[发明专利]可用于阴极电泳涂漆的可控制成膜的环氧涂料的混合物

说明书

本发明涉及由环氧为基础的树脂构成的涂料组合物的制备及其用阴极电泳涂漆法进行涂敷的应用。

由于电泳涂漆法的有效性，均匀性并为环境控制所容许，在最近的二十多年以来它已成为一种涂敷涂料的重要方法，并持续普及。阴极电泳涂漆法在要求高耐蚀性涂层的领域中，如在汽车车体及部件的涂底漆方面，已经占有重要的地位、以环氧为基础的系统在这一应用中提供了最好的综合性能，并被广泛使用。

已知基于常规的，用液态的双酚A的二环氧甘油醚与双酚A反应生成较高分子量的环氧树脂的方法而得到的环氧树脂的阴极可电泳涂漆树脂有一些缺点。这些产品倾向于具有过高的软化点，并导致流动性差。另外，这些产品在其制备时要求过量的溶剂。为改善其流动性，已提出在叔胺催化剂存在下，通过与二元醇的反应使常规的环氧树脂改性。因而，在US 3839252中Bosso等人叙述了用聚丙二醇改性的方法在US 3947339中，Marchetti等人给出了用聚酯二元醇或聚亚丁基二元醇改性的方法。在US 4419467中，Wismer等人还叙述了用与环氧乙烷反应的环多元醇而衍生的二元醇改性的另一种方法。然而这些不同的改性方法还有缺点。它要求用叔胺或强碱来使伯醇与所含有的环氧基间产生反应。另外，这些反应需要很长的反应时间，并由于碱性催化剂产生的环氧基团的竟聚作用，使反应产生凝胶化。此外，要求用含低氯含量的环氧树脂以防止这种催化剂的减活化作用。

很多用电泳涂漆法涂敷的涂料配方包括提供颜色色彩，蔽光性，涂层或薄膜特性的颜料，Sturni等人在US 3936405中叙述了在制备用于水分散的涂料体系的特别是用于电泳涂漆的稳定的颜料水分散液时颜料研磨载体是特别有用的。如所述的，最终的电泳涂漆的组合物含有颜料分散体及铵或胺盐基团增溶了的阳离子的可电泳涂漆的含环氧基的载体树脂及其它的用于可电泳涂漆的组合物的典型的组分。在所用的树脂的种类中有各种聚环氧化物，如多元酚的多缩水甘油醚，多元醇的多缩水甘油醚，及在环氧分子中含有氧化烯基团的聚环氧化物。

Moriarity等人在US 4432850中叙述了一种由聚环氧化物和聚氧化烯基多胺的未胶化的反应产物(A)(随后至少部分地用酸中和以形成阳离子基团)和与(A)不同的附加的阳离子树脂(B)的混合物的一种水分散液。这所得到的分散液被应用于阴极电泳涂漆法涂复，并且正如所透露的，可提供高的复盖能力和具有更好的外观，更柔韧及更耐水的薄膜。

Anderson等人在US 4575523中公开了一种成膜的树脂组合物，该组合物当与一种交联剂结合并被增溶时，能在阴极电泳涂漆过程中沉积出高成形的涂层。该树脂是一种改性的环氧树脂的反应产物，这种环氧树脂是通过一种可水溶的或可与水混溶的多元醇，一种过量的多元胺和一种脂族的单环氧化物反应而生成的。

汽车工业对可控薄膜厚度方面仍是需要的，形成较厚的，均匀的，光滑的而无缺陷的薄膜的这种能力将可省去下述涂层的中间层，该涂层叫做头二道混合底漆或叫喷涂底漆，它是使表层涂层产生一个相当光滑的表面而先行涂复的。这样节省了一道涂敷的工序，并提供了更为有效的操作方法。较厚的电涂复底漆还可以改进涂层的耐蚀性。

本发明给出一种混合物，其构成是：

(Ⅰ)一种改进的以环氧为基础的阳离子树脂，该树脂在合适的催化剂存在下，通过下列物质的反应而制成：

(A)一种含有(1)20-100％，最好是30-100％(重量)的多元醇的二环氧甘油醚，和(2)0-80％，最好是0-70％(重量)的二元酚的二环氧甘油醚的组合物；与

(B)至少一种二元酚；以及任选的

(C)一种单官能的封端剂：

其中组分(A)和(B)以这样的量使用，使所得到的改进的环氧树脂的平均环氧当量为350-10000，而最好为600-3000，由此形成一种改进的，具有端环氧乙烷基团的环氧树脂，然后接着将至少部分这种环氧乙烷基团转变成阳离子基团。

Ⅱ一种不同的以环氧为基础的阳离子阴极电泳涂漆树脂。

本发明还给出由一种含端环氧乙烷基团的环氧树脂组合物制备一种改进的环氧阳离子树脂的方法，该方法包括通过一种亲核化合物与至少一些环氧树脂组合物的环氧乙烷基团反应而将环氧乙烷基团转化为阳离子基团的步骤，其中在某些部分转化期间添加有机酸和水。该制备方法的特征在于，由下述组成的混合物作环氧树脂组合物使用：

(Ⅰ)一种在合适的催化剂存在下，由下述反应获得的改进的环氧树脂，即通过将：