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用于制备可电泳沉积涂料的分散体

阅读:976发布:2020-05-14

专利汇可以提供用于制备可电泳沉积涂料的分散体专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 水 性分散体,可由如下得到:将烯属不饱和 单体 或烯属不饱和单体的混合物在至少部分质子化的环 氧 化物/胺加合物的水溶液中聚合,其特征是,环氧化物/胺加合物可通过将(A)、(B)和(C)反应形成环氧化物/胺加合物而得到:(A)分子中统计平均含有至少一个环氧基的多酚的缩水甘油醚,或这类缩水甘油醚的混合物,(B)分子中统计平均含有1.0个以上环氧基的多元醇的聚缩水甘油醚,或这类聚缩水甘油醚的混合物和(C)分子中含有一个伯 氨 基的化合物,或这类化合物的混合物,其中组分(A)和(B)以1.0∶0.5-1.0∶8.0的当量比使用和基于1当量(A)和(B)的环氧基使用0.3-0.7mol组分(C)。,下面是用于制备可电泳沉积涂料的分散体专利的具体信息内容。

1.性分散体,可由如下得到:将用作烯属不饱和单体的苯乙烯 或含有至少70wt%苯乙烯的烯属不饱和单体的混合物在至少部分质 子化的环化物/胺加合物的水性溶液中聚合,其特征是,环氧化物/ 胺加合物可通过将(A)、(B)和(C)反应形成环氧化物/胺加合物 而得到:
(A)分子中统计平均含有至少一个环氧基的多酚的缩水甘油醚, 或这类缩水甘油醚的混合物,
(B)分子中统计平均含有1.0个以上环氧基的多元醇的聚缩水 甘油醚,或这类聚缩水甘油醚的混合物和
(C)分子中含有一个伯基的化合物,或这类化合物的混合物,
其中组分(A)和(B)以1.0∶0.5-1.0∶8.0的当量比使用和基于 1当量(A)和(B)的环氧基使用0.3-0.7mol组分(C)。
2.按权利要求1的水性分散体,其特征是,通过将烯属不饱和单 体或烯属不饱和单体的混合物和至少部分质子化的环氧化物/胺加合 物以9.0∶1.0-0.1∶1.0的重量比使用而得到。
3.按权利要求1或2的水性分散体,其特征是,通过用苯乙烯和 至少一种其它的可与苯乙烯共聚合的不饱和单体的混合物作为烯属不 饱和单体的混合物得到。
4.按权利要求1或2的水性分散体,其特征是,可通过在使用水 不溶性引发剂或水不溶性引发剂混合物下自由基聚合烯属不饱和单体 或烯属不饱和单体的混合物而得到。
5.按权利要求4的水性分散体,其特征是,可通过水不溶性引发 剂或水不溶性引发剂的混合物以0.1-10.0wt%的量使用得到,该量是 基于烯属不饱和单体的用量或烯属不饱和单体混合物的用量。
6.按权利要求5的水性分散体,其特征是,可由如下得到:先放 入占总用量至少50wt%的引发剂和在最多3小时内加入烯属不饱和单 体或加入烯属不饱和单体的混合物。
7.制备按权利要求1的水性分散体的方法,其特征是,将烯属不 饱和单体或烯属不饱和单体的混合物在至少部分质子化的环氧化物/ 胺加合物的水性溶液中聚合,其中至少部分质子化的环氧化物/胺加合 物通过将(A)、(B)和(C)反应形成环氧化物/胺加合物而得到: (A)分子中统计平均含有至少一个环氧基的多酚的缩水甘油醚,或 这类缩水甘油醚的混合物,(B)分子中统计平均含有1.0个以上环氧 基的多元醇的聚缩水甘油醚,或这类聚缩水甘油醚的混合物和(C) 分子中含有一个伯氨基的化合物,或这类化合物的混合物,其中组分 (A)和(B)以1.0∶0.5-1.0∶8.0的当量比使用和基于1当量(A) 和(B)的环氧基使用0.3-0.7mol组分(C)。
8.水性涂料,其特征是,它含有按权利要求1的水性分散体。
9.涂敷导电基底的方法,其特征是,使用权利要求8的涂料。
10.按权利要求1的水性分散体用于制备颜料糊和水性涂料的用 途。

说明书全文

发明涉及性分散体,可通过将烯属不饱和单体或烯属不饱和单 体的混合物在一种至少部分质子化的环化物/胺加合物的水溶液中聚 合得到,以及涉及水性分散体在制备可电泳沉积的涂料中的用途。可电 泳沉积的涂料是可用于在电沉积涂敷(大部分是阳离子型)过程中在导 电基底上制造涂层的涂料组合物。沉积涂敷时将待涂的物体浸入含有沉 积涂料的槽中,其中将物体连作阳极阴极,因此在槽中形成电场。通 常的操作电压为50-500V。在电场的作用下沉积涂料沉积在物体上。 显然,沉积涂料必须有一定的导电能,即形成涂层的物质必须在电场 中移动。沉积的涂料量与输入的电流量近似地成正比。通常输入电流的 时间是直到涂层达到预定的厚度。电沉积涂敷特别用于汽车车身部件的 打底,通常为阴极操作。在本说明书范围内,所用概念溶液是最普通的 含义,即除通常意义的溶液外还指分散体。

在开头所述类型的分散体中由烯属不饱和单体或由烯属不饱和单 体的混合物形成聚合物,最后在电沉积涂料中成为其固含量。聚合物例 如经乳液聚合生成。概念乳液聚合是聚合中的一种具体方法,其中本身 水不溶液性的单体借助乳化剂在水中乳化并使用引发剂进行聚合。乳液 聚合本身为大家很熟悉。

因为是涉及水性分散体,所以其应用是针对水性涂料技术。在水性 涂料情况下涂料中含有水作为“溶剂”。

开头所述类型的分散体从文献WO 93/18099(PCT/US 93/01512) 中已知。按照这一现有技术,烯属不饱和单体,而且是二烯,例如丁二 烯在水相中和在阳离子型表面活性聚合物存在下以及在链长调节剂存 在下聚合。用作阳离子型表面活性聚合物原则上也可以是质子化环氧化 物/胺加合物。用阳离子化合物作为引发剂。结果由烯属不饱和单体得到 重均分子量为50000和50000以下的聚合物。这一现有技术中存在的技 术问题是:涂敷时所谓的陷穴形成减少。但是用于避免形成陷穴而采用 的效果带来了其它方面的缺点,即随后涂敷的涂层的粘附性大大变差, 特别是当它是在极性基底上的涂层时,例如填料。由于显而易见的原因, 这是有害的。将固含量限制到最大40%避免了过强的附聚物形成和/或 过高的分散体粘度,但分散体的这一粘度与在烘烤过程中后来涂膜的粘 度无关。

对于烘烤过程中涂膜的粘度,情况如下:

涂膜通常由三种组分组成:来自粘合剂分散体的树脂部分,由颜料 糊形成的研磨树脂部分和颜料。在此,树脂部分是低粘度的和颜料是高 粘度(固体)的部分。因此,在仅使用粘合剂情况下产生了低粘度涂膜, 显示出明显的边缘逸出。仅通过使用颜料糊,将粘度调到所希望的水平。 颜料在此只起熔体中“岩石”的作用。这同水性起始颜料糊的粘度 无关,而是只取决于颜料颗粒的体积浓度和特性。

因此,由于颜料颗粒,制好涂层的密度升高而引起干扰。高密度产 生干扰,是因为沉积涂料的沉积根据欲得层厚的程度而加以控制并在同 样层厚情况下高密度层导致沉积涂料较大的消耗和涂敷物体较高的重 量。

在DE 4412187A1中公开了聚丙烯腈填料,是由乳液聚合制备并直 接用作糊料替代品。其中在所有情况下苯乙烯以次要量加入。但从毒理 学原因考虑不希望必须使用丙烯腈且通常它较贵。

因此,本发明基于的技术问题是,提供一种水性分散体,可在使用 尽可能大量的苯乙烯情况下制备并从而避免使用聚丙烯腈的缺点。

为了解决这一问题,本发明提出一种水性分散体,可通过烯属不饱 和单体或烯属不饱和单体混合物在至少部分质子化的环氧化物/胺加合 物的水溶液中进行聚合得到,其中环氧化物/胺加合物是通过如下得到: (A)分子中统计平均含有至少一个环氧基的多酚的缩水甘油醚或这类 缩水甘油醚的混合物、(B)分子中统计平均含有1.0以上个环氧基的 多元醇的聚缩水甘油醚或这类聚缩水甘油醚的混合物和(C)分子中含 有一个伯基的化合物或这类化合物的混合物进行反应形成环氧化物/ 胺加合物,其中组分(A)和(B)以1.0∶0.5-1.0∶8.0的当量比使用并 基于1当量(A)和(B)的环氧基使用0.3-0.7mol组分(C)。上述 组成的环氧化物/胺加合物由文献EP 0505445B1中是本身已知的。烯属 不饱和单体例如是下组的物质:“脂族或芳族乙烯衍生物丙烯酸烷基 酯,甲基丙烯酸烷基酯,丙烯酸羟烷基酯,甲基丙烯酸羟烷基酯,上述 单体的卤代形式”或其混合物,优选无二烯的化合物,特别是苯乙烯。 一方面,苯乙烯可以合理的价格得到,另一方面,通过它的应用制得有 优异性质的分散体。通式H2C=CH-COOR的合适丙烯酸酯的例子有: 丙烯酸的甲基、乙基、正丁基和异丁基酯。丙烯酸羟烷基酯的例子有丙 烯酸羟乙基和羟丙基酯。下列通式的优选甲基丙烯酸酯

是甲基丙烯酸的甲基、丁基、己基和辛基酯。甲基丙烯酸羟烷基酯 的例子有甲基丙烯酸羟乙基和羟丙基酯。

意外地,基于在给定的特殊环氧化物/胺加合物存在下单体的聚合 达到了下面的优点。首先,不仅分散体本身非常稳定,而且用本发明的 分散体制备的沉积涂料也如此。这也适合于较大量的本发明分散体加入 到电沉积涂料中的情形。此外,由其制备的涂料可达到一方面与基底另 一方面与涂在上面的涂层很好的粘附性。粘附性好可能是基于聚合的单 体与本发明所用环氧化物/胺加合物和/或分散体粘合剂的偶合,因为这 些组分在烘烤过程中是以键合的形式存在于电沉积涂料的极性粘合剂 中。优选地,通过单独使用本发明的分散体可达到涂膜的机械技术性能 (粘附性,作为粘附基础的趋势、硬度、弯曲弹性、抗石头撞击性、腐 蚀保护性等)的改善。但至少在实际中未观察到对含有“常规”颜料糊 的电沉积涂料产生损害。最后,意外地对基底的腐蚀保护性甚至有所改 进。在经济方面具有特别意义的还有可无二烯地进行操作。术语无二烯 是指单体中实际上不含二烯。这使得可基本用价格很合理的使用的苯乙 烯进行操作,而不需昂贵的添加物。本发明的分散体可如含有无机颜料 颗粒的传统颜料糊一样使用并可计量加入电沉积涂料的粘合剂,虽然当 不希望彩色效果时可完全放弃无机颜料颗粒。由此认为用本发明的分散 体可根据最佳涂层的程度调整沉积涂料的粘度或在槽中沉积的涂敷层 的粘度。最后,这会导致对涂敷物体改进的边缘保护,因为在烘烤过程 中涂层不会轻易地从边缘流走。在这一方面,本发明的分散体是含有无 机颜料颗粒的“常规”颜料糊的实际上等同价值的(部分)代替品,但 与之相比至少达到了1.19g/cm3和1.19g/cm3以下的制好涂层减少的密度 以及改善的耐腐蚀性

上述效果和优点更加意外,因为通常认为按照目前已知的经验使用 较大量的苯乙烯时在中和的电沉积涂料粘合剂和/或中和的糊料树脂存 在下聚合作为烯属不饱和单体的价格相对便宜的苯乙烯经常会在终产 物中产生问题。一方面所得涂料的稳定性变差。另一方面已知的含聚苯 乙烯的涂料得到的涂膜具有变差的机械技术性能和/或对基底和/或涂上 的涂层变差的粘附性。换句话说,使用较大量的苯乙烯至今显得非常不 合目的。

基于本发明范围内使用的环氧化物/胺加合物具有特别的意义,下 面更详细地对其进行讨论。由(A)、(B)和(C)得到的环氧化物/ 胺加合物优选应不含环氧基。对于还含有环氧基的情形,有利的是将剩 余的环氧基与诸如单酚和胺,特别是仲胺之类的化合物进行反应(适合 与仍剩余的环氧基反应的化合物的例子列于EP-A-253404的第8页 28-37行和第9页16行-第10页15行)。

当将组分(A)和(B)以1.0∶1.0-1.0∶2.0的当量比使用和组分 (C)以下面的量使用时,可得到优选的环氧化物/胺加合物,即基于1 当量(A)和(B)的环氧基使用0.4-0.6mol组分(C)。本发明研磨 树脂的数均分子量应为1000-100000,优选3000-15000。组分(C) 可先后与(A)和(B)或者优选地与(A)和(B)的混合物进行反应。 组分(A)、(B)和(C)的反应可在室温下进行。为了达到经济的反 应时间,有利的是提高反应温度例如到60-130℃。组分(A)、(B) 和(C)的反应优选在有机溶剂如乙二醇单丁醚或丙二醇单丁醚中进行。 随后用酸如乙酸或乳酸中和并转化成水性分散体或水溶液。如此得到的 分散体或溶液然后可按通常已熟知的方法进一步加工。还可能将由(A)、 (B)和(C)得到的,溶于有机溶剂中的反应产物与颜料和非必要的填 料混合并加入酸和非必要的水进一步加工成含有颜料的分散体。当然也 可以使用本发明所用环氧化物/胺加合物的混合物。

原则上,用作组分(A)的可以是分子中统计平均含有至少一个环 氧基的任一多酚的缩水甘油醚,或这类缩水甘油醚的混合物。用作组分 (A)的可以是例如在EP-A-253404的第4页中通式(I)和(II) 的缩水甘油醚。优选地用作组分(A)的是未改性或用组分(b)(见下面) 改性的双酚A二缩水甘油醚,其环氧当量为180-3000,优选180-1000。 特别优选用作组分(A)的是由如下得到的缩水甘油醚的混合物,即在 催化酚类羟基和环氧基之间反应的催化剂存在下由(a)多酚的二缩水 甘油醚,优选数均分子量为260-450,优选370-380的双酚A的二缩 水甘油醚或这类二缩水甘油醚的混合物,(b)取代或非取代的单酚,优选 烷基中有1-18,优选4-12个原子的烷基酚,或这类单酚的混合物, 和(c)二酚,优选双酚A和/或催化脂族羟基和环氧基之间反应的催化 剂制备缩水甘油醚,其数均分子量为980-4000,优选980-2000,和 每分子中统计平均含有1.0-3.0,优选1.2-1.6个环氧基和0.25-1.3,优选 0.4-0.9个源于组分(b)的苯醚基。特别优选使用的组分(A)优选在有机 溶剂如混合二甲苯,乙二醇单丁醚或丙二醇单丁醚中进行制备。反应温 度有利地在100-180℃。催化酚类羟基和环氧基之间反应的催化剂是专 业人员熟知的。可列举的例子有三苯膦和在EP-A-253404的第9页6 -9行所列的催化剂。组分(c)用于确保由组分(a)构成较高分子的缩 水甘油醚。这种构造是通过用二酚,优选用双酚A进行扩链来达到。但 该构成也可由组分(a)中或(a)和(b)的反应产物中所含的脂族羟基与环氧 基反应来进行。为了能够利用这一反应有目地构成所希望的缩水甘油 醚,必须使用催化脂族羟基和环氧基之间反应的催化剂(如叔胺)。通 过使用按照(c)的二酚和催化剂,有可能利用两种构成反应-经二酚 的扩链反应和脂族羟基和环氧基之间的加成反应。与组分(b)的反应应使 优选的缩水甘油醚改性并形成当经脂族羟基在环氧基上的加成反应进 行构成反应时所需的脂族羟基。通过待制备的特别优选的组分(A)的 数均分子量的数据和关于组分(A)中所含环氧基和源于组分(b)的苯醚 基的数据,专业人员可以无问题地计算(a)、(b)和(c)的使用量。当利用 经脂族羟基和环氧基间的反应进行的构成反应时,在达到专业人员由目 标数均分子量和目标环氧基含量计算的环氧当量时必须中断构成反应。 这有利地通过降低温度和稀释反应混合物来发生。

原则上用作组分(B)的可以是分子中统计平均含有1.0以上个环 氧基的任一多元醇的聚缩水甘油醚,或这类聚缩水甘油醚的混合物。可 用作组分(B)的例如是在EP-A-253404中从第4页42行到第8页 13行所述的聚缩水甘油醚。所用的组分(B)优选是聚醚多元醇的聚缩 水甘油醚,特别优选数均分子量为300-3000,优选400-1200的聚醚 二醇的二缩水甘油醚。特别优选的聚缩水甘油醚的例子有聚乙二醇、聚 丙二醇、聚乙二醇丙二醇和聚1,4-丁二醇的二缩水甘油醚,其中二缩水 甘油醚的数均分子量为300-3000,优选400-1200。

可用作组分(C)的是分子中含有一个伯氨基的化合物或这类化合 物的混合物。组分(C)允许在分子中仅含一个伯氨基。除伯氨基外, 组分(C)还可含有其它的官能基团如叔氨基和羟基。组分(C)被引 入到本发明的环氧化物/胺加合物中形成叔氨基。其中一个伯氨基与两个 环氧基反应并因此连接两分子的组分(A)和/或(B),使链增长。一 部分组分(C)也可与末端的环氧基反应形成仲氨基。原则上,使用的 组分(C)可以是分子中含有一个和只有一个伯氨基的任何化合物。列 举的例子有通式H2N-CR1R2-R3-O(CHR4-CHR5-O)nR6的化合物。 在该式中R1和R2代表氢,烷基或-CH-OH基,R3代表一线性或支化 亚烷基,特别是有1-3个碳原子的亚烷基,R4和R5代表氢或有1-4 个碳原子的烷基,R6代表氢,烷基,环烷基或苯基,优选为1-6个碳 原子的烷基,n=0-5。可用的这种化合物的例子有:乙醇胺,丙醇胺, 丁醇胺,2-氨基-2-甲基-1-丙醇(H2N-C(CH3)2-CH2OH),2- 氨基-2-乙基-1-丙醇和乙氧基化和/或丙氧基化乙醇胺或丙醇胺,例 如2,2′-氨基乙氧基乙醇(H2N-CH2CH2-O-CH2-CH2-OH)和二 甘醇单(3-氨基丙基)醚(H2N-(CH2)3-O-CH2CH2-O-CH2CH2-OH)。用作组分(C)的也可以是分子中含有一个伯氨基和一个叔氨 基的化合物。列举的例子有:N,N-二甲氨基丙胺,N,N-二乙氨基 乙胺等。用作组分(C)的还可以是伯烷基胺如己胺。取代或非取代的 苯胺也可用作组分(C)。用作组分(C)的优选是己胺和N,N-二甲 氨基丙胺以及2,2′-氨基乙氧基乙醇。

本发明优选实施方式的特征是由如下方式得到分散体,即烯属不饱 和单体或烯属不饱和单体的混合物与至少部分质子化的环氧化物/胺加 合物以9.0∶1.0-0.1∶1.0,优选5.0∶1.0-1.0∶1.0,特别优选2.5∶1.0-3.5∶ 1.0的重量比使用。

具体地,可以只使用苯乙烯作为烯属不饱和单体。此外,可使用苯 乙烯和至少一种其它的可与苯乙烯共聚的不饱和单体的混合物作为烯 属不饱和单体的混合物。在后一情况下,烯属不饱和单体的混合物可有 利地含有至少70wt%,优选至少80wt%,特别优选至少90wt%的苯乙 烯。

在本发明的进一步发展中,烯属不饱和单体或烯属不饱和单体的混 合物可使用水不溶性引发剂或水不溶性引发剂的混合物进行自由基聚 合。在此,证明非常有利的是水不溶性引发剂或水不溶性引发剂的混合 物使用的量为0.1-10.0wt%,优选0.5-5.0wt%,特别优选0.3-3.0wt%, 基于烯属不饱和单体的用量或烯属不饱和单体混合物的用量。作为引发 剂可考虑所有用于自由基链聚合的常用引发剂。其中特别是偶氮化合 物,过氧化物,氢过氧化物和过酯,以及合适的氧化还原引发剂。特别 优选使用偶氮异戊腈作为引发剂。

本发明的一个优选进展的特征是可由如下得到水性分散体,即先引 入占总用量至少50wt%,优选至少75wt%,特别优选100wt%的引发 剂和在至多3小时内,优选至多2小时,特别优选至多1小时内加入烯 属不饱和单体或加入烯属不饱和单体的混合物。

本发明的另一个主题是制备按本发明的水性分散体的方法,其中烯 属不饱和单体或烯属不饱和单体的混合物在至少部分质子化环氧化物/ 胺加合物的水溶液中聚合,其中至少部分质子化的环氧化物/胺加合物通 过将(A)、(B)和(C)反应形成环氧化物/胺加合物而得到:(A) 分子中统计平均含有至少一个环氧基的多酚的缩水甘油醚,或这类缩水 甘油醚的混合物,(B)分子中统计平均含有1.0个以上环氧基的多元 醇的聚缩水甘油醚,或这类聚缩水甘油醚的混合物和(C)分子中含有 一个伯氨基的化合物,或这类化合物的混合物,其中组分(A)和(B) 以1.0∶0.5-1.0∶8.0的当量比使用和基于1当量(A)和(B)的环氧基 使用0.3-0.7mol组分(C)。

最后本发明还涉及含有按本发明的水性分散体的水性涂料,涂敷导 电基底的方法,其中使用本发明的涂料,以及涉及本发明的水性分散体 制备颜料糊和水性涂料的用途。可使用所有常用的体系作为涂料的粘合 剂组分;其例子见于例如EP0074634和EP0505445。本发明分散体的固 含量与总体系中沉积涂料粘合剂的固含量的重量比有利地具体调整到 达50%,优选达30%,最优选达20%。

按本发明的分散体优选经糊状树脂,例如颜料糊引入到电沉积涂料 中。分散体优选可在研磨过程之前、期间和/或之后加入到颜料糊中,但 原则上也可作为单独的研磨树脂使用。同样地,经涂料的粘合剂分散体 引入也是可能的。

分散体的粘度可任意选择。例如在23℃和50-60wt%固体含量时 为大于5000mPas。通常粘度可达10000mPas。聚合的烯属不饱和单体 典型地(但不是必须的)具有大于100000重均分子量。具体地,在此 得到的聚合物颗粒有利地具有的大小可达20μm,优选达10μm。为了调 整这一条件,有益的是环氧化物/胺加合物溶液或分散体的固含量为45 -60%和单体聚合时的温度为70-90℃。颗粒大小的测量例如是借助光 显微术进行。用这一大小的聚合物颗粒,一方面达到必需的分散体稠度, 另一方面影响沉积涂层的性质。当本发明分散体的固含量与总体系的沉 积涂料粘合剂的固含量的重量比例如在达50%的范围,优选达30%, 最优选达20%的范围时,制好的涂层达到令人满意的小的密度。有利的 是环氧化物/胺加合物在组成上与沉积涂料的粘合剂结构相同或结构类 似。

在本发明的涂料中还另外使用无机和/或有机颜料。可提到的无机 颜料例如是二氧化,氧化,碳黑,硫酸钡,磷钼酸铝,铬 酸锶,硅酸铅或铬酸铅。被提到的有机颜料有例如偶氮-,三苯甲烷-, 羰基-和二噁嗪颜料。用颜料颗粒以通常的方式制备可与本发明的分散 体混合的“常规”颜料糊。然后所得混合物以通常方式加入沉积涂料粘 合剂中并计量。此外,在涂料中也可使用专业人员熟知的填料。它们特 别包括硅酸盐类填料(例如硅酸铝,滑石,硅土,赤铁矿,碳化硅,石 英粉,硅藻土),碳酸盐类填料(例如碳酸)和硫酸盐类填料(例如 硫酸钡,硫酸钙)。最后可提供常用的涂料助剂,例如增塑剂和其它涂 料添加剂(例如分散助剂,乳化剂),增稠剂和触变剂,泡沫抑制剂流平剂和其它抗表面破坏的助剂,稳定剂和/或紫外线吸收剂。

本发明的分散体可含有其它添加剂例如颜料,增塑剂,填料或润湿 剂。如果加入颜料,则得到使涂料着色的分散体。相反,如果不加颜料, 则可用分散体制备透明涂料。

本发明分散体的制备方法大体描述如下。将5-30份环氧化物/胺 加合物,20-50份水和0.1-10份引发剂混合。非必要地也可加入1- 10%的常用有机溶剂。在此特别是达5-10%的乙醇,导致反应混合物 的蒸发冷却。随后输入少量热能下计量加入20-60份烯属不饱和单体, 优选苯乙烯,非必要地与溶剂混合。在此,温度从开始的80℃基本上通 过释放的反应能升高到约90℃。聚合反应的引发剂优选为自由基。用本 发明方法能够制备具有上述有益性质的分散体或颜料糊。

下面借助制备本发明电沉积涂料的实施例详细解释本发明。

实施例1:制备用于电沉积涂料的交联剂

在反应器于氮气氛下先放入10462份基于4,4′-二苯甲烷二异氰 酸酯的NCO当量为135g/eq的异构体和高官能低聚体(LupranatRM20S, BASF AG公司;NCO官能度约2.7,2,2′-和2,4′-二苯甲烷二 异氰酸酯的含量低于5%)。加入20份二月桂酸二丁基并滴入9626 份丁基二甘醇,速度为使产物温度保持在60℃以下。加完后将温度在60 ℃继续保持60分钟并测定NCO当量为1120g/eq(基于固体量)。在7737 份甲基异丁中稀释和加入24份二月桂酸二丁基锡后加入867份熔融的 三羟甲基丙烷,速度为使产物温度不超过100℃。加完后再继续反应60 分钟。冷却到65℃并同时用963份正丁醇和300份甲基异丁酮稀释。固 体含量为70.1%(在130℃1小时)。

实施例2:制备用于电沉积涂料粘合剂的胺组分的前体(AV1)

从二亚乙基三胺在甲基异丁酮中的70%浓度溶液在110-140℃除 去反应水。接着用甲基异丁酮稀释到溶液的胺当量为131g/eq。

实施例3:制备含有现有技术的粘合剂和来自实施例1的交联剂的 水性电沉积涂料分散体D。

在反应器中将5797份环氧基当量(EEW)为188g/eq的基于双酚 A的环氧树脂与1320份双酚A,316份十二烷基苯酚,391份对甲酚和 413份混合二甲苯一起在氮气氛下加热到125℃并搅拌10分钟。接着加 热到130℃和加入22份N,N-二甲苄胺。在此温度保持反应混合物 到EEW值达到814g/eq。

添加7810份按实施例1的交联剂(V1)并保持在100℃。加交联 剂半小时后加入198份丁基乙二醇和1002份仲丁醇。随后立刻在反应器 中加入481份按实施例2的前体(AV1)和490份甲基乙醇胺的混合物 并加热到100℃。半小时后温度升高到105℃和加入150份N,N-二 甲氨基丙胺。

加胺后45分钟,加入879份PlastilitR3060(丙二醇化合物,BASF 公司)和45份常用添加剂。用490份丙二醇苯醚和196份仲丁醇的混合 物稀释,冷却到95℃。

10分钟后将14930份反应混合物转移到分散容器中。搅拌加入溶于 6993份水中的455份乳酸(88%,水中)。接着在用另外12600份水进 一步稀释前均化20分钟。

真空蒸馏除去挥发性溶剂并接着用等量水代替。

分散体D有下列特征:

固含量:  31.9%(在130℃1小时)

含量:  0.69毫当量/g固体

酸含量:  0.32毫当量/g固体

pH:      6.2

粒子大小:113nm

实施例4:制备本发明的分散体。

实施例4.1制备本发明所用的环氧化物/胺加合物溶液。

按EP 0505 445 B1中的实施例1.3,按如下方式制备环氧化物/胺加 合物的有机水性溶液:在第一步使2598份双酚A二缩水甘油醚(环氧基 当量(EEW):188g/eq),787份双酚A,603份十二烷基苯酚和 206份丁基乙二醇在4份三苯膦存在下于130℃反应到EEW为 865g/eq。冷却期间用849份丁基乙二醇和1534份D.E.R.732(DOW Chemical公司的丙二醇二缩水甘油醚)稀释和在90℃与266份2,2′ -氨基乙氧基乙醇和212份N,N-二甲氨基丙胺进一步反应。2小时 后树脂溶液的粘度恒定(5.3dPas;在SolvenonRPM(BASF AG的甲氧 基丙醇)中为40%浓度;锥板粘度计,23℃)用1512份丁基乙二醇稀 释并用201份醋酸部分中和碱基,用1228份去离子进一步稀释和排 料。得到60%浓度的水性/有机的树脂溶液,其10%浓度的稀释液的pH 值为6.0。

环氧化物/胺加合物溶液(简称:树脂溶液)在下面用于制备本发明 的分散体。

实施例4.2:制备本发明的分散体

在一不锈反应容器中先放入20791重量份在4.1中描述的环氧化 物/胺加合物以及35588份去离子(VE)水。将反应器内容物加热到80 ℃和在1小时内加入42767份苯乙烯。将温度保持在80℃。在一单独的 容器中将427份偶氮异戊腈和427份甲苯混合。它们一起作为引发剂, 然后能逐渐计量加入到反应混合物中。但优选引发剂在开始时完全地加 入并因而是高度过量。加入苯乙烯后4小时,通常是少于加苯乙烯后3 小时结束反应。所得分散体的固体(60分钟,130℃):55%,粘度 585mPas。

实施例4.3:

在一不锈钢反应容器中先放入18.873份糊状研磨树脂以及37.532 份VE水和5.0份乙醇。反应器内容物加热到80℃;加入0.383份引发 剂过2-乙基己酸叔丁酯和在1小时内加38.411份苯乙烯。在此期间温 度保持在90℃。加苯乙烯后4小时终止反应。

固体(60分钟,130℃):50%,粘度280mPas。

实施例5:制备用于本发明的电沉积涂料的颜料糊。

首先将280份水和250份实施例4.1中描述的树脂溶液预混合。然 后添加5份碳黑,67份Extender ASP200,373份二氧化钛(TI-PURE R900,DuPont)和25份交联催化剂(DBTO)并在高速溶解搅拌器作 用下混合30分钟。接着将混合物在实验室搅拌磨中在1-1.5小时期间 分散到Hegman细度为12并用其它的水非必要地调整到所希望的加工粘 度。

实施例6:制备本发明的电沉积涂料

用分散体D(实施例3),颜料糊(实施例5)和本发明的分散体 (实施例4.2)制备如下的电沉积涂料浴(ETL):     ETL1     ETL2     ETL3 分散体D     2373g     2135g     2017g 本发明分散体     ---     150g     220g 颜料糊     599g     599g     599g VE-水     2028g     2116g     2164g

如此得到的电沉积涂料具有的固体含量约为20%,其灰分含量为 25%。

在300-330V于30℃的槽温沉积和烘烤(15分钟,物体温度175 ℃)后在未钝化清洗的磷化钢板(BO 26W 42OC,Chemetall)上得到 层厚20-22mm的平面膜。测试结果列于下表。     机械性能     ETL1     ETL2     ETL3 埃里克林实验 (mm)DIN 53156     5.0     5.5     5.5 反冲击实验(英寸 磅)ASTM D 2794     60     160     160 轴棒弯曲实验 (cm)ASTM D 522     4.5     3.0     3.0 -20℃时MB-球冲击 (脱落性,mm2)MB-专 用LPV5200.40701     11     8     8     腐蚀性     ETL1     ETL2     ETL3 对典型涂料体系的10次循 环气候交变试验 (VDA 621-415) 亚膜腐蚀性(mm)     2.05     0.95     1.10 边缘蠕变(等级)     2     2     0 15次循环GM-SCAB-试验 (GM-专用GME 60212)亚 膜腐蚀性(mm)     1.5     1.1     1.0

结果表明,决不会导致对后面涂层的脱层现象。

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