[发明专利]电涂组合物和方法

说明书

发明领域

本发明涉及电涂涂料组合物、制备该组合物的方法、将涂层电沉积到导电性基材上的方法以及电沉积涂层。

背景技术

本部分中的陈述仅仅提供与本公开有关的背景信息，可能不构成现有技术。

电沉积涂料(“电涂”)组合物和方法当今广泛用于工业上。电涂浴通常包括水性分散体或乳液，该水性分散体或乳液包括在水或水与有机助溶剂的混合物中具有离子稳定化作用的主要成膜环氧树脂(“聚合物”和“树脂”在本公开中可互换地使用)。在需要耐久性电涂薄膜的汽车或工业应用中，该电涂组合物被配制成固化性(热固性)组合物。这一般通过用主要成膜树脂乳化能够与该主要树脂上的官能团在适当条件下(例如加热)反应并因此将涂层固化的交联剂来完成。在电沉积期间，通过将基材浸没在电涂浴中，然后在基材和相反电荷的极(例如不锈钢电极)之间施加电势，从而将含有具有较低分子量的带离子电荷的树脂的涂料沉积到导电性基材上。带电荷的涂料迁移到该导电性基材上，并在该导电性基材上沉积。该涂布基材然后被加热，以将该涂层固化或交联。

电涂组合物和方法的优点之一是，施涂的涂料组合物在各种金属基材上形成了均一而连续的层，不论基材的形状或构型如何。当该涂层作为防腐蚀涂层施涂到具有不规则表面的基材如汽车车身上时，这是特别有利的。在金属基材的所有部分上的该均匀而连续的涂层提供了最大耐腐蚀效力。电沉积(或电涂)涂层的一个理想的特征那么是均匀的边缘覆盖。即，对于防腐蚀来说重要的是，在制品边缘上的涂膜厚度(或涂层厚度)与制品内部的涂膜一样厚。Reuter等人的美国专利No.6,951,602(对应于WO 01/02498)描述了将水溶性聚乙烯醇聚合物(共聚物)或聚乙烯醇聚合物(共聚物)的混合物添加到电沉积浴中用于边缘保护和防污染；Reuter出版物还描述了用于防腐蚀的边缘保护的其他方法。

电沉积涂层的固化层一般用一个或多个不同的其他涂层(例如其他底漆层和面涂层)罩涂。电沉积涂层的薄膜平滑度是另一重要性能，因为更平滑的电沉积涂层将获得光洁饰面所需的附加涂层的涂层厚度减至最小。

发明内容

本公开描述了水性电沉积涂料组合物，也称为水性电沉积浴，包括可电沉积的基料和不水解的或至少部分水解的聚(乙烯基甲酰胺)聚合物。该至少部分水解的聚乙烯基甲酰胺聚合物可以是完全水解的，并且该不水解的或至少部分水解的聚乙烯基甲酰胺聚合物可以含有来自除乙烯基甲酰胺以外的共聚单体的单体单元。该基料能够是可阴极电沉积的或可阳极电沉积的。汽车应用通常使用可阴极电沉积的基料。“基料”是指涂料组合物的成膜组分。典型地，该基料是热固性或固化性的，包括自交联树脂或聚合物，或树脂或聚合物与在固化条件下与该树脂或聚合物反应的交联剂的组合。为了方便起见，“树脂”在本公开中用于包括树脂和聚合物二者。在一些实施方案中，该基料可以包括在固化条件下也与水解的聚乙烯基甲酰胺反应的交联剂。

涂布导电性基材的方法包括：将导电性基材置于水性电沉积涂料组合物中，其含有可电沉积的基料和不水解或至少部分水解的聚(乙烯基甲酰胺)聚合物，并且使用导电性基材作为一个电极，使电流通过水性电沉积涂料组合物，使得涂层沉积到该导电性基材上。该沉积涂层然后可以被固化成固化涂层。后续的涂层可以施涂在沉积(任选固化)涂层上。例如，沉积涂层可以是底漆层，且其他层例如任选喷雾施涂的头二道混合底漆(primer surfacer)以及一个或多个面涂层(例如着色底涂层和透明涂层)可以施涂于沉积涂层上。

涂布的导电性基材包括在基材上的电沉积涂层，该电沉积涂层包括不水解的或至少部分水解的聚乙烯基甲酰胺聚合物。该不水解的或水解聚乙烯基甲酰胺聚合物在电沉积涂层中的存在提供了改进的流变性控制和更好的边缘覆盖率。电沉积涂层具有好得多的薄膜平滑度。已经发现，即使当不水解的或水解聚乙烯基甲酰胺聚合物以非常少的量包括在电沉积浴中时，也一般获得了这些益处。涂层具有优异的边缘覆盖率和保护，具有耐污染性，尤其对于油类的耐污染性，并且该可电沉积的涂布浴制备不复杂，具有长期稳定性。与用于该目的的现有聚合添加剂如聚乙烯醇相比，不水解的或至少部分水解的聚乙烯基甲酰胺聚合物即使以较低的量使用也产生了所需的边缘覆盖率。