mixed, and ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was added so that the solid content was 3% (12.5 g). Next, formic acid was added to neutralize the mixture so that the neutralization rate was 30%, and ion-exchanged water was added to slowly dilute the mixture, and an electrodeposition paint resin emulsion (EmA) with a solid content concentration of 41% was obtained.

(製造例5-B~L 電着塗料樹脂エマルション(EmB~L)の製造)
表1に示した配合で調製を行ったこと以外は製造例5-Aと同様にして、電着塗料樹脂エマルション(EmB~EmH)を得た。
(Production Examples 5-B to 5-L: Production of Electrodeposition Paint Resin Emulsions (EmB to Em))
Electrodeposition paint resin emulsions (EmB to EmH) were obtained in the same manner as in Production Example 5-A, except that the formulations shown in Table 1 were used.

<実施例1>
ステンレス容器に、イオン交換水1394g、樹脂エマルション(EmA)560gおよび製造例4で得られた顔料分散ペースト41gを添加しその後40℃で16時間エージングして、電着塗料組成物を形成した。
Example 1
To a stainless steel container were added 1,394 g of ion-exchanged water, 560 g of resin emulsion (EmA) and 41 g of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 4, followed by aging at 40° C. for 16 hours to form an electrodeposition coating composition.

<実施例2~8及び比較例1~4>
実施例2~8(EmB~EmH)及び比較例1~4(EmI~EmL)についても、表1及び表2に示した配合で調製を行ったこと以外は実施例1と同様にして、電着塗料組成物を得た。
<Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 4>
For Examples 2 to 8 (EmB to EmH) and Comparative Examples 1 to 4 (EmI to EmL), electrodeposition coating compositions were obtained in the same manner as in Example 1, except that the compositions were prepared according to the formulations shown in Tables 1 and 2.

Figure 0007634360000001
Figure 0007634360000001

<評価>
上記実施例及び比較例に係る電着塗料組成物を使用して、以下の条件で評価を行った。
<Evaluation>
The electrodeposition coating compositions according to the above Examples and Comparative Examples were used and evaluated under the following conditions.

[ゲル分率(硬化性)評価]
上記実施例及び比較例に係る電着塗料組成物を、重量を予め測定したブリキ板に対して、乾燥塗膜の膜厚が20μmとなるように塗膜を析出させた。その後、130℃で10分間焼き付けて塗膜を硬化させ、ブリキ板上にカチオン電着塗膜を作成した。得られた試験板は、その重量を測定した後、アセトンに浸漬して6時間還流を行い、その後105℃で20分間乾燥した。乾燥後の重量を測定し、以下の式(1)によりゲル分率を求めた。ゲル分率の数値により、以下の基準で硬化性の評価を行い、A及びBを合格とした。結果を表2に示す。
ゲル分率(%)=(W2-W0)/(W1-W0)×100・・・(1)
式(1)中、W0はブリキ板の重量、W1は焼き付け後の塗板の重量、W2はアセトン浸漬後の塗板の重量をそれぞれ示す。
[Gel fraction (curability) evaluation]
The electrodeposition coating compositions according to the above examples and comparative examples were deposited on a tin plate whose weight had been measured in advance, so that the thickness of the dried coating film was 20 μm. The coating film was then cured by baking at 130° C. for 10 minutes, and a cationic electrodeposition coating film was formed on the tin plate. The weight of the obtained test plate was measured, and the plate was immersed in acetone and refluxed for 6 hours, and then dried at 105° C. for 20 minutes. The weight after drying was measured, and the gel fraction was calculated by the following formula (1). The curability was evaluated according to the gel fraction value according to the following criteria, with A and B being considered as acceptable. The results are shown in Table 2.
Gel fraction (%)=(W2−W0)/(W1−W0)×100 (1)
In formula (1), W0 is the weight of the tinplate, W1 is the weight of the coated plate after baking, and W2 is the weight of the coated plate after immersion in acetone.

A:ゲル分率95%以上
B:ゲル分率90%以上95%未満
C:ゲル分率85%以上90%未満
D:ゲル分率85%未満
A: Gel fraction 95% or more B: Gel fraction 90% or more and less than 95% C: Gel fraction 85% or more and less than 90% D: Gel fraction less than 85%

[貯蔵安定性(MEQ(B)評価)]
上記各実施例及び比較例のMEQ(B)を、以下の方法により測定した。まず、電着塗料組成物の固形分を約10g精秤し約50mlの溶剤(THF:テトラヒドロフラン)に溶解した後、無水酢酸7.5ml、酢酸2.5mlを加え、自動電位差滴定装置(京都電子工業株式会社製、APB-410)を用いて0.1N過塩素酸酢酸溶液で電位差滴定を行い、アミノ基含有エポキシ樹脂中の含塩基量を測定した。その後、各実施例及び比較例の電着塗料組成物を40℃で14日間貯蔵し、同様にMEQ(B)を測定した。貯蔵試験前後におけるMEQ(B)の変化量(%)を算出し、以下の評価基準に従って評価し、A、B、及びCを合格とした。結果を表2に示す。
A:5%未満
B:5%以上10%未満
C:10%以上20%未満
D:20%以上
[Storage stability (MEQ(B) evaluation)]
The MEQ (B) of each of the above examples and comparative examples was measured by the following method. First, about 10 g of the solid content of the electrodeposition coating composition was precisely weighed and dissolved in about 50 ml of a solvent (THF: tetrahydrofuran), and then 7.5 ml of acetic anhydride and 2.5 ml of acetic acid were added, and potentiometric titration was performed with a 0.1N perchloric acid acetic acid solution using an automatic potentiometric titrator (Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., APB-410) to measure the base content in the amino group-containing epoxy resin. Thereafter, the electrodeposition coating composition of each of the examples and comparative examples was stored at 40°C for 14 days, and the MEQ (B) was measured in the same manner. The change (%) in MEQ (B) before and after the storage test was calculated and evaluated according to the following evaluation criteria, with A, B, and C being considered as passing. The results are shown in Table 2.
A: Less than 5% B: 5% to less than 10% C: 10% to less than 20% D: 20% or more

(塗装板の製造)
冷延鋼板(JISG3141、SPCC-SD)を、サーフクリーナーEC90(日本ペイント社製)中に50℃で2分間浸漬して、脱脂処理した。次いで、ZrFを0.005%含み、NaOHを用いてpH4に調整したジルコニウム化成処理液中に、40℃で90秒間浸漬して、ジルコニウム化成処理を行った。次いで、実施例及び比較例で得られた電着塗料組成物を、硬化後の電着塗膜の膜厚が20μmとなるように2-エチルヘキシルグリコールを必要量添加し、その後に鋼板を浸漬して、30秒昇圧180Vに達してから150秒間保持するという条件で電圧を印加して、被塗物上に未硬化の電着塗膜を析出させた。得られた未硬化の電着塗膜を、130℃で15分間焼き付け硬化させて、カチオン電着塗膜を有する塗装板を得た。上記塗装板を用いて、以下SDT試験を行った。
(Manufacturing of painted boards)
A cold-rolled steel sheet (JIS G3141, SPCC-SD) was immersed in Surf Cleaner EC90 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) at 50°C for 2 minutes to perform degreasing. Next, the sheet was immersed in a zirconium conversion treatment solution containing 0.005% ZrF and adjusted to pH 4 with NaOH at 40°C for 90 seconds to perform zirconium conversion treatment. Next, the electrodeposition coating composition obtained in the examples and comparative examples was added with a necessary amount of 2-ethylhexyl glycol so that the film thickness of the electrodeposition coating film after curing was 20 μm, and then the steel sheet was immersed, and a voltage was applied under the conditions of increasing the voltage for 30 seconds to 180 V and then maintaining the voltage for 150 seconds to deposit an uncured electrodeposition coating film on the coated object. The obtained uncured electrodeposition coating film was baked and cured at 130°C for 15 minutes to obtain a coated plate having a cationic electrodeposition coating film. The above-mentioned coated plate was used to perform the following SDT test.

[温塩水浸漬試験(SDT試験)]
上記により得られた各実施例及び比較例の塗装板の塗膜に、基材に達するようにナイフで傷を入れ、この塗装板を、5%食塩水中に55℃で240時間浸漬した後、直線状の傷部からの錆やフクレ発生を目視で観察し、以下の評価基準に従って評価した。A、B及びCを合格とした。結果を表2に示す。
A:最大剥離幅4mm以下
B:最大剥離幅4mm超~8mm以下
C:最大剥離幅8mm超~10mm以下
D:最大剥離幅10mm超
[Hot salt water immersion test (SDT test)]
The coating film of each of the coated panels of the Examples and Comparative Examples obtained above was scratched with a knife so as to reach the substrate, and the coated panels were immersed in 5% saline at 55°C for 240 hours. The coating film was then visually inspected for rust or blisters from the linear scratch and evaluated according to the following criteria. A, B, and C were deemed to be acceptable. The results are shown in Table 2.
A: Maximum peeling width of 4 mm or less B: Maximum peeling width of more than 4 mm to 8 mm or less C: Maximum peeling width of more than 8 mm to 10 mm or less D: Maximum peeling width of more than 10 mm

[湿潤塗膜抵抗測定]
冷延鋼板(JIS G3141 SPCC-SD)を、日本ペイント社製サーフクリーナー53を用いて脱脂した。得られた鋼板に、リン酸亜鉛処理剤SD-6350(日本ペイント社製)を用いて化成処理を行った。化成処理を行った鋼板に、実施例および比較例のカチオン電着塗料組成物をそれぞれ用いて、乾燥塗膜の膜厚が15μmになるように電着塗装し、これを160℃で15分間焼き付けて硬化させて、硬化電着塗膜(試験片)を得た。
[Wet coating resistance measurement]
A cold-rolled steel sheet (JIS G3141 SPCC-SD) was degreased using Surf Cleaner 53 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. The obtained steel sheet was subjected to a chemical conversion treatment using a zinc phosphate treatment agent SD-6350 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.). The steel sheet subjected to the chemical conversion treatment was electrodeposited using the cationic electrodeposition coating composition of each of the Examples and Comparative Examples so that the dried coating film had a thickness of 15 μm, and this was baked at 160° C. for 15 minutes to cure, thereby obtaining a cured electrodeposition coating film (test piece).

上記により得た硬化電着塗膜(試験片)を用い、湿潤塗膜抵抗の測定装置を用いて湿潤塗膜抵抗を測定した。硬化電着塗膜を有する被塗物は電着塗膜形成後の冷延鋼板(JIS G3141 SPCC-SD)に相当し、高抵抗計はKEITHLEY社製6517A ELECTROMETER/HIGH RESISTANCE METERを用いた。 The wet coating resistance was measured using the cured electrodeposition coating (test piece) obtained as described above, using a wet coating resistance measuring device. The substrate with the cured electrodeposition coating corresponds to a cold-rolled steel sheet (JIS G3141 SPCC-SD) after the electrodeposition coating was formed, and the high resistance meter used was a KEITHLEY 6517A ELECTROMETER/HIGH RESISTANCE METER.

測定条件は以下の通りである。上記試験片を測定セルに設置し、その後、測定セルにイオン交換水を50mL注入した。測定セルを恒温槽(55℃)に配置し、セル内の液温を55℃で維持した。 The measurement conditions were as follows: The test piece was placed in the measurement cell, and then 50 mL of ion-exchanged water was poured into the measurement cell. The measurement cell was placed in a thermostatic bath (55°C), and the liquid temperature in the cell was maintained at 55°C.

試験片と電極との間に0.5Vの交流電圧(波高:±0.5V、波長:1分の矩形波パルス)を1分間印加し、湿潤塗膜抵抗値を測定した。5回測定後の平均値を湿潤塗膜抵抗値とした。 An AC voltage of 0.5 V (wave height: ±0.5 V, wavelength: 1 minute square wave pulse) was applied between the test piece and the electrode for 1 minute, and the wet coating resistance value was measured. The average value after 5 measurements was taken as the wet coating resistance value.

湿潤塗膜抵抗値が高いほど、水などの極性分子を遮断することができ、電着塗膜は遮断性に優れる。湿潤塗膜抵抗値を以下の評価基準に従って評価した。A、B及びCを合格とした。結果を表2に示す。 The higher the wet coating resistance, the more polar molecules such as water can be blocked, and the better the blocking ability of the electrocoating. The wet coating resistance was evaluated according to the following evaluation criteria. A, B, and C were considered to be acceptable. The results are shown in Table 2.

A:1×1010Ω・cm以上
B:1×10Ω・cm以上1010Ω・cm未満
C:1×10Ω・cm以上10Ω・cm未満
D:1×10Ω・cm未満
A: 1×10 10 Ω·cm 2 or more B: 1×10 9 Ω·cm 2 or more and less than 10 10 Ω·cm 2 C: 1×10 8 Ω·cm 2 or more and less than 10 9 Ω·cm 2 D: less than 1×10 8 Ω·cm 2

Figure 0007634360000002
Figure 0007634360000002

表2の結果から、各実施例に係る電着塗料組成物は、各比較例に係る電着塗料組成物と比較して、貯蔵安定性に優れると共に、低温硬化性が良好であり、かつ耐食性に優れたカチオン電着塗膜を形成できる結果が確認された。 The results in Table 2 confirm that the electrodeposition coating compositions according to each Example have superior storage stability, good low-temperature curing properties, and are capable of forming cationic electrodeposition coating films with superior corrosion resistance, compared to the electrodeposition coating compositions according to each Comparative Example.

Claims (3)

アミノ基含有エポキシ樹脂(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、及び顔料(C)を含有するカチオン電着塗料組成物であって、
前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)は、ヘキサメチレンジイソシアネートを3,5-ジメチルピラゾールでブロックしたブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)を含み、
前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)の少なくとも一部は、ハーフブロック化されたハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤であり、
前記アミノ基含有エポキシ樹脂(A)が実質的に1級アミノ基を有するものである場合における前記ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤の含有量は、前記ハーフブロック化ポリイソシアネート硬化剤以外の全樹脂固形分に対し1質量%以上10質量%以下である、カチオン電着塗料組成物。
A cationic electrodeposition coating composition comprising an amino group-containing epoxy resin (A), a blocked polyisocyanate compound (B), and a pigment (C),
The blocked polyisocyanate compound (B) includes a blocked polyisocyanate compound (B-1) in which hexamethylene diisocyanate is blocked with 3,5-dimethylpyrazole,
At least a part of the blocked polyisocyanate compound (B) is a half-blocked half-blocked polyisocyanate curing agent,
A cationic electrodeposition coating composition, wherein the content of the half-blocked polyisocyanate curing agent in the amino group-containing epoxy resin (A) substantially has a primary amino group is 1 mass % or more and 10 mass % or less based on the total resin solid content other than the half-blocked polyisocyanate curing agent.
前記ブロック化ポリイソシアネート化合物(B-1)の含有量は、全樹脂固形分に対し15質量%以上45質量%以下である、請求項1に記載のカチオン電着塗料組成物。 The cationic electrodeposition coating composition according to claim 1, wherein the content of the blocked polyisocyanate compound (B-1) is 15% by mass or more and 45% by mass or less based on the total resin solid content. 請求項1又は2に記載の電着塗料組成物中に被塗物を浸漬して電圧を印可し、塗膜を形成する電着工程と、
前記塗膜を、140℃以下の温度で硬化させて電着塗膜を得る、硬化工程と、を含む、電着塗装方法。
an electrodeposition step of immersing a substrate in the electrodeposition coating composition according to claim 1 or 2 and applying a voltage to the substrate to form a coating film;
and a curing step of curing the coating film at a temperature of 140°C or less to obtain an electrodeposition coating film.
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