專利名稱：用于陰極電沉積的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油漆工業(yè)，更確切地說是涉及用于陰極電沉積的組合物，可以應(yīng)用在如汽車、機械制造行業(yè)，用做零件表面的底漆。
眾所周知的可用于陰極電沉積的組合物，含有由異氰酸酯改性的環(huán)氧胺加合物、顏料、填料、中和劑、有機溶劑和水(聯(lián)邦德國，BSAF公司，Cathodip FT 85-9480 1982年，1月，1-2頁)。
用這種組合物制備的涂層的耐鹽性的特點是涂層的耐腐蝕穩(wěn)定性能為在5%的NaCl煙霧氣氛中，對于未經(jīng)磷化處理的鋼材是480小時，對于經(jīng)過磷化處理的鋼材為720小時。
這種涂層的抗拉伸強度為4毫米。
已知的另一種可用于陰極電沉積的組合物含有改性環(huán)氧橡膠加合物、顏料、填充劑、中和劑、有機溶劑和水(US，A，4253930)。
做為這個組合物組分的加合物是用不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯改性的。
底漆涂層厚度為18-20微米，將這種組合物涂在未經(jīng)磷化處理的鋼材上，耐鹽穩(wěn)定性為360小時，涂在經(jīng)磷化處理的鋼材上為800小時。
這些涂層的耐沖擊強度為50千克力·厘米，而抗拉伸強度，按艾氏(Lpukceh)方法測定為6.4毫米。
應(yīng)用陰極電沉積法進行底漆涂層現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用，例如用在汽車廠的自動生產(chǎn)線上。
為了使底漆涂層在涂敷的截面上厚度均勻除了要有好的強度和耐腐蝕性能之外，組合物的分散性能應(yīng)能保證沿涂敷截面的深度形成均勻的涂層。
此外，當遇到涂層干燥過程中經(jīng)常發(fā)生的溫度程序和時序故障時，例如傳輸帶停車時，涂層應(yīng)能維持其堅固的耐腐蝕穩(wěn)定性質(zhì)。
同樣，底漆涂層必須對涂敷其上的后續(xù)涂層具有內(nèi)聚作用，否則在進行推梢測定時，涂層將脫落。
本發(fā)明能夠解決的問題本發(fā)明的基礎(chǔ)是通過在組合物中取代和加入新的組分，以使制得具有很高分散性能的用于陰極電沉積的組合物，以便使涂敷的底漆沿涂敷截面深度呈均勻分布，在保持高耐沖擊強度的同時，提高其耐鹽性和抗拉伸強度，在干燥過程中當溫度程序和時序發(fā)生故障時仍能維持這些性質(zhì)，并對涂敷其上的涂層具有內(nèi)聚作用。
問題是這樣解決的，推薦了一個用于陰極電沉積的組合物，該組合物含有改性的環(huán)氧橡膠加合物、顏料、填料、中和劑、有機溶劑和水。根據(jù)本發(fā)明，作為改性環(huán)氧橡膠加合物使用不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯和/或氨基甲醛樹脂改性的，并含有帶咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物并附加含有乙酸鉛或甲酸鉛，其組分比例如下(重量%)加合物 6.20～21.30顏料 0.18～5.10填料 0.48～2.20中和劑 0.13～0.57
乙酸鉛或甲酸鉛 0.12～0.84有機溶劑 3.30～13.30水 其余為了提高分散能力，提高涂敷截面上涂敷底漆涂層厚度的均勻性和改善其對涂敷其上的涂層的內(nèi)聚作用，組合物還補充含有具有如下分子通式的低聚偶氮染料
其中R1為-OCH3，-N(C2H5)2，-NO2R2為妥爾油脂肪酸基或樹脂酸基;
n＝1.2以及乙酸錳或甲酸錳，其組分比例如下(重量%)環(huán)氧橡膠加合物 6.20～21.20顏料 0.18～3.40填料 0.48～1.70中和劑 0.13～0.47乙酸鉛或甲酸鉛 0.20～0.80低聚偶氮染料 0.10～0.40乙酸錳或甲酸錳 0.005～0.02
有機溶劑 3.30～12.20水 其余作為成膜劑使用由不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯和/或氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物。
作為顏料使用二氧化鈦、硅鉻酸鉛和炭黑。
作為填料使用粒度為2～5微米的細滑石粉和/或高嶺土。
作為中和劑使用醋酸或甲酸。
作為有機溶劑使用乙二醇乙酸乙酯、雙丙酮醇、異丙醇、甲苯、二甲苯、環(huán)己酮、乙基溶纖劑等。
本申請?zhí)岬降慕M合物中所含之低聚偶氮顏料的分子量為800～1200。
推薦的用于陰極電沉積的組合物具有較高的分散能力，保證了涂敷截面上涂層厚度分布的均勻性。將其作為底漆涂層，對過干燥有較高的穩(wěn)定性，對涂敷在其上的涂層有較好的內(nèi)聚作用。
此外，所申請的用于陰極電沉積的組合物用作經(jīng)磷化處理和未經(jīng)磷化處理的鋼材和有色金屬涂層時，可在保持較高的抗沖擊性能前提下，具有較高的耐鹽性和抗拉伸強度。
使用推薦的組合物涂敷厚度為5～8微米時，該涂層與用已知方法(US，A，4253930)得到的厚度相同的涂層相比，具有高得多的耐鹽性。
在所申請的組合物中加入由不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯和/或氨基甲醛樹脂改性的帶咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物的量低于6.20%(重量)時，將降低由該組合物涂敷的涂層的內(nèi)聚力。
在所申請的組合物中加入上述環(huán)氧橡膠加合物的量超過21.30%(重量)時，將使該組合物的分散能力下降。
在所申請的組合物中加入乙酸鉛或甲酸鉛的量低于0.12%(重量)時，將降低由該組合物涂敷的底漆涂層的耐鹽性。
當乙酸鉛或甲酸鉛在所申請的組合物中的量高于0.84%(重量)時，將導(dǎo)致由其所涂敷的涂層的機械性能下降。
降低低聚偶氮染料在所推薦的組合物中的量，將導(dǎo)致涂層厚度，比如說在被染色物件涂敷截面上的涂層厚度的分布呈不均勻性。
當上述低聚偶氮染料在所推薦的組合物中的量太大時，將降低其溶液的分散能力。
當乙酸錳或甲酸錳的量低于0.005%(重量)時，將導(dǎo)致由該組合物涂敷的涂層的機械性能下降;而當它的量超過0.02%(重量)時，將導(dǎo)致組合物溶液失穩(wěn)，并可能使該溶液凝結(jié)。
所申請的組合物按如下方式制備往溶解池中加入一部分由不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯和/或氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的并用醋酸或甲酸中和過的環(huán)氧橡膠加合物和有機溶劑，攪拌，然后加入顏料、填料和乙酸鉛或甲酸鉛。在組合物中適量加入低聚偶氮染料和乙酸錳或甲酸錳。摻合所得到的混合物，加入余下的上述環(huán)氧橡膠加合物，并攪拌至完全均勻。
將所得混合物用水稀釋至濃度為8～25%，即可得到所申請的混合物，測定其分散能力。用所制得的PH＝5.5～7.0的申請組合物，在電壓140～400伏下，進行陰極電沉積60～180秒，在經(jīng)磷化處理或未經(jīng)磷化處理的鋼材或有色金屬上，可獲得厚度為18～20微米的底漆涂層。此外，也可以用所申請的組合物對上述底層進行噴涂。將制得的涂層在180℃下干燥30分鐘，測定正常工況下，以及在干燥過程中溫度程序和時序遭到破壞時的強度性能和耐腐蝕性能。
另外，測定所制得的涂層厚度的分布均勻性與距陽極距離的關(guān)系。
同時測定用所申請的組合物作底漆涂層而制得的復(fù)合層的厚度、強度和內(nèi)聚性質(zhì)。
為了更好地理解本發(fā)明，舉如下實施例子加以說明。
實施例1用于陰極電沉積的組合物由以下組分組成(按重量%計)由不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 6.20二氧化鈦 1.10硅鉻酸鉛 0.20炭黑 0.037填料-細滑石粉 0.48中和劑-甲酸 0.18乙酸鉛 0.12有機溶劑-乙二醇乙酸乙酯 4.00水 其余推薦的組合物按如下方法制備往溶解池中加入20克干渣含量為65%的、由不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯改性的帶有咪唑啉基的并用甲酸中和過的環(huán)氧橡膠加合物，和5.1克乙二醇乙酸乙酯攪拌。然后加入8.0克二氧化鈦，2.5克硅鉻酸鉛，0.3克碳黑，4.7克細滑石粉，1克乙酸鉛并重新攪拌。摻合所得混合物，再加入58.3克用甲酸中和過的加合物，攪拌至完全均勻。所得之混合物加水稀釋至濃度為8%，可得到所申請的組合物。測定其分散能力。用制得的PH＝5.8的組合物在電壓240伏下，在未經(jīng)磷化處理的鋼材上用陰極電沉積法涂敷120秒，涂層厚度為18～120微米。涂層在180℃下干燥30分鐘，測定其強度性質(zhì)和耐鹽性。另外，測定涂層厚度分布均勻性與距陽極距離的關(guān)系。測試結(jié)果列于后面表1和表2中實施例2用于陰極電沉積的組合物由下列組分組成(按重量%計)由氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 6.82顏料-炭黑 0.18填料-高嶺土 0.72中和劑-甲酸 0.13乙酸鉛 0.27有機溶劑-乙二醇乙酸乙酯 3.30水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例1，只是往溶解池中加入3.5克乙二醇乙酸乙酯，1.5克炭黑，5.8克滑石粉，2.16克乙酸鉛。并且，在所得混合物摻合后，再加入65.3克加合物。
測試結(jié)果列于后面的表1和表2中。
實施例3用于陰極電沉積的組合物由下列組分組成(按重量%計)由不完全嵌段共聚甲苯二異氰酸酯和脲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 19.2二氧化鈦 3.00顏料 硅鉻酸鉛 1.00碳黑 1.10填料-細滑石粉 1.80中和劑-醋酸 0.57甲酸鉛 0.38有機溶劑 乙二醇乙酸乙酯 12.20雙丙酮醇 0.20水 其余所申請的組合物的制備和測定同實施例1，但在這里加入28克加合物，8.5克二氧化鈦，2克硅鉻酸鉛，0.32克炭黑，4.7克細滑石粉，1克甲酸鉛，4.9克乙二醇乙酸乙酯，0.2克雙丙酮醇，為制備涂層將所申請的組合物加水稀釋至25%。測試結(jié)果列于后面的表1和表2。
實施例4用于陰極電沉積的組合物由下列組分組成(按重量百分比計)由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 21.30
顏料-炭黑 0.58填料-高嶺土 2.20中和劑-甲酸 0.49乙酸鉛 0.84有機溶劑乙二醇乙酸乙酯 13.00乙基溶纖劑 0.30水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例2，但使用3.1克乙二醇乙酸乙酯和0.4克乙基溶纖劑混合物，將所得的混合物攪均后，向混合物中加入軟化水，稀釋至25%。測試結(jié)果列于后面的表1和表2中。
實施例5用于陰極電沉積的組合物由以下組分組成(按重量%計)由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 13.90顏料 二氧化鈦 2.40硅鉻酸鉛 0.50炭黑 0.08填料-細滑石粉 1.30中和劑-甲酸 0.40乙酸鉛 0.27有機溶劑-乙二醇乙酸乙酯 8.90
水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例1，只是在混均后向所得到的混合物中加入軟化水稀釋至18%。
測試結(jié)果列于后面的表1和表2中。另外，為了測定底漆涂層對復(fù)蓋層的內(nèi)聚力，測試了由該組合物涂敷的底漆涂層和復(fù)合涂層的物理-機械性質(zhì)、結(jié)果列于表3。
實施例6用于陰極電沉積的組合物由以下組分組成(按重量%計)由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 6.200顏料 二氧化鈦 1.040炭黑 0.034填料-細滑石粉 0.480中和劑-甲酸 0.130有機溶劑-乙二醇乙酸乙酯 3.40和異丙醇 0.200乙酸鉛 0.200分子通式如下式所示的低聚偶氮染料 0.104
其中
n＝1;R2-妥爾油脂肪酸基乙酸錳 0.005水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例1，但在這里，往溶解池中加入10克加合物，4.9克乙二醇乙酸乙酯和0.15克異丙醇，0.3克炭黑，1.8克上述偶氮染料50%乙二醇乙酸乙酯溶液，攪拌后加入9.0克二氧化鈦，4.2克細滑石粉，1.77克乙酸鉛和0.045克乙酸錳。經(jīng)摻合后再往混合物中加入用甲酸中和過的66.7克加合物。
測試結(jié)果列于后面的表1和表2中實施例7用于陰極電沉積的組合物由以下組分組成(按重量%計)不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 6.750顏料-炭黑 0.180填料-高嶺土 0.520中和劑-甲酸 0.150有機溶劑-
乙二醇乙酸乙酯 3.600環(huán)己酮 0.270乙酸鉛 0.250分子通式為(Ⅰ)的低聚偶氮染料 0.128其中
；R1＝-N(O2H5)2;n＝1;
R2為妥爾油脂肪酸基乙酸錳 0.006水 其余所申請的組合物的制備和測定按下列方式進行往溶解池中加入10克用甲酸中和過的含有60%干渣的加合物，3.2克乙二醇乙酸乙酯和0.3克環(huán)己酮，2.16克偶氮染料50%乙二醇乙酸乙酯溶液，攪拌;然后加入1.5克碳黑，4.4.4克高嶺土，2.16克乙酸鉛，0.053克乙酸錳，再攪拌然后摻合;摻合后再加入76.2克用甲酸中和過的加合物;攪拌至完全均勻，向所得混合物中加入軟化水，稀釋至8%。將制得的PH＝6.2的申請組合物，在200伏下用120秒涂敷到未經(jīng)磷化處理的鋼材上，涂層厚度為18～20微米。涂層在180℃下干燥330分鐘。測試結(jié)果列于后面的表1和表2中實施例8用于陰極電沉積的組合物由以下成分組成(按重量%計)
由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和三聚氰胺甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 18.680顏料二氧化鈦 3.270炭黑 0.110填料-細滑石粉 1.500中和劑-醋酸 0.420有機溶劑-乙二醇乙酸乙酯 11.00甲苯 0.30乙酸鉛 0.640分子通式為(Ⅰ)的低聚偶氮染料其中
n＝2;R2為樹脂酸基 0.0330甲酸錳 0.016水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例6，但在這里使用了乙二醇乙酸乙酯和甲苯。此外，軟水將其稀釋至濃度為25%。
測試結(jié)果列于后面的表1和表2中。
實施例9用于陰極電沉積的組合物由以下組分組成(按重量%計)由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和三聚氰胺甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 21.20顏料-炭黑 0.56填料-高嶺土 1.63中和劑-甲酸 0.47有機溶劑-乙二醇乙酸乙酯 12.03二甲苯 0.10乙酸鉛 0.80分子通式為Ⅰ的與實施例8類似的低聚偶氮染料 0.40乙酸錳 0.02水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例7，但這里使用3.3.4克乙二醇乙酸乙酯和0.1克二甲苯。軟水稀釋至濃度為25%。
測試結(jié)果列于后面的表1和表2中實施例10用于陰極電沉積的組合物由以下組分組成(按重量%計)由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和三聚氰胺甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基的環(huán)氧橡膠加合物 13.44
顏料 二氧化鈦 2.30炭黑 0.08填料-細滑石粉 1.10中和劑-甲酸 0.30有機溶劑乙二醇乙酸乙酯 8.18乙酸鉛 0.460分子通式為(Ⅰ)的低聚偶氮染料其中
R1為-NO2;n＝1;R2為妥爾油脂肪酸基 0.230乙酸錳 0.012水 其余所申請的組合物的制備和測定類似于實施例6，但在這里使用了5.05克乙二醇乙酸乙酯。軟化水稀釋至濃度為18%。
測試結(jié)果列于后面的表1、表2和表3中。
權(quán)利要求
1.用于陰極電沉積的組合物，含有改性的環(huán)氧橡膠加合物、顏料、填料、中和劑、有機溶劑和水，其特征是作為改性的環(huán)氧橡膠加合物，應(yīng)含有不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和/或氨基甲醛樹脂，并帶有咪唑啉基，同時附加含有乙酸鉛或甲酸鉛，上述各組分按如下比例組成(重量%)加合物 6.20～21.30顏料0.18～5.10填料0.48～2.20中和劑 0.13～0.57乙酸鉛或甲酸鉛 0.12～0.84有機溶劑3.30～13.30水 其余
2.按權(quán)利要求1所述的組合物，其特征是它附加含有低聚偶氮染料，其分子通式為
R1為-OCH3，-N(C2H5)2，-NO2;R2為妥爾油脂肪酸基或樹脂酸基n＝1或2;以及乙酸錳或甲酸錳，組分比例如下(重量%)加合物 6.20～21.20顏料 0.18～3.40填料 0.48～1.70中和劑 0.13～0.47有機溶劑 3.30～12.20乙酸鉛或甲酸鉛 0.20～0.80低聚偶氮染料 0.10～0.40乙酸錳或甲酸錳 0.005～0.02水 其余
全文摘要
用于陰極電沉積的組合物，它可以用于汽車和機械制造行業(yè)，例如，用做零件的底漆。所申請的組合物含有由不完全嵌段共聚的甲苯二異氰酸酯和/或氨基甲醛樹脂改性的帶有咪唑啉基和環(huán)氧橡膠加合物、顏料、填料、中和劑、乙酸鉛或甲酸鉛、有機溶劑和水，各組分比例如下(重量％)加合物 6.20～21.30顏料 0.18～5.10填料 0.48～2.20中和劑 0.13～0.57乙酸鉛或甲酸鉛 0.12～0.84有機溶劑 3.30～13.30水 其余
文檔編號C09D5/44GK1062914SQ9011001
公開日1992年7月22日 申請日期1990年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月7日
發(fā)明者列奧尼得·阿列克薩得勞維奇·米拉凱得, 施維拉娜·米哈依拉夫娜·費爾蓋爾, 奧列卡·尤里娜夫娜·罕娜維依, 米勞西阿娃·米卡依勞夫娜·巴布凱娜, 里馬·安得列依夫娜·馬拉得年娜可娃, 列夫·阿布拉馬維奇·道布拉維斯基, 達奇也娜·維里也夫娜·克里莫娃, 安列娜·夫拉基米勞夫娜·施維斯娜娃, 列奧那·維里維列維奇·尼茨別拉克, 克勞尼得·格里高拉也維奇·巴格西阿維列尼, 瓦列基那·干奧基也維奇·拉蒙布列夫, 列夫·瓦西里也維奇·考茨勞夫, 安東尼娜·依娃鬧夫娜·扎娜階卡娃, 達代娜·阿列克薩那道勞夫娜·布留哈娜娃, 夫拉基米爾·阿列西維奇·西木里前克, 列奧尼得·阿列克薩得勞維奇·朱樂考介, 阿爾卡基·列奧那介維奇·鬧再干維奇 申請人:列奧尼得·阿列克薩得勞維奇·米拉凱得, 施維拉娜·米哈依拉夫娜·費爾蓋爾, 奧列卡·尤里娜夫娜·罕娜維依, 米勞西阿娃·米卡依勞夫娜·巴布凱娜, 里馬·安得列依夫娜·馬拉得年娜可娃, 列夫·阿布拉馬維奇·道布拉維斯基, 達奇也娜·維里也夫娜·克里莫娃, 安列娜·夫拉基米勞夫娜·施維斯娜娃, 列奧那·維里維列維奇·尼茨別拉克, 克勞尼得·格里高拉也維奇·巴格西阿維列尼, 瓦列基那·干奧基也維奇·拉蒙布列夫, 列夫·瓦西里也維奇·考茨勞夫, 安東尼娜·依娃鬧夫娜·扎娜階卡娃, 達代娜·阿列克薩那道勞夫娜·布留哈娜娃, 夫拉基米爾·阿列西維奇·西木里前克, 列奧尼得·阿列克薩得勞維奇·朱爾考介, 阿爾卡基·列奧那介維奇·鬧再干維奇