專利名稱：含有嗎啉二酮封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑的陰極電涂組合物的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及陰極電涂組合物，特別涉及含有嗎啉二酮交聯(lián)劑的陰極電涂組合物，所述嗎啉二酮交聯(lián)劑顯著減少了固化過(guò)程中由涂層膜產(chǎn)生的揮發(fā)性散發(fā)物和烘烤損失。
通過(guò)電沉積方法，也稱為電涂方法涂飾導(dǎo)電基底是眾所周知和重要的工業(yè)方法。將底漆電沉積于汽車(chē)基底上在汽車(chē)工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。在這種方法中，將導(dǎo)電物品例如汽車(chē)車(chē)身或汽車(chē)部件浸在成膜聚合物水乳液的涂層組合物的電沉積浴中，并且該物品在電沉積過(guò)程中起電極的作用。在物品與反電極之間通以電流直到在物品上沉積了所需厚度的涂層為止，其中反電極與涂層組合物保持電接觸。在陰極電涂方法中，被涂層的物品是陰極，反電極是陽(yáng)極。
在典型的陰極電沉積方法中，在電沉積浴中使用的成膜樹(shù)脂組合物也是本領(lǐng)域眾所周知的。這些樹(shù)脂一般由已進(jìn)行了鏈延長(zhǎng)然后形成了加合物以在樹(shù)脂中包括胺基團(tuán)的聚環(huán)氧化物樹(shù)脂制成。胺基團(tuán)一般是通過(guò)將樹(shù)脂與胺化合物反應(yīng)來(lái)引入的。將這些樹(shù)脂與通常為聚異氰酸酯的交聯(lián)劑混合，然后用酸中和以形成通常稱為主要乳液的水乳液。
將主要乳液與顏料膏、聚結(jié)溶劑、水以及其它添加劑如催化劑合并以形成電沉積浴。將電沉積浴置于含有陽(yáng)極的絕緣槽中。欲被涂層的物品是陰極，并通過(guò)含有電沉積浴的槽。沉積到電涂物品上的涂層厚度與電沉積浴特性、槽的電運(yùn)行特性、浸入的時(shí)間等有關(guān)。
將所得涂層物品從電涂浴中取出并用去離子水洗滌。將物品上的涂層在爐中以足夠的溫度進(jìn)行固化，以在物品上面形成交聯(lián)涂飾層。催化劑的存在提高了涂飾層的交聯(lián)。陰極電涂組合物、樹(shù)脂組合物、涂布浴和陰極電沉積方法公開(kāi)于Jarabek等人的于1975年11月25日公布的US 3,922,253；Wismer等人的于1983年12月6日公布的US 4,419,467；Belanger的于1979年1月30日公布的US 4,137,140以及Wismer等人的于1984年8月25日公布的US 4,468,307中。
與含有聚異氰酸酯交聯(lián)劑的常用電涂組合物有關(guān)的一個(gè)缺點(diǎn)是，為了避免電涂組合物的過(guò)早膠凝，必須用例如醇將固化劑上的高反應(yīng)性異氰酸酯基團(tuán)封閉。然而，封閉的聚異氰酸酯需要高溫來(lái)去封閉和開(kāi)始固化反應(yīng)。在固化過(guò)程中，這種固化機(jī)制也釋放出大量的揮發(fā)性封閉劑，從而產(chǎn)生不利的膜重量損失，也被稱作烘烤損失，并且使得必須對(duì)爐中排出的廢氣進(jìn)行凈化，以及造成樹(shù)脂固體不利的損失。另外，在固化過(guò)程中釋放的揮發(fā)性封閉劑能夠?qū)Ω鞣N涂層特性造成其它有害作用，例如，產(chǎn)生粗糙的膜表面。
McCollum等人的于1986年10月7日公布的US 4,615,779提出使用低分子量的醇封閉劑以減少當(dāng)膜加熱固化時(shí)的重量損失。然而，這樣的封閉劑能夠產(chǎn)生不希望的膜缺陷。December等人的于1995年7月11日公布的US 5,431,791描述了使用具有多個(gè)環(huán)碳酸酯基團(tuán)的固化劑來(lái)代替封閉的聚異氰酸酯，該固化劑仍然提供需要的尿烷交聯(lián)，但是能夠避免烘烤損失和使用封閉的聚異氰酸酯固化劑所帶來(lái)的其它問(wèn)題。然而，環(huán)碳酸酯通常難于摻入到主要乳液中。
所以，仍然需要發(fā)現(xiàn)用于陰極電涂組合物的新的交聯(lián)劑，這種交聯(lián)劑在保持所需涂布特性的同時(shí)能夠減少揮發(fā)性散發(fā)物和烘烤損失。還需要發(fā)現(xiàn)具有上述特性、在工業(yè)規(guī)模上能夠簡(jiǎn)單且廉價(jià)制備的新的交聯(lián)劑。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及改進(jìn)的含水陰極電涂組合物，所述組合物包含環(huán)氧-胺加合物、用于環(huán)氧-胺加合物的交聯(lián)劑和用作環(huán)氧-胺加合物的中和劑的有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的粘合劑；其中所述改進(jìn)是使用封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑平均具有至少一個(gè)用嗎啉二酮化合物封閉的異氰酸酯基團(tuán)，以在固化期間減少烘烤損失。還優(yōu)選使用標(biāo)準(zhǔn)封閉劑以提供高度交聯(lián)的最終的膜網(wǎng)絡(luò)。
使用任何上述組合物來(lái)陰極電涂導(dǎo)電基底的方法和由此電涂的導(dǎo)電物品也形成本發(fā)明的部分。
發(fā)明詳述本發(fā)明電涂組合物是含水組合物，其優(yōu)選含有占陰極成膜粘合劑、添加劑、顏料分散樹(shù)脂、顏料等的主要乳液重量約5-50％的固體含量，并通常含有有機(jī)聚結(jié)溶劑。
用于形成本發(fā)明陰極電涂組合物的主要乳液的成膜粘合劑是環(huán)氧-胺加合物和新的含有嗎啉二酮基團(tuán)的交聯(lián)劑。環(huán)氧-胺加合物通常由環(huán)氧樹(shù)脂形成，該環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選進(jìn)行了鏈延長(zhǎng)，然后與胺反應(yīng)以形成具有胺基團(tuán)的加合物，之后將胺基團(tuán)用酸中和。通常將環(huán)氧-胺加合物與交聯(lián)樹(shù)脂混合，然后用酸中和并倒入水中以形成水乳液，該水乳液被稱為主要乳液。之后向主要乳液中加入其它成分例如呈顏料膏形式的顏料、聚結(jié)溶劑、防堵孔劑、增韌劑、消泡劑、濕潤(rùn)劑以及其它添加劑例如催化劑，以形成商業(yè)電涂組合物。典型的含水陰極電涂組合物描述于DeBroy等人的于1991年12月3日公布的US 5,070,149和上述US 3,922,253；4,419,467；4,137,140和4,468,307中。
用新的嗎啉二酮交聯(lián)劑配制成的本發(fā)明電涂組合物的優(yōu)點(diǎn)是，減少了電沉積后固化過(guò)程中發(fā)生于膜的揮發(fā)性散發(fā)物和烘烤損失，即重量損失。另外，與僅含有常規(guī)醇封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑的電涂組合物相比，本發(fā)明電涂組合物表現(xiàn)出更低的固化溫度和更好的邊緣耐蝕性。
本發(fā)明新組合物的環(huán)氧-胺加合物由優(yōu)選進(jìn)行了鏈延長(zhǎng)然后與胺反應(yīng)的環(huán)氧樹(shù)脂形成。所得環(huán)氧樹(shù)脂加合物具有反應(yīng)性羥基、環(huán)氧基和胺基團(tuán)。
用于環(huán)氧胺加合物的環(huán)氧樹(shù)脂是具有大約150-2,000環(huán)氧當(dāng)量的聚環(huán)氧-羥基-醚樹(shù)脂。
環(huán)氧當(dāng)量是含有一克當(dāng)量環(huán)氧的以克為單位的樹(shù)脂重量。
這些環(huán)氧樹(shù)脂可以是任何含有環(huán)氧-羥基的聚合物，該聚合物每個(gè)分子具有兩個(gè)或多個(gè)1，2-環(huán)氧(即末端)相等物，即平均每個(gè)分子具有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)的聚環(huán)氧化物。優(yōu)選為環(huán)狀多元醇的聚縮水甘油醚。特別優(yōu)選為多元酚例如雙酚A的聚縮水甘油醚。這些聚環(huán)氧化物可以通過(guò)在堿存在下，將多元酚與表鹵代醇或二鹵代醇例如表氯醇或二氯醇進(jìn)行醚化反應(yīng)而制得。多元酚的實(shí)例是2，2-二-(4-羥基苯基)乙烷、2-甲基-1，1-二-(4-羥基苯基)丙烷、2，2-二-(4-羥基-3-叔丁基苯基)丙烷、1，1-二-(4-羥基苯酚)乙烷、二-(2-羥基萘基)甲烷、1，5-二羥基-3-萘等。
除了多元酚，其它環(huán)狀多元醇也可以用于制備環(huán)狀多元醇衍生物的聚縮水甘油醚。其它環(huán)狀多元醇的實(shí)例是脂環(huán)族多元醇，特別是脂環(huán)族多元醇，例如1，2-二(羥基甲基)環(huán)己烷、1，3-二-(羥基甲基)環(huán)己烷、1，2-環(huán)己二醇、1，4-環(huán)己二醇和氫化雙酚A。
環(huán)氧樹(shù)脂可以用例如任何上述多元酚進(jìn)行鏈延長(zhǎng)。優(yōu)選的增鏈劑是雙酚A和乙氧基化雙酚A，優(yōu)選是這些酚的組合。聚環(huán)氧化物也可以用能提高流動(dòng)性和聚結(jié)性的聚醚或聚酯型多元醇將鏈延長(zhǎng)。通常有用的增鏈劑是多元醇例如聚己內(nèi)酯二醇，例如得自Union Carbide/DowCorporation的Tone200系列，和乙氧基化雙酚A，例如得自MillikenChemical Company的SYNFAC 80099。
用于鏈延長(zhǎng)的聚醚型多元醇的實(shí)例和條件公開(kāi)于US 4,468,307中。用于鏈延長(zhǎng)的聚酯型多元醇公開(kāi)在Marchetti等人的于1979年4月10日公布的US 4,148,772中。
用于形成這些聚環(huán)氧羥基醚樹(shù)脂的典型催化劑是叔胺例如二甲基芐胺，和有機(jī)金屬絡(luò)合物例如乙基或其它烷基三苯基鏻碘化物。
酮亞胺和/或仲胺和/或伯胺可用于封端，即，與樹(shù)脂的環(huán)氧末端基團(tuán)反應(yīng)以形成環(huán)氧胺加合物。為潛伯胺的酮亞胺是通過(guò)將酮與伯胺反應(yīng)而形成的。通過(guò)例如共沸蒸餾把反應(yīng)中形成的水除去。可使用的酮包括具有3-13個(gè)碳原子的二烷基、二芳基和烷基芳基酮。用于形成這些酮亞胺的酮的具體實(shí)例包括丙酮、甲基乙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基異戊基酮、甲基芳基酮、乙基異戊基酮、乙基戊基酮、苯乙酮和二苯甲酮。適宜的二胺是乙二胺、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、4，9-二氧代十二烷和1，12-十二烷二胺等。一個(gè)典型可用的酮亞胺是二酮亞胺，其為二亞乙基三胺和甲基異丁基酮的酮亞胺。
可用于形成環(huán)氧-胺加合物的典型可用的伯和仲胺是甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、異丁胺、芐胺等，和二甲胺、二乙胺、二丙胺、二異丙胺、二丁胺等。鏈烷醇胺是優(yōu)選的，例如乙醇胺、丙醇胺等；以及甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、苯基乙醇胺、二乙醇胺等。其它可以使用的胺描述于US 4,419,467中，在此將之引用作為參考。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)胺基團(tuán)能夠與在本發(fā)明中使用的嗎啉二酮交聯(lián)基團(tuán)反應(yīng)。
電涂組合物的陰極粘合劑含有約20-80％重量的上述環(huán)氧胺加合物以及相應(yīng)80-20％的新的封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑。
在本發(fā)明涂層組合物中使用的新的封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑是已經(jīng)與封閉劑預(yù)反應(yīng)(至少部分地預(yù)反應(yīng))的有機(jī)聚異氰酸酯，所述封閉劑在將膜加熱固化時(shí)基本上不造成重量損失。本發(fā)明交聯(lián)劑還優(yōu)選用所需封閉劑完全封閉或封端，這樣實(shí)際上沒(méi)有剩余任何游離異氰酸酯基團(tuán)，并且所得封閉或封端的異氰酸酯在室溫下對(duì)活性氫是穩(wěn)定的，但在所要求的高溫下與活性氫具有反應(yīng)性。
用于形成交聯(lián)劑的聚異氰酸酯是有機(jī)聚異氰酸酯。這些聚異氰酸酯可以是任何適宜的脂族、脂環(huán)族或芳族聚異氰酸酯或其衍生物。二異氰酸酯通常是優(yōu)選的，但是也可以使用更高的聚異氰酸酯例如三異氰酸酯。適宜的脂族二異氰酸酯的實(shí)例是直鏈脂族二異氰酸酯，例如二異氰酸1，4-四亞甲酯和1，6-己二異氰酸酯等。也可以使用脂環(huán)族二異氰酸酯。實(shí)例包括異佛爾酮二異氰酸酯和4，4′-亞甲基-二-(環(huán)己基異氰酸酯)等。芳族二異氰酸酯的實(shí)例是對(duì)苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯、聚合二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯和2，4-或2，6-甲苯二異氰酸酯等。適宜的異氰酸酯衍生物包括4，4′-亞甲基二苯胺二異氰酸酯或其中亞甲基被雜原子例如NCH3、S、O、C(CH3)2等替代的其衍生物。某些較高聚異氰酸酯的實(shí)例例如三異氰酸酯的實(shí)例是亞甲基三苯基三異氰酸酯、1，3，5-苯三異氰酸酯、2，4，6-甲苯三異氰酸酯等。除了上面所列的聚異氰酸酯以外，還可以使用其它較高聚異氰酸酯例如異氰酸酯預(yù)聚物。它們是由有機(jī)聚異氰酸酯和多元醇形成的。任何上述聚異氰酸酯都可以與多元醇一起使用。多元醇例如三羥甲基烷如三羥甲基丙烷或乙烷可以使用。聚合多元醇例如聚己內(nèi)酯二醇和三醇也可以使用。然而，芳族二異氰酸酯例如二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯通常是最優(yōu)選的。
用于形成本發(fā)明交聯(lián)劑的主要封閉劑是這樣的封閉劑，其在將膜加熱固化時(shí)基本上不造成重量損失，即烘烤損失。更具體來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明中使用的封閉劑是嗎啉二酮封閉劑，其含有至少一個(gè)可交聯(lián)的嗎啉二酮封閉基團(tuán)。在加熱過(guò)程中，據(jù)信嗎啉二酮封閉基團(tuán)不是離開(kāi)膜，而是通過(guò)與成膜環(huán)氧-胺樹(shù)脂上的胺基團(tuán)，即交聯(lián)官能團(tuán)反應(yīng)來(lái)參與交聯(lián)反應(yīng)，并成為最終膜網(wǎng)絡(luò)的永久部分。該反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行并且沒(méi)有釋放出任何揮發(fā)性副產(chǎn)物，這是因?yàn)樯婕傲碎_(kāi)環(huán)反應(yīng)。因此，當(dāng)膜被加熱固化時(shí)，這種類型的固化機(jī)制能夠減少烘烤損失并且不會(huì)造成重量損失。與傳統(tǒng)電涂組合物相比，這種類型的固化機(jī)制還能夠使本發(fā)明電涂組合物在低得多的溫度下固化，從而能夠?yàn)槠?chē)裝配廠節(jié)約大量的能源。
可以用多種羥基官能嗎啉二酮單體將這樣的可交聯(lián)的嗎啉二酮封閉基團(tuán)引入聚異氰酸酯分子內(nèi)。這些封閉劑可以是每個(gè)分子具有至少一個(gè)反應(yīng)性羥基和至少一個(gè)嗎啉二酮基團(tuán)的任何羥基官能嗎啉二酮單體。被具有1-8個(gè)碳原子，優(yōu)選1-4個(gè)碳原子的烷基N-或4-取代的羥基烷基嗎啉二酮單體是優(yōu)選的。這些單體可通過(guò)將草酸二烷基酯例如草酸二乙酯與每個(gè)分子具有至少兩個(gè)反應(yīng)性羥基的適當(dāng)多羥基仲胺例如二鏈烷醇胺反應(yīng)而容易、高效且低成本地制得。該反應(yīng)優(yōu)選在極性溶劑中于低溫下例如0-5℃進(jìn)行。然后根據(jù)其特性通過(guò)適宜的技術(shù)純化所得化合物，以除去在反應(yīng)中形成的醇和任何痕量未反應(yīng)的原料。可用于形成羥基官能嗎啉二酮單體的常用仲胺是二鏈烷醇胺，例如在鏈烷醇基團(tuán)中具有1-8個(gè)碳原子，優(yōu)選1-4個(gè)碳原子的二鏈烷醇胺，其中二乙醇胺是最優(yōu)選的。草酸二烷基酯的實(shí)例是在烷基中具有約1-15個(gè)碳原子，優(yōu)選1-2個(gè)碳原子的草酸二烷基酯，其中草酸二乙酯是最優(yōu)選的。
可用作本發(fā)明封閉劑的一個(gè)優(yōu)選種類的羥基官能嗎啉二酮單體由下列結(jié)構(gòu)式代表 其中R選自鏈烷醇，優(yōu)選在鏈烷醇基團(tuán)中具有8個(gè)或更少，優(yōu)選4個(gè)或更少的碳原子的低級(jí)鏈烷醇，其中羥基乙基是最優(yōu)選的。
其它能夠使用的羥基官能嗎啉二酮單體列在Klein的于1978年10月3日公布的US 4,118,422和Harrington的于1955年11月8日公布的US 2,723,247中，兩者于此引用作參考。
本發(fā)明封閉的聚異氰酸酯可以用上述這些羥基官能嗎啉二酮單體全部封閉(即100％封閉或盡可能合理地達(dá)到接近100％封閉)，從而基本上沒(méi)有剩余未反應(yīng)的異氰酸酯基團(tuán)。然而，在本發(fā)明中，封閉劑的混合物通常是優(yōu)選的。因此，優(yōu)選選擇反應(yīng)條件，以使10-100mol.％的聚異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為嗎啉二酮基團(tuán)，而相應(yīng)地使90-0mol.％的聚異氰酸酯基團(tuán)能夠與常規(guī)異氰酸酯封閉劑反應(yīng)。常規(guī)封閉劑的實(shí)例是醚醇、烷基醇、肟、酰胺或者具有活性氫的任何化合物，其中在加熱下基本上不造成重量損失的低分子量的醚或烷基醇是優(yōu)選的。低分子量是指其它封閉劑合乎需要地具有低于約162的數(shù)均分子量。在本發(fā)明中，另外的封閉劑被用來(lái)使至少一些異氰酸酯基團(tuán)在加熱下能夠去封閉，并與存在于樹(shù)脂系統(tǒng)中的任何剩余活性氫基團(tuán)反應(yīng)。在加熱下，這些封閉劑發(fā)生分離，從而產(chǎn)生反應(yīng)性異氰酸酯并與環(huán)氧-胺加合物發(fā)生另外的交聯(lián)。
常用的烷基醇交聯(lián)劑是在烷基中具有1-20個(gè)，優(yōu)選12個(gè)或更少碳原子的脂族、脂環(huán)族或芳族烷基單醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、丁醇、2-乙基己醇、環(huán)己醇、環(huán)辛醇、苯酚、吡啶酚、苯硫酚和甲酚?？墒褂玫牡湫兔汛际蔷哂邪?-10個(gè)碳原子的烷基的乙二醇一烷基醚、二甘醇一烷基醚、丙二醇一烷基醚或一縮二丙二醇一烷基醚，例如二甘醇一丁醚、乙二醇丁醚、二甘醇一甲醚、乙二醇甲醚、一縮二丙二醇一甲醚、一縮二丙二醇一丁醚、丙二醇一丁醚、丙二醇一甲醚。典型的肟是甲基乙基酮肟、甲基異丁基酮肟、甲基異戊基酮肟、甲基正戊基酮肟、環(huán)己酮肟、二異丁基酮肟?？捎米鞣忾]劑的典型酰胺是己內(nèi)酰胺、甲基乙酰胺、琥珀酰亞胺、N-乙酰苯胺。一種優(yōu)選的封閉劑混合物是4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮與二甘醇一甲醚。
因此，提供的所得聚異氰酸酯固化劑具有可用量的可交聯(lián)的嗎啉二酮基團(tuán)，其在薄膜加熱固化時(shí)不會(huì)造成重量損失。最優(yōu)選提供用常規(guī)封閉劑部分封閉并且還具有反應(yīng)性嗎啉二酮基團(tuán)的封閉的異氰酸酯。
在本發(fā)明中用作交聯(lián)劑的一類優(yōu)選的嗎啉二酮化合物是由下面結(jié)構(gòu)式代表的嗎啉二酮聚異氰酸酯低聚物 其中R代表芳族、脂環(huán)族或脂族烴基，優(yōu)選芳族亞甲基二苯基，R1是常規(guī)聚異氰酸酯封閉劑例如脂族單醇、醚醇或R2，R2是下式代表的嗎啉二酮基團(tuán) 其中R3是具有1-8個(gè)碳原子，優(yōu)選1-4個(gè)碳原子的烷基；且n是1-4的正整數(shù)，n優(yōu)選為1。
上述封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的幾種不同方法制備。制備這樣的化合物的優(yōu)選方法是將所選擇的聚異氰酸酯與羥基官能嗎啉二酮單體以及任選但是優(yōu)選另外的封閉劑進(jìn)行逐步反應(yīng)。該反應(yīng)優(yōu)選在高溫下，在惰性溶劑例如甲基異丁基酮和適宜的催化劑例如二月桂酸二丁錫存在下進(jìn)行，直至如紅外線掃描所示全部異氰酸酯基團(tuán)都反應(yīng)為止。
可用于該形成方法的典型催化劑是常規(guī)錫催化劑，其中二月桂酸二丁錫是優(yōu)選的。
可用于該形成方法的典型溶劑是酮例如甲基戊基酮、甲基異丁基酮、甲基乙基酮，芳烴例如甲苯、二甲苯，碳酸亞烷基酯例如異丙二醇碳酸酯，N-甲基吡咯烷酮、醚、酯、乙酸酯以及任何上述溶劑的混合物。極性溶劑例如乙醇、丁醇等也可以用來(lái)降低反應(yīng)混合物的粘度。
本發(fā)明封閉的聚異氰酸酯還優(yōu)選具有小于約2,000，更優(yōu)選小于約1,500的數(shù)均分子量，以實(shí)現(xiàn)高流動(dòng)性和高的膜平滑度。數(shù)均分子量的優(yōu)選范圍在400-1,200之間。本文所公開(kāi)的所有分子量都是通過(guò)使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)的凝膠滲透色譜法確定的。
如上所述，作為對(duì)陰極電涂交聯(lián)劑的要求，這些化合物優(yōu)選在室溫下對(duì)活性氫是穩(wěn)定的，而在固化過(guò)程中，與標(biāo)準(zhǔn)封閉的聚異氰酸酯相比，在低得多的烘烤溫度下，優(yōu)選在275°-325°F(135℃-162.5℃)被活化(即開(kāi)環(huán))。進(jìn)行比較，目前標(biāo)準(zhǔn)醚醇封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑是在330°F(16.5℃)或以上溫度下烘烤以將異氰酸酯去封閉和開(kāi)始固化反應(yīng)。
所得嗎啉二酮化合物以占組合物中全部粘合劑重量的約10-60％，優(yōu)選約15-40％的量用于本發(fā)明涂層組合物。最優(yōu)選地，在粘合劑中包含約20-30％重量的這樣的嗎啉二酮化合物。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，除了如上所述的衍生自聚異氰酸酯樹(shù)脂的嗎啉二酮化合物以外，其它嗎啉二酮交聯(lián)化合物也可用于本發(fā)明中。
任選地，本發(fā)明涂層組合物還可以含有另外的交聯(lián)劑以與嗎啉二酮交聯(lián)劑聯(lián)合使用。另外的交聯(lián)劑可以占本發(fā)明涂層組合物所用全部交聯(lián)組分總重量的0-99％。另外的交聯(lián)劑用于與存在于樹(shù)脂系統(tǒng)中的剩余活性氫基團(tuán)反應(yīng)。另外的交聯(lián)劑的實(shí)例包括任何常規(guī)已知的封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑。這些交聯(lián)劑是脂族、脂環(huán)族和芳族異氰酸酯例如1，6-己二異氰酸酯、亞環(huán)己基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯等。芳族二異氰酸酯例如二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯是優(yōu)選的。將這些異氰酸酯與將異氰酸酯官能團(tuán)封閉的封閉劑例如肟、醇或己內(nèi)酰胺進(jìn)行預(yù)反應(yīng)。一個(gè)優(yōu)選的封閉劑的混合物是甲醇、乙醇和二甘醇一丁醚。在加熱下，封閉劑分離，從而產(chǎn)生反應(yīng)性異氰酸酯基團(tuán)，并與環(huán)氧-胺加合物發(fā)生另外的交聯(lián)。異氰酸酯交聯(lián)劑和封閉劑是本領(lǐng)域眾所周知的，并公開(kāi)于Marchetti等人于1979年4月10日公布的US 4,419,467中，在此引用作為參考。也可以使用三聚氰胺交聯(lián)劑。
環(huán)氧胺加合物的陰極粘合劑和交聯(lián)劑是電涂組合物中的主要樹(shù)脂成分，并且通常以占組合物固體重量約30-50％的量存在。用酸將陰極粘合劑的堿性基團(tuán)(胺基團(tuán))部分或全部中和以形成水溶性產(chǎn)物。常用于中和環(huán)氧-胺加合物以形成水可分散的陽(yáng)離子基團(tuán)的酸是乳酸、乙酸、甲酸、氨基磺酸，鏈烷磺酸例如甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸等。鏈烷磺酸通常是優(yōu)選的。中和程度取決于在每一情況下使用的粘合劑的性質(zhì)。通常，加入足夠的酸以提供pH值大約為5.5-8.0的所得電涂組合物。為形成電涂浴，通常將電涂組合物固體用水介質(zhì)還原為所需浴固體。
除了上述粘合劑樹(shù)脂成分以外，電涂組合物通常還含有以顏料膏形式摻入到組合物中的顏料。顏料膏是通過(guò)將顏料與固化催化劑和其它任選成分例如防堵孔劑、潤(rùn)濕劑、表面活性劑以及消泡劑一起研磨或分散到研磨載體內(nèi)來(lái)制得。可使用本領(lǐng)域眾所周知的任何顏料研磨載體。研磨一般是用本領(lǐng)域已知的常規(guī)設(shè)備例如Eiger碾磨機(jī)、Dynomill或砂磨機(jī)進(jìn)行的。研磨通常進(jìn)行約2-3小時(shí)，直至獲得最小為7或以上的Hegman讀數(shù)為止。
在研磨或磨碎之前顏料分散體的粘度是很重要的。通常使用按照ASTM D-2196確定的B Brookfield粘度。盡管所要求的粘度會(huì)隨著所選擇的組分而變化，但是在研磨期間為了達(dá)到精細(xì)研磨，粘度通常為8000厘泊-1500厘泊(0.8Pa.s-1.5Pa.s)。研磨期間粘度一般會(huì)增加，并且易于通過(guò)改變水的存在量來(lái)調(diào)節(jié)。
可用于本發(fā)明的顏料包括二氧化鈦、堿式硅酸鉛、鉻酸鍶、炭黑、氧化鐵、粘土等。具有高表面積和油吸收性的顏料應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎使用，因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)﹄姵练e涂層的聚結(jié)和流動(dòng)性產(chǎn)生不良影響。
顏料與粘合劑的重量比也很重要，并且應(yīng)當(dāng)優(yōu)選低于5∶1，更優(yōu)選低于4∶1，通常為約2-4∶1。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較高的顏料與粘合劑重量比對(duì)聚結(jié)和流動(dòng)產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明電涂組合物可以含有任選成分例如潤(rùn)濕劑、表面活性劑、消泡劑等。表面活性劑和潤(rùn)濕劑的實(shí)例包括例如得自Ciba-GeigyIndustrial Chemicals商品名為Amine C的烷基咪唑啉，得自AirProducts和Chemicals商品名為Surfynol 104的炔醇。這些任選成分在存在的情況下，占組合物粘合劑固體重量的大約0.1-20％。
可任選使用增塑劑來(lái)提高流動(dòng)性?？捎玫脑鏊軇┑膶?shí)例是高沸點(diǎn)的水不混溶材料，例如壬基酚或雙酚A的環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷加合物。增塑劑通常以占樹(shù)脂固體重量約0.1-15％的水平使用。
固化催化劑例如錫通常存在于組合物中。實(shí)例是二月桂酸二丁錫和氧化二丁錫。在使用時(shí)，它們通常以約0.05-2％重量的錫的量存在，按總樹(shù)脂固體的重量為100％計(jì)。
將本發(fā)明電涂組合物分散在水介質(zhì)之中。在本發(fā)明上下文中使用的術(shù)語(yǔ)“分散體”是指兩相半透明或不透明的含水樹(shù)脂狀粘合劑系統(tǒng)，其中粘合劑在分散相中而水在連續(xù)相中。粘合劑相的平均顆粒直徑為約0.05-10μm，優(yōu)選小于0.2μm。水介質(zhì)中粘合劑的濃度通常不重要，但水分散體的主要部分一般是水。水分散體通常含有約3-50％，優(yōu)選5-40％重量的粘合劑固體。當(dāng)加到電涂浴中時(shí)，需要用水進(jìn)一步稀釋的水粘合劑濃縮物通常具有10-30％重量的粘合劑固體。
除了水以外，陰極電涂組合物的水介質(zhì)還含有聚結(jié)溶劑?？捎玫木劢Y(jié)溶劑包括烴、醇、多元醇和酮。優(yōu)選的聚結(jié)溶劑包括乙二醇的一丁基醚和一己基醚，以及丙二醇的苯基醚。聚結(jié)溶劑的量不重要，但通常是水介質(zhì)總重量的0.1-15％，優(yōu)選0.5％。
將本發(fā)明電涂組合物用于常規(guī)陰極電涂方法中。電涂槽含有兩個(gè)導(dǎo)電電極是電涂槽一部分的陽(yáng)極與是被涂層基底的陰極。這種基底可以是任何導(dǎo)電(例如金屬)物體，包括但不限于物品例如汽車(chē)車(chē)身或汽車(chē)部件，或任何其它OEM或工業(yè)涂層的部件，包括但不限于，庭院設(shè)備(例如剪草機(jī)、吹雪機(jī)、園藝和動(dòng)力工具及其部件)、辦公用具、家具、兒童玩具等。當(dāng)在兩個(gè)電極之間施加足夠的電壓時(shí)，在陰極上面就會(huì)沉積一層附著膜。施加的電壓可以根據(jù)涂層的類型和涂層厚度以及所需著電效率而變化，并且可以低至1伏特或高至數(shù)于伏特。常用電壓為50-500伏特。電流密度通常為每平方英尺0.5-5安培(每平方米4.65-46.5安培)，并且在電沉積期間降低，這意味著正在沉積絕緣膜。沉浸的時(shí)間應(yīng)當(dāng)足以獲得約0.5-1.5mil(10-40μm)，優(yōu)選0.8-1.2mil(20-30μm)的固化涂層?？梢杂帽景l(fā)明組合物對(duì)各種各樣的基底進(jìn)行電涂，例如鋼、磷酸鹽化鋼、鍍鋅鋼、銅、鋁、鎂以及用導(dǎo)電涂層涂布的各種塑料。
在涂層電涂后，通過(guò)在高溫下例如在135-200℃烘烤足夠的時(shí)間以使涂層固化，一般是約5-30分鐘。
在本發(fā)明中，至少一部分固化反應(yīng)是涉及嗎啉二酮的氨基分解的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，并且不釋放任何揮發(fā)性副產(chǎn)物?？梢詫徇陌被纸夥磻?yīng)描述為酰胺形成反應(yīng)，該反應(yīng)仍提供所需的酰胺交聯(lián)，但是能夠避免大量的烘烤損失。在固化下，在這樣的反應(yīng)中形成的羥基可以與在交聯(lián)劑或另外的交聯(lián)劑(如果存在的話)上的游離異氰酸酯基團(tuán)進(jìn)一步反應(yīng)，以形成高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。
下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說(shuō)明。除非另有說(shuō)明，所有份數(shù)和百分比均以重量為基礎(chǔ)。本文所公開(kāi)的所有分子量都是通過(guò)使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)的GPC測(cè)定的。除非另有具體說(shuō)明，所使用的全部化學(xué)藥品和試劑均得自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，Wl.。
實(shí)施例制備下列嗎啉二酮交聯(lián)低聚物溶液，以及常規(guī)封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)樹(shù)脂溶液，然后由其制備主要乳液和電涂組合物，并對(duì)這些組合物的性質(zhì)進(jìn)行比較。
實(shí)施例1制備4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮單體如下所述制備4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮將125g草酸二乙酯和80g正丁醇加到適宜的反應(yīng)容器中，然后在氮?dú)夥障录訜嶂?2℃。將89.9g二乙醇胺與72g正丁醇的混合物緩慢地加到該反應(yīng)容器中，同時(shí)將反應(yīng)混合物保持在50℃以下。攪拌30分鐘后，將該反應(yīng)混合物回流1小時(shí)，然后在室溫放置16小時(shí)。通過(guò)過(guò)濾收集產(chǎn)物，用乙醚將固體洗滌兩次，然后在氮?dú)庀赂稍?，獲得了100g(產(chǎn)率為73.4％)白色晶體，其熔點(diǎn)為83.3℃-84.4℃。IR(石蠟糊)1759(酯羰基)，1684(酰胺羰基)cm-1。1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ4.592(近似三重峰，2H，J＝5.0Hz，環(huán)CH2O)，3.903(近似三重峰，2H，J＝5.0Hz，環(huán)CH2N)，3.767(t，2H，J＝5.5Hz，CH2OH)，3.597(t，2H，J＝5.5Hz，鏈CH2N)。13C NMR(500MHz，D2O)δ158.514(酯C＝O)，155.338(酰胺C＝O)，67.036(環(huán)CH2O)，60.399(CH2OH)，51.034(環(huán)CH2N)，47.600(鏈CH2N)。
實(shí)施例2在較低溫度和以較高產(chǎn)率制備4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮單體通過(guò)下述方法制備4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮。將3000g(20.53mol)草酸二乙酯和2000ml異丙醇加到安裝有回流冷凝器、氮?dú)夤呐萜?、加料漏斗、熱電偶管和機(jī)械攪拌器的五頸22升圓底燒瓶?jī)?nèi)。使用冰和甲醇冷浴將該溶液冷卻至0-5℃。在5-6個(gè)小時(shí)的期間內(nèi)通過(guò)加料漏斗加入2160g(20.53mol)二乙醇胺溶解于2000ml異丙醇內(nèi)的溶液。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。加入完成后，讓該混合物在室溫下放置過(guò)夜。通過(guò)過(guò)濾收集產(chǎn)物。風(fēng)干后，獲得了2923g(產(chǎn)率為89.5％)與實(shí)施例1中制備的化合物具有相同光譜特征的白色晶體。
實(shí)施例3用4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮和二甘醇一丁醚制備封閉的聚異氰酸酯樹(shù)脂如下所述制備新的封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)樹(shù)脂溶液將338份MondurMR(二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯，得自Bayer Corp.)、113份甲基異丁基酮和0.07份二月桂酸二丁錫加到適宜的反應(yīng)容器內(nèi)，然后在干燥的氮?dú)夥障录訜嶂?7℃。將269份二甘醇一丁醚緩慢地加到該反應(yīng)容器內(nèi)，同時(shí)將該反應(yīng)混合物保持在93℃以下。然后將142份4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮(在實(shí)施例1中制備的)加到該反應(yīng)容器內(nèi)，并將反應(yīng)溫度保持在93℃以下。將所得混合物保持在110℃，直至如紅外線掃描所示所有異氰酸酯都進(jìn)行了反應(yīng)為止。將5份丁醇和133份甲基異丁基酮加到該反應(yīng)混合物中。所得樹(shù)脂溶液具有75％的不揮發(fā)物含量。
實(shí)施例4制備常規(guī)交聯(lián)樹(shù)脂溶液如下所述制備二元醇封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)樹(shù)脂溶液將317.14份MondurMR(二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯，得自Bayer Corp.)、105.71份甲基異丁基酮和0.06份二月桂酸二丁錫加到適宜的反應(yīng)容器內(nèi)，并在氮?dú)夥障录訜嶂?7℃。將189.20份二甘醇一甲醚與13.24份三羥甲基丙烷的混合物緩慢地加到該反應(yīng)容器內(nèi)，同時(shí)將該反應(yīng)混合物保持在93℃以下。然后將反應(yīng)混合物保持在110℃，直至如紅外線掃描所示基本上所有異氰酸酯都進(jìn)行了反應(yīng)為止。然后加入3.17份丁醇和64.33份甲基異丁基酮。所得樹(shù)脂溶液含有75％的不揮發(fā)物含量。
實(shí)施例5用含有4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮的聚異氰酸酯制備鏈延長(zhǎng)的聚環(huán)氧化物乳液將下列成分加到適宜的反應(yīng)容器內(nèi)512份Epon828(具有188環(huán)氧當(dāng)量的雙酚A的二縮水甘油醚的環(huán)氧樹(shù)脂，得自Shell)、302份雙酚A、380份具有247羥基當(dāng)量的乙氧基化雙酚A(Synfac8009，得自Milliken)、89份二甲苯和1份二甲基芐胺。在氮?dú)夥障聦⑺梅磻?yīng)混合物加熱至160℃并在此溫度保持一小時(shí)。加入2份二甲基芐胺并將該混合物保持在147℃，直至獲得1050的環(huán)氧當(dāng)量為止。將該反應(yīng)混合物冷卻至149℃，然后加入852份含有4-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮的聚異氰酸酯樹(shù)脂(在實(shí)施例3中制備的)。在107℃，加入290份二酮亞胺(二亞乙基三胺與甲基異丁基酮的反應(yīng)產(chǎn)物，具有73％不揮發(fā)物)和59份甲基乙醇胺。將所得混合物在120℃保持1小時(shí)，然后分散在1250份去離子水與70份甲磺酸(70％甲磺酸在去離子水中的溶液)的水介質(zhì)中。用800份去離子水進(jìn)一步稀釋。將乳液保持?jǐn)嚢柚敝良谆惗』獡]發(fā)完為止。所得乳液含有38％的不揮發(fā)物。
實(shí)施例6用常規(guī)交聯(lián)樹(shù)脂溶液制備鏈延長(zhǎng)的聚環(huán)氧化物乳液將下列成分加到適宜的反應(yīng)容器內(nèi)520份Epon828(具有188環(huán)氧當(dāng)量的雙酚A的二縮水甘油醚的環(huán)氧樹(shù)脂，得自Shell)、151份雙酚A、190份具有247羥基當(dāng)量的乙氧基化雙酚A(Synfac8009，得自Milliken)、44份二甲苯和1份二甲基芐胺。在氮?dú)夥障聦⑺梅磻?yīng)混合物加熱至160℃并在此溫度保持一小時(shí)。加入2份二甲基芐胺并將該混合物保持在147℃，直至獲得1050的環(huán)氧當(dāng)量為止。將該反應(yīng)混合物冷卻至149℃，然后加入797份常規(guī)交聯(lián)劑(在實(shí)施例4中制備的)。在107℃，加入58份二酮亞胺(二亞乙基三胺與甲基異丁基酮的反應(yīng)產(chǎn)物，具有73％不揮發(fā)物)和48份甲基乙醇胺。將所得混合物在120℃保持1小時(shí)，然后分散在1335份去離子水與61份乳酸(88％乳酸在去離子水中的溶液)的水介質(zhì)中。用825份去離子水進(jìn)一步稀釋。將乳液保持?jǐn)嚢柚敝良谆惗』獡]發(fā)完為止。所得乳液含有38％的不揮發(fā)物。
實(shí)施例7制備季銨化劑如下所述制備季銨化劑在室溫下將87份二甲基乙醇胺加到在反應(yīng)容器內(nèi)的320份2-乙基己醇半封端的甲苯二異氰酸酯中。發(fā)生放熱反應(yīng)，并且在80℃將反應(yīng)混合物攪動(dòng)1小時(shí)。先加入大約118份乳酸水溶液(75％不揮發(fā)物含量)，然后再加入39份2-丁氧基乙醇。將反應(yīng)混合物在65℃保持約1小時(shí)，恒定攪拌以形成季銨化劑。
實(shí)施例8制備顏料研磨載體如下所述制備顏料研磨載體在氮?dú)夥障聦?10份Epon828(具有188環(huán)氧當(dāng)量的雙酚A的二縮水甘油醚，得自Shell)和290份雙酚A加到適宜容器內(nèi)，然后加熱至150-160℃以引發(fā)放熱反應(yīng)。該放熱反應(yīng)在150℃-160℃繼續(xù)約1小時(shí)。然后將該反應(yīng)混合物冷卻至120℃，并加入496份2-乙基己醇半封端的甲苯二異氰酸酯。將該反應(yīng)混合物的溫度在110-120℃保持1小時(shí)，然后加入約1095份2-丁氧基乙醇，將該反應(yīng)混合物冷卻至85-90℃，然后加入71份去離子水，之后加入496份季氨化劑(上面制備的)。將反應(yīng)混合物的溫度保持在85℃-90℃直至獲得大約為1的酸值。
實(shí)施例9制備顏料膏重量份顏料研磨載體(在實(shí)施例8中制備的)597.29去離子水 835.66硅酸鋁顏料 246.81炭黑顏料 15.27氧化二丁錫164.00總共 3000.00將上面成分混合直至在適宜的混和容器中形成均勻混合物為止。通過(guò)加到Eiger碾磨機(jī)內(nèi)，然后研磨直至其通過(guò)Hegman試驗(yàn)來(lái)將該混合物分散。
實(shí)施例10制備電涂浴重量份浴I浴II乳液(實(shí)施例5制備的) 1503.08-乳液(實(shí)施例6制備的) - 1503.08去離子水 2013.492013.49顏料膏(實(shí)施例9制備的) 397.54 397.54常規(guī)防堵孔劑*85.89 85.89總共 4000.004000.00*常規(guī)防堵孔劑是得自Huntsman的JeffamineD2000與得自Shell的Epon1001環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)產(chǎn)物。
通過(guò)混和上面成分來(lái)制備陽(yáng)極電涂浴。將每一電涂浴進(jìn)行超濾。將磷酸鹽化冷軋鋼板在每一電涂浴中于180-280伏特電壓下進(jìn)行電涂，以便在每一塊鋼板上獲得0.8-1.0mil(20.32-25.4μm)厚的膜。然后將每一塊鋼板如下所述進(jìn)行烘烤以檢查適當(dāng)固化和烘烤損失。
用于檢查電涂膜在特定烘烤溫度下的適當(dāng)固化的試驗(yàn)是用在甲基乙基酮中浸泡的布在電涂膜上摩擦至少20個(gè)來(lái)回。通過(guò)檢查布是否有變色和檢查膜表面是否暗淡外觀，可以對(duì)固化程度進(jìn)行評(píng)定。電涂膜的暗淡外觀或布上有變色表示電涂薄膜固化不良。
用電涂浴I涂層并在330°F金屬溫度烘烤10分鐘的磷酸鹽化冷軋鋼板沒(méi)有顯示出暗淡外觀。相反，用電涂浴II涂層并在相同溫度烘烤的磷酸鹽化冷軋鋼板顯示相當(dāng)大的暗淡外觀或不完全固化。
評(píng)價(jià)電涂膜的另一個(gè)關(guān)鍵因素是烘烤過(guò)程中的烘烤損失。為了確定烘烤過(guò)程中的烘烤損失，第一步是將電涂膜沉積到預(yù)先稱重的金屬板上，然后把金屬板在105℃加熱3個(gè)小時(shí)以除去殘留水份，最后將金屬板在特定的時(shí)間和溫度烘烤。通過(guò)將烘烤之前與之后的電涂層重量差異除以初始重量來(lái)確定電涂薄的烘烤損失百分比。對(duì)于電涂浴I，在360°F金屬溫度10分鐘的烘烤損失百分比是11％，對(duì)于電涂浴II，在360°F金屬溫度10分鐘的烘烤損失百分比是16％。
這些試驗(yàn)的結(jié)果總結(jié)如下結(jié)果電涂浴I 電涂浴II在320°F 10分鐘的耐溶劑性未擦掉暗淡外觀(固化良好)(固化不良)在360°F 10分鐘的烘烤損失*11％ 16％上面結(jié)果顯示，與含有常規(guī)交聯(lián)劑的電涂浴II相比，含有嗎啉二酮交聯(lián)劑的電涂浴I在較低溫度下具有更好的交聯(lián)性和更低的烘烤損失。
權(quán)利要求
1.改進(jìn)的含水陰極電涂組合物，所述組合物包含環(huán)氧-胺加合物、封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑和用作環(huán)氧-胺加合物的中和劑的有機(jī)或無(wú)機(jī)酸的粘合劑；其中所述改進(jìn)是摻入封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑，所述封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑具有至少一個(gè)用羥基官能嗎啉二酮封閉劑封閉的異氰酸酯基團(tuán)。
2.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，其中所述封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑用所述嗎啉二酮封閉劑全部封閉。
3.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，其中所述封閉的聚異氰酸酯用嗎啉二酮封閉劑部分封閉，其余異氰酸酯基團(tuán)用選自飽和烷基醇、醚醇、肟和酰胺的常規(guī)異氰酸酯封閉劑封閉。
4.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，其中所述環(huán)氧-胺加合物含有選自伯胺、仲胺、酮亞胺及其混合物的胺。
5.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，其中所述嗎啉二酮封閉劑是N-(2-羥基乙基)嗎啉-2，3-二酮。
6.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，其中所述嗎啉二酮封閉劑具有以下通式 其中R選自在鏈烷醇基團(tuán)中具有4個(gè)或更少碳原子的鏈烷醇。
7.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，其中所述環(huán)氧加合物包含用二元酚延長(zhǎng)并與胺反應(yīng)的聚環(huán)氧羥基醚樹(shù)脂。
8.封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑具有至少一個(gè)用羥基官能嗎啉二酮單體封閉的異氰酸酯基團(tuán)，其余異氰酸酯基團(tuán)用所述嗎啉二酮封閉劑、醚醇或烷基醇封閉。
9.權(quán)利要求8的封閉的聚異氰酸酯交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑具有以下通式 其中R代表芳族、脂環(huán)族或脂族烴基，R1是常規(guī)聚異氰酸酯封閉劑例如脂族單醇、醚醇或R2，R2是下式代表的嗎啉二酮基團(tuán) 其中R3是具有1～4個(gè)碳原子的烷基；且n是1-4的正整數(shù)。
10.權(quán)利要求9的交聯(lián)劑，其中R是芳族基團(tuán)，且n是1。
11.權(quán)利要求1的改進(jìn)的電涂組合物，所述組合物還包含另外的交聯(lián)劑，所述另外的交聯(lián)劑占組合物的全部交聯(lián)組分重量的0-99％。
12.陰極電涂方法，所述方法包括1)將導(dǎo)電基底浸在涂層組合物中，所述組合物在水介質(zhì)中包含A)具有至少一個(gè)酸中和的胺基團(tuán)的可交聯(lián)的樹(shù)脂，和B)具有至少一個(gè)用羥基官能嗎啉二酮封閉劑封閉的異氰酸酯基團(tuán)的交聯(lián)劑，2)在陽(yáng)極與導(dǎo)電基底之間施加電流電位，和3)從涂層組合物中取出基底。
13.用干燥和固化的權(quán)利要求1的組合物電涂的基底。
14.權(quán)利要求13的電涂基底，其中所述基底是OEM或工業(yè)涂層部件。
15.權(quán)利要求14的電涂基底，其中所述基底是汽車(chē)車(chē)身或汽車(chē)部件。
全文摘要
改進(jìn)的含水陰極電涂組合物，所述組合物含有環(huán)氧－胺加合物和聚異氰酸酯交聯(lián)劑的粘合劑；其中所述改進(jìn)是使用每個(gè)分子具有至少一個(gè)可交聯(lián)的嗎啉二酮基團(tuán)的聚異氰酸酯交聯(lián)劑。所形成的電沉積涂飾物在加熱固化時(shí)具有減少的揮發(fā)性散發(fā)物和膜重量損失。
文檔編號(hào)C08G18/28GK1665858SQ03815900
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
發(fā)明者A·G·安德森, A·加姆 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司