自沉积阴离子环氧树脂水分散体制造技术

通过将至少一种具有分子量为至少约２０００道尔顿的阴离子官能化环氧树脂与溶剂混合，并将混合物分散于水中而制备自沉积环氧树脂涂料，而不需要乳化剂，乳化剂的离子特征会引起小的表面活性剂分子在涂层中的迁移。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般性地涉及提供耐腐蚀膜的环氧乳液和涉及制备高固体的环氧基涂料的方法，更特别地涉及具有阴离子官能度的环氧乳液，该环氧乳液提供制造耐腐蚀膜的措施。
技术介绍
自沉积已经在钢铁上商业使用约三十年，并且现在对于该用途是非常成熟的。对于详细情况，参见例如，U.S.专利3,063,877、3,585,084、3,592,699、3,674,567、3,791,431、3,795,546、4,030,945、4,108,817、4,178,400、4,186,226、4,242,379、4,234,704、4,636,264、4,636,265、4,800,106和5,342,694。所有这些专利的公开内容因此引入作为参考。环氧树脂基自沉积涂料体系描述于U.S.专利4,180,603(Howell.Jr.)、4,289,826(Howell.Jr.)、5,500,460(Ahmed等人)、6,096,806(Mueller等人)和国际公开号WO 00/71337，其中每篇专利的教导都引入作为参考。自沉积组合物通常为液体的形式，通常为水溶液、乳液或分散体，在其中被插入物体的活性金属表面被粘附的树脂或聚合物膜涂覆，金属在浴中的保留时间越长，该膜的厚度增加，即使在不与活性金属接触的条件下，液体能长时间稳定地抗任何树脂或聚合物的自发沉淀或絮凝。当用于自沉积工艺时，组合物当固化时形成聚合物涂层。“活性金属”定义为当引入液体溶液或分散体中时，以显著速率自发地开始溶解的金属。这样的组合物，和使用这样的组合物在金属表面上形成涂层的方法，在本领域中，和在本说明书中，通常称为“自沉积”或“自动沉积”组合物、分散体、乳液、悬浮液、浴、溶液、工艺、方法等术语。自沉积经常与电沉积形成对比。尽管每种都可产生具有相似性能特性的粘附膜，但生产它们的分散体和它们沉积的机理明显不同。电沉积要求要涂覆的金属或其它物体连接到直流电源以用于涂覆发生。没有这样的外部电源用于自沉积。一般通过在溶剂中共混环氧官能树脂而制备用于自沉积应用的现有环氧乳液。可以将环氧树脂与其它涂料组分和添加剂如交联剂和/或聚结溶剂共混。然后将获得的溶剂溶液用表面活性剂乳化于水中，并脱除溶剂以得到在水中分散的树脂粒子的分散体。此分散体可随后用作涂料浴的组分。此分散体当自沉积在金属表面上并固化时，形成聚合物涂层。所有先前的环氧-涂料组合物依赖于乳化剂，该乳化剂通常为外表面活性剂的形式，以形成树脂粒子在水中的稳定乳液。由于使用的溶剂数量和脱除乳化材料所需的时间，基于此方案的环氧涂料组合物制造昂贵。大量外表面活性剂也可能在固化涂层中导致有害效果，该效果由小的表面活性剂分子的离子特性引起和由于表面活性剂分子在涂层中迁移的能力所致。因此，在本领域需要高固体的环氧基自泳涂料，该涂料降低或最小化了对不利地影响制造成本的工艺溶剂的需要。在本领域还需要一种措施以获得高固体的环氧基自沉积涂料，该涂料消除和/或最小化了对外乳化剂的需要，因此消除或降低了固化涂层中由小的表面活性剂分子的离子特征引起和由于表面活性剂分子在涂层中迁移的能力导致的有害效果。专利技术概述通过使用较少的溶剂和导致改进的涂料浴稳定性而提供获得具有较小粒度的分散体的措施，本专利技术解决了相关领域的这些问题。使用较少溶剂具有改进的工艺产量和与分散体制造相关的经济性的优点。本专利技术也提供不含有外表面活性剂，或含有极大降低数量的外表面活性剂的分散体。因此，消除或降低了小的表面活性剂分子在最终涂层中迁移的有害效果。本专利技术还生产高固体环氧基分散体，该分散体能够用作形成涂层膜的主要材料或用作涂料配方的添加剂组分，该添加剂组分增强由漆膜提供的性能。本专利技术提供可以使用各种技术涂覆的涂料，这些技术是如自沉积、喷涂、静电涂覆、辊涂和刷涂。本专利技术导致稳定的并在Autophoretic浴环境中自沉积为涂层的分散体。典型的膜性能包括良好的抗腐蚀性能，良好的湿度、防潮性和耐化学品性，和良好的外观。根据本专利技术的目的，如在此实施和广泛描述的那样，本专利技术包括一种制备环氧树脂分散体的方法，该方法包括如下步骤(a)将至少一种阴离子官能化环氧树脂与至少一种溶剂混合以形成混合物，其中所述的至少一种阴离子官能化环氧树脂衍生自一种或多种具有分子量为至少约2000道尔顿的环氧树脂；和(b)将步骤(a)的混合物分散在水中。进一步根据本专利技术的目的，如在此实施和广泛描述的那样，本专利技术包括一种自沉积环氧树脂分散体，该分散体包含(a)水；和(b)至少一种以分散形式的阴离子官能化环氧树脂，其中所述的至少一种阴离子官能化环氧树脂衍生自一种或多种具有分子量至少为约2000道尔顿的环氧树脂。更进一步根据本专利技术的目的，如在此实施和广泛描述的那样，本专利技术包括一种自沉积涂料组合物，该组合物包含(a)至少一种刚刚在上文所述的自沉积环氧树脂分散体；(b)水；和(c)至少一种自沉积促进剂。再进一步根据本专利技术的目的，如在此实施和广泛描述的那样，本专利技术包括一种制备自沉积环氧树脂分散体的方法，该方法包括如下步骤(a)将至少一种阴离子官能化环氧树脂与至少一种溶剂混合以形成混合物，其中所述的至少一种阴离子官能化环氧树脂衍生自一种或多种符合如下化学结构通式的环氧树脂 其中A是 和n是7-50的整数；和(b)将步骤(a)的混合物分散在水中。再进一步根据本专利技术的目的，如在此实施和广泛描述的那样，本专利技术包括一种自沉积环氧树脂分散体，该分散体包含(a)水；和(b)至少一种以分散形式的阴离子官能化环氧树脂，其中所述的至少一种阴离子官能化环氧树脂衍生自一种或多种符合如下化学结构通式的环氧树脂 其中A是 和n是7-50的整数。本专利技术还包括一种自沉积涂料组合物，该组合物包含(a)至少一种刚刚在上文所述的自沉积环氧树脂分散体；(b)水；和(c)至少一种自沉积促进剂。从以下给出的详细描述，本专利技术适用性的进一步范围将是显然的。然而，应当理解，详细描述和具体的实施例，尽管指示本专利技术的优选实施方案，但只是通过举例说明方式给出，这是由于从此详细描述，在本专利技术主旨和范围内的各种变化和改进对本领域技术人员是显然的。也应理解，以上的一般性描述和以下的详细描述两者仅是例示性的和解释性的，并不限制要求保护的本专利技术。优选实施方案的详细描述以下的详细描述不限制本专利技术。反而，本专利技术的范围由所附的权利要求及其同等物确定。可用于本专利技术的阴离子官能化环氧树脂可以衍生自常规环氧树脂。这样的环氧树脂是公知的物质并描述于例如，聚合物科学和工程百科全书(The Encyclopedia of Polymer Science and Engineering)(第二版)第6卷中题目为“环氧树脂”的章节。环氧树脂经常由中心有机部分，或1，2-环氧部分连接到的部分的类型描述。这样的中心部分的非排他性例子是衍生自双酚A、双酚F的那些；甲醛与苯酚和取代苯酚的线性酚醛清漆缩合物，该缩合物含有至少2个芳香核；三嗪；乙内酰脲；和各包含至少两个羟基部分的其它有机分子，在每种情况下从母体分子中的羟基部分除去的氢原子与环氧树脂分子中的环氧部分一样多。非必要地，1，2-环氧化物部分可以通过一个或多个亚甲基与以上定义的中心部分分开。这样的单体与它们自身或与各包含至少两个羟基部分的其它有机分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备自沉积环氧树脂分散体的方法，该方法包括如下步骤：（ａ）将至少一种阴离子官能化环氧树脂与至少一种溶剂混合以形成混合物，其中所述的至少一种阴离子官能化环氧树脂衍生自一种或多种具有分子量为至少约２０００道尔顿的环氧树脂；和 （ｂ）将步骤（ａ）的混合物分散于水中。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B巴姆梅尔，J麦吉，Z杨，
申请(专利权)人：亨克尔两合股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]