DE1930949C3 - Cathodically depositable coating agents - Google Patents
Cathodically depositable coating agentsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft kathodisch ab- «cheidbare Überzugsmittel, die ein zumindest teilweise mit einer Carbonsäure neutralisiertes stickstoffbasische Gruppen enthaltendes Kondensationsprodukt enthalten. The present invention relates to cathodically depositable coating media which are at least partially contain a condensation product containing basic nitrogen groups neutralized with a carboxylic acid.
Gegenüber dem Verfahren der anodischen Abschei- 4<> dung von Überzügen, bei dem üblicherweise Salze von carboxylgruppenhaltigen Polymeren verwendet werden, besitzt das Verfahren der kathodischen Abscheidung von Überzügen den Vorteil, daß sich an den als Kathode geschalteten elektrisch leitenden Körpern Wasserstoff entwickelt, der als Polymerisat des Überrugsmittels kaum nachteilig beeinflußt, während bei der anodischen Abscheidung sich nascierender Sauerstoff entwickelt, der das Polymerisat chemisch verändern kann, und außerdem Metallionen in Lösung gehen können, die zu einer Verfärbung der Überzüge führen und die Wasserfestigkeit der Überzüge herabsetzen können.Compared to the process of anodic deposition 4 <> formation of coatings in which salts of polymers containing carboxyl groups are usually used, the method of cathodic deposition of coatings has the advantage that the as Electrically conductive bodies connected to the cathode develop hydrogen, which is the polymer of the superfluous agent hardly adversely affected, while nascent oxygen during the anodic deposition that can chemically change the polymer, and also metal ions in solution which can lead to discoloration of the coatings and reduce the water resistance of the coatings be able.
Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf elektrisch leitenden Körpern, wobei aus wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen von Salzen stickstoffbasischer kationischer Polymerer die Polymeren auf den leitenden Körpern kathodisch abgeschieden und anschließend eingebrannt werden, sind bekannt aus der deutschen Patentschrift 12 76 260 und wurden außerdem in den deutschen Offenlegungsschriften 15 46 840, 15 46 848 und 15 46 854 vorgeschlagen.Process for the production of coatings on electrically conductive bodies, from aqueous solutions or dispersions of salts of nitrogen-based cationic polymers, the polymers on the conductive Bodies that are cathodically deposited and then burned in are known from the German Patent specification 12 76 260 and were also in the German Offenlegungsschriften 15 46 840, 15 46 848 and 15 46 854 suggested.
Dis bisher für die kathodische Abscheidung entwickelten Überzugsmittel weisen jedoch hinsichtlich der Eigenschaften der damit erhaltenen Überzüge noch einige Nachteile auf. Besonders die Haftfestigkeit der Überzüge auf dem Untergrund und ihre Korrosionsbeständigkeit waren noch verbesserungsbedürftig.Dis developed so far for cathodic deposition However, coating agents show with regard to the properties of the coatings obtained therewith still have some disadvantages. In particular, the adhesive strength of the coatings on the substrate and their resistance to corrosion were still in need of improvement.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Überzugsmittel zu entwickeln, die nach dem Verfahren der kathodischen Abscheidung vorteilhaft zu verarbeiten sind und dabei zu Überzügen mit besonders vorteilhaften Eigenschaften führen. Neben der notwendigen Härte und Elastizität sollten insbesondere die Haftfestigkeit der Überzüge auf dem Untergrund und ihre Korrosionsbeständigkeit verbessert werden.The present invention was therefore based on the object of developing coating compositions which, according to the method of cathodic deposition are advantageous to process and thereby to coatings with lead particularly advantageous properties. In addition to the necessary hardness and elasticity, in particular the adhesive strength of the coatings on the substrate and their corrosion resistance are improved will.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sinü kathodisch abscheidbare Überzugsmittel auf der Basis eines in Wasser löslichen oder dispergierbaren, zumindest teilweise als Salz einer wasserlöslichen Carbonsäure vorliegenden stickstoffbasischen kationischen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt ein Kondensationsprodukt ist ausThe subject of the present invention is sinus cathodic separable coating agents based on a water-soluble or water-dispersible, at least basic nitrogenous cationic products, some of which are present as a salt of a water-soluble carboxylic acid, characterized in that the product is a condensation product of
a) 40 bis 75 Gewichtsprozent eines polyfunktionellen Aminoalkohol mit tertiären Stickstoffatomen, der gegebenenfalls Epoxydgruppen enthält,a) 40 to 75 percent by weight of a polyfunctional Amino alcohol with tertiary nitrogen atoms, which may contain epoxy groups,
b) 10 bis 30 Gewichtsprozent eines Gemisches aus 4Ci bis 90 Gewichtsprozent einer Monocarbonsäure mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen und 60 bis 10 Gewichtsprozent eines mindestens zwei Carboxylgruppen pro Molekül enthaltenden Addukts, Polykondensats oder Polymerisats undb) 10 to 30 percent by weight of a mixture of 4Ci to 90 percent by weight of a monocarboxylic acid having 7 to 24 carbon atoms and 60 to 10 percent by weight of at least two carboxyl groups per molecule containing adduct, polycondensate or polymer and
c) 5 bis 40 Gewichtsprozent mindestens eines, gegebenenfalls mit einem Alkohol verätherten, üblichen Phenoplast- oder Aminoplastharzes,c) 5 to 40 percent by weight of at least one customary, optionally etherified with an alcohol Phenoplast or aminoplast resin,
wobei die Summe der Gewichtsprozente von a) -f b) + c) gleich 100 ist.where the sum of the percentages by weight of a) -f b) + c) is equal to 100.
Zu den Aufbaukomponenten des erfindungigemäßen kationischen, stickstoffbasischen Kondensationsproduktes ist im einzelnen folgendes auszuführen:To the structural components of the inventive cationic, nitrogen-based condensation product, the following is to be carried out in detail:
Zu a) Geeignete polyfunktionelle Aminoalkohole mit tertiären Stickstoffatomen sind vorzugsweise die Umsetzungsprodukte von Epoxy harzen mit sekundären Aminen. Dafür geeignete Epoxyharze sind die üblichen, insbesondere solche, die man durch Verätherung von mindestens zwei Hydroxylgruppen als funktioneile Gruppen enthaltenden Verbindungen, wie mehrwertige, insbesondere zweiwertige Alkohole oder Phenole mit Epichlorhydrinen oder Dihalohydrinen in Gegenwart von Alkali erhält.To a) Suitable polyfunctional amino alcohols with tertiary nitrogen atoms are preferably the Reaction products of epoxy resins with secondary amines. Suitable epoxy resins are the usual, especially those that can be considered by etherification of at least two hydroxyl groups functional group-containing compounds, such as polyhydric, especially dihydric alcohols or Phenols obtained with epichlorohydrins or dihalohydrins in the presence of alkali.
Als zur Herstellung derartiger Epoxyharze geeignete zweiwertige Alkohole bzw. Phenole sind beispielsweise zu nennen Glykole, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, PropyIenglykol-1,2, Propylenglykol-l,3, ButylengIykol-1,4, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6 sowie besonders vorteilhaft zweiwertige Phenole, wie Resorcin, Brenzcatechin, Hydrochinon, 1,4-Dihydrcxynaphthalin, Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxyphenyI)-methylphenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-tolylmethan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl und 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyI)-propan.Dihydric alcohols or phenols which are suitable for the production of such epoxy resins are, for example to mention glycols, such as ethylene glycol, diethylene glycol, Triethylene glycol, propylene glycol-1,2, propylene glycol-1,3, 1,4-butylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol as well as particularly advantageous dihydric phenols such as resorcinol, pyrocatechol, hydroquinone, 1,4-dihydric naphthalene, Bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) methylphenyl methane, bis (4-hydroxyphenyl) tolyl methane, 4,4'-dihydroxydiphenyl and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane.
Besonders geeignet sind polymere 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan-Glycidäther mit einem Epoxidwert von 0,02 bis 0,6, vorzugsweise zwischen 0,20 und 0,25.Polymeric 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane glycidyl ethers are particularly suitable with an epoxy value of 0.02 to 0.6, preferably between 0.20 and 0.25.
Desgleichen eignen sich auch Polyglycidäther von drei- und mehrwertigen Alkoholen, wie z. B. Glycerin, Trimethylolpropan, Trimethyioläthan oder Pentaerythrit. Likewise, polyglycidyl ethers of trihydric and polyhydric alcohols, such as. B. glycerine, Trimethylolpropane, trimethylolethane or pentaerythritol.
Die Herstellung derartiger Epoxide oder Epoxidharze sowie weitere Vertreter dieser Stoffklasse sind in dem Buch von A. M. Paquin »Epoxidverbindungen und Epoxidharze«, Springer-Verlag, 1958 (Berlin— Heidelberg—Göttingen) beschrieben.The production of such epoxies or epoxy resins and other representatives of this class of substances are in the book by A. M. Paquin "Epoxy Compounds and Epoxy Resins", Springer-Verlag, 1958 (Berlin— Heidelberg-Göttingen).
Geeignete sekundäre Amine sind die üblichen, ins- Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alko-Suitable secondary amines are the usual, ins- esters of acrylic acid or methacrylic acid with alcohol
besondere solche die zwei gleiche oder verschiedene holen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, (Meth)-acryl-special ones that get two identical or different ones with 1 to 8 carbon atoms, (meth) -acryl-
Alkylrcste nut 1 bis 20 Kohlenstoffatomen in gerad- säureamide, Vinylester, Vinylaromaten, wie z. B. Sty-Alkyl residues with 1 to 20 carbon atoms in straight acid amides, vinyl esters, vinyl aromatics, such as. B. Sty-
kettiger oder verzweigter Anordnung enthalten, wobei rol, Polyene, insbesondere Diene, wie Butadien odercontain chain or branched arrangement, where rol, polyenes, especially dienes, such as butadiene or
die Alkylreste ihrerseits noch weitere Substituenten, 5 Isopren, sowie Mischungen dieser Monomeren. Diethe alkyl radicals in turn have further substituents, 5 isoprene, and mixtures of these monomers. the
wie z. B. Hydroxyl- oder Alkoxylgruppen oder Halo- erfindungsgemäßen carboxylgruppenhaltigen Misch-such as B. hydroxyl or alkoxyl groups or halo carboxyl group-containing mixed according to the invention
gen enthalten können Vorzugsweise geeignet sind polymerisate können zusätzlich weitere copolymeri-genes are preferably suitable polymers can additionally contain further copolymeric
sekundäre Amine mit Hydroxyalkylgruppen, wie z. B. sierbare Monomere, wie z. B. ungesättigte öle, undsecondary amines with hydroxyalkyl groups, such as. B. sizable monomers, such as. B. unsaturated oils, and
Diäthanolamin, Dnsopropanolamin und Di-n-pro- Ölfeitsäuren, z. B. Leinölfettsäuren einpolymerisiertDiethanolamine, dnsopropanolamine and di-n-pro oleic acids, e.g. B. Polymerized linseed oil fatty acids
panolamin. l0 enthalten. Die unter b) genannte Mischung carboxyl-panolamin. l0 included. The mixture mentioned under b) carboxyl-
Auch cyclische sekundäre Amine, wie z. B. Pyrroli- gruppenhaltiger Substanzen setzt sich zu 40 bis 90Also cyclic secondary amines, such as. B. substances containing pyrroline groups settle to 40 to 90
din, Piperidin oder Morphohn sind hierfür zu verwen- Gewichtsprozent Monocarbonsäure und 60 bis 10Din, piperidine or morphoene are to be used for this- weight percent monocarboxylic acid and 60 to 10
den. Gewichtsprozent eines mindestens wzei Carboxyi-the. Percentage by weight of at least a small amount of carboxy-
Die Epoxidharze setzt man mit den sekundären gruppen pro Molekül enthaltenden Addukts, PoIy-The epoxy resins are used with the adduct containing secondary groups per molecule, poly-
Aminen zweckmäßigerweise in einem Verhältnis von i5 kondensats oder Polymerisats zusammen; besondersAmines expediently in a ratio of i 5 condensate or polymer together; especially
1:0 5 bis 1:1, vorzugsweise von 1:0,7 bis 1:1, bezogen vorteilhaft ist ein Anteil von etwa 75 Gewichtsprozent1: 0.5 to 1: 1, preferably from 1: 0.7 to 1: 1, based on a proportion of about 75 percent by weight is advantageous
auf Epoxygruppe/Aminstickstoff, bei Temperaturen Monocarbonsäure und etwa 25 Gewichtsprozent PoIy-on epoxy group / amine nitrogen, at temperatures monocarboxylic acid and about 25 percent by weight of poly
von 30 bis 150 C, insbesondere 70 bis 120C, um carbonsäure.from 30 to 150 ° C., in particular from 70 to 120 ° C., to carboxylic acid.
gegebenenfalls in Gegenwart von Lösungsmitteln, die Zu c) Als Phenoplast- oder Aminoplastkondensate, unter den Reaktionsbedingungen nicht mit den Reak- 39 die gegebenenfalls mit einem Alkohol veräthert seinoptionally in the presence of solvents which may not be the optionally etherified to c) As a phenoplast or aminoplast, under the reaction conditions to the reactor 39 with an alcohol
tionskomponenten reagieren können, wie z. B. Glykol- können, eignen sich die üblichen, insbesondere dietion components can react, such. B. Glycol, the usual ones are suitable, especially the
äther. Da die Reaktion exotherm verläuft, gibi man Kondensationsprodukte des Formaldehyds mit MeI-ether. Since the reaction is exothermic, condensation products of formaldehyde with metal
das Amin zweckmäßigerweise nicht auf einmal, son- amin und Phenolen sowie Gemische solcher Konden-the amine expediently not all at once, but amine and phenols and mixtures of such condensers
dern allmählich zur Epoxidverbindung zu und läßt sate. Die Herstellung dieser Produkte erfolgt auf übnoch einige Zeit (etwa 30 min) nachreagieren. Beson- 15 liehe Weise und ist z. B. beschrieben in »Chemie derchange gradually to the epoxy compound and leave sate. The manufacture of these products is carried out on an ongoing basis react for some time (approx. 30 min). Special 15 borrowed way and is z. B. described in »Chemistry of
ders vorteilhaft ist z. B. das Umsetzungsprodukt aus Phenolharze« von K. Hultzsch, Kunststoffrundschauders advantageous z. B. the reaction product from phenolic resins «by K. Hultzsch, Kunststoffrundschau
dem Kondensationspolymeren aus 2,2-Bis-(4-hydroxy- 7 (1960), S. 433 bis 440 und J. appl. Pol. Sei. 11 (1967),the condensation polymer from 2,2-bis- (4-hydroxy- 7 (1960), pp. 433 to 440 and J. appl. Pol. Sci. 11 (1967),
phenyD-propan und Epichlorhydrin mit einem Epoxid- S. 1251 bis 1257. Besonders vorteilhaft sind Pheno-phenyD-propane and epichlorohydrin with an epoxy p. 1251 to 1257. Pheno-
wert von 0,20 bis 0,225 und Diäthanolamin, das in plast- oder Aminoplastkondensate, die mit einem Abwesenheit von Lösungsmitteln bei 80 bis 120 C 30 Alkohol mit 1 bis 4, insbesondere 2 bis 4 Kohlenstoff- w ert 0.20 to 0.225 and diethanolamine, which in PLAST- or aminoplast condensates, with an absence of solvents at 80 to 120 C 30 alcohol having from 1 to 4, especially 2 to 4 carbon
hergestellt wird. atonien zumindest teilweise veräthert sind.will be produced. atonia are at least partially etherified.
Zu b) Als Monocarbonsäuren mit 7 bis 24 Kohlen- Die Herstellung des Kondensationsprodukts aus denTo b) As monocarboxylic acids with 7 to 24 carbons. The preparation of the condensation product from the
Stoffatomen eignen sich aliphatische, aromatische, Komponenten a), b) und c) kann mit oder ohne ZusatzAtoms of matter are aliphatic, aromatic, components a), b) and c) can be with or without additives
araliphatische und polycyclische Monocarbonsäuren, eines Lösungsmittels vorgenommen werden. Zweckvorzugsweise gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren 35 mäßigerweise wird die Kondensation der Einzelkompo-araliphatic and polycyclic monocarboxylic acids, a solvent can be made. Purpose-preferred saturated or unsaturated fatty acids 35 moderately, the condensation of the individual components
mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie Harzsäuren nenten in einem Temperaturbereich von 120 bis 250 C,with 10 to 22 carbon atoms and resin acids in a temperature range of 120 to 250 C,
und Gemische der genannten Monocarbonsäuren. Als in einem Zeitraum von 1 bis 6 h durchgeführt. Alsand mixtures of the monocarboxylic acids mentioned. As carried out in a period of 1 to 6 hours. When
Beispiele für die erfindungsgemäß zu verwendenden gegebenenfalls zu verwendende Lösungsmittel eignenExamples of the solvents to be used according to the invention, if appropriate, are suitable
Carbonsäuren seien genannt !Carbonsäuren bzw. deren sich z. B. Glykoläther.Carboxylic acids may be mentioned! Carboxylic acids or their z. B. glycol ether.
Gemische, wie sie bei der Verseifung von tierischen oder 40 Besonders vorteilhaft ist es, den polyfunktionellen pflanzlichen Fetten oder ölen erhalten werden, wie Aminoalkohol a) zunächst mit der unter b) genannten z. B. Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, öl-, Linol-, Carbonsäure mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen solange Linolen-, Eläostearin- und Ricinolsäure, Umwand- auf etwa 150 bis. 200 C unter Stickstoff zu erhitzen, lungsprodukte von natürlichen Fettsäuren, wie z. B. bis die Säurezahl auf einen Wert von < 10 gefallen ist isomerisierte Leinölfettsäuren, dehydratisierte Ricinus- 45 und dann erst das mindestens zwei Carboxylgruppen ölfettsäure, hydrierte ölfettsäuren, Säuren des Tallöls pro Molekül enthaltende Addukt, Polykondensat oder und Tallöldestillate, Harzsäuren des Kolophoniums Polymerisat zuzufügen und bis zu einer Säurezahl von und deren Abwandlungsprodukte. Besonders bevor- unter 5 zu verestern. Gibt man nämlich zuerst die PoIyzugt sind Ricinus- und dehydratisierte Ricinusölfett- carbonsäuren zu, so kann leicht Vernetzung zu einem säuren sowie destilliertes Tallöl mit einem Harzsäure- 5» nicht mehr säurelöslichen Produkt eintreten. Lästiges gehalt von 25 bis 30 %. Schäumen bei der Veresterung kann durch Zusatz Als mindestens zwei Carboxylgruppen pro Molekül einiger Tropfen Siliconöl vermieden werden. Bei dieser enthaltende Addukte, Polykondensate oder Polymeri- Arbeitsweise erhält man eine zähflüssige klare Schmelsate im Sinne der Erfindung sind zu nennen: Addukte ze, die man am besten noch in der Wärme mit einem von ungesättigten Carbonsäuren, insbesondere Di- 55 vernetzbaren Phenol- oder Melaminharz vermischt carbonsäuren, an Doppelbindungen enthaltende Ver- und einige Zeit bei 50 bis 100 C rührt. Besonders gebindungen, wie Addukte von Maleinsäure an unge- eignet sind Harze, die in Wasser nur teilweise löslich sättigte öle, wie ?.. B. maleinisiertes Leinöl oder ein sind.Mixtures, such as those obtained in the saponification of animal or 40 is particularly advantageous, the polyfunctional vegetable fats or oils, such as amino alcohol a) initially with the z. B. lauric, myristic, palmitic, stearic, oleic, linoleic, carboxylic acid with 7 to 24 carbon atoms as long as linolenic, eleostearic and ricinoleic acid, conversion to about 150 to. To be heated under nitrogen to 200 C, treatment products of natural fatty acids, such as z. B. until the acid number has fallen to a value of <10 isomerized linseed oil fatty acids, dehydrated castor 45 and only then add the at least two carboxyl groups oil fatty acid, hydrogenated oil fatty acids, acids of tall oil per molecule containing adduct, polycondensate or tall oil distillates, resin acids of rosin polymer and up to an acid number of and their modification products. Especially before 5 to be esterified. Namely, if the poly added castor and dehydrated castor oil fatty acids are added first, crosslinking to an acidic product and distilled tall oil with a resin acid no longer acid-soluble product can easily occur. Annoying content of 25 to 30 %. Foaming during the esterification can be avoided by adding at least two carboxyl groups per molecule of a few drops of silicone oil. In the case of adducts, polycondensates or polymeric containing adducts, a viscous clear meltsate is obtained for the purposes of the invention: adducts that are best still in the heat with one of unsaturated carboxylic acids, especially di- 55 crosslinkable phenolic or melamine resin mixed carboxylic acids, compounds containing double bonds and stirred at 50 to 100 ° C. for some time. Especially gebindungen as adducts of maleic acid to be unsuitable resins which only partially soluble in water saturated oils such as? .. as maleinized linseed oil or are.
Polybutadienöl, wie in der britischen Patentschrift Das erfindungsgemäße Kondensationsprodukt wirdPolybutadiene oil as disclosed in the British patent specification The condensation product of the invention is
1107 147 beschrieben, Polykondensate, wie z. B. saure 60 aus 40 bis 75 Gewichtsprozent der Komponente a),1107 147 described, polycondensates, such as. B. acidic 60 from 40 to 75 percent by weight of component a),
Alkydharze, deren Herstellung z. B. in der französ.i- 10 bis 30 Gewichtsprozent der Komponente b) undAlkyd resins, the production of which z. B. in the French 10 to 30 percent by weight of component b) and
sehen Patentschrift 14 91 616 oder in J. Oil a. CoI. bis 30 Gewichtsprozent der Komponente c) erhalten.see patent 14 91 616 or in J. Oil a. CoI. to 30 percent by weight of component c) obtained.
Chem. Assoc. 47 (1964) Nr. 10, S. 767 bis 798 be- Besonders bevorzugt sind Kondensationsprodukte ausChem. Assoc. 47 (1964) No. 10, pp. 767 to 798. Particularly preferred are condensation products from
schrieben ist, sowie als besonders geeignet Mischpoly- 50 bis 60 Gewichtsprozent der Komponente a), 15 bisis written, as well as particularly suitable mixed poly 50 to 60 percent by weight of component a), 15 to
merisate von carboxylgruppenhaltigen Monomeren, «5 25 Gewichtsprozent der Komponente b) und 15 bismerisate of carboxyl-containing monomers, «5 to 25 percent by weight of component b) and 15 to
wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Malein- 30 Gewichtsprozent der Komponente c).such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic 30 percent by weight of component c).
Maleinsäurehalbester mit den üblichen mit Besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Konden-Maleic acid half-esters with the usual with particularly advantageous condensate according to the invention
nnnnlvmerisierbaren Monomeren, wie z. B. sationsprodukte werden beispielsweise erhalten ausnnnnlvmerizable monomers, such as. B. station products are obtained from, for example
saure,acid,
diesen copolymerisierbaren Monomeren, wie z. B.these copolymerizable monomers, such as. B.
bis 60 Teilen des polyfunktionellen Aminoalkohol mit tertiären Stickstoffatomen, der aus 82 bis 86 Teilen einer Epoxidverbindung von einem Epoxidwert(= Mol £poxid/100 g Harz) von etwa >),2 mit 14 bis 16 Teilen Diäthanolamin als Komponente a) erhalten wurde, 10 bis 20 Teilen Ricinenfettsäure oder eines Tallöl-Fettsäure/Harzsäure-Gemisches und 3 bis 8 Teilen eines Mischpolymerisates aus 60 bis 80 TeMen Acrylsäure- und/oder Methacrylsäureester, 5 bis 15 Teilen Acrylsäuie, 5 bis 15 Teilen Acrylamid und 5 bis 15 Teilen eines isomerisierten Leinöls oder eines Mischpolymerisats aus 30 bis 40 Teilen Styrol, 20 bis 40 Teilen Butadien, 25 bis 35 Teilen Maleinsäurebutylhalbester und 5 bis 15 Teilen Tallöl-Fettsäure/Harzsäure-Gemisches als Komponente b) sowie 20 bis 30 Teifen eines handelsüblichen Phenolharzes oder eines verätherten Melaminharzes als Komponente c).to 60 parts of the polyfunctional amino alcohol with tertiary nitrogen atoms, which consists of 82 to 86 parts an epoxy compound of an epoxy value (= mol £ poxide / 100 g resin) of about>), 2 with 14 to 16 parts Diethanolamine was obtained as component a), 10 to 20 parts of ricinic fatty acid or a tall oil fatty acid / resin acid mixture and 3 to 8 parts of a copolymer of 60 to 80 TeMen acrylic acid and / or methacrylic acid ester, 5 to 15 parts of acrylic acid, 5 to 15 parts of acrylamide and 5 to 15 parts of an isomerized linseed oil or a copolymer from 30 to 40 parts of styrene, 20 to 40 parts of butadiene, 25 to 35 parts of butyl maleate and 5 to 15 parts of tall oil fatty acid / resin acid mixture as component b) and 20 to 30 parts of a commercially available phenolic resin or an etherified one Melamine resin as component c).
Zur Erzielung eines wasserlöslichen Produkts fügt man dem aus den Komponenten a), b) und c) hergestellten Kondensationsprodukt eine ausreichende Menge einer wasserlöslichen Carbonsäure zu und verdünnt mU entionisiertem Wasser. Am besten eignet sich hier der Zusatz von wasserlöslichen, relativ flüchtigen Carbonsäuren, wie niedere aliphatische Carbonsäuren, wie z. B. Ameisensäure und Essigsäure, oder auch Dicarbonsäuren.To obtain a water-soluble product, the product prepared from components a), b) and c) is added Condensation product adds a sufficient amount of a water-soluble carboxylic acid and dilutes it mU deionized water. The best solution here is the addition of water-soluble, relatively volatile ones Carboxylic acids, such as lower aliphatic carboxylic acids, such as. B. formic acid and acetic acid, or else Dicarboxylic acids.
Die wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen der zumindest teilweise als Salz einer wasserlöslichen Carbonsäure vorliegenden Kondensationsprodukte können auch im Gemisch mit diesen mittels Kataphorese elektrochemisch abscheidbare Hilfsstoffe enthalten, wie Pigmente, lösli '<e Farbstoffe, hochsiedende Lösungsmittel, Verlaufs rbesserer, Stabilisatoren, Antischaummittel sowie weitere Hilfs- und Zusatzstoffe.The aqueous solutions or dispersions of the at least partially as a salt of a water-soluble carboxylic acid Any condensation products present can also be mixed with them by means of cataphoresis Contain electrochemically separable auxiliaries, such as pigments, soluble dyes, high-boiling solvents, Flow improvers, stabilizers, antifoam agents and other auxiliaries and additives.
Für die Abscheidungsbedingungen der erfindungsgemäßen kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel gilt das in der oben zitierten Patentschrift Gesagte. Im allgemeinen erfolgt die Abscheidung bei Temperaturen von 15 bis 40 C und während einer Zeit von I bis 2 min. Nach dem Abspülen des auf dem elektrisch leitenden Körper kathodisch abgeschiedenen Films wird dieser bei etwa 140 bis 200 C während 10 bis 30 min eingebrannt. For the deposition conditions of the cathodically depositable coating media according to the invention what is said in the patent cited above applies. In general, the deposition takes place at temperatures from 15 to 40 C and for a time from 1 to 2 min. After the cathodically deposited film on the electrically conductive body has been rinsed off, it becomes Baked at about 140 to 200 C for 10 to 30 minutes.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel ergeben bei der kathodischen Abscheidung Überzüge mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, wiegroße Härte und Kratzfestigkeit bei guter Elastizität und fester Haftung auf dem Metall. Sie lassen sich auch bei hohen Spannungen, z. B. 350 Volt, abscheiden, was zur Erzielung eines guten Umgriffe und ausreichend dicker Schichten sehr erwünscht ist. Ferner ist die Korrosionsbeständigkeit der Überzüge ausgezeichnet. Da auch die Verträglichkeit mit den üblichen Pigmenten und der Glanz der Überzüge gut ist, kann man außer Grundierungen — wegen der nur geringen Vergilbung beim Einbrennen — auch helle Einschichtlackierungen auf verschiedenen Metallen herstellen.The coating compositions according to the invention produce excellent coatings on cathodic deposition mechanical properties, such as great hardness and scratch resistance with good elasticity and strength Adhesion to the metal. They can also be used at high voltages, e.g. B. 350 volts, deposit what to achieve a good wraparound and sufficiently thick layers is very desirable. Furthermore, the Excellent corrosion resistance of the coatings. There is also compatibility with the usual pigments and the gloss of the coatings is good, you can use primers - because of the low yellowing when stoving - also produce light-colored single-layer paintwork on different metals.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Überzugsmittel ist das völlige Fehlen des sogenannte.1 Hohlkörpereffekts. Der Hohlkörpereffekt ist in »Farbe und Lack«, Bd. 75, Jahrgang 1969, Heft 4 auf S. 327 bis 336 beschrieben. Darunter versteht man die bei vielen elektrisch abscheidbaren Lacken auftretende Erscheinung, daß an der Außenseite von Metallflächen, die einen Hohlkörper bilden, Oberflächenstörungen in der Überzugsschicht auftreten. Dieser Effekt erweist sich bei der Elektrotauchlackierung kompliziert geformter Körper als sehr störend und ist nur schwer zu beseitigen. Deshalb ist es ein wichtiger technischer Fortschritt, ein elektrisch absciheidbares Überzugsmittel zur Verfügung zu haben, das diesen Nachteil nicht zeigt.Another advantage of the coating agents according to the invention is the complete absence of the so-called Hollow body effect. The hollow body effect is in "Farbe und Lack", vol. 75, year 1969, issue 4 on p. 327 to 336. This is understood to mean that which occurs with many electrically depositable paints Appearance that on the outside of metal surfaces that form a hollow body, surface defects occur in the coating layer. This effect is evident in electrodeposition painting complex shaped bodies are very annoying and difficult to remove. So it's an important one technical progress to have an electrically separable coating agent available that this Disadvantage does not show.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten.The parts and percentages given in the examples are weight units.
150 Teile eines Epoxidharzes, das durch Umsetzung von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan mit Epichlorhydrin erhalten wurde und einen Epoxidwert von 0,20 bis 0,225 sowie einen Hydroxylwert von 0,32 aufweist werden bei 80 bis 90 C geschmolzen und im Laufe von 30 min 33 Teile Diäthanolamin unter Rühren zugetropft, wobei die Temperatur etwa 100 C sein soll. Anschließend wird bei dieser Temperatur noch V2 h gerührt. Dann gibt man 50 Teile Ricinenfettsäure (Säurezahl: 196, Jodzahl: 170, Viscosität: 1 Poise) zu und erhöht die Temperatur allmählich auf 180 C. Das entstehende Wasser wird mit Hilfe eines Stickstoffstroms laufend aus dem Reaktionsgefäß entfernt. Um lästiges Schäumen zu vermeiden, setzt man einige Tropfen Siliconöl zu. Wenn die Säurezahl der Mischung auf unter 5 gesunken ist, gibt man portionsweise 15 Teile eines 83%igen Mischpolymerisats aus 50 Teilen Isobutylacrylat, 20 Teilen Methacrylsäuremethylester, 10 Teilen Acrylsäure, 10 Teilen Acrylamid und 10 Teilen eines isomerisierten Leinöls in Isopropanol zu. Man hält die Temperatur so lange bei 180 C bis die Säurezahl wieder auf einen Wert unter 5 gefallen ist. Dann läßt man auf etwa 100 C abkühlen, setzt 50 Teile Isopropanol zu und rührt IV2 h bei 80 C mit 190 Teilen einer etwa 45%igen wäßrigen Lösung eines handelsüblichen Phenolharzes vom Resol-Typ. Der Festgehalt beträgt 74%. 100 Teile des noch warmen Harzes verrührt man zunächst mit 4,6 Teilen Eisessig und verdünnt dann mit entionisiertem Wasser auf einen Festgehalt von 10%. Aus dieser Lösung wird auf blankes Tiefziehblech kathodisch I min bei 70 Volt ein Film abgeschieden, der 20 min bei 170 C eingebrannt wird. Man erhält einen 20 μ dicken fest haftenden Überzug, der biegefest und nagelhart ist und im Salzsprühtest nach ASTM B 117-64 nach 32 Tagen zu etwa 80% korrodiert ist. Durch Zugabe von 5% Decanol zur Badflüssigkeit läßt sich der Verlauf noch verbessern.150 parts of an epoxy resin obtained by reacting 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane with epichlorohydrin and having an epoxy value of 0.20 to 0.225 and a hydroxyl value of 0.32 are melted at 80 to 90 ° C. 33 parts of diethanolamine were added dropwise with stirring over the course of 30 minutes, the temperature should be about 100.degree. The mixture is then stirred at this temperature for a further 2 hours. Then 50 parts of ricineal fatty acid (acid number: 196, iodine number: 170, viscosity: 1 poise) are added and the temperature is gradually increased to 180 ° C. The water formed is continuously removed from the reaction vessel with the aid of a stream of nitrogen. To avoid annoying foaming, add a few drops of silicone oil. When the acid number of the mixture has fallen below 5, 15 parts of an 83% copolymer of 50 parts of isobutyl acrylate, 20 parts of methyl methacrylate, 10 parts of acrylic acid, 10 parts of acrylamide and 10 parts of an isomerized linseed oil in isopropanol are added in portions. The temperature is kept at 180 ° C. until the acid number has fallen below 5 again. The mixture is then allowed to cool to about 100 ° C., 50 parts of isopropanol are added and the mixture is stirred for 2 hours at 80 ° C. with 190 parts of an approximately 45% strength aqueous solution of a commercially available phenolic resin of the resol type. The fixed salary is 74%. 100 parts of the still warm resin are first stirred with 4.6 parts of glacial acetic acid and then diluted with deionized water to a solids content of 10%. From this solution, a film is deposited cathodically on bare deep-drawn sheet metal for 1 min at 70 volts, which is stoved at 170 ° C. for 20 min. A 20 μm thick, firmly adhering coating is obtained, which is rigid and as hard as a nail and which is about 80% corroded in the salt spray test according to ASTM B 117-64 after 32 days. The flow can be improved by adding 5% decanol to the bath liquid.
1050 Teile des im Beispiel 1 genannten Epoxidharzes werden, wie in Beispiel 1 beschrieben, zuerst mit 231 Teilen Diäthanolamin umgesetzt. Dann gibt man 350 Teile einer Tallölfraktion zu, die aus 68% Fettsäuren und 30% Harzsäuren besteht und eine Jodzahl von 145 und eine Säurezahl von 175 aufweist. Man rührt unter einem schwachen Stickstoffstrom so lange bei 180 C, bis die Säurezahl auf einen Wert unter 5 gesunken ist. Hierauf trägt man portionsweise 115 Teile des 83%igen Mischpolymerisatsaus Beispiel 1 ein und hält so lange bei 180 C bis die Säurezahl erneut unter 5 gesunken ist. Dann läßt man auf 140 C abkühlen und gibt 1050 Teile einer 55%igen isobutanolischen Lösung eines nahezu vollständig mit Isobutanol verätherten Hexamethylolmelamins zu und rührt 1 h bei 90°C. Der Endfestgehalt des Harzes ist 87%. 115 g Harz versetzt man mit 0,5 g Decanol und 3 g Eisessig und verdünnt auf einen Festeehall von 10°/.. Ein 2 min bei 100 Volt1050 parts of the epoxy resin mentioned in Example 1 are, as described in Example 1, first with 231 Share diethanolamine implemented. Then 350 parts of a tall oil fraction, which consists of 68% fatty acids, are added and 30% resin acids and has an iodine number of 145 and an acid number of 175. One stirs under a gentle stream of nitrogen at 180 ° C. until the acid number has fallen below 5 is. 115 parts of the 83% strength copolymer from Example 1 are then introduced in portions holds at 180 C until the acid number has dropped below 5 again. Then allowed to cool to 140 C and are 1050 parts of a 55% isobutanolic solution of an almost completely etherified with isobutanol Hexamethylolmelamine is added and the mixture is stirred at 90 ° C. for 1 h. The final solids content of the resin is 87%. 115 g of resin are added one with 0.5 g of decanol and 3 g of glacial acetic acid and diluted to a Festeehall of 10 ° / .. A 2 min at 100 volts
7 8 j 7 8 j
auf Tiefziehblech kathodisch abgeschiedener Film ist *
nach 20minütigem Einbrennen bei 170°C 30 μ dick. Beispiel 4
Der Film ist nagelhart, haftfest und biegefest und hält Wie in Beispiel 2 beschrieben, bringt man 600 Teile
dem ASTM-B-117-64-Salzsprühtest bis zur 80%igen des Epoxidharzes des Beispiels 1 mit 132 Teilen Di-Korrosion
des Films 32 Tage stand. Ein 20%ig mit 5 äthanolamin und 200 Teile der Tallölfraktion zur
Eisenoxidrot 130 BM pigmentiertes Harz wurde 2 min Umsetzung. Dann setzt man 200 Teilen eines Mischbei
160 V abgeschieden und 20 min bei 170°C einge- polymerisats aus 35 Teilen Styrol, 30 Teilen Maleinbrannt.
Der Überzug ist 25 μ dick, nagelhaft, biegefest, säure-n-butylhalbester, 30 Teilen Butadien und 10
hat eine Erichsentiefung von > 10 und sehr gute Haf- Teilen der genannten Tallölfraktion zu und rührt so
tung auf dem Metall. Dem Salzsprühtest nach ASTM to lange unter Stickstoff bei 1800C bis die Säurezahl
<5 hält er 30 Tage bis zur 80%igen Korrosion stand. ist. 200 Teile dieses Harzes mischt man bei etwa 100°CFilm cathodically deposited on deep-drawn sheet is *
after 20 minutes of baking at 170 ° C 30 μ thick. Example 4
The film is as hard as nails, adhesive and flexurally stable and holds. As described in Example 2, 600 parts of the ASTM-B-117-64 salt spray test are brought up to 80% strength of the epoxy resin of Example 1 with 132 parts of corrosion of the film for 32 days was standing. A resin pigmented 20% with 5 ethanolamine and 200 parts of the tall oil fraction to give iron oxide red 130 BM was reacted for 2 minutes. 200 parts of a mixer are then deposited at 160 V and polymerized from 35 parts of styrene and 30 parts of maleic baked at 170 ° C. for 20 minutes. The coating is 25 μ thick, nail-like, resistant to bending, acid-n-butyl half-ester, 30 parts of butadiene and 10 has an Erichsen cavity of> 10 and very good Haf parts of the tall oil fraction mentioned and so stirs on the metal. The salt spray test according to ASTM to long under nitrogen at 180 0 C until the acid number <5 it withstands 30 days until 80% corrosion. is. 200 parts of this resin are mixed at about 100.degree
mit 120 Teilen einer 55 %igen n-butanolischen Lösung eines n-Butanol-verätherten Melaminharzes und rührtwith 120 parts of a 55% n-butanolic solution a n-butanol etherified melamine resin and stir
BeisPiel 3 1 h bei 900C. Der Endfestgehalt ist 33%. 120 Teile Bei P iel 3 for 1 h at 90 0 C. The Endfestgehalt is 33%. 120 parts
Wie in Beispiel 2 beschrieben, setzt man 150 Teile 15 dieses Harzes versetzt man nacheinander mit 6,3 TeilenAs described in Example 2, 150 parts of this resin are added in succession with 6.3 parts
des im Beispiel 1 beschriebenen Epoxidharzes, 33 Teile Eisessig und entionisiertem Wasser und stellt einenof the epoxy resin described in Example 1, 33 parts of glacial acetic acid and deionized water and provides a
Diethanolamin und 50 Teile der beschriebenen Tallöl- Festgehalt von 10% ein. Der 2 min bei 140 Volt aufDiethanolamine and 50 parts of the described tall oil solids content of 10%. The 2 min at 140 volts
fraktion um. Hierauf gibt man 35 Teile eines maleini- Tiefziehblech abgeschiedene Film wird 20 min beifraction at. Thereupon 35 parts of a maleini deep-drawn sheet are deposited film for 20 min
sierten Leinöls mit einem Maleinsäureanhydridgehalt 17O0C eingebrannt. Man erhält einen 16 μ dicken,overbased linseed oil baked having a maleic anhydride 17O 0 C. One obtains a 16 μ thick,
von 7 % zu und rührt unter Stockstoff so lange bei a° biegefesten, haftfesten, nagelharten Überzug von gutemof 7% and stir under stick material for so long with a rigid, adhesive, nail-hard coating of good quality
180° C bis eine Säurezahl von <5 erreicht ist. Man Verlauf. Er hält dem ASTM-B-117-64-Salzsprühtest180 ° C to an acid number of <5 is reached. Man course. It passes the ASTM-B-117-64 salt spray test
läßt auf etwa 1000C abkühlen und mischt mit 160 Tei- bis zur 80%igen Korrosion 22 Tage stand,lets cool to about 100 0 C and mixes with 160 parts up to 80% corrosion stood for 22 days,
len einer 55 %igen isobutanolischen Lösung eines iso- . .len a 55% isobutanolic solution of an iso-. .
butanolverätherten Melaminharzes. Der Endfestgehalt Beispiel 5butanol-etherified melamine resin. The final solids content of example 5
ist 84%. 120 Teile des Harzes mischt man mit 6,4 35 Das Kondensationsprodukt von Beispiel 4 wird, wieis 84%. 120 parts of the resin are mixed with 6.4 35 The condensation product of Example 4 is how
Teilen Eisessig und verdünnt mit Wasser auf einen dort beschrieben, mit dem isobutanolverätherten MeI-Share glacial acetic acid and dilute with water to a described there, with the isobutanol-etherified MeI-
Festgehalt von 10%. Ein 2 min bei 140 Volt auf Tief- aminharz von Beispiel 3 verkocht und eine essigsaure,Fixed content of 10%. A boiled for 2 min at 140 volts on deep amine resin from Example 3 and an acetic acid,
ziehblech kathodisch abgeschiedener Film ergibt nach 10%ige wäßrige Lösung hergestellt. Der wie in Bei-Draw sheet cathodically deposited film results after 10% aqueous solution prepared. As in both
20minütigem Einbrennen bei 1700C einen 22 μ dicken spiel 4 erzeugte Überzug hat dieselben mechanischer20 minutes baking at 170 0 C a 22 μ thick game 4 coating produced has the same mechanical
Überzug von sehr gutem Verlauf, guter Haftung, der 30 Eigenschaften wie der Überzug des Beispiels 4, abeiCoating with very good leveling, good adhesion, the properties of the same as the coating of Example 4
biegefest und nagelhart ist und nach 28 Tagen Salz- eine bessere Salzsprühbeständigkeit nach ASTMResistant to bending and as hard as nails and after 28 days of salt a better salt spray resistance according to ASTM
sprühtest nach ASTM B 117-64 zu 80 % korrodiert ist. 117-64: 28 Tage.spray test according to ASTM B 117-64 is 80% corroded. 117-64: 28 days.
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