[发明专利]形成具有更好表面光滑度涂膜的阴极电沉积涂料

说明书

本发明涉及能形成具有改进的表面光滑度涂膜的阴极电沉积涂料。它也涉及能形成具有更好表面光滑度和更好冲击强度膜的阴极电沉积涂料。

在该领域内已知胺改性的环氧树脂可作为阳离子电沉积涂料的成膜阳离子树脂（如见JP-A-54004978及JP-A-56034186）。这些胺改性环氧树脂是由双酚型环氧树脂与伯胺或仲胺反应，以胺打开所有的环氧环或者环氧树脂首先与含羟基或羧基的化合物（如一元酚、一元羧酸、羟基羧酸、聚已酸内酯二醇或聚醚二醇）反应打开部分环氧环，然后与伯胺或仲胺反应打开其余环氧环而制成的。将生成的产物胺改性环氧树脂分散在含中和用酸及交联剂（如经保护的多异氰酸酯或蜜胺树脂）的水介质中。能自交联的、胺改性环氧树脂可通过双酚型环氧树脂与半保护的二异氰酸酯反应通过存在于树脂分子中的仲醇基团与二异氰酸酯结合，然后与伯胺或仲胺反应打开所有端基的环氧环来制造。

由上述经胺改性的环氧树脂得到的阴极电沉积涂料有一个缺点，即涂料的湿态膜在烘烤期间对由油滴或其它微粒物质引起的细小凹坑是敏感的，从而会损害固化膜的表面光滑度。已知有若干方法来解决这一问题，包括在涂料配方中添加聚硅氧烷防护剂或环氧树脂与聚氧丙二胺的加合物。但是这些添加物有降低涂料膜与涂敷其上的中间或面涂层的附着的趋向。

希望能制造出具有更好表面光滑度的固化膜而不损害包括与外敷层附着力在内的其它薄膜性质的阴极电沉积涂料。

本发明提供可制造具有更好表面光滑度的固化膜的阴极电沉积涂料，该涂料由主要阳离子成膜树脂和能改进固化膜表面光滑度的辅助成膜树脂以及交联剂所组成，它们都分散在含中和用酸的水介质中。

按照本发明的一个形态，辅助树脂是由叔烷基酚线型酚醛环氧树脂与足以打开所有环氧环的用量的阳离子活泼氢化合物或非阳离子活性化合物反应的产物或环氧树脂首先与用量仅足够打开部分环氧环用量的所述非阳离子活泼氢化合物反应然后与足以打开其余环氧环用量的阳离子活泼氢化合物反应的产物。

按照本发明的另一个形态，辅助树脂是由叔烷基酚线型酚醛环氧树脂首先与足以打开所有环氧环用量的能够引入阳离子基团和羟基基团的活泼氢反应剂反应然后用内酯或烯化氧将柔软的链段接枝到已引入树脂分子中的羟基上。活泼氢反应剂可以是能引入阳离子和羟基两种基团的单一化合物或者可以是两种活泼氢化合物的混合物，（每种化合物能分别引入阳离子基团及羟基基团）。这种类型的辅助树脂不仅能改进表面光滑度而且也能改善固化涂料膜的冲击强度。

辅助树脂

通常线型酚醛环氧树脂是由线型酚醛树脂与表氯醇在碱存在下反应制得的。而线型酚醛树脂是酚与甲醛的酸催化缩聚产物。用于本发明的起始线型酚醛环氧树脂是由一般对位具有叔烷基（如叔丁基、叔戊基或叔辛基）的酚制成的。

由对叔丁基酚、对叔戊基酚、对叔辛基酚、或它们的混合物制成的线型酚醛环氧树脂是可从例如Toto Kasei Co.Ltd商购的。

用于本发明的一种类型辅助树脂可以通过与阳离子活泼氢化合物反应或与非阳离子活泼氢化合物反应打开树脂的所有环氧环的方法制造，或将树脂首先与非阳离子活泼氢化合物反应打开部分环氧环然后再与阳离子活泼氢化合物反应打开其余的环氧环的方法制造。

阳离子活泼氢化合物能够引入阳离子基团在技术上是为大家所熟知的，这类化合物包括伯胺和丁胺、辛胺或一乙醇胺;仲胺如二乙胺、二丁胺、甲基丁基胺、二乙醇胺或甲基乙醇胺;叔胺-酸加成的盐如三乙胺盐酸盐或N，N-二甲基乙醇胺乙酸酯;二硫化物-酸混合物如二乙基硫化物-乙酸混合物。也可使用伯胺的酮亚胺如氨乙基乙醇胺或二亚乙基三胺。可以单独使用这些胺和酮亚胺或以组合方式使用。

非阳离子活泼氢化合物在技术上也是为大家所熟知的，它们包括一元酚如苯酚、甲酚、壬基酚或硝基酚;一元醇如已醇、2-乙基已醇、硬脂醇、乙二醇单丁基或单己基醚、丙二醇单丁基或单已基醚;脂族一元羧酸如乙酸或硬脂酸;脂族羟基羧酸如乙醇酸、二羟甲基丙酸、羟基新戊酸、乳酸或柠檬酸;以及巯基链烷醇如巯基乙醇。

活泼氢化合物相对于环氧树脂的比例优选的为活泼氢原子与每一环氧基团等当量或稍过量。