如乙二醇單 下酸W1 :0. 5-1 :1的摩爾比反應(yīng),其后使得該產(chǎn)物與2mol的支化的單簇酸的縮水甘油基 醋反應(yīng)。此外,聚簇酸酢(即每個分子含有兩個或者=個簇基官能度的那些)或者聚簇酸 酢的混合物可W同時與二醇例如1,6-己二醇和/或二醇單酸和單環(huán)氧化物反應(yīng),其后如果 期望,該產(chǎn)物可W與單環(huán)氧化物反應(yīng)。對于含水組合物來說,運些非酸性聚醋也可W用多胺 例如二亞乙基=胺改性來形成酷胺聚醋。運樣的"胺改性的"聚醋可W引入上述的線性或 者支化的胺加合物中,來形成自固化胺加合物醋。
[0112] 上述類型的非酸性聚醋典型地可溶于有機(jī)溶劑,并且典型地可W容易的與上述主 膜形成樹脂混合。
[0113] 適用于含水體系的聚醋或者運樣的材料的混合物典型地在包含陽離子鹽基團(tuán)的 樹脂存在下分散在水中。
[0114]在一些實施方案中,該多異氯酸醋固化劑典型地與陽離子主成膜聚合物5重 量%的量一起使用,基于電沉積浴的樹脂固體的總重量。在其它實施方案中,該多異氯酸醋 固化劑典型地與陽離子主成膜聚合物W《60重量%的量一起使用,基于電沉積浴的樹脂 固體的總重量。在仍然的其它實施方案中,主成膜聚合物的量可W處于前句所述值的任意 組合之間,包括端點值。例如多異氯酸醋固化劑可W與陽離子主成膜聚合物W20% -50% 重量的量一起使用,基于電沉積浴的樹脂固體的總重量。
[0115] 在一些實施方案中,可W用于電泳漆組合物中的固化劑是描述在美國專利 No. 5902473中的固化劑,其在此引入作為參考。
[0116] 應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠基于主成膜聚合物的官能度來確定用于具體主成 膜聚合物的適當(dāng)?shù)墓袒瘎?br>[0117] 在某些實施方案中,至少一部分的固化劑化學(xué)鍵合到主成膜聚合物上。在其它實 施方案中,該固化劑沒有化學(xué)鍵合到主成膜聚合物上,并且作為添加劑加入到可電沉積涂 料組合物中。
[0118] 電沉積浴的第二組分(研磨載體)通常包含顏料組合物(顏料糊),其可W具有 一種或多種顏料,水可分散性聚合物和任選的添加劑例如表面活性劑,潤濕劑,催化劑,分 散助劑或者其組合。應(yīng)當(dāng)注意的是該研磨載體的水可分散性聚合物可W與樹脂共混物中的 主成膜聚合物相同或不同。用于研磨載體中的顏料組合物可W是常規(guī)類型,包含顏料例如 鐵氧化物,銘酸鎖,炭黑,煤灰,二氧化鐵,滑石,硫酸領(lǐng)W及著色顏料例如儒黃,儒紅,儒黃 等。在一些實施方案中,該顏料組合物可W包含效應(yīng)顏料,例如但不限于導(dǎo)電性和/或光致 變色顏料。該分散體的顏料含量通常表達(dá)為顏料-樹脂比。在本發(fā)明的實踐中,當(dāng)使用顏 料時,顏料-樹脂比通常是大約0. 02 :1-1 :1。上述其它添加劑通常在分散體中的量是大約 0. 01% -3%重量,基于樹脂固體的重量。
[0119] 電沉積浴的第一和第二組分一起分散在含水介質(zhì)中,該介質(zhì)包含水和通常聚結(jié)溶 劑來形成電沉積浴。能夠用于電沉積浴的有用的聚結(jié)溶劑包括但不限于控,醇,醋,酸和/ 或酬。在一種實施方案中,該聚結(jié)溶劑包括醇,多元醇和酬。具體的聚結(jié)溶劑包括異丙醇, 下醇,2-乙基己醇,異佛爾酬,2-甲氧基戊酬,乙二醇和丙二醇,和乙二醇的單乙基、單下基 和單己基酸。在某些實施方案中,用于電沉積浴的聚結(jié)溶劑的量>0.01%重量,基于用于制 造電沉積浴的含水介質(zhì)的總重量。在其它實施方案中,用于電沉積浴的聚結(jié)溶劑的量《25 重量%,基于用于制造電沉積浴的含水介質(zhì)的總重量。在仍然的其它實施方案中,用于電沉 積浴的聚結(jié)溶劑的量可W處于所述值的任意范圍之間,其是前句中所述的,包括所述值。例 如在一種實施方案中,用于電沉積浴的聚結(jié)溶劑的量可W是0.05% -5%重量,基于用于制 造電沉積浴的含水介質(zhì)的總重量。
[0120] 如上所述,在某些實施方案中,該環(huán)脈和/或未反應(yīng)的酪類可W處于添加劑的形 式,其加入到可電沉積涂料組合物中。在一些實施方案中,該添加劑是"純凈"加入的,即直 接加入可電沉積涂料組合物中,沒有事先與包含在可電沉積涂料組合物中的其它組分混合 或者反應(yīng)。例如在一些實施方案中,該添加劑是"純凈"加入電沉積浴中和/或用于形成電 沉積浴的組分中(例如樹脂共混物和/或研磨載體)。在其它實施方案中,該添加劑在含水 介質(zhì)加入電沉積浴之前,加入到該含水介質(zhì)中的。例如該添加劑可W加入含水介質(zhì)中,其在 電沉積浴制備后加入電沉積浴中(即后加入)。在一些實施方案中,在樹脂共混物和/或研 磨載體分散在含水介質(zhì)中之前,該添加劑"純凈"加入該樹脂共混物和/或該研磨載體中。 換言之,在形成電沉積浴之前,該添加劑可W加入該樹脂共混物和/或該研磨載體中。運樣 的添加劑的制備將在下面的實施例部分中更詳細(xì)的討論。
[0121] 在某些實施方案中,加入該可電沉積涂料組合物的添加劑包含環(huán)脈和單官能化化 合物或者包含未反應(yīng)的酪類和單官能化化合物的混合物的反應(yīng)產(chǎn)物。合適的單官能化化合 物包括但不限于苯基縮水甘油基或者2-乙基己基縮水甘油基酸。
[0122] 在某些實施方案中,本發(fā)明的環(huán)脈是作為包含環(huán)脈和未反應(yīng)的酪類的混合物的一 部分而引入樹脂共混物和/或研磨載體中的。將理解該環(huán)脈W及另外的組分都對于主成膜 聚合物和/或樹脂共混物和/或研磨載體分別的水可分散性聚合物上的官能團(tuán)是反應(yīng)性 的。
[0123] 此外,在一些實施方案中,本發(fā)明的環(huán)脈是作為包含環(huán)脈和另外的組分的混合物 的一部分而引入樹脂共混物和/或研磨載體中。將理解環(huán)脈W及另外的組分都對于主成膜 聚合物和/或樹脂共混物和/或研磨載體分別的水可分散性聚合物上的官能團(tuán)是反應(yīng)性 的。在一些實施方案中,該另外的組分是"胺包裝",其加入到該樹脂共混物和/或研磨載體 中。本文使用的"胺包裝"指的是胺的混合物,例如但不限于多胺,伯胺,仲胺,胺-氨基甲 酸醋,叔胺或者其組合。
[0124] 在其它實施方案中,該另外的組分可W包括硫化物或者胺包裝與硫化物的組合。 能夠用于本發(fā)明的合適的硫化物包括但不限于徑基官能化硫化物例如硫代二乙醇。
[01巧]在某些實施方案中,該另外的組分包含其它官能團(tuán),例如但不限于醇,叔胺,氨基 甲酸醋,脈,酬亞胺,氨基甲酸醋或者其組合。
[0126] 在一些實施方案中,該氨基甲酸醋官能團(tuán)是多胺和碳酸醋例如環(huán)碳酸醋的反應(yīng)產(chǎn) 物??蒞用于形成氨基甲酸醋的合適的多胺包括但不限于二亞乙基=胺,二亞丙基=胺,雙 六亞甲基S胺,異佛爾酬二胺,4'-雙氨基環(huán)己基胺,亞二甲苯基二胺,N-徑乙基乙二胺,六 亞甲基=胺,=氨基乙基胺或者其組合。在某些實施方案中,該多胺包含伯和/或仲胺???W用于形成氨基甲酸醋的合適的碳酸醋包括但不限于碳酸乙締醋,碳酸丙締醋,碳酸下締 醋或者其混合物。
[0127] 在一些實施方案中,該另外的組分包含多胺和碳酸醋的反應(yīng)產(chǎn)物。前段所列的多 胺和碳酸醋適用于形成運樣的反應(yīng)產(chǎn)物。在某些實施方案中,該多胺包含伯胺和仲胺。在 一些實施方案中,該多胺的至少一部分的伯胺與環(huán)碳酸醋反應(yīng)來形成氨基甲酸醋。
[0128] 在一些實施方案中,該環(huán)脈是與樹脂共混物和/或研磨載體的聚合物反應(yīng)的混合 物的唯一組分。在某些實施方案中,將未反應(yīng)的酪類加入到樹脂共混物和/或研磨載體的 環(huán)脈反應(yīng)產(chǎn)物中。
[0129] 如上所述,在某些實施方案中,環(huán)脈和/或未反應(yīng)的酪類源可W引入可電沉積涂 料組合物的聚合物中,例如該主成膜聚合物和/或研磨載體的水可分散性聚合物中。為了 清楚起見,主成膜聚合物和研磨載體的水可分散性聚合物通常將稱作"聚合物"。例如,該環(huán) 脈可W經(jīng)由環(huán)脈和聚合物上的官能團(tuán)之間的反應(yīng)而引入聚合物中。在一些實施方案中,該 環(huán)脈通過與聚合物上的環(huán)氧官能團(tuán)反應(yīng)而引入環(huán)氧官能的聚合物中。引入該環(huán)脈的聚合物 的制備將在下面的實施例部分中更詳細(xì)的討論。
[0130] 在本發(fā)明的一些實施方案中,環(huán)脈和聚合物的聚合物反應(yīng)產(chǎn)物可W通過多種方法 來賦予其陽離子和水可分散性。例如在一些實施方案中,聚合物和環(huán)脈的反應(yīng)產(chǎn)物是通過 用酸中和至少一部分的鍵合到聚合物上的環(huán)脈部分而賦予其陽離子和水可分散性的,所述 酸例如是乳酸,乙酸,氨基橫甲酸,憐酸,甲燒橫酸,對甲苯橫酸,二徑甲基丙酸,其它酸或者 其組合。在一些實施方案中,該聚合物是通過用酸中和至少一部分的鍵合到聚合物上的胺 而賦予其陽離子和水可分散性的(即環(huán)脈沒有中和)。在仍然的其它實施方案中,該聚合物 是通過用酸中和至少一部分的環(huán)脈和至少一部分的胺(其每個鍵合到聚合物上)而賦予其 陽離子和水可分散性。
[0131] 如上所述,在本發(fā)明的某些實施方案中,用于該可電沉積涂料組合物中的固化劑 包含環(huán)脈和異氯酸醋的反應(yīng)產(chǎn)物,并且在某些實施方案中進(jìn)一步包含未反應(yīng)的酪類源。在 一些實施方案中,異氯酸醋包含脂肪族異氯酸醋,芳族異氯酸醋或者其組合。運些實施方案 的一個潛在的優(yōu)點是將環(huán)脈引入固化劑中產(chǎn)生了封閉的固化催化劑。換言之,通過施加熱 到該固化劑上,該環(huán)脈從固化劑中釋放,并且用于催化該可電沉積涂料組合物的固化過程。
[0132] 此外,在一些實施方案中,該環(huán)脈被用于封閉至少一部分的固化劑。在一些實施方 案中,未反應(yīng)的酪類源加入該環(huán)脈反應(yīng)產(chǎn)物中,其被用于封閉至少一部分的固化劑。因此, 將理解一旦固化劑解封(即該環(huán)脈不再封閉固化劑),則該固化劑能夠與主成膜聚合物上 的官能團(tuán)反應(yīng),由此固化該主成膜聚合物,同時該環(huán)脈催化了固化過程。
[0133] 如上所述,在某些實施方案中,彈坑控制添加劑(其可W引入該可電沉積涂 料組合物中)可W包含環(huán)脈。在某些實施方案中,將未反應(yīng)的酪類源加入該環(huán)脈反 應(yīng)產(chǎn)物和彈坑控制添加劑中。合適的彈坑控制添加劑包括但不限于描述在美國專利 No. 4420574, 4423166和4423850中的那些,其在此引入作為參考。例如在一些實施方案中, 該環(huán)脈可W用于代替至少一部分的用于形成彈坑控制添加劑的胺。
[0134] 如上所述,在一些實施方案中,微凝膠(其可W引入該可電沉積涂料組合物中)可 W包含環(huán)脈。在一些實施方案中,將未反應(yīng)的酪類源加入該環(huán)脈反應(yīng)產(chǎn)物和微凝膠中???W使用的合適的微凝膠描述在美國專利No. 5096556中,其在此引入作為參考。例如在某些 實施方案中,該環(huán)脈可W用于代替至少一部分的用于形成微凝膠的胺。
[0135] 本發(fā)明的可電沉積涂料組合物可W施用到許多基底上。因此,本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)及 基底,其是至少部分的用此處所述的可電沉積涂料組合物來涂覆的。將理解該電涂涂料組 合物可W作為單涂層或者多層涂層復(fù)合物中的涂層而施用到基底上。合適的基底非限定性 例子可W包括金屬,金屬合金和/或已經(jīng)金屬化的基底例如鍛儀塑料。例如該金屬或者金 屬合金可W包括侶和/或鋼。在一種實施方案中,該鋼可W是冷社鋼,電鍛鋒鋼和熱浸鍛鋒 鋼。在一種實施方案中,金屬的表面(涂料施用到其上)的至少一部分的表面是用憐酸鹽 例如憐酸鋒預(yù)處理的。在某些實施方案中,該涂覆的基底可W包含一部分的載體例如車體 (例如但不限于n,車體面板,卡車甲板蓋,車頂板,引擎蓋和/或車頂棚)和/或車輛骨架。 本文使用的術(shù)語"車輛"或者其變體包括但不限于民用,商用和軍用陸地車輛例如轎車和卡 車。
[0136] 此外,本發(fā)明的可電沉積涂料組合物可W施用到基底上,來賦予廣泛的多種性能, 例如但不限于耐腐蝕性,耐碎裂性,填充性(即遮蓋下面的基底的粗糖度的能力),耐磨性, 沖擊損壞,阻燃和/或隔熱性,耐化學(xué)品性,耐UV光性和/或結(jié)構(gòu)完整性。
[0137] 取決于基底,該可電沉積涂料組合物(其包括將未反應(yīng)的酪類加入到含環(huán)脈的涂 料組合物中)可W使用0. 5-5mA/cm2,例如l-3mA/cm2,例如l-2mA/cm2的電流密度來施用 (即電沉積)到基底上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解電沉積進(jìn)行時的電壓和電沉積進(jìn)行的時長 可W是變化的,并且可W調(diào)整來適應(yīng)多種電沉積浴條件。
[013引在一些實施方案中,與類似的,但是沒有加入未反應(yīng)的酪類的涂料相比,該可電沉 積涂料組合物(其包括將未反應(yīng)的酪類化合物加入到含環(huán)脈的涂料組合物中)可W表現(xiàn)出 改進(jìn)的泳透力。在具體一些實施方案中可W表現(xiàn)出當(dāng)施用到?jīng)]有預(yù)處理的導(dǎo)電基底上時, 庫侖用量小于100庫侖/克。一些實施方案可W典型地表現(xiàn)出當(dāng)使用涂覆條件限制到<1. 5 毫安/平方厘米施用到裸露的、沒有預(yù)處理的導(dǎo)電基底上時,庫侖用量小于50庫侖/克,例 如小于40庫侖/克或者更低。本發(fā)明的一些實施方案可W表現(xiàn)出當(dāng)施用到導(dǎo)電基底(其 含有厚度小于1微米,例如0. 5微米的預(yù)處理層)時,庫侖用量小于例如100庫侖/克。
[0139] 在涂料已經(jīng)經(jīng)由電沉積施用到基底之后,在一種實施方案中,該涂層是通過將基 底在90°C-260°C的高溫烘烤1分鐘-40分鐘的時間來固化的。
[0140] 如上所述,在某些實施方案中,本發(fā)明的可電沉積涂料組合物被用于電泳漆中,其 是多層涂層復(fù)合物的一部分,其包含具有不同的涂層的基底。該涂層可W包括預(yù)處理層,例 如憐酸鹽層(例如憐酸鋒層)或者第IIIB族和/或第IVB族的層(例如錯),由本發(fā)明的 可電沉積涂料組合物形成的電泳漆,和合適的頂涂層(例如底涂層,透明涂層,顏料化單涂 層和彩色并透明復(fù)合組合物)。應(yīng)當(dāng)理解合適的頂涂層包括本領(lǐng)域已知的那些的任何一種, 并且每個獨立的可W是水性的,溶劑性的,處于固體顆粒形式(即粉末涂料組合物),或者 處于粉末漿體的形式。頂涂層典型地包括成膜聚合物,交聯(lián)材料和在著色底涂層或者單涂 層的情況中,包括一種或多種顏料。在一種實施方案中,底漆層位于電泳漆和底涂層之間。 在某些實施方案中,一種或多種的頂涂層施用到基本上未固化的下面的層上。例如在一些 實施方案中,透明涂層施用到至少一部分的基本上未固化的底涂層上(濕碰濕),并且兩種 層在下游方法中同時固化。
[0141] 此外,在一些實施方案中,頂涂層可W直接施用到該可電沉積的涂層上。換言之, 在一些實施方案中,該基底缺乏底漆層。例如在