[发明专利]基于烯属不饱和单体改性的环氧乳液的耐腐蚀性膜

说明书

发明领域

本申请是中国专利申请03816827.8的分案申请。本发明一般涉及提 供耐腐蚀性膜的环氧分散体和用于制造高固体含量环氧基涂料的方法， 更尤其涉及在自沉积施用的基础上提供耐腐蚀性膜的烯属不饱和单体 改性的环氧分散体和涂覆浴。

发明背景

自沉积已经商用于钢大约三十年，目前对该应用非常成熟。具体参 见例如，U.S.专利3,063,877；3,585,084；3,592,699；3,674,567； 3,791,431；3,795,546；4,030,945；4,108,817；4,178,400；4,186,226；4 ,242,379；4,234,704；4,636,264；4,636,265；4,800,106；和5,342,694. 所有这些专利的公开内容在此作为参考并入本发明。环氧树脂基自沉积 涂层体系描述于U.S.专利4,180,603(Howell.Jr.)；4,289,826(Howell Jr.)；5,500,460(Ahmed等人)；和国际出版物WO 00/71337，其教导分别 作为参考并入本发明。

自沉积组合物通常是液体，通常水溶液，乳液或分散体的形式，其中 所放入的物体的活性金属表面被涂以粘附性树脂或聚合物膜，但即使该 液体在没有与活性金属接触的情况下长时间稳定而没有任何树脂或聚 合物的自发沉淀或絮凝，膜的厚度也会随着金属留在浴中的时间延长而 增加。如果用于自沉积工艺，该组合物在固化时形成聚合物涂层。″活性 金属″被定义为当被引入液体溶液或分散体中时以显著速率自发地开始 溶解的金属。这些组合物，和使用这些组合物在金属表面上形成涂层的 方法在本领域中，和在该说明书中通常被表示为″自沉积″或″自沉积″组 合物，分散体，乳液，悬浮液，浴，溶液，工艺，方法或类似术语。自沉积通 常不同于电沉积。尽管都可产生具有类似性能特性的粘附膜，但用于生 产它们的分散体和它们沉积时的机理是完全不同的。电沉积要求所要涂 覆的金属或其它物体连接到直流电源上以使涂覆发生。自沉积不使用这 种外部电流。

用于自移动(autophoretic)施用的已往的环氧分散体一般通过制 备高级环氧树脂在有机溶剂中的低固体含量溶液而制成。有机溶剂中的 环氧树脂可与其它涂料组分和添加剂共混。所得混合物用表面活性剂分 散在水中并随后机械分散至所需颗粒尺寸。因为高浓度的溶剂在自沉积 涂覆浴中不是理想的，这些富含溶剂的乳液需要通过本领域已知的蒸馏 技术去除溶剂。该分散体可因此用作涂覆浴的一种组分。该分散体在自 沉积在金属表面上和固化时形成聚合物涂层。

因此，本领域需要高固体含量的环氧基自沉积涂料以消除和/或尽 量减少对工艺溶剂的需求，否则工艺溶剂不利地影响制造成本。该要求 在采用交联剂的热固性环氧基自沉积配方中尤其明显，因为此时的工艺 溶剂需求是最大的。本领域还需要在固化之后在基材的薄边缘上提供高 度膜覆盖率的环氧基热固性涂层。已有技术的缺点源自随着膜在固化过 程中被加热，所施用的膜的粘度下降，而从基材边缘上流走。本领域还 需要一种得到这些高固体含量环氧基自沉积涂料的方法。最后，本领域 还需要在边缘保护，机械和粘附性能方面得到改进的高固体含量环氧基 自沉积涂料。

发明综述

本发明提供一种得到高固体环氧基自沉积涂料和消除/尽量减少对 工艺溶剂的需求的方法。使用了一种环氧预聚物。该环氧预聚物与烯属 不饱和单体相结合以替代有机溶剂，得到可与其它涂料组分和添加剂共 混的环氧-单体共混物。所得共混物随后用表面活性剂分散在水中并将 烯属不饱和单体聚合(视需要在其它配方组分的存在下)得到分散体。该 分散体接着可用作涂料配方的一种组分。该涂料配方可随后施用到活性 金属基材上和固化以形成最终涂层。

本发明通过提供一种得到高固体环氧基自沉积涂料的方法而解决 了相关领域的问题，其中该方法消除/尽量减少对工艺溶剂的需求，否则 该工艺溶剂不利地影响制造成本。本发明还得到能够用作原材料以形成 涂膜或用作涂料配方的添加剂组分以增加该涂层所提供的性能的高固 体含量环氧基分散体。本发明还提供具有较长储存期的包含交联剂的稳 定的环氧基分散体。本发明还提供在机械和粘附性能方面得到改进的涂 层。本发明进一步提供一种可使用各种技术如自沉积，喷雾，静电涂覆， 辊涂，和刷涂而施用的涂料。本发明带来稳定的和在自沉积浴环境中自 沉积成涂层的分散体。