含钇的电沉积槽液制造技术

公开了一种改善的电沉积槽液组合物，其包括分散于水性介质中的树脂相，该树脂相由一种含活泼氢的离子型可电沉积的树脂和一种固化剂构成，其中，改进之处包括向电沉积槽液中加入至少一种钇源，钇的含量按电沉积槽液的重量计，为约１０～１０，０００ｐｐｍ。该电沉积槽液组合物优选为阳离子型的，并且为各种金属基底（包括未处理的钢材）提供优良的耐腐蚀性。另外还公开了一种导电基底的电沉积方法，该方法采用本发明专利技术的改善的电沉积槽液组合物。另外还公开了采用本发明专利技术的方法涂装的金属基底。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含钇的电沉积槽液专利
本专利技术涉及改进的涂料组合物，特别是涉及含有一种分散于水性介质中的树脂相的电沉积槽液，该树脂相包括可电沉积的离子型树脂、固化剂和钇源；还涉及它们在电沉积方法中的用途。专利技术背景作为涂料涂装方法的电沉积涂漆法包括使成膜组合物在施加的电位影响下沉积到导电基底上。电沉积法在涂料工业中已变得越来越重要，这是因为，与非电泳涂装法相比，电沉积法扩大了涂料应用范围，提高了防腐性，并且降低了环境污染。电沉积涂漆法最初是以被涂工件作为阳极来操作的。这通常被称为阴离子电沉积。然而，1972年，阳离子电沉积开始工业化。从此，阳离子电沉积获得了稳步发展，至今已成为最普及的电沉积方法。全世界制造的80％以上的汽车的底漆就是采用阳离子电沉积涂装的。电沉积涂料一般包括可电沉积的成膜聚合物和固化剂，有时还与颜料一起使用。如硅铬酸铅、碱性硅酸铅、铬酸铅和硫酸铅等铅系颜料常被用于电沉积涂料，这是因为它们赋予电泳涂漆制品极好的耐腐蚀性。但是，阳离子电沉积槽液中使用的酸常会使部分铅系颜料溶解，形成可溶于电沉积槽液水相的铅盐。在槽液的超滤液中，经常能发现这些铅盐，因此需要对金属铅和/或离子或无机的含铅材料进行脱除和后续的处理。最近几年，由于对环境的关心，特别是欧洲和日本已经要求使用无铅涂料。尽管通过无铅涂料的阳离子电沉积可以得到优质的表面涂层，但具有缓蚀作用的铅系颜料的脱除会使这些涂层的耐腐蚀性降低，特别是对于未处理或预处理不好的钢质基底更是如此。-->美国专利No.4,789,441公开了一种在基底上的金属涂层，这种涂层是将金属基料的镍、钴或铁采用复合电沉积形成的，该金属涂层中含有CrAlM2颗粒，其中的M2是钇、硅或钛。该复合电沉积金属涂层为在侵蚀性介质中使用的基底提供了耐腐蚀性，而且对涂布燃气涡轮机叶片特别有用。这种“涂层”实际上完全是金属的，而且必须在高于700℃、优选高于1100℃的温度下与基底熔合，以便使沉积的金属扩散到基底中。这种涂层不适于普通工业涂料的一般应用。使用钇来改善传统有机涂层的耐腐蚀性，这一点在本领域中尚未被人所知。在已知的传统阳离子型可电沉积的涂料中，钇作为缓蚀剂也不是很有效。因此，最好是提供一种含钇源的无铅电沉积槽液，这将能够改善被电涂的金属基底、尤其未经处理的钢材的耐腐蚀性。专利技术概要本专利技术提供了一种涂料组合物，其包括(a)一种含活泼氢基团的树脂，以及(b)一种具有可与(a)的活泼氢基团反应的官能团的固化剂。该组合物中含有钇或钇的化合物，钇的含量，按元素钇计，约为树脂固体总重量的0.005～5wt％，优选不高于2.5wt％，更优选不高于1.0wt％。在一个具体的实施方案中，本专利技术涉及一种电沉积槽液，它具有改善的耐腐蚀性，其包含一种分散于水性介质中的树脂相。该树脂相包含以下成分：(a)一种含活泼氢基团的离子型可电沉积的树脂，以及(b)一种具有可与(a)的活泼氢基团反应的官能团的固化剂。钇或钇的化合物在电沉积槽液中的总钇含量，按元素钇计，为电沉积槽液重量的约10～10,000ppm。本专利技术还提供了一种电沉积涂装在电路中作为带电电极的导电基底的方法，该电路包括该电极和带相反电荷的反电极，它们一起浸没于上述的水性电沉积槽液中；另外还提供了采用该方法涂装的金属基底。-->专利技术的详细说明一般地，本专利技术的电沉积槽液包含一种分散于水性介质中的树脂相，其中该树脂相包含以下成分：(a)一种含活泼氢基团的离子型可电沉积的树脂，以及(b)一种具有可与(a)的活泼氢基团反应的官能团的固化剂，其中，本专利技术的改进之处包括一种含钇的电沉积槽液，其中，钇的总含量，按元素钇计，为约10～10,000ppm，优选不高于约5,000ppm，更优选不高于约1,000ppm。当基于电沉积槽液重量的总钇含量低于10ppm时，观察不到被电沉积的基底的耐腐蚀性有何改进。而钇的含量高于10,000ppm时，对电沉积槽液组合物的稳定性和涂装作业性会有不良影响。可溶的和不溶的钇化合物皆可用作本专利技术的电沉积槽液中的钇源。例如适用于本专利技术无铅电沉积槽液中的钇源可以是可溶的有机和无机钇盐，诸如乙酸钇、氯化钇、甲酸钇、碳酸钇、氨基磺酸钇、乳酸钇和硝酸钇。当钇作为水溶液添加到电沉积槽液中时，硝酸钇(一种易于获得的钇化合物)是优选的钇源。适用于本专利技术电沉积槽液中的其它钇化合物为有机和无机的钇化合物，诸如氧化钇、溴化钇、氢氧化钇、钼酸钇、硫酸钇、硅酸钇和草酸钇。也可以使用有机钇络合物和钇金属。当钇作为一种颜料浆中的成分混合到电沉积槽液中时，氧化钇是优选的钇源。除了前面提及的钇化合物以外，本专利技术的电沉积槽液中还包含一种含活泼氢的离子型、优选阳离子型可电沉积的树脂作为主成膜聚合物。已知可电沉积的成膜聚合物的品种很多，只要是“水可分散的”聚合物，即，适于被溶解、分散或乳化于水中的聚合物，就可用于本专利技术的电沉积槽液中。水可分散的聚合物实际上是离子型聚合物，即，聚合物应含有阴离子官能团以便提供负电荷，或者更优选地，含有阳离子官能团以便提供正电荷。适用于阴离子电沉积槽液组合物的成膜树脂的例子是碱增溶的、含羧酸的聚合物，诸如干性油或半干性脂肪酸酯与二元羧酸或酸酐的反应-->产物或加合物；以及脂肪酸酯、不饱和酸或酸酐与任何其它的不饱和改性物质的反应产物，该改性物质可进一步与多元醇反应。适宜的聚合物还有由不饱和羧酸的羟基-烷基酯、不饱和羧酸和至少一种其它的烯键式不饱和单体构成的至少是部分中和的共聚物。其它适宜的可电沉积的树脂还包括醇酸-氨基塑料展色剂，它是一种含有醇酸树脂和胺-醛树脂的展色剂。而另一种阴离子型可电沉积的树脂组合物包括树脂型多元醇的混合酯。这些组合物在美国专利No.3,749,657中的第9栏第1～75行和第10栏第1～13行中有详细描述，在此引入以供参考。还可使用其它的酸官能性聚合物，诸如本领域的技术人员所熟知的磷化的聚环氧化合物或磷化的丙烯酸类聚合物。如上所述，优选的是，含活泼氢的离子型可电沉积的树脂(a)是阳离子型树脂，并且能够沉积到阴极上。这种阳离子型成膜树脂的例子包括含胺盐基团的树脂，诸如聚环氧化合物与伯胺或仲胺的酸增溶的反应产物，这些树脂在美国专利No.3,663,389、No.3,984,299、No.3,947,338和No.3,947,339中有描述。这些含胺盐基团的树脂通常与封端的异氰酸酯固化剂结合起来使用。正如前面提及的美国专利No.3,984,299中所描述的那样，异氰酸酯可完全封端，或者如美国专利No.3,947,338中所描述的那样，异氰酸酯可部分封端，并能与树脂骨架发生反应。另外，美国专利No.4,134,866和德国专利DE-OS No.2,707,405中提到的单组分组合物也可用作成膜树脂。除了环氧-胺反应产物以外，成膜树脂还可以选自阳离子型丙烯酸类树脂，这些树脂在美国专利No.3,455,806和No.3,928,157中有描述。除了含胺盐基团的树脂以外，还可使用含季铵盐基团的树脂。这些树脂的例子是由那些有机聚环氧化合物与叔胺盐反应形成的树脂。这种树脂在美国专利No.3,962,165、No.3,975,346和No.4,001,101中有描述。其它阳离子型树脂的例子是含叔锍盐基团的树脂和含季鏻盐基团的树脂，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可电沉积的涂料组合物，所述涂料组合物含有分散于水性介质中的树脂相，该树脂相包括： （ａ）一种含活泼氢基团的离子型可电沉积的树脂，以及 （ｂ）一种具有可与（ａ）的活泼氢基团反应的官能团的固化剂； 其中，改善之处包括该组合物中包含至少一种钇源，该钇源以按可电沉积的涂料组合物中的树脂固体总重量计的约０．００５～５ｗｔ％的钇含量出现。

【技术特征摘要】
US 1999-4-22 09/298,1041.一种可电沉积的涂料组合物，所述涂料组合物含有分散于水性介质中的树脂相，该树脂相包括：(a)一种含活泼氢基团的离子型可电沉积的树脂，以及(b)一种具有可与(a)的活泼氢基团反应的官能团的固化剂；其中，改善之处包括该组合物中包含至少一种钇源，该钇源以按可电沉积的涂料组合物中的树脂固体总重量计的约0.005～5wt％的钇含量出现。2.如权利要求1的可电沉积的涂料组合物，其中所述钇含量，按可电沉积的涂料组合物中的树脂固体总重量计，不高于约1.0wt％。3.如权利要求1的可电沉积的涂料组合物，其中所述组合物基本上不含铅。4.如权利要求1的可电沉积的涂料组合物，其中所述树脂相进一步含有至少一种无铅颜料。5.如权利要求1的可电沉积的涂料组合物，其中所述钇源为选自氧化钇、硝酸钇、乙酸钇、氯化钇、氨基磺酸钇、乳酸钇、甲酸钇及其混合物的钇化合物。6.如权利要求5的可电沉积的涂料组合物，其中所述钇化合物为氧化钇。7.如权利要求1的可电沉积的涂料组合物，其中所述钇化合物为选自氨基磺酸钇、乙酸钇、乳酸钇、甲酸钇和硝酸钇的可溶性钇盐。8.如权利要求1的可电沉积的涂料组合物，其中所述含活泼氢的离子型树脂为阳离子型树脂。9.一种电沉积槽液，所述电沉积槽液含有分散于水性介质中的树脂相，所述树脂相包括：(a)一种含活泼氢基团的离子型可电沉积的树脂，以及(b)一种具有可与(a)的活泼氢基团反应的官能团的固化剂，其中，改善之处包括电沉积槽液中含有至少一种钇源，该钇源以按电沉积槽液的重量计的约10～10,000ppm的钇含量出现。10.如权利要求9的电沉积槽液，其中所述钇含量按电沉积槽液的重量计，不高于约1000ppm。11.如权利要求9的电沉积槽液，其中所述槽液基本上不含铅。12.如权利要求9的电沉积槽液，其中所述树脂相进一步含有至少一种无铅颜料。13.如权利要求9中的电沉积槽液，其中所述钇源为选自氧化钇、硝酸钇、乙酸钇、氯化钇、氨基磺酸钇、乳酸钇、甲酸钇及其混合物的钇化合物。14...

【专利技术属性】
技术研发人员：RF卡拉宾，AJ凯洛，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]