[发明专利]聚合物密封颗粒的水性分散体、相关涂料组合物和涂敷基材

说明书

发明领域

本发明尤其涉及制备聚合物密封颗粒例如纳米颗粒的水性分散体的方法、可用于此方法中的可聚合聚合物、以及包含此类水性分散体的阳离子型可电沉积组合物。

背景信息

涂料组合物，例如阳离子型可电沉积组合物，有时包括在所形成涂料中赋予颜色和/或性能的着色剂和/或填料粒子。颜料颗粒倾向于具有彼此间的强亲合力(除非分离)，倾向于聚集在一起形成聚结物。因此，通过使用高剪切技术碾磨或研磨以分解聚结物而使这些聚结物通常分散在树脂状研磨载体和非必要的分散剂中。如果需要纳米尺寸颜料颗粒，则通常需要进一步碾磨以获得所需粒度。

颜料和填料一般由直径约0.02-2微米(即20-2000纳米)的固体结晶颗粒构成。聚结为有关纳米尺寸颗粒颜料和填料材料(例如炭黑)的严重问题，尤其是因为这些纳米颗粒具有相对大的表面积。因此，此类纳米颗粒的可接受分散体通常需要过量的树脂状研磨载体和/或分散剂以进行解聚结并且防止纳米颗粒的随后再聚结。

然而，这种高浓度树脂状研磨载体和分散剂在最终涂料组合物中的存在可能不利于所形成的涂层。例如，已知高浓度的分散剂会导致所形成涂层的水敏性。此外，某些树脂状研磨载体，例如丙烯酸研磨载体会消极地影响例如抗碎裂性和可挠曲性的涂层性能。

通常使用可电沉积涂料组合物提供用于保护金属基材，例如在汽车工业中使用的那些的涂层。相对于非电泳涂覆方法，电沉积方法通常提供较高的颜料利用、优异的腐蚀保护、低环境污染、和/或高度自动的方法。

在电沉积方法中，将具有导电基材的物件，例如汽车车身或车身部件浸入成膜聚合物的水乳液的涂料组合物的浴中，导电基材在包括电极和相反带电的反电极的电路中用作充电电极。电流在与水乳液电接触的制品和反电极之间通过，直至具有所需厚度的涂层沉积在物件上。在阴极电涂覆方法中，待涂覆物件为阴极且反电极为阳极。

也期望提供树脂密封颗粒的水性分散体，其中使颗粒的再聚结降至最低，且其适合用于制备展现可电沉积涂料组合物的优点的阳离子型可电沉积涂料组合物。还期望提供能够产生赋色非隐藏涂层的这种阳离子型可电沉积涂料组合物。

发明概述

在某些方面，本发明涉及用于制备聚合物密封颗粒的水性分散体的方法。该方法包括(1)在水性介质中提供(a)颗粒、(b)可聚合烯属不饱和单体和(c)包含具有侧链和/或末端烯属不饱和的阳离子丙烯酸类聚合物的水可分散可聚合分散剂的混合物，和(2)使烯属不饱和单体和可聚合分散剂聚合以形成包含阳离子丙烯酸类聚合物的聚合物密封颗粒的水性分散体。

在其它方面，本发明涉及用于制备聚合物密封纳米颗粒的水性分散体的方法。该方法包括(1)在水性介质中提供(a)平均粒度大于300纳米的颗粒、(b)可聚合烯属不饱和单体、和(c)包含具有侧链和/或末端烯属不饱和的阳离子丙烯酸类聚合物的水可分散可聚合分散剂的混合物，(2)使该混合物经受处理，借此(a)使颗粒形成平均粒度小于300纳米的纳米颗粒，和(b)在纳米颗粒形成期间使至少一部分烯属不饱和单体和可聚合分散剂聚合以形成包含阳离子丙烯酸类聚合物的聚合物密封纳米颗粒的水性分散体。

在另外其他方面中，本发明涉及分散在水性介质中的包含树脂相的可固化、可电沉积涂料组合物，其中树脂相包含：(a)包含对活性氢基呈反应性的反应性基团的固化剂、和(b)包含阳离子聚合物的聚合物密封颗粒，该阳离子聚合物包含(i)可聚合烯属不饱和单体和(ii)包含具有侧链和/或末端烯属不饱和的阳离子丙烯酸类聚合物的水可分散可聚合分散剂的反应产物。

在又一其他方面中，本发明涉及用于在基材上沉积赋色非隐藏涂层的方法。这种方法包括在至少一部分基材上电沉积本发明的可电沉积涂料组合物。

本发明还涉及至少部分涂覆有这种涂层的反射面。

发明详述

就以下详细说明的目的而言，应理解为，除明确相反规定外，本发明可假定各种替换变化以及步骤顺序。此外，除在任何操作实例中，或另外标明外，所有例如在说明书和权利要求书中使用的大量数字表示将理解为在所有情况下由术语“约”加以修饰。因此，除非相反指明，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐明的数值参数都是可以根据本发明待获得的所需性能而变化的近似值。最低限度地，且并非试图限制权利要求范围的等同教义的应用，每一数值参数应当至少理解为按照所记录的有效数位的数值且应用一般的四舍五入技术。