制备和处理钢基底的方法_4

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物,例如干性油或者半干性脂肪酸酯与二羧酸或者酸酐的反应产物或加合物;和脂肪酸酯, 不饱和酸或者酸酐和任何另外的不饱和改性材料(其进一步与多元醇反应)的反应产物。 同样合适的是不饱和羧酸的羟烷基酯,不饱和羧酸和至少一种其他烯属不饱和单体的至少 部分中和的互聚物。仍然的另一种合适的可电沉积成膜树脂包含醇酸树脂-氨基塑料载 体,g卩,含有醇酸树脂和胺-醛树脂的载体。仍然的另外一种阴离子型可电沉积树脂组合物 包含树脂多元醇的混合酯,例如描述在美国专利No. 3749657的第9栏第1-75行和第10栏 第1-13行中,其引用部分在此引入作为参考。还可以使用其他酸官能聚合物,例如磷酸盐 化的聚环氧化物或者磷酸盐化的丙烯酸类聚合物,如本领域技术人员已知的。
[0079] 如前所述,经常令人期望的是含活性氢的离子型可电沉积树脂(a)是阳离子型 的,并且能够沉积在阴极上。这样的阳离子型成膜树脂的例子包括含胺盐基团的树脂,例 如多环氧化物和伯或仲胺的酸增溶反应产物,例如描述在美国专利No. 3663389 ;3984299 ; 3947338 ;和3947339中的那些。经常地,这些含胺盐基团的树脂是与封闭异氰酸酯固化剂 组合使用的。该异氰酸酯可以是完全封闭的,如美国专利No. 3984299所述,或者该异氰酸 酯可以是部分封闭的,并且与树脂主链反应,例如描述在美国专利No. 3947338中。同样,美 国专利No. 4134866和DE-OS No. 2707405中所述的单组分组合物可以用作成膜树脂。除了 环氧-胺反应产物之外,成膜树脂也可以选自阳离子型丙烯酸类树脂,例如描述在美国专 利No. 3455806和3928157中的那些。
[0080] 除了含胺盐基团的树脂之外,也可以使用含季铵盐基团的树脂,例如将有机多环 氧化物与叔胺盐反应所形成的那些,如美国专利No. 3962165 ;3975346 ;和4001101所述。 其他阳离子型树脂的例子是含有叔锍盐基团的树脂和含季鱗盐基团的树脂,例如分别描述 在美国专利No. 3793278和3984922中的那些。同样,可以使用经由酯交换而固化的成膜树 月旨,例如描述在欧洲申请No. 12463中。此外,可以使用由曼尼希碱所制备的阳离子型组合 物,例如描述在美国专利No. 4134932中。
[0081] 在某些实施方案中,存在于该可电沉积组合物中的树脂是带正电的树脂,其包含 伯和/或仲胺基团,例如描述在美国专利No. 3663389 ;3947339 ;和4116900中。在美国专利 No. 3947339中,将多胺例如二亚乙基三胺或者三亚乙基四胺的聚酮亚胺(polyketimine) 衍生物与多环氧化物反应。当该反应产物用酸中和并分散在水中时,产生了游离的伯胺 基团。同样,当多环氧化物与过量的多胺例如二亚乙基三胺和三亚乙基四胺反应时,形成 了等价的产物,并且将多余的多胺从反应混合物中真空汽提,如美国专利No. 3663389和 4116900 所述。
[0082] 在某些实施方案中,含活性氢的离子可电沉积树脂在可电沉积组合物中的存在量 是1-60%重量,例如5-25%重量,基于电沉积浴的总重量计。
[0083] 如所示的,该可电沉积组合物的树脂相经常进一步包含固化剂,其适于与离子型 可电沉积树脂的活性氢基团反应。例如封闭的有机多异氰酸酯和氨基塑料固化剂都适用于 本发明,虽然封闭的异氰酸酯经常优选用于阴极电沉积。
[0084] 氨基塑料树脂(其经常是用于阴离子型电沉积的优选的固化剂)是胺或者酰胺与 醛的缩合产物。合适的胺或者酰胺的例子是三聚氰胺,苯并胍胺,脲和类似化合物。通常, 所用的醛是甲醛,但是产物可以由其他醛例如乙醛和糠醛制成。该缩合产物包含羟甲基或 者类似的羟烷基,这取决于所用的具体醛。经常地,将这些羟甲基通过与醇例如含有1-4个 碳原子的单羟基醇例如甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇反应来醚化。氨基塑料树脂是以商标名 CYMEL 市售自 American Cyanamid Co?和以商标名 RESIMENE 市售自 Monsanto Chemical Co ? 〇
[0085] 该氨基塑料固化剂经常与含活性氢的阴离子型可电沉积树脂以5% -60%重量, 例如20% -40%重量的量一起使用,该百分比基于可电沉积组合物中树脂固体的总重量 计。如所示的,封闭有机多异氰酸酯经常用作阴极电沉积组合物中的固化剂。该多异氰酸 酯可以是完全封闭的,如美国专利No. 3984299的第1栏第1-68行,第2栏和第3栏第1-15 行所述,或者是部分封闭的,并且与聚合物主链反应,如美国专利No. 3947338的第2栏第 65-68行,第3栏和第4栏第1-30行所述,其引用部分在此引入作为参考。"封闭的"表示 异氰酸酯基团已经与化合物反应,以使得所得封闭的异氰酸酯基团在环境温度对于活性氢 是稳定的,但是与通常处于90°C -200°C的高温的成膜聚合物中的活性氢是有反应性的。
[0086] 合适的多异氰酸酯包括芳族和脂肪族多异氰酸酯,包括脂环族多异氰酸酯,并且 代表性例子包括二苯基甲烷-4, 4' -二异氰酸酯(MDI),2, 4-或者2, 6-甲苯二异氰酸酯 (TDI),包括其混合物,对亚苯基二异氰酸酯,四亚甲基和六亚甲基二异氰酸酯,二环己基甲 烷-4, 4' -二异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯,以及苯基甲烷-4, 4' -二异氰酸酯和多亚甲基 多苯基异氰酸酯的混合物。可以使用高级多异氰酸酯例如三异氰酸酯。例子将包括三苯基 甲烷-4, 4',4"-三异氰酸酯。还可以使用异氰酸酯与多元醇例如新戊二醇和三羟甲丙烷和 与聚合物多元醇例如聚己内酯二醇和三醇(NC0/0H当量比大于1)的预聚物。
[0087] 该多异氰酸酯固化剂典型地与含活性氢的阳离子型可电沉积树脂以5% -60%重 量,例如20% -50%重量的量一起使用,该百分比基于可电沉积组合物的树脂固体的总重 量计。
[0088] 在某些实施方案中,该包含成膜树脂的涂料组合物还包含钇。在某些实施方案中, 钇在这样的组合物中的存在量是10-10000ppm,例如不大于5000ppm,和在一些情况中不大 于lOOOppm的总钇(作为元素钇测量)。可溶性和不溶性钇化合物都可以充当钇源。适用 于无铅的可电沉积涂料组合物中的钇源的例子是可溶性有机和无机钇盐例如乙酸钇,氯化 钇,甲酸钇,碳酸钇,氨基磺酸钇,乳酸钇和硝酸钇。当钇作为水溶液加入到电涂浴中时,硝 酸钇(一种易于获得的钇化合物)是优选的钇源。适用于可电沉积组合物的其他钇化合物 是有机和无机钇化合物例如氧化钇,溴化钇,氢氧化钇,钼酸钇,硫酸钇,硅酸钇和草酸钇。 还可以使用有机钇络合物和钇金属。当钇作为颜料糊中的组分而混入到电涂浴中时,氧化 钇经常是优选的钇源。
[0089] 这里所述的可电沉积组合物处于含水分散体的形式。术语"分散体"据信是两相 透明的、半透明的或者不透明的树脂体系,在其中树脂处于分散相,并且水处于连续相。树 脂相的平均粒度通常小于1. 〇和通常小于〇. 5微米,经常小于0. 15微米。
[0090] 树脂相在含水介质中的浓度经常是至少1重量%,例如2-60重量%,基于含水分 散体的总重量计。当这样的组合物处于树脂浓缩物的形式时,它们通常的树脂固体含量是 20-60重量%,基于含水分散体的重量计。
[0091] 这里所述的可电沉积组合物经常作为双组分来供给:(1)透明树脂供料,其通常 包括含活性氢的离子型可电沉积树脂(即,主要成膜聚合物),固化剂和任何另外的水可分 散的、非着色的组分;和(2)颜料糊,其通常包括一种或多种着色剂(如下所述),水可分散 的研磨树脂(其可以与主要成膜聚合物相同或不同)和任选的添加剂例如润湿助剂或者分 散助剂。电沉积浴组分(1)和(2)分散在含水介质(其包含水和通常的聚结溶剂)中。
[0092] 如前所述,除了水之外,该含水介质可以包含聚结溶剂。有用的聚结溶剂通常是 烃,醇,酯,醚和酮。优选的聚结溶剂经常是醇,多元醇和酮。具体的聚结溶剂包括异丙醇, 丁醇,2-乙基己醇,异佛尔酮,2-甲氧基戊酮,乙二醇和丙二醇,和乙二醇的单乙基单丁基 和单己基醚。聚结溶剂的量通常是0. 01-25%,例如0. 05-5 %重量,基于含水介质的总重量 计。
[0093] 如上所述,在某些其他实施方案中,在基底与预处理组合物接触后,它然后可以与 粉末涂料组合物接触。作为此处使用的,"粉末涂料组合物"指的是完全没有水和/或溶剂 的涂料组合物。因此,此处公开的粉末涂料组合物与本领域已知的水性和/或溶剂型涂料 组合物不是同义的。
[0094] 在某些实施方案中,该粉末涂料组合物包含(a)具有反应性官能团的成膜聚合 物;和(b)与所述官能团有反应性的固化剂。能够用于本发明的粉末涂料组合物的例子包 括ENVIR0CR0N系的粉末涂料组合物(市售自PPG Industries,Inc.)以及描述在美国专利 No. 7470752,7432333和6797387中的粉末涂料组合物。
[0095] 能够用于本发明的粉末涂料组合物中的合适的成膜聚合物包括(聚)酯(例如聚 酯异氰尿酸三缩水甘油酯),(聚)氨基甲酸酯,异氰尿酸酯,(聚)脲,(聚)环氧化物,酸 酐,丙烯酸类物质,(聚)醚,(聚)硫醚,(多)胺,(聚)酰胺,(聚)氯乙烯,(聚)烯烃, (聚)偏氟乙烯或者其组合。
[0096] 在某些实施方案中,该粉末涂料组合物的成膜聚合物的反应性官能团包括羟基, 羧基,异氰酸酯基(包括封闭的(多)异氰酸酯),伯胺,仲胺,酰胺,氨基甲酸酯,脲,氨基甲 酸酯,乙烯基,不饱和酯,马来酰亚胺,富马酸酯,酸酐,羟基烷基酰胺,环氧或者其组合。
[0097] 可以用于本发明的粉末涂料组合物中的合适的固化剂(交联剂)包括氨基塑料树 月旨,多异氰酸酯,封闭的多异氰酸酯,多环氧化物,多元酸,多元醇或者其组合。
[0098] 在某些实施方案中,该粉末涂料组合物在固化后是低光泽度涂层。作为此处使用 的,"低光泽度"表示当通过BYK-Gardner光泽计(获自BYK-Gardner USA)在60°测试时, 小于15的值。
[0099] 如上所述,在某些实施方案中,该涂料组合物可以是液体涂料组合物。作为此处使 用的,"液体涂料组合物"指的是包含一部分的水和/或溶剂的涂料组合物。因此,此处公开 的液体涂料组合物是与本领域已知的水性和/或溶剂型涂料组合物同义的。
[0100] 在某些实施方案中,该液体涂料组合物包含(a)具有反应性官能团的成膜聚合 物;和(b)与所述官能团有反应
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