DE1595283A1 - Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonsaeureanhydridharzes sowie UEberzugsmasse fuer die Elektrobeschichtung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonsaeureanhydridharzes sowie UEberzugsmasse fuer die ElektrobeschichtungInfo
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Description
45 383 ADM 411
ARCHER DANIEIS MIDLAND COMPANY, 733 Marquette Avenue
MINNEAPOLIS, Minn. 55440/TJSA
MINNEAPOLIS, Minn. 55440/TJSA
Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonsäureanhydridharzes
sowie Überzugsmasse für die Elektrobe schichtung -
Die Erfindung betrifft einJKunetharz, das als Bindemittel
in Überzugsmitteln brauchbar ist. Genauer ausgedrückt betrifft die Erfindung ein in Wasser
verteilbares, teilweise neutralisiertes Harz zur Verwendung als Bindemittel in der Elektrobeschichtung
von metallischen Oberflächen wie-Automobilkarossen
mit Anstrichmitteln. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Elektrobeschichtung von metallischen
Gegenständen mit einem verbesserten Anstrichmittel-Elektrobeschiehtungsbado
.
_n den letzten Jahren ist eine umfangreiche lorschung
und Aktivität für die Entwicklung von wasserverfceil-009849/1739 BAD ORIGINAL
baren Harzen zur Verwendung als Bindemittel "in Überzugsmassen aufgewandt worden. Obwohl eine
Anzahl von derartigen Harzsystemen entv/ickelt worden sind, hat sich nur eine begrenzte Anzahl
als zufriedenstellend für viele Beschichtuniisanwendungsgebiete erwiesen. Viele dieser Harzsysteme
haben bei Verwendung zur Anstrichmittel-Elektrobeschichtung
(auch als Slektrodeposition oder Elektrocoat-Verfahren bezeichnet) von metallischen
Gegenständen kein hohes Abscheidespannungs-Vermögen und/oder sie ergeben nicht Pilme mit
guten Eigenschaften. Wenn solche Harze bei.^ohen
Abscheidespannungen angewandt werden, z.B. von 250 bis 500 Volt, wobei versucht wird einen hohen Umgriff
(throwing power) zu erzielen, bildet der aufgetragene Harzfilm oft Gardinen, läuft ab, zerreißt
oder schlägt durch und entwickelt Löcher, wenn der Film eingebrannt ist. Dementsprechend haben solche
Harze kein hohes Abscl.eidespannungs-Vermögen. Der Ausdruck "Umgriff" (throwing power), der üblicherweise,
auf dem Gebiet der elektrochemischen Abscheidungsverfahren verwendet wird, bezeichnet
die Eigenschaft, gemäß der alle der zu beschichtenden verschiedenen Zonen der Elektrode bei der Beschichtung
im wesentlichen die gleiche Dichte an abgeschiedenem Produkt erhalten, selbst dann, wenn
diese Zonen in beträchtlich schwankenden Entfernungen von der andren Elektrode liegen. Diese Ei-
009 &49/1739 BAD original
ist von ^röiSter Bedeutung für technische
s^ebiete, in denen dor mit einer Übersugs-
!P.?Tö..e cu beschichtende Artikel Hohlräume, Zwischenräume,
Jpalten oder andere riii'egelmäi„i,;-keiten enthalt,
die, falls überhaupt,- nur teilweise beschichtet
werden, wenn der ITrr.griff :ies verv/endeten Bades nicht
'•jtr. ."eeirncteri V.'ert hat· Je größer der Umgrifi des
3;'sl-e::;s ist, desto rröiBer ict das Ausmaß der Abn
% jer Ausdruck "hohes Absc'.:eideüpr'.nnuniis--Ver-
raögen" (high, vollste capability) v.-ird auf diesem ^eoiet
,ier Technik und im Sinne der vorliegenden Erfindung
air die Fähigkeit des Harzsystems verstanden,
unter Anweiidunt~ hoher Abscheide-üpannun-'jen einen Film
ZK' r-rnfi'j'cn, der -unverletzt (d.h. nicht gerissen) ist
ι«.ο eine brauchbare Dicke (c.3. O1C1-2 bis 0,05 mm
c-iitervacJif-r.d" O1 ί>
bis? Z9O :rJl) nuiVelst. Hin- Harnsyste:r,
::■ ο ein sc».c;:eG honeö Abscheidnsuaniiunifs-Vermören
-nicht besitzt, offenbart Ίi'?.?·:ρ v*ive.rr:ö."en uvrci
ey.rrene 3*3 5entwicklung! Fil:\risse, übermäSipe ^
'Filmd^cJce \mä ein schnelles Anct-eigen der Stromstärke
ν;:-"hre -i Jer
. 3in a·.*;.!·· I :rdeutseries Harssrsteinf·' das entwickelt vr,rde,
einen ^-13- zeichneten Umgriff beeit::t und andere jute
Filnic-i,;en"3;-harten eririot, ist in äer ÜSA-P'ite-itsnr.eldun£-
" ■-. C-;4 825» eingereicht nn: 11. fanuar 1965 be-.
SG.*:iri "en* 3as dort beecrr:ebene und beanspruchte liarE
syster:. ist ein rclr'c-.rl-^i.cr/are-Msrzprodir·;--, d- ε durch
BAD
009849/1739
Vermischen (1.) eines oL ,β -äthylenisch ungesättigten
Stoffes, wie LIaIeinsäure-Anhydrid, (2.) eines Copolymeren
eines trocknenden Öles und einer polymerisierbar en, äthylenisch ungesättigten monomeren
Verbindung, wie Cyclopentadien, und (3·) eines Stoffes von niedrigem EIolekular-Sewicht, wie einem
aliphatischen Alkohol,, und an schließ endles Erhitzen
,der Eisehung erhalten wird,, bis das sieh ergebende
^ PoIycarbonsäure-Harzprodukt eine gewünscht hohe
Viskosität besitzt. Hies es lolycarbonsäure-Iiarz
wird teilweise neutralisiert» um eine in Wasserverteilbare
Harzlösung zu b?ildent die mit Wasser unter Bildung einer Losung oder eine DispersΙση,
mit bemerkenswerten Elektrabesehichtungseigen—
schäften, insbesondere einem hohem Abscheidespannungs-Vermögen
verdünnt v/erden kann. Y/enn auch diese "bemerkenswerten
Ergebnisse mit dem beschriebenen Harz erhalten werden können, ist es in der Regel jedoch
erforderlich, daß diese Überzugsmasse oder das Bad innerhalb einer kurzen Zeit nach Herstellung deö
Polycarbonsäure-Harzes hergestellt werden» da daa
erwähnte hohe Abseheidespannungs-Vermögen abfallt oder verloren geht, wenn das Polycarbonsäure-Hargprodukt
bei Umweltsbedingungen altern gelassen wird, wie sie beispielsweise bei einer üblichen Lagerung
Über mehr als 5 oder 10 iage Yör Neutralisation
des Produktes und Dispersion in Wasser vorliegen*
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Ein anderes bemerkenswertes Harzsystem, das kürzlich
entwickelt wurde und sehr gute Eigenschaften zu haben scheint, .z.B.-. einen Umgriff und ein hohes Abseheidespannungs-Vermögen,
ist in einer anderen schwebenden .USA-Anmeldung beschrieben (ADM-390). Das dort be-■sehriebene
und beanspruchte Harzsystem ist ein Gemisch von Harzen, das (1.) als hauptsächliche- Komponente
ein Polycarbonsäure-Harzprodukt enthält, das gemäß der obenerwähnten USA-Patentanmeldung 424 325
hergestellt wird, und (2.) zu einem geringeren Anteil eine Komponente enthält, die ein Polycarbonsäure-Anhydridharz
darstellt, das durch Erhitzen von (a) einem eo, |2>
-äthylenisch ungesättigten Stoff und (b) einem Öl aus der Gruppe bestehend aus den trocknenden
Ölen und den modifizierten trocknenden Ölen erhalten wird, bis das sich ergebende Harz eine gewünschte
hohe Viskosität besitzt. Dieses Harzsystem weist eine ausgezeichnete ULagerstabilität auf, d.h. es erleidet
ein geringes oder kein Absinken des hohen Abscheidespannungsvermögen
wenn es 5 oder 10 Tage vor der neutralisation und Verteilung in Wasser gelagert wird.
Dieses Harzsystem erfordert jedoch eine mindestens 24stündige Alterungsperiode, bevor es mit Wasser
verdünnt und als Elektrobeschichtungsbad verwendet werden kann. Die Aufgabenstellung der vorliegenden
Erfindung geht deshalb dahin, ein Verfahren zur Herstellung von verbesserten teilweise neutralisierten
Polycarbonsäure-Anhydrid-Harzen zu entwickeln. Weiterhin
009849/1739 bad original.
liegt der Erfindung die Aufgabenstellung zu^run-Ie,
verbesserte Polvcarbonsaure-Anhydrid-Harze zu
entwickeln, die hohe Viskositäten besitzen, sxntil
sind und beispielsweise als Bindemittel oder Best- ndteile
in filmbildenden Überzugsmassen verwendet werden können. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, verbesserte Polycarbonsäure-Anirydrid-Harze
zu entwickeln, die hohe Abscheidespennun.^s-Vermögen
(wie auch niedrige Abscheidespannun^s-Termögen)
besitzen, wenn sie zur Elektrobeschichtung von Anstrichmitteln verwendet werden. Ebenfalls Aufgabenstellung
der Erfindung ist die Entwicklung eines verbesserten Verfahrens zur Slektrobeschichtung von
Anstrichmitteln auf elektrisch leitenden Substraten, wie metallischen Gegenständen usw., unter Verwendung
von Polycarbonsäure-Harzen als Bindemittel. TTeitere
Aufgabenstellungen werden dem auf diesem technischen
Gebiet tätigen Fachmann aus der folgenden Beschreibung ) und den Ansprüchen offenbar.
In kurzen Zügen geschildert wurde gefunden, daß verbesserte Polycarbonsäureanhydrid-Harze hergestellt
werden können, wenn man (1.) ein trocknendes Öl, ein modifiziertes trocknendes Öl oder eine Mischung davon,
und (2.) eineo ,p-äthylenisch ungesättigtes Dicarbonsäureanhydrid
erhitzt, wobei dieses Erhitzen so lange fortgesetzt wird, bis ein Polycarbonsäureanhydrid-Harzprodukt
(d.h. ein Addukt) mit einer gewünscht hohen
009849/1739 bad o«oiM*t
Viskosität erhalten, wird. Das Polycarbonsäureanhydrid-"■?,r.-3produkt
wird dann mit einem organischen, aromatischen» primären oder sekundären Atnin mit 1-20 Kohlenstoffatomen,
vorzußS'.veiGe 1-10 Kohlenstoff atomen umgesetzt» Ein
, tertiäre Axin wirkt nicht, da ein aktives Wasserstoffaton;
für diese ;ieaktiori erforderlich ist. Das erhaltene
lol;-cr;r. cns: ureinhydrid—Haraprodukt besitzt eine er-.w^jvsc:,t
r.oLe Viskosität, die beim Stehen stabil bleibt, und dis Har-::roduk"t kann als wasserverteilbsres Einde-Kiittel
in Beschichtungsmassen, insbesondere in Blektrobei.Ghici.Tun~sbädern
verwendet werden. Es wurde gefunden, dai;· das Harz sehr gute Slektrobeschichtun^seigenschaften
besitzt, ζ»3. einen honen Unrriff, eine gute Verteilbarkeit,
ei:.e ausgi:eicl:nete Iiür-pstabilitcLt, ein aus~ezeich-*
net-es mittleres Abscheidespannunf-s-Vermögen, und das
es Überzüge mit einer sehr guten Oberfläeheneinheitlich-.:eit,
■,Y'isserunlöslichkeit, glatten Filmen, guter
Salzsprüiiwiderstandsfähigkeit und harten Oberflächen
er~ibt.
Die folgende GIeicnung stellt ein Beispiel für die Reaktion
dar, die in der RegeX bei der Umsetzung des Polycafbonsäureanhydrid-Harzproduktes mit dem aromatischen Amin
erfolgt:
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worin R1 für den Anteil des trocknenden Öls des
Adduktes und R" für Wasserstoff oder einen Alkylrest stehen.
"/ie aus der Strukturformeldarstellung dieser Umsetzung
ersehen werden kann, wird das Addukt durch die Umsetzung
mit dem aromatischen Amin aufgespalten, was die Bildung einer Amidgruppe und einer fr.eien'Säuregruppe pro Mol
umgesetztes Amin zur Folge hat. Die Umsetzung des aromatischen Amins mit einem Polycarbonsäureanhydrid-Harz
ist recht verschieden von dessen Umsetzung mit einem aliphatischen Amin,"d.h. im Falle aliphatischen Amine
werden pro Mol des Säureanhydrid-Harzes 2 Moleküle aliphatisches Amin benötigt und 1 Anidgruppe und 1 Aminsalz
werden auf je 2 Mole umgesetztes Amin gebildet. Die
folgende Formel· stellt ein Beispiel dieser Reaktion
eines aliphatischen Amins mit einem Maleinsäureaddukt dar:
R'
I J3
\ .C NR"
Η— c—C^ ■■■■-■, Η—
j ^O -+." 2(R" - KH2)—)
ά ^O . ά . ^C 0H0NR
■' . 4 2
worin R1 für den Anteil des trocknenden Öls des
Adduktes und R" für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe
stehen.'
Man erkennt, daß 2 Hole aliphatisches Amin zur Bildung·"
00 98 4 9/1739 BAD
einer Amidgruppe und einer Aminsalzgruppe erforderlich
sind. Außerdem wird für jedes Mol umgesetztes Amin eine Säuregruppe neutralisiert oder in ein Säureamid übergeführt.
Bei der Reaktion zwischen dem Polycarbonsäureaddukt-Produkt
und dem aromatischen Amin ist die Bildung des Amides dominant und es wird im wesentlichen kein Salz
gebildet werden, sofern ein Überschuß an Amin zur Umsetzung gebracht wird. Wenn jedoch ein aliphatisches Amin mit dem
Polycarbonsäureanhydridaddukt-Prodükt umgesetzt wird, geht die Salzbildung gleichzeitig mit der Säureamidbildung
vor sich (belgische Patentschrift Fr. 637 005)·
Das Polycarbonsäureanhydrid-Harz, das gemäß der Erfindung mit dem organischen, aromatischen Amin unter Bildung des
verbesserten BeSchichtungsbindemittels umgesetzt wird,
ist ein Polycarbonsäureanhydrid-Harz ohne irgendwelche Hydroxylgruppen. Außerdem hat das Polycarbonsäureanhydrid-Harz
mindestens etwa 50 $, vorzugsweise etwa 75 $ seiner
Carboxylgruppen in Form von Caronsäureanhydridgruppen vorliegen. Harze der in den folgenden US-Patentschriften
beschriebenen Art können verwendet werden, vorausgesetzt$
daß ihre Anhydridgruppen nicht aufgespalten sind}
US-Pateate Nr. 2,188*883! 2,188,885? 2,188,888; 2,262,923;
2,678,934s 2,285,646; 2,820,711} 2,286,466; 2,188,890;
2,2989914? 2,502,606; 2,634,256; 2,369,683; 2,384,846;
2,731,481; und 3»098j834; Süd-Afrika Patente Nr. 62-3314
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BAD ORIGINAL
und 62-525 und Groß-Britannien Patente'Nr. 933,175
und 407,957. -
Nach dem Verfahren, das zur Herstellung des Bindemittels gemäß dieser Erfindung angewandt wird, wird die
O^ , β ungesättigte Reaktionskomponente (z.B. Maleinsäureanhydrid)
zunächst mit dem trocknenden Öl oder dem chemisch modifizierten trocknenden Öl (z.B. einem Copolymer
von Cyclopentadien und Leinöl erhitzt und umgesetzt, " wobei ein harzartiges Polycarbonsäureanhydrid-Addukt gebildetwird.
Dieses Addukt wird dann mit einem aromatischen, primären oder sekundären Amin erhitzt und umgesetzt, wobei
die Menge dieses Amins etwa 40-100$ vorzugsweise etwa
50 bis 80 fo der zu der Umsetzung mit dem Anhydrid benötigten
stöchiometrischen Menge beträgt» Diese Reaktion führt zur Bildung von Amid-Gruppen in einer Menge von
40 bis 100 $, vorzugsweise 50 bis 80 <fi der vorhandenen
ddkte
Anhydrid-Gruppen im Polycarbonsäureanhydrid-Produktj
und zwar in Abhängigkeit von der Menge des umgesetzten
Amins, .
Die adduktbitdende Reaktion wird bei Temperaturen im
Bereich von 120 bis 2600Q (250 bis 50O0F), vorzugsweise
148 bis 2320O (300 bis 45O0F) während eines Zeitraumes
von wenigen Minuten bis mehreren Stunden, in der Regel von 15 Minutfn bis 6 Stunden durchgeführt, und zwar in
Abhängigkeit von den jeweils eingesetzten Reaktiönskompanentonj
deren Mengen, und davon, ob #ie Reaktion
chargenw.eise oder kontinuierlich durchgeführt wird,
009849/1739 .
sowie in Abhängigkeit von der gewünschten- Viskosität
.'-IiUd-.der Säurezahl der harzartigen Po l;rcar bonsäur eahhydrid-Addukt-Frodukte.
Die adduktbildende Reaktion wird in der
:?ea-el unter atmosphärischem Druck durchgeführt, obwohl
auch erhöhter Druck angewandt werden kann. In der Regel
we.-ilen die Reaktionsbedingun^en so ausgewählt werden»
dsß ein Addukt-Produkt mit einer Säuresahl im Bereich
von 50 tia 250» vorzugsweise im Hereich von 50 bis 150,
und mit einer-Viskosität (gemessen anhand einer Probe,
.die mit laekbenzin auf einem Gehalt von 70 G-ew.-^ an
nioht flüchtigen Feststoffen verdünnt ist) im Bereich
voll 3 bis 50 Stokes hergestellt wird.
!pew 3riiits-en des Adduktes-mit dem aromatischen Amin wird
.un~er Bedingungen durchgeführt, die ausreichend sind,
tun ein Polyc-x'bonsäuroi.irzprodukt ohne Gelieren der
Henktioiismischung oder des Reaktionsproduktes zu erhalten·
Diese Reaktion ist erforderlich^ damit das resultierende
Bars' für das Elektrobescl'iichtungs-Anstrichverfahren
anwendbar ist. Außerdem erhöht die Reaktion mit dem aromatischen Amin die Viskosität des Addukte«.. Tatsächlieh
■wird das Addukt durch'diese Reaktion in einem Ausmaß von
IQ bis 60 ^, in der Hegel 20 bis 50 $>
und bevorzugt etwa 25 bis 40 4 seiner Aeidität neutralisiert (d.h. dieser
Anteil der Gesamtmenge der Carboxylgruppen wird in Amide übergeführt). Im allgemeinen v/ird die Reaktion des Adduktes
mit dem aromatischen Amin bei einer Temperatur im Bereich
von 10 Ms 950G (50 bis 20O0P) vorzugsweise etwa 55 bis 770C
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(130 bis 1700F) über einen Zeitraum von wenigen Minuten
'bisVmehreren Stunden, gewöhnlich von 15 Minuten bis zu'
3 Stunden durchgeführt. Die Umsetzung wird in der Regel unter Normaldruck ausgeführt, obwohl auch Überdruck
angewandt werden kann. Im allgemeinen werden die Reaktionsbedingungen derart ausgewählt, daß ein Harzprodukt hergestellt
wird, das eine Säurezahl von 30 bis 250, vorzugsweise
im Bereich von 50 bis 150 mit einer Viskosität (gemessen
anhand einer Prohe, die mit tertiärem Butanol auf 70 Gew*-# nicht flüchtigen Festkörperrehalt verdünnt ist)
im 3ereich von. 15 bis 300 Stokes besitzt.
Besonders brauchbare Polycarbonsäureanhydrid-Harζsysterne
sind -solche aus trocknenden Ölen, einschließlich halb trocknenden ölen, insbesondere natürlichen Glyceriden,
die gekuppelt oder umgesetzt sind mit einem 0^ ,M äthylenisch
ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid oder einer Säure davon, die in ein Anhydrid übergeführt v/erden
kann. In der Regel wird das trocknende oder halb trocknende Öl, das zur Herstellung der PoIycarbonsäureanhydrid-Komponente
verwendet werden kann, ein pflanzliches Öl sein wie BaumwollsamenÖl, Maisöl, Sojabohnenöl, Safloröl,-Sonnenblumenöi,
Oitici'caöl, Holzöl, Hapssaraenöl, Leinöl, PerillaÖlr MohnsPinenöl,. Tallöl, dehydratisiertes Rizinusöl,
geblasenes Rizinusöl usw. sowie Fischöle wie Heringsöl,
Menhadentran, Sardinenöl, Dorschöl, Walöl und ähnliche
einschließlich Mischungen davon. Diese Öle sind ungesättigte friglyceride von Fettsäuren, die in der Regel
10 bis 24 Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten. Der
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Ausdruck »trocknendes Öl" soll im Sinne der Erfindung
sowohl solche "bezeichnen, die auf diesem Gebiet der
Technik als trocknende Öle bezeichnet werden, als auch
solche,·die als halb-trocknende Öle angesehen werden.
Diese trocknenden Öle werden im allgemeinen eine Jodzahl von 50 bis 150 oder darüber haben. Die Menge der trocknenden
Öle wird in der Regel 50 bis 95 Gew.-^, vorzugsweise
60 bis 95 Gew.-$ des Polycarbonsäiireanhydrid-Harzes ausmachen.
■■...'■ ;
Die modifizierten trocknenden Öle, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind solche mit einer Jodzahl
von mehr als -80 und im allgemeinen weniger als 250, einer
Säurezahl von weniger als 10 und einer Hydroxylzahl von nicht mehr als 10, vorzugsweise nicht mehr als 5* Diese
modifizierten Öle können durch Copolymerisation eines trocknenden Öls mit einer polymerisierbaren,äthyleniseh
ungesättigten monomeren Verbindung, wie Cyclopentadien,
Styrol, 1,3 - Butadien und Acrylsäure hergestellt werden. Der Ausdruck «modifiziertes trocknendes Öl" soll im Sinne
der Erfindung ungesättigte Triglyceride von fettsäuren, die
im allgemeinen 10 bis 24 Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten,
einschließlich denjenigen, die auf diesem Gebiet
-und trocknende/ der Technik als halb-trocknßnde*ule bekannt sind, bedeuten.
Geeignete trocknende Öle, die fur diesen Zweck verwendet
werden können, sind beispielsweise pflanzliche Öle wie
Baumwollsamenöl, Maisöl, Sajabohnenöl, Safloröl, Sonnen-
BAD ORIGINAL
003849/1739
blumenöl, Oiticicaöl, Holzöl, Rapssamenöl, Leinöl,
Perillaöl, Mohnsaraenöl, Tallöl, dehyarntisiertes
Rizinusöl, geblasenes Rizinusöl, usw. sowie Pischöle
wie Heringsöl, Menhadentran, Dorschöl, Walöl usw.- einschließlich
Mischungen davon. Die freien ungesättigten Fettsäuren mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen pro Molekül
können ebenfalls verwendet werden und sind von dem Ausdruck trocknendes öl, wie er hier verwendet wird, umfaßt. 7/enn
ungesättigte Triglyceride der Fettsäuren verwendet werden, P sind gewöhnlich kleinere Mengen freier Fettsäuren gegenwärtig. Das trocknende Öl wird in der Regel in einer
Menge von 50 bis 95 Gew.-^, vorzugsweise 60 bis 95 Gew.-^
bezogen auf das modifizierte trocknende Öl odeg&ie gesamten
Monomeren (d.h. das gesamte Gewicht von trocknendem Öl und den copolymerisierbaren monomeren Verbindungen
wie Cyclopentadien) vorliegen.
Polymerisierbar, äthylenisch ungesättigte monomere Ver-.
bindungen, die verwendet werden können, um die trocknenden Öle chemisch zu modifizieren, sind beispielsweise
alicyelisehe, konjugierte Dienkohlenwasserstoffe, wie die in der USA-Patentschrift Ir. 2,399S179 beschriebenen,
vorzugsweise mit 5 bis 8 Ringkohienwasserstoffeii, wie
Cyclopentadien und seine niederen Homopolymeren, 1,3-Cyelohexaciieji,
2,6-DiiQethyl-2,4,6-o{rfeatrien usw., sowie
Vinylid'en öcter vinylsubstituierte Monomere, wie sie in den ÜSA-Patektschriften Hr. 2,601,273 und 2,850,469 be-
BAD oaißlNÄL
009849/ 1-7.3» ~ W
schrieben sind, wie Styrol, dL-Me thy !styrol, Vinyltoluöl,
Divinylbenzol, Acrylamid, Vinylchlorid, Acrylsäure, Methylmethacrylat,
Vinylacetat, Acrylnitril, Vinylmethy!keton,
Vinylmethyläther, Allylalkohol, Allylacetat, Diallylmaleinat,,
Allylacrylat usw.; sowie konjugierte Diene vorzugsweise mit
4— 8 Kohlenstoffatomen, wie 1,3-Butadien, Isopren, 2-Methyl-1,3-butadien,
2,3-Dimethyl-1,3-butadien, Piperylen und Chloropren usw., einschließlich Mischungen dieser Verbindungen. Die
bevorzugt verwendeten modifizierten trocknenden öle sind die
cyclopentadienmodifizierten trocknenden öle oder Copolymerisate (vgl. USA-Patentschriften Nr. 2,397,600, 2,397,601,
2,399,179 und 2,443,044), die durch Vermischen der trocknenden
Öle mit Cyclopentadien und Erhitzen (z.B. auf 200° C) zur Polymerisation der Mischung erhalten werden. Repräsentative
Beispiele von cyclopentadienmodifizierten trocknenden Ölen, die besonders nützlich für die Bildung des Adduktes
sind, umfassen Copolymere von Cyclopentadien mit Sojabohnen-Öl, Leinöl, Holzöl oder dehydratisiertem Rizinusöl sowie
Mischungen davon. Zu den la Handel erhältlichen cyclopentadienmodifizierten
trocknenden ölen, die gemäß der Erfindung
eingesetzt werden können, gehört als repräsentatives Beispiel das Admerol 75» das eine Jodzahl von 120 bis 15O, eine Säurezahl
von weniger als 3 und eine Hydroxylzahl von 2 bis 10 hat.
Diese cyclopentadieiaodifizierten trocknenden Öle werden zur
Zeit bevorzugt, da daraus gemäß der Erfindung hergestellt« Harze
ein sehr gutes, hohes Elektrobeschichtungs-Abscheidespannungs-VermÖgen
aufweisen und Filme oder Überzüge mit sehr guten Eigenschaften erzeugen, wie Oberflächeneinheitlichkeit
und Korrosionsbeständigkeit.
009849/1739
Die hier verwendeten Ausdrücke "trocknende öle" und "modifiziertes
trocknendes Öl" umfassen trocknende Öle, modifizierte trocknende Öle, halbtrocknende Öle und modifizierte
halbtrocknende Öle mit Jodzahlen von 50 - 250.
Der Ausdruck " ^4, ß-äthylenisch ungesättigtes Dicarbonsäureanhydrid"
umfaßt, sofern nichts anderes ausgeführt ist, die Halbester der Säuren und die Säuren selbst. Repräsentative
Beispiele für diese ungesättigten Verbindungen sind Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylsäure, Sorbinsäure,
w Monobutylmaleinat, Maleinsäureanhydrid, ItacoÄsäureanhydrid
und ähnliche Verbindungen, wobei die Klasse dieser Verbindungen
dem Fachmann wohl bekannt ist. Das bevorzugte <£,ß-ungesättigte
Material ist Maleinsäureanhydrid. Wenn die ^L,ßungesättigte
Verbindung als Säure oder Ester verwendet wird, wird diese Verbindung im Laufe der Umsetzung in das Anhydrid
überführt, und wenn in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen auf die Anhydride als eine Klasse von Verbindungen
Bezug genommen wird, soll eine solche Bezugnahme auch die Säure- und Estervorstufen davon umfassen. In der
Hegel wird die Menge der zur Bildung des Harzes gemäß der Erfindung verwendeten dt,J3-umgesättigten Verbindung 5 bis 45
Gew.Prozente, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.Prozente des Gesamtgewichts
der harzbildenden Reaktionskomponenten ausmachen (d.h. das Gesamtgewicht von modifiziertem trocknenden öl,
^,ß-ungesättigtem Stoff und Stoff von niedrigem Molekulargewicht
).
-17-009849/1739
Die aromatischen Amine, die mit dem Polycarbonsäureanhydrid-Addukt
zur teilweisen Neutralisation des Adduktes und BiI- .
dung von Säureamiden erhitzt werden, können irgendwelche aus der Klasse der primären und sekundären aromatischen Amine
sein. Im allgemeinen sind die aromatischen Amine solche mit 1 - 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1-10 Kohlenstoffatomen.
Sie können durch nicht störend wirkende Substituenten
substituiert sein wie Nitrogruppen und Halogene, z.B. Chlor, Brom, Jod und Fluor. Vorzugsweise ist das aromatische
Amin ein primäres, aromatisches Monoamin, das den Stickstoff
der Aminogruppe durch eine einfache Bindung an ein Kohlenstoffatom
in der Kette einer Phenylgruppe verbunden hat und
1-10 Kohlenstoffatome aufweist. Eine besonders bevorzugte
Klasse von primären, aromatischen Monoaminen sind solche
mit der charakteristischen Strukturformel
worin ein R für die Aminogruppe steht und die anderen
R für Wasserstoff und Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlen-.
stoffatomen, vorzugsweise Methylgruppen stehen.
Beispiele für bevorzugte aromatische Amine sind Anilin,
,Toluidin, Xylidin, Methylanilin, Ithylanilin und Piphenylamin.
Andere nicht als Beschränkung gedachte Beispiele für
aromatische Amine, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, Bind Nitroanilin, Phenylendiamin, Anieidin, Ghlor-
009849/1739 ^18.
— Ίο —
anilin, Bromanilin, 2,4,6-Trichloranilin, 2,4,6-Tribromanilin}
Benzidin und Bianisidin. Bevorzugt werden wasserlösliche Amine verwendet, die von den ungehärteten Filmen
der Harze gemäß der Erfindung bei Temperaturen unterhalb 190° C (375° J1) abdampfen.
Wenn in der adduktbildenden Reaktion die gewünschte Viskosität erreicht ist, kann die Umsetzung durch Abkühlen der
Reaktionsmischung oder durch Absehrecken der Reaktionsmi-
W sehung mit einem polaren Lösungsmittel, wie einem tertiären,
aliphatischen Monoalkohol, z.B. tertiärem Butanol unter Abstoppen
des Viskositätsanstieges beendet werden. Das Absehreckmedium darf mit dem Anhydridharz nicht reaktiv und
soll außerdem vorzugsweise wasserlöslich sein· Die Menge des Lösungsmittels wird in der Regel 15 bis 40 5&, vorzugsweise
20 bis 30 $> des Gewichts der Harzfeststoffe im genannten
Harzprodukt betragen, wobei das Lösungsmittel bevorzugt ein inerter, tertiärer, monohydrischer, aliphatischer Alkohol
ist, der wasserlöslich ist.
Zur Herstellung der Bindemitteldispersion, die mit Wasser
unter Bildung .des Elektrobeachichtungsbades gemäß der Erfindung verdünnt werden kann, wird das teilweise neutralisierte
Polycarbonsäureanaydrid-Harzprodukt in einem Alkanolamin
dispergiert« Der Ausdruck " Alkanolamine, wie er
hier benutzt wird, bedeutet ein Amin, in dem der Stickstoff
unmittelbar an das Kohlenstoffatom eines Alkylalkohole gebunden
ist. Das Alkanolaain neutralisiert das teilweise
■-.·■■ ' -19-
Q09849/T739
BM)OHiQlNAL
- 49 -
neutralisierte Harzprodukt weiterhin unter Bildung einer
neutralisierten Dispersion* die zur Herstellung des verbesserten Elektrobeschichtungsbades gemäß der Erfindung verdünnt
werden kann. Diese Neutralisation ist erforderlich, um das Harzsystem wasserlöslich zu machen, da kein Aminsalz
in der Reaktion mit dem aromatischen Amin gebildet worden
Ist. Die Menge an Alkanolamin, die zur Dispergierung des teilweise
neutralisierten Addukte verwendet wird, beträgt 30 bis 80 $>
der Aminmenge, die zur vollständigen Neutralisierung des teilweise neutralisierten Harzproduktes nötig ist. Diese
Menge kann beispielsweise durch Titration mi't KOH bestimmt werden, um die freien Carboxylgruppen und nicht umgesetzten,
verbliebenen Anhydridgruppen im teilweise neutralisierten
Addukt zu bestimmen. Wenn beispielsweise 70 £ der stöchiometrisehen
Menge aromatisches Amin mit dem Polycarbonsäureanhydrid-Harz
umgesetzt würde, ist etwa 35 # der Acidität
des Harzes neutralisiert; 65 $> der Acidität bleiben also
noch zu neutralisieren. Wenn dementsprechend ein Alkanolamin in einer Menge von 60 # derjenigen Menge zugefügt wird, die
zur vollständigen Neutralisation der verbleibenden Acidität
im Harz erforderlich ist, werden etwa 39 i» der Acidität des
Originaladduktea weiterhin neutralisiert, was ein Produkt ergibt, das zu 74 5& neutralisiert worden ist. Sine Bindemitteldispersion,
die in diesem Ausmaß neutralisiert worden ist, liefert im Gegensatz zu den bisher bestehenden Lehren
auf diesem Gebiet der Technik ein ausgezeichnetes Elektrobeschichtungsbad,
wenn es mit Wasser verdünnt wird.
009849/1739 -20-
Repräsentative Beispiele.-für Alkanolamine, die zur weiteren
Neutralisation des teilweise neutralisierten Polycarbonsäureanhydrid-Harzes
verwendet werden können, sind die primären, sekundären und tertiären Alkanolamine, vorzugsweise
mit 1 - 20 Kohlenstoffatomen, wie Mono-, Di- und Triäthanolamine.
Mono-, Di- und Triisopropanolamine, Hydroxylamine, Äthanolatnine, Butanolamine, Qctanolamine, N-Me thy !ethanolamine,
n-Aminoäthyläthanolamine usw. einschließlich Mi-
W schungen dieser Verbindungen. Vorzugsweise wird ein Monohydroxyalkanolamin
verwendet, dessen Alkylgruppe oder -gruppen 1 bis 5 Kohlenstoffatome aufweisen. Diese Neutralisation
zerstört oder spaltet die verbleibenden Säureanhydridgruppen, die nach der Aufspaltung mit dem aromatischen Amin
im Harz verbleiben, und verursacht die Bildung der entsprechenden Säuresalze. Die in diesem Schritt gemäß der Erfindung
verwendeten Alkanolamine sind vorzugsweise die wasserlöslichen, primären, sekundären und tertiären aliphatischen
Hydroxyamine, wie Diethanolamin und Diisopropanolamin.
Bei der Anwendung des Bindemittels gemäß dieser Erfindung
für die Elektrobeschichtung werden bevorzugt solche gemäß dieser Erfindung hergestellten Polycarbonsäureanhydrid-Harze
verwendet., die Säure zahlen von 30 bis 250 aufweisen, wobei diese Harzgemische mit einer ausreichenden Menge von
Alkanolamin wie Diethanolamin neutralisiert sind, daß 30
bis 80 i»% vorzugsweise etwa 40 bis 60 $>
der verbleibenden theoretischen Säuregruppen im Harzgemisch neutralisiert
0098 49/1739 .21.
BAD ORIGINAL
wurden. Daraus wird eine teilweise neutralisierte Bindemitteldispersion
gebildet. Die Bindemitteldispersion hat einen Anteil an nicht flüchtigen Substanzen in Höhe von 20
bis 60 Gew.Prozenten, vorzugsweise etwa 35 bis 50 Gew.Prozenten.
Vorteilhafterweise wird die teilweise neutralisierte Bindemitteldispersion
unverzüglich pigmentiert und mit einer genügenden Menge Wasser verdünnt, um ein Elektrobeschichtungsbad
mit einem Anteil an nicht flüchtigen Festkörpern von 1
bis 35, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.Prozenten zu bilden.
Sowohl klare als auch pigmentierte Beschichtungsmischungen,
z.B. Anstriche, Firnisse, Emaillen, auf Basis dieser Harzgemische
können hergestellt und aufgetragen werden durch Pinseln, Rollen, Sprühen und Tauchen. Besonders brauchbar
sind sie für die Elektrobeschichtung von elektrisch leitenden Substraten wie metallischen Gegenständen. Die Überzüge
können in Abhängigkeit vom Endverwendungszweck luftgetrocknet oder eingebrannt werden.
Die Harzgemisehe gemäß dieser Erfindung können auf konventionellen
Anstrieh-Anreib-Vorrichtungen pigmentiert werden, z,B-." Kugelmühlen und Walzenmühlen. Eine kleine Menge der
Harzmischung oder einer der beiden Harzkomponenten kann mit
dem Pigment als Anreibhilfe zur Herstellung der Pigmentdieltorsion
vermischt werden. Beispielsweise können das Pigment und ein Teil des Bindemittels unter Bildung einer Paste mit-
009849/1739 -22-
einander verrieben werden, die dann mit dem verbleibenden
Anteil des Bindemittels unter Herstellung einer Besenich.tungs·
masse vermischt wird. Pigmente (und/oder Füllstoffe), die verwendet werden können, umfassen als repräsentative Beispiele
gelbes Eisenoxyd, rotes Eisenoxyd, Bleiweiß, Zinkoxyd, Rutil-Titandioxyd, Magnesiumoxyd, Chromoxyd, Antimonoxyd,
Bleiehromat, Zinkchromat, Lithopone, Bariumsulfat, Kalziumcarbonat,
Magnesiumsilikat, Aluminiumsilikat, Magnesiumcarbonat, Strontiumchromat, Silieiumdioxyd» Glimmer, Bimsstein,
Bentonit, Kaolin, Diatomeat, Talk, Blanc Fix, Gasruß, ToIuidinrot,
Chromgelb, Phthaloazaminbiau usw. sowie Mischungen davon. Farbstoffe und Abtönfarben können ebenfalls
verwendet werden. Auch andere konventionelle Zusätze können in die Beschiehtungsmischung eingearbeitet werden, wie Sikkative
(25.B. Zink-, Kobalt- oder Magnesiumnaphthenat), Antioxydationsmittel
(z.B. Orthoamylcresol), netzmittel (z.B. Petroleumsulf
onate) , optische Aufheller, XFltraviolett-Filterstoffe,
U8W.
Zur Elektrobeschichtung kann das Elektrobeschichtungsbad gemäß
dem Verfahren hergestellt werden, das in der USA-Patentanmeldung Nr. 424 550 vom 11· Januar 1965 beschrieben und beaneprucht
ist. Diese Patentanmeldung beschreibt ein "separate entity" Verfahren, gemäß dem Pigment (und/oder Füllstoff)-Komponente
und Bindemittel (oder Binder)- Anstrichkomponente getrennt als Dispersionen von Feststoffen hergestellt und in
Gegenwart einer genügenden Menge von Bad-Verdünnungsmittel miteinander vermischt oder zusammengebracht werden, um diese
Komponenten auf die niedrigen Bad-Konzentrationen zu ver-
0098 4 9/!739 bad orIG,nal -"-
teilen* die für die Elektrobeschichtung gewünscht werden
(im allgemeinen 5-35 Gew.-^ Gesamtgehalt an nicht flüchtigen
Feststoffen). Das bedeutet, daö Pigment und Bindemittel-Komponente
vor der Herstellung des Bades nicht in einem vorhergehenden Schritt unter Bildung eines Anstrichmittels
im konventionellen Sinne zusammengebracht werden. Vielmehr werden Pigment- und Bindemittel-Komponenten als
"separate entities" aufrechterhalten, bis sie einzeln zum
Badverdünnungsmittel gegeben werden, wobei während dieser .ία ;atie das Verdünnungsmittel gerührt wird. Auf diese Weise
liegi niemals eine hohe Konzentration von Pigment und Bindemittel-Feststoffen
in der gleichen Rezeptur vor.
Bei Verwendung der Bindemittel gemäß der Erfindung für die
Elektrobeschichtung werden die Anstrichmittel durch Vermischen des Harzgemiscbes und des Pigments unter Herstellung
einer Pigment-Volumen-Konzentration von etwa 0,1 bis 25 Gew. ■Prozenten, vorzugsweise etwa 1-15 Gew.Prozenten hergestellt.
Die pigmentierte Mischung kann mit Wasser verdünnt werden, und zwar mit Leitungswasser oder bevorzugt mit entionisiertem
Wasser, unter Herstellung von Bädern mit 1 bis 35., vorzugsweise 5 bis 15 Gew.Prozentenanteil an nicht flüchtiger.
Festkörpern. Die Elektrobeschichtung von Metalloberflächen oder anderen elektrisch leitenden Gegenständen kann nach konventionellen
Verfahren mit solchen Bädern ausgeführt werden, beispielsweise in der Weise, daß das zu beschichtende Objekt
sur Anode eines Gleiehstromkreises gemacht und ein Metalltank
zur Aufnahme des Bades verwendet wird, der als Kathode dient. Die Spannung dieses Systems kann 50 bis 1000 Volt be-
bäd: original 008049/1739
tragen, wobei Stromstärken von 0,1 bis 10 Ampere pro i^uadratfuß
eingetauchte Elektrodenoberfläche und Leitungsvermögen von 100 bis 3000 Ohm" /cm angewandt werden. Die Elektrobeschichtungsbedingungen
können so. ausgewählt werden, daß Überzüge mit den gewünschten brauchbaren Dicken, z.B. von 0,013
bis 0,0508 mm (0,5 bis 2 mil), vorzugsweise von 0,1778 bis
0,381 mm (0,7 bis 1,5 mil) erzeugt werden. Gegenstände, deren Oberflächen mit den Bindemitteln gemäß der Erfindung elektrobeschichtet
werden können, umfassen alle diejenigen, die
eine genügende elektrische Leitfähigkeit besitzen, wie Stahl,
galvanisierter Stahl, phosphatbeschichteter Stahl, Aluminium, Zinn, Kupfer, Eisen, Zink usw. Die Natur der Oberfläche des
Gegenstandes bestimmt dabei die Spannung und die anderen Elektrobeschichtungabedingungen, die angewandt werden sollten,
um optimale Ergebniese zu erhalten. Diese Bedingungen können durch einfache Routineteste, wie sie dem Fachmann auf
diesem technischen Gebiet bekannt sind, bestimmt werden. Nachdem der Gegenstand elektrobeschichtet wurde, kann der beschichtete
Gegenstand mit Wasser abgespült und durch eine Ofenzone geleitet werden, wo die Beschichtung beispielsweise
für einen Zeitraum von 20 Minuten und bei einer Temperatur von 177° C (350° P) gehärtet wird.
Die Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung wero
ο den an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Es ist
ο den an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Es ist
^ wohl verstanden, daß die verschiedenen Stoffe und Mengen,
^. die Reaktionsbedingungen und andere Einzelheiten, die in die-
-J sen Beispielen angegeben sind, nicht als eine ungebührende
fi> Beschränkung der Erfindung angesehen werden sollen. In diesen
Beispielen v.erdyHinter "Teilen" Gewichtsteile verstanden.
. ' — BAD ORIGINAL
Dieses Beispiel erläutert die Erfindung, wobei 70 $>
der theoretischen Menge Anilin verwendet wird, die zur Reaktion mit
den Anhydridgruppen des Adduktes erforderlich ist. Ein Reaktionsgefäß
wurde mit 2400 Teilen eines modifizierten
trocknenden Öls beschickt, das aus einem Copolymerisat aus
80 Gew.Prozenten Leinöl und 20 Gew.Prozenten Cyclopentadien
besteht. 296 Teile Maleinsäureanhydrid wurden zu dem vorgegebenen Öl zugefügt, und die Mischung wurde auf etwa 205° C
(400° F) erhitzt und 4 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten, um das Addukt zu bilden. Dann wurde das Erhitzen
nicht fortgesetzt, und 1155 Teile tertiäres Butanol, ein polares Lösungsmittel, wurden zugefügt, naehdem das Reaktionsgemisch auf 82Q C (180° F) abgekühlt war.
1500 Teile des Harzproduktes wurden in ein Reaktionsgefäß
gegeben und auf 65° 0 (150° F) erhitzt. Bei dieser Temperatur
wurden 76,6 Teile Anilin zur erhitzten Harzlösung gegeben.
Die Umsetzung wurde bei dieser Temperatur 1 Stunde lang fortgesetzt. Die Menge des zugesetzten Anilins war
gleich 70 $> der theoretischen Menge Anilin, die mit dem
Addukt hätte reagieren können. Die erhaltene Harzlösung hatte eine Säurezahl von 56,8, einen Gehalt an nicht flüchtigen
Feststoffen von 69,5 Gew.Prozenten und eine Viskosität von
99,0 Stokes. Haohdem die Äcidiitat bestimmt worden war,s wurde
Diieopropanolamin in einer Menge entsprechend 60 j* der zur
Neutralisation derAcidität in der Harzlösung erforderlichen
theoretischen Menge zugegeben, um das Produkt weiter su
000849/1739 _26_
neutralisieren, so daß die Harzlösung wasserlöslich wird.
Diese Dispersion wurde unverzüglich mit einer genügenden Menge Wasser verdünnt, um ein Elektrobeschichtungebad mit
6 Gew.^ nicht flüchtigen Festkörpern und einem pH-Wert von
8,6 zu erhalten.
Das Elektrobeschichtungsbad wurde dann zur Beschichtung einer Vielzahl von Bonderite 37 Testblechen (4 Zoll χ 6 Zoll eines
mit Zinkphosphat vorbeschichteten 20-gauge Stahles) unter Anlegung einer Gleichspannung verwendet. Die so beschichteten
Bleche wurden jeweils dem Bad entnommen, mit Leitungswasser gespült und bei etwa 193° C (380° F) 10 Minuten lang eingebrannt.
Bei jedem Elektrobeschichtungsansatz wurde, nachdem die Bleche im gewünschten Ausmaß voll in das Bad eingetaucht
waren, die anfängliche Stromstärke und anschließend die Stromstärke nach 15, 30 und 60 Sekunden registriert. Die Dicke
der Beschichtung in mils wurde gemessen und das Aussehen des
Films wurde festgestellt und registriert.
Der Apparat, der für die Durchführung der Blektrobeschichtung
verwendet wurde,, war eine zinnbesehichtete Stahldose von
1-gal. (3,785 1) Fassungsvermögen. In diese Dose wurde das
Testblech gehängt, bis etwa 3/4 des Bleches im Bad eintauchten.
Nach einer Minute wurde das Blech herausgenommen. Die Dose wurde geerdet und diente als Kathode, während der Hänger,
von dem jedes Blech herabhing, mit dem positiven Pol der Strom uelle verbunden war, so daß ias Blech als Anode des
elektrischen Stromkreises diente.
009849/1739
-27-
Die Elektrobeschichtungsdaten und die erhaltenen Ergebnisse
sind in der nachfolgenden Tabelle I wiederbeleben.
Tabelle | I | Ansatz 2 | Ansatz 3 | Ansatz 4 | |
Ansatz 1 | 300 | 400 | 500 | ||
EMK-Einstellung | 200 | 280 | 370 | 460 | |
Anfängliche Spannung |
182 | 290 | 390 | 490 | |
Endspannung | 190 | 0,25 | 0,30 | 0,36 | |
Anfängliche Strom stärke Amp. |
0,19 | 0,09 | 0,10 | 0,08 | |
Amp* nach 15 Sek. | 0,10 | 0,07 | 0,06 | 0,06 | |
Amp. nach 50 *>e-fc. | 0,06 | 0,05 | 0,05 | 0,04 | |
Endatromstärke | 0,05 | 0,50 | 0,75 | 0,95 | |
Dicke des Kroer- schlages (mils) |
0,25 | 0,0127 | 0,0191 | 0,0241 | |
(ram) | 0,00635 |
Der, Umgriff der oben beschriebenen Elektrobeechichtungsanstrichmasse
wurde ebenfalls festgestellt, indem in das Bad ein Stahlrohr von 3/8 innerem Durchmesser eingetaucht wurde,
in das diametrisch ein 20-gauge Stafelstreifen eingesetzt
war. Das Rohr mit dem Stahlstreifen wurde 15 Sekunden lang beschichtet mit einer vorgegebenen Spannung von 300 Volt. Die
Entfernung, bis zu der sich der abgeschiedene Film von der
Öffnung des Rohres aus erstreckte, wurde gemessen, und zwar für verschiedene EMK-Einstellungen. Die Entfernung in cm gab
den Umgriff wieder.
Die in Tabelle I angegebenen Daten zeigen, daß das Bindemittel gemäß dieser Erfindung ein ausgezeichnetes hohes
Spannungsvermögen besitzt, wie durch die erhöhten mäßigen.
Dicken des Niederschlages und die mäßigen erzielten Stromstärken bei zunehmend erhöhten EMK-Einstellungen beweisen.
Außerdem zeigt die Tatsache, daß kein Reißen auftrat, bis die EMK-Einsteilung 600 Volt betrug, das ausgezeichnete
hohe Abscheidespannungs-Vermögen. Ein niedriges Abscheidespannungs-Vermögen
wurde durch die mäßig dicke Abscheidung bei einer EMK-Einsteilung von 200 Volt angezeigt. Die mit
diesem Bindemittel erhaltenen Oberzüge waren in der Regel glatt und glänzend in ihrer Erscheiung, insbesondere diejenigen
bei EMK von 400 und 500. Alle ^leche, die mit diesem
Elektrobeschichtungsbad beschichtet wurden, zeigten eine ausgezeichnete
Abwaschfähigkeit, was anzeigt, daß der Verschleppungsverlust, wenn überhaupt, leicht abwaschbar sei
und so kein bemerkenswertes Problem darstellte. Der Umgriff wurde bei einer EMK von 300 Volt gemessen und mit 5 cm
festgestellt, was ein sehr guter Umgriff bei dieser Spannung ist.
Dieses Beispiel erläutert die vorliegende Erfindung, wobei 70 i» der zur Umsetzung mit den Anhydridgruppen des Adduktes
erforderlichen theoretischen Menge o-Toluidin verwendet
wurde»
Das Reaktionsgefäß wurde mit 1200 Teilen eines modifizierten trocknenden Öles beschickt, das aus einem Copolymerisat
aus 80 Gewv^ Leinöl und 20 Gew.# Cyclopentadien bestand.
009849/1739 ~29~
Zu diesem vorgegebenen Öl wurden 147 Teile Maleinsäureanhydrid zugegeben, und die Mischung wurde auf etwa 205° C
(400° F) erhitzt und 2 Stunden und 40 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, um das Addukt zu bilden. Das Erhitzen
wurde dann nicht weiter fortgesetzt und nachdem das Reaktionsgemisch
auf 82° C (180° P) abgekühlt war, wurden
570 Teile tertiäres Butanol, ein polares Lösungsmittel, zugegeben.
Das die Adduktlösung enthaltende Reaktionsgefäß wurde mit 113 Teilen o-Toluidin beschickt und 1 Stunde lang auf
einer Temperatur von 65° C (150° F) gehalten. Die erhaltene
Harzlösung hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen von 68,8 Gew.Prozenten, eine Viskosität von 126 Stokes und
eine Säurezahl von 56,2. Nachdem die Aeiditüt bestimmt worden war, wurde Diäthanolamin in einer Menge entsprechend 40 fi
der
der zur Neutralisation der Acidität in/Harzlösung erforderlichen
theoretischen Menge zugegeben, um das Produkt weiter zu neutralisieren, so daß eine Harzlösung wasserlöslich
sein würde. Diese Dispersion wurde unverzüglich mit einer genügenden Menge Wasser verdünnt, um ein Elektrobeschichtungsbad
zu erhalten, das ein Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen in Höhe von 6 Gew.Prozenten aufwies.
Das Bad wurde dann ausgewertet, wobei die Elektrobeschichtungsapparatur
und Verfahrensweise gemäß Beispiel 1 angewandt wurde. Die Elektrobeschichtungsdaten für diese Auswertung
sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. ;■;'■·■ - - BAD ORIGINAL
-30-009849/1739
EMK-Einsteilung
Anfängliche Spannung
Endspannung
Anfängliche Stromstärke Amp. nach 15 Sek.
Amp. nach 30 Sek. Endstromstärke
Dicke des .Niederschlages (mils) 0,4
Tabelle | II | • |
Ansatz 1 | Ansatz 2 | Ansatz 3 |
300 | 400 | 500 |
280 | 370 | 460 |
295 | 390 | 490 |
0,23 | 0,26 | 0,35 |
0,08 | 0,08 | 0,10 |
0,05 | 0,05 | 0,06 |
0,04 | 0,04 | 0,04 |
0,4 | 0,5 | 1,0 |
0,0102 | 0,0127 | 0,0254 |
Der Umgriff wurde ebenfalls mit der Einrichtung und der
Verfahrensweise gemäß Beispiel 1 festgestellt. Wie durch die Ergebnisse bei EMK-Einstellungen von 300, 400 und 500 Volt
bewiesen wird, zeigt das Bindemittel ein sehr gutes hohes Abscheidespannungs-Yermögen. Im allgemeinen waren die Niederschläge
glatt und glänzend bei allen EMK-Einstellungen. Der Umgriff des Harzsystems wurde mit 7,0 cm bei einer EMK-Einstellung
von 500 Volt festgestellt. Dies ist natürlich ein ausgezeichneter Umgriff.
Dieses Beispiel erläutert das Harzsystem gemäß der Erfindung, wobei 95 ί>
der zur Reaktion mit den. Anhydridgruppen erforderlichen
theoretischen Menge an Anilin verwendet wurde.
009849/1739
Es wurde wie Im Beispiel 1 beschrieben eine Addukt-Lösung
in tertiärem Butanpl hergestellt und bei 65° C (150° F) mit
104 Teilen Anilin umgesetzt, wobei die Temperatur 1 Stunde lang gehalten wurde. Die Menge an Anilin betrug 95 i° der zur
Umsetzung mit dem Addufct erforderlichen theoretischen Menge. Die erhaltene Lösung hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen
Peststoffen in Höhe von 68,8 #, eine Viskosität von 120 Stokes
undB.einer Säurezahl von 56,8. Die Harzlösung war nicht in
Wasser löslich. Nachdem die Acidität bestimmt worden war, wurden 60 f der zur Umsetzung mit der Acidität der Harzlösung
erforderlichen Menge an Diisopropanolamin zu der Lösung gegeben, um ein wasserlösliches Harzbindemittel herzustellen.
Dieses Harzbindemittel wurde unverzüglich mit einer ausreichenden Menge Wasser verdünnt, um ein Elektrobeschichtungsbad
tait einem Gehalt an nicht flüchtigen Peststoffen in
Höhe'von 6 Gewichtsprozenten und einem pH-Wert von 8,6 zu erhalten. Das Bad wurde dann unter Verwendung der Elektrobesehichtungsapparatur
und Verfahrensweise des Beispiels 1 ausgewertet. Die Elektrobeschiehtungadaten für diese Auswertung
sind' in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
-32-
009849/1739
Ansatz 1 | Ansatz 2 | - 32 - | Ansatz 4 | 30 | 1595283 | Ansatz 6 | |
100 | 200 | Tabelle III | 400 | 10 | 600 | ||
92 | 185 | Ansatz 3 | 368 | 09 | Ansatz 5 | 555 | |
EMK-Einstel- lung |
98 | 192 | 300 | 385 | 06 | 500 | 580 |
Anfängliche Spannung |
0,13 | 0,25 | 275 | 0, | 55 | 460 | 0,37 |
Endspannung | 0,07 | 0,11 | 290 | 0, | 014 | 485 | 0,11 |
Anfängliche Stromstärke |
0,06 | 0,09 | 0,26 | 0, | 0,35 | 0,09 | |
* Amp. nach 15 Sek. |
0,05 | 0,06 | 0,10 | 0, | 0,10 | 0,06 | |
Amp. nach 30 Sek. |
0,30 | 0,75 | 0,08 | 0, | 0,09 | 0,90 | |
Endstromstärke | 0,0076 : | 0,0191 | 0,05 | 0, | 0,06 | 0,0229 | |
Dicke des Niederschlages (mils) |
0,48 | 0,85 | |||||
(mm) | 0,0122 | 0,0216 | |||||
Der Umgriff wurde ebenfalls mit der Apparatur und Verfahrensweise des
. Beispiels 1 festgestellt. Wie durch die Ergebnisse bei EMK-Einstellungen
von 400, 500 und 600 V bewiesen wird, zeigte das Bindemittel ein sehr gutes hohes Abscheidespannungs-Vermögen. Die Überzüge waren im
allgemeinen bei EMK's von 400-600 glatt und glänzend und zeigten wenig
oder keinen Apfelsineneffekt und waren sehr gleichmäßig. Der Umgriff wurde mit 4,4 cm bei einer EMK von 300 V und mit 5,6 cm bei einer EMK
von 500 V festgestellt. Damit hatte das Bad einen ausgezeichneten Umgriff. .
_ie Korrosionsbeständigkeit des Bleches 5 der Tabelle II wurde dann
nach de« Salzsprühtest bestimmt. Bei diesem Korroeionstest wurde das
009849/1739 bad ob.Qinal .„.
unbeschichtete 1/6 des Bleches in einen lösungsmittelverdünnten
an der luft trocknenden Primer getaucht, um den eingebrannten,
beschichteten Bereich während der nachfolgenden Salzsprüheinwirkung von irgendeiner Korrosion zu schützen,
die anderen falls von den unbeschichteten Teilen während des
Verlaufs des Salzsprühtestes einwandern könnten. Zwei 91'
(5,08 cm) Linien wurden auf eine Seite des Bleches in Form
eines "X* eingeritzt. Das geritzte Blech wurde dann in ein
Gestell gelegt, so daß es in einem Winkel von 15 # von der
Vertikalen lag, wobei der 1/6 Teil des Bleches den unteren
Teil bildete. Das Gestell mit dem darauf gelegten Blech wurde dann in einen Salzsprühkasten gestellt, wo es mit einer
5 #-igen wässrigen Salzlösung bei 32 - 35° G (90 - 95° ϊ1) besprüht
wurde. Fach 238-stündiger Einwirkung wurde das Blech
aus dem Salzsprühkasten entfernt, mit Wasser gespült und mit
Papiertaschentüchern trocken getupft. Abdeckband, 2,54 cm breit, wurde fest auf eines der Beine des nXw geklebt und
dann schnell abgerissen oder zurückgerissen um T8Q°, wobei
das Aufkleben und die Entfernung des Bandes innerhalb 5 Min. nach Entfernung des Bleches aus dem Salzsprühkaaten erfolgte.
Bei Oberprüfung des Bleches nach Entfernung des Klebebandes
wurde festgestellt, daß dort, wo der Überzug mit dem Band
entfernt war, der entfernte Überzug sich über weniger als
0,16 cm (1/16'') von der eingeritzten Linie breit erstreckte.
Diese minimale Entfernung von Überzug oder minimale * creep11
zeigte die gute Haftfähigkeit, die der Überzug an dem Blech
besaß, und die gewünschte Korrosionsbeständigkeit. Andere beschichtete oder nicht geritzte Teile des Bleches, die dem
Salzsprühtest ausgesetzt waren, zeigten nur unbedeutende
001849/1739 -34.
Roststellen und ließen keine Blasenbildung oder andere Fehler erkennen.
Ein Teil des Reaktionsproduktes aus Anilin und dem Addukt, das gemäß Beispiel 3 erhalten wurde, wurde isoliert und in
einen Behälter gefüllt. Zu dieser Lösung wurden 40 i>
der theoretisch zur Reaktion mit der Acidität der Harzlösung
erforderlichen Menge an Daäthanolamin gegeben. Biese Dispersion
wurde unverzüglich verdünnt, um ein Slektrobeschichtungsbad mit einem pH von 8,7 und einem Gehalt an nichtflüchtigen Peststoffen von 6 Gewichtsprozenten herzustellen.
Dieses Bad wurde wie im Beispiel 1 beschrieben verwertet. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle IV wiedergegeben.
Der Umgriff wurde ebenfalls wie im Beispiel 1 beschrieben
gemessen und mit 5,6 cm bei 300 V festgestellt. Dies ist naturgemäß ein guter Umgriff.
Tabelle IY
Ansatz 1 Ansatz 2 Ansatz 3 Ansatz 4
Ansatz 1 Ansatz 2 Ansatz 3 Ansatz 4
EMK-Einstellung | 200 | 300 | 400 | 500 |
Anfängliche Spannung |
185 | 280 | 350 | 460 |
Endspannung | 195 | 290 | 385 | 480 |
Anfängliche Stromstärke |
0,15 | 0,22 | 0,35 | .0,40 |
Amp. nach 15 Sek. |
0,05 | 0,1.1 | 0,11 | 0,10 |
009849/1739 -35-
Amp. nach 30 Sek. 0,04 0,09 0,06 0,07
Endstromstärke 0,03 0,05 0,04 0,05
Dicke des Niederschlages (mils) 0,35 0,60 0,70 0,90
.(mm) 0,0089 0,0152 0,0178 0,0229
Die in Tabelle IV wiedergegebenen Daten zeigen, daß das Harzbindemittel,
ein sehr gutes hohes Abscheidespannungs-Vertnögen
hatte, da mäßig dicke Niederschläge bei EKK*a von 400 und
erhalten und annehmbare Stromstärken bei diesen EHK's gemessen
wurden. Ein gutes niedriges Abseheidespannungs-Vermö^en wurde ebenfalls festgestellt, wie durch die Daten gezeigt
wird. Die Niederschläge waren im allgemeinen 3ehr
glatt und sehr gleichmäßig. Verstreute Wasserflecken wurden
bei höheren EMK1s festgestellt, obgleich im allgemeinen die
Abscheidung in allen 4 Ansätzen ausgezeichnet war. Das Abspülen
war mäßig bis gut, was anzeigt, daß der Verschleppungsveriust,
falls überhaupt, durch das Waschen in guten Quantitäten entfernt wurde.
Ein Reaktionsgefäß vurde mit 1.200 Teilen eines modifizierten
trocknenden Öles bestehend aus einem Copolymer (Admerol
75) aus 80 Gewiehtsprozenten Leinöl und 20 Gewichtsprozenten Cyclopentadien beschickt. Zu diesem Öl wurden 148 Teile Maleinsäureanhydrid
gegeben. Die Mischung wurde auf etwa 205° C (400° F) erhitzt und etwa 4 Stunden lang auf oder nahe dieser
Temperatur gehalten, um das Maleinsäureaddukt zu bilden.
009849/1739 bad origins _36_
1S9S283
Dann wurde das Erhitzen nicht fortgesetzt» und die Beak«
tioasmieehtmg.auf 150° G (300° F) abgekühlt, wenaeh BlB fei«
Ie tertiäres Butanol gugefügt wurden, um den Visküsitätsan«
stieg zu stoppen und se die Reaktion sbgusehreoken* Die verdünnte Lösung wurde in zwei felle A und B aufgeteilt* Böö
feile der Lösung A wurden auf 65Ö C (150ö ff) abgekühlt» M
der abgekühlten Lösung wurde« 2913 feile Anilin gegeben« Die
Menge des Anilins entspricht 50 # der 2ur Uffisetgtmg siit dem
Anhydridsddukt benötigten theeretisöhen Menge* Sie feffipera«
tür wurde 1 Stunde lang auf 65Ö O (15ÖÖ ΐ1) gehalten<
Sie erhaltene Hsrzlösüng hatte eine Säuregahi γόη;.|7,Ö, §£nea
ßehait as sieht flfiebtigeii feststoff en vöu 6§^2 ηηά sine
Viskosität You 6β,2 S'tokee« Üe war üieht
kfis Äfflifisslg gebildet war, wl& dureh
festgestellt Würde*
die Aeiditlt wie oben besehriebeii Mä timrot Wördeö
mrieü 40 # der zur lietitralisatiön der erwähnten
tat erförderliöheri M#nge Sn SÜthöfiölamiii isü der
, MtQ eirie WaSSeriöslieiit Biödei&iiteldfisperöiön
M§&€ Mäpemim warie iiiwer2ügli<sft mit Wasser
Wobei §iü Ei©ktf6tegiriiiciitiiiigSbai mit eiiSem Gehalt
MeM flticitige« fefftatöff#n von 6 §eWiehtSprözenten
e1* Öse Bod (A) Wurde dann in der ifft Beispiel 1
ö Elekiröbgiöfeiofetttiigeföppäratttr üÄd üaitef Aöd#ff
i&H be&'cKfi©bereit Verfahrefig SusgeWeirteti Sie
οίΜ ifitteii in faböllt f
feile der
##ü4§/1fli BAD ORIGINAL
wurden ebenfalls auf 65° G (150° F) abgekühlt. Zu dieser abgekühlten
Lösung wurden 14,6 Teile Anilin gegeben. Die Anilinmenge entspricht etwa 25 $>
der zur Reaktion mit dem Anhydridaddukt erforderlichen theoretischen Menge. Die Temperatur
wurde eine Stunde auf 65° C (150° F) gehalten. Die sich ergebende Lasung hatte eine Säurezahl von 58,4, einen Gehalt
an nicht flüchtigen Peststoffen von 69,5 und eine Viskosität von 37,8 Stokes. Nachdem die Acidität dieser Lösung bestimmt worden war, wurden 40 $> der zur Reaktion mit der genannten
Acidität erforderlichen Menge an Diäthanolamin zugegeben, um eine Bindemitteldispersion herzustellen. Unverzüglich danach wurde genügend Wasser zu dieser Bindemitteldispersion gegeben, um ein Elektrobeschichtungsbad mit einem Gehalt an nioht
flüchtigen Feststoffen von 6 Gewichtsprozenten herzustellen. Dieses Bad (B) wurde ebenfalls unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Elektrobeschichtungsapparatur und Verfahrenstechnik ausgewertet. Die Daten dieser Auswertung sind in der.Tabelle V wiedergegeben.
an nicht flüchtigen Peststoffen von 69,5 und eine Viskosität von 37,8 Stokes. Nachdem die Acidität dieser Lösung bestimmt worden war, wurden 40 $> der zur Reaktion mit der genannten
Acidität erforderlichen Menge an Diäthanolamin zugegeben, um eine Bindemitteldispersion herzustellen. Unverzüglich danach wurde genügend Wasser zu dieser Bindemitteldispersion gegeben, um ein Elektrobeschichtungsbad mit einem Gehalt an nioht
flüchtigen Feststoffen von 6 Gewichtsprozenten herzustellen. Dieses Bad (B) wurde ebenfalls unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Elektrobeschichtungsapparatur und Verfahrenstechnik ausgewertet. Die Daten dieser Auswertung sind in der.Tabelle V wiedergegeben.
-38-
009849/1739
Ansatz | 1 Ansatz | Tabelle V | 3 Ansatz 4 | Bad Β . | Aneatz 2 | |
300 . | 400 | Bad A | 600 | Anaatz 1 | 500 | |
280 | 370 | 2 Ansatz | 555 | 300 | — | |
EMK-Einsteilung | 290 | 388 | 500 | . 590 | 250 | — |
!Anfängliche Spannung . |
0,15 | 0,24 | 465 | 0,33 | 298 | ■ . — |
Sndspannung | 0,06 | 0,06 | 490 | 0,06 | 0,52 | —— |
infangliche Stromstärke |
0,05 | 0,05 | 0,30 | 0,05 | 0,01 | — |
imp. nach 15 3ek. |
0,03 | 0,03 | 0,07 | 0,03 | 0,00 | — |
imp. nach 30 3ek. |
0,45 | 0,60 | 0,04 | 1,1 | 0,00 | |
Sndstromstärke | 0,02 | 0,00 | ||||
Dicke des Nie- lerschlages (mils) |
0,90 | |||||
0,0114 0,0152 0,0229 0,02794 0,00
Die aus Bad A abgeschiedenen Filme zeigten ein hohes Abscheidespannungs-Vermögen,
was sich aus den steigenden mäßigen Stärken der Niederschläge und den mäßigen Amperezahlen
ergibt, die in progressiv höheren EMK-Einetellungen erhalten
wurden. Die Filme waren im allgeneinen glänzend und sehr
gleichmäßig. Bei 600 7 wurde ein feiner Apfelsinenschaleneffekt und einige Wasserflecken festgestellt. Der Film war
aber ansonsten günstig zu beurteilen. Etwas Gasbildung und Wasserflecken wurde auch bei EMK's von 3QO und400 festgestellt;
bei diesen EMK-Eins teilungen waren die Filme jedoch
im allgemeinen zufriedeneteilend. Der Umgriff wurde nach dem
im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ermittelt und mit
009849/1739^^ original _y
3,9 cm bei 300 V und G,2 cm bei 600 V festgestellt. Da der
H1IIm ein .ausgezeichnetes hohes Abscheidespannungs-Vermögen
hatte,.ist der Umgriff bei 600 V der genauere Wert.
Die versuchte Elektrobeschichtungsverwertung mit Bad B war,
wie die Tabelle zei^t, ein Fehlschlag. Nach 30 Sekunden wurde
keine Stromstärke gemessen und keine Adhäsion gleich welcher Art wurde festgestellt. Wenn also das Addukt mit nur 25 # der
An-Ilinme.n^e umgesetzt wird, die theoretisch mit dem Addukt
reagieren konnte, kann das erhaltene Bindemittel nicht wirksam
für die Elektrobeschichtung verwendet werden.
Beiariel 6
Die Acidität eines Teiles der gemäQ Beispiel 5 hergestellten
Binderei ttoldispersion Λ wurde bestimmt und 60 $>
der zur Um-. Setzung nut dieser Acidität erforderlichen Mengen DiiSOpropanolamin
wurden zu der Dispersion gegeben, um ein wasserlösliche« Bindemittel herzustellen. Nach Zugabe des DiiSö- '
propanolan-.ins wurde die Dispersion unverzüglich mit einer genügenden
Knnge Wasser verdünnt, um ein Bad mit einem Gehalt
an nicht flüchtigen Feststoffen von 6 Gewichtsprozenten und einer Leitfähigkeit von 261 herzustellen* Dieses Bad wurde
dann aln Elektrobeschichtungsbad unter Verwendung der im
Beispiel 1 beschriebenen Apparatur und Verfahrenetechrtik ausgewertet.
Die Daten dieser Auswertung sind in der nachfolgenden
Tnbfille wiedergegeben.
BAD ORIGINAL
^t"
©op 4a
0as 8A9/17 39
EMK-Einsteilung | 100 | 300 | 400 | 500 |
Anfängliche Spannung |
90 | 280 | 365 | 460 |
Endspannung | 95 | 295 | 390 | 490 |
Anfängliche Stromstärke |
0,14 | 0,22 | 0,32 | Q..138 |
Amp. nach 15 Sek. . |
0,05 | 0,08 | 0,10 | 0,10 |
Amp. nach 30 Sek. |
0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,06 |
Endstromstärke | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
Dicke des Niederschlages
(mils) 0,09 0,35 0,60 0,75
(mils) 0,09 0,35 0,60 0,75
(mm) . 0,0023 0,00635 0,0152 0,0191
Die Daten der Tabelle VI zeigen ein ausgezeichnetes hohes
Abscheidespannungs-Vermögen mit Bezug auf die 400 und 500 EMK-Ein3tellungen und ein ausgezeichnetes niedriges Abscheidespannungs-VeriEögen,
insbesondere mit Bezug auf die 100 EMKX Einstellung. Die Abscheidung war ausgezeichnet bei allen EMK-Einstellungen,
insbesondere bei den höheren Einstellungen. Im allgemeinen waren die Filme glänzend und glatt, und die Stärke
der Filme war sehr gleichmäßig. Da keine Iiisse erzeugt wur-t
den, könnten die Filme möglicherweise noch bei höheren EMK1s
erzeugt werden. Der Umgriff des Bades vnirde ebenfalls festgestellt
und mit 3,7 cm bei 300 V una 4,4 cm bei 500 V gefunden.
Dien sind annehmbare Umgrji fc <■
-41
9/1739 bad original
Beispiel 7 : ■
Das Reaktiönsgefäß wurde mit 1.200 Teilen eines modifizierten
trocknenden Öls bestehend aus einem Copolymerisat (Admerol
75) von 80 ,Gewichtsprozenten Leinöl und 20 Gewichtsprozenten
Cyclopentadien beschickt. Zu dem eingefüllten Öl wurden H8
Teile Maleinsäureanhydrid gegeben. Die Mischung wurde dann . auf etwa 205° G (400° F) erhitzt und etwa 3 1/2 Stunden auf
dieser Temperatur gehalten, um das Maleinsäureaddukt zu
bilden. Dann wurde das Erhitzen nicht weiter fortgesetzt und die Reaktionsmasse auf 82° G (180° F) abgekühlt. Bei dieser
Temperatur wurden 634 Teile tertiäres Butanol zugegeben, um
die Reaktion abzukühlen und den Viskositätsanstieg abzustoppen. Nach 45 Min., wenn die Temperatur auf 65° G (150° F)
gefallen war, wurden über einen Zeitraum von einer Stunde und 5 Min. 128 Teile gemischter Xylidine zugegeben. Die so hergestellte
Lösung hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen -Feststoffen von 67,2 Gewichtsprozenten, eine Viskosität von
61 Stokes und eine Säurezahl von 56,4. 40 $>
der zur Um-Setzung mit der Acidität in dieser Lösung erforderlichen
Menge an Diethanolamin wurden zugegeben, um eine Harzbindemi tteldis pe raon herzustellen. Diese Dispersion wurde unverzüglich
verdünnt, um ein Elektrobeschichtungabad mit einem
Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen von 6 Gewichtsprozenten,
einer Leitfähigkeit von 239 und einem pH-Wert von 8,75
herzustellen. Das Bad hatte die Konsistenz einer glatten
Öl in V/as3er Emulsion. Das Bad wurde dann unter V^rweiidurt-jj
der ElektrobouchLchturigaanordnung und Verfahrenstechnik von
Be iH.p Lei 1 ausgewertet. Dia Daton dieser Ana Wertung1 tiind Ln
s BAD ORIGINAL
0 0 9^9/173 9 · " ι-
der nachfolgenden Tabelle wie.dexg-ege.ben..
Tabelle VII | Ansatz 2 | Anaatz 3 | |
Ansatz 1 | 400 | 500 | |
EMK-Einstellung | 300 | -365.. | 455 |
Anfängliche Spannung | 279 | 385 | 490 |
Endspannung | 290 | 0,34 | 0,35 |
Anfängliche Strom stärke |
0,25 | 0,10 | 0,07 |
Amp. nach 15 Sek. | 0,08 | 0,06 | 0,05 |
Amp. nach 30 Sek. | 0,06 | 0,04 | 0,02 |
End s troma tärfce | 0,04 | 0,80 | 0,92 |
Dicke des Nieder schlages (mils7 |
0,45 | 0,0203 | 0,0234 |
(mm) | 0,0114 | ||
Die Daten der Tabelle VII zeigen, daB das Bad ein hohes Abscheidespannungs-Vermögen
hatte, was durch die progressivansteigenden Pilmdicken und mäSigen Amperezahlen angezeigt
wird. Die Filme waren im übrigen sehr glatt und glänzend, nur
verstreute Wasserflecken und geringe oder keine Rauheit zeigend.
Die Abscheidung wurde als ausgezeichnet angesehen und das A.bv/T.3chen (wash-off) als sehr annehmbar. Der Umgriff
wurde ermittelt und mit 5,5 cm bei 300 V festgestellt, d.h.
der Umgriff ist ausgezeichnet.
Dioaen BsiupieL erläutert die vorliegende iS fix.ian·: wobii
70 '> >ler zur steak tion mit den AnhydrLdgruppon dia Adlukt-rt
e : i\)r· i'j-1 i 'b-iii th-ϊθΓβ t,IiJi;h«n Menge an Me ühylaai Lit, .ue;.,
009340/1719 ' v-
ORlGlNAL
sekundären aromatischen Amin) verwendet werden. Das Reaktionsgefäß
wurde mit 1.185,8 Teilen eines modifizierten trocknenden Öls bestehend aus einem Copolymerisat aus 80 Gewichtsprozenten
leinöl und 20 Gewichtsprozenten Cyclopentadien beschickt. Zu dem vorgelegten Öl wurden 146,2Teile Maleinsäureanhydrid
gegeben und die Mischung wurde auf etwa 205° C, (400° F) erhitzt und auf dieser Temperatur 23tunderi*
und 30 Minuten gehalten. JIe Temperatur wurde dann auf 221 C
(430° F) erhöht und auf dieser Höhe weitere 2 Stunden gehalten,
um das Addukt zu bilden. Dann wurde das Erhitzen nicht
weiter fortgesetzt, und 544 Teile tertiäres Butanol wurden
zugei'iigt, nachdem das Reaktionsgemisch auf 82° G (180° F) abgekühlt
war. Das die Adduktlösung enthaltende KeaktionsgefäQ
wurde dann mit 112 Teilen Methylaniiin beschickt und auf
einer Temperatur von 71° C (160° P) 50 f'.inuten lang gehalten.
Die sich ergebende Harzlösung hatte einen Gehalt an nicht
flüchtigen Feststoffen in Höhe von 66,4 Gewichtsprozenten, eine Viskosität von 45 Stokes und eine oäuresahl von 56,2.
Nachdem die "cidität bestimmt worden war, vrurien 40 '/» der zur
vollständigen Neutralisation der Acidität des Harzes erforderlichen
theoretischen Men.^e an Diethanolamin zugegeben, um
das.Produkt weiter zn neutralisieren, so da3 die Harzhlösung
wasserlöslich würde. Diese Dispersion vmrde unverzüglich mit
einer ausreichenden Menge Wasser verdünnt, ui: ein Elektrobeschichtun
;sbad mit einem Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen
von 6 'Jewichts-ii herzustellen.
Das Bad -^= iarin ausgewertet, wobei dii? in Heisyiol 1 bcschrieb_er1Kj^
jj 'Ί robeschicLturtsappr-r^tur un-5 Veri'i}:rensv7pisi!
009 8^.9/1739 _44„
angewendet wurden. Die Elektrobeschichtungsdaten sind in der folgenden Tabelle VIII wiedergegeben»
< | Tabelle | 0,0203 | VIII | Ansatz 3 |
Ansatz 1 | Ansatz 2 | 300 | ||
EMK-Einstellung | 100 | 200 | 85 | |
Anfängliche Spannung | 177 | 260 | 94 | |
Endspannung | 193 | 280 | 0,28 | |
Anfängliehe Strom stärke |
0,39 | 0,55 | 0,13 | |
Amp. nach 15 Sek. | 0,14 | 0,25 | 0,08 | |
Amp. nach 30 Sek. | 0,10 | 0,17 | 0,04 | |
Ends troms tärke | 0,06 | 0,12 | 0,6 | |
Dicke des Niederschlages (mils) 0,8 |
1,35 | 0,0152 | ||
(mm)' | 0,0343 | |||
Der Umgriff wurde ebenfalls mit der Apparatur und nach der in
Beispiel 1 beschriebenen Verfahrenstechnik ermittelt. Wie durch die Ergebnisse bei EMK-Einstellungen von 100, 200 und
300 bewiesen wird * zeigte das Harzbindemittel ein annehmbares
niedriges Abscheidespannungs-Vercnögen. Im allgemeinen waren
die Niederschläge bei den wiedergegebenen EMK1s glatt und
glänzend. Der Umgriff wurde mit 2 cm bei einer EMK von 150 V festgestellt.
Eine gemäß Beispiel 3 hergestellte Harzlösung wurde mit Laokbenzin
verdünnt, bis eine 80 #-ige Lösung erhalten wurde.
0 09849/1739 b*d
T.500 Teile dieser Lösung wurden in ein Reaktionsgefäß gegeben und auf 60° C (140° F) erhitzt. Das Erhitzen wurde
nicht weiter fortgesetzt, und 120 Teile Cyclohexylamin wurden
über einen Zeitraum von 15 Min. langsam zugegeben. Die so in Gang gesetzte Reaktion war exotherm und trieb die Temperatur
auf etwa 93° C (200° F). Bei dieser Temperatur wurden
260 Teile Gollosolve zugegeben. Das resultierende Produkt hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen von
69,6 in, eine Viskosität von 99 Stokes und eine Säurezahl von
53,4, bestimmt durch Titration mit KOH. Zu dieser Lösung wurden 60 io der zur vollständigen Neutralisation der Acidität
erforderlichen theoretischen Menge an Diisopropanolamin gegeben.
Die erhaltene Dispersion wurde unverzüglich mit einer ausreichenden Menge Wasser verdünnt, um ein Bad herzustellen,
das einen Feststoffgehalt von 6 #, eine Leitfähigkeit von
269 und einen pH-Wert von 9»2 hatte. Das Bad wurde dann unter
Verwendung der Elektrobeschichtungsapparatur und Verfahrenstechnik
des Beispiels 1 ausgewertet. Die Daten dieser Auswertung sind .in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben.
-46-
009849/1739
Ansatz 1 | Ansatz 2 | Ansatz 3 | Anaatz 4 | |
EMK-Einste1lung | 100 | 200 | 300 | 400 |
Anfängliche Spannung |
91 | 178 | 270 | 340 |
Endspannung | 98 | 191 | 0,50 | — |
Anfängliche S troms tärke |
0,20 | 0,35 | 0,50 | 0,94 |
Amp. nach 15 Sek. | 0,07 | 0,11 | 0,18 | Unterbrechung |
Amp. nach 30 Sek. | 0,05 | 0,10 | 0,13 | — |
Ends troms tärke | 0,04 | 0,06 | 0,10 | |
Dicke des Mieder schlages (mils) |
0,2 | 0,6 | 1,1 | |
(mm) | 0,00508 | 0,0152 | 0,02794 | — _ |
Die Daten der Tabelle IX aeigen, daß das Bad, das durch Reaktion
des Polycarbonsäureanhydridharzes mit Cyclohexylamin erhalten wurde, keine annehmbaren Elektrobeschichtungseigenschaften
aufwies. Dies wurde durch das schlechte hohe Abscheidespannungs-Vermögen
(Abbrechen bei 400 V) und durch das schlechte nicht annehmbare Abscheidespannungs-Vermögen (eine
starke Gasbildung wurde bei 100 T festgestellt) angezeigt. Die durch die Elektrobeschichtung erzeugten Filme waren
schlecht, indem sie Gasbildung, Äpfelsinenschaleneffekt,
keinen Glanz unä. Gardinenbildung zeigten. Der Umgriff wurde
festgestellt und mit nur 2 cm bei 300 T ermittelt. Das ist
kein annehmbarer Umgriff für Elektrobeachichtungsbäder.
-47-
009849/1739
BAD ORIGINAL
Das Reaktionsgefäß wurde mit 1.037 Teilen eines modifizierten trocknenden Öls bestehend aus einem Copolymerisat (Admerol
7:>- aus 80 Gewichtsprozenten Leinöl und 20 Gewichtsprozenten Cyclopentadien beschickt. * Zu dem vorgelegten Öl wurden
128 T 3.Ie Maleinsäureanhydrid gegeben. Die Mischung wurde
aann nui eiv/a 205° C (400° i?} erhitzt und auf dieser Temperatur
etwa 3 i/2 oid. lan^ gehalten, um das Raleinsäureadduk*u
zu bilden. Das Erhitzen wurde nicht weiter fortgesetzt, und
die lieaktioHEmischung auf 81° G (178° F) abgekühlt. Bei dieser
Temperatur wurden 460 Teile tertiäres Butanol zubegeben.
Durch diese Zugabe wurde das Reaktionsgemisch über einen Zeitraum
von l 1/2 otd. aui 60° C (140° P) abgekühlt. Zu der so
erhaltenen Harzlösung wurden "2 Teile Anilin gegeben, und
die Temperatur vmrde 1 3td. lang unter 82° C (180° P) gehalten. Das durch die Änilin^ugabe erhaltene Produkt hatte
eine Säurer.aM von 55,9,einen Gehalt an nicht flüchtigen
Feststoffen von 69,2 Gewichtsprozenten und eine Viskosität von 162 Stokes.
Die Harzlösung wurde in zwei Portionen A und B aufgeteilt,.
Zu der Portion A wurden 40 f° der zur vollständigen Neutralisation
der Acidität der Lösung erforderlichen Menge an Diäthanolarin
zugegeben. Diese Dispersion wurde unverzüglich mit einer, genügenden Kenge Wasser verdünnt, um ein Eielrtrobeschichtungsbad
mit einem Feststoffgehalt von 6 Gewichtsprozenten,
einer Leitfähigkeit von 272 und einem pH-Wm-t von
8,7 zu erVilien. Diese Lösung wird ElektrobeschicLtunrebad A
benannt. BADORIGINAt
— -'i Ϊ5 —
009849/1739
Zur Harzlösung B wurden 60 # der zur vollständigen Neutralisation
der Acidität der Lösung erforderlichen Menge an Diisopropanolamin
zugegeben. Die erhaltene Bindemitteldispersion wurde unverzüglich mit einer ausreichenden Menge Wasser verdünnt,
um ein Elektrobeschichtungsbad (B) mit einem Peststoffgehalt von 6 Gewichtsprozenten, einer Leitfähigkeit von 230
und einem pH-Wert von 8,9 zu erhalten.
Die beiden Bäder wurden dann unter Verwendung der Elektrobeschichtungsapparatur
und Verfahrensweise des Beispiels 1 ausgewertet. Die Daten dieser Auswertung sind in der nachfolgenden
Tabelle wiedergegeben.
I I |
Ansatz 1 |
280 | Ansatz 2 |
Bad | Tabelle | X | Ansatz 5 |
B a | d B | Ansatz 8 |
|
• | ,{ · CMK-Einstellung 300 |
292 | 400 | Ansatz 3 |
A | 300 | Ansatz 6 |
Ansatz 7 |
600 | ||
Anfängliche Spannung . |
0,25 | 370 | 500 | Ansatz | 280 | 400 | 500 | 560 | |||
"ndspannung | 0,08 | 388 | 465 | 600 | 295 | 370 | 460 | 580 | |||
Anfängliche Stromstärke |
0,06 | 0,25 | 485 | 555 | 0,20 | 390 | 490 | 0,35 | |||
Lmp. nach 15 Sek. |
0,04 | 0,08 | 0,30 | 580 | 0,07 | 0,24 | 0,30 | 0,09 | |||
Lap. nach 50 Sek. |
Dicke des,Nie derschlages (mile) , 0,20 |
0,06 | 0,08 | 0,38 | 0,05 | 0,07 | 0,06 | 0,06 | |||
Sndstrom- stärke |
(sua) | 0,04 | 0,06 | 0>07 | 0,03 | 0,05 | 0,05 | 0,04 | |||
0,25 | 0,04 | 0,05 | 0,21 | 0,03 | 0,03 | 0,65 | |||||
. 0,50 | 0,04 | 0,00533 | 0,30 | 0,40 | 0,0165 | ||||||
°»OO555O,00635 Ö.O127 | 0,85 | 0.0076 | 0,0102 | ||||||||
0,0216 | |||||||||||
Die Daten zeigen, daß beide Bäder Filaao erseugten, die einen
ausgezeichneten Abepüleffskt hatten, waa angeigt, daß der
009849/1739 - OR101NAU-«- : . .^ ,
Verschleppungsverlust entweder ausgeräumt oder leicht abwaschbar
war. Im allgemeinen waren die Ergebnisse mit Bad A sehr gut, insbesondere bei den höheren EMK's. Bei den niedrigeren
EMK's wurde eine leichte Gasbildung und die Abwesenheit Von Glanzbildung bemerkt, welches die einzigen
schlechten Eigenschaften des sonst annehmbaren Films waren.-Ein
mäßiger Apfelsinenschaleneffekt wurde bei EMK's von 500
und 600 festgestellt. Im allgemeinen waren aber die in allen
Ansätzen erzeugten Filme sehr gut. Der Umgriff von Bad A wurde bestimmt und mit 4,8 cm bei 500 V und 6,3 cm bei 500 V
gemessen.
Die Daten zeigen auch, daß Bad B sehr gute Filme lieferte
und daß der Verschleppungsverlust, wenn überhaupt, leicht abwaschbar war. Bei EMK's von 400, 500 und 600 wurde ein
mäßiger Apfelsinenschaleneffekt festgestellt. Im allgemeinen
wurden aber sehr glatte und glänzende Filme erhalten. Ein insgesamt guter FIuS zeigte an, daß die Abscheidungen für
die Elektrobeschichtung recht annehmbar waren. Der Umgriff von Bad B wurde gemessen und mit 6 cm bei 400 V und 4,3 cm
bei 300 Y gefunden. :
Sin Risaktionsgefäß wurde mit 1.185,8 Teilen eines modifi- ■
zierten trocknenden Ölss bis stehend aus einsm Copolymerisat
(Admsrol 75) 'auo 80 G^wiGhtapronsnten leinöl und 20 Gewichtaprosseirtsm
Cyclopentadien beschickt.-Pas di@s©s öl anthaltende
Rsaktionsgefä& wurd© weit?1I1JiLn mit 146,2 Teilen Maleinsäureanhydrid
uM £6 Teilen MathylcArbltol (BM tky lather you Di-
θ 4. ί* / ι 7 3 8 BAD ORIGIN^ " CQpY
äthantlglykol) beschickt. Die Reaktionsmiachung wurde auf 193° C (380° P) erhitzt und 6 Std. lang auf dieser Temperatur
gehalten. Das Erhitzen wurde nicht weiter fortgesetzt, und die Reaktionsmischung auf 82° C (180° P) abgekühlt. Bei
dieser Temperatur wurden 544,8 Teile tertiäres Butanoi über
einen Zeiträum von 15 Min. zugegeben. Die Zugabe des Butanols kühlte das Reaktionsgemisch auf 65° C (150° P) ab. Zu der
Harzlösung wurden 130 Teile Morpholin gegeben. Diese Morpholinmenge
entspricht 50 # der theoretischen Menge, die mit
dem Anhydrid der Harzlösung reagieren könnte. Während der Morpholinzugabe wurde die Reaktion mit Luft gekühlt. Das Reaktionsgemiseh
wurde 1/2 Stunde lang auf einer Temperatur von
etwa 65 - 77° C (150 - 170° P) gehalten.
Die erhaltene Harzlösung hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen Peststoffen von 71,7, eine Viskosität von 205 Stokes
und eine Säurezahl von 54· Da sich in der Harzlösung ein Salz
gebildet hatte, war kein weiteres Ämin erforderlich, um die Lösung wasserlöslich zu machen.
Die Bindemitteldispersion wurde unverzüglich mit einer ausreichenden
Menge Wasser verdünnt, um ein Bad mit einem Gehalt an nicht flüchtigen Peststoffen von 6 $, einem pH-Wert
von 7,4 und einer Leitfähigkeit von 356 zu erhalten.
Das Bad wurde unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Elektrobeschiehtungsapparatür und Verfahrensweise ausgewertet.
Die Daten dieser Auswertung sind in der folgenden Tabelle XI wiedergegeben.
009849/1739 -51-
Ansatz 1 | Ansatz 2 | |
EMK~Ein." te llung | 100 | 200 |
Anfängliche Spannung | 91 | 180 |
Endspannung | 95 | 190 |
Anfängliche Strom stärke |
0,18 | 0,30 |
Amp. nach 15 Sek. | 0,08 | 0,24 |
Amp. nach 30 Sek. | 0,06 | 0,23 |
Endstromstärke | 0,05 | 0,10 |
Dicke des Niederschlages (mils) |
0,8 | 1,5 |
(mm) | 0,0203 | 0,0381 |
Die Baten der Tabelle II zeigen, daß das Elektrobeschichtungsbad
schlechte Niederschläge bei niedrigen EHK-Einsteilungen
von 100 und 200 ergab. Die Filme zeigten Beulen and Flecken und starke Gardinenbildung. Da bereits bei einer
EMK-Einsteilung von 200 eine starke Gardinenbildung festgestellt
wurde, würden höhere SMK1S zur Folge haben, daß der
Film überhaupt nicht haftet. Der Umgriff wurde gemessen und
■mit 2,8 cm bei 300 V festgestellt. Dies ist naturgemäß ein
sehr niedriger und nicht zufriedenstellender Umgriff.
- Beispiel 12
Jas Reaktionsgefäß wurde mit 1.520 Teilen Leinöl, 25 Teilen
Xylol und 480 Teilen Maleinsäureanhydrid beschickt. Der Iniialt
des ReaktionsgefäSes wurde dann über einen Zeitraum von 3 Stunden und 35 Min. auf eine Temperatur von 209° C (408° F)
©rhitztv'um das Maleinsäureaddukt zu bilden. Daan wurde das
009849/173-9 ' „52_
Erhitzen nicht weiter fortgesetzt, und das Reaktionsgemisch auf Zimmertemperatur abgekühlt. 200 Teile 29 $-ige Ammoniaklösung
und 2.300 Teile entionisiertes Wasser wurden zu 1.500 Teilen des Maleinsäureadduktes gegeben. Die Mischung
wurde auf 55° C (130° F) erhitzt und 1 Stunde auf dieser Temperatur gehalten. Nach dieser Zeit wurden weitere 690 Teile
entionisiertes Wasser zugegeben. Die so hergestellte Harzlösung hatte einen Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen von
32,2 'Gewichtsprozenten, einen pH-Wert von 6,2 und eine nicht flüchtige Säurezahl von 172,0.
Die Harzdispersion wurde dann mit einer ausreichenden Menge entionisiertem Wasser verdünnt» um ein Elektrobeschichtungsbad
mit einem Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen von 6 Gewichtsprozenten und einem pH-Wert von 6,7 herzustellen.
Es war keine weitere neutralisation des Harzes erforderlich, da auf diese Art Aainaeisbildung eingetreten war. Das Bad
wurde dann unter Verwendung der Blektrobeschichtungeapparatur
und Verfahrensweise von Beispiel 1 ausgewertet. Die Daten dieser Auswertung sind in der nachfolgenden Tabelle
wiedergegeben.
-53-
008849/
55 - . | Ansatz 2 | 1595283 | |
Tabelle XII | 100 | ||
Ansatz 1 | 50 | Ansatz \ | |
EMK-Eins teilung | 50 | 65 | 150 |
Anfängliche Spannung | 25 | 1,12 | Unterbrechung |
Endspannung | 50 | 0,65 | η |
Anfängliche Strom stärke |
0,60 | 0,57 | η |
Ämp. nach 15 Sek. | 0,40 | 0,52 | (1 |
Amp. nach 50 Sek. | 0,57 | 0,60 | N |
Endstromstärke | 0,54 | 0,0152 | η |
Dicke des Nieder schlages (mils) |
0,40 | η | |
(mm) | 0,0102 | η | |
Die Daten der Tabelle XII zeigen, daß das Bad ein sehr
schlechtes hohes und mittleres Abscheidespannungs-Vermögen
hatte, da bei einer EMK von 150 V Unterbrechung erfolgte. Die bei EMK's τοη 50 und 100 erzeugten Filme waren glatt und sehr
hart. Die Filme wurden dem Salzsprühtest gemäß Beispiel 3 unterxvorfen. Es wurde festgestellt, daß sie schon nach
Stunden diesen Test nicht erfüllten.
Der im Rahmen dieser Anmeldung Yerwendete Ausdruck "Säuresahls
bedeutet den analytischen Wert, der die freie Säure
und/od@r iss fr@i® Sämreanfeyärid in einem Syste© anzeigt,
ν/·χ®·;©Γ g®mäß Gardner & Sward5@ l&iirt Testing Manual, 12th
Udo,-Ί9&2, So 425 feGstiiaat wir£» Diese Methode folgt im
WQ"©Q&tlieh©n iirjomig©®. vom AQfU D 555· Der Ausdruck gibt
<ti@ ÄassSil ¥©n Bg ·ψ®η 1Θ1 \tt@i,OT9 &i® ©rfordsrlich sind» um
V) (B |i «j δ / IJ έ
die Acidität einer 1 g-Probe nicht flüchtiger Feststoffe
zu neutralisieren. Wenn die Gewichtsprozente an nicht flüchtigen Feststoffen eines Systems angegeben sind, wurde dieser
Wert gemäß Verfahren B von Seite 505 des erwähnten Manuals ermittelt, indem eine Probe von 0,5 g in einem Aluminiumteller
mit einem Durchmesser von 100 mm gegeben, die Probe mit 1-2 ml eines Lösungsmittels wie Benzol verdünnt, anschließend
die Probe auf einer Heizplatte (150° C) 30 Min. lang erhitzt, dann abgekühlt, der nicht flüchtige Rückstand
gewogen, dieses Gewicht von demjenigen der Probe substrahiert und die Differenz mit 100 multipliziert wurde. Der Ausdruck
"Jodzahl* bedeutet den analytischen Wert, der die Ungesättigtheit
eines Systems angibt, wie er gemäß S. 428-429 des erwähnten Manuals bestimmt wird. Er gibt die Prozentzahl
Jod an, die mit einem ungesättigten Stoff reagiert. Wenn die Viskosität eines Systems in der Maßeinheit Stokes angegeben
wurde, wird diese Viskositätsbestimmung gemäß dem Gardner-Holdt-bubble-Viskosimeterverfahren
durchgeführt, wie es auf Seite 171 des erwähnten Manuals beschrieben ist. Der Ausdruck
"Hydroxylzahl" stellt den analytischen Wert dar, der
gemäß S. 433 des genannten Manuals bestimmt wird. Er gibt die Anzahl der Hydroxylgruppen in einem System wieder. Wenn
die Verwendung von Lackbenzin angegeben wurde, um den Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen eines Polycarbonsäureharzproduktes
zur Bes immung oder Spezifizierung der Viskosität
eines solchen Produktes einzustellen, wurde übliches Lackbenzin verwendet (wie das von American Minerals Spirits
Ooapany verkaufte), das einen Anilinpunkt von 53-59° C, einen
-55-
009849/1739 bad
Flammpunkt (TCC) von mindestens 37,8° C (100° F) und die
■■folgenden Siedepunkte besitzt: anfänglicher Siedepunkt
mindestens 154,5° C (310° F); 50 £: mindestens 166° C (331° F);
90 #: maximal 193° C (380° F); und Endpunkt 190,5 - 201,7° C
(375 - 395° P).
Verschiedene Modifikationen und Abänderungen dieser Erfindung
sind für den Fachmann offensichtlich, ohne vom Umfang und Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Es ist wohlverstanden,
daß die Erfindung nicht in ungebührlicher Weise beschränkt werden soll auf die erläuternden Ausführungen.
Patmtanaprüche ;
RAD ORIGINAL *—
Ö09849/1739
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur Herstellung eines Polyearbonsäureanhydridharzes, dadurch gekennzeichnet, daß(A) 1. eine alfa, beta-äthylenisch ungesättigte Säureoder ein Anhydrid oder Härtester davon und 2. ein trocknendes öl und/oder ein mit polymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Stoffen modifiziertes trocknendes Öl,
unter Bildung eines Adduktes erhitzt,(B) dieses Addukt mit einem aromatischen Amin vermischt,(C) die Mischung erhitzt wird, bis das sich bildende Polyearbonsäureanhydridharzprodukt die gewünscht hohe Viskosität hat, and(B) das gebildete Polycarbonßäureanhydridharzprodukt gewonnen wird.2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß1. ein Addukt aus einem alfa, keta-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid· taat einem trocknenden öl und/ oder einem mit polymerisierbar«», äthylenißch ungesättigten Verbindungen modifiziertem trocknenden Öl mit2. einem, frinären oder sräuiiftüireft» aromatischen Monoatain mit 1-20 Kohlenstoffatom«*- ..■ ' ■ .. ,'erMitst -:rl?ü9 t±a ßao ο&Φ. isiMende" PalyeaTfeoaeaureaiihy-. dridharsproiiÄt ©ise> is ©ywümaeiite© ÄmsmaS Wh$ri si tat als äa@ .g@SQEs*te Mdi&i. Aufweist« "3· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeich- * net, daS ein Addukt aus 5 bis 45 Gewichtsprozenten eines alpha,beta-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäureanhydrides und einem trocknenden Öl und/oder einem mit polymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Stoffen modifiziertem trocknenden Öl verwendet wird.4· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein Addukt verwendet wird, das keine Hydroxylgruppen enthält.5· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens etwa 50 # dar Carboxylgruppen des Adduktes in Form von Anhydridgruppen vorliegen.6. Verfahren gemäß Ansprüchen* 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Amin ein primärea oder sekundäres aromatisches Monoamin mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist.7ο ?@rfahr@a geagß'An'sprüchen 1 bis β,- dadurch gekennzeichnet, dal das Addmkt mit des Amin auf 10 bis 95° C (50 bis 0I), iforsugsweis© 54 biss 77° C (130 bis 170° F) ert wird.. . * ' "f Amspj?t@b©a 1 big T5 dadurch g@keamzeicha.et,-und iaa Öl ®ia durchBAD9. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Amin Anilin, Xylidin und/oder Toluidin ist.10· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Addukt aus 5 bis 20 Gewichtsprozenten Maleinsäureanhydrid und einem Copolyaerisat ans 50 bis 95 Gewichtsprozenten Leinöl und 5 bis 50 Gewichtsprozenten Cyclopentadien verwendet wird.11. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 Ms 10, dadurch gekennzeichnet daß das aromatische Amin in einer Menge, die zur Umsetzung mit 40 bis 100 i», vorzugsweise 50 bis 80 i» der theoretischen Menge von Ashydridgruppen des genannten Adduktes ausreicht, verwendet wird.12. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Addukt mit dem aromatischen Amin erhitzt wird, bis die Viskosität der Polycarbonsäureharzlösung 15 bis 300 Stokes (gemessen nach Verdünnen mit tert. Butanol auf'einen Gehalt an nicht flüchtigen Feststoffen von 70 #) beträgt.15« Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin ein primäres, aromatisches Monoamin der folgenden allgemeinen formel iats009849/173SBAD-59worin ein R für eine Aminogruppe und die anderen R für Wasserstoff und/oder Alkylgruppen Mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise die Methylgrupp· stehen.Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 13t dadurch gekennzeichnet, daß ein Addukt aus 5 bis 40 Gewichtsprozenten eines alpha,beta-Ithyleniseh ungesättigten Säureanhydrides und eines trocknenden Öl, eines durch Copolymerisation mit alicycliachen konjugierten Dienkohlenwasserstoffen, mit Tinylid@n-3ub@titmierten Verbindungen und/oder mit konjugierten Dienkohlenwasserstoffen modifiziertem trocknenden öl, wobei dieses öl eine Jodzahl von 50 bis 350, eine -Säurezahl von weniger als 1Q und eine Hydroxylzahl ron weniger als 10 aufweist, verwendet wird."Verfahren. gemlS Ansprüchen 1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daB das Bämreanhydrid mit dem öl unter Bildung des Addukte» amf 12© bis 260® G (250 bis 500° F) erhitztgseü Aasprllefeea 1 bis 15» dadurch" gekennzeich net,-' €&& ©ia ö^pisk ErMitses. auf 177 bis 232° 8 (350 bis :490ö F) geMlt©-fe©s-AddtÄt aas 5 bis 20 Sev&eMsproztnteniaayaE-id "und einem Copolyserisa^ mm 50 bis ©iSSü/l?3S BAD ORIGINAL95 Gewichtaprozenten Leinöl und 5 bis 50 Gewichtsprozenten Cyclopentadien verwendet wird.17. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Polycarbonsäureanhydridharzlösung unter Bildung einer in Wasser verteilbaren Harzlösung neutralisiert und diese gegebenenfalls mit so viel Wasser verdünnt wird, daß die gebildete wäßrige Dispersion oder Lösung einen Gehalt an nicht flüchtigen Harzfeststoffen von 5 bis 35 'i· aufweist.18. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die leutralisation nit einem Alkanolamin, vorzugsweise Diieoßropanolamin oder Diäthanolamin durchgeführt wird. .19· Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die neutralisierte Harzlösung mit einer Figmentdispersion unter Bildung eines Anstrichmittels vermischt wird. :20. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 191 dadurch gekennzeichnet, daß das Anstrichmittel mit Wasser zu einer Dispersion mit einem Gehalt an nicht flüchtigen Harzfeststoffen von 2 bis 35» vorzugsweise 5 bis 35 Gewichtsprozenten verdünnt wird.-61-009849/1739-.61 -21. Überzugsmasse, insbesondere zur Elektrobeschichtung von elektrisch leitenden Substraten unter Anwendung eines Elektrobeschichtungsbadea, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad als Bindemittel ein gemäß Ansprüchen 1 bis 20 hergestelltes Polycarbonsäureanhydridharzprodukt enthält.Dr.T/K+H009849/1739
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