包含木质素的阳离子电极能沉积的涂料组合物制造技术

披露了阳离子电极能沉积的涂料组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及包含木质素的阳离子电极能沉积的涂料。背景信息许多制造工艺中使用的原材料价格持续上升，尤其是那些价格与油价相关的。因此，并且由于石油储备匮乏的预期，会期待得自可再生资源或可替代资源的原材料。对环境友好型产品的需求的增加，以及石化市场的变化无常，促进了来自可再生和/或廉价来源 的原材料的发展。专利技术概述本专利技术涉及阳离子电极能沉积的涂料组合物，其包含含木质素的阳离子盐树脂。本专利技术还涉及阳离子电极能沉积的涂料组合物，其包含已与单官能化合物反应的木质素。本专利技术还涉及包含木质素的阳离子电极能沉积的涂料组合物，其中所述木质素未与单官能化合物反应，以及其中基于所述涂料组合物的总树脂固体，所述木质素占所述涂料组合物的< 5重量％。本专利技术还涉及制备阳离子电极能沉积的涂料组合物的方法，包括(i)使木质素、羰基化合物、和胺反应；和(ii)使(i)的反应产物与酸反应。本专利技术还涉及制备阳离子电极能沉积的涂料组合物的另一方法，包括(i)使木质素和表氯醇反应以形成中间反应产物，然后使该中间反应产物与胺反应；和(ii)使(i)的反应产物与胺和酸反应。本专利技术还涉及制备阳离子电极能沉积的涂料组合物的另一方法，包括使木质素和单官能化合物反应以形成反应产物；和将该反应产物加入形成阳离子膜的树脂。专利技术的详细说明如本文所使用的，除非另有明确说明，所有数字，如表达数值、范围、量或百分比的那些，都可视作由词语“约”修饰，即使该术语没有明确地出现。当说到数值的任何数值范围时，所述范围应理解为包括所述范围的最小值和最大值之间的每一个数字和/或分数。例如，“1-10”的范围意图包括所述的最小值I和所述的最大值10之间的所有子范围(包括端点值)，也就是说，最小值等于或大于I且最大值等于或小于10。如本文中所采用的，术语〃数量〃是指I或大于I的整数。如本文所使用的，复数形式的短语或术语涵盖它们的单数对应物，并且反之亦然，除非另有具体说明。举例来说，并且不进行限制，虽然在本文中说到“一种”单官能化合物、“一种”胺、“一种”木质素，但多种这些材料可用于本专利技术。如本文所使用的，“多种”是指两种以上。如本文所使用的，“包括”等术语是指“没有限制地包括”。如本文所使用的，使用〃或〃是指〃和/或"，除非另有具体说明，即使〃和/或〃可能明确地用于某些情况。如本文所使用的，术语“固化”是指其中涂料的能交联组分至少部分地交联的过程。在某些实施方式中，能交联组分的交联密度(即，交联度)范围在5%-100%，如35%-85%，或者，在一些情况下，50%-85%的完全交联。本领域技术人员将理解，交联的存在和密度，即，交联密度，可以通过多种方法确定，如米用Polymer Laboratories MK IIIDMTA分析仪在氮气下进行动态机械热分析法(DMTA)。本文中说到任何单体时，通常是指可以与另一种能聚合组分如另一种单体或聚合物聚合的单体。除非另有说明，应理解，当单体组分彼此反应形成化合物时，该化合物将包含所述单体组分的残基。电极能沉积的涂料组合物 如上所述，本专利技术涉及包含木质素的电极能沉积的涂料组合物(电极沉积或e-coat)。木质素是主要得自植物和树木的外消旋大分子。通常，木质素典型地具有超过10，000道尔顿的分子量。虽然木质素的化学组成可以根据其来源和其提取方法而变化，但木质素通常包含酚类聚合物，其包含多个羟基官能团以及芳环。除了酚类聚合物，木质素还可包含羧酸官能团以及亚甲基部分。虽然各种提取木质素的方法是本领域已知的(参见美国专利7，323，501第7栏第12行至第8栏第31行，和第10栏第15行至第24栏第26行，弓丨用的部分通过引用纳入本文)，木质素可从多种来源商购，如Ligno Tech USA(RothchiId,WI), Tembec(Montreal, QC), Fraser Paper(Toronto, ON), MeadWestvaco(Richmond, VA)和KMT Lignin Chemicals(St. Albans, Hertfordshire)。如本文所使用的，"木质素"是指任何木质素或木质素衍生物，包括布朗氏木质素、水解纤维素酶木质素、二噁烷酸解木质素、研磨木材木质素、克拉松木质素、高碘酸盐木质素、硫酸盐木质素、木质素磺酸盐、有机溶解木质素和蒸汽喷发木质素，或完全或部分由木质素或由其衍生的任何子单元、单体、或其它组分制备的任何物质。因此，木质素意指包括木质素、和/或任何包含木质素或其残基的化合物。本文中披露的木质素形成可以沉降到基材上并固化以形成涂料层的电极能沉积的涂料组合物的一部分。虽然木质素可以与其它组分(例如，环氧基官能树脂、单官能化合物)反应和/或聚合以形成电极能沉积的涂料组合物的一部分，它也可在未与所述组分反应和/或聚合的情况下加入该电极能沉积的涂料组合物。I:木质素和单官能化合物的反应产物本专利技术涉及包含已与单官能化合物反应的木质素的电极能沉积的涂料组合物。木质素和单官能化合物的反应产物有时在本文中称为改性的木质素或木质素衍生物。改性的木质素对可用于形成所述电极能沉积的涂料组合物的其它组分具有降低的反应性。例如，改性的木质素可具有对用于形成所述电极能沉积的涂料组合物的一部分的其它材料(例如，环氧基官能单体)上存在的环氧基降低的反应性。改性的木质素的降低的反应性的一种潜在优点是，涂料组合物的合成期间，如树脂合成期间，涂料组合物的凝胶可能性可以降低和/或消除。多种单官能化合物可用于与木质素反应。例如，单官能醇(例如，溶纤剂或丁基卡必醇)可以用于与木质素上羧酸官能团和/或活性亚甲基部分的至少一部分反应，从而使它们基本上无反应活性。在其它实施方式中，单官能化合物，如单官能环状碳酸酯(例如，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯)，可以用于与木质素的酚部分的羟基和/或羧酸官能团的至少一部分反应，从而使这些基团和/或部分无反应活性。可用于改性木质素的其它单官能化合物包括，但不限于，简单的单官能环氧化物(例如，环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷)，单官能缩水甘油醚和酯(例如，苯基缩水甘油基醚，叔丁基苯基缩水甘油基醚，3-乙基己基缩水甘油基醚，新癸酸缩水甘油基酯)，或它们的组合。上段所述的改性木质素可以通过使木质素与纯净的单官能化合物或在有机溶剂的存在下反应来制备。可使用的合适的溶剂包括，但不限于，酮(例如，甲基异丁基酮、甲基戊基酮)，芳族物质(例如，甲苯、二甲苯)，二醇醚(例如，二甘醇的二甲基醚)，或它们的组合。在某些实施方式中，反应采用典型的催化剂如氢氧化钠或乙基三苯基碘化鱗在800C _160°C的温度进行30-360分钟，直到所有的单官能材料被消耗，或木质素对单官能材料有反应性的所有官能团和/或部分被消耗。然而，在某些实施方式中，可能期望在木质素上具有一些剩余的可以被反应的单官能材料和/或官能团和/或部分，它们对所述单官能材料具有反应性。在某些实施方式中，反应物的当量比(即，单官能环氧基和/或单官能环状碳酸酯基木质素上的酚羟基)典型地为1.00:0. 50-0. 50:1.00。 在某些实施方式中，基于所述涂料组合物的总树脂固体，改性的木质素占所述电极能沉积的涂料组合物的10重量％-40重量％，如20重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·芬，M·P·鲍曼，S·R·佐瓦奇，E·J·范巴斯柯克，P·卡玛奇克，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：
国别省市：