JPH0626709B2 - Powder coating method for steel materials - Google Patents
Powder coating method for steel materialsInfo
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- JPH0626709B2 JPH0626709B2 JP60293270A JP29327085A JPH0626709B2 JP H0626709 B2 JPH0626709 B2 JP H0626709B2 JP 60293270 A JP60293270 A JP 60293270A JP 29327085 A JP29327085 A JP 29327085A JP H0626709 B2 JPH0626709 B2 JP H0626709B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼材表面に素地密着性、防食性、耐陰極剥離
性などの物性にすぐれたエポキシ粉体塗膜を、安全衛生
的に生産性よく形成せしめる塗装法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coating method for forming an epoxy powder coating film having excellent physical properties such as substrate adhesion, corrosion resistance, and cathode peeling resistance on the surface of a steel material in a safe and hygienic manner with high productivity. .
最近、長期間過酷な腐食環境にさらされる鋼製品、例え
ば埋設パイプライン、鋼管杭、鋼矢板等に防食性、耐久
性、機械的物性にすぐれ、しかも塗装の生産性の高いエ
ポキシ粉体塗料を塗装することが多くなってきている。
これらの鋼材の粉体塗装法は、通常、鋼材の表面ブラス
トクリーニング→鋼材予熱→粉体塗料の熱間静電塗装→
放冷過程での粉体塗料塗膜の硬化→水冷→検査の各工程
を経て行なわれる。Recently, for steel products exposed to severe corrosive environment for a long time, such as buried pipelines, steel pipe piles, steel sheet piles, etc., epoxy powder coatings with excellent corrosion resistance, durability, mechanical properties, and high productivity have been applied. I have been painting a lot.
The powder coating method of these steel materials is usually surface blast cleaning of steel materials → preheating of steel materials → hot electrostatic coating of powder coating materials →
It is carried out through the steps of curing the powder coating film in the cooling process, water cooling, and inspection.
このような工程で形成されるエポキシ粉体塗膜は、防食
性、耐久性、機械的物性にすぐれているが、ウエット環
境、特に高温湿潤環境にさらされると、素材とのいわゆ
る二次密着性が低下し、ふくれ、はがれ、塗膜下での腐
食などが発生しやすいという欠点を有する。特に、塗膜
にピンホールなどの塗装時の欠陥や運搬敷設作業時にう
けた外力による塗膜破損などがあると、上述の性能劣化
が著るしい。そのような場合に備えてダメージ部分防食
のために外部電源による陰極防食措置を行なうと、塗膜
欠陥部の電気化学的作用による塗膜は却ってますますは
がれ易くなるという悪循環におちいることが屡々ある。The epoxy powder coating film formed by such a process has excellent corrosion resistance, durability, and mechanical properties, but when exposed to a wet environment, especially a hot and humid environment, the so-called secondary adhesion with the material Has a drawback in that it is liable to be deteriorated, and blisters, peeling, and corrosion under the coating film easily occur. In particular, if the coating film has a defect such as a pinhole at the time of coating, or if the coating film is damaged by an external force received during transportation and laying work, the above-mentioned performance deterioration is remarkable. If cathodic protection measures are taken with an external power source to protect against damaged areas in such a case, the coating film due to the electrochemical action of the coating film defects is often more likely to come off. .
このようなエポキシ粉体塗膜の2次密着性の不足を、鋼
材素地のクロメート処理により補い向上させることは従
来から知られている。例えば、前述の鋼材の粉体塗装工
程において、表面ブラストクリーニング後予熱工程前
に、塗布型クロム酸表面処理剤を薄く均一に塗布するこ
とにより、エポキシ粉体塗装膜の耐水二次密着性、防食
性、耐陰極剥離性を飛躍的に向上させることが提供され
ている。しかし、このようなクロム酸処理工程は作業者
の安全衛生上の問題や廃棄物、排液による環境汚染の問
題があり、その対策のための費用が塗装コストに加算さ
れるという問題がある。It has been conventionally known that the insufficient secondary adhesion of the epoxy powder coating film is compensated and improved by the chromate treatment of the steel base material. For example, in the above-mentioned powder coating process for steel materials, by applying a coating type chromic acid surface treatment agent thinly and uniformly after the surface blast cleaning and before the preheating process, water-resistant secondary adhesion and corrosion protection of the epoxy powder coating film are obtained. And the resistance to cathode peeling are dramatically improved. However, such a chromic acid treatment process has a problem in terms of worker's safety and health, and a problem of environmental pollution due to waste and drainage, and there is a problem that the cost for the countermeasure is added to the coating cost.
そこで、本発明者は、クロム酸などの公害発生物質を使
用することなく、労働安全衛生上も問題のない材料によ
る簡単な鋼材の表面処理を行うことにより、クロム酸処
理に比べて、すぐれた性能を有するエポキシ粉体塗膜を
鋼材上に形成する方法に関して鋭意研究を行った結果、
今回、クロム酸処理の代りに、カチオン水性プライマー
の塗装を行なうことによって目的を達成することができ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。Therefore, the present inventor performed a simple surface treatment of a steel material with a material having no problem in occupational safety and health without using a pollution-generating substance such as chromic acid, which was superior to chromic acid treatment. As a result of earnest research on a method of forming a high performance epoxy powder coating film on steel,
This time, they have found that the object can be achieved by applying a cationic aqueous primer instead of the chromic acid treatment, and completed the present invention.
しかして、本発明によれば、エポキシ樹脂と塩基性アミ
ノ化合物との活性アミノ水素含有反応生成物を酸で中和
してなる水溶性または水分散性樹脂を主成分とするカチ
オン水性プライマーを鋼材に塗布し、次いで形成される
塗膜中に活性アミノ水素が存在している間に、エポキシ
樹脂を主成分とする粉体塗料を塗装することを特徴とす
る鋼材の粉体塗装法が提供される。Therefore, according to the present invention, a cationic aqueous primer mainly composed of a water-soluble or water-dispersible resin obtained by neutralizing an active amino hydrogen-containing reaction product of an epoxy resin and a basic amino compound with an acid is used as a steel material. A powder coating method for a steel material is provided, which comprises coating a powder coating containing an epoxy resin as a main component while the active amino hydrogen is present in the coating film to be formed. It
本発明の特徴は、前記従来法におけるクロム酸処理の代
りに上記特定のカチオン水性プライマー塗装を行なう点
にある。したがって、本発明の方法によれば、現有の塗
装ラインに簡単なプライマー塗布設備を加えるだけで、
クロム酸処理工程が不要となり、安全衛生上の問題がな
くなり、かつ公害発生のおそれも解消され、しかも形成
されるエポキシ粉体塗膜の防食性、密着性などの性能も
改良することができるという極めて大きな利点がある。The feature of the present invention resides in that the above-mentioned specific cationic aqueous primer coating is applied in place of the chromic acid treatment in the conventional method. Therefore, according to the method of the present invention, simply adding a simple primer coating equipment to the existing coating line,
The chromic acid treatment step is not required, safety and health problems are eliminated, the risk of pollution is eliminated, and the performance of the formed epoxy powder coating such as corrosion resistance and adhesion can be improved. There are enormous advantages.
以下に、本発明の塗装法についてさらに詳しく説明す
る。The coating method of the present invention will be described in more detail below.
鋼材: 本発明に従いエポキシ粉体塗装される基材(被塗物)で
あって、防食処理を必要とする鋼製品であればその形
状、構造、大きさなどに特に制限はなく、例えば鋼管、
鋳鉄管、異形管、鋼矢板、型鋼、鋼板、棒鋼、鋼構造物
などがあげられる。これらの鋼材の塗装表面は、後記カ
チオン水性プライマーを塗布するに先立ち、あらかじめ
脱脂、サンドブラスト、酸洗時には化成処理などの予備
処理をしておくことが望ましい。Steel material: A base material (object to be coated) coated with an epoxy powder according to the present invention, and the shape, structure, size, etc. of the steel product are not particularly limited as long as they are steel products requiring anticorrosion treatment.
Examples include cast iron pipes, deformed pipes, steel sheet piles, shaped steels, steel plates, steel bars, and steel structures. The coated surface of these steel materials is preferably preliminarily subjected to pretreatment such as degreasing, sand blasting, and chemical conversion treatment at the time of pickling prior to applying a cationic aqueous primer described below.
カチオン水性プライマー: 鋼材表面に塗装する塗料であって、エポキシ樹脂と塩基
性アミノ化合物との活性アミノ水素含有反応生成物を酸
で中和してなる水溶性もしくは水分散性の樹脂を主成分
とする水性塗料である。Cationic water-based primer: A paint to be applied on the surface of steel material, whose main component is a water-soluble or water-dispersible resin obtained by neutralizing an active amino hydrogen-containing reaction product of an epoxy resin and a basic amino compound with an acid. It is a water-based paint.
本発明において、カチオン水性プライマーにおける「活
性アミノ水素」とは、第1級アミノ基および/または第
2級アミノ基に結合している水素であって、該活性アミ
ノ水素がエポキシ樹脂と塩基性アミノ化合物との反応生
成物中に存在していることが不可欠である。In the present invention, the “active amino hydrogen” in the cationic aqueous primer is hydrogen bonded to the primary amino group and / or the secondary amino group, and the active amino hydrogen is the epoxy resin and the basic amino group. It is essential that it be present in the reaction product with the compound.
エポキシ樹脂は、1分子あたり2個以上のエポキシ基を
有するポリエポキシドが好ましく、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ADなどか
ら選ばれる1種以上の多価フェノール類とエピクロルヒ
ドリンもしくはβ−メチルエピクロルヒドリンとの反応
によって得られるものがあげられ、このうち特に好まし
いのはビスフェノールAとエピクロルヒドリンとから得
られるエポキシ樹脂である。The epoxy resin is preferably a polyepoxide having two or more epoxy groups per molecule, and for example, one or more polyhydric phenols selected from bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD and epichlorohydrin or β-methylepichlorohydrin. Examples thereof include those obtained by the reaction, and among these, particularly preferable is an epoxy resin obtained from bisphenol A and epichlorohydrin.
一方、上記エポキシ樹脂と反応せしめられる塩基性アミ
ノ化合物としては、第1級およびまたは第2級アミノ基
を有する化合物が用いられ、好ましくは水溶性の下記に
例示する如き脂肪族アミノ化合物が使用される。例えば
(a)プロピルアミン、ブチルアミン、ジエチルアミ
ン、ジプロピルアミンなどのモノおよびジアルキルアミ
ン;(b)エタノールアミン、プロパノールアミン、ジ
エタノールアミン、ジプロパノールアミンなどのモノお
よびジアルカノールアミン;(c)シクロヘキシルアミ
ン、ピロリジン、モルホリンのような脂環式モノアミ
ン;(d)エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、プロピレンジアミン、ジプ
ロピレントリアミン、ブチレンジアミン、ジエチルエチ
レンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ピペラ
ジン、N−メチルピペラジン、N−アミノエチルピペラ
ジンのようなポリアミンがあげられる。さらにアンモニ
アも使用することができる。On the other hand, as the basic amino compound which is reacted with the epoxy resin, a compound having a primary and / or secondary amino group is used, and preferably a water-soluble aliphatic amino compound as exemplified below is used. It For example, (a) mono- and dialkylamines such as propylamine, butylamine, diethylamine, dipropylamine; (b) mono- and dialkanolamines such as ethanolamine, propanolamine, diethanolamine, dipropanolamine; (c) cyclohexylamine, pyrrolidine. Alicyclic monoamines such as morpholine; (d) ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine,
Examples thereof include polyamines such as tetraethylenepentamine, propylenediamine, dipropylenetriamine, butylenediamine, diethylethylenediamine, diethylaminopropylamine, piperazine, N-methylpiperazine and N-aminoethylpiperazine. Ammonia can also be used.
また塩基性アミノ化合として、これらのアミンの過剰量
と脂肪族または芳香族ポリカルボン酸との縮合反応によ
り得られるポリアミドアミンも使用することができる。
こりようなポリカルボン酸としては、例えばコハク酸、
アジピン酸、セバチン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フ
マール酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸及びそ
れらの無水物などを用いることができる。As the basic amination compound, a polyamidoamine obtained by a condensation reaction between an excess amount of these amines and an aliphatic or aromatic polycarboxylic acid can also be used.
Examples of such polycarboxylic acids include succinic acid and
Adipic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic acid, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid and their anhydrides can be used.
上記エポキシ樹脂を塩基性アミノ化合物との反応により
エポキシ基が開環し、1級および/または2級またはさ
らに3級アミノ基を有する生成物が生成する。この開環
反応は発熱反応であって、常温で混合しただけで起る
が、50〜150℃、特に70〜130℃に加熱するの
が良い。エポキシ趣旨に反応させる塩基性アミノ化合物
の量は、反応生成物中の活性アミノ水素含有量が反応生
成物1kg当り少なくとも0.1当量以上であり、かつ反
応生成物を酸で中和したときに水可溶性もしくは水分散
性にするのに必要な最少の量より多ければよく、一般に
その量は反応生成物1kg当り0.5〜30当量の範囲に
あることが望ましい。Reaction of the epoxy resin with a basic amino compound opens the epoxy group to form a product having a primary and / or secondary or even a tertiary amino group. This ring-opening reaction is an exothermic reaction and occurs only by mixing at room temperature, but it is preferable to heat it to 50 to 150 ° C, particularly 70 to 130 ° C. The amount of the basic amino compound reacted to the effect of epoxy is such that the active amino hydrogen content in the reaction product is at least 0.1 equivalent or more per 1 kg of the reaction product, and the reaction product is neutralized with an acid. It may be higher than the minimum amount required to render it water soluble or water dispersible, and generally it is desirable that the amount be in the range of 0.5 to 30 equivalents per kg of reaction product.
このようにして得られたエポキシ樹脂と塩基性アミノ化
合物との反応生成物を中和するのに使用されうる酸は、
例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、ヒドロ
キシ酢酸、リン酸、塩酸などのような水溶性の有機酸ま
たは無機酸である。また、中和に要する酸の量は、少な
くとも上記反応生成物を水に可溶または分散させるに必
要な量以上であって反応生成物中のアミン基の当量以下
であることが好ましく、中和後のカチオン水性プライマ
ーのPHが3〜8、好ましく5〜7の範囲となるような量
である。The acid that can be used to neutralize the reaction product of the epoxy resin thus obtained and the basic amino compound is
For example, water-soluble organic or inorganic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, hydroxyacetic acid, phosphoric acid, hydrochloric acid and the like. Further, the amount of acid required for neutralization is preferably at least the amount required to dissolve or disperse the reaction product in water and is equal to or less than the equivalent amount of the amine group in the reaction product. The amount is such that the pH of the subsequent cationic aqueous primer is in the range of 3 to 8, preferably 5 to 7.
本発明において用いるカチオン水性プライマーは、上記
の中和して水溶性または水分散性とした樹脂を主成分と
するものであるが、該プライマーを用いて形成される塗
膜の物性を向上させるために、必要に応じて水溶性もし
くは水分散性の架橋剤を配合することもできる。配合し
うる架橋剤としては具体的には、尿素、ベンゾグアミン
もしくはメラミンとアルデヒドとの反応物、或いはこれ
らを炭素数1〜5個の1価アルコールでエーテル化した
アミノ樹脂;フェノール類とアルデヒドとの初期縮合
物;1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポ
リイソシアネート(例えばフェニレンジイソシアネー
ト、ジフエ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、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート
など)にブロック剤(例えばメタノール、エタノール、
ブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、
ジメチルアミノエタノール、アセトオキシムフェノー
ル、クレゾールなどの揮発性低分子活性水素化合物)を
付加してイソシアネート基をブロックしたブロックイソ
シアネート化合物などがあげられる。これらの架橋剤の
配合量は、前記中和した水性樹脂100重量部あたり、
一般に5〜50重量部、特に15〜30重量部の範囲が
好ましい。The cationic aqueous primer used in the present invention is mainly composed of the above-mentioned neutralized water-soluble or water-dispersible resin to improve the physical properties of the coating film formed using the primer. In addition, a water-soluble or water-dispersible cross-linking agent can be blended as necessary. Specific examples of the cross-linking agent that can be blended are a reaction product of urea, benzogamine or melamine and an aldehyde, or an amino resin obtained by etherifying these with a monohydric alcohol having 1 to 5 carbon atoms; a phenol and an aldehyde. Initial condensate; a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule (for example, phenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc.) and a blocking agent (for example, methanol). ,ethanol,
Butanol, ethylene glycol monoethyl ether,
Blocked isocyanate compounds in which isocyanate groups are blocked by the addition of volatile low molecular weight active hydrogen compounds such as dimethylaminoethanol, acetoxime phenol, and cresol are listed. The amount of these cross-linking agents blended is 100 parts by weight of the neutralized aqueous resin,
Generally, a range of 5 to 50 parts by weight, particularly 15 to 30 parts by weight is preferable.
また、架橋剤としてブロックイソシアネート化合物を使
用する場合には、平均1個以下の遊離のイソシアネート
基を残存せしめた部分ブロックイソシアネート化合物
を、前記エポキシ樹脂と塩基性アミノ化合物との反応生
成物にあらかじめ反応させておくこともできる。When a blocked isocyanate compound is used as the cross-linking agent, a partially blocked isocyanate compound having an average of one free isocyanate group or less left is previously reacted with the reaction product of the epoxy resin and the basic amino compound. You can leave it.
カチオン水性プライマーには、さらに界面活性剤、親水
性有機溶剤、硬化促進剤、着色顔料、体質顔料、防食顔
料などを必要に応じて配合することができる。If necessary, a surfactant, a hydrophilic organic solvent, a curing accelerator, a coloring pigment, an extender pigment, an anticorrosive pigment, etc. can be added to the cationic aqueous primer.
該カチオン水性プライマーは、スプレー塗装、しごき塗
り、ハケ塗り、浸漬塗り、カチオン電着塗装などによっ
て塗装することができ、これらの塗装法は鋼材の形状、
大きさなどに応じて適宜選択することができ、例えば大
型鋼材ではスプレー塗装、ハケ塗り等が適しており、他
方、中、小型鋼材では浸漬塗り、カチオン電着塗装等が
好ましく、これらの塗装法の差異に基づく性能の変動は
殆どない。該水性プライマーの固形分含有率は上記塗装
法に応じて通常用いられている範囲で任意に調整するこ
とがでる。The cationic water-based primer can be applied by spray coating, ironing, brush coating, dip coating, cationic electrodeposition coating, etc.
It can be appropriately selected according to the size, for example, spray coating, brush coating, etc. are suitable for large steel materials, while dip coating, cationic electrodeposition coating, etc. are preferable for medium and small steel materials. There is almost no change in performance due to the difference in The solid content of the water-based primer can be arbitrarily adjusted within the range usually used according to the coating method.
該カチオン水性プライマーの塗膜は常温もしくは加熱し
て乾燥して、塗膜中の水および中和剤などを揮散させる
ことができるが、その際該塗膜は第1級もしくは第2級
アミノ基中の水素(活性アミノ水素)を樹脂1kg当り一
般に0.1当量以上好ましくは0.5〜30当量保有し
ていることが重要である。The coating film of the cationic aqueous primer can be dried at room temperature or by heating to evaporate water, a neutralizing agent and the like in the coating film, in which case the coating film has a primary or secondary amino group. It is important that the hydrogen (active amino hydrogen) therein is generally held in an amount of 0.1 equivalent or more, preferably 0.5 to 30 equivalent, per 1 kg of the resin.
エポキシ樹脂粉体塗料: 鋼材上に塗装した後、熱溶融し、次いで三次元架橋硬化
して防食性、耐久性、機械的物性においてすぐれた塗膜
を形成しうる微粉末状の塗料であり、通常、エポキシ樹
脂と硬化剤より実質的に成る。この塗料の主成分である
エポキシ樹脂は通常、平均分子量が700〜4000
で、エポキシ当量が150〜3300の範囲にあり、常
温で固体状の多官能性エポキシ樹脂が好適であり、例え
ばビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボラックフ
ェノール、ノボラッククレゾールなどの多価フェノール
とエピハロヒドリンとの縮合物等があげられる。これら
の樹脂を架橋硬化させるのに用いられる硬化剤として
は、例えばジシアンジアミド及びその誘導体、芳香族ポ
リアミン(例えばジフエニルメタンジアミン)、ポリカ
ルボン酸及びその無水物(例えば、無水トリメリット
酸)、ポリカルボン酸ヒドラジド(例えばアジピン酸ジ
ヒドラジド)、フェノール樹脂、ブロックポリイソシア
ネート、BF3錯化合物、イミダゾール類、イミダゾリ
ン類などがあげられる。さらに、該粉体塗料には、チタ
ン白、ベンガラ、酸化クロムなどの着色顔料;タンカ
ル、バリタ、マイカ、タルク、クレー、シリカなどの体
質顔料;鉛酸化物、リン酸塩、クロム酸塩などの防錆顔
料をそれぞれの目的に応じて適宜配合することもでき
る。上記エポキシ樹脂粉体塗料の塗装は、それ自体既知
の方法に従い、冷間又は熱間静電印荷スプレー法、流動
浸漬法等の方法を用いて行なうことができ、どの塗装方
法を選択するかは被塗物の大きさ、形状、目標塗膜厚な
どに応じて決めることができる。Epoxy resin powder coating: A fine powder coating that can be coated on steel, heat-melted, and then three-dimensionally crosslinked to form a coating with excellent corrosion resistance, durability, and mechanical properties. Usually, it consists essentially of an epoxy resin and a curing agent. The epoxy resin which is the main component of this paint usually has an average molecular weight of 700 to 4000.
In this case, a polyfunctional epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 3300 and solid at room temperature is suitable, for example, condensation of a polyhydric phenol such as bisphenol A, bisphenol F, novolac phenol, novolac cresol with epihalohydrin. Things can be given. Examples of the curing agent used for crosslinking and curing these resins include dicyandiamide and its derivatives, aromatic polyamines (such as diphenylmethanediamine), polycarboxylic acids and their anhydrides (such as trimellitic anhydride), and poly Examples thereof include carboxylic acid hydrazides (for example, adipic acid dihydrazide), phenol resins, blocked polyisocyanates, BF 3 complex compounds, imidazoles, imidazolines and the like. Further, the powder coating includes coloring pigments such as titanium white, red iron oxide, and chromium oxide; extenders such as tantalum, barita, mica, talc, clay, and silica; lead oxides, phosphates, chromates, and the like. The rust preventive pigment may be appropriately blended according to each purpose. The above-mentioned epoxy resin powder paint can be applied by a method known per se, such as a cold or hot electrostatic electrostatic spraying method or a fluidized dipping method. Which coating method should be selected? Can be determined according to the size and shape of the article to be coated, the target coating thickness, and the like.
被膜の形成法: まず、目的に応じて、脱脂、サンドブラスト処理、酸洗
もしくは化成処理(クロム酸系で処理しても一向さしつ
かえない)を行なった鋼材に、前記のカチオン水性プラ
イマーをスプレー塗装、ハケ塗り、浸漬塗装、しごき塗
り、カチオン電着塗装などで塗装する。これらの塗装法
は被塗物である鋼材の大きさ、形状、塗装目的などに応
じて任意に選択することができ、各塗装法はそれ自体既
知の方法で行なうことができる。したがって、該水性プ
ライマーの粘度、不揮発分は各塗装法に適した範囲に調
整すればよく、塗装法によって被膜の性能が左右される
ことは殆どない。該水性プライマーの塗装膜厚は乾燥塗
膜に基づいて一般に0.1〜30μ、好ましくは0.1
〜5μの範囲が好ましく、塗装後、常温で放置するか、
または加熱することよって乾燥させる。Method of forming coating film: First, depending on the purpose, degreasing, sandblasting treatment, pickling or chemical conversion treatment (which can be used even if treated with chromic acid type) steel material is spray-coated with the above cationic aqueous primer, Apply by brushing, dipping, ironing, or cationic electrodeposition. These coating methods can be arbitrarily selected according to the size, shape, purpose of coating, etc. of the steel material to be coated, and each coating method can be performed by a method known per se. Therefore, the viscosity and the non-volatile content of the water-based primer may be adjusted within a range suitable for each coating method, and the coating method hardly affects the performance of the coating. The coating thickness of the water-based primer is generally 0.1 to 30 μm, preferably 0.1 based on the dry coating film.
The range of 5 μm is preferable, and after coating, leave at room temperature,
Alternatively, it is dried by heating.
引き続いて、このカチオン水性プライマー塗面にエポキ
シ樹脂系粉体塗料を塗装するが、該両塗膜の層間密着性
を向上させ、さらに高温高湿環境における二次密着性を
改善するためには、該粉体塗料の塗装時に、該カチオン
水性プライマーの塗膜中に第1級アミノ基および/また
は第2級アミノ基が残存していることが不可欠であり、
そのためには、具体的には、上記カチオン水性プライマ
ー塗膜中の中和剤や水などの揮発成分が乾燥により実質
的に除去された後で、且つ中和剤等の揮発により再生さ
れる第1級および/または第2級アミノ基の活性水素が
硬化剤との反応などにより実質的に消失するよりも以前
にエポキシ樹脂粉体塗料を塗装し、加熱硬化せしめるこ
とが好ましい。但し塗装工程の省エネルギーの観点から
は、上記粉体塗料の塗着のための予熱を、上記水性プラ
イマーの乾燥のための加熱と兼用させたり、両塗膜を同
時に加熱硬化させることが望ましい。このような塗装工
程は、両塗膜間の密着性の向上のために望ましいことで
ある。しかしながら、カチオン水性プライマーの乾燥が
不十分で、まだ中和剤や水、溶剤等が多量に塗膜中に残
存している間に、粉体塗料を塗り重ねると、両塗膜間で
ワキが発生したり、またカチオン水性プライマーに含ま
れているアミノ水素と粉体塗料に含まれるエポキシ樹脂
との反応が中和剤により抑制され、両層間の密着性が低
下し、一方、カチオン水性プライマーが架橋剤を含有す
る場合においてその乾燥硬化が完全に進行した後に粉体
塗料を塗り重ねると、粉体塗料のカチオン水性プライマ
ー硬化膜へのなじみや浸透が悪くなり、またカチオン水
性プライマーに含まれていた活性アミノ水素がプライマ
ー中に含まれている架橋剤との反応で実質的に消費され
てしまい、粉体塗料に含まれているエポキシ樹脂との反
応に使われなくなり、両層間の密着性が低下する。従っ
て、粉体塗料は、カチオン性プライマーの塗膜の乾燥後
硬化を行なう前の、該塗膜中に活性アミノ水素が残存し
ている間に、塗装することが重要である。Subsequently, an epoxy resin-based powder coating material is applied to the surface of the cationic water-based primer, and in order to improve the interlayer adhesion between the two coating films and further improve the secondary adhesion in a high temperature and high humidity environment, It is essential that a primary amino group and / or a secondary amino group remain in the coating film of the cationic aqueous primer when the powder coating material is applied,
For that purpose, specifically, after the volatile components such as the neutralizing agent and water in the cationic aqueous primer coating film are substantially removed by drying, and after being regenerated by the volatilization of the neutralizing agent, etc. It is preferable that the epoxy resin powder paint is applied and heat-cured before the active hydrogen of the primary and / or secondary amino group is substantially disappeared by the reaction with the curing agent. However, from the viewpoint of energy saving in the coating process, it is desirable that the preheating for applying the powder coating material is also used as the heating for drying the water-based primer, or both coating films are simultaneously heat-cured. Such a coating process is desirable for improving the adhesion between both coatings. However, if the cationic water-based primer is not sufficiently dried and a large amount of the neutralizing agent, water, solvent, etc. still remain in the coating film, if powder coating is repeatedly applied, there will be a feeling of popping between the coating films. The reaction between the amino hydrogen contained in the cationic aqueous primer and the epoxy resin contained in the powder coating is suppressed by the neutralizing agent, and the adhesion between the two layers is reduced. When a powder coating is applied after the dry curing has completely progressed in the case of containing a cross-linking agent, the compatibility and penetration of the powder coating to the cationic aqueous primer cured film becomes poor, and it is contained in the cationic aqueous primer. The active amino hydrogen that was used is substantially consumed by the reaction with the cross-linking agent contained in the primer, and is no longer used in the reaction with the epoxy resin contained in the powder coating. Adhesion between drops. Therefore, it is important to apply the powder coating material after the coating of the cationic primer is dried and before curing, while the active amino hydrogen remains in the coating.
該粉体塗料の塗膜厚は通常50〜1000μの範囲とす
ることができ、その好適な膜厚は使用環境、取扱い条
件、期待耐用年数などに応じて適宜選択することができ
る。また、該粉体塗料の塗装方法は塗膜厚との関連にお
いて、例えば200μ以上の塗膜厚を希望する場合に
は、熱間静電塗装法や流動浸漬法などの、被塗物の前加
熱工程を含む方法が望ましい。The coating film thickness of the powder coating material can be usually in the range of 50 to 1000 μm, and its suitable film thickness can be appropriately selected according to the use environment, the handling conditions, the expected useful life, and the like. In addition, the coating method of the powder coating material is related to the coating film thickness. For example, when a coating film thickness of 200 μm or more is desired, a coating method such as a hot electrostatic coating method or a fluidized dipping method is applied before the object to be coated. A method including a heating step is desirable.
次に本発明を実施例および比較例に基いてさらに説明す
る。なお、「部」および「%」はいずれも重量基準であ
る。Next, the present invention will be further described based on Examples and Comparative Examples. In addition, "part" and "%" are based on weight.
I.カチオン水性プライマーの製造例 (A)エポキシ当量475のエピビス型エポキシ樹脂
(油化シェルエポキシ製、エピコート1001)190
0部をメチルイソブチルケトン1293部に溶解し、次
にジエタノールアミン210部を加えて80℃で1時間
反応させた後、トリエチレンテトラミン146部を加
え、さらに100℃で30分間反応させてエポキシ−ア
ミン付加物を得た。I. Production Example of Cationic Aqueous Primer (A) Epoxy Bis Epoxy Resin with Epoxy Equivalent of 475 (Epicote 1001)
0 part was dissolved in 1293 parts of methyl isobutyl ketone, 210 parts of diethanolamine was added and reacted at 80 ° C. for 1 hour, 146 parts of triethylenetetramine was added, and further reacted at 100 ° C. for 30 minutes to react with epoxy-amine. An adduct was obtained.
一方、ジフエニルメタンジイソシアネート500部に2
−エチルヘキシルアルコール260部を60℃で30分
かけて滴下し、さらに90℃で1時間反応させた後、こ
れを上記のエポキシ−アミン付加物に加えて60℃で3
0分間反応させ、固形分70%、アミン価74のワニス
を得た。このワニスに酢酸120部を加えて中和した
後、脱イオン水5624部にて希釈し、固形分30%の
カチオン水性プライマーAを得た。On the other hand, 2 parts to 500 parts of diphenylmethane diisocyanate
-260 parts of ethylhexyl alcohol was added dropwise at 60 ° C over 30 minutes, and the mixture was further reacted at 90 ° C for 1 hour. Then, this was added to the above-mentioned epoxy-amine adduct and added at 60 ° C for 3 hours.
The reaction was carried out for 0 minutes to obtain a varnish having a solid content of 70% and an amine value of 74. After 120 parts of acetic acid was added to the varnish for neutralization, it was diluted with 5624 parts of deionized water to obtain a cationic aqueous primer A having a solid content of 30%.
(B)エポキシ当量950のエピビス型エポキシ樹脂
(三井石油化学工業製、エポミックR−304)190
0部をエチルセロソルブ1036部に溶解し、ジエチル
アミン73部を加えて60℃で30分間反応させ、これ
にアミン価300のダイマー酸ポリアミド(富士化成
製、トーマイド225X)450部を加え、さらに10
0℃で2時間反応させて、エポキシ−アミド付加物を得
た。(B) Epibis type epoxy resin having an epoxy equivalent of 950 (Mitsui Petrochemical Co., Ltd., Epomic R-304) 190
0 part was dissolved in 1036 parts of ethyl cellosolve, 73 parts of diethylamine was added and reacted at 60 ° C. for 30 minutes, and to this was added 450 parts of dimer acid polyamide with an amine value of 300 (Fuji Kasei Co., Ltd., Tomeide 225X), and further 10 parts.
The reaction was carried out at 0 ° C for 2 hours to obtain an epoxy-amide adduct.
一方、メタキシリレンジイソシアネート282部にジエ
チレングリコールモノエチルエーテル402部を加えて
50℃で30分、さらに80℃で1時間反応させ、これ
を上記のエポキシ−アミド付加物に加えて、固形分75
%、アミン価46のワニスを得た。このワニスに酢酸1
20部を加えて中和した後、脱イオン水3523部にて
希釈し、固形分40%のカチオン水性プライマーBを得
た。On the other hand, diethylene glycol monoethyl ether (402 parts) was added to metaxylylene diisocyanate (282 parts), and the mixture was reacted at 50 ° C. for 30 minutes and further at 80 ° C. for 1 hour. This was added to the epoxy-amide adduct to give a solid content of 75%.
% And an amine value of 46 was obtained. Acetic acid 1 in this varnish
After neutralizing by adding 20 parts, it was diluted with 3523 parts of deionized water to obtain a cationic aqueous primer B having a solid content of 40%.
II.実施例 (1)サンドブラストした軟鋼板にカチオン水性プライ
マーAを平均膜厚が1μとなるようにスプレー塗装し、
250℃の熱風乾燥炉内にて加熱し、物温が220℃に
上昇したことを確認したら、ただちに取り出しナップガ
ードマークX7−2500(関西ペイント製、ジシアン
ドアミド系硬化型エポキシ粉体塗料)を−8KVにて2
400μの厚さに熱間静電塗装し、さらに前述と同じ乾
燥炉にて3分間後加熱し硬化せしめ、試験片A0を得
た。II. Example (1) A cationic aqueous primer A was spray-coated on a sandblasted mild steel plate so that the average film thickness was 1 μ,
After heating in a hot air drying oven at 250 ° C and confirming that the material temperature has risen to 220 ° C, immediately take out Napguard mark X7-2500 (Kishisai Amide-based curing epoxy powder coating made by Kansai Paint). 2 at -8KV
The sample was subjected to hot electrostatic coating to a thickness of 400 μm, and was further heated and cured in the same drying furnace for 3 minutes as above to obtain a test piece A 0 .
(2)酸洗処理した軟鋼板を、固形分が10%となるよ
うに脱イオン水で希釈したカチオン水性プライマーBの
電着浴に浸漬し、軟鋼板を陰極として250Vの電圧に
て電着塗装し、水洗後80℃にて15分間乾燥した。こ
の時得られたプライマーの乾燥膜厚は3μであった。次
にこの塗装鋼板を200℃に加熱した後ただちにエバク
ラッドNo.3250(関西ペイント製、ヒドラジド系硬
化型エポキシ粉体塗料)の流動槽に浸漬して厚さ300
μの塗膜を付与した後、さらに200℃で20分間焼付
硬化させ、試験片B0を得た。(2) The pickled mild steel plate is immersed in an electrodeposition bath of a cationic aqueous primer B diluted with deionized water so that the solid content is 10%, and electrodeposited at a voltage of 250 V using the mild steel plate as a cathode. It was painted, washed with water and dried at 80 ° C. for 15 minutes. The dry film thickness of the primer obtained at this time was 3 μm. Then, this coated steel sheet was heated to 200 ° C. and immediately thereafter immersed in a fluid tank of EVACLAD No. 3250 (Kansai Paint Co., Ltd., hydrazide-based curable epoxy powder coating material) to a thickness of 300.
After applying a coating film of μ, the film was baked and cured at 200 ° C. for 20 minutes to obtain a test piece B 0 .
III.比較例 (1)実施例1と全く同様にして、但しカチオン水性プ
ライマーAの塗装は行わずに試験片A1を得た。III. Comparative Example (1) A test piece A 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that the cationic aqueous primer A was not applied.
(2)実施例1と全く同様にして、但しカチオン水性プ
ライマーに代えて、コスマー100(関西ペイント製、
塗布型クロム酸処理剤)を固形分1.5g/m2となるよ
うに塗布して、試験片A2を得た。(2) In exactly the same manner as in Example 1, but substituting the cationic aqueous primer, Cosmer 100 (manufactured by Kansai Paint,
Coating type chromate treatment agent) was coated to a solid 1.5 g / m 2, to obtain a test piece A 2.
(3)実施例2と全く同様にして、但しカチオン水性プ
ライマーBの電着塗装は行わずに試験片B1を得た。(3) A test piece B 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 2 except that the cationic aqueous primer B was not electrodeposited.
(4)実施例2と全く同様にして、但しカチオン水性プ
ライマーBの電着塗装に代えて、コスマー100を固形
分0.5g/m2となるように塗布して、試験片B2を得
た。(4) in the same manner as in Example 2, except the cationic aqueous primer instead of the electrodeposition coating of B, and applying the Kosuma 100 so that the solid content 0.5 g / m 2, to obtain a test piece B 2 It was
(5)実施例1においてカチオン水性プライマーAの塗
膜を170℃で30分間焼付けた後にエポキシ粉体塗料
を塗装する以外は実施例1と同様に行い、試験片A3を
得た。(5) Test piece A 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating film of cationic aqueous primer A was baked at 170 ° C. for 30 minutes and then the epoxy powder coating material was applied.
(6)実施例2においてカチオン水性プライマーBの塗
膜を170℃で30分間焼付けた後にエポキシ粉体塗料
を塗装する以外は実施例2と同様に行い、試験片B3を
得た。(6), except that for coating epoxy powder coating after baking 30 minutes at 170 ° C. The coating film of the cationic aqueous primer B in Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 to obtain a test piece B 3.
IV.性能試験結果 [試験方法] *耐沸とう水性: 塗膜に素地に達するまでの切り込みを入れて沸とう水中
に24時間浸漬し、引きあげた後、カット部にナイフを
入れて塗膜をはがす。浸漬前にくらべて浸漬後のはがし
易さの程度を評価する。IV. Performance test results [Test method] * Water resistance to boiling: Make a cut in the coating film until it reaches the substrate, immerse it in boiling water for 24 hours, pull it up, and then put a knife in the cut portion to peel off the coating film. The degree of ease of peeling after immersion is evaluated as compared to before immersion.
**耐陰極剥離性: ASTMG−8に記載の方法に従い、−1.5V、3%
食塩水、20℃の条件にて30日間試験し、初期ホリデ
ーからの剥離進行距離で評価する。** Cathode peeling resistance: -1.5V, 3% according to the method described in ASTMG-8
The test is carried out for 30 days under the condition of saline and 20 ° C., and the progress of peeling from the initial holiday is evaluated.
上記の結果から明らかなように、本発明の方法によれ
ば、クロム酸処理と同等以上の素地密着性を示した。ま
た、本発明の方法によれば、塗膜の耐屈曲性や耐衝撃性
などの物性も全く低下しないことが確認されている。As is clear from the above results, according to the method of the present invention, the adhesion to the substrate which is equal to or higher than that of the chromic acid treatment was exhibited. Moreover, it has been confirmed that the method of the present invention does not deteriorate the physical properties of the coating film such as bending resistance and impact resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 163/00 PJM 8830−4J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C09D 163/00 PJM 8830-4J
Claims (1)
性アミノ水素含有反応生成物を酸で中和してなる水溶性
または水分散性樹脂を主成分とするカチオン水性プライ
マーを鋼材に塗装し、次いで、形成されるプライマー塗
膜中に活性アミノ水素が実質的に残存している間に、エ
ポキシ樹脂を主成分とする粉体塗料を塗装することを特
徴とする鋼材の粉体塗装法。1. A steel material is coated with a cationic aqueous primer mainly composed of a water-soluble or water-dispersible resin obtained by neutralizing an active amino hydrogen-containing reaction product of an epoxy resin and a basic amino compound with an acid, Then, a powder coating method for a steel material, characterized in that a powder coating material containing an epoxy resin as a main component is coated while active amino hydrogen is substantially left in the primer coating film formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293270A JPH0626709B2 (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Powder coating method for steel materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293270A JPH0626709B2 (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Powder coating method for steel materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62152571A JPS62152571A (en) | 1987-07-07 |
| JPH0626709B2 true JPH0626709B2 (en) | 1994-04-13 |
Family
ID=17792647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60293270A Expired - Lifetime JPH0626709B2 (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Powder coating method for steel materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626709B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5247834A (en) * | 1975-10-15 | 1977-04-16 | Nippon Paint Co Ltd | Coating process |
| JPS5840173A (en) * | 1981-09-04 | 1983-03-09 | Nippon Paint Co Ltd | Coating method |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60293270A patent/JPH0626709B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62152571A (en) | 1987-07-07 |
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