[发明专利]含金属有机化合物的阴极电泳漆

说明书

本发明涉及一种阴极电泳漆，其含有至少一种在水中可分散的、含有阳离子基团的有机基料以及一种元素周期表中第4副族元素的金属有机化合物。本发明还涉及制备所述阴极电泳漆的方法及其涂覆基材的用途。此外，本发明涉及用所述阴极电泳漆涂覆的基材以及其制备。

第四副族元素的金属有机化合物是已知的。例如在制备聚氨酯时将它们用作交联催化剂，尤其是在含溶剂的体系中。

WO 98/41322 A1描述了各种各样的锆和铪的有机金属配合物。这些化合物用于制备用于粘合剂、泡沫、涂料、密封胶和塑料制品的(聚)氨酯，它们例如以喷枪法和注塑法制备。WO 98/41322 A1的配制剂毫无例外地基于有机溶剂。

US 2004/0220326 A1描述了在水性双组分聚氨酯漆中用于氨基甲酸酯交联的催化剂。为此使用第5和第6副族的有机金属配合物。

WO 00/34355描述了路易斯酸催化剂，其中包括各种各样的主族和副族元素的金属有机化合物。这些化合物用于制备在低温下硬化的含有异氰酸酯二聚体的、可硬化的物质。这些物质尤其为粉状漆。

US 2007/0010644 A1中描述了弹性体的制备。通过同时使用含有有机金属配合物的两种不同的催化剂，获得更快硬化的弹性体，其在注塑时显示出更少的由滴落造成的损耗，并可以将其弹性制品在更短的时间之后从铸模中取出。

He等人(Journal of Coatings Technology 2002，74(930)，31-36)描述了一种含有金属羧酸盐或金属-β-二酮化物的双-组分-聚氨酯-(2-K-PU-)-体系。检测了与用水生成脲相比，异氰酸丁酯与2-乙基己醇生成氨基甲酸酯的速率。在此，证明了锆化合物是生成氨基甲酸乙酯的良好催化剂。但需指出，锆-二酮随时间在水性体系中水解，使得锆催化剂在水性介质中失活。通过采用金属丝施加器抽出，在随后发生硬化之前，将涂料施加到基材上。He等人进一步描述了在基于聚酯分散体的透明漆以及在含有溶剂的双组分丙烯酸酯乳液中使用二酮锆。在这些情况下，所获得的涂料获得改进的光泽度(20°)。

Florio等人(Paint and Coatings Industry 2000，16，80-94)描述了各种各样无锌的制备氨基甲酸乙酯的有机催化剂，包括铋、铝和锆的有机化合物。该系列的金属有机化合物可以在商品名“K-KAT”下商购获得。Florio等人描述了所述铋化合物、铝化合物和锆化合物合适的应用范围。尽管铋-化合物(K-KAT 348，K-KAT XC-B203)看起来适用于电泳涂漆，但通常由水解造成的催化剂-失活问题是必需关注的。正是由于水和阴离子，尤其是磷酸根离子，所使用的催化剂会发生失活，这或许在几天后才在涂漆结果中变得明显。例如聚醚多元醇可能作为杂质含有来自生产过程的磷酸根离子。Florio等人描述了，磷酸根离子可以引起所述催化剂，尤其是锆催化剂失活。

阴极可沉积的电泳漆适用于阴极电泳涂漆(KTL)。所述KTL首先是涂底漆常用的涂漆方法，在该方法中，将在水中溶解或分散的、带有阳离子基团的基料借助于直流电施加到导电体上。为此，将待涂覆的基材作为阴极连接并浸入阴极可沉积的电泳漆中。在作为阴极连接的基材和同样处于电泳漆中的阳极之间施加直流电时，在扩散受控的边界层中带电的漆胶束或分散体微粒到达各自具有相反电荷的电极，从而在那里通过由水的电解分解而引起的pH变化使它们析出。如果所述漆胶束或分散体微粒是带正电的，则在阴极，也就是在作为阴极连接的基材上沉积。所述沉积的漆膜具有高的固体含量，并通常在从浴槽中取出基材以及可能的纯化步骤后通过烘烤使其交联。

现今使用的阴极可沉积的电泳漆通常满足对防腐性、边缘防护性、表面质量和其他性能，例如研磨性的高要求。但是还要求，阴极电泳涂漆具有非常少的凹坑(具有凹陷的凹坑状膜缺陷，其能够达到基底附近，并其在干燥后仍然存在)。凹坑尤其在这样的情况下形成，当具有相对于漆膜降低的表面张力的干扰物质存在时。在干燥后不能立即辩认出凹坑。它们仅仅在烘烤过程中与流体现象相关联地出现。在阴极电泳涂漆中这类缺陷可以具有最高至数毫米的直径。它们在进行漆覆盖涂漆之后通常也还可以辩认，并且因此造成费事的且高成本的后续处理。