可电沉积的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种可电沉积涂料组合物，其包含：丙烯酸系聚合物，其包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的水性分散体的聚合产物，所述第二步烯属不饱和单体组合物包含大于40重量％的第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体，基于该第二步烯属不饱和单体组合物的总重量计；含离子盐基团的成膜聚合物，其不同于所述的丙烯酸系聚合物；和固化剂。还公开了涂层，涂覆的基底和涂覆基底的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可电沉积的涂料组合物相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月1日提交的美国临时专利申请系列No.62/465215的权益，在此引入作为参考。专利
本专利技术涉及一种可电沉积的涂料组合物，处理的基底和涂覆基底的方法。专利技术背景作为一种涂料涂覆方法的电沉积包括在施加的电势的影响下将成膜组合物沉积到导电基底上。电沉积在涂料工业中已经获得了普及，这归因于它与非电泳涂覆方法相比提供了更高的涂漆利用率、突出的耐腐蚀性和低的环境污染。阳离子和阴离子电沉积方法都在商业上使用。基底表面上的油污染对于可电沉积涂料组合物而言是成问题的。油沉积物例如汽车组装生产线所用的油导致形成陷穴形式的固化涂层中的缺陷。这些陷穴在可电沉积涂料组合物从油沉积之处的周围区域中脱湿时形成，并且涂层会在油沉积物周围固化。陷穴的形成影响固化涂层的光滑度和外观，并且需要额外的加工步骤例如喷砂来实现期望的涂层整饰。在工业实践中与电沉积相关的另一问题是要涂覆的基底的边缘的覆盖率。涂层在这些边缘区域中是相对薄的(即低成膜)。此外，由于将涂层保持在合适的位置所需的增加的表面能，涂层会被拉离尖锐的边缘和拐角。所述问题倾向于导致边缘处过早的和严重的腐蚀。所以，期望一种可电沉积的涂料组合物，其提供改进的陷穴控制和期望的边缘覆盖率。专利技术概述本专利技术提供一种可电沉积的涂料组合物，其包含：(a)丙烯酸系聚合物，包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的聚合产物，所述第二步烯属不饱和单体组合物包含大于40重量％的第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体，基于该第二步烯属不饱和单体组合物的总重量计；(b)含离子盐基团的成膜聚合物，其不同于所述的丙烯酸系聚合物；和(c)固化剂。本专利技术还提供一种涂覆基底的方法，包括将本专利技术的可电沉积涂料组合物电泳涂覆到至少一部分的基底上和至少部分地固化所述涂料组合物以在基底上形成至少部分固化的涂层。本专利技术进一步提供一种涂层，其是通过至少部分地固化包含下面成分的可电沉积涂料组合物而形成的：(a)丙烯酸系聚合物，其包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的聚合产物，所述第二步烯属不饱和单体组合物包含大于40重量％的第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体，基于该第二步烯属不饱和单体组合物的总重量计；(b)含离子盐基团的成膜聚合物，其不同于所述的丙烯酸系聚合物；和(c)固化剂。本专利技术进一步提供一种基底，其涂覆有处于至少部分固化态的本专利技术的可电沉积涂料组合物。专利技术详述本专利技术涉及一种可电沉积涂料组合物，其包含丙烯酸系聚合物，所述丙烯酸系聚合物包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的水性分散体的聚合产物，所述第二步烯属不饱和单体组合物包含大于40重量％的第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体，基于该第二步烯属不饱和单体组合物的总重量计；含离子盐基团的成膜聚合物，其不同于所述的丙烯酸系聚合物；和固化剂。根据本专利技术，术语“可电沉积涂料组合物”指的是这样的组合物，其能够在所施加的电势影响下沉积到导电基底上。丙烯酸系聚合物根据本专利技术，本专利技术的可电沉积涂料组合物可以包含丙烯酸系聚合物，其包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的水性分散体的聚合产物。如本文中使用的，术语“丙烯酸系(acrylic)聚合物”指的是至少部分地包含(甲基)丙烯酸系((meth)acrylic)单体的残余的聚合产物。该聚合产物可以通过两步聚合方法形成，其中所述聚合物分散剂是在第一步过程中聚合的，并且将所述第二步烯属不饱和单体组合物加入聚合物分散剂的水性分散体中和在该聚合物分散剂存在下聚合，所述聚合物分散剂参与聚合以在第二步过程中形成丙烯酸系聚合物。根据本专利技术，所述聚合物分散剂可以包含任何这样的聚合物分散剂：其具有足够的盐基团含量来稳定分散和参与第二步烯属不饱和单体组合物的后续聚合和提供所形成的在可电沉积涂料组合物中稳定的丙烯酸系聚合物。虽然提及在第一步中聚合的聚合物分散剂，但是将理解可以使用预先形成的或者市售可得的分散剂，并且聚合物分散剂的在先形成将被认为是第一步聚合。根据本专利技术，在第一步中聚合的聚合物分散剂可以包含第一步烯属不饱和单体组合物的聚合产物。该第一步烯属不饱和单体组合物可以包含单烯烃的脂肪族化合物例如(甲基)丙烯酸C1-C18烷基酯。合适的(甲基)丙烯酸C1-C18烷基酯的例子包括但不限于(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸己酯，(甲基)丙烯酸辛酯，(甲基)丙烯酸异癸酯，(甲基)丙烯酸十八烷基酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯，(甲基)丙烯酸异冰片酯，(甲基)丙烯酸叔丁基酯等。(甲基)丙烯酸C1-C18烷基酯在第一步烯属不饱和单体组合物中的存在量可以最高到90重量％，例如40-80重量％，例如50-70重量％，基于第一步烯属不饱和单体组合物的总重量计。如本文中使用的，(甲基)丙烯酸酯和类似术语包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯二者。所述第一步烯属不饱和单体组合物可以包含第一步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯。如本文中使用的，术语“羟基官能的(甲基)丙烯酸酯”统指具有羟基官能度的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯二者，即其分子中包含至少一个羟基官能团。所述第一步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯可以包含(甲基)丙烯酸羟烷基酯，例如(甲基)丙烯酸羟乙基酯，(甲基)丙烯酸羟丙基酯，(甲基)丙烯酸羟丁基酯，(甲基)丙烯酸羟戊基酯等及其组合。所述第一步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯在第一步烯属不饱和单体组合物中的存在量可以高到40重量％，例如1-30重量％，例如5-25重量％，基于第一步烯属不饱和单体组合物的总重量计。该第一步烯属不饱和单体组合物可以包含乙烯基芳族化合物。合适的乙烯基芳族化合物的非限定性例子包括苯乙烯，α-甲基苯乙烯，α-氯甲基苯乙烯和/或乙烯基甲苯。该乙烯基芳族化合物在第一步烯属不饱和单体组合物中的存在量可以高到20重量％，例如0.5-15重量％，例如1-10重量％，基于该第一步烯属不饱和单体组合物的总重量计。该第一步烯属不饱和单体组合物可以任选地包含环氧官能的单体。环氧官能的单体允许将环氧官能团引入聚合物分散剂中。环氧官能团可以经由环氧官能团与胺的反应和用酸中和来转化成阳离子盐基团。合适的环氧官能的单体的例子包括丙烯酸缩水甘油基酯，甲基丙烯酸缩水甘油基酯，3,4-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯，2-(3,4-环氧环己基)乙基(甲基)丙烯酸酯，或者烯丙基缩水甘油基醚。所述环氧官能的单体的存在量可以高到30重量％，例如5-25重量％，例如10-20重量％，基于该第一步烯属不饱和单体组合物的总重量计。该第一步烯属不饱和单体组合物可以任选地包含酸官能的烯属不饱和单体。酸官能单体允许通过碱中和来将阴离子盐基团引入聚合物分散剂中。酸官能的烯属不饱和单体可以包含磷酸或者羧酸官能的烯属不饱和单体，例如(甲基)丙烯酸。所述酸官能单体在第一步烯属不饱和单体组合物中的存在量可以高到20重量％，例如5-15重量％，基于该第一步烯属不饱和单体组合物的总重量计。第一步烯属不饱和单体组合物可以包含每分子具有两个或更多个烯属不饱和基团的单体。该每分子具有两个或更多个烯属不饱和基团的单体可以包含每分子具有两个烯属不饱和基团的单体。合适的每分子具有两个烯属不饱和基团的单体的例子包括乙二醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可电沉积涂料组合物，其包含：(a)丙烯酸系聚合物，其包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的聚合产物，所述第二步烯属不饱和单体组合物包含大于40重量％的第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体，基于该第二步烯属不饱和单体组合物的总重量计；(b)含离子盐基团的成膜聚合物，其不同于所述丙烯酸系聚合物；和(c)固化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.01 US 62/465,2151.一种可电沉积涂料组合物，其包含：(a)丙烯酸系聚合物，其包含聚合物分散剂和第二步烯属不饱和单体组合物的聚合产物，所述第二步烯属不饱和单体组合物包含大于40重量％的第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体，基于该第二步烯属不饱和单体组合物的总重量计；(b)含离子盐基团的成膜聚合物，其不同于所述丙烯酸系聚合物；和(c)固化剂。2.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体包含伯羟基。3.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体包含C1-C5羟烷基(甲基)丙烯酸酯。4.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中第二步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体包含(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯、(甲基)丙烯酸羟丁基酯、(甲基)丙烯酸羟戊基酯或者其组合。5.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中聚合物分散剂包含含离子盐基团的聚合物分散剂。6.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中聚合物分散剂包含第一步烯属不饱和单体组合物的聚合物产物，该第一步烯属不饱和单体组合物包含：(a)C1-C18烷基(甲基)丙烯酸酯；(b)第一步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯；(c)乙烯基芳族化合物；(d)环氧官能的烯属不饱和单体；和(e)包含每分子两个或更多个烯属不饱和基团的单体。7.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中聚合物分散剂包含第一步烯属不饱和单体组合物的聚合产物，该第一步烯属不饱和单体组合物包含：(a)C1-C18烷基(甲基)丙烯酸酯；(b)第一步羟基官能的(甲基)丙烯酸酯；(c)乙烯基芳族化合物；(d)酸官能的烯属不饱和单体；和(e)包含每分子两个或更多个烯属不饱和基团的单体。8.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中丙烯酸系聚合物包含19-50重量％的所述聚合物分散剂的残余，和50-81重量％的所述烯属不饱和单体组合物的残余，所述重量％基于所述丙烯酸系聚合物的总重量计。9.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中该第二步烯属不饱和单体组合物与聚合物分散剂的重量比是1：1到4.3：1。10.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中所述丙烯酸系聚合物的理论羟基当量是120g/OH到310g/OH。11.权利要求1的可电沉积涂料组合物，其中所述丙烯酸系聚合物的理论羟基值是190mgKOH/g丙烯酸系聚合物到400mg...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·斯通，E·J·范布斯吉尔克，C·A·威尔逊，JA·E·比茨，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国,US