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JP2004285273A - Cation electrodeposition coating composition superior in throwing power - Google Patents

Cation electrodeposition coating composition superior in throwing power Download PDF

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JP2004285273A
JP2004285273A JP2003081114A JP2003081114A JP2004285273A JP 2004285273 A JP2004285273 A JP 2004285273A JP 2003081114 A JP2003081114 A JP 2003081114A JP 2003081114 A JP2003081114 A JP 2003081114A JP 2004285273 A JP2004285273 A JP 2004285273A
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JP
Japan
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group
electrodeposition coating
resin composition
resin
coating composition
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Application number
JP2003081114A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kokubu
孝幸 国分
Hiroyuki Sakamoto
裕之 坂本
Seiji Yokoi
誠治 横井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Paint Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cation electrodeposition coating composition having throwing power and stability of a coating compatible with appearance of a coated film obtained. <P>SOLUTION: This cation electrodeposition coating composition comprises a resin composition having a sulfonium group and a propargyl group, in which furthermore, it contains an auxiliary substance for electrolytic active reduction, and standard electrode potential E<SB>S</SB>(V) of sulfur and standard electrode potential E<SB>M</SB>(V) of a metal contained in the auxiliary substance satisfy following inequality (1): ¾ E<SB>M</SB>-E<SB>S</SB>¾≤1.5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用下塗り塗料として用いられるカチオン電着塗料組成物、特に、付きまわり性に優れたカチオン電着塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車車体用鋼板は、通常、下塗り、中塗り及び上塗りが施されている。ここで下塗りとしてはカチオン電着塗装が行われる。このカチオン電着塗装は自動車車体の細部に渡って塗装することができ、一般に防錆等を目的として行われるものである。
【0003】
従って、複雑な形状を有する自動車車体であっても、すべての部分において所定値以上の膜厚の確保が要求され、そのため塗料に対して充分な付きまわり性が必要となる。
【0004】
従来、付きまわり性を付与するためには、電着塗装によって析出する被膜の粘度を高くする手法が行われてきた。しかしながら、このような方法では、樹脂自体の粘度を高くしなければならず、加熱硬化時の熱フローが不充分になり、得られる塗膜の外観が低下するという問題点があった。
【0005】
また、樹脂の有する水和官能基量あるいは中和率を低減して被膜の析出速度を高くする手法が行われてきた。しかしながら、このような方法では、水和官能基の絶対量が不足し、塗料の安定性が低下するという問題点があった。
アセチリド化したプロパルギル基及びスルホニウム基を含有するカチオン電着塗料用樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−38526号公報(第2頁)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、付きまわり性、塗料の安定性及び得られる塗膜の外観を両立することが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ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スルホニウム基及びプロパルギル基を有するカチオン性樹脂組成物を含んでいるカチオン電着塗料組成物であって、更に、電解活性還元補助剤を含むものであり、硫黄の標準電極電位E(V)及び上記電解活性還元補助剤に含有される金属の標準電極電位E(V)は、下記式(1);
|E−E|≦1.5 (1)
を満たすものであることを特徴とするカチオン電着塗料組成物である。
【0009】
上記式(1)は、|E−E|≦1.0を満たすものであることが好ましい。上記電解活性還元補助剤は、上記カチオン性樹脂組成物の固形分に対して金属換算で0.1〜1.0質量%であることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の態様】
本発明のカチオン電着塗料組成物は、電解活性還元補助剤を含むものであり、硫黄の標準電極電位E(V)及び上記電解活性還元補助剤に含有される金属の標準電極電位E(V)は、下記式(1);
|E−E|≦1.5 (1)
を満たすものである。上記式(1)を満たす金属を含有する電解活性還元補助剤を含むことで、硫黄の還元不導体化による析出被膜の絶縁化を促進し、付きまわり性が向上すると考えられる。
【0011】
ここで、上記標準電極電位とは、基準電極を水素電極(0V)と規定したときの各元素又は化合物固有の平衡電位である。上記硫黄の標準電極電位(E(V))は、−0.476V(出典元:改訂4版 化学便覧 基礎編II、465頁〜468頁、平成5年9月30日発行/日本化学会編)である。この硫黄の標準電極電位(E(V))との関係において、上記式(1)を満たす標準電極電位(E(V))を有する金属としては、例えば、鉄(−0.440V)、銅(+0.153V)、コバルト(−0.277V)、亜鉛(−0.763V)、マンガン(−1.18V)を挙げることができる。
【0012】
ここで、|E−E|>1.5である場合、本発明の効果が不充分になる。|E−E|≦1.0であることがより好ましく、|E−E|≦0.5であることが更に好ましい。ここで、付きまわり性の観点から、コバルト及び亜鉛が好ましく、HAPsを考慮すると上記金属は亜鉛であることが好ましい。上記式(1)を満たす金属を含有する電解活性還元補助剤としては、例えば、酢酸コバルト、乳酸コバルト、酢酸亜鉛、グルコン酸亜鉛等のカルボン酸塩等を挙げることができる。
【0013】
本発明のカチオン電着塗料組成物において、上記電解活性還元補助剤は、後述するカチオン性樹脂組成物の固形分に対して金属換算で0.1〜1.0質量%であることが好ましい。0.1質量%未満であると、効果が不充分であるおそれがあり、1.0質量%を超えると、経済的でない。より好ましくは、0.1〜0.7質量%である。
【0014】
本発明のカチオン電着塗料組成物は、スルホニウム基及びプロパルギル基を有するカチオン性樹脂組成物を含んでいる。上記カチオン性樹脂組成物を構成する樹脂は1分子中にスルホニウム基及びプロパルギル基の両者を有していてもよいが、必ずしもその必要はなく、例えば、1分子中にスルホニウム基及びプロパルギル基のいずれか一方だけを有していてもよい。後者の場合には、カチオン性樹脂組成物全体として、これら2種の硬化性官能基のすべてを有している。即ち、上記カチオン性樹脂組成物はスルホニウム基及びプロパルギル基を有する樹脂からなる場合、スルホニウム基だけを有する樹脂とプロパルギル基だけを有する樹脂との混合物からなる場合、又は、これらすべての樹脂の混合物からなる場合のいずれのものであってもよい。上記スルホニウム基及びプロパルギル基を有するカチオン性樹脂組成物とは上述した意味のものである。
【0015】
上記スルホニウム基は上記カチオン性樹脂組成物の水和官能基である。スルホニウム基は、電着過程において一定以上の電圧又は電流を与えられると、電極上で電解還元反応を受けてイオン性基が消失し、不可逆的に不導体化することができる。その際、上記電解活性還元補助剤が作用し、より絶縁性の高い電着被膜を形成することができると考えられる。
【0016】
また、この電着塗装過程においては電極反応が引き起こされ、生じた水酸化物イオンをスルホニウム基が保持することにより電解発生塩基が電着被膜中に発生するものと考えられる。この電解発生塩基は、電着被膜中に存在する熱による反応性の低いプロパルギル基を、熱による反応性の高いアレン結合に変換することができる。
【0017】
上記カチオン性樹脂組成物の骨格となる樹脂としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂が好適である。上記エポキシ樹脂としては1分子中には少なくとも2つ以上のエポキシ基を有するものが好適であり、例えば、エピビスエポキシ樹脂、これをジオール、ジカルボン酸、ジアミン等により鎖延長したもの;エポキシ化ポリブタジエン;ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂;ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂;ポリグリシジルアクリレート;脂肪族ポリオール又はポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル;多塩基性カルボン酸のポリグリシジルエステル等のポリエポキシ樹脂等を挙げることができる。硬化性を高めるための多官能基化の容易性から、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂、ポリグリシジルアクリレートが好ましい。なお、上記エポキシ樹脂の一部はモノエポキシ樹脂であってもよい。
【0018】
上記カチオン性樹脂組成物の数平均分子量は特に限定されず、例えば、下限500、上限20000であることが好ましい。500未満であるとカチオン電着塗装時の塗着効率が低下する恐れがあり、20000を超えると被塗装物表面で良好な被膜を形成することが困難になる恐れがある。上記数平均分子量は樹脂骨格に応じて好ましい分子量を設定することが可能であり、例えば、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂の場合には下限700、上限5000であることが好ましい。
【0019】
上記カチオン性樹脂組成物のスルホニウム基の含有量は、後述するスルホニウム基及びプロパルギル基の含有量の条件を充たした上で、上記カチオン性樹脂組成物の固形分100g当たり、下限5mmol、上限400mmolである。5mmol/100g未満であると付きまわり性や硬化性が不充分となる恐れがあり、水和性、浴安定性が低下する恐れがある。また、400mmol/100gを超えると、被塗装物表面への被膜の析出が悪くなる恐れがある。上記スルホニウム基の含有量は樹脂骨格に応じて好ましい含有量を設定することが可能であり、例えば、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂の場合には、上記下限は10mmol/100gであることが更に好ましい。また、上記上限は250mmol/100gであることが好ましく、150mmol/100gであることが更に好ましい。
【0020】
上記カチオン性樹脂組成物の有するプロパルギル基は、本発明のカチオン電着塗料組成物において、硬化官能基として作用する。また、理由は不明であるが、スルホニウム基と併存することによりカチオン電着塗料組成物の付きまわり性を向上させることができる。
【0021】
上記カチオン性樹脂組成物のプロパルギル基の含有量は、後述するスルホニウム基及びプロパルギル基の含有量の条件を充たした上で、上記カチオン性樹脂組成物の固形分100g当たり、下限10mmol、上限495mmolである。10mmol/100g未満であると付きまわり性や硬化性が不充分となる恐れがあり、また、495mmol/100gを超えると、水和安定性が悪くなる恐れがある。上記プロパルギル基の含有量は樹脂骨格に応じて好ましい含有量を設定することが可能であり、例えば、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂の場合には、上記下限は20mmol/100gであることが更に好ましい。また、上記上限は395mmol/100gであることが更に好ましい。
【0022】
上記カチオン性樹脂組成物のスルホニウム基及びプロパルギル基の合計含有量は、カチオン性樹脂組成物の固形分100g当たり、上限500mmolであることが好ましい。500mmol/100gを超えると、実際に樹脂が得られなかったり、目的とする性能が得られない恐れがある。上記カチオン性樹脂組成物のスルホニウム基及びプロパルギル基の合計含有量は樹脂骨格に応じて好ましい含有量を設定することが可能であり、例えば、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂の場合には、上記上限は400mmol/100gであることが更に好ましい。
【0023】
上記カチオン性樹脂組成物は、更に炭素−炭素二重結合を含有してもよい。上記炭素−炭素二重結合は反応性が高いので硬化性を向上させることができる。
上記カチオン性樹脂組成物が炭素−炭素二重結合を含む場合、その含有量は、後述するプロパルギル基及び炭素−炭素二重結合の合計含有量の条件を充たした上で、カチオン性樹脂組成物の固形分100g当たり、下限10mmol、上限485mmolであることが好ましい。10mmol/100g未満であると硬化性向上の効果が不充分となる恐れがあり、また、485mmol/100gを超えると、水和安定性が悪くなる恐れがある。上記炭素−炭素二重結合の含有量は樹脂骨格に応じて好ましい含有量を設定することが可能であり、例えば、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂の場合には、上記下限は20mmol/100gであることが更に好ましい。また、上記上限は375mmol/100gであることが更に好ましい。
【0024】
炭素−炭素二重結合を有する場合、上記カチオン性樹脂組成物のプロパルギル基及び炭素−炭素二重結合の合計含有量は、カチオン性樹脂組成物の固形分100g当たり、下限80mmol、上限450mmolであることが好ましい。80mmol未満であると、硬化性が不充分となる恐れがある。また、450mmol/100gを超えると、スルホニウム基の含有量が少なくなり、付きまわり性が不充分となる恐れがある。上記カチオン性樹脂組成物のプロパルギル基及び炭素−炭素二重結合の合計含有量は樹脂骨格に応じて好ましい含有量を設定することが可能であり、例えば、ノボラックフェノール型ポリエポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型ポリエポキシ樹脂の場合には、上記下限は100mmol、上記上限は395mmol/100gであることが更に好ましい。
【0025】
また、上記炭素−炭素二重結合を含有する場合、上記スルホニウム基、プロパルギル基及び炭素−炭素二重結合の合計含有量は、カチオン性樹脂組成物の固形分100gあたり500mmol以下であることが好ましい。500mmol/100gを超えると、樹脂が実際には得られなかったり、目的とする性能が得られないことがある。上記スルホニウム基、プロパルギル基及び炭素−炭素二重結合の合計含有量は、用いられる樹脂骨格に応じて、より好ましい含有量を設定可能であり、例えば、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ノボラッククレゾール型エポキシ樹脂の場合には、400mmol/100g以下であることがより好ましい。
【0026】
本発明のカチオン電着塗料組成物に含まれるカチオン性樹脂組成物は、例えば、一分子中に少なくとも2つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂に、エポキシ基と反応する官能基及びプロパルギル基を有する化合物を反応させて、プロパルギル基を有するエポキシ樹脂組成物を得る工程(i)、工程(i)で得られたプロパルギル基を有するエポキシ樹脂組成物中の残存エポキシ基に、スルフィド/酸混合物を反応させて、スルホニウム基を導入する工程(ii)により好適に製造することができる。
【0027】
上記エポキシ基と反応する官能基及びプロパルギル基を有する化合物(以下、「化合物(A)」と称する)としては、例えば、水酸基やカルボキシル基等のエポキシ基と反応する官能基とプロパルギル基とをともに含有する化合物であってよく、具体的には、プロパルギルアルコール、プロパルギル酸等を挙げることができる。これらのうち、入手の容易性及び反応の容易性から、プロパルギルアルコールが好ましい。
【0028】
本発明のカチオン電着塗料組成物に含まれるカチオン性樹脂組成物に、必要に応じて、炭素−炭素二重結合を含有させる場合には、上記工程(i)において、エポキシ基と反応する官能基及び炭素−炭素二重結合を有する化合物(以下、「化合物(B)」と称する)を、上記化合物(A)と併用すればよい。上記化合物(B)としては、例えば、水酸基やカルボキシル基等のエポキシ基と反応する官能基と炭素−炭素二重結合とをともに含有する化合物であってよい。具体的には、エポキシ基と反応する基が水酸基である場合、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアルコール、メタクリルアルコール等を挙げることができる。エポキシ基と反応する基がカルボキシル基である場合、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フタル酸、イタコン酸;マレイン酸エチルエステル、フマル酸エチルエステル、イタコン酸エチルエステル、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル等のハーフエステル類;オレイン酸、リノール酸、リシノール酸等の合成不飽和脂肪酸;アマニ油、大豆油等の天然不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
【0029】
上記工程(i)においては、上記一分子中に少なくとも2つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂に上記化合物(A)を反応させて、プロパルギル基を有するエポキシ樹脂組成物を得るか、又は、上記化合物(A)と、必要に応じて、上記化合物(B)とを反応させてプロパルギル基及び炭素−炭素二重結合を有するエポキシ樹脂組成物を得る。この後者の場合、工程(i)においては、上記化合物(A)と上記化合物(B)とは、両者を予め混合してから反応に用いてもよく、又は、上記化合物(A)と上記化合物(B)とを別々に反応に用いてもよい。なお、上記化合物(A)が有するエポキシ基と反応する官能基と、上記化合物(B)が有するエポキシ基と反応する官能基とは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0030】
上記工程(i)において、上記化合物(A)と上記化合物(B)とを反応させる場合の両者の配合比率は、所望の官能基含有量となるように設定すればよく、例えば、上述したプロパルギル基と炭素−炭素二重結合の含有量となるように設定すればよい。
【0031】
上記工程(i)の反応条件は、通常、室温又は80〜140℃にて数時間である。また、必要に応じて触媒や溶媒等の反応を進行させるために必要な公知の成分を使用することができる。反応の終了は、エポキシ当量の測定により確認することができ、得られた樹脂組成物の不揮発分測定や機器分析により、導入された官能基を確認することができる。このようにして得られる反応生成物は、一般には、プロパルギル基を一つ又は複数有するエポキシ樹脂の混合であるか、又は、プロパルギル基と炭素−炭素二重結合とを一つ又は複数有するエポキシ樹脂の混合物である。この意味で、上記工程(i)によりプロパルギル基、又は、プロパルギル基及び炭素−炭素二重結合を有する樹脂組成物が得られる。
【0032】
工程(ii)においては、上記工程(i)で得られたプロパルギル基を有するエポキシ樹脂組成物中の残存エポキシ基に、スルフィド/酸混合物を反応させて、スルホニウム基を導入する。スルホニウム基の導入は、スルフィド/酸混合物とエポキシ基を反応させてスルフィドの導入及びスルホニウム化を行う方法や、スルフィドを導入した後、更に、酸又はフッ化メチル、塩化メチル、臭化メチル等のアルキルハライド等により、導入したスルフィドのスルホニウム化反応を行い、必要によりアニオン交換を行う方法等により行うことができる。反応原料の入手容易性の観点からは、スルフィド/酸混合物を使用する方法が好ましい。
【0033】
上記スルフィドとしては特に限定されず、例えば、脂肪族スルフィド、脂肪族−芳香族混合スルフィド、アラルキルスルフィド、環状スルフィド等を挙げることができる。具体的には、例えば、ジエチルスルフィド、ジプロピルスルフィド、ジブチルスルフィド、ジヘキシルスルフィド、ジフェニルスルフィド、エチルフェニルスルフィド、テトラメチレンスルフィド、ペンタメチレンスルフィド、チオジエタノール、チオジプロパノール、チオジブタノール、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−ブタノール、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−3−ブトキシ−1−プロパノール等を挙げることができる。
【0034】
上記酸としては特に限定されず、例えば、ぎ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、ほう酸、酪酸、ジメチロールプロピオン酸、塩酸、硫酸、りん酸、N−アセチルグリシン、N−アセチル−β−アラニン等を挙げることができる。
【0035】
上記スルフィド/酸混合物における上記スルフィドと上記酸との混合比率は、通常、モル比率でスルフィド/酸=100/40〜100/100程度が好ましい。
【0036】
上記工程(ii)の反応は、例えば、上記工程(i)で得られたプロパルギル基を有するエポキシ樹脂組成物と、例えば、上述のスルホニウム基含有量になるように設定された所定量の上記スルフィド及び上記酸との混合物とを、使用するスルフィドの5〜10倍モルの水と混合し、通常、50〜90℃で数時間攪拌して行うことができる。反応の終了点は、残存酸価が5以下となることを目安とすればよい。得られた樹脂組成物中のスルホニウム基導入の確認は、電位差滴定法により行うことができる。
【0037】
スルフィドの導入後にスルホニウム化反応を行う場合も、上記に準じて行うことができる。上述のように、スルホニウム基の導入を、プロパルギル基の導入の後に行うことにより、加熱によるスルホニウム基の分解を防止することができる。
【0038】
本発明のカチオン電着塗料組成物に含まれるカチオン性樹脂組成物の有するプロパルギル基の一部をアセチリド化する場合は、上記工程(i)で得られたプロパルギル基を有するエポキシ樹脂組成物に、金属化合物を反応させて、上記エポキシ樹脂組成物中の一部のプロパルギル基をアセチリド化する工程によって行うことができる。上記金属化合物としては、アセチリド化が可能な遷移金属化合物であることが好ましく、例えば、銅、銀又はバリウム等の遷移金属の錯体又は塩を挙げることができる。具体的には、例えば、アセチルアセトン銅、酢酸銅、アセチルアセトン銀、酢酸銀、硝酸銀、アセチルアセトンバリウム、酢酸バリウム等を挙げることができる。これらのうち、環境適合性の観点から、銅又は銀の化合物が好ましく、入手容易性の観点から、銅の化合物がより好ましく、例えば、アセチルアセトン銅が、浴管理の容易性に鑑み、好適である。
【0039】
プロパルギル基の一部をアセチリド化する反応条件としては、通常、40〜70℃にて数時間である。反応の進行は、得られた樹脂組成物が着色することや、核磁気共鳴スペクトルによるメチンプロトンの消失等により確認することができる。かくして、樹脂組成物中のプロパルギル基が所望の割合でアセチリド化する反応時点を確認して、反応を終了させる。得られる反応生成物は、一般には、プロパルギル基の一つ又は複数がアセチリド化されたエポキシ樹脂の混合物である。このようにして得られたプロパルギル基の一部をアセチリド化したエポキシ樹脂組成物に対して、上記工程(ii)によってスルホニウム基を導入することができる。
【0040】
なお、エポキシ樹脂組成物の有するプロパルギル基の一部をアセチリド化する工程と上記工程(ii)とは、反応条件を共通に設定可能であるので、両工程を同時に行うことも可能である。両工程を同時に行う方法は、製造プロセスを簡素化することができるので有利である。
【0041】
このようにして、プロパルギル基及びスルホニウム基、必要に応じて、炭素−炭素二重結合、プロパルギル基の一部がアセチリド化したものを有するカチオン性樹脂組成物を、スルホニウム基の分解を抑制しつつ、製造することができる。なお、アセチリドは、乾燥状態で爆発性を有するが、水性媒体中で実施され、水性組成物として目的物質を得ることができるので、安全上の問題は発生しない。
【0042】
本発明のカチオン電着塗料組成物は、上述のカチオン性樹脂組成物を含有している。本発明のカチオン電着塗料組成物には、上述のカチオン性樹脂組成物自体が硬化性を有するので、硬化剤の使用は必ずしも必要ない。しかし、硬化性のさらなる向上のために使用してもよい。このような硬化剤としては、例えば、プロパルギル基及び炭素−炭素二重結合のうち少なくとも1種を複数個有する化合物、例えば、ノボラックフェノール等のポリエポキシドやペンタエリスリットテトラグリシジルエーテル等に、プロパルギルアルコール等のプロパルギル基を有する化合物やアクリル酸等の炭素−炭素二重結合を有する化合物を付加反応させて得た化合物等を挙げることができる。
【0043】
また、本発明のカチオン電着塗料組成物には、硬化触媒を必ずしも使用する必要はない。しかし、硬化反応条件により、更に硬化性を向上させる必要がある場合には、必要に応じて、通常用いられる遷移金属化合物等を適宜添加してもよい。このような化合物としては特に限定されず、例えば、ニッケル、コバルト、マンガン、パラジウム、ロジウム等の遷移金属に対して、シクロペンタジエンやアセチルアセトン等の配位子や酢酸等のカルボン酸等が結合したもの等を挙げることができる。上記硬化触媒の配合量は、カチオン電着塗料組成物中の樹脂固形分100gあたり0.1〜20mmolであることが好ましい。
【0044】
本発明のカチオン電着塗料組成物には、アミンを配合することができる。上記アミンの配合により、電着過程における電解還元によるスルホニウム基のスルフィドへの変換率が増大する。上記アミンとしては特に限定されず、例えば、1級〜3級の単官能及び多官能の脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族アミン等のアミン化合物を挙げることができる。これらのうち、水溶性又は水分散性のものが好ましく、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリブチルアミン等の炭素数2〜8のアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジメタノールアミン、メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピリジン、ピラジン、ピペリジン、イミダゾリン、イミダゾール等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、水分散安定性が優れているので、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等のヒドロキシアミンが好ましい。
【0045】
上記アミンは、直接、本発明のカチオン電着塗料組成物中に配合することができる。従来の中和型アミン系のカチオン電着塗料では、遊離のアミンを添加すると、樹脂中の中和酸を奪うことになり、電着溶液の安定性が著しく悪化するが、本発明においては、このような浴安定性の阻害が生じることはない。
【0046】
上記アミンの配合量は、カチオン電着塗料組成物中の樹脂固形分100gあたり、0.3〜25meqが好ましい。0.3meq/100g未満であると、つきまわり性に対して充分な効果を得ることができず、25meq/100gを超えると、添加量に応じた効果を得ることができず不経済である。より好ましくは、1〜15meq/100gである。
【0047】
本発明のカチオン電着塗料組成物には、また、脂肪族炭化水素基を有する樹脂組成物を配合することができる。上記脂肪族炭化水素基を有する樹脂組成物の配合により、得られる塗膜の耐衝撃性が向上する。上記脂肪族炭化水素基を有する樹脂組成物としては、樹脂組成物の固形分100gあたりスルホニウム基5〜400mmol、炭素数8〜24の不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基80〜135mmol及び炭素数3〜7の不飽和二重結合を末端に有する有機基及びプロパルギル基のうち少なくとも1種10〜315mmolを含有し、かつ、スルホニウム基、炭素数8〜24の不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基及び炭素数3〜7の不飽和二重結合を末端に有する有機基及びプロパルギル基の合計含有量が樹脂組成物の固形分100gあたり500mmol以下であるものを挙げることができる。
【0048】
上記カチオン電着塗料組成物に対して、脂肪族炭化水素基を有する樹脂組成物を配合する場合、カチオン電着塗料組成物中の樹脂固形分100gあたり、スルホニウム基5〜400mmol、炭素数8〜24の、不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基10〜300mmol及びプロパルギル基及び炭素数3〜7の不飽和二重結合を末端に有する有機基の合計10〜485mmolを含有し、かつ、スルホニウム基、炭素数8〜24の不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基及びプロパルギル基及び炭素数3〜7の不飽和二重結合を末端に有する有機基の合計含有量が、カチオン電着塗料樹脂固形分100gあたり、500mmol以下であり、上記炭素数8〜24の不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基の含有割合が、カチオン電着塗料組成物中の樹脂固形分の3〜30質量%であることが好ましい。
【0049】
上記カチオン電着塗料組成物に対して、脂肪族炭化水素基を有する樹脂組成物を配合する場合、スルホニウム基が5mmol/100g未満であると、充分なつきまわり性や硬化性を発揮することができず、また、水和性、浴安定性が悪くなる。400mmol/100gを超えると、被塗物表面への被膜の析出が悪くなる。また、炭素数8〜24の、不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基が80mmol/100g未満であると、耐衝撃性の改善が不充分であり、350mmol/100gを超えると、樹脂組成物の取扱性が困難となる。プロパルギル基及び炭素数3〜7の不飽和二重結合を末端に有する有機基の合計が10mmol/100g未満であると、他の樹脂や硬化剤と組み合わせて使用する場合であっても、充分な硬化性を発揮することができず、315mmol/100gを超えると、耐衝撃性の改善が不充分となる。スルホニウム基、炭素数8〜24の不飽和二重結合を鎖中に含んでいてもよい脂肪族炭化水素基及びプロパルギル基及び炭素数3〜7の不飽和二重結合を末端に有する有機基の合計含有量は、樹脂組成物固形分100gあたり500mmol以下である。500mmolを超えると、樹脂が実際には得られなかったり、目的とする性能が得られないことがある。
【0050】
本発明のカチオン電着塗料組成物は、更に、必要に応じて、通常のカチオン電着塗料に用いられるその他の成分を含んでいてもよい。上記その他の成分としては特に限定されず、例えば、顔料、防錆剤、顔料分散樹脂、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の塗料用添加剤等を挙げることができる。
【0051】
上記顔料としては特に限定されず、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、ベンガラ等の着色顔料;塩基性けい酸鉛、リンモリブデン酸アルミニウム等の防錆顔料;カオリン、クレー、タルク等の体質顔料等の一般にカチオン電着塗料に使用されるもの等を挙げることができる。上記防錆剤としては、具体的には、亜リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛カルシウム、カルシウム担持シリカ、カルシウム担持ゼオライト等を挙げることができる。上記顔料と防錆剤との合計配合量は、カチオン電着塗料組成物中、固形分として0〜50質量%であることが好ましい。
【0052】
上記顔料分散樹脂は、上記顔料をカチオン電着塗料組成物中に安定して分散させるために用いられる。顔料分散樹脂としては、特に限定されるものではなく、一般に使用されている顔料分散樹脂を使用することができる。また、樹脂中にスルホニウム基と不飽和結合とを含有する顔料分散樹脂を使用してもよい。このようなスルホニウム基と不飽和結合とを含有する顔料分散樹脂は、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂とハーフブロック化イソシアネートとを反応させて得られる疎水性エポキシ樹脂に、スルフィド化合物を反応させるか、又は、上記樹脂に、一塩基酸及び水酸基含有二塩基酸の存在下でスルフィド化合物を反応させる方法等により得ることができる。上記非重金属防錆剤についても上記顔料分散樹脂によってカチオン電着塗料組成物中に安定して分散させることができる。
【0053】
本発明のカチオン電着塗料組成物の硬化温度は、130〜220℃に設定されていることが好ましい。硬化温度が130℃より低温である場合は、得られる複層塗膜の平滑性が低下する恐れがある。硬化温度が220℃より高温である場合は、得られる複層塗膜の物性が低下したり、それに上塗り塗料を塗装して得られる多層塗膜の外観が低下する恐れがある。硬化温度の設定は、硬化官能基、硬化剤及び触媒の種類や量等の調製といった当業者によって知られた方法で行うことができる。
【0054】
なお、本発明における硬化温度とは、30分間の加熱でゲル分率85%の塗膜を得るための温度のことをいう。上記ゲル分率の測定は、試験塗板をアセトンに浸漬し5時間還流させた時の、試験前後における試験塗板の質量差から算出する方法により行われる。
【0055】
本発明のカチオン電着塗料組成物は、上記カチオン性樹脂組成物に、必要に応じて、上述の各成分を混合し、水に溶解又は分散すること等により得ることができる。カチオン電着塗装に用いる場合には、不揮発分が10〜30%の浴液となるように調製されることが好ましい。また、カチオン電着塗料組成物中のプロパルギル基、炭素−炭素二重結合及びスルホニウム基の含有量が、上述のカチオン性樹脂組成物のところで示した範囲を逸脱しないように調製されることが好ましい。
【0056】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
製造例1 樹脂組成物1の製造
エポキシ当量201.8のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:エポトートYDCM−703、東都化成社製)3082.5gにプロパルギルアルコール621.3gとアマニ油脂肪酸535.4g、触媒としてジメチルベンジルアミン9.2gを、攪拌機、温度計、窒素導入管及び冷却装置を備えたセパラブルフラスコに加え、120℃にまで昇温し、2時間反応させてエポキシ当量が1850になったところで、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール311.6g、氷酢酸110g、脱イオン水329.9gを加え、75℃で6時間反応させて残存酸価が5以下であることを確認して、脱イオン水1501.2gを加え、目的の樹脂組成物1溶液を得た。
【0057】
製造例2 樹脂組成物2の製造
ポリブタジエンジカルボン酸(NISSO PB−C1000、日本曹達社製)660gと2−ブチン−1,4−ジオール(BASF社製)60gをキシレン145gに溶解させ、p−トルエンスルホン酸0.7gを加えた。150℃で脱水しながら7時間縮合させた。理論量の水が生成した時点で減圧下脱溶剤を行い、数平均分子量6070、ガラス転移温度−21.1℃、水酸基価18.5の樹脂組成物2溶液を得た。
【0058】
実施例1
製造例1で得られた樹脂組成物1溶液と製造例2で得られた樹脂組成物2とが、樹脂組成物2の固形分が17質量%となるように配合した後混合し、更に、固形分が70質量%となるように脱イオン水を加えた後、高速回転ミキサーで1時間攪拌した。更に、固形分濃度が23.5質量%となるように脱イオン水を加え、酢酸亜鉛(II)2水和物を0.6質量%(金属換算で樹脂組成物の固形分100gに対して、0.179g:標準電極電位−0.763V)となるよう加えた後、N−メチルエタノールアミンを樹脂組成物の固形分100g当たり8meqとなるように加えて攪拌した。更に、脱イオン水を加えて固形分濃度20質量%のカチオン電着塗料組成物1を得た。
【0059】
実施例2
酢酸亜鉛に代えて酢酸コバルト(II)四水和物を0.6質量%(金属換算で樹脂組成物100gに対して、コバルト0.142g:標準電極電位−0.277V)となるよう加えたこと以外は実施例1と同様にして、固形分濃度20質量%のカチオン電着塗料組成物2を得た。
【0060】
比較例1
酢酸亜鉛を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、固形分濃度20質量%のカチオン電着塗料組成物3を得た。
【0061】
比較例2
酢酸亜鉛に代えて酢酸マグネシウム(II)四水和物を1.8質量%(金属換算で樹脂組成物の固形分100gに対して、0.204g:標準電極電位−2.36V)となるよう加えたこと以外は実施例1と同様にして、固形分濃度20質量%のカチオン電着塗料組成物4を得た。
【0062】
評価試験
<付きまわり性>
図1に示した測定装置により、4枚ボックス付きまわり性を測定した。プラスチック製電着塗装容器(100×250×200mm)に、実施例1、2、比較例1及び2で得られたカチオン電着塗料組成物1〜4を4リッター入れ、マグネットスターラーで攪拌した。JIS G 3141 SPCC−SDをサーフダインSD−500(日本ペイント社製リン酸亜鉛系表面処理剤)処理した4枚のリン酸亜鉛処理鋼板を用い、鋼板の間隔を各20mmとし、対極方向から3枚目までには8mmφの穴をあけ、この穴からのみ塗料が浸入できるようにした箱状構造の評価板を作成し、対極までの距離が150mmとなるように上記電着塗装容器中に設置した。上記箱状構造の評価板の側部は、電気絶縁処理を行い、側部には被膜を形成させないようにした。上記評価板を陰極とし対極との間に電圧を印加して塗装した。塗装は印加開始から5秒で200Vまで昇圧し、その後175秒間200Vを維持することにより行った。そのときの浴温は28℃に調整した。塗装後の評価板は、水洗した後、180℃で20分間加熱し、空冷後、対極に最も近い評価板のA面の厚さと、対極にもっとも遠い評価板のG面の膜厚とを測定し、G面/A面比(G/A値)により付きまわり性を評価した。得られた結果は表1に示した。
【0063】
<塗膜外観>
70×150mmのJIS G 3141 SPCC−SDをサーフダインSD−500(日本ペイント社製リン酸亜鉛系表面処理剤)処理したリン酸亜鉛処理鋼板に対して、実施例1、2、比較例1及び2で得られたカチオン電着塗料組成物1〜4を乾燥膜厚15μmとなるように電着塗装した後、水洗し、180℃で20分間加熱して試験板を得た。得られた試験板の表面粗さを接触式表面粗さ測定器(ミツトヨ製SJ−201)を用いて、塗膜の中心線平均粗さ(Ra)をカットオフ0.8mmの条件下にて評価した。得られた結果は表1に示した。
【0064】
<塗料安定性>
実施例1、2、比較例1及び2で得られたカチオン電着塗料組成物1〜4を容器に入れ、40℃±1℃で攪拌しながら30日間放置した後、上記塗膜外観の評価方法と同様にして試験板を作成し、塗膜の中心線平均粗さ(Ra)を評価した。得られた結果は表1に示した。
【0065】
【表1】

Figure 2004285273
【0066】
上記結果から明らかなように、スルホニウム基及びプロパルギル基を有する樹脂と電解活性還元補助剤とを含み、かつ、硫黄の標準電極電位(E(V))及び電解活性還元補助剤に含有される金属の標準電極電位(E(V))が|E−E|≦1.5で表される関係式を満たすカチオン電着塗料組成物は、塗料安定性及び塗膜外観を低下させることなく、優れた付きまわり性を有することがわかった。
【0067】
しかしながら、|E−E|>1.5である金属を含有する電解活性還元補助剤を含んでいる、あるいは、このような電解活性還元補助剤を含まないカチオン電着塗料組成物は付きまわり性に劣っていることがわかった。
【0068】
【発明の効果】
本発明のカチオン電着塗料組成物は、スルホニウム基及びプロパルギル基を有するカチオン性樹脂組成物を含み、更に、電解活性還元補助剤を含んでいて、かつ、硫黄の標準電極電位E(V)及び上記電解活性還元補助剤に含有される金属の標準電極電位E(V)は、|E−E|≦1.5を満たすものであるので、塗料の安定性及び塗膜外観を低下させることなく、優れた付きまわり性を有する。
本発明のカチオン電着塗料組成物を用いることにより、袋部等の複雑な形状を有する構造物においても均一かつ防錆性に優れた電着塗膜を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】4枚ボックス法によるつきまわり性測定装置の概要を示す図。
【符号の説明】
1.評価板(英字は評価面を表し、カッコ内は、裏面を表す)
2.対極
3.直流電流
4.貫通孔
5.電着塗装槽
6.スターラー
7.電着塗料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition used as an undercoat for automobiles, and more particularly to a cationic electrodeposition coating composition having excellent throwing power.
[0002]
[Prior art]
The steel sheet for an automobile body is usually coated with an undercoat, a middle coat and a top coat. Here, cationic electrodeposition is performed as the undercoat. This cationic electrodeposition coating can be applied over the details of an automobile body, and is generally performed for the purpose of rust prevention or the like.
[0003]
Therefore, even in the case of an automobile body having a complicated shape, it is required to secure a film thickness of a predetermined value or more in all parts, and therefore, a sufficient throwing power to the paint is required.
[0004]
Conventionally, in order to impart throwing power, a technique of increasing the viscosity of a film deposited by electrodeposition coating has been used. However, in such a method, there is a problem that the viscosity of the resin itself must be increased, the heat flow at the time of heat curing becomes insufficient, and the appearance of the obtained coating film deteriorates.
[0005]
In addition, a method of increasing the deposition rate of a coating film by reducing the amount of hydrating functional groups or the neutralization ratio of the resin has been performed. However, such a method has a problem in that the absolute amount of the hydrating functional group is insufficient, and the stability of the coating material is reduced.
A resin composition for a cationic electrodeposition coating containing an acetylated propargyl group and a sulfonium group is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-38526 (page 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cationic electrodeposition coating composition that can achieve both the throwing power, the stability of the coating, and the appearance of the obtained coating film.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a cationic electrodeposition coating composition containing a cationic resin composition having a sulfonium group and a propargyl group, further comprising an electrolytically active reducing auxiliary, and comprising a standard electrode potential E of sulfur.S(V) and the standard electrode potential E of the metal contained in the electrolytically active reduction aid.M(V) is the following formula (1);
| EM-ES| ≦ 1.5 (1)
A cationic electrodeposition coating composition characterized by satisfying the following.
[0009]
The above equation (1) gives | EM-ESIt is preferable to satisfy | ≦ 1.0. The electrolytically active reduction aid is preferably 0.1 to 1.0% by mass in terms of metal based on the solid content of the cationic resin composition.
[0010]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains an electrolytically active reducing auxiliary, and has a standard electrode potential E of sulfur.S(V) and the standard electrode potential E of the metal contained in the electrolytically active reduction aid.M(V) is the following formula (1);
| EM-ES| ≦ 1.5 (1)
It satisfies. It is considered that the inclusion of the electrolytically active reduction aid containing a metal satisfying the above formula (1) promotes the insulation of the deposited film due to the reduction of sulfur to passivation, and improves the throwing power.
[0011]
Here, the standard electrode potential is an equilibrium potential specific to each element or compound when the reference electrode is defined as a hydrogen electrode (0 V). The standard electrode potential of sulfur (ES(V)) is -0.476 V (Source: Revised 4th edition, Chemical Handbook Basic Edition II, pages 465 to 468, published September 30, 1993 / edited by The Chemical Society of Japan). The standard electrode potential of this sulfur (ES(V)), the standard electrode potential (EMExamples of the metal having (V)) include iron (−0.440 V), copper (+0.153 V), cobalt (−0.277 V), zinc (−0.763 V), and manganese (−1.18 V). Can be mentioned.
[0012]
Where | EM-ESWhen |> 1.5, the effect of the present invention becomes insufficient. | EM-ES| ≦ 1.0 is more preferable, and | EM-ES| ≦ 0.5 is more preferable. Here, from the viewpoint of throwing power, cobalt and zinc are preferable, and considering HAPs, the metal is preferably zinc. Examples of the electrolytically active reduction aid containing a metal satisfying the above formula (1) include carboxylate salts such as cobalt acetate, cobalt lactate, zinc acetate and zinc gluconate.
[0013]
In the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the electrolytically active reducing aid is preferably 0.1 to 1.0% by mass in terms of metal based on the solid content of the cationic resin composition described later. If the amount is less than 0.1% by mass, the effect may be insufficient. If the amount exceeds 1.0% by mass, it is not economical. More preferably, it is 0.1 to 0.7% by mass.
[0014]
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains a cationic resin composition having a sulfonium group and a propargyl group. The resin constituting the cationic resin composition may have both a sulfonium group and a propargyl group in one molecule, but this is not always necessary. For example, any one of a sulfonium group and a propargyl group in one molecule Or only one of them. In the latter case, the cationic resin composition as a whole has all of these two types of curable functional groups. That is, when the cationic resin composition comprises a resin having a sulfonium group and a propargyl group, a mixture of a resin having only a sulfonium group and a resin having only a propargyl group, or a mixture of all these resins Any of these cases may be used. The cationic resin composition having a sulfonium group and a propargyl group has the meaning described above.
[0015]
The sulfonium group is a hydrating functional group of the cationic resin composition. When a voltage or current exceeding a certain level is applied in the electrodeposition process, the sulfonium group undergoes an electrolytic reduction reaction on the electrode to lose the ionic group and irreversibly become nonconductive. At that time, it is considered that the above-mentioned electrolytically active reduction auxiliary acts to form an electrodeposited film having higher insulating properties.
[0016]
Further, it is considered that an electrode reaction is caused in the electrodeposition coating process, and the generated hydroxide ion is retained by the sulfonium group, so that the electrogenerated base is generated in the electrodeposited film. This electrogenerated base can convert a heat-reactive propargyl group present in the electrodeposited film into an allene bond having a high thermal reactivity.
[0017]
The resin serving as the skeleton of the cationic resin composition is not particularly limited, and for example, an epoxy resin is preferable. As the above-mentioned epoxy resin, those having at least two or more epoxy groups in one molecule are preferable. For example, epibisepoxy resin, a resin obtained by extending the chain thereof with diol, dicarboxylic acid, diamine or the like; epoxidized polybutadiene Novolak phenol type polyepoxy resin; novolak cresol type polyepoxy resin; polyglycidyl acrylate; polyglycidyl ether of aliphatic polyol or polyether polyol; polyepoxy resin such as polyglycidyl ester of polybasic carboxylic acid; it can. Novolak phenol type polyepoxy resin, novolak cresol type polyepoxy resin, and polyglycidyl acrylate are preferred from the viewpoint of easiness of polyfunctionalization for enhancing curability. Note that a part of the epoxy resin may be a monoepoxy resin.
[0018]
The number average molecular weight of the cationic resin composition is not particularly limited, and for example, preferably has a lower limit of 500 and an upper limit of 20,000. If it is less than 500, the coating efficiency at the time of cationic electrodeposition coating may decrease, and if it exceeds 20,000, it may be difficult to form a good coating on the surface of the object to be coated. The number average molecular weight can be set to a preferred molecular weight according to the resin skeleton. For example, in the case of a novolak phenol type polyepoxy resin or a novolak cresol type polyepoxy resin, the lower limit is preferably 700 and the upper limit is preferably 5000. .
[0019]
The content of the sulfonium group of the cationic resin composition is, after satisfying the conditions for the content of the sulfonium group and the propargyl group described below, a lower limit of 5 mmol and an upper limit of 400 mmol per 100 g of the solid content of the cationic resin composition. is there. If it is less than 5 mmol / 100 g, throwing power and curability may be insufficient, and hydration and bath stability may be reduced. If the amount exceeds 400 mmol / 100 g, the deposition of the coating film on the surface of the work may be poor. The content of the sulfonium group can be set to a preferable content according to the resin skeleton. For example, in the case of a novolak phenol type polyepoxy resin or a novolak cresol type polyepoxy resin, the lower limit is 10 mmol / 100 g. Is more preferable. The upper limit is preferably 250 mmol / 100 g, and more preferably 150 mmol / 100 g.
[0020]
The propargyl group of the cationic resin composition acts as a curing functional group in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention. Further, for unknown reasons, the coexistence with the sulfonium group can improve the throwing power of the cationic electrodeposition coating composition.
[0021]
The content of the propargyl group of the cationic resin composition, the lower limit of 10 mmol, the upper limit of 495 mmol per 100 g of the solid content of the cationic resin composition, after satisfying the conditions of the content of the sulfonium group and the propargyl group described below. is there. If it is less than 10 mmol / 100 g, the throwing power and curability may be insufficient, and if it exceeds 495 mmol / 100 g, the hydration stability may be poor. The content of the propargyl group can be set to a preferable content according to the resin skeleton. For example, in the case of a novolak phenol type polyepoxy resin or a novolak cresol type polyepoxy resin, the lower limit is 20 mmol / 100 g. Is more preferable. Further, the upper limit is more preferably 395 mmol / 100 g.
[0022]
The total content of sulfonium groups and propargyl groups in the cationic resin composition is preferably an upper limit of 500 mmol per 100 g of the solid content of the cationic resin composition. If it exceeds 500 mmol / 100 g, there is a possibility that a resin may not be actually obtained or a desired performance may not be obtained. The total content of the sulfonium group and the propargyl group of the cationic resin composition can be set to a preferable content according to the resin skeleton, for example, a novolak phenol type polyepoxy resin, a novolak cresol type polyepoxy resin In this case, the upper limit is more preferably 400 mmol / 100 g.
[0023]
The cationic resin composition may further contain a carbon-carbon double bond. Since the carbon-carbon double bond has high reactivity, curability can be improved.
When the cationic resin composition contains a carbon-carbon double bond, the content thereof, after satisfying the condition of the total content of a propargyl group and a carbon-carbon double bond described below, the cationic resin composition It is preferable that the lower limit is 10 mmol and the upper limit is 485 mmol per 100 g of the solid content. If it is less than 10 mmol / 100 g, the effect of improving curability may be insufficient, and if it exceeds 485 mmol / 100 g, hydration stability may be deteriorated. The content of the carbon-carbon double bond can be set to a preferred content according to the resin skeleton, for example, in the case of novolak phenol type polyepoxy resin, novolak cresol type polyepoxy resin, the lower limit Is more preferably 20 mmol / 100 g. Further, the upper limit is more preferably 375 mmol / 100 g.
[0024]
When having a carbon-carbon double bond, the total content of the propargyl group and the carbon-carbon double bond of the cationic resin composition is 80 mmol lower limit and 450 mmol upper limit per 100 g of the solid content of the cationic resin composition. Is preferred. If it is less than 80 mmol, the curability may be insufficient. If the amount exceeds 450 mmol / 100 g, the content of the sulfonium group decreases, and the throwing power may be insufficient. The total content of the propargyl group and the carbon-carbon double bond of the cationic resin composition can be set to a preferable content according to the resin skeleton, for example, novolak phenol type polyepoxy resin, novolac cresol type In the case of a polyepoxy resin, the lower limit is more preferably 100 mmol, and the upper limit is more preferably 395 mmol / 100 g.
[0025]
When the carbon-carbon double bond is contained, the total content of the sulfonium group, propargyl group and carbon-carbon double bond is preferably 500 mmol or less per 100 g of the solid content of the cationic resin composition. . If it exceeds 500 mmol / 100 g, the resin may not be actually obtained or the desired performance may not be obtained. The total content of the sulfonium group, propargyl group and carbon-carbon double bond can be set to a more preferable content depending on the resin skeleton used.For example, novolak phenol type epoxy resin, novolak cresol type epoxy resin In this case, the content is more preferably 400 mmol / 100 g or less.
[0026]
The cationic resin composition contained in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention includes, for example, an epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule, a compound having a functional group that reacts with an epoxy group and a compound having a propargyl group. Reacting to obtain an epoxy resin composition having a propargyl group (i), and reacting a sulfide / acid mixture with the remaining epoxy groups in the epoxy resin composition having a propargyl group obtained in step (i). And the step (ii) of introducing a sulfonium group.
[0027]
Examples of the compound having a functional group that reacts with the epoxy group and a propargyl group (hereinafter, referred to as “compound (A)”) include, for example, both a functional group that reacts with an epoxy group such as a hydroxyl group and a carboxyl group and a propargyl group. The compound may be contained, and specific examples thereof include propargyl alcohol and propargylic acid. Of these, propargyl alcohol is preferred in terms of availability and ease of reaction.
[0028]
When the cationic resin composition contained in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains a carbon-carbon double bond, if necessary, in the above-mentioned step (i), a functional group which reacts with an epoxy group is used. A compound having a group and a carbon-carbon double bond (hereinafter, referred to as “compound (B)”) may be used in combination with the compound (A). As the compound (B), for example, a compound containing both a functional group that reacts with an epoxy group such as a hydroxyl group or a carboxyl group and a carbon-carbon double bond may be used. Specifically, when the group that reacts with the epoxy group is a hydroxyl group, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, allyl alcohol, methacryl alcohol And the like. When the group which reacts with the epoxy group is a carboxyl group, acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, phthalic acid, itaconic acid; maleic acid ethyl ester, fumaric acid ethyl ester, itaconic acid ethyl ester, succinic acid Half esters such as mono (meth) acryloyloxyethyl ethyl ester and mono (meth) acryloyloxyethyl phthalate; synthetic unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid and ricinoleic acid; natural unsaturated acids such as linseed oil and soybean oil Saturated fatty acids and the like can be mentioned.
[0029]
In the step (i), the compound (A) is reacted with the epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule to obtain an epoxy resin composition having a propargyl group, or the compound (A) A) and, if necessary, the above compound (B) are reacted to obtain an epoxy resin composition having a propargyl group and a carbon-carbon double bond. In the latter case, in the step (i), the compound (A) and the compound (B) may be used in the reaction after mixing both in advance, or the compound (A) and the compound (A) (B) and may be used separately in the reaction. The functional group that reacts with the epoxy group of the compound (A) and the functional group that reacts with the epoxy group of the compound (B) may be the same or different.
[0030]
In the step (i), when the compound (A) and the compound (B) are reacted, the mixing ratio of the two may be set so as to have a desired functional group content. For example, the above-mentioned propargyl What is necessary is just to set so that it may become content of a group and a carbon-carbon double bond.
[0031]
The reaction conditions in the above step (i) are usually several hours at room temperature or 80 to 140 ° C. In addition, known components necessary for advancing a reaction such as a catalyst and a solvent can be used as necessary. The completion of the reaction can be confirmed by measuring the epoxy equivalent, and the introduced functional group can be confirmed by measuring the nonvolatile content of the obtained resin composition or analyzing the instrument. The reaction product thus obtained is generally a mixture of an epoxy resin having one or more propargyl groups, or an epoxy resin having one or more propargyl groups and one or more carbon-carbon double bonds. Is a mixture of In this sense, the resin composition having a propargyl group or a propargyl group and a carbon-carbon double bond can be obtained by the step (i).
[0032]
In the step (ii), the sulfonium group is introduced by reacting the sulfide / acid mixture with the remaining epoxy group in the propargyl group-containing epoxy resin composition obtained in the step (i). The sulfonium group can be introduced by reacting a sulfide / acid mixture with an epoxy group to introduce and sulfonate a sulfide, or after introducing a sulfide, further adding an acid or methyl fluoride, methyl chloride, methyl bromide, or the like. The reaction can be carried out by, for example, performing a sulfonium conversion reaction of the introduced sulfide with an alkyl halide or the like and, if necessary, performing anion exchange. From the viewpoint of the availability of reaction raw materials, a method using a sulfide / acid mixture is preferable.
[0033]
The sulfide is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic sulfides, mixed aliphatic-aromatic sulfides, aralkyl sulfides, and cyclic sulfides. Specifically, for example, diethyl sulfide, dipropyl sulfide, dibutyl sulfide, dihexyl sulfide, diphenyl sulfide, ethyl phenyl sulfide, tetramethylene sulfide, pentamethylene sulfide, thiodiethanol, thiodipropanol, thiodibutanol, 1- (2 -Hydroxyethylthio) -2-propanol, 1- (2-hydroxyethylthio) -2-butanol, 1- (2-hydroxyethylthio) -3-butoxy-1-propanol and the like.
[0034]
The acid is not particularly limited and includes, for example, formic acid, acetic acid, lactic acid, propionic acid, boric acid, butyric acid, dimethylolpropionic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, N-acetylglycine, N-acetyl-β-alanine and the like. Can be mentioned.
[0035]
The mixing ratio of the sulfide and the acid in the sulfide / acid mixture is generally preferably about 100/40 to 100/100 in terms of molar ratio of sulfide / acid.
[0036]
The reaction of the step (ii) is performed, for example, by mixing the epoxy resin composition having a propargyl group obtained in the step (i) with a predetermined amount of the sulfide set to have the above-mentioned sulfonium group content. And a mixture with the above-mentioned acid and 5 to 10 times the mole of sulfide to be used by mixing with water, and the mixture is usually stirred at 50 to 90 ° C. for several hours. The end point of the reaction may be based on the remaining acid value being 5 or less. Confirmation of sulfonium group introduction in the obtained resin composition can be performed by potentiometric titration.
[0037]
When the sulfonation reaction is performed after the introduction of the sulfide, the reaction can be performed according to the above. As described above, by introducing the sulfonium group after the introduction of the propargyl group, decomposition of the sulfonium group due to heating can be prevented.
[0038]
When a part of the propargyl group of the cationic resin composition contained in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention is converted into acetylide, the propargyl group-containing epoxy resin composition obtained in the step (i) may be The reaction can be carried out by reacting a metal compound to acetylate some of the propargyl groups in the epoxy resin composition. The metal compound is preferably a transition metal compound that can be converted to acetylide, and examples thereof include a complex or salt of a transition metal such as copper, silver, or barium. Specific examples include copper acetylacetone, copper acetate, silver acetylacetone, silver acetate, silver nitrate, barium acetylacetone, and barium acetate. Among these, a copper or silver compound is preferable from the viewpoint of environmental compatibility, and a copper compound is more preferable from the viewpoint of availability. For example, copper acetylacetone is preferable in view of ease of bath management. .
[0039]
The reaction conditions for converting a part of the propargyl group to acetylide are usually several hours at 40 to 70 ° C. The progress of the reaction can be confirmed by coloring of the obtained resin composition, disappearance of methine proton by nuclear magnetic resonance spectrum, and the like. Thus, the reaction time at which the propargyl group in the resin composition is converted into acetylide at a desired ratio is confirmed, and the reaction is terminated. The resulting reaction product is generally a mixture of an epoxy resin in which one or more of the propargyl groups has been acetylated. A sulfonium group can be introduced into the thus obtained epoxy resin composition in which a part of the propargyl group is acetylated by the above step (ii).
[0040]
The step of converting part of the propargyl group of the epoxy resin composition to acetylide and the step (ii) can be performed under the same reaction conditions, so that both steps can be performed simultaneously. A method of performing both steps simultaneously is advantageous because the manufacturing process can be simplified.
[0041]
In this manner, a propargyl group and a sulfonium group, and, if necessary, a carbon-carbon double bond and a cationic resin composition having a propargyl group partially acetylated, while suppressing decomposition of the sulfonium group , Can be manufactured. Note that acetylide has explosive properties in a dry state, but does not pose a safety problem because the acetylide is carried out in an aqueous medium and the target substance can be obtained as an aqueous composition.
[0042]
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains the above-mentioned cationic resin composition. In the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, since the above-mentioned cationic resin composition itself has curability, it is not always necessary to use a curing agent. However, it may be used to further improve the curability. Examples of such a curing agent include compounds having at least one of a propargyl group and a carbon-carbon double bond, such as polyepoxides such as novolak phenol, pentaerythritol tetraglycidyl ether, and propargyl alcohol. And a compound obtained by subjecting a compound having a carbon-carbon double bond such as acrylic acid to an addition reaction.
[0043]
Further, it is not always necessary to use a curing catalyst in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention. However, when it is necessary to further improve the curability depending on the curing reaction conditions, a commonly used transition metal compound or the like may be appropriately added as necessary. Such a compound is not particularly limited. For example, a compound in which a ligand such as cyclopentadiene or acetylacetone or a carboxylic acid such as acetic acid is bonded to a transition metal such as nickel, cobalt, manganese, palladium, or rhodium. And the like. The compounding amount of the curing catalyst is preferably 0.1 to 20 mmol per 100 g of the resin solid content in the cationic electrodeposition coating composition.
[0044]
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention may contain an amine. The conversion of the sulfonium group to sulfide by electrolytic reduction in the electrodeposition process is increased by the incorporation of the amine. The above-mentioned amine is not particularly limited, and examples thereof include amine compounds such as primary to tertiary monofunctional and polyfunctional aliphatic amines, alicyclic amines, and aromatic amines. Among these, water-soluble or water-dispersible ones are preferable, and examples thereof include alkylamines having 2 to 8 carbon atoms such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, propylamine, diisopropylamine, and tributylamine; monoethanolamine; Examples include dimethanolamine, methylethanolamine, dimethylethanolamine, cyclohexylamine, morpholine, N-methylmorpholine, pyridine, pyrazine, piperidine, imidazoline, imidazole and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, hydroxyamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and dimethylethanolamine are preferable because of excellent water dispersion stability.
[0045]
The above amine can be directly blended into the cationic electrodeposition coating composition of the present invention. In conventional neutralized amine-based cationic electrodeposition paints, the addition of free amine will deprive the neutralizing acid in the resin and significantly degrade the stability of the electrodeposition solution, but in the present invention, Such inhibition of bath stability does not occur.
[0046]
The amount of the amine is preferably 0.3 to 25 meq per 100 g of the resin solid content in the cationic electrodeposition coating composition. If it is less than 0.3 meq / 100 g, a sufficient effect on throwing power cannot be obtained, and if it exceeds 25 meq / 100 g, the effect corresponding to the added amount cannot be obtained, which is uneconomical. More preferably, it is 1 to 15 meq / 100 g.
[0047]
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention may also contain a resin composition having an aliphatic hydrocarbon group. By blending the resin composition having an aliphatic hydrocarbon group, the impact resistance of the obtained coating film is improved. As the resin composition having the aliphatic hydrocarbon group, a sulfonium group of 5 to 400 mmol per 100 g of solid content of the resin composition, and an aliphatic double chain having an unsaturated double bond having 8 to 24 carbon atoms may be contained. It contains at least one of 10 to 315 mmol of an organic group and a propargyl group having 80 to 135 mmol of a hydrocarbon group and an unsaturated double bond having 3 to 7 carbon atoms at a terminal, and has a sulfonium group and 8 to 24 carbon atoms. The total content of an aliphatic hydrocarbon group which may contain an unsaturated double bond in the chain, an organic group having a terminal of an unsaturated double bond having 3 to 7 carbon atoms, and a propargyl group is a solid content of the resin composition. One having 500 mmol or less per 100 g per minute can be mentioned.
[0048]
When the resin composition having an aliphatic hydrocarbon group is blended with the cationic electrodeposition coating composition, a sulfonium group of 5 to 400 mmol and a carbon number of 8 to 100 g per 100 g of the resin solid content in the cationic electrodeposition coating composition. A total of 10 to 300 mmol of an aliphatic hydrocarbon group which may contain an unsaturated double bond in the chain and a propargyl group and an organic group having an unsaturated double bond having 3 to 7 carbon atoms at a terminal of 24; 485 mmol, and a sulfonium group, an aliphatic hydrocarbon group and a propargyl group which may have an unsaturated double bond having 8 to 24 carbon atoms in the chain, and an unsaturated double bond having 3 to 7 carbon atoms Is at most 500 mmol per 100 g of the cationic electrodeposition coating resin solids, and contains the unsaturated double bond having 8 to 24 carbon atoms in the chain. Content of those aliphatic hydrocarbon group is preferably 3 to 30% by weight of the resin solids of the cationic electrodeposition coating composition.
[0049]
When a resin composition having an aliphatic hydrocarbon group is blended with the cationic electrodeposition coating composition, if the sulfonium group is less than 5 mmol / 100 g, sufficient throwing power and curability can be exhibited. In addition, hydration and bath stability are deteriorated. If it exceeds 400 mmol / 100 g, deposition of the coating film on the surface of the article to be coated will be poor. When the number of the aliphatic hydrocarbon groups having 8 to 24 carbon atoms and which may contain an unsaturated double bond in the chain is less than 80 mmol / 100 g, the improvement in impact resistance is insufficient, and 350 mmol / If it exceeds 100 g, the handleability of the resin composition becomes difficult. When the total of the propargyl group and the organic group having an unsaturated double bond having 3 to 7 carbon atoms at the terminal is less than 10 mmol / 100 g, even when used in combination with another resin or a curing agent, sufficient Curability cannot be exhibited, and if it exceeds 315 mmol / 100 g, the improvement in impact resistance becomes insufficient. A sulfonium group, an aliphatic hydrocarbon group which may contain an unsaturated double bond having 8 to 24 carbon atoms in the chain, a propargyl group, and an organic group having an unsaturated double bond having 3 to 7 carbon atoms at the terminal. The total content is 500 mmol or less per 100 g of the solid content of the resin composition. If it exceeds 500 mmol, the resin may not be actually obtained or the desired performance may not be obtained.
[0050]
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention may further contain, if necessary, other components used in ordinary cationic electrodeposition coating compositions. The other components are not particularly limited, and include, for example, pigments, rust preventives, pigment-dispersed resins, surfactants, antioxidants, and additives for paints such as ultraviolet absorbers.
[0051]
The pigment is not particularly limited and includes, for example, coloring pigments such as titanium dioxide, carbon black and red iron oxide; rust-preventive pigments such as basic lead silicate and aluminum phosphomolybdate; and extender pigments such as kaolin, clay and talc. Examples thereof include those generally used for cationic electrodeposition coatings. Specific examples of the rust inhibitor include calcium phosphite, zinc calcium phosphite, calcium-supported silica, calcium-supported zeolite, and the like. The total amount of the pigment and the rust inhibitor is preferably 0 to 50% by mass as a solid content in the cationic electrodeposition coating composition.
[0052]
The pigment dispersion resin is used for stably dispersing the pigment in the cationic electrodeposition coating composition. The pigment-dispersed resin is not particularly limited, and a commonly used pigment-dispersed resin can be used. Further, a pigment dispersion resin containing a sulfonium group and an unsaturated bond in the resin may be used. Pigment dispersion resin containing such a sulfonium group and an unsaturated bond, for example, a hydrophobic epoxy resin obtained by reacting a bisphenol type epoxy resin and a half-blocked isocyanate, or reacting a sulfide compound, or And a method of reacting a sulfide compound with the resin in the presence of a monobasic acid and a hydroxyl group-containing dibasic acid. The non-heavy metal rust inhibitor can also be stably dispersed in the cationic electrodeposition coating composition by the pigment dispersion resin.
[0053]
The curing temperature of the cationic electrodeposition coating composition of the present invention is preferably set to 130 to 220 ° C. When the curing temperature is lower than 130 ° C., the smoothness of the obtained multilayer coating film may be reduced. When the curing temperature is higher than 220 ° C., the physical properties of the obtained multilayer coating film may be reduced, or the appearance of the multilayer coating film obtained by applying the overcoat may be reduced. The setting of the curing temperature can be performed by a method known by those skilled in the art, such as adjusting the types and amounts of the curing functional group, the curing agent and the catalyst.
[0054]
The curing temperature in the present invention refers to a temperature at which a coating film having a gel fraction of 85% is obtained by heating for 30 minutes. The measurement of the gel fraction is performed by a method of calculating from the difference in mass between the test coated plate before and after the test when the test coated plate is immersed in acetone and refluxed for 5 hours.
[0055]
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention can be obtained by, for example, mixing the above-mentioned components with the above-mentioned cationic resin composition and dissolving or dispersing in water. When used for cationic electrodeposition coating, it is preferable to prepare a bath solution having a nonvolatile content of 10 to 30%. Further, it is preferable that the content of the propargyl group, the carbon-carbon double bond and the sulfonium group in the cationic electrodeposition coating composition is adjusted so as not to deviate from the range shown for the cationic resin composition. .
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
Production Example 1 Production of Resin Composition 1
Cresole novolak type epoxy resin having an epoxy equivalent of 201.8 (trade name: Epotote YDCM-703, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) is added to 3082.5 g, propargyl alcohol 621.3 g and linseed oil fatty acid 535.4 g, and dimethylbenzylamine 9.2 g as a catalyst. Was added to a separable flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen inlet tube and cooling device, the temperature was raised to 120 ° C., and the mixture was reacted for 2 hours. When the epoxy equivalent reached 1850, 1- (2-hydroxy After adding 311.6 g of ethylthio) -2-propanol, 110 g of glacial acetic acid and 329.9 g of deionized water, the mixture was reacted at 75 ° C. for 6 hours to confirm that the residual acid value was 5 or less. .2 g was added to obtain a target resin composition 1 solution.
[0057]
Production Example 2 Production of Resin Composition 2
660 g of polybutadiene dicarboxylic acid (NISSO PB-C1000, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) and 60 g of 2-butyne-1,4-diol (manufactured by BASF) were dissolved in 145 g of xylene, and 0.7 g of p-toluenesulfonic acid was added. The mixture was condensed for 7 hours while dehydrating at 150 ° C. When the theoretical amount of water was generated, the solvent was removed under reduced pressure to obtain a resin composition 2 solution having a number average molecular weight of 6070, a glass transition temperature of -21.1 ° C, and a hydroxyl value of 18.5.
[0058]
Example 1
The resin composition 1 solution obtained in Production Example 1 and the resin composition 2 obtained in Production Example 2 were mixed so that the solid content of the resin composition 2 was 17% by mass, and then mixed. After adding deionized water to a solid content of 70% by mass, the mixture was stirred with a high-speed mixer for 1 hour. Further, deionized water was added so that the solid content concentration became 23.5% by mass, and zinc acetate (II) dihydrate was added to 0.6% by mass (based on 100 g of the solid content of the resin composition in terms of metal). , 0.179 g: standard electrode potential -0.763 V), and then N-methylethanolamine was added at 8 meq per 100 g of solid content of the resin composition, followed by stirring. Further, deionized water was added to obtain a cationic electrodeposition coating composition 1 having a solid content concentration of 20% by mass.
[0059]
Example 2
Instead of zinc acetate, cobalt (II) acetate tetrahydrate was added in an amount of 0.6% by mass (0.142 g of cobalt with respect to 100 g of the resin composition in terms of metal: standard electrode potential -0.277 V). Except that, in the same manner as in Example 1, a cationic electrodeposition coating composition 2 having a solid content of 20% by mass was obtained.
[0060]
Comparative Example 1
A cationic electrodeposition coating composition 3 having a solid content of 20% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except that zinc acetate was not used.
[0061]
Comparative Example 2
1.8 mass% of magnesium acetate (II) tetrahydrate in place of zinc acetate (0.204 g in terms of metal, based on 100 g of solid content of the resin composition: standard electrode potential -2.36 V) A cationic electrodeposition coating composition 4 having a solid content of 20% by mass was obtained in the same manner as in Example 1 except for the addition.
[0062]
Evaluation test
<Collapsibility>
The roundness with four boxes was measured by the measuring device shown in FIG. Four liters of the cationic electrodeposition coating compositions 1 to 4 obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were placed in a plastic electrodeposition coating container (100 × 250 × 200 mm), and the mixture was stirred with a magnetic stirrer. Four zinc phosphate-treated steel sheets obtained by treating JIS G 3141 SPCC-SD with Surfdyne SD-500 (a zinc phosphate surface treating agent manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) were used, the distance between the steel sheets was set to 20 mm, and the distance from the counter electrode was 3 mm. An 8mmφ hole was drilled by the first sheet, and an evaluation plate with a box-shaped structure was made so that paint could enter only through this hole, and placed in the above electrodeposition coating container so that the distance to the counter electrode was 150mm. did. The side portions of the evaluation plate having the box-like structure were subjected to an electrical insulation treatment so that no coating was formed on the side portions. The evaluation plate was used as a cathode, and a voltage was applied between the electrode and a counter electrode to perform coating. The coating was performed by increasing the voltage to 200 V in 5 seconds from the start of the application and then maintaining the voltage at 200 V for 175 seconds. The bath temperature at that time was adjusted to 28 ° C. The coated evaluation plate was washed with water and heated at 180 ° C for 20 minutes. After air cooling, the thickness of the A side of the evaluation plate closest to the counter electrode and the thickness of the G side of the evaluation plate farthest from the counter electrode were measured. Then, the throwing power was evaluated based on the G-plane / A-plane ratio (G / A value). The results obtained are shown in Table 1.
[0063]
<Coating appearance>
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were applied to a zinc phosphate-treated steel sheet obtained by treating 70 × 150 mm JIS G 3141 SPCC-SD with Surfdyne SD-500 (a zinc phosphate surface treating agent manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.). Each of the cationic electrodeposition coating compositions 1 to 4 obtained in 2 was electrodeposited so as to have a dry film thickness of 15 μm, washed with water, and heated at 180 ° C. for 20 minutes to obtain a test plate. The surface roughness of the obtained test plate was measured using a contact-type surface roughness meter (SJ-201 manufactured by Mitutoyo) under the condition of a center line average roughness (Ra) of a cutoff of 0.8 mm. evaluated. The results obtained are shown in Table 1.
[0064]
<Paint stability>
The cationic electrodeposition coating compositions 1 to 4 obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were placed in a container, and allowed to stand at 40 ° C. ± 1 ° C. with stirring for 30 days. A test plate was prepared in the same manner as described above, and the center line average roughness (Ra) of the coating film was evaluated. The results obtained are shown in Table 1.
[0065]
[Table 1]
Figure 2004285273
[0066]
As is apparent from the above results, the resin containing the sulfonium group- and propargyl group-containing resin and the electrolytically active reducing auxiliary, and the standard electrode potential of sulfur (Es(V)) and the standard electrode potential (EM(V)) is | EM-ESIt has been found that the cationic electrodeposition coating composition satisfying the relational expression of | ≦ 1.5 has excellent throwing power without lowering the coating stability and the appearance of the coating film.
[0067]
However, | EM-ESA cationic electrodeposition coating composition that contains an electroactive reduction aid containing a metal with |> 1.5 or that does not contain such an electroactive reduction aid may have poor throwing power. all right.
[0068]
【The invention's effect】
The cationic electrodeposition coating composition of the present invention contains a cationic resin composition having a sulfonium group and a propargyl group, further contains an electrolytically active reducing auxiliary, and has a standard electrode potential E of sulfur.S(V) and the standard electrode potential E of the metal contained in the electrolytically active reduction aid.M(V) is | EM-ESSince it satisfies | ≦ 1.5, it has excellent throwing power without deteriorating the stability of the paint and the appearance of the paint film.
By using the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, it is possible to apply an electrodeposition coating film that is uniform and excellent in rust prevention even on a structure having a complicated shape such as a bag portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a throwing power measuring device using a four-box method.
[Explanation of symbols]
1. Evaluation board (English letters indicate the evaluation surface, and parentheses indicate the back surface)
2. Opposite pole
3. DC current
4. Through hole
5. Electrodeposition coating tank
6. Stirrer
7. Electrodeposition paint

Claims (3)

スルホニウム基及びプロパルギル基を有するカチオン性樹脂組成物を含んでいるカチオン電着塗料組成物であって、
更に、電解活性還元補助剤を含むものであり、
硫黄の標準電極電位E(V)及び前記電解活性還元補助剤に含有される金属の標準電極電位E(V)は、下記式(1);
|E−E|≦1.5 (1)
を満たすものである
ことを特徴とするカチオン電着塗料組成物。
A cationic electrodeposition coating composition comprising a cationic resin composition having a sulfonium group and a propargyl group,
Further, it contains an electrolytically active reducing auxiliary,
The standard electrode potential E S (V) of sulfur and the standard electrode potential E M (V) of the metal contained in the electrolytically active reducing aid are represented by the following formula (1):
| E M -E S | ≦ 1.5 (1)
A cationic electrodeposition coating composition characterized by satisfying the following.
前記式(1)は、|E−E|≦1.0を満たすものである請求項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 formula (1) satisfies | E M -E S | ≦ 1.0. 前記電解活性還元補助剤は、前記カチオン性樹脂組成物の固形分に対して金属換算で0.1〜1.0質量%である請求項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 claim 1, wherein the electroactive reduction aid is 0.1 to 1.0 mass% in terms of metal based on the solid content of the cationic resin composition. 4.
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