适于阴极电涂组合物使用的有伯胺官能团的颜料分散剂制造技术

介绍了一种化合物，该化合物可以作为水载涂料组合物中，尤其是阴极电涂组合物中颜料之分散剂使用。该化合物包含带有颜料交互作用取代基和稳定化取代基的丙烯酸骨架。该颜料交互作用取代基至少有一个伯胺基。该稳定化取代基包含烷氧基封端的聚亚烷化氧结构。该分散剂适于制备电涂涂料组合物使用。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
适于阴极电涂组合物使用的有伯胺官能团的颜料分散剂本专利技术涉及具有伯胺功能的颜料分散剂，而且具体涉及这种分散剂在电涂涂料组合物中的用途。本专利技术涉及一些可以用来分散电涂涂料组合物中颜料的化合物。具体讲，本专利技术的分散剂化合物可以用来分散有机或无机颜料于电涂组合物中。本专利技术还提供出使用本专利技术的电涂组合物涂覆底物的方法以及如此制成的涂覆品。电泳涂装或电积涂装，在本领域中被广泛地用于在导电性底物上涂覆聚合物涂层。在电泳过程中，使用待涂的底物作为电池的一个电极，以便使通过水浴的电流将涂层沉积在底物上。电涂组合物和电涂法的优点之一是，在各种金属底物上，无论这些底物的形状和结构如何，都形成一层均匀接触的涂料组合物。当涂层是在不规则形状底物(如小轿车车身)上作防蚀涂层时，这就更加有利。在金属底物各部分上形成的这种平滑而连续的涂层，具有最大的防蚀效果。电泳浴通常包括一种具有离子稳定化作用的主要成膜树脂(如丙烯酸树脂或环氧树脂)的水分散体。对于需要具有坚硬的电涂膜之汽车或工业用途来说，应当把电涂涂料组合物制成可固化的组合-->物。这一点通常是借助于使电涂浴中含有能与主要树脂上的官能团在适当条件下(如加热下)反应并由此使涂层固化的交联剂完成的。另外，所说的主要的树脂也可以是一种自交联性树脂，在此同种树脂上具有一或多种在适当固化条件下互相反应的基团。在该组合物中加入颜料除具有装饰效果之外，通常使用这种电泳涂料作为底漆，以便改善涂层的防腐性。无论哪种用途，为了改善电泳浴的稳定性，以及使颜料在沉积的和随后固化的涂层中适当而均匀的分散，颜料必须在电涂浴中充分分散。最好使颜料分散剂分子固化到膜中，使固化的涂层具有最佳性质。为了实现这一点，分散剂分子必须有一或多个既对于主要树脂又对于交联剂(若存的话)都具有反应活性的基团。当分散剂分子反应形成固化膜时，除了可以防止分散剂在固化膜中起水敏性增塑剂的作用之外，还可以提高膜的完整性。本专利技术的分散剂化合物具有聚丙烯酸骨架，该骨架上有颜料交互作用取代基和稳定化取代基。该稳定化取代基在电涂组合物中具有非离子稳定化作用。迄今为止，诸分散剂通常仅能离子稳定化。此外，这样的分散剂一般是单体化合物或环氧基化合物。这种分散剂记载在例如US-3,947,339(其中记载：阳离子颜料分散剂，是硬脂酰缩水甘油醚与N-甲基乙醇胺的反应产物；颜料分散体用阳离子树脂，是环氧当量500的双酚A的聚缩水甘油醚与二乙胺的反应产物；以及作为颜料分散剂的烷基咪唑啉)，US-5,281,316(其中记载了颜料研磨载色剂，是用环氧当量约200的双酚A之二缩水甘油醚、双酚A、2-乙基己醇半封端的甲苯二异氰酸酯和一种季铵化剂制备的，而季铵化剂是由二甲基乙醇胺和2-乙基己醇半封端的-->甲苯二异氰酸酯反应法制备的)，US-4,443,569(其中介绍使用环氧-丙烯酸接枝共聚物来分散颜料)和US-4,769,400(其中介绍了利用环氧当量为890的双酚A基环氧树脂与二乙醇胺反应制备的研磨树脂)中。这些方法常常需要冗长的处理时间，而且对于有机颜料在电涂浴中分散来说效果很差。与本专利技术的分散体相比，已有技术中的分散体显色和稳定性均很差。对于已有的颜料糊分散体来说，固体颜料与固体树脂间重量比(常称为颜料与粘合剂之比)经常很低。人们需要的是较高的颜料/粘合剂比，因为这有助于提高生产率。此外，本专利技术的化合物在将颜料糊分散体掺入涂料组合物中时，在减少研磨时间和扩大配制范围上还具有显著的和预料不到的效果。在US-5,231,134中，Carpenter等人介绍了一种阴极电涂组合物用颜料分散剂；这种分散剂的制备方法是：使含异氰酸酯基的烯类不饱和单体与其它烯类不饱和单体聚合，并且使该异氰酸酯基分步或同时与聚亚烷基二醇单烷基醚和/或端氨基聚亚烷基二醇单烷基醚以及至少含有一个叔胺基和一个能与该异氰酸酯基反应的官能团的化合物反应。与本专利技术相似，该专利专利技术提供出一些良好颜料糊或颜料分散体，当将其用于电涂浴中时，颜料沉降得较少而且可以使用减少量的颜料和减少量的挥发性有机物。然而，本专利技术还具有优于Carpenter等人的那种已有分散剂的优点，因为当涂层沉积在底物上固化时，本专利技术品能反应形成膜。为了获得最佳的膜完整性、物理性质和耐久性，需要使颜料分散剂反应形成膜。而且有机颜料常常被表面处理得具有阴离子基团。本专利技术不仅能在电涂浴中与颜料形成离子结合，而且在固化过程中还-->能将经阴离子处理过的颜料颗粒粘合到膜之中。本专利技术一方面提供一种作为电涂涂料组合物中颜料的分散剂使用的化合物。该分散剂化合物具有丙烯酸骨架，而且丙烯酸骨架上具有颜料交互作用取代基和稳定化取代基。颜料交互作用取代基至少有一个伯胺基。稳定化取代基包含一种烷氧基封端的聚亚烷基化氧结构：-D(CHR1CH2O-)nR2，其中D是由-O-或-NR3-中选出的二价原子团，而R3是氢或C1-C12烷基，R1是氢或氢与C1-C8烷基的混合物；所以该稳定化取代基包括聚环氧乙烷或聚环氧乙烷/聚亚烷基化氧共聚物，其聚合度为n，n为1-1000中整数；R2是C1-C30烷基。本专利技术还提供一种用该分散剂化合物分散颜料的方法。本专利技术也提供一种电涂涂料组合物，其中含有水分散性、电沉积性、至少被部分中和的阳离子树脂之水分散体，以及本专利技术的分散剂化合物和至少一种被该分散剂化合物分散的颜料。最后，本专利技术又提供一种使用本专利技术的电涂涂料组合物涂覆底物的方法以及使沉积的涂料组合物固化生产涂覆品的方法。本专利技术的化合物为分散颜料提供出一种有效的手段，获得了极大的稳定性。使用本专利技术的化合物分散这些颜料的简易性，可以在制备颜料糊时减少处理时间和提高颜料浓度。与以前使用的颜料糊相比，按本专利技术制成的颜料糊还需要极少量的有机溶剂或助溶剂。颜料糊中颜料浓度提高和有机助溶剂的减少，此二效果相结合，可以扩大涂料组合物，尤其是挥发性有机化合物含量较低的涂料组合物的配制范围。此外，颜料糊中颜料浓度提高和研磨时间缩短还可以提高生产效率和降低有关制造颜料糊分散体的成本。-->本专利技术的化合物对于分散有机颜料来说还有另一个优点。这个优点对于不再外涂其它涂料的电涂品来说特别重要。这种情况下，膜的完整性和耐久性以及颜色式样都是很重要的。本专利技术的涂料组合物在电涂过程中使用时，在金属底物的各部分，其中包括带凹槽的区域和边缘，形成光滑而密合的涂层。该分散剂可以反应形成具有最佳的膜完整性和物理性能的膜。因此，该涂料组合物是金属底物，尤其是小轿车车身的高效防蚀底涂层。该分散剂也可以有效地分散那些否则难于分散在电涂组合物中的很多有机颜料。因此，本专利技术的涂料组合物特别适于作为具有高度耐久性的彩色涂料。可以用于电涂组合物中的颜料分散剂化合物，包括丙烯酸骨架。该骨架上至少有一个带伯胺官能团的颜料交互作用取代基和至少一个聚亚烷基化氧基稳定化取代基。所说的分散剂可以用不同方法制成。按照一种优选方法，通过烯类不饱和单体反应首先形成丙烯酸骨架。所说的单体至少包括这样一单体(i)，待聚合之后利用该单体(i)上的官能团使颜料交互作用取代基和稳定化取代基加成在该丙烯酸骨架上。本专利技术提出的第二种方法是：使颜料交互作用取代基和/或稳定化取代基与烯类不饱和单体(i)预先反应形成取代基加成的烯类不饱和单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电涂涂料组合物，其特征在于其中含：（ａ）水分散性、电沉积性、至少部分中和的阳离子树脂的水分散体系；（ｂ）一种含带有颜料交互作用取代基和稳定化取代基的丙烯酸骨架的分散剂化合物，其中颜料交互作用取代基至少有一个伯胺基，而且稳定化取代 基包含烷氧基封端的聚亚烷化氧结构：Ｄ（ＣＨＲ↓［１］ＣＨ↓［２］Ｏ－）↓［ｎ］Ｒ↓［２］，式中Ｄ是－Ｏ－或－ＮＲ↓［３］－的二价原子团，其中Ｒ↓［３］是氢或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］烷基，Ｒ↓［１］是氢或氢与Ｃ↓［１］－Ｃ↓［８］烷基 的混合物，Ｒ↓［２］是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［３０］烷基，而且ｎ是１～１０００中整数；以及（ｃ）至少一种被所说的分散剂化合物分散的颜料。

【技术特征摘要】
US 1994-12-21 3605021.一种电涂涂料组合物，其特征在于其中含：(a)水分散性、电沉积性、至少部分中和的阳离子树脂的水分散体系；(b)一种含带有颜料交互作用取代基和稳定化取代基的丙烯酸骨架的分散剂化合物，其中颜料交互作用取代基至少有一个伯胺基，而且稳定化取代基包含烷氧基封端的聚亚烷化氧结构：D(CHR1CH2O-)nR2，式中D是-O-或-NR3-的二价原子团，其中R3是氢或C1-C12烷基，R1是氢或氢与C1-C8烷基的混合物，R2是C1-C30烷基，而且n是1～1000中整数；以及(c)至少一种被所说的分散剂化合物分散的颜料。2.按照权利要求1的涂料组合物，其特征在于阳离子树脂是经伯胺官能化的环氧树脂。3.按照权利要求2的涂料组合物，其特征在于该组合物进一步包含在该涂料在底物上沉积后能与该阳离子树脂反应，在该底物上形成一种交联膜的交联剂。4.按照权利要求3的涂料组合物，其特征在于所说的交联剂具有环碳酸酯官能团。5.按照权利要求4的涂料组合物，其特征在于所说的交联剂是一种封端的聚异氰酸酯化合物。6.按照权利要求1的涂料组合物，其特征在于该丙烯酸骨架的分子量为2000～50000。7.按照权利要求1的涂料组合物，其特征在于所说的颜料交互作用取代基和稳定化取代基通过尿烷或脲键被连接到所说的丙烯酸骨架上。8.按照权利要求1的涂料组合物，其特征在于所说的颜料交互作用取代基和稳定化取代基通过β-羟基酯键或β-羟基胺键被连到...

【专利技术属性】
技术研发人员：CW卡彭特，TS迪森伯，W哈迪甘，
申请(专利权)人：巴斯福公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]