[發明專利]提高由受磷酸鹽離子污染的電涂涂料組合物涂布的制品的涂層固化的方法和電涂涂料組合物

有效

• 申請號: 201380057953.5
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104769051B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: R·D·席勒;K·M·朔克
• 申請（專利權）人: 巴斯夫涂料有限公司
• 主分類號: C09D5/44
• 分類號: C09D5/44
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 張蓉珺,林柏楠

技術領域

本發明涉及有機電涂涂料組合物及方法，尤其是作為涂布過程中的一部分的那些，所述的涂布過程包括在金屬制品電涂前對其進行磷酸鹽預處理。

背景技術

本部分提供有助于理解本發明的信息，但其并不一定是現有技術。

對將要在腐蝕性環境中使用的金屬制品的工業涂布可以包括施加一種或多種無機和有機處理和涂料。汽車裝配廠中的涂漆系統(“油漆車間”)是龐大、復雜和昂貴的。例如，使金屬汽車車身(“白車身”)和部件得到多步處理，所述的多步處理包括進行在一個或多個清洗浴或噴霧箱中的清洗、在磷化浴中作為金屬預處理步驟進行水性磷酸鹽涂料的施涂，然后進行各種漂洗和附加精整處理。如在Claffey的美國專利號5,868,820中描述了這些處理。進行該磷化預處理步驟，以改進金屬的耐腐蝕性和后續的涂層對金屬的粘附。

將電沉積涂料(“電涂”)在該預處理步驟之后施涂于金屬車身上。電涂浴通常包含主要成膜樹脂的水性分散體或乳液，其在水中或水和有機助溶劑的混合物中具有離子穩定性。在期望耐久性薄膜的汽車或工業應用中，該電涂組合物被配制成可固化的(熱固性)組合物。這一般是通過將交聯劑與主要成膜樹脂一起乳化來完成的，該交聯劑可在適當條件下(例如加熱)與主要樹脂上的官能團反應，從而固化涂層。典型的用于涂布汽車車體和部件的電涂涂料組合物包含作為主要樹脂的環氧樹脂和作為交聯劑的封端多異氰酸酯。在電沉積期間，通過將導電基材浸沒在電涂浴中，然后在基材和相反電荷的電極(例如不銹鋼電極)之間施加電勢，從而將含有具有相對低分子量的帶離子電荷的樹脂的涂料沉積到導電基材上。帶電荷的涂料遷移到該導電基材上，并在該導電基材上沉積。然后加熱該經涂布的基材，以將該涂層固化或交聯。這些電涂涂料組合物進一步包括用于環氧樹脂和多異氰酸酯之間的固化反應的催化劑，使以商業上合理的溫度及時間固化所述沉積的涂層成為可能。

制品移經磷化預處理和隨后的電涂浴，并將來自磷化步驟的少量材料帶入電涂涂料浴。隨著時間的推移，電涂涂料組合物中的磷酸鹽離子的濃度增加到一個點，在這個點上，磷酸鹽離子干擾在催化固化反應中的催化劑的活性。雖然磷酸鹽離子對錫催化劑的影響較小，其對鉍催化劑具有顯著影響。然而如今，由于其與錫化合物相比的高活性和低毒性，鉍催化劑被廣泛應用于汽車OEM電涂操作中。

為解決當磷酸鹽離子的濃度達到總電涂涂料組合物重量的約100ppm時，其對固化的干擾，制造商已加入更多顏料膏，所述的顏料膏包含鉍催化劑；或已刮掉受污染的浴的一大部分，并將其替換為新鮮的電涂涂料組合物。兩種操作皆為不理想的：增加的顏料水平導致粗糙的外觀、過濾器裝載和不好的超濾性能，而將浴的主要部分更換為新鮮材料是浪費時間和極為昂貴的。

Yasuoka等，美國專利號5,330,839描述了一種包含封端異氰酸酯基團的電涂組合物，其包含至少一種二烷基錫芳香族羧酸鹽以及至少一種鉍或鋯化合物作為組合的固化催化劑。Hiraki等，EP 1 046 683描述了一種具有非常低的有機溶劑含量的、可陽離子電沉積的漆料。該漆料包含一種防腐蝕顏料，其可選自多種金屬化合物?？杉尤胗袡C錫化合物。Kawaraya等，美國專利號7,625,477描述了一種電沉積漆料，其包含選自氫氧化鉍、鋯化合物和鎢化合物的至少一種金屬化合物的顆粒，所述的金屬化合物據稱具有優異耐腐蝕性?？砂ㄓ袡C錫化合物。

發明簡述

此部分提供本公開的一般性總結，且并非其全部范圍或其所有特征的全面公開。

公開了一種處理受磷酸鹽離子污染的電涂涂料組合物的方法，該方法通過將硅酸鋯加入所述的電涂涂料組合物，以通過優先地與涂料組合物中的磷酸鹽離子反應，而非該磷酸鹽離子與金屬化合物催化劑反應，從而改進固化響應。在各種實施方案中，所述的方法可包括：測定所述涂料組合物中磷酸鹽離子的濃度，且如果所述涂料組合物中的磷酸鹽離子的濃度高于約50ppm、優選地高于約100ppm時(基于該電涂涂料組合物的總重量，即“浴”的總重量)，將硅酸鋯加入所述的涂料組合物中，以改進該涂料組合物的固化響應?？赡苡^察到由浴中電沉積出的涂層的固化反應的減少，隨后測定浴中磷酸鹽離子的濃度，以及根據測定的磷酸鹽離子濃度，加入硅酸鋯。