專利名稱：著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物。
關(guān)于電泳涂漆，已有許多為改善在被涂物上的粘附性、著色而提出的方案。日本專利公報(bào)說(shuō)明書(shū)1975年第1137號(hào)和1985年第36796、124298號(hào)即為這種方案，但如日本專利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)1992年第154999號(hào)所述，尚不完善。
日本專利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)1992年第154999號(hào)公開(kāi)了一種通過(guò)在有機(jī)顏料的粒子表面涂布丙烯酸類聚合物或共聚物，從而提高顏料粒子在涂料中的分散性及電鍍膜的鮮明度、保色性、透明度、耐候性和改善操作性、圖案美感及涂膜性能的方案。
即，日本專利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)1992年第154999號(hào)公開(kāi)了一種通過(guò)使用比重比現(xiàn)有的無(wú)機(jī)顏料輕的有機(jī)顏料，從而與使用無(wú)機(jī)顏料時(shí)不同，不需要一直在著色槽中進(jìn)行攪拌等改善了操作性，同時(shí)改善了無(wú)機(jī)顏料的鮮明性而提高了圖案美感等的方案。
然而，為防止烘焙硬化時(shí)色斑的產(chǎn)生，以及在著色槽中長(zhǎng)期靜置時(shí)顏料粒子的沉降和防止顏料粒子與電泳涂漆乳液粒子發(fā)生分離，需要兩種粒子在分散介質(zhì)中有非常優(yōu)異的相溶性和顏料的分散性。著色用的分散體自身的顏料的沉降乃不言自明，若分散性差，在長(zhǎng)期保存時(shí)，會(huì)發(fā)生顏料在分散體中沉降，使操作性變差。
在這一點(diǎn)上，日本專利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)1992年第154999號(hào)的發(fā)明尚不完善，需要改善顏料的分散性及與電泳涂漆乳液粒子的相溶性。
本發(fā)明的目的在于提供一種顏料的分散性、顏料粒子在分散介質(zhì)中與電泳涂漆乳液粒子的相溶性優(yōu)異的著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物。
處于干燥粉體狀態(tài)時(shí)，顏料粒子會(huì)互相凝聚，因此，為提高分散性，需要制成非常微小的粒子。若分散體的粒徑在0.6μm以下，最好在0.3μm以下，即使放置1個(gè)月，也不會(huì)發(fā)生顏料的凝聚或沉降，還有，即使與電泳涂漆乳液混合，不加攪拌地放置1個(gè)月，電泳槽內(nèi)也未見(jiàn)明顯沉降，表明顏料具有長(zhǎng)期的分散穩(wěn)定性。
使疏水性的顏料粒子在水中分散的分散劑對(duì)于獲得良好的分散性是非常重要的。本發(fā)明者對(duì)此作了反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含苯乙烯的聚合物對(duì)有機(jī)顏料的分散、微?；行?，且與電泳涂漆乳液粒子的相溶性良好。
這可能是由于通過(guò)苯乙烯而導(dǎo)入共聚物中的苯基呈親油性，顏料及乳液粒子與該共聚物不互斥，從而使分散性、相溶性變好。
作為可與苯乙烯或α-甲基苯乙烯之類的苯乙烯衍生物共聚的單體，可使用含選自氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸等α，β-乙烯型單體及其衍生物、馬來(lái)酸酐及其衍生物中的至少一個(gè)單體。
在苯乙烯或苯乙烯衍生物中加入單體，主要是為了使聚合物水溶化，若要導(dǎo)入親水性更強(qiáng)的部分，最好在聚合物中導(dǎo)入羧酸基、磺酸基、羥基。當(dāng)共聚物中的單體具有較多羥基、磺酸鈉基等時(shí)，有時(shí)，共聚物本身呈水溶性。
羥基的導(dǎo)入可通過(guò)使用丙烯酸2-羥乙基酯作為上述單體或?qū)?dǎo)入了乙酸乙酯的聚合物進(jìn)行皂化來(lái)實(shí)現(xiàn)?；撬徕c基的導(dǎo)入可通過(guò)使用烯丙基磺酸鈉、甲代烯丙基磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉等單體進(jìn)行聚合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
導(dǎo)入羧酸基后，將具有丙烯酸、馬來(lái)酸酐等羧酸基的單體聚合，再加入氫氧化鈉、氨水、胺衍生物中和，可使聚合物水溶化。若在上述聚合物合成中使用的有機(jī)溶劑是水溶性的，并不一定要將其全部除去。如上所述，通過(guò)用在苯乙烯共聚物中導(dǎo)入了親水性的水溶化基團(tuán)的共聚物使顏料分散，分散后的顏料粒子對(duì)疏水性的電泳涂漆乳液粒子和分散介質(zhì)水都具有親和性，從而使相溶性非常優(yōu)異的著色液的調(diào)制成為可能。
用于有機(jī)顏料分散的共聚物分子量宜為重均分子量5千-50萬(wàn)?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)聚合引發(fā)劑的量、聚合溫度等控制分子量。
若共聚物的分子量小于5千，會(huì)有大量的水不溶性成分殘留，導(dǎo)致顏料的分散穩(wěn)定性變差。而若大于50萬(wàn)，則會(huì)有分散體的粘度過(guò)大，在分散顏料時(shí)，不能微粒化等問(wèn)題。
對(duì)此，若共聚物的重均分子量在5千-50萬(wàn)之間，且添加量為顏料的10-100％(重量)，則可得到低粘度的、微粒化至0.3μm以下的、穩(wěn)定性良好的分散體。
作為可使用的有機(jī)顏料，耐光性優(yōu)異的有酞菁系顏料、二噁嗪系顏料、靛蒽醌系顏料、異吲哚滿酮系顏料、二酮基吡咯并吡咯系顏料、喹吖酮系顏料、苝系顏料、蒽醌系顏料等并合多環(huán)型顏料可以適用，當(dāng)然，毫無(wú)例外地，也可使用被廣泛使用的、具有豐富色彩的偶氮系顏料等。
對(duì)白色的有機(jī)顏料(商品名シゲノツクス，ハツコ-ルケミカル公司生產(chǎn))也進(jìn)行了研究，它與有色的有機(jī)顏料同樣地可以適用。
作為分散顏料的方法，可使用習(xí)用的球磨、砂磨、輥式研磨等方法。
分散過(guò)程中，可適宜地使用甲醇、乙醇等醇類、乙二醇、丙二醇等二元醇類及它們的酯或烷醇胺等水溶性有機(jī)溶劑，進(jìn)行著色浴或著色物的溶劑的揮發(fā)速度的調(diào)節(jié)。
也可使用各種表面活性劑，進(jìn)行分散體的著色浴或著色物的表面張力等的調(diào)節(jié)。
混合本發(fā)明的顏料分散體的電泳涂料若為陰離子型即可，代表性的例子有丙烯酸-三聚氰胺乳液涂料、氟-三聚氰胺乳液涂料等。
電泳涂料中含有的樹(shù)脂成分最好為5-40％(重量)，著色時(shí)，最好添加本分散體，使顏料濃度為0.5-20％(重量)，然而，電泳在被涂膜上的顏料量會(huì)隨著添加量發(fā)生變化，由此可調(diào)節(jié)顏色。
本發(fā)明由于是一種通過(guò)用含苯乙烯或其衍生物的兩種以上的單體的共聚物或其變性體使有機(jī)顏料分散在水或含水溶性有機(jī)溶劑的水中而成的著色電泳涂漆用顏料分散體組合物，對(duì)有機(jī)顏料的分散、微?；哂杏行ё饔茫商岣哂袡C(jī)顏料與電泳涂料乳液粒子的相溶性。
另外，使用α，β-乙烯型單體和/或其衍生物、或馬來(lái)酸酐和/或其衍生物作為與苯乙烯或其衍生物混合的單體時(shí)，可使共聚物水溶化，提高其分散穩(wěn)定性。
還有，若將共聚物的重均分子量調(diào)整在5千-50萬(wàn)之間，以相當(dāng)于顏料的10-100％(重量)的添加量添加，可得到低粘度的、微?；?.3μm以下的穩(wěn)定性良好的分散體。
實(shí)施例1按表1所示條件合成各種顏料分散體用的樹(shù)脂(共聚物)，按表2所示配合條件配制顏料分散體組合物，將各顏料分散體組合物實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行電泳涂漆，評(píng)價(jià)電泳槽的狀態(tài)和焙燒后的色斑?！差伭戏稚Ⅲw用的樹(shù)脂的合成〕用表1的單體、聚合引發(fā)劑組成，以乙二醇一丁醚、二噁烷、四氫呋喃為溶劑，在80-150℃下按通常的溶液聚合法(滴下法)進(jìn)行反應(yīng)，濾去在己烷中再沉淀的物質(zhì)，干燥，得到樹(shù)脂(共聚物)固形物。
將該固形物用規(guī)定的水溶化劑在水中中和溶解，配制樹(shù)脂成分為30％的樹(shù)脂水溶液6種。
表1單位摩爾％
<p>〔顏料分散體的配制〕按表2所示配比配制顏料分散體。
表2單位摩爾％
表2中，1)大日本油墨公司產(chǎn)品，酞菁系顏料2)Ciba-Geigy公司產(chǎn)品，二酮基吡咯并吡咯系顏料3)Ciba-Geigy公司產(chǎn)品，異吲哚滿酮系顏料4)ハツコ-ルケミカル公司產(chǎn)品，白色有機(jī)顏料5)稀釋至顏料濃度為10％，經(jīng)夏普勒斯(Scharples)處理后進(jìn)行測(cè)定6)封入密封型試管中，放置1個(gè)月后測(cè)定沉淀厚度○未發(fā)現(xiàn)△小于5mm×大于5mm
顏料分散體的配制在玻璃珠磨機(jī)(beads mill)中進(jìn)行，配制時(shí)的配比及其特性也一并表示在表2中?！搽娪就科嵩囼?yàn)〕將經(jīng)處理后具有膜厚9μm的陽(yáng)極氧化膜的鋁板作為陽(yáng)極，碳棒作為陰極，在配有上述陽(yáng)極和陰極的電泳槽內(nèi)用含丙烯酸-三聚氰胺電泳涂漆的溶液和含顏料的溶液充滿，使丙烯酸-三聚氰胺電泳涂漆濃度為10％，顏料濃度為1％。用直流電壓120V通電5分鐘后，將鋁板在180℃烘烤處理30分鐘，結(jié)束涂漆。
此時(shí)的狀態(tài)如表3所示。
表3
本發(fā)明的顏料分散體組合物如上述表2及表3所示，即使將其自身長(zhǎng)期放置，也不會(huì)出現(xiàn)顏料沉降，與電泳涂料混合后長(zhǎng)期使用，電泳液也不會(huì)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。另外，由于電泳涂料中的乳液粒子與顏料的相溶性得到改善，烘烤后，未發(fā)現(xiàn)被涂膜有色斑發(fā)生。另外，共聚物的重均分子量大于50萬(wàn)時(shí)，如分散體5所示，顏料粒子的初期粒徑大于0.6μm，而共聚物的重均分子量小于50萬(wàn)時(shí)，顏料粒子的初期粒徑小于0.6μm，可保持長(zhǎng)期的分散穩(wěn)定性。還有，尤其在顏料粒子的初期粒徑小于0.3μm時(shí)，可得到顏料微?；?、分散長(zhǎng)期的穩(wěn)定性良好的分散體。
本發(fā)明由于是一種用含苯乙烯或其衍生物的兩種以上的單體的共聚物或其變性體將有機(jī)顏料分散在水或含水溶性有機(jī)溶劑的水中而成的著色電泳涂漆用顏料分散體組合物，顏料的分散性、在分散介質(zhì)中的顏料粒子與電泳涂漆乳液粒子的相溶性優(yōu)異，可防止烘烤硬化時(shí)發(fā)生色斑，還可防止在著色槽中長(zhǎng)期靜置時(shí)顏料粒子的沉降，不會(huì)發(fā)生顏料粒子與電泳涂漆乳液粒子的分離。
權(quán)利要求
1.一種著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物，其特征在于，通過(guò)用苯乙烯或其衍生物和可與其聚合的一種或二種以上的單體的共聚物或其變性體，使有機(jī)顏料分散在水或含水溶性有機(jī)溶劑的水中而成。
2.如權(quán)利要求1所述的著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物，其特征在于，所述單體為選自α，β-乙烯型單體及其衍生物、馬來(lái)酸酐及其衍生物中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物，其特征在于，共聚物或其變性體至少含羧酸基、磺酸基、羥基中的任一種。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的著色電泳涂漆用的顏料分散體組合物，其特征在于，共聚物或其變性體的重均分子量在5千至50萬(wàn)之間。
全文摘要
一種含苯乙烯或其衍生物和可與其聚合的一種或二種以上的單體的共聚物或其變性體，使有機(jī)顏料分散在水或含水溶性有機(jī)溶劑的水中而成的著色電泳涂漆用顏料分散體組合物，顏料的分散性、在分散介質(zhì)中顏料粒子與電泳涂漆乳液粒子的相溶性優(yōu)異。
文檔編號(hào)C09D5/44GK1132772SQ9511989
公開(kāi)日1996年10月9日 申請(qǐng)日期1995年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月14日
發(fā)明者井上久 申請(qǐng)人:井上久