Способ получения циклического гуанидина из дициандиамида и содержащие его композиции покрытия

Способ получения циклического гуанидина из дициандиамида и содержащие его композиции покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к способу получения циклического гуанидина и его использованию в композициях покрытия.

Уровень техники

Бициклические гуанидины, такие как 1,5,7-триазабицикло[5.5.0]-дец-5-ен (ТБД), имеют химические активности, которые делают их ценными катализаторами многих химических реакций. Опубликованные способы синтеза бициклических гуанидинов, однако, часто сложны, включают использование многоступенчатого процесса синтеза, и/или требуют использования чрезвычайно опасных или предельно дорогих материалов. Способ получения циклического гуанидина, который снижает и/или устраняет потоки опасных отходов, так же как потребность в использовании опасного и/или дорогостоящего сырья, следовательно, является желательным.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на способ получения циклического гуанидина, включающий реакцию (i) цианамида; (ii) полиамина; и (iii) слабой кислоты. Настоящее изобретение также направлено на композицию покрытия, включающую циклический гуанидин.

Настоящее изобретение также направлено на способ получения смолы, включающий: (a) циклический гуанидин как продукт реакции: (i) цианамида, (ii) полиамина и (iii) слабой кислоты; (b) амин; и (c) эпоксидное соединение.

Способ получения циклического гуанидина, содержащего 6-членное кольцо, способ, включающий реакцию (i) цианамида; (ii) полиамина; и, необязательно, (iii) слабую кислоту. Настоящее изобретение также направлено на композицию покрытия, содержащую циклический гуанидин.

Подробное описание изобретения

Как используется здесь, если иначе явно не определено, все числа, такие как те, которые выражают значения, интервалы, количество или проценты, могут читаться так, как будто снабжены словом "приблизительно", даже если термин явно не появляется.

Обращаясь к любому цифровому интервалу значений, такие интервалы, как понимают, включают каждое число и/или фракцию между установленным минимумом и максимумом интервала. Например, интервал "от 1 до 10" подразумевает включение всех подинтервалов между (и включая) цитированным минимальным значением 1 и цитированным максимальным значением 10, т.е. имеет минимальное значение, равное или больше чем 1, и максимальное значение, равное или меньше чем 10. Как используется здесь, термин "число" означает один или целое число больше чем один.

Как используется здесь, многие фразы или термины охватывают свои сингулярные эквиваленты, и наоборот, если определенно не сформулировано иначе. Посредством иллюстрации и без ограничения, хотя ссылка сделана здесь на "a" cyanamide (цианамид), "an" amine (амин), "a" polyamine (полиамин), "an" ероху compound (эпоксидное соединение), множество из этих материалов могут быть использованы в настоящем изобретении. Как используется здесь, "много" означает два или больше.

Как используется здесь, "включает" и подобные термины означают "включает без ограничения".

Как используется здесь, использование "или" означает "и/или", если определенно не сформулировано иначе, даже притом, что "и/или" может явно использоваться в определенных примерах.

Как используется здесь, "молекулярный вес" означает средний молекулярный вес (Mw), как определено гельпроникающей хроматографией.

Как используется здесь, термин "отверждение" относится к способу, в котором сшиваемые компоненты покрытия, по меньшей мере, частично сшиваются. В определенных вариантах осуществления плотность сшивки сшиваемых компонентов (т.е. степень сшивки) колеблется от 5 до 100%, такая как от 35 до 85% или в некоторых случаях 50-85% полной сшивки. Специалист в технологии понимает, что наличие и степень сшивки, т.е. плотность сшивки, могут быть определены многими способами, такими как динамический механический термический анализ (ДМТА), использующий анализатор МКIII ДМТА Полимерных Лабораторий, проводимый под азотом.

Ссылка на какой-либо мономер (мономеры) здесь относится обычно к мономеру, который может сополимеризоваться с другим полимеризующимся компонентом, таким как другой мономер или полимер. Если иначе не обозначено, нужно понимать, что, как только мономерные компоненты реагируют друг с другом с получением компаунда, компаунд будет включать остатки таких мономерных компонентов.

Как используется здесь, "слабая кислота" означает соединение с 5,0<pKa<13,5, как измерено в воде. Например, pKa слабой кислоты может колебаться от 5,5<pKa<10,0.

Как используется здесь, "циклический гуанидин" включает структуры от (I) до (V), а также соли таких соединений:

в которой каждый из R1, R2, R3, R4, R5 (т.е. заместители в структуре (I)) могут включать водород, (цикло)алкил, арил, ароматическую, металлорганическую, полимерную структуру, или вместе могут образовывать циклоалкил, арил или ароматическую структуру, и в которой R1, R2, R3, R4 и R5 могут быть теми же самыми или различными. Как используется здесь, "(цикло)алкил" относится как к алкилу, так и циклоалкилу. Следует понимать, что в настоящем изобретении, по меньшей мере, две соседних группы R связаны с получением циклического фрагмента, такого как кольца в структурах (II)-(V) ниже.

В некоторых вариантах осуществления двойная связь между атомом углерода и атомом азота, которая показана в структуре (I), может быть расположена между атомом углерода и другим атомом азота структуры (I). Соответственно, различные заместители структуры (I) могут быть присоединены к различным азотам в зависимости от того, где двойная связь расположена в пределах структуры.

В определенных вариантах осуществления циклический гуанидин включает гуанидин структуры (I), в котором две или больше группы R структуры (I) вместе образуют одно или больше колец. Другими словами, в некоторых вариантах осуществления циклический гуанидин включает ≥1 кольцо. Например, циклическим гуанидином может быть либо моноциклический гуанидин (1 кольцо), как показано в структурах (II) и/или (III) ниже, или циклическим гуанидином может быть полициклический гуанидин (c≥2 кольцами) как показано в структурах (IV) и (V) ниже.

Каждый заместитель структур (II) и/или (III), R1-R7, может включать водород, (цикло)алкил, арил, ароматическую, металлорганическую, полимерную структуру, или вместе могут образовывать циклоалкил, арил или ароматическую структуру, и в котором R1-R7 может быть тем же самым или различным. Точно также каждый заместитель структур (IV) и (V), R1-R9, может быть водород, алкил, арил, ароматическая, металлоорганическая, полимерная структура, или вместе могут образовывать циклоалкил, арил или ароматическую структуру, и в которой R1-R9 может быть тем же самым или различным. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления структур (II) и/или (III) определенные комбинации R1-R7 могут быть частью той же самой кольцевой структуры. Например, R1 и R7 структуры (II) могут являться частью единственной кольцевой структуры. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления следует понимать, что любая комбинация заместителей (R1-R7 структур (II) и/или (III), а также R1-R9 структур (IV) и/или (V)) может быть выбрана, при условии, что заместители, по существу, не мешают каталитической активности циклического гуанидина.

В определенных вариантах осуществления каждое кольцо циклического гуанидина включает >5 членов. Например, циклическим гуанидином может быть 5-членное кольцо, 6-членное кольцо или 7-членное кольцо. Как используется здесь, термин "член" относится к атому, расположенному в кольцевой структуре. Соответственно, 5-членное кольцо будет иметь 5 атомов в кольцевой структуре ("n" и/или "m"=1 в структурах (II)-(V)), 6-членное кольцо будет иметь 6 атомов в кольцевой структуре ("n" и/или "m"=2 в структурах (II) (V)) и 7-членное кольцо будет иметь 7 атомов в кольцевой структуре ("n" и/или "m"=3 в структурах (II)-(V)). Если циклический гуанидин включает ≥2 кольца (например, структуры (IV) и (V)), число членов в каждом кольце циклического гуанидина может быть либо одинаковым, либо различным. Например, одно кольцо может быть 5-членным кольцом, в то время как другое кольцо может быть 6-членным кольцом. Если циклический гуанидин состоит из ≥3 колец, то в дополнение к комбинациям, цитированным в предыдущем предложении, число членов в первом кольце циклического гуанидина может отличаться от числа членов в любом другом кольце циклического гуанидина.

В определенных вариантах осуществления атомы азота структур (II)-(V) могут далее иметь дополнительные атомы, присоединенные к ним. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления циклический гуанидин может быть либо замещенным, либо незамещенным. Например, как используется здесь в связи с циклическим гуанидином, "замещенный", в определенных вариантах осуществления относится к циклическому гуанидину, в котором R5, R6 и/или R7 структур (II) и/или (III), и/или R9 структур (IV) и/или (V) не являются водородом. Как используется здесь в связи с циклическим гуанидином, "незамещенный", в определенных вариантах осуществления относится к циклическому гуанидину, в котором R1-R7 структур (II) и/или (III) и/или R1-R9 структур (IV) и/или (V) являются водородом. В некоторых вариантах осуществления замещенным циклическим гуанидином является 1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дец-5-ен.

Способ получения циклического гуанидина

Настоящее изобретение направлено на способ получения циклического гуанидина. Может быть несколько преимуществ, которые могут быть реализованы, используя способ, описанный здесь, при сравнении с другими способами, известными в технике. Например, способ по настоящему изобретению может устранить и/или снизить количество отходов, произведенных раскрытым процессом, тем самым устраняя и/или снижая потребность управлять потенциальными потоками отходов.

В определенных вариантах осуществления способ по настоящему изобретению включает: реакцию (i) цианамида, (ii) полиамина и (iii) слабой кислоты. Все три эти компонента помещают в соответствующий реактор и реакцию проводят при температуре от 75°C до 200°C, такой как от 100°C до 120°C, или от 120°C до 140°C, или от 140°C до 160°C, или от 150°C до 180°C, в течение периода времени от 60 до 180 минут, такого как от 90 минут до 150 минут или от 110 минут до 130 минут. В то время как аммиак является типичным побочным продуктом раскрытого процесса, в определенных вариантах осуществления аммиак может быть собран и рециркулирован для использования в получении дополнительного полиамина, тем самым удаляя потенциальный поток отходов. Альтернативно, если аммиак не должен быть рециркулирован, он может быть отмыт и исключен из процесса, используя методики, которые известны в технологии. Кроме того, в отличие от других процессов, которые могут использовать карбонат в качестве реакционноспособного ингредиента (исходный материал), настоящее изобретение обычно не производит воду, карбамат аммония и/или карбонат в качестве побочных продуктов. Следовательно, настоящее изобретение может устранять и/или снижать количество потоков отходов, связанных со способом, раскрытым здесь.

Как используется здесь, "цианамид" не только означает мономерный цианамид, но термин также включает производные. Примером производного мономерного цианамида является дициандиамид. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления цианамидом, используемым в различных способах, раскрытых здесь, является дициандиамид.

Соответствующие полиамины, которые могут использоваться в настоящем изобретении, включают, без ограничения, любой полиамин, включающий фрагмент 1,5,9-триазанонана. В определенных вариантах осуществления полиамин включает дипропилентриамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, трипропилентетрамин или их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления способ по настоящему изобретению использует слабую кислоту. Соответствующие слабые кислоты, которые могут использоваться, включают, без ограничения, фенол, тиол, сульфид, бикарбонат, карбонат, продукты реакции полимеризации любого из предшествующих веществ или их комбинации. В определенных вариантах осуществления эти материалы могут быть полифункциональными. Соответствующие фенолы включают, без ограничения, бисфенол A, бутилфенол, нонилфенол, резорцин, продукты реакции полимеризации любого из предшествующих веществ или их комбинации.

В одном варианте осуществления процесс реакции может быть изображен Уравнением (I) ниже:

в которой n и m=3.

В другом варианте осуществления процесс реакции может быть изображен Уравнением (II) ниже:

в которой H-X включает слабую кислоту; R включает H или углеродсодержащий заместитель; и n=1 или 2.

В других вариантах осуществления способ получения циклического гуанидина включает: реакцию (i) цианамида, (ii) полиамина и, необязательно, (iii) слабой кислоты. В этих вариантах осуществления циклический гуанидин, который синтезируют, будет включать 6-членную кольцевую структуру. Примеры циклического гуанидина, включающего 6-членное кольцо, изображены в структурах (II)-(V) выше, где "n" и/или "m" имеют значение 2.

Способ получения полимерной смолы

Настоящее изобретение далее направлено на способ получения полимерной смолы. Как будет обсуждено более подробно ниже, полимерная смола может использоваться, например, в электроосаждаемой (электроосаждение) композиции покрытия, такой как описана в патенте США №2009/0042060, который включен здесь ссылкой.

Способ по настоящему изобретению включает реакцию различных ингредиентов, чтобы получить полимерную смолу. В некоторых вариантах осуществления одним из ингредиентов, используемых в способе по настоящему изобретению, является (a) циклический гуанидин как продукт реакции (i) цианамида, (ii) полиамина и (iii) слабой кислоты. В других вариантах осуществления одним из ингредиентов, используемых в способе, является 6-членный циклический продукт реакции (i) цианамида, (ii) полиамина и, необязательно, (iii) слабой кислоты, которая описана выше. Другие ингредиенты, которые могут реагировать с компонентом (a) включают, без ограничения, (b) амин и (с) эпоксидное соединение. После того, как эти ингредиенты добавляют в соответствующий реактор, реакцию проводят при температуре от 75°C до 200°C, такой как от 100°C до 120°C, или от 120°C до 140°C, или от 140°C до 160°C, или от 150°C до 180°C, в течение периода времени от 60 до 180 минут, такого как от 90 минут до 150 минут или от 110 минут до 130 минут. В определенных вариантах осуществления компоненты (a), (b) и (c) добавляют в единственный реактор. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления способ, раскрытый здесь, может быть описан как двухстадийный, однореакторный (реакционный сосуд) способ реакции. Например, компонент (c) можно получить полимеризацией различных мономеров, таких как диглицидиловый эфир бисфенола A и бисфенол A. После получения компонента (c) компоненты (a) и (b) добавляют в реактор и реакцию продолжают до тех пор, пока не образуется желательный продукт реакции. Хотя компоненты (a) и (b) могут быть добавлены одновременно, в определенных вариантах осуществления эти компоненты могут быть добавлены в последовательном порядке.

Способ получения компонента (a), а также различных соединений, которые могут использоваться в качестве компонентов (i), (ii) и (iii), описан подробно в предыдущем разделе, озаглавленном "Способ получения циклического гуанидина".

Соответствующие амины, которые могут использоваться как компонент (b), не только включают различные полиамины, описанные как компонент (ii) в предыдущих параграфах, но также монофункциональные амины. Соответствующие монофункциональные амины включают, без ограничения, N-метилэтаноламин, диэтаноламин или их комбинации. Другие амины, которые могут использоваться, включают, без ограничения, 3-диметиламинопропиламин, продукт реакции диэтилентриамина, бискетамина и метилизобутилкетона, а также могут использоваться другие амины, способные к завершению или распространению эпоксидной смолы.

Подходящие эпоксидные соединения, которые могут использоваться как компонент (с), включают, без ограничения, глицидиловый эфир неодекановой кислоты, 2-этилгексилглицидиловый эфир, фенилглицидиловый эфир, этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид, эпоксидированные а-олефины, оксид стирола и глицидиловые эфиры низших моноспиртов, такие как бутилглицидиловый эфир и фенилглицидиловый эфир. Глицидиловые эфиры неокислот, такие как глицидилнеодеканоат или глицидилпивалат, могут использоваться, при условии, что они могут быть защищены от сильного кислотообразующего гидролиза при добавлении к циклическому гуанидину. В определенных вариантах осуществления эпоксидным соединением является сам полимер.

Примерами таких полимеров являются эпоксидные смолы, которые обычно используются в композициях катионных электроосаждаемых покрытий и которые известны в технике.

В некоторых вариантах осуществления используется достаточное количество полимерного эпоксидного соединения так, чтобы основная часть компонента слабой кислоты (например, фенол), циклического гуанидина и любых дополнительных аминов реагировали целиком. Один вариант осуществления этого процесса реакции изображен в Уравнении (III). В этом варианте осуществления циклический гуанидин образуется по способу, описанному в секции выше, озаглавленной "Способ получения циклического гуанидина".

где Ероху Resin - Эпоксидная смола,

в которой R включает H, C, N, халькоген, галоген, или их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления способ может далее включить реагирующие компоненты (а), (b), (c) и (d) полиамин (полифункциональный амин). В определенных вариантах осуществления все эти компоненты добавляют в единственный реактор. Например, компонент (c) может полимеризоваться из различных мономеров, известных в технике, таких как диглицидиловый эфир бисфенола A и бисфенол A. После того, как компонент (с) образуется, компоненты (а), (b) и (d) добавляют в реактор и реакцию продолжают до тех пор, пока не образуется желательный продукт реакции. Хотя компоненты (a), (b) и (d) могут быть добавлены одновременно, в определенных вариантах осуществления эти компоненты добавляют в последовательном порядке. Полиамин, используемый как компонент (d), может быть тем же самым или отличным от полиаминов, описанных как компонент (ii) и/или компонент (b) в предыдущих параграфах. Например, в определенных вариантах осуществления монофункциональный амин может использоваться как компонент (b), в то время как полиамин используется как компонент (d).

В других вариантах осуществления полимерная смола, полученная способом, раскрытым здесь, включает функциональность гидроксильной группы. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления полимерная смола может быть модифицирована, или ее цепь увеличивают изоцианатом. Соответствующие изоцианаты, которые могут использоваться, включают, без ограничения, соединения моно- или полиизоцианаты, которые могли использоваться, чтобы функционализировать, или увеличить цепь соединений со спиртовыми функциональными группами без потери каталитической активности циклического гуанидина. Например, в качестве изоцианата могут использоваться метилизоцианат, бутилизоцианат, α,α-диметил-мета-изопропенилбензилизоцианат (м-ТМИ), гексаметилендиизоцианат (ГДИ), изофорондиизоцианат (ИФДИ), 4,4′-диизоцианатодициклогексилметан, толуолдиизоцианат (ТДИ), метилендифенилизоцианат (МДИ), полимерные версии любого из предшествующих веществ с функциональными группами NCO или их комбинации.

Композиция покрытия

Настоящее изобретение также направлено на композицию покрытия, включающую циклический гуанидин и/или полимерную смолу, описанную в предыдущих параграфах. В некоторых вариантах осуществления композицией покрытия является электроосаждаемая композиция покрытия. Способ по настоящему изобретению предусматривает несколько преимуществ перед обычными способами получения электроосаждаемой композиции покрытия. Например, настоящее изобретение предусматривает образование полимерной смолы в единственной стадии в противоположность другим способам, которые требуют двухстадийный процесс. Это достигается вследствие того, что нежелательные побочные продукты, такие как соли ТБД сильных кислот, не образуются по способу, раскрытому здесь и, следовательно, нет необходимости в дальнейшей обработке продукта реакции, чтобы получить свободное основание. Напротив, обычные способы получения смолы, раскрытые здесь, требуют нескольких стадий, таких как стадии выделения и фильтрования, вследствие потребности обратиться к различным побочным продуктам, которые возникают по этим способам, таким как соли металлов.

Обычно электроосаждаемую композицию покрытия получают диспергированием первого и второго компонента в водном растворе, тем самым образуя электроосаждаемую композицию покрытия. Соответствующим водным раствором, в котором компоненты могут быть диспергированы, является вода, такая как деионизированная вода.

Обычно первым компонентом, который может быть описан как главный носитель ("чистая смола"), является пленкообразующий полимер или смола, такая как активная водородсодержащая смола, содержащая ионные солевые группы, и отвердитель (сшивающий агент), который способен реагировать с пленкообразующим полимером. Первый компонент может также включать любые дополнительные диспергируемые в воде нецветные компоненты (например, катализаторы, пространственно-затрудненные аминные светостабилизаторы). Пленкообразующий полимер может быть полимерной смолой, раскрытой здесь, или это может быть комбинация полимерной смолы и другого пленкообразующего полимера. В дополнение к полимерной смоле по настоящему изобретению может использоваться большое разнообразие пленкообразующих полимеров пока полимеры являются "диспергируемыми в воде". Как используется здесь, "диспергируемые в воде" означает, что материал адаптирован, чтобы быть солюбилизированным, диспергированным и/или эмульгированным в воде. Примерами пленкообразующих полимеров, пригодных для использования в настоящем изобретении, без ограничения, являются полимеры, полученные из полиэпоксида, акриловых полимеров, полиуретана, полиэфира, или их комбинаций. В определенных вариантах осуществления пленкообразующий полимер может включать функциональные группы. Как используется здесь, "функциональные группы" или "реакционноспособные функциональные группы" означают гидроксил, карбоксил, карбамат, эпокси, изоцианат, ацетоацетат, соль амина, меркаптан или их комбинации. Пленкообразующие полимеры, используемые в настоящем изобретении, имеют также ионную природу. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления пленкообразующий полимер является катионным. Другими словами, пленкообразующий полимер включает катионные солевые группы, обычно получаемые нейтрализацией функциональной группы на пленкообразующем полимере кислотой, которая дает возможность пленкообразующему полимеру электроосаждаться на катоде. Например, в некоторых вариантах осуществления пленкообразующий катионный полимер может быть получен реакцией полимера, содержащего полиэпоксид, с образователем катионной солевой группы. Как используется здесь, "образователь катионной солевой группы" означает материал, который является реакционноспособным по отношению к эпоксидным группам и который может быть подкислен прежде, во время или после реакции с эпоксидными группами с получением катионных солевых групп. Соответствующие материалы, которые могут использоваться в качестве образователя катионной солевой группы, включают, без ограничения, амины, такие как первичные или вторичные амины, которые могут быть подкислены после реакции с эпоксидными группами с получением аминных солевых групп, или третичные амины, которые могут быть подкислены до реакции с эпоксидными группами и которые после реакции с эпоксидными группами образуют четвертичные аммониевые солевые группы. Примерами других образователей катионной солевой группы является ТБД и сульфиды (например, тиоэфиры), которые могут быть смешаны с кислотой до реакции с эпоксидными группами и образуют солевые третичные сульфониевые группы после последующей реакции с эпоксидными группами.

Как указано выше, первый компонент также включает отвердитель, который является реакционноспособным по отношению к пленкообразующей смоле, описанной в предыдущем параграфе. Например, пленкообразующее средство может включать фрагменты, которые являются реакционноспособными по отношению к функциональным группам пленкообразующего полимера. Соответствующие сшивающие агенты, которые могут использоваться, включают, без ограничения, аминопласты, полиизоцианаты (включая блокированные изоцианаты), полиэпоксиды, бета-гидроксиалкиламиды, поликислоты, ангидриды, металлорганические кислотно-функциональные материалы, полиамины, полиамиды, циклические карбонаты, силоксаны или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления отвердитель может включать от 30 до 40 вес.% в расчете на общий вес твердых частиц смолы электроосаждаемой композиции покрытия.

Первый компонент может далее включать катализатор отверждения, который может использоваться, чтобы катализировать реакцию между сшивающим агентом и пленкообразующим полимером. В определенных вариантах осуществления циклический гуанидин, раскрытый здесь, может действовать как катализатор отверждения. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления полимерная смола, которая содержит циклический гуанидин, может самокатализироваться посредством поддерживания каталитической активности фрагмента циклического гуанидина. Одним преимуществом, которое могло бы быть получено из использования полимерной смолы в композиции покрытия, такой как электроосаждаемая композиция покрытия, состоит в том, что дополнительные катализаторы отверждения могут быть не нужны, чтобы катализировать реакцию отверждения, так как сама полимерная смола может катализировать реакцию. Альтернативно, если другие катализаторы отверждения используются в комбинации с полимерной смолой, можно снизить количество этих других катализаторов в композиции, так как полимерная смола уже включает каталитический фрагмент.

Примеры других катализаторов отверждения, которые могут использоваться в настоящем изобретении, включают, без ограничения, оловоорганические соединения (например, оксид дибутилололова, оксид диоктилололова) и их соли (например, диацетат дибутилолова); другие оксиды металлов (например, оксиды церия, циркония и/или висмута) и их соли (например, сульфамат висмута и/или лактат висмута) или их комбинации.

Обычно второй компонент, который может быть описан как размолотый носитель ("паста пигмента"), включает пигмент (например, диоксид титана, сажа), диспергируемую в воде размолотую смолу, которая включает полимер, который может быть тем же самым или отличным от пленкообразующего полимера, описанного выше, и, необязательно, добавки, такие как катализаторы (например, другие катализаторы, описанные в предыдущем параграфе), антиоксиданты, биоциды, пеногасители, поверхностно-активные вещества, смачивающие вещества, диспергирующие вспомогательные вещества, глины, блокированные аминные светостабилизаторы, поглотители УФ света и стабилизаторы, стабилизирующие средства или их комбинации. Все эти материалы известны специалистам в технологии.

В то время как предыдущие параграфы описывали циклический гуанидин, раскрытый здесь как находящийся в первом компоненте, циклический гуанидин может также быть включен во второй компонент и/или пост, добавляемый к электроосаждаемой композиции покрытия после того, как она была получена. Соответственно, в зависимости от предпочтения пользователя, циклический гуанидин может быть включен в любой компонент, используемый, чтобы изготовить электроосаждаемую композицию покрытия.

Система покрытия

Композиция покрытия, включающая циклический гуанидин и/или полимерную смолу по настоящему изобретению, может быть нанесена одна или как часть системы покрытия, которая может быть нанесена на ряд различных субстратов. Система покрытия обычно включает ряд слоев покрытия. Слой покрытия обычно образуется, когда композицию покрытия, которую наносят на субстрат, в основном отверждают способами, известными в технологии (например, тепловым нагреванием).

Соответствующие субстраты, которые могут быть покрыты электроосаждаемой композицией покрытия по настоящему изобретению, включают, без ограничения, металлические субстраты, субстраты металлического сплава, и/или субстраты, которые были металлизированы, такие как пластмасса, покрытая никелем. В некоторых вариантах осуществления металлом или сплавом металла может быть алюминий и/или сталь. Например, стальным субстратом может быть холоднокатаная сталь, электрооцинкованная сталь и оцинкованная сталь, полученная опусканием в горячую ванну. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления субстрат может включить часть транспортного средства, такую как кузов (например, без ограничения, дверца, панель кузова, крышка багажника, панель крыши, капот и/или крыша), и/или рама. Как используется здесь, "транспортное средство" или его варианты включают, но не ограничиваются ими, гражданские, коммерческие и военные наземные транспортные средства, такие как автомобили, мотоциклы и грузовики. Также следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления субстрат может быть предварительно обработан раствором предварительной обработки, таким как раствор фосфата цинка, как описано в патентах США №№4 793 867 и 5 588 989. Альтернативно, в других вариантах осуществления субстрат не обрабатывают предварительно раствором предварительной обработки до покрытия субстрата композицией покрытия, описанной здесь.

В определенных вариантах осуществления композицией покрытия является электроосаждаемая композиция покрытия, содержащая циклический гуанидин и/или полимерную смолу, описанную выше. Электроосаждаемая композиция покрытия может быть нанесена на голый (т.е. не обработанный предварительно) субстрат, или она может быть нанесена на субстрат, который предварительно обработан. После того, как электроосаждаемую композицию покрытия отверждают, грунтовочно-шпатлевочную композицию покрытия наносят на, по меньшей мере, часть электроосаждаемой композиции покрытия. Грунтовочно-шпатлевочную композицию покрытия обычно наносят на слой электроосаждаемого покрытия и отверждают до нанесения последующей композиции покрытия на грунтовочно-шпатлевочную композицию покрытия.

Грунтовочно-шпатлевочный слой, который возникает из грунтовочно-шпатлевочной композиции покрытия, служит, чтобы усилить стойкость к расщеплению системы покрытия, а также содействовать виду последовательно наносимых слоев (например, композиции покрытия, придающей цвет, и/или, в основном, прозрачной композиции покрытия). Как используется здесь, "грунтовка-шпатлевка" относится к грунтовочной композиции для использования под композицией покрытия, которая затем наносится, и включает такие материалы как термопластические и/или сшитые (например, термореактивные) пленкообразующие смолы, обычно известные в технологии органических композиций покрытия. Соответствующие грунтовки и грунтовочно-шпатлевочные композиции покрытия включают грунтовки, наносимые распылением, как известно специалистам в технологии. Примеры соответствующих грунтовок включают несколько грунтовок, доступных от PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Ра., таких как DPX-1791, DPX-1804, DSPX-1537, GPXH-5379, OPP-2645, PCV-70118 и 1177-225А. Другой соответствующей грунтовочно-шпатлевочной композицией покрытия, которая может быть использована в настоящем изобретении, является грунтовка-шпатлевка, описанная в заявке на патент США №11/773,482, которая включена полностью здесь ссылкой.

Следует заметить, что в некоторых вариантах осуществления грунтовочно-шпатлевочную композицию покрытия не используют в системе покрытия. Поэтому придающая цвет композиция покрытия с подложкой может быть нанесена прямо на отвержденную электроосажденную композицию покрытия.

В некоторых вариантах осуществления придающую цвет композицию покрытия (в дальнейшем, "подложку"), если присутствует, наносят на, по меньшей мере, часть грунтовочно-шпатлевочного слоя покрытия. Любая композиция покрытия с подложкой, известная в технологии, может использоваться в настоящем изобретении. Следует заметить, что композиции покрытия с подложкой обычно включают пигмент.

В определенных вариантах осуществления, в основном, прозрачную композицию покрытия (в дальнейшем, "самовосстанавливающееся покрытие") наносят на, по меньшей мере, часть слоя покрытия с подложкой. Как используется здесь, "в основном прозрачный" слой покрытия является, в основном, прозрачным, а не мутным. В определенных вариантах осуществления, в основном, прозрачная композиция покрытия может включать пигмент, но не в таком количестве, чтобы сделать прозрачную композицию покрытия непрозрачной (в основном, непрозрачной) после того, как ее отвердили. Любая композиция самовосстанавливающегося покрытия, известная в технологии, может использоваться в настоящем изобретении. Например, композиция самовосстанавливающегося покрытия, которая описана в патентах США №№5 989 642, 6 245 855, 6 387 519 и 7 005 472, которые включаются в их полноте в настоящее описание посредством ссылки, может использоваться в системе покрытия. В определенных вариантах осуществления, в основном, прозрачная композиции покрытия может также включать частицы, такие как частицы диоксида кремния, которые диспергируют в композиции самовосстанавливающегося покрытия (такой как на поверхности самовосстанавливающейся композиции покрытия после отверждения).

Одна или больше композиций покрытия, описанных здесь, могут включать пигменты и/или другие дополнительные материалы, которые известны в технологии предложенных покрытий поверхности. Как используется здесь, термин "пигмент" означает любое вещество, которое придает цвет и/или другую непрозрачность и/или другой визуальный эффект композиции. Пигмент может быть добавлен к покрытию в любой подходящей форме, такой как дискретные частицы, дисперсии, растворы и/или хлопья (например, каолины). Единственный пигмент или смесь двух или больше пигментов могут использоваться в композиции покрытия, описанной здесь.

Примеры пигментов включают пигменты, краски и тоны, такие как используемые в лакокрасочной промышленности и/или перечисленные в списке Ассоциации производителей сухих красителей (DCMA), а также композиций специального эффекта. Пигмент может включать, например, тонко измельченный твердый порошок, который является нерастворимым, но смачиваемым в условиях использования. Пигмент может быть органическим или неорганическим и может быть агломерирован или неагломерирован. Пигменты могут быть включены в покрытия при помощи размолотого носителя, такого как акриловый размолотый носитель, использование которого знакомо специалисту в технологии.

Примеры пигментов и/или композиций пигментов включают, но не ограничиваются ими, карбазол-диоксазиновый неочищенный пигмент, азо, моноазо, бисазо, нафтол AS, солевой тип (красочные лаки), бензимидазолон, конденсация, комплексное соединение металла, изоиндолинон, изоиндолин и полициклический фталоцианин, хинакридон, перилен, перинон, дикетопирролопиррол, тиоиндиго, антрахинон, индантрон, антрапиримидин, флавантрон, пирантрон, антантрон, диоксазин, триарилкарбоний, пигменты хинофталона, дикетопирролопиррол красный ("DPPBO красный"), диоксид титана, сажа и их смеси. Термины "пигмент" и "окрашенный наполнитель" могут быть использованы взаимозаменяемо.

Примеры красок включают, но не ограничиваются ими, краски на основе растворителя и/или воды, такие как фтало зеленый или синий, оксид железа, ванадат висмута, антрахинон, перилен, алюминий и хинакридон.

Примеры тонов включают, но не ограничиваются ими, пигменты, диспергированные в носителе на водной основе или смеш