【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种可电沉积的涂层组合物、经处理的基材和涂覆基材的方法。
技术介绍
1、作为涂层施加方法，电沉积涉及在施加的电势的影响下将成膜组合物沉积到导电基材上。与非电泳涂覆方法相比，电沉积由于其提供更高的油漆利用率、出色的耐腐蚀性和低环境污染而在涂料工业中越来越受欢迎。阳离子电沉积工艺和阴离子电沉积工艺两者均在商业上使用。封端多异氰酸酯固化剂通常用于可电沉积的涂层组合物中，以实现涂层一旦施加后的固化。在施加外部能量如加热时，除去用于可逆地“封端”封端多异氰酸酯固化剂的异氰酸基基团的封端剂，使异氰酸基基团与聚合物粘合剂树脂反应并交联和固化涂层。通常采用加热来从封端多异氰酸酯固化剂的封端异氰酸基基团中除去封端剂。加热需要显著的能量成本。先前在相对低温下解封的封端多异氰酸酯固化剂难以制备，其有毒或成结晶状且难以处理。另外，尽管催化剂可用于降低涂层组合物的固化温度，但锡和铅催化剂由于环境问题而受到各国的许多规章限制。因此，需要使用非锡和非铅催化剂与封端多异氰酸酯固化剂在低温下固化的涂层组合物。
技术实现思路
1、本公开提供了一种可电沉积的涂层组合物，其包含有包含结构单元的羟基官能加成聚合物，至少70％的所述结构单元包含式i：
2、—[—c(r1)2—c(r1)(oh)—]— (i)，
3、其中每个r1独立地为氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烷基环烷基、取代的烷基环烷基、环烷基烷基、取代的环烷基烷基、芳基、取代的芳基、烷基芳基、取代的烷基芳基、环烷基芳
4、本公开还提供了一种可电沉积的涂层组合物，其包含有含活性氢官能团的含离子盐基团的成膜聚合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：(a)聚环氧化物；(b)二官能扩链剂；以及(c)单官能反应物；包含封端基团的封端多异氰酸酯固化剂，其中所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇；以及铋催化剂。
5、本公开进一步提供了一种可电沉积的涂层组合物，其包含有包含至少70％的结构单元的羟基官能加成聚合物，所述至少70％的结构单元包含式i：
6、—[—c(r1)2—c(r1)(oh)—]—(i)，
7、其中每个r1独立地为氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烷基环烷基、取代的烷基环烷基、环烷基烷基、取代的环烷基烷基、芳基、取代的芳基、烷基芳基、取代的烷基芳基、环烷基芳基、取代的环烷基芳基、芳基烷基、取代的芳基烷基、芳基环烷基或取代的芳基环烷基中的一种；包含活性氢官能团的含离子盐基团的成膜聚合物；包含封端基团的封端多异氰酸酯固化剂，其中所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇；铋催化剂；以及至少一种颜料。
8、本公开进一步提供了一种涂覆基材的方法，其包括将由本公开的可电沉积的涂层组合物沉积的涂层电泳式地施涂到所述基材的至少一部分上。
9、本公开进一步提供了一种至少部分固化的涂层，其通过至少部分地固化由本公开的任一可电沉积的涂层组合物沉积的涂层来形成。
10、本公开进一步提供了一种基材，其涂覆有由本公开的可电沉积的涂层组合物沉积的涂层。
11、本公开进一步提供了一种具有涂层的经涂覆的基材，所述涂层包含(a)羟基官能加成聚合物，其中至少70％的结构单元包含根据式i的结构单元：
12、—[—c(r1)2—c(r1)(oh)—]—(i)，
13、其中每个r1独立地为氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烷基环烷基、取代的烷基环烷基、环烷基烷基、取代的环烷基烷基、芳基、取代的芳基、烷基芳基、取代的烷基芳基、环烷基芳基、取代的环烷基芳基、芳基烷基、取代的芳基烷基、芳基环烷基或取代的芳基环烷基中的一种；(b)包含活性氢官能团的含离子盐基团的成膜聚合物；(c)包含封端基团的封端多异氰酸酯固化剂，其中所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇；以及(d)铋催化剂。
14、本公开进一步提供了一种具有涂层的经涂覆的基材，所述涂层包含(a)包含活性氢官能团的含离子盐基团的成膜聚合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：(i)聚环氧化物；(ii)多元酚；以及(iii)单官能反应物；(b)包含封端基团的封端多异氰酸酯固化剂，其中所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇；以及(c)铋催化剂。
15、本公开进一步提供了一种具有涂层的经涂覆的基材，所述涂层包含(a)羟基官能加成聚合物，其中至少70％的结构单元包含根据式i的结构单元：
16、—[—c(r1)2—c(r1)(oh)—]—(i)，
17、其中每个r1独立地为氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烷基环烷基、取代的烷基环烷基、环烷基烷基、取代的环烷基烷基、芳基、取代的芳基、烷基芳基、取代的烷基芳基、环烷基芳基、取代的环烷基芳基、芳基烷基、取代的芳基烷基、芳基环烷基或取代的芳基环烷基中的一种；(b)包含活性氢官能团的含离子盐基团的成膜聚合物；(c)包含封端基团的封端多异氰酸酯固化剂，其中所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇；(d)铋催化剂；以及(e)至少一种颜料。
18、本公开还提供了一种具有涂层的经涂覆的基材，所述涂层包含(a)羟基官能加成聚合物，其中至少70％的结构单元包含根据式i的结构单元：
19、—[—c(r1)2—c(r1)(oh)—]—(i)，
20、其中每个r1独立地为氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烷基环烷基、取代的烷基环烷基、环烷基烷基、取代的环烷基烷基、芳基、取代的芳基、烷基芳基、取代的烷基芳基、环烷基芳基、取代的环烷基芳基、芳基烷基、取代的芳基烷基、芳基环烷基或取代的芳基环烷基中的一种；(b)包含活性氢官能团的含离子盐基团的成膜聚合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：(i)聚环氧化物；(ii)多元酚；以及(iii)单官能反应物；(c)包含封端基团的封端多异氰酸酯固化剂，其中所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇；以及(d)铋催化剂。
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1.一种可电沉积的涂层组合物，其包含：
2.根据权利要求1所述的可电沉积的涂层组合物，其中每个R1包含氢。
3.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述包含式I的结构单元占所述羟基官能加成聚合物的70％至95％，如80％至95％，如85％至95％，如90％至95％，如92％至95％，如70％至92％，如80％至92％，如85％至92％，如90％至92％，如70％至90％，如80％至90％，如85％至90％，所述％基于所述羟基官能加成聚合物的总结构单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述结构单元进一步包含乙烯基酯残基。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物通过以下来形成：聚合乙烯基酯单体形成中间聚合物，所述中间聚合物包含有包含所述乙烯基酯残基的结构单元，然后水解所述中间聚合物中包含所述乙烯基酯残基的所述结构单元。
6.根据权利要求5所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述乙烯基酯残基占构成所述中间聚合物的所述结构单元的80％至10
7.根据权利要求4至6中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述乙烯基酯包含乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯或其任何组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的理论羟基当量重量为30g/OH当量至200g/OH当量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的理论羟基值为1,000至1,300mg的KOH/g羟基官能加成聚合物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的数均分子量为5,000g/mol至500,000g/mol，如通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯校准标准品所确定的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的重均分子量为5,000g/mol至500,000g/mol，如通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯校准标准品所确定的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：
13.根据权利要求12所述的可电沉积的涂层组合物，其中来自所述二官能扩链剂和所述单官能反应物的官能团与来自所述聚环氧化物的环氧官能团的比例可以是0.50:1至0.85:1。
14.一种可电沉积的涂层组合物，其包含：
15.根据权利要求14所述的可电沉积的涂层组合物，其中来自所述二官能扩链剂和所述单官能反应物的官能团与来自所述聚环氧化物的环氧官能团的比例可以是0.50:1至0.85:1。
16.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其进一步包含至少一种颜料。
17.一种可电沉积的涂层组合物，其包含：
18.根据权利要求16或17中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中按颜料的总重量计，所述可电沉积的涂层组合物包含低于50重量％的层状硅酸盐颜料。
19.根据权利要求16或17中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中如果所述可电沉积的涂层组合物具有0.5:1或更低的颜料与粘合剂的比例，则按颜料的总重量计，所述可电沉积的涂层组合物包含低于50重量％的层状硅酸盐颜料。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述颜料包含二氧化钛、硫酸钡或其任何组合。
21.根据权利要求20所述的可电沉积的涂层组合物，其中按颜料的总重量计，二氧化钛以至少50重量％的量存在。
22.根据权利要求20或21中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中按总组合物固体重量计，二氧化钛以至少5重量％的量存在。
23.根据前述权利要求17至22中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述颜料与粘合剂的比例为0.05:1至2:1。
24.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：
25.根据权利要求24所述的可电沉积的涂层组合物，其中来自所述多元酚和所述单官能反应物的官能团与来自所述聚环氧化物的环氧官能团的比例可以是0.50:1至0.85:1。
26.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其进一步包含腐蚀抑制剂和/或硅烷。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种可电沉积的涂层组合物，其包含：
2.根据权利要求1所述的可电沉积的涂层组合物，其中每个r1包含氢。
3.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述包含式i的结构单元占所述羟基官能加成聚合物的70％至95％，如80％至95％，如85％至95％，如90％至95％，如92％至95％，如70％至92％，如80％至92％，如85％至92％，如90％至92％，如70％至90％，如80％至90％，如85％至90％，所述％基于所述羟基官能加成聚合物的总结构单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述结构单元进一步包含乙烯基酯残基。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物通过以下来形成：聚合乙烯基酯单体形成中间聚合物，所述中间聚合物包含有包含所述乙烯基酯残基的结构单元，然后水解所述中间聚合物中包含所述乙烯基酯残基的所述结构单元。
6.根据权利要求5所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述乙烯基酯残基占构成所述中间聚合物的所述结构单元的80％至100％，所述％基于所述中间聚合物的总结构单元。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述乙烯基酯包含乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯或其任何组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的理论羟基当量重量为30g/oh当量至200g/oh当量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的理论羟基值为1,000至1,300mg的koh/g羟基官能加成聚合物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的数均分子量为5,000g/mol至500,000g/mol，如通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯校准标准品所确定的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述羟基官能加成聚合物的重均分子量为5,000g/mol至500,000g/mol，如通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯校准标准品所确定的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：
13.根据权利要求12所述的可电沉积的涂层组合物，其中来自所述二官能扩链剂和所述单官能反应物的官能团与来自所述聚环氧化物的环氧官能团的比例可以是0.50:1至0.85:1。
14.一种可电沉积的涂层组合物，其包含：
15.根据权利要求14所述的可电沉积的涂层组合物，其中来自所述二官能扩链剂和所述单官能反应物的官能团与来自所述聚环氧化物的环氧官能团的比例可以是0.50:1至0.85:1。
16.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其进一步包含至少一种颜料。
17.一种可电沉积的涂层组合物，其包含：
18.根据权利要求16或17中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中按颜料的总重量计，所述可电沉积的涂层组合物包含低于50重量％的层状硅酸盐颜料。
19.根据权利要求16或17中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中如果所述可电沉积的涂层组合物具有0.5:1或更低的颜料与粘合剂的比例，则按颜料的总重量计，所述可电沉积的涂层组合物包含低于50重量％的层状硅酸盐颜料。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述颜料包含二氧化钛、硫酸钡或其任何组合。
21.根据权利要求20所述的可电沉积的涂层组合物，其中按颜料的总重量计，二氧化钛以至少50重量％的量存在。
22.根据权利要求20或21中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中按总组合物固体重量计，二氧化钛以至少5重量％的量存在。
23.根据前述权利要求17至22中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述颜料与粘合剂的比例为0.05:1至2:1。
24.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述含离子盐基团的成膜聚合物包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：
25.根据权利要求24所述的可电沉积的涂层组合物，其中来自所述多元酚和所述单官能反应物的官能团与来自所述聚环氧化物的环氧官能团的比例可以是0.50:1至0.85:1。
26.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其进一步包含腐蚀抑制剂和/或硅烷。
27.根据权利要求26所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述腐蚀抑制剂包含钇、镧、铈、钙、唑或其任何组合。
28.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述封端多异氰酸酯固化剂包含以下结构：
29.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中按封端基团的总数计，至少20％的所述封端多异氰酸酯的所述封端基团包含作为封端剂的1,2-多元醇。
30.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中按封端基团的总数计，所述1,2-多元醇占所述封端多异氰酸酯固化剂的所述封端基团的30％至95％。
31.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述1,2-多元醇包含1,2-烷二醇。
32.根据权利要求31所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述1,2-烷二醇包含乙二醇、丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、1,2-庚二醇、1,2-辛二醇或其组合。
33.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述1,2-多元醇包含丙二醇。
34.根据前述权利要求中任一项所述的可电沉积的涂层组合物，其中所述封端多异氰酸酯固化剂进一步包含共封端剂。
35.根据权利要求34所述的可电沉积的涂...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·C·欧克博格，D·A·斯通，D·J·萨克森，C·R·G·格莱尼尔，R·A·莫蕾特，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：
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