[发明专利]用于阳离子电镀涂料的颜料分散树脂的生产方法

说明书

本发明涉及用于阳离子电镀涂料的颜料分散树脂清漆的生产方法，由此而得的颜料分散树脂清漆及使用该颜料分散树脂清漆的阳离子电镀涂料组合物。

近年来对环境认识的提高导致在更多的先进国家控制有害气体污染物量(HAPs)。阳离子电镀涂料是基于水介质的含水涂料，但是潜在的HAP组份(例如，溶纤剂如丁基溶纤剂或乙基溶纤剂)是在由胺、膦或硫化物与环氧树脂原料反应生产阳离子环氧树脂时所使用的溶剂，即，在生产颜料分散树脂阶段颜料分散树脂的鎓转化期间。由于该溶纤剂溶剂容易挥发，当阳离子电镀涂料含有这种物质时，它们有蒸发进入大气的危险并成为有害气体污染物之源。采用替换物导致电镀涂布膜具有流动性较低的和外观较差的危险。

本发明的一个目的是提供一种用于阳离子电镀涂料的颜料分散树脂清漆的生产方法，其中，所得电镀涂布膜的流动性能和外观没有被损害，尽管事实上没有使用溶纤剂溶剂，而且阳离子电镀树脂组合物使挥发性有机碳化合物被减少(VOC减少)。

本发明的用于阳离子电镀涂料的颜料分散树脂清漆的生产方法，包括使用含有由下列分子式表示的聚环氧烷化合物的溶剂用于生产树脂清漆的步骤，该树脂清漆是由具有氨基、磷鎓基、或锍基的阳离子环氧树脂组合物而得。

(此处，R是亚乙基或亚丙基；Ph是亚苯基，以及n和m都是1或更大的数字)。

优选将上述溶剂加入到由胺、膦或硫化物与环氧树脂反应而得的阳离子环氧树脂组合物中。

使用该溶剂的另一种方法是在由胺、膦或硫醚与环氧树脂反应生产阳离子环氧树脂组合物期间将它作为反应溶剂使用。

环氧树脂优选尿烷改性环氧树脂。

聚环氧烷的分子式中的R优选亚乙基，及n和m的总数优选2或更大但小于20。

溶剂中的聚环氧烷的含量优选5-100wt％。

本发明的颜料分散树脂清漆通过用于阳离子电镀涂料的颜料分散树脂清漆的上述生产方法而得，这里树脂清漆中的聚环氧烷含量优选1-50wt％。本发明的阳离子电镀涂料组合物包括如此得到的颜料分散树脂清漆并且聚环氧烷的含量为0.1-0.2wt％。

本发明的生产用于阳离子电镀涂料的颜料分散树脂清漆的方法包括采用含有下列分子式表示的聚环氧烷的溶剂生产含有阳离子环氧树脂组合物的树脂清漆的步骤，该组合物具有氨基、磷鎓基或锍基：

(此处，R是亚乙基或亚丙基；Ph是亚苯基，以及n和m二者都是1或更大的数)。即，在用于生产颜料分散树脂清漆的方法中，当胺、膦或硫化物与如下所述的环氧树脂反应产生鎓转化时，即，当氨、磷鎓或锍基引入时，环氧树脂首先溶解在含有上述聚亚苯基氧化物的溶剂中，或将上述溶剂加入到紧接上述鎓转化反应而得的阳离子环氧树脂组合物中，以生产出颜料分散树脂清漆。所加入的胺、膦或硫化物与存在于环氧树脂中的环氧基反应，以将鎓基引入环氧树脂中。

上述环氧树脂的例子通常包括聚环氧化物。环氧化物每个分子中一般有两个或更多1,2-环氧基。聚环氧化物应有180-1000环氧当量，且优选375-800环氧当量。少于180环氧当量在电镀时将不会形成膜，并且因此将不会得到涂布膜。大于1000将在每个分子中产生不足量的鎓基并因此产生不足的水溶解度。

聚环氧化物的有用例子包括聚酚(如双酚A)的聚缩水甘油醚。这些可以通过在碱存在下用表氯醇或二氯醇醚化多酚来制备。多酚可以是二(4-羟苯基)-2,2-丙烷，4,4’-二羟基苯酮，二(4-羟苯基)-1,1-乙烷或类似材料。

上述环氧树脂可以是在下述主乳剂的环氧树脂中，在树脂骨架中含有噁唑烷酮环的环氧树脂。

特别是含有羟基的环氧树脂可以是具有通过半嵌段异氰酸酯与羟基反应引入的嵌段异氰酸酯基的尿烷改性环氧树脂。

用于与上述环氧树脂反应的半嵌段异氰酸酯可以通过有机聚异氰酸酯的部分嵌段来制备。有机聚异氰酸酯与封闭剂之间反应优选在材料冷却到40-50℃之间进行，封闭剂是以点滴的形式加入，同时需要的话在存在锡催化剂的情况下搅拌。

上述有机聚异氰酸酯可以是任何每分子具有2个或更多异氰酸酯基的。具体例子包括脂族化合物如三亚甲基二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯；脂环族化合物如1,3-环戊烷二异氰酸酯，1,4-环己烷二异氰酸酯，或异佛尔酮二异氰酸酯；芳族化合物如2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯，二苯甲烷-4,4′-二异氰酸酯或1,4-萘二异氰酸酯，和聚异氰酸酯如其二聚物或三聚物。

具有4-20个碳原子的低脂族烷基单醇是用于制备上述半嵌段异氰酸酯的适合的封闭剂。具体的例子包括丁醇、戊醇、己醇、2-乙基己醇、庚醇和二十烷醇。

上述环氧树脂和半嵌段异氰酸酯之间的反应优选在140℃控制约1小时进行。