[发明专利]电泳颜料及其生产方法和应用

说明书

本发明涉及含有金属效果颜料(effect pigment)的阳极电泳漆。本发明还涉及生产阳极电泳漆的方法和薄片状(platelet-like)金属效果颜料在电泳漆或电泳涂漆中的应用。本发明还涉及电泳漆的应用以及涂布的制件。

电泳涂漆(EPP)是将某些水溶性漆(所谓的电泳漆)施涂到工件之类的导电基材上的方法。在浸入到漆槽中的工件和反电极之间施加直流电场。阳极沉积和阴极沉积之间的区别如下：阳极沉积也称为阳极电泳涂漆(AEP)，其中将工件绕上导线作为阳极或正极，而阴极沉积也称为阴极电泳涂漆(CEP)，其中将工件绕上导线作为阴极或负极。

漆粘合剂含有特定极性的官能团，这些官能团由于中和作用以盐形式存在，并且因此以胶体形式溶解在水中。在电极附近(在扩散边界层之内)，水解产生氢氧根离子(在CEP中)和H⁺离子(在AEP中)。这些离子与粘合剂盐反应，官能化的粘合剂失去其盐形式(“盐析”)，结果变得不溶于水，凝结在工件表面上。随着过程的进行，凝结的粘合剂颗粒由于电渗作用失水，粘合剂颗粒更加紧密。最后，将工件从电泳槽中取出，通过多级清洗方法除去未凝结的漆颗粒，在150℃-190℃的温度下烘烤(Brock，Groteklaes，Mischke，“Lehrbuch derLacktechnologie”第2版，Vincentz Verlag1998，第288页等)。

电泳涂漆与常规涂漆方法如用湿漆或粉末漆涂漆的方法相比，在经济和生态方面有一些优点。

这里应提及的主要优点是可以精确调节层厚度。与粉末涂漆不同，即使工件中那些难以到达的点在电泳涂漆过程中也得到均匀的涂布。这是由于以下事实：首先，粘合剂沉积在具有高场强度的点上，例如角落和边缘。但是，正在形成的膜具有高电阻。因此，磁通线迁移到工件的其它区域，在涂布过程结束时完全集中在工件最不容易到达的区域，例如，位于工件内部的区域或点(内涂布)。因此，只要工件是导电的，就可以通过电泳涂漆(EPP)对具有任意形状的工件进行涂布。此外，EPP还有利地与以下性质有关：例如，最小的溶剂排放，最佳的材料产率和不燃性。得到无裂缝和凹陷的涂层。电泳涂漆是自动进行的，因此是非常经济的涂漆方法，尤其是因为可以使用仅几毫安/厘米²的低电流密度进行电泳涂布。

由于电泳涂漆是简单又极为经济的施涂方法，所以电泳涂漆目前用于许多系统。提及的最常用的是例如用于大规模生产中涂布汽车的底漆，和单层面漆。例如，电泳涂漆用于散热器，控制箱，办公家具，建筑物，五金器具和家用电器，仓库工程和搁板结构，空调和照明技术，用于生产设备和机器。

阳极电泳涂漆(AEP)用于特定用品和材料。阳极电泳涂漆主要适用于非铁金属的面漆涂层，提供高透明的保护层，以及用于沉积有色漆。烘烤得到非常均匀、平滑和耐腐蚀的表面。这些表面的层厚度几乎没有变化(边缘增厚(edgebuild-up))。因此，具有复杂几何形状的制件也可以使用这种方法进行完全涂布。同样，通过阳极电泳涂漆施涂的漆在耐温和耐老化方面获得非常好的分数。由于基本不存在有机溶剂，环境能接受又增加了阳极电泳涂漆的优点，使得它是最有效和最有吸引力的涂布方法。

至今为止使用的电泳漆是水基漆，通常含有环氧树脂，还很少含有聚丙烯酸酯作为粘合剂。电泳漆可含有常规有色颜料，通常包括有机和无机有色颜料。但是，商业上使用的颜色范围是非常有限的。至今为止，在商业上还没有效果颜料用于电泳漆。

DE 199 60 693 A1揭示了一种阳极电泳涂漆的方法，以电泳漆中粘合固体为基准计，该方法含有1-15重量％的一种或多种磷酸环氧酯和/或膦酸环氧酯。DE 199 60693 A1描述还可以向电泳漆中添加金属颜料之类的颜料。但是，已经发现，在DE 199 60 693 A1揭示的阳极电泳涂漆方法中仅仅添加金属颜料不足以在工件上沉积金属颜料。

EP 0 477 433 A1揭示了涂有合成树脂的金属颜料，一个非常薄的硅氧烷层作为增粘剂施涂在金属颜料表面和合成树脂层之间。但是，这些颜料不能就这样用于电泳涂漆。而且，该文献没有提及电泳涂漆。

本发明的目的是提供能够通过阳极电泳涂漆方法在漆中沉积在工件上的金属颜料。

所述金属颜料必须对水基电泳漆料具有耐腐蚀性，并且必须在电泳槽时间超过60天后可重复沉积。所产生的电泳漆涂层具有金属效果，优选其光学性质相当于粉末漆涂层的光学性质。

本发明的另一个目的是提供生产这种金属效果颜料的方法。