CN115403985A - 具有减少的挥发性有机化合物的阴极电涂组合物 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种阴极电涂组合物，其具有减少的挥发性有机化合物并且包含：环氧树脂，所述环氧树脂包含成膜粘结料和交联剂；颜料糊膏；水；和基于组合物的总重量，约0.01至约10％重量的羰基合成醇，其中所述树脂组合物不含二醇醚。

Description

具有减少的挥发性有机化合物的阴极电涂组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月28日提交的美国临时申请第63/194,218号的权益，该临时申请的全部内容通过引用明确以其整体并入本文。
技术领域
总体而言，本公开涉及一种具有减少的挥发性有机化合物(VOC)的阴极电涂组合物。更具体而言，所述组合物包含羰基合成醇(oxo-alcohol)，所述羰基合成醇最大限度地减少VOC并同时具有优异的消泡特性。
背景技术
现代阴极电涂系统必须满足严格的环境要求。最近研发工作的一个关注点是根据全球标准减少挥发性有机化合物(VOC)，包括特别关注于二醇醚的消除。VOC法规的框架因管辖范围而异。例如，由于避免使用低挥发性增塑剂例如沸点为250℃、在20℃下的蒸气压为约0.001kPa的Texanol，US-EPA 24法规比其他司法管辖范围严格得多。除了VOC的贡献，二醇醚也因为潜在毒性而被认为是有问题的。例如，己基溶纤剂被评级为有毒的，并且正在对丁基溶纤剂的潜在毒性进行评估。
为了满足US EPA 24要求，除了使用在110℃下具有有限蒸发速率的增塑剂外，通常还需要对涂料聚合物骨架进行改性。这两种改变都是当前最前沿的，但通常会导致油漆性能受到限制，诸如鲁棒性(稳健性，robustness)和耐腐蚀性能。
常规的非VOC增塑剂诸如Paraplex WP1、Cryoflex和Texanol是倾向于以较高成本表现出低效率并且具有显著低消泡性能的成膜剂。此外，由于高沸点和低蒸气压，非VOC相关增塑剂在低烘烤(low bake)条件下(这对于低烘烤和宽烘烤(broad bake)系统而言是重要的)会导致较差的腐蚀性能。含有己二醇的颜料糊膏也具有增加的粘度和粘度稳定性的高趋势。
此外，当前的阴极电涂系统通常包含强有力的有机硅消泡剂。然而，这些消泡剂会使下游焚烧炉中使用的催化剂变劣，这些焚烧炉用于在暴露于环境之前去除VOC。因此，仍存在改善的机会。
结合本公开的背景技术，本公开的其他期望的特征和特性将从本公开的后续发明详述和所附权利要求变得显而易见。
发明内容
本公开提供了一种阴极电涂组合物，其具有减少的挥发性有机化合物并且包含：环氧树脂，所述环氧树脂包含成膜粘结料和交联剂；颜料糊膏；水；和基于组合物的总重量约0.01至约10％重量的羰基合成醇，其中所述树脂组合物不含二醇醚。
本公开还提供了一种在基材上设置电涂膜的方法，其中所述方法包括：形成包含电涂组合物的电沉积浴；将基材浸入电沉积浴中；连接基材作为阴极；向基材施加约240V至约300V的电流以对基材进行电涂，由此将电涂膜沉积在基材上；从电沉积浴中取出电涂基材；并且对经电涂的基材进行烘烤，使得电涂膜具有以下厚度：当电压为约240V时，厚度大于约30微米；当电压为约280V时，厚度大于约38微米，和/或当电压为约300V时，厚度大于约45微米。
附图说明
下面将结合以下附图来描述本公开，其中相同的数字表示相同的元件，并且
图1是示出了实施例中所述的成膜结果的条形图；和
图2是示出了实施例中所述的消泡行为结果的条形图。
具体实施方式
下面的详述本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本公开。此外，无意受前述背景或以下详述中给出的任何理论的约束。
总体而言，本公开的实施方案涉及阴极电涂组合物以及其形成和使用方法。为了简洁起见，与这样的组合物相关的常规技术在本文中可能未进行详细描述。此外，本文描述的各种任务和工艺步骤可以结合到具有本文未详细描述的附加步骤或功能的更全面的程序或工艺中。特别地，在这样的组合物的制造中的各个步骤是众所周知的，因此，为了简洁起见，许多常规步骤在本文中将仅简要地提及或将完全省略而不提供众所周知的工艺细节。
在本公开中，在各种实施方案中，术语“约”可以描述某值±0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10％。此外，在各种非限制性实施方案中，可以预见的是，将本文阐述的所有值可替换地描述为近似值或“约”。
此外，在各种非限制性实施方案中，可以预见的是，本文所述的所有重量百分比可基于组合物本身的总重量或基于电涂浴整体的总重量。
在各种实施方案中，本公开提供了一种阴极电涂组合物，其具有减少的挥发性有机化合物并且包含：环氧树脂，所述环氧树脂包含：成膜粘结料和交联剂；颜料糊膏；水；和基于组合物的总重量约0.01至约10％重量的羰基合成醇，其中树脂组合物不含二醇醚。在一个实施方案中，涂料组合物基于减少量的在110℃下具有低蒸发速率的增塑剂与羰基合成醇例如丙基庚醇的组合。使用丙基庚醇可以导致异乎寻常的成膜增加，这确保较低的增塑剂和溶剂水平仍然具有出色的脱气和消泡特性。在相同的成膜要求下，这样的系统表现减小的VOC水平。较低量的增塑剂允许改善低烘烤条件下的耐腐蚀行为。
电涂组合物
本公开的阴极电涂组合物通常设计用于涂布基材。电涂组合物可用于涂布本领域已知的任何类型的基材。在实施方案中，基材是车辆、汽车或机动车。“车辆”或“汽车”或“机动车辆”包括：汽车，诸如小汽车、厢式货车、小型厢式汽车、公共汽车、SUV(运动型多功能车)；卡车；半卡车；拖拉机；摩托车；拖车；ATV(全地形车)；皮卡车；重型搬运车，诸如推土机、移动式起重机和挖土机；飞机；小型船只(boats)；船舶(ship)；和其他运输工具。在各种实施方案中，在用本公开的组合物涂布之后，基材被描述为“电涂布的(e-涂布的)”。
组合物可进一步描述为单组分电涂组合物/系统或双组分电涂组合物/系统。
环氧树脂
如上面首先介绍的，组合物包含环氧树脂。在一个实施方案中，环氧树脂是乳液，例如在单组分电涂系统中。在另一个实施方案中，环氧树脂不是乳液，例如在双组分电涂系统中。然而，可以预计的是，乳液的使用与系统是单组分还是双组分系统没有严格的关系。环氧树脂，无论是否为乳液，可以是以下物质、包括以下物质、基本上由以下物质组成或由以下物质组成：成膜粘结料和交联剂。术语“基本上由……组成”描述了各种实施方案，其不含一种或多种单体、聚合物和/或不是成膜粘结料和/或交联剂的添加剂。这样的单体、聚合物和/或添加剂可以是本领域已知的任何单体、聚合物和/或添加剂。
如果是乳液，则乳液包括连续相和分散相。对乳液没有特别限制并且可以进一步描述为常规理解的水包油(O/W)乳液或油包水(W/O)乳液。本领域技术人员基于目视检查确定存在乳液。
在各种实施方案中，连续相是水性的并且包括以下物质、为以下物质、基本上由以下物质组成或由以下物质组成：水性载体和任选的酸。例如，连续相可以基本上由水性载体和酸组成，并且不含或包含小于5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05或0.01重量百分比的其他添加剂、聚合物、表面活性剂等。水性载体可以是水或包括水诸如去离子水。在各种实施方案中，水性载体包括水和/或极性溶剂诸如醇或其他极性溶剂。替代地，载体可以描述为极性载体。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
现在来看任选的酸，对酸没有特别限制并且可以是任何常规的酸。例如，酸可以是有机酸和/或无机酸以完全或部分地中和环氧树脂。酸可以以本领域技术人员选择的任何量使用。在各种实施方案中，酸的使用量使得如本领域技术人员所理解的乳液中的中和酸与胺含量之间的摩尔比为约20至约80、约25至约75、约30至约70、约35至约65、约40至约60、约45至约55、约45至约50、或约30至约60％。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
在其他实施方案中，现在来看分散相，分散相可以包括以下物质、为以下物质、基本上由以下物质组成或由以下物质组成：成膜粘结料诸如环氧-胺和/或交联剂，每一种都在下文进行更详细地描述。在各种实施方案中，分散相基本上由成膜粘结料和/或交联剂组成，并且不含或包含少于5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05或0.01％重量的其他添加剂、聚合物、表面活性剂等。在各种实施方案中，分散相为离散、可识别颗粒的形式。乳液对分散相的粒径没有特别限制并且可以是微乳液或纳米乳液。通常，乳液的“颗粒”是上文首先介绍的环氧树脂和/或交联剂的颗粒。例如，对这类颗粒的大小或形状没有特别限制。
在各种实施方案中，基于组合物的总重量，环氧树脂的使用量为约10至约35、约15至约30、或约20至约25％重量。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
在各种实施方案中，乳液可以包括阴极粘结料(诸如成膜粘结料)，其与封端的异氰酸酯一起可以是电涂组合物中的主要树脂成分，并且基于电涂组合物的总固体，可以约10至约70重量％、或者约20至约60％重量、或者约30至约50％重量的量存在。可以通过用水性介质还原固体来形成电涂浴。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
成膜粘结料
在各种实施方案中，成膜粘结料是胺化合物与环氧反应物的反应产物并且可以描述为环氧-胺加成物。对成膜粘结料没有特别限制并且可以是由任何胺化合物与任何环氧反应物的反应形成的任何成膜粘结料。在各种实施方案中，环氧树脂和/或成膜粘结料和/或交联剂可以如US 4,419,467或US6,207,731的一个或多个中所述，其各自通过引用明确以其整体并入各种非限制性实施方案中。
在各种实施方案中，基于分散体和/或乳液的固体的总重量计算，成膜粘结料的用量为约50至约95、约55至约90、约60至约85、约65至约80、约60至约80、或约70至约75％重量。这样的乳液和/或分散体的典型固体含量为约30至约40、约30至约35、约35至约40、或约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40％重量。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
交联剂
现在来看交联剂，该试剂也可以是本领域已知的任何交联剂。在各种实施方案中，用酸中和交联剂以形成水溶性产物。交联剂可以为脂族、脂环族或芳族异氰酸酯，诸如六亚甲基二异氰酸酯、环六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、亚甲基联苯二异氰酸酯等。这些异氰酸酯可以与选择性地将异氰酸酯官能团封端的封端剂诸如肟、醇或己内酰胺预先反应。可通过加热以将封端剂与异氰酸酯的异氰酸酯基团分离来解封异氰酸酯，由此提供反应性异氰酸酯基团。异氰酸酯和封端剂是常规已知的。
在各种实施方案中，基于组合物的总重量，交联剂的用量为约5至约50、约10至约45、约15至约40、约20至约35、或约25至约30％重量。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
在各种实施方案中，环氧-胺加成物如WO1996010057中所述。在其他实施方案中，封端的异氰酸酯如EP 0476 514 B1中所述。这两篇参考文献通过引用明确以其整体并入各种非限制性实施方案中。
在各种实施方案中，通过添加胺将环氧树脂转移到环氧-胺加成物中。例如，约10至约35％重量的环氧树脂可存在于所述约50至约95％的环氧-胺加成物中。因此，95份环氧-胺加成物和5份交联剂或者50份环氧-胺加成物和50份交联剂的总和为100％。这基于树脂固体来计算。
颜料糊膏
电涂组合物还可以包含颜料，所述颜料可以颜料糊膏的形式结合到组合物中。颜料糊膏可以通过将颜料研磨或分散到颜料研磨溶媒和任选的添加剂诸如润湿剂、表面活性剂和消泡剂中来制备。可以将颜料研磨至根据Hegman研磨细度规为约6至约8的粒度。颜料可以包括二氧化钛、炭黑、硫酸钡、粘土等。在各种实施方案中，由于对涂层的聚结和流动的不期望的影响，以有限的量使用具有高表面积和吸油性的颜料。颜料与粘结料的重量比可为约2:1至约6:1或约3:1至约4:1。在其他实施方案中，颜料与粘结料的重量比可以小于约0.5:1，诸如小于约0.4:1，例如约0.1:1至0.4:1，诸如1:5。已发现较高的颜料与粘结料重量比会对聚结和流动产生不利影响。
可用于本文所述实施方案中的颜料包括二氧化钛、碱性硅酸铅、铬酸锶、炭黑、氧化铁、粘土等。应谨慎使用具有高表面积和吸油性的颜料，因为这些颜料会对电沉积涂层的聚结和流动产生不期望的影响。
在某些实施方案中，颜料糊膏包括防腐蚀颜料或防腐蚀颜料的共混物。示例性防腐蚀颜料包括金属铬酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、硼酸盐、硼硅酸盐、磷硅酸盐、钼酸盐、氧化物和稀土化合物。也可任选地存在有机防腐蚀剂；它们包括苯并三唑类、吗啉类、唑类、烷基-芳基磺酸钙类、二胺类和二壬基萘磺酸金属盐类。
在各种实施方案中，基于组合物的总重量，颜料的用量为约20至约60、约25至约55、约30至约50、约35至约45、或约40至约45％重量。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
添加剂
电涂组合物还可包含或不含一种或多种添加剂诸如润湿剂、表面活性剂、消泡剂等。表面活性剂和另外的润湿剂的实例包括可从Air Products and Chemicals以“Surfynol 104”购得的炔型醇。当存在这些添加剂时，基于电涂组合物的总粘结料固体，这些添加剂可以约0.1至约20、约0.5至约15、约0.5至约10、约0.5至约5、约0.5至约1、约1至约20、约1至约15、约1至约10、约5至约20、约5至约15、约5至约10、约10至约20或约15至约20％重量的量存在。粘结料固体不仅包含树脂，还包含添加剂，而树脂固体不含添加剂。然而，由于制剂中的添加剂数量少，实际差异通常非常小。
电涂组合物还可包含增塑剂以促进流动或不含这样的增塑剂。合适的增塑剂的实例可以是高沸点水不混溶性材料，诸如壬基酚或双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加成物。基于电涂组合物的总粘结料固体，电涂组合物可以包含约0.1至约15、约0.5至约15、约0.5至约10、约0.5至约5、约0.5至约1、约1至约15、约1至约10、约5至约15、约5至约10或约10至约15％重量的量的增塑剂。粘结料固体不仅包含树脂，还包含添加剂，而树脂固体不含添加剂。然而，由于制剂中的添加剂数量少，实际差异通常非常小。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
在各种实施方案中，组合物不含消泡剂诸如有机硅消泡剂。事实上，在各种实施方案中，组合物不含消泡剂，其中术语“不含”可以描述小于5、4、3、2、1、0.05、0.01、0.005或0.001％重量的消泡剂，基于组合物的总重量。替代地，组合物可以完全不含消泡剂。替代地，可以使用消泡剂。如果使用了的话，则消泡剂可以约0.01至约1.2、约0.01至约0.6、约0.01至约0.3，或约0.01至约1.2％重量的任何值(包括其间的所有值)的量使用，基于所给予的糊膏的重量计算。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
羰基合成醇
组合物还包含羰基合成醇，所述羰基合成醇可以是本领域已知的任何羰基合成醇。通常，将羰基合成醇描述为通过将一氧化碳和氢气加至烯烃以通过加氢甲酰化获得醛并然后将该醛氢化以获得羰基合成醇而制备的醇。在各种实施方案中，羰基合成醇选自2-甲基-2-丁醇、正丁醇、2-乙基己醇、2-丙基庚醇、异壬醇、异癸醇及其组合。在一种实施方案中，羰基合成醇是2-丙基庚醇。可以预计的是，可以使用任何一种羰基合成醇诸如2-丙基庚醇以排除任何一种或多种其他羰基合成醇、通常的其他醇和/或任何二醇醚。
在各种实施方案中，基于组合物的总重量或浴材料的总重量，羰基合成醇的用量为0.01至约10、约0.01至约5、约0.01至约1、约0.01至约0.09、约0.02至约0.08、约0.03至约约0.07、约0.04至约0.06、约0.05至约0.06、约1至约10、约2至约9、约3至约8、约4至约7或约5至约6％重量。在各种实施方案中，该量为约0.01至约1、约0.02至约2、或约0.01至约5％重量。羰基合成醇可能同时存在于糊膏和树脂分散体二者中。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
在各种实施方案中，颜料糊膏与羰基合成醇组合，在下文对所述羰基合成醇进行更详细的描述。替代地，颜料可以独立于羰基合成醇。在各种实施方案中，如果将羰基合成醇与颜料糊膏组合，则基于颜料糊膏的总重量，羰基合成醇以约0.01至约20.0％重量或上述任何值或值范围的量存在。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
与上述己二醇糊膏不同，含有丙基庚醇的糊膏不具有更高粘度的趋势。因此，令人意外地发现丙基庚醇是一种合适的、优异的低成本替代品，尤其是对于具有改善的EHS足迹的己二醇而言。
此外，由于低水溶性以及Hansen溶解度参数(分散(高)、偶极和氢键(低))与内渗(endo-osmosis)步骤期间丙基庚醇在沉积的有机相中较长的停留时间的良好折衷，令人意外地发现丙基庚醇是合适的、优良的低成本替代品，尤其是对于己二醇而言。在这种情况下，剩余的丙基庚醇会对成膜能力产生很大影响。
在其他实施方案中，尤其是当与CED系统中可被细菌代谢成烷氧基酸(例如BAA和HAA)并且不能通过UF和阳极液膜除去的传统二醇醚(例如丁二醇和己二醇相比时，丙基庚醇在成膜能力上的高效率允许配制含有较低VOC的CED系统。例如，烷氧基酸的存在会导致电涂工艺中出现与映射(mapping)、弱均镀能力、污垢形成和超滤通量率相关的问题。例如，在细菌侵染的情况下，丙基庚醇可以简单地代谢成单羧酸并且可以通过超滤膜和/或阳极液膜除去。
在其他实施方案中，观察到高成膜剂例如己二醇具有非离子表面活性剂特性，这往往会导致CED系统中出现显著的泡沫形成和放气缺陷。现代的“倒置”输送系统像Rodip、E-shuttle或Varioshut通常需要具有改善的消泡特性的定制的CED系统。改善的消泡特性可以通过非发泡溶剂诸如Dowanol PM(甲氧基丙醇)、苯氧基丙醇的更高溶剂负载或消泡清洁剂(例如表面活性剂和/或硅氧烷衍生物)来实现。丙基庚醇的优异的消泡特性使丙基庚醇成为合适的、优异的低成本替代品，尤其是对于己二醇而言，而不会对成本、VOC、涂层间粘附性和其中存在硅氧烷的问题的催化操作焚烧炉产生负面影响。
水
组合物还包含水。水可以是任何类型，诸如去离子水、自来水等。水的总量可以描述为添加的水加上一种或多种组分中存在的任何水，或者可以仅描述为添加的水量。基于组合物和/或浴材料的总重量，水通常以约60至约90％、约65至约85、约70至约80或约70至约75％的量存在。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
挥发性有机化合物：
当与不包括羰基合成醇而是使用例如二醇醚的其他类似的涂料组合物相比时，涂料组合物具有降低的VOC。事实上，在各种实施方案中，组合物不含二醇醚，其中术语“不含”可以描述少于5、4、3、2、1、0.05、0.01、0.005或0.001％重量的二醇醚，基于组合物的总重量。替代地，组合物可以完全不含二醇醚。
当本公开描述减少的VOC时，这通常描述在浴材料中VOC值在约0.1和约4之间，例如为约0.01至约1、约1至约4或它们之间的任何值或值范围。所需的成膜调节通常通过电压、浴温、增塑剂和溶剂调节来完成。常见的水溶性溶剂像甲氧基丙醇、丁基溶纤剂、丁氧基丙醇等与VOC相关并且对成膜增加的影响相对较小。用羰基合成醇(诸如丙基庚醇)全部还是部分地进行置换对成膜具有显著更强烈的应答，并且因此可以显著减少所需添加的VOC相关溶剂。成膜应答可以通过电压-成膜应答研究(例如使用电压梯架(voltage ladder))来评估。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
其他实施方案：
在各种实施方案中，基于组合物的总重量，环氧树脂以约10至约35％重量的量存在；成膜粘结料是环氧-胺加成物，基于组合物的总重量，以约50至约95％重量的量存在；交联剂是封端的异氰酸酯，基于组合物的总重量，以约5至约50％重量的量存在。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
在其他实施方案中，交联剂是封端的异氰酸酯，并且基于组合物的总重量，以约5至约50％重量的量存在。
在其他实施方案中，基于组合物的总重量，环氧树脂以约10至约35％重量的量存在；成膜粘结料是环氧-胺加成物，基于组合物的总重量，以约50至约95％重量的量存在；交联剂是封端的异氰酸酯，基于组合物的总重量，以约5至约50％重量的量存在；颜料糊膏包含选自TiO2、炭黑、硅酸铝及其组合的颜料，基于组合物的总重量，以约20至约60％重量的量存在；基于组合物的总重量，水以约40至约60％重量的量存在；并且羰基合成醇为2-丙基庚醇；并且其中基于组合物的总重量，组合物还包含约0至约10％重量的一种或多种润湿/分散剂、有机酸和/或催化剂。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。
方法：
本公开还提供了一种在基材上设置电涂膜的方法，其中所述方法包括：形成包含任何前述权利要求的电涂组合物的电沉积浴；将基材浸入电沉积浴中；连接基材作为阴极；向基材施加约240V至约300V的电流以对基材进行电涂，由此将电涂膜沉积在基材上；从电沉积浴中取出电涂基材；并且对经电涂的基材进行烘烤，使得电涂膜具有以下厚度：当电压为约240V时，厚度大于约30微米；当电压为约280V时，厚度大于约38微米，和/或当电压为约300V时，厚度大于约45微米。这些步骤中的每一个都可以使用本领域技术人员选择的方法、温度、时间等来执行。在各种非限制性实施方案中，所有值和值范围，无论是整数还是分数，包括上述值和介于上述值之间的值，都在此明确考虑用于本文。在各种非限制性实施方案中，在上述方法中使用的一种或多种方法、温度、时间等可以如H.Kittel的ISBN号为3-7776-1120-4的出版物的第9卷第9.1.4章中所述，其通过引用明确以其整体并入各种非限制性实施方案中。
实施例
下文提供了关于电涂浴中的各种成分的形成以及电涂浴组合物的实施例。
更具体地，如下所述产生四种浴(1-4)，其中己二醇、苯氧基丙醇、Texanol和2-丙基庚醇分别用于各种组合物(1-4)。基于所供给的颜料糊膏计算，这些溶剂以大致7％重量使用。组合物的其余部分彼此相同。
表1
Figure BDA0003663221770000121
表1(续)
Figure BDA0003663221770000131
在这些浴中，组合物中使用以下组分：
基于CED浴材料，成膜树脂的用量为约5.0至约9.0％重量。
基于CED浴材料，交联剂的用量为约1.5至约5.0％重量。
基于CED浴材料计算，颜料糊膏的用量为约5.0至约12.0％重量。
基于CED浴材料计算，添加剂(消泡剂、流动剂等)的总用量为约0.01至约5.0％重量。
这些评估的结果示于图1中。
还评估了与上述相同的浴液和组合物以确定泡沫水平。更具体地讲，消泡试验如下进行：
·用组合物填充250ml量筒(DIN 250：2)至100ml；
·用塞子密封量筒；
·将量筒以180°倒置10次；
·将量筒放在水平表面上并确定上泡沫水平面作为起点；
·取下塞子并开始计时(秒表)；
·确定泡沫水平面随时间的变化，例如在60秒、180秒和300秒时。
用于消泡测试的浴设置如下：
·使用上述标准制剂制备浴材料(在180℃下30分钟后进行确定)
1.p/b为0.18-0.23；
2.固体含量为8-22％。
结果示于图2，其中图2中的参比浴设置为p/b为0.21和且固体含量为19％(在180℃下30分钟后确定)；去离子水47％；乳液45％；颜料糊膏8％。
由上述评估产生并在图中列出的数据表明，与在CED浴中使用的标准溶剂像二醇醚相比，在CED浴材料中使用2-丙基庚醇有助于更好的消泡行为。此外，显而易见的是，与其他常用溶剂相比，使用等量的2-丙基庚醇表现出好得多的成膜性能。这证明该技术产生的结果优于并且出乎意料地优于比较性实施例。
尽管在前面的详细描述中已经展示了至少一个示例性实施方案，但是应当理解，存在大量变型。还应理解，该一个或多个示例性实施方案仅是示例，并不旨在以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现示例性实施方案的简便路线图。应当理解，可以在不脱离所附权利要求中阐述的范围的情况下对示例性实施方案中描述的元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (15)

1.一种阴极电涂组合物，其具有减少的挥发性有机化合物并且包含：
环氧树脂，所述环氧树脂包含：
成膜粘结料；和
交联剂；
颜料糊膏；
水；和
基于组合物的总重量约0.01至约10％重量的羰基合成醇，
其中所述树脂组合物不含二醇醚。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述羰基合成醇是2-丙基庚醇。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中基于组合物的总重量，2-丙基庚醇以约0.01至约5％重量的量存在。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中基于组合物的总重量，所述羰基合成醇以约0.01至约5％重量的量存在。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述环氧树脂是包含成膜粘结料和交联剂的乳液。
6.前述权利要求中任一项的组合物，其不含消泡剂。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述消泡剂是有机硅消泡剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中将所述羰基合成醇与所述颜料糊膏组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中将所述羰基合成醇与所述颜料糊膏组合，并且基于颜料糊膏的总重量，所述羰基合成醇以约0.01至约10％重量的量存在。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述羰基合成醇独立于所述颜料糊膏，并且基于组合物的总重量，所述羰基合成醇以约0.01至约5％重量的量存在。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中
基于组合物的总重量，所述环氧树脂以约10至约35％重量的量存在；
所述成膜粘结料是环氧-胺加成物，并且基于组合物的总重量，以约50至约95％重量的量存在；和
所述交联剂是封端的异氰酸酯，并且基于组合物的总重量，以约5至约50％重量的量存在。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中所述交联剂是封端的异氰酸酯，并且基于组合物的总重量，以约5至约50％重量的量存在。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中
基于组合物的总重量，所述环氧树脂以约10至约35％重量的量存在；
所述成膜粘结料是环氧-胺加成物，并且基于组合物的总重量，以约50至约95％重量的量存在；
所述交联剂是封端的异氰酸酯，并且基于组合物的总重量，以约5至约50％重量的量存在；
所述颜料糊膏包含选自TiO2、炭黑、硅酸铝及其组合的颜料，并且基于组合物的总重量，以约20至约60％重量的量存在；
基于组合物的总重量，水以约40至约60％重量的量存在；和
所述羰基合成醇为2-丙基庚醇；和
其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约0至约10％重量的一种或多种润湿/分散剂、有机酸和/或催化剂。
14.一种在基材上沉积电涂膜的方法，其中所述方法包括：
形成包含任何前述权利要求的电涂组合物的电沉积浴；
将基材浸入电沉积浴中；
连接基材作为阴极；
向基材施加约240V至约300V的电流以对基材进行电涂，由此将电涂膜沉积在基材上；
从电沉积浴中取出电涂基材；并且
对经电涂的基材进行烘烤，使得电涂膜具有以下厚度：
当电压为约240V时，厚度大于约30微米；
当电压为约280V时，厚度大于约38微米，和/或
当电压为约300V时，厚度大于约45微米。
15.一种基材，其包括设置在其上的电涂膜，其中所述电涂膜由权利要求1至13中任一项所述的电涂组合物形成并且其中所述电涂膜具有大于约30微米的厚度。
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