用于电涂的环氧树脂乳液制造技术

一种用于电涂的环氧树脂乳液，其包含含有水性载体和酸的连续相。所述乳液还包含含有环氧树脂的分散相。所述环氧树脂是胺化合物与第一环氧反应物的反应产物。第一环氧反应物本身包含(1)芳族二酚单体、(2)双酚A的二缩水甘油醚和/或邻苯二酚的二缩水甘油醚、以及(3)C8至C18烷基酚封端剂的反应产物。(1)芳族二酚单体具有以下结构，在该结构中，R

【技术实现步骤摘要】
用于电涂的环氧树脂乳液
本公开一般性地涉及包含水性连续相并且不含氨基磺酸的环氧树脂乳液。更具体地，本公开涉及包含作为胺化合物与第一环氧反应物的反应产物的环氧树脂的乳液，其中第一环氧反应物包含芳族二酚单体、双酚A的二缩水甘油醚和/或邻苯二酚的二缩水甘油醚、以及C8至C18烷基酚封端剂的反应产物。
技术介绍
电沉积(电涂)是公知的工业工艺。将底漆电沉积至镀锌钢基底被广泛用于汽车工业。优质的电涂产品应提供优异的边缘腐蚀保护和可接受的涂层外观。然而，许多改善边缘保护或边缘覆盖率的方法使涂层外观劣化。满足不同制造商的边缘保护和涂层外观要求是一项重大的技术挑战。在电沉积涂覆工艺中，将导电制品如汽车车身或汽车零件浸入成膜聚合物的水性乳液浴中，并且充当电沉积工艺中的电极。电流在电接触水性乳液的制品和对电极之间通过，直到期望的涂层沉积在制品上。在汽车涂覆工业中普及的阴极电涂工艺中，待涂覆的制品为阴极，而对电极为阳极。基于双酚A的环氧树脂广泛用于含有成膜聚合物的水性乳液中。近年来，已经对用于电涂处理的水性环氧乳液产品作出了大量研究和开发努力。然而，这些努力无法提供目前客户所需的所有涂层性能。主要的技术挑战之一是优异的边缘腐蚀保护与可接受的涂层外观之间的平衡。因此，仍然存在开发用于电涂应用中的水性乳液的机会，所述水性乳液提供改善的边缘腐蚀保护与涂层外观的组合。此外，结合本公开的
技术介绍
，由随后的本公开的详细描述和所附权利要求书，本公开的其他期望特征和特性将变得明显。
技术实现思路
本公开提供了环氧树脂乳液。该乳液包含含有水性载体和酸的连续相。该乳液还包含含有环氧树脂的分散相。该环氧树脂是胺化合物与第一环氧反应物的反应产物。第一环氧反应物本身包含(1)芳族二酚单体、(2)双酚A的二缩水甘油醚和/或邻苯二酚的二缩水甘油醚、以及(3)C8至C18烷基酚封端剂的反应产物。(1)芳族二酚单体具有以下结构：在该结构中，R1至R4各自独立地为氢原子、C1至C8烷基、C3至C8环烷基、芳基、芳烷基、卤素(halide)基团、氰基、硝基、封端的异氰酸酯基、或C1至C8烷氧基，或者其中R1至R4中的任两者或更多者可以为稠环。本公开还提供了环氧树脂乳液，该环氧树脂乳液不含氨基磺酸，并且基本上由包含水和甲酸的连续相以及包含环氧树脂的分散相组成，所述环氧树脂具有约5,000g/mol至约10,000g/mol的重均分子量并且是氨基丙基二乙醇胺、二乙醇胺和第一环氧反应物的反应产物，其中第一环氧反应物包含邻苯二酚、双酚A的二缩水甘油醚和作为封端剂的4-十二烷基酚的反应产物，其中环氧树脂固化形成涂层，该涂层的按在经预处理的电镀锌基底上使用ISO4287(R)测量的表面粗糙度Ra小于0.4μm以及按在穿孔的电镀锌基底上使用VDA233-102在6次循环下测量的边缘保护小于3。具体实施方式以下详细描述在本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本文所考虑的环氧树脂乳液。此外，不旨在受前述
技术介绍
或以下详细描述中给出的任何理论限制。本公开的实施方案一般性地涉及环氧树脂乳液及其形成方法。为了简洁起见，本文中可能未详细描述与环氧树脂乳液有关的常规技术。此外，本文中描述的各种任务和过程步骤可以并入具有本文中未详细描述的附加步骤或功能的更全面的工序或过程中。特别地，制造乳液的各种步骤是公知的，因此为了简洁起见，许多常规步骤将在本文中仅被简要提及，或者将被完全省略而不提供公知的过程细节。本公开提供了不含氨基磺酸的环氧树脂乳液，在下文中可替代地描述为“乳液”。该乳液包含含有水性载体和酸的连续相。乳液还包含含有环氧树脂的分散相。该环氧树脂是胺化合物与第一环氧反应物的反应产物。第一环氧反应物本身包含(1)芳族二酚单体、(2)双酚A的二缩水甘油醚和/或邻苯二酚的二缩水甘油醚、以及(3)C8至C18烷基酚封端剂的反应产物。(1)芳族二酚单体具有以下结构：在该结构中，R1至R4各自独立地为氢原子、C1至C8烷基、C3至C8环烷基、芳基、芳烷基、卤素基团、氰基、硝基、封端的异氰酸酯基、或C1至C8烷氧基，或者其中R1至R4中的任两者或更多者可以为稠环。乳液乳液包含连续相和分散相。乳液没有特别限制，并且还可以描述为如常规理解的水包油(O/W)乳液或油包水(W/O)乳液。本领域技术人员基于目视检查确定乳液存在。连续相为水性并且包含水性载体和酸，为水性载体和酸，基本上由水性载体和酸组成，或者由水性载体和酸组成。例如，连续相可以基本上由水性载体和酸组成，并且不含或包含小于5重量百分比、4重量百分比、3重量百分比、2重量百分比、1重量百分比、0.5重量百分比、0.1重量百分比、0.05重量百分比、或0.01重量百分比的其他添加剂、聚合物、表面活性剂等。水性载体可以为水或者包含水，例如去离子水。在各种实施方案中，水性载体包含水和/或极性溶剂例如醇或其他极性溶剂。或者，载体可以描述为极性载体。在各种非限制性实施方案中，包括上述值和在上述值之间的所有值和值的范围(整体和部分两者)都由此被清楚地预期用于本文中。乳液不含氨基磺酸。在另一些实施方案中，乳液也不含乳酸和/或乙酸。在各种实施方案中，术语“不含”描述基于乳液的总重量，酸的量小于5重量百分比、4重量百分比、3重量百分比、2重量百分比、1重量百分比、0.5重量百分比、0.1重量百分比、0.05重量百分比、或0.01重量百分比。或者，乳液可以完全不含酸(即，以及包含零重量百分比)。在各种非限制性实施方案中，包括上述值和在上述值之间的所有值和值的范围(整体和部分两者)都由此被清楚地预期用于本文中。现在提及酸，酸没有特别限制并且可以是任何常规酸。例如，酸可以为有机酸和/或矿物酸。例如，酸可以进一步定义为使环氧树脂完全或部分中和的有机或无机酸，例如乳酸、乙酸、甲酸等。可以以本领域技术人员选择的任何量使用酸。在各种实施方案中，如本领域技术人员所理解的，以使得乳液中的中和酸与胺含量之间的摩尔比为约20％至约80％、约25％至约75％、约30％至约70％、约35％至约65％、约40％至约60％、约45％至约55％、约45％至约50％、或约30％至约60％的量使用酸。在各种非限制性实施方案中，包括上述值和在上述值之间的所有值和值的范围(整体和部分两者)都由此被清楚地预期用于本文中。现在提及分散相，分散相包含环氧树脂，为环氧树脂，基本上由环氧树脂组成，或者由环氧树脂组成。在各种实施方案中，分散相基本上由环氧树脂组成并且不含或包含小于5重量百分比、4重量百分比、3重量百分比、2重量百分比、1重量百分比、0.5重量百分比、0.1重量百分比、0.05重量百分比、或0.01重量百分比的其他添加剂、聚合物、表面活性剂等。在各种实施方案中，分散相为离散的、可识别的颗粒形式。乳液对于分散相的颗粒尺寸没有特别限制并且可以是微乳液或纳米乳液。通常，乳液的“颗粒”是上面首先介绍的环氧树脂的颗粒。例如，这样的颗粒的尺寸或形状没有特别限制。通常，颗粒为如本领域技术人员所理解的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂乳液，包含：/nA.含有水性载体和酸的连续相；和/nB.含有环氧树脂的分散相，所述环氧树脂是胺化合物与第一环氧反应物的反应产物，其中所述第一环氧反应物包含以下物质的反应产物：/n(1)具有以下结构的芳族二酚单体；/n

【技术特征摘要】
20190531 US 16/427,8691.一种环氧树脂乳液，包含：
A.含有水性载体和酸的连续相；和
B.含有环氧树脂的分散相，所述环氧树脂是胺化合物与第一环氧反应物的反应产物，其中所述第一环氧反应物包含以下物质的反应产物：
(1)具有以下结构的芳族二酚单体；



其中，R1至R4各自独立地为氢原子、C1至C8烷基、C3至C8环烷基、芳基、芳烷基、卤素基团、氰基、硝基、封端的异氰酸酯基、或C1至C8烷氧基，或者其中R1至R4中的任两者或更多者可以为稠环；
(2)双酚A的二缩水甘油醚和/或邻苯二酚的二缩水甘油醚；和
(3)C8至C18烷基酚封端剂，
其中所述乳液不含氨基磺酸。


2.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述环氧树脂的重均分子量(Mw)为约1,000g/mol至约100,000g/mol。


3.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述环氧树脂的重均分子量(Mw)为约5,000g/mol至约20,000g/mol。


4.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述环氧树脂的重均分子量(Mw)为约5,000g/mol至约10,000g/mol。


5.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述芳族二酚单体为1,2-二羟基苯。


6.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述芳族二酚单体的所述两个羟基分别位于所述苄基环的1位和2位。


7.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述芳族二酚单体的所述两个羟基分别位于所述苄基环的1位和3位。


8.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述芳族二酚单体的所述两个羟基分别位于所述苄基环的1位和4位。


9.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述反应产物进一步定义为所述(1)芳族二酚单体、所述(2)双酚A的二缩水甘油醚、和双酚A以及(3)所述烷基酚封端剂的反应产物。


10.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述反应产物进一步定义为不与双酚A反应。


11.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其中所述反应产物进一步定义为所述(1)芳族二酚单体、所述(2)双酚A的二缩水甘油醚、以及(3)C12烷基酚封端剂的反应产...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，任春，
申请(专利权)人：艾仕得涂料系统知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US