DE2113252C3 - Überzugsmassen für elektrophoretische Beschichtungen - Google Patents
Überzugsmassen für elektrophoretische BeschichtungenInfo
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Description
aus
(a) 1 bis 30 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Vinylidenfluorid- oder Vinylfluoridpolymerisats
mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 100 μ,
(b) 0,1 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat (a) eines wasserlöslichen, in Wasser
dissosiierbaren Harzes,
(c) der Restmenge zu 100 Gewichtsprozent eines Lösungsmittelgemisches, das aus 20 bis 90 Gewichtsteilen
eines organischen Lösungsmittels und 80 bis 10 Gewichtsteilen Wasser besteht und aus dem Polymerisat (a) einen zusammenhängenden
Film bildet, und gegebenenfalls
(d) Netzmitteln sowie anderen üblichen Zusätzen und Verarbeitungshilfsmitteln
bestehen.
2. Überzugsmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat (a) in Form
einer Dispersion in (c) vorliegt.
Aus der JP-AS 4 176/63 sind Oberzugsmassen auf der
Basis von fluorhaltigen Polymerisaten bekannt. Diese Polymerisate sind in einem bestimmten Lösungsmittel
gelöst oder dispergiert, das den Schmelzpunkt von kristallinen, fluorhaltigen Polymerisaten erniedrigt. Das
Aufbringen dieser Überzugsmassen erfolgt nach üblichen Verfahren, z. B. durch Anstreichen, Tauchen,
Walzenbeschichtung oder Aufspritzen. Anschließend wird der Naßfilm bei Temperaturen von über 200°C
eingebrannt. Bei dem vorgenannten Verfahren läßt sich jedoch die Auftragsstärke nur schlecht steuern, so daß
man ungleichmäßige Oberzüge erhält.
Insbesondere beim Beschichten kleiner Gegenstände mit komplizierter Oberflächenausbildung, wie Maschinenteilen,
erhält man keinen zufriedenstellenden Überzug. Ferner ist bei dem bekannten Beschichtungsverfahren
die Automation mit zahlreichen Nachteilen, z. B. einem erheblichen Verlust an Überzugsmasse, verbunden.
Da ferner das verwendete, brennbare Lösungsmittel verdampft werden muß, ist die Durchführung des
Verfahrens nicht ungefährlich.
In der BE-PS 6 71313 sind Überzugsmassen auf der
Basis fluorhaltiger Polymerisate beschrieben, die aus einem polymeren Fluorkohlenwasserstoff, Titandioxid
und Antimontrioxid oder Antimonoctoat bestehen. Diese Beschichtungsmittel können zur zusätzlichen Erhöhung
der Farbechtheit und Leuchtkraft der Anstriche Acrylharze enthalten. Als Dispersionsmedium für die
polymeren Fluorkohlenwasserstoffe dienen flüchtige organische Lösungsmittel oder Wasser, wobei die
Flijorkohlenwasserstoffe in den ersteren auch gelöst
vorliegen können.
In der US-PS 31 69 120 sind Polymerisatdispersionen mit einem Gehalt an Homo- oder Copolymerisaten von
Vinylidenfluorid in wäßrigen Systemen beschrieben, die mindestens ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel
enthalten.
Schließlich ist aus der DE-OS 19 43 499 ein Verfahren zur Herstellung von Vinylidenfluoridpolymerisaten und
-copolymerisaten mit verbesserter KJebfähigkeit durch
Umsetzung von Polyvinylidenhalogeniden mit tertiären Basen oder Alkalimetallhydroxiden bekannt das
dadurch gekennzeichnet ist, daß man teilchenförmige Vinylidenfluoridpolymerisate oder -copolymerisate aus
mindestens 75 Gewichtsprozent Vinylidenfluorid und
ίο anderen Comonomeren in dispergierter Form mit einer
basischen Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung, Ammoniumhydroxid, einem primären, sekundären oder
tertiären Amin oder einem Oxidationsmittel behandelt
Bekannt ist ferner an sich die elektrophoretische Lackierung oder Beschichtung. Diese Verfahren wurden
bisher in der Weise durchgeführt, daß das zur Beschichtung dienende Polymermolekül in einen dissoziierbaren
Zustand umgewandelt wurde, wonach es in Wasser gelöst der Elektrophorese ausgesetzt wurde.
Bisher war es jedoch nicht möglich, auf diese Weise hochwertige Beschichtungen auf der Basis von fluorhaltigen
Polymerisaten herzustellen.
Die Beschichtungsmittel der vorstehend genannten BE-PS 6 71313 eignen sich nicht zum elektrophoretischen
Lackieren, sondern nur für die üblichen Einbrennverfahren. Die verwendeten Acrylharze sind
nämlich weder wasserlöslich noch haben sie die Fähigkeit, in Wasser zu dissoziieren. Auch die in der US-PS
31 69 120 beschriebenen Massen können nur durch Tauchen oder Spritzen aufgebracht werden, da sie kein
wasserlösliches dissoziierbares Harz enthalten. Schließlich ist auch das in der DE-OS 19 41 499 eingesetzte
Acrylharz in Wasser nicht löslich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Überzugsmassen
auf der Basis von Vinyliden- oder Vinylfluoridpolymerisaten in einem Gemisch aus organischem
Lösungsmittel und Wasser bereitzustellen, die sich für elektrophoretische Beschichtungen eignen und
demnacii insbesondere auch bei Gegenständen mit komplizierter Oberflächenausbildung eine gleichmäßige
Beschichtung unter Vermeidung von Materialverlust und Feuergefahr ermöglichen. Diese Aufgabe wird
durch den überraschenden Befund gelöst, daß für die elektrophoretische Beschichtung geeignete Überzugsmassen
erhalten werden, wenn man das Vinyliden- oder Vinylfluoridpolymerisat zusammen mit einem wasserlöslichen,
in Wasser dissoziierbaren Harz einsetzt.
Die Erfindung betrifft demnach Überzugsmassen für anodisch abgeschiedene elektrophoretische Beschich-
tungen auf der Basis von Vinyliden- oder Vinylfluoridpolymerisaten
in einem Gemisch aus organischem Lösungsmittel und Wasser, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie aus
(a) I bis 30 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Vinylidenfluorid- oder Vinylfluoridpolymerisats mit
einer Teilchengröße von 0,01 bis 100 μ, (b) 0,1 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat
(a) eines wasserlöslichen, in Wasser dissoziierbaren Harzes,
(c) der Restmenge zu 100 Gewichtsprozent eines Lösungsmittelgemisches,
das aus 20 bis 90 Gewichtsteilen eines organischen Lösungsmittels und 80 bis 10 Gewichtsteilen Wasser besteht und aus dem Polymerisat
(a) einen zusammenhängenden Film bildet, und gegebenenfalls
(d) Netzmitteln sowie anderen üblichen Zusätzen und Verarbeitungshilfsmitteln
bestehen.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmassen verbinden die günstigen Eigenschaften der Vinylidenfluorid- und
Vinyliluoridpolymerisate mit den Vorteilen der elektrophonischen
Beschichtung. Es tritt praktisch kein Materialverlust auf, die Auftragsstärke läßt sich durch die
engewendeten Verfahrensbedingungen leicht regulieren, und die Verdampfung des Lösungsmittels und die
hiermit verbundene Feuergefahr kann vermieden werden. Die günstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Überzugsmassen werden nur durch die gemeinsame Anwendung der vorstehend unter (a), (b) und (c)
genannten Bestandteile in der dort angegebenen konkreten Kombination erzielt Der Stand der Technik hat
dem Durchschnittsfachmann diese Kombination von Lösungsmitteln nicht nahegelegt
Geeignete Vinylidenfluorid- und Vinylfluoridpolymerisate (a) enthalten mindestens 75 Gewiciasprozent,
insbesondere 90 Gewichtsprozent oder mehr, Vinylidenfluorid- oder Vinylfluorideinheiten. Neben den
Homopolymerisaten sind Mischpolymerisate geeignet, die als Comonomere z. B.
Äthylen, Propylen, Isobutylen, Styrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid,
Difluorchloräthylen, Trifluorchlorethylen, Tetrafluorethylen, Trifluorpropylen,
Hexafluorpropylen, Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Acrylsäure und ihre Salze,
Methylmethacrylat, Allylmethacrylat, Acrylnitril, N-Butylmethacrylamid, Allylacetat oder
Isopropenylacetat
Methylmethacrylat, Allylmethacrylat, Acrylnitril, N-Butylmethacrylamid, Allylacetat oder
Isopropenylacetat
enthalten. Das Vinylidenfluorid- oder Vinylfluoridpolymerisat
wird vorzugsweise mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 20 μ, vorzugsweise in einer Konzentration
von 5 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Überzugsmasse, verwendet.
Geeignete wasserlösliche Harze (b) sind Harze mit hohem Molekulargewicht, die in Wasser Ionen bilden,
wie Acrylsäureharze, Alkydharze oder Acrylamidharze. Beispiele für Acrylsäureharze sind die wasserlöslichen
Salze von Mischpolymerisaten mit freien Säuregruppen, wie das Ammoniumsalz eines Mischpolymerisats von
Acrylsäure oder Methacrylsäure mit einem Alkylester einer «,ß-äthylenisch ungesättigten Monocarbonsäure,
z. B. Methylacrylat, Äthylacrylat oder Methylcrotonat, oder das Salz eines sulfonierten Mischpolymerisats
eines niederen Alkylesters der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Vinyltoluol, Mischpolymerisate von
Acrylamid oder Methacrylamid oder deren Methylolderivaten, wie das Methylolderivat eines Mischpolymerisats
eines ungesättigten Carbonsäureamids, z. B. Acrylamid oder Methacrylamid, mit N-Vinyllactam,
oder Mischpolymerisate von N-Methylolacrylamid
(höchstens 40 Gewichtsprozent) mit Äthylan-ylat. Die
Wasserlöslichkeit der Alkydharze kann z. B. auf einer polyfunktionellen Säureeinheit beruhen. Die wasserlöslichen
Harze (b) werden vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das
Polymerisat (a), verwendet. Die Mitverwendung des wasserlöslichen Harzes bei den erfindungsgemäßen
Überzugsmassen verhindert das Ablösen oder Ablaufen des Naßfilms vor dem Einbrennen. Bei Abwesenheit des
Harzes (b) ist der gebildete Film weich und haftet nicht fest auf dem Untergrund, so daß er sich beim Herausnehmen
des Gegenstands aus dem Beschichtungsbad ablöst
Das Lösungsmittel (c) aus einem organischen Lösungsmittel und Wasser dient dazu, einen zusammenhängenden
Film aus den Polymerisaten (a) zu bilden. Es kann das Polymerisat bei Raumtemperatur oder bei
einer Temperatur lösen, die niedriger als der Siedepunkt des Lösungsmittelgemisches liegt Beispiele für geeignete
organische Lösungsmittel sind
Dimethylformamid, Diäthylformamid, Dimethylacetamid, 2-Pyrrolidon,
N-Methyl-2-pyrrolidon, y-Butyrolacton,
Diäthylenglykolmonomethyläther, Diäthylenglykoldiäthyläther,
Tjiäthylenglykolmoiiomethyläther
und vorzugsweise
Äthylenglykolmonobutyläther, Diäthylenglykolmonoäthyläther, Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat und
Diäthylenglykolmonobutyläther
sowie Gemische der vorgenannten organischen Lösungsmittel.
Beispiele von organischen Lösungsmitteln, die nur in Kombination mit den vorgenannten organischen
Lösungsmitteln verwendet werden können, sind
Adipinsäuredimethylester und -dioctylester, Sebacinsäuredimethylester, Isophoron,
Phthalsäuredimethylester, -diäthylester und -dibutylester,
Chinolin, Äthylenglykolmonophenyläther,
Äthylenglykolmonophenylätheracetat,
Diäthylenglykolmonobutylätheracetat, Diäthylenglykoldibutyläther,
Propylenglykolmonobutyläther oder deren Gemische.
Diese Lösungsmittel sind an sich in Wasser unlöslich. Sie werden deshalb mit wenigstens einem der vorgenannten
organischen Lösungsmittel oder mit solchen organischen Lösungsmitteln vermischt, die zwar in
Wasser löslich sind, die jedoch die Polymerisate (a) nicht lösen, wie Butanole oder Aminoalkohole.
Die Überzugsmassen können ferner gegebenenfalls Netzmittel und andere übliche Zusätze und Verarbeitungshilfsmittel
enthalten. Beispiele für grenzflächenaktive Netzmittel sind anionenaktive Verbindungen, wie
Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate oder Dialkylsulfonsuccinate. Beispiele für Zusätze sind Pigmente,
wie Titandioxid, Ruß, Cyaningrün, Cyaninblau,
Cadmiumrot, Cadmiumgelb oder Cadmiumorange.
Zur Herstellung der neuen Überzugsmassen aus den Komponenten (a), (b), (c) kann man das Polymerisat (a)
zuerst in einem Gemisch aus dem organischen Lösungsmittel und Wasser dispergieren und danach das wasserlösliche
Harz (b) zugeben. Wahlweise kann man zunächst das Polymerisat (a) in Wasser einbringen, das
organische Lösungsmittel damit vermischen und schließlich das wasserlösliche Harz (b) zugeben. Gegebenenfalls
werden zur Erleichterung der Dispergierung Netzmittel verwendet.
Die elektrophoretische Beschichtung mit den erfindungsgemäßen
Überzugsmassen kann in bekannter Weise, z. B. nach dem Verfahren mit konstanter Spannung
oder nach dem Verfahren mit kontanter Stromstärke erfolgen. Hierbei wird der zu beschichtende
Gegenstand als Anode geschaltet, als Kathode kann z. B. die Beckenwand dienen. Die Feldstärke beim Verfahren
mit konstanter Spannung hängt vom Elektroden-
abstand ab und beträgt gewöhnlich 10 bis 300 Volt/cm.
Wenn die Spannung erhöht wird, steigt im allgemeinen auch die Abscheidungsgeschwindigkeit. Eine zu hohe
Spannung ist jedoch unerwünscht, da hierdurch eine Elektrolyse des Wassers eintritt. Die Arbeitstemperatur
ist nicht besonders begrenzt. Im allgemeinen wird das Arbeiten bei Raumtemperatur, z. B. um 25° C, bevorzugt.
Da die abgeschiedene Menge der Stromstärke, der Spannung und der Zeit direkt proportional ist, läßt sich
die Naßfilmstärke in übersichtlicher Weise regeln.
Anschließend wird der Naßfilm eingebrannt. Zum Beispiel wird der beschichtete Gegenstand bei einer
Temperatur getrocknet, die niedriger als der Siedepunkt des Wassers, z. B. etwa 85 bis 95° C Hegt, um die Bildung
von Rissen oder Löchern im Film infolge Verdampfens des im Film vorhandenen Wassers zu vermeiden.
Danach wird der getrocknete Gegenstand auf 150 bis 300° C zur Entfernung des organischen Lösungsmittels
aus dem Film und zum Zusammenfließen des Harzes in dem Film erhitzt Wenn lediglich die Entfernung des
organischen Lösungsmittels beabsichtigt ist, wird der Gegenstand vorzugsweise auf eine hohe Temperatur,
möglichst nahe dem Siedepunkt des organischen Lösungsmittels, z.B. etwa 180 bis 280°C, erhitzt. Bei
einer höheren Temperatur als dem Siedepunkt des organischen Lösungsmittels bilden sich infolge Siedens
des organischen Lösungsmittels auf dem Film Risse oder Löcher. Wenn ein Gemisch von zwei Lösungsmitteln
verwendet wird, deren Siedepunkte ziemlich weit auseinander liegen, muß das Erhitzen zuerst bei
einer Temperatur, die unterhalb des Siedepunkts des Lösungsmittels mit dem niederen Siedepunkt Hegt,
danach bei einer Temperatur durchgeführt werden, die niedriger als der Siedepunkt des Lösungsmittels mit
dem höheren Siedepunkt liegt Falls der Siedepunkt niedriger als der des Wassers liegt, erfolgt die Entfernung
des Lösungsmittels vor der Entfernung des Wassers.
Nachstehend werden einige Versuchsergebnisse, die mit den erfindungsgemäßen Oberzugsmassen durchgeführt
worden sind, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Versuch 1
Dieser * ersuch wird unter Verwendung einer PoIyvinylidenfluorid-Dispersion
ohne wasserlösliches Harz zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der •elektrophoretischen Abscheidung und dem Wassergehalt
in dem Lösungsmittelgemisch durchgeführt
(1) Polyvinylidenfluorid-Dispersion:
Polyvinylidenfluoridpolymerisat
(Grenzviskositätszahl 1,58,
Teilchengröße 033 μ) 10 Gew.-% Lösungsmittelgemisch
(Diäthylenglykolmonobutyläther
Polyvinylidenfluoridpolymerisat
(Grenzviskositätszahl 1,58,
Teilchengröße 033 μ) 10 Gew.-% Lösungsmittelgemisch
(Diäthylenglykolmonobutyläther
100 bis 20 Gew.-%)
Wasser 0 bis 80 Gew.-%) 90 Gew.-%
(2) Elektrophorerische Beschichtungsbedingungen:
Verfahren mit konstanter Spannung
Spannung 25—250 Volt Beschichtungsdauer 2 Minuten
Gegenstand galvanisierte
Spannung 25—250 Volt Beschichtungsdauer 2 Minuten
Gegenstand galvanisierte
Stahlplatte
Badtemperatur 25°C
Flächenverhältnis von
Gegenstand zu Kathode 1 :1
Gegenstand zu Kathode 1 :1
Abstand zwischen den Elektroden 3 cm
(3) Trocknungs- und Einbrennbedingungen:
Nach lOminütigem Trocknen bei 95° C wird das
Einbrennen 10 Minuten bei 220° C durchgeführt.
(4) Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in F i g. 1 dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß die elektrophoretisch abgeschiedene
Menge bei einem Wassergehalt von etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent erheblich herabgesetzt
wird. Wenn der Wassergehalt höher als 50 Gewichtsprozent ist, wird die elektrophoretisch abgeschiedene
Menge erhöht. Wenn jedoch kein wasserlösliches Harz mitverwendet wird, haftet der
erhaltene Film nicht fest auf dem Untergrund und löst sich beim Herausnehmen des Gegenstandes
aus dem Bad ab.
Versuch 2
Zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der elektrophoretisch abgeschiedenen Menge und der
Spannung zwischen den Elektroden wird der Versuch unter Verwendung verschiedener Überzugsmassen
durchgeführt, die Polyvinylidenfluorid mit oder ohne einem wasserlöslichen Harz enthalten.
(1) Überzugsmasse:
Polyvinylidenfluoridpolymerisat (Grenzviskositätszahl 1,58,
Polyvinylidenfluoridpolymerisat (Grenzviskositätszahl 1,58,
Teilchengröße 0,33 μ) 10 Gew.-%
Lösungsmittelgemisch
(Diäthylenglykolmonobutyläther 40 Gew.-%, Phthalsäuredimethylester 10 Gew.-%,
Wasser 50 Gew.-%) 90 Gew.-%
(Diäthylenglykolmonobutyläther 40 Gew.-%, Phthalsäuredimethylester 10 Gew.-%,
Wasser 50 Gew.-%) 90 Gew.-%
Zu der vorgenannten Masse wird eines der nachstehenden Harze in einer Menge von höchstens
5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylidenfluorids, gegeben: Wasserlösliches
Acrylharz, Polyacrylamid, wasserlösliches Alkydharz, wasserunlösliches Acrylharz, Polyvinylalkohol,
wasserlösliches Melaminharz.
(2) Elektrophoretische Beschichtungsbedingungen: Verfahren mit konstanter Spannung
Spannung 25-250 Volt Beschichtungsdauer 2 Minuten Gegenstand galvanisierte
Stahlplatte
Badtemperatur 25° C
Flächenverhältnis von
Gegenstand zu Kathode 1 :1
Gegenstand zu Kathode 1 :1
Abstand zwischen den Elektroden 3 cm
(3) Trocknungs- und Einbrennbedingungen:
Nach lOminütigem Trocknen bei 95°C wird das Einbrennen 10 Minuten bei 25O0C durchgeführt
(4) Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind in F i g. 2 angegeben, aus der ersichtlich ist, daß die elektrophoretisch abgeschiedene
Menge im Falle einer Mitverwendung eines wasserlöslichen und ionisierbaren Harzes viel
stärker zunimmt als im Falle einer Nichtverwendung. Es ist ferner ersichtlich, daß die Mitverwendung
eines wasserunlöslichen Harzes eher die gegenteilige Wirkung hervorruft Wenn das Harz
zwar löslich aber nicht ionisierbar ist, z. B. im Falle von Polyvinylalkohol oder eines wasserlöslichen
Melaminharzes, so ist die elektrophoretisch abgeschiedene Menge außerordentlich gering.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.
Ein Gemisch von 48 Teilen pulverförmiges Polyvinylidenfluorid mit einer Teilchengröße von 0,33 μ und
72 Teilen Diäthylenglykolmonobutyläther (Kp. 23O0C) werden 24 Stunden in einer Kugelmühle pulverisierL
Man erhält eine Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 40% Feststoffgehalt. 120 Teile dieser Dispersion
werden mit 273,6 Teilen Diäthyiengiykoimonobutyiäther und 86,4 Teilen entsalztem Wasser vermischt Man
erhält eine Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt. 480 Teile dieser Dispersion werden mit
einer wäßrigen Lösung von 6,9 Teilen (entsprechend etwa 5% Aerylsäureharz bezogen auf das Polyvinylidenfluorid)
eines wasserlöslichen, hitzehärtbaren Acrylsäureharzes (Gemisch aus Polyacrylat und Melaminharz)
mit 35% Feststoffgehalt vermischt. Man erhält eine wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz enthaltende
Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10%
Feststoffgehalt.
In die erhaltene Dispersion wird eine 0,5 mm dicke galvanisierte Stahlplatte, deren Oberfläche mit kristallinem
Zinkphosphat überzogen ist, getaucht, die mit der Anode einer Gleichstromquelle verbunden ist. Als
Kathode wird eine unlösliche Metallplatte in die Dispersion getaucht und ein Abstand zwischen den beiden
Elektroden von 3 cm eingestellt. Zur elektrophoretischen Beschichtung wird 2 Minuten bei 25°C ein Gleichstrom
von 50, 100 und 200 Volt durchgeleitet. Die beschichtete Platte wird 10 Minuten bei 95° C getrocknet
und dann 10 Minuten bei 220° C eingebrannt.
Das Aussehen des Überzugsfilmes und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle i,
Spalte A, ersichtlich.
Vergleichsbeispiel 1
Das Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ohne Verwendung eines wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzes.
Außerdem wird die Elektrophorese bei 50, 100, 200 und 300 Volt Gleichstrom durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle I,
Spalte B ersichtlich.
Spannung
zwischen
den
Elektroden
zwischen
den
Elektroden
(V)
50
50
100
100
200
300
300
Anfangliche
Stromstärke
Stromstärke
(mA/cm2)
Zustand des abgeschiedenen Films
vor dem Einbrennen nach dem Einbrennen
1,60 X 10"
100 3,36 X 10"'
200 6,94 X 10"'
1,73 X 10"2
2,96 X 10"2
2,96 X 10"2
7,04 X 10"2
11,01 x 10"2
11,01 x 10"2
Abgeschiedene Menge
(mg/cm2)
hart, glatt, rißfrei, 4,05
keine Strähnen transparent, glänzend
desgl. desgl. 7,13
desgl. glatt, rißfrei, 13,2
etwas trüb, glänzend
weich, Strähnen keine Abscheidung 0,07
desgl. glatt, rißfrei, 0,41
transparent, glänzend
desgl. desgl. 1,89
desgl. desgl. 4,20
(1) Ein Gemisch von 48 Teilen pulverförmiges Polyvinylidenfluorid mit einer Teilchengröße von 0,48 μ und
72 Teilen Diäthylengiykolmonobutyläther werden 18 Stunden in einer Kugelmühle pulverisiert Man erhält
eine Poiyvinylidenfluorid-Dispersion mit 40% Feststoffgehalt
120 Teile dieser Dispersion werden mit 100,8 Teilen Diäthylenglykolmonobutyläther, 43,2 Teilen
Phthalsäuredimethylester und 216 Teilen entsalztem Wasser vermischt Man erhält eine Polyvinylidenfluorid-Dispersion
mit 10% Fest!;toffgehalt 480 Teile dieser Dispersion werden mit einer wäßrigen Lösung
von 3,2 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten wasserlöslichen, hitzehärtbaren Acrylsäure!]arzes vermischt Man
erhält eine wasserlösliches hitzehiärtbares Acrylsäureharz
enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt
In die erhaltene Dispersion wird eine 0,5 mm dicke galvanisierte Stahlplatte gciäuchi, die mit der Anode
einer Gleichstromquelle verbunden ist Als Kathode wird eine unlösliche Metallplatte in die Dispersion
getaucht und der Abstand zwischen den beiden Elektroden auf 3 cm eingestellt. Zur elektrophoretischen
Beschichtung wird 2 Minuten bei 25° C ein Gleichstrom von 25 und 50 Volt durchgeleitet Die beschichtete
Platte wird 10 Minuten bei 95° C getrocknet und dann 10
Minuten bei 250° C eingebrannt
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch
abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II, Spalte Al, ersichtlich.
(2) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt gemäß (1) werden mit einer
wäßrigen Lösung von 6,4 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzes
vermischt Man erhält eine wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese erfolgt wie un-
ίο
ter (1) angegeben.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte A2, ersichtlich.
(3) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt gemäß (1) werden mit einer
wäßrigen Lösung von 4,8 Teilen eines wasserlöslichen Alkydharzes (Alkydharz hauptsächlich aus Trimellithsäure
und Neopentylglykol) mit 50% Feststoffgehalt vermischt Man erhält eine wasserlösliches Alkydharz
enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion. Die Elek-, trophorese erfolgt wie unter (1) angegeben.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte A3, ersichtlich.
(4) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoff gehalt gemäß (1) werden mit einer wäßrigen
Lösung von 4,8 Teilen eines wasserlöslichen Alkydharzes (Alkylharz aus Pyromellithsäure, Phthalsäure,
Adipinsäure und Propylenglykol) mit 50% Feststoffgehalt vermischt. Man erhält eine wasserlösliches
Alkydharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion. Die Elektrophorese erfolgt wie unter (1) angegeben.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte A4, ersichtlich.
(5) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt gemäß (1) werden mit einer
wäßrigen Lösung von 24 Teilen Polyacrylamid mit 10% Feststoffgehalt vermischt. Man erhält eine PolyvinyH-denfluorid-Polyacrylamid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie unter (1) angegeben durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte A5, ersichtlich.
Vergleichsbeispiel 2 (1) Das Beispiel 2 (1) wird wiederholt, jedoch ohne
Verwendung des wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzes. Außerdem wird die Elektrophorese bei 100
und 250 Volt Gleichstrom durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte Bl, ersichtlich.
(2) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit
10% Feststoffgehalt gemäß Beispiel 2(1) werden mit einer Emulsion von 4,8 Teilen eines wasserunlöslichen
Acrylsäureharzes (wäßrige Dispersion von Butylacrylatvinylacetat-Mischpolymerisat)
mit 50% Feststoffgehalt vermischt. Man erhält eine wasserunlösliches Acrylsäureharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie unter (1) ange"-geben durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte B2, ersichtlich.
(3) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit
10% Feststoffgehalt gemäß Beispiel 2 (1) werden mit 2,4 Teilen pulverförmigem Polyvinylalkohol vermischt.
Man erhält eine Polyvinylalkohol enthaltende PoIyvinylidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie unter (1) angegeben durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die eh'vrv
phoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II, Spalte B3, ersichtlich.
(4) 480 Teile der Polyvinylidenfluorid- Dispersion mit 10% Feststoffgehalt gemäß Beispiel 2(1) werden mit
einer wäßrigen Lösung von 3,4 Teilen eines wasserlöslichen Melaminharzes mit 70% Feststoffgehalt vermischt.
Man erhält eine wasserlösliches Melaminharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion. Die Elektrophorese
wird wie unter (1) angegeben durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle II,
Spalte B4, ersichtlich.
20
25
30
35
Spannung
zwischen den
Elektroden
zwischen den
Elektroden
(V)
Zustand des abgeschiedenen Films
vor dem Einbrennen nach dem Einbrennen
Abgeschiedene Menge
(mg/cm2)
Al | 25 | dicht, keine Strähnen | glatt, rißfrei, transparent, glänzend |
3,05 |
5C | desgl. | desgl. | 8,09 | |
A2 | 25 | desgl. | desgl. | 6,18 |
50 | desgl. | glatt, rißfrei, etwas trüb, glänzend |
13,61 | |
A3 | 25 | weich, Strähnen | glatt, rißfrei, transparent, glänzend - |
5,60 |
50 | desgl. | desgl. | 9,65 | |
A4 | 25 | desgl. | desgl. | 5,46 |
50 | desgl. | desgl. | 9,87 | |
A5 | 25 | hart, keine Strähnen | glatt, rißfrei, gelblich-braun, glänzend |
6,72 |
50
desgl.
desgl.
12,12
Spannung zwischen den Elektroden |
21 11 |
13 252 12 |
glatt, rißfrei, transparent, glänzend |
Abgeschiedene Menge |
|
(V) | desgl. | (mg/cm3) | |||
Fortsetzung | 100 | Zustand des abgeschiedenen Films vor dem Einbrennen nach dem Einbrennen |
desgl. | 1,20 | |
250 | A~ 1 | 17,34 | |||
100 | weich, Strähnen | glatt, rißfrei, gelblich-braun, glänzend |
1,00 | ||
Bl | 250 | desgl. | glatt, rißfrei, transparent, glänzend |
14,79 | |
100 | desgl. | 1,58 | |||
B2 | 100 | desgl. | 1,34 | ||
desgl. | |||||
B3 | desgl. | ||||
B4 |
Ein Gemisch von 33,8 Teilen pulverförmiges Polyvinylidenfluorid
mit einer Teilchengröße von 0,38 μ, 12,8 Teilen Titandioxid, 1,4 Teilen Ruß und 112 Teilen
Diäthylenglykolmonobutyläther wird 48 Stunden in einer Kugelmühle pulverisiert. Man erhält eine PoIyvinylidenfluorid-Dispersion
mit 21% Feststoffgehalt 160 Teile dieser Dispersion werden mit 69,4 Teilen Diäthylenglykolmonobutyläther, 121 Teilen Phthalsäure-dimethyiester
und 116 Teilen entsalztem Wasser vermischt. Man erhält eine Polyvinylidenfluorid-Dispersion
mit 7% Feststoffgehalt. 466,4 Teile dieser Dispersion werden mit einer wäßrigen Lösung von 6,9
Teilen des in Beispiel 1 verwendeten wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzes vermischt. Man erhält
eine wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 7%
Feststoffgehalt
Die Elektrophorese wird entsprechend den Angaben in Beispiel 2(1) bei 50 Volt Gleichstrom durchgeführt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle III,
Spalte A, ersichtlich.
Vergleichsbeispiel 3
Das Beispiel 3 wird wiederholt, jedoch ohne Verwendung
des wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzes.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch
abgeschiedene Menge sind aus Tabelle HI, Spalte B, ersichtlich.
Spannung
zwischen den
Elektroden
zwischen den
Elektroden
(V)
Zustand des abgeschiedenen Füms
vor dem Einbrennen nach dem Einbrennen
Abgeschiedene Menge
(mg/cm2)
A
B
B
50
50
50
hart, keine Strähnen
weich, Strähnen
weich, Strähnen
stark, rißfrei, schwarz
desgl.
desgl.
5,98
1,28
1,28
Ein Gemisch von 24 Teilen pulverförmiges Polyvinylidenfluorid mit einer Teilchengröße von 0,37 μ und
36 Teilen Diäthylenglykolmonobutyläther wird 18 Stunden in einer Kugelmühle pulverisiert Man erhält eine
Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 40% Feststoffgehalt 60 Teile dieser Dispersion werden mit 155,5 Teilen
Diäthylenglykolmonobutyläther, 82,1 Teilen Phthalsäuredimethylester und 182,4 Teilen entsalztem Wasser
vermischt Man erhält eine Polyvinylidenfluorid-Dispersion
mit 5% Feststoffgehalt 480 Teile dieser Dispersion werden mit einer wäßrigen Lösung von 8 Teilen
des in Beispiel 1 verwendeten wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzes vermischt Man erhält eine
wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 5% Feststoffgehalt.
In die erhaltene Dispersion wird eine 0,5 mm dicke Stahlplatte, deren Oberfläche mit Sandstrahl abgeblasen
und entfettet war, getaucht, die mit der Anode einer Gleichstromquelle verbunden ist
Als Kathode wird eine unlösliche Metallplatte in die Dispersion getaucht und der Abstand zwischen den
beiden Elektroden auf 3 cm eingestellt. Zur elektrophoretischen Beschichtung wird 1 Minute bei 25° C
100 Volt Gleichstrom durchgeleitet Die beschichtete Platte wird getrocknet und gebrannt Man erhält einen
glatten, transparenten und rißfreien Film von 25 μ Dicke.
Der derart gebildete Überzugsfilm zeigt eine gute Haftfestigkeit Zum Beispiel wird der Film durch einen
Aufschlag von etv/a 0,157 cm/g nicht abgelöst. Nach der
Anbringung , von 100 quadratischen Kerben (1 mm χ 1 mm) auf dem Oberzugsfilm wird ein Cellophanstreifen
darüber geklebt und dana wieder abgezogen. Es werden keine Quadrate abgelöst
io
15
Ein mit Rührwerk, Thermometer, Gaseinlaßrohr und Rückflußkühler ausgerüstetes Reaktionsgefäß wird mit
10,5 Teilen Acrylamid, 10 Teilen Acrylsäure, 50 Teilen Butylacrylat, 25 Teilen Acrylnitril, 5 Teilen Paraformaldehyd
(Reinheit: 95%), 1,5 Teilen Dodecylmercaptan, 50 Teilen Äthylenglykolmonoäthyläthei und 30 Teilen
einer 0,67prozentigen wäßrigen Lösung von Natriumbisulfit beschickt Das erhaltene Gemisch wird unter
Rühren auf 700C erhitzt Innerhalb 30 Minuten werden
zu dem Gemisch tropfenweise 10 Teile einer 4prozentigen wäßrigen Lösung Ammoniumpersulfat gegeben.
Danach wird das Gemisch 3 Stunden unter schwachem Sieden erhitzt Nach Beendigung der Polymerisation
(Umwandlung: etwa 96%) wird die Temperatur auf unter 40° C erniedrigt. Das Reaktionsgemisch wird mit
12 Teilen 28prozentigem wäßrigem Ammoniak neutralisiert und mit Wasser versetzt, um einen Feststoffgehalt
von 35% zu erhalten. 6,9 Teile der derart hergestellten wasserlöslichen hitzehärtbaren Acrylsäureharzlösung
werden mit 480 Teilen der gemäß Beispiel 2(1) erhaltenen Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt,
jedoch ohne wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz, vermischt Man erhält eine wasserlösliches
hitzehärtbares Acrylsäureharz enthaltende PoIyvinylidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie in Beispiel i be. 25 Volt Gleichstrom durchgeführt. Die beschichtete
Platte wird 10 Minuten bei 90°C getrocknet und dann 10 Minuten bei 2500C eingebrannt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle IV
ersichtlich
25
30
35
40
In einem Reaktionsgefäß werden 67 Teile Dioxan unter Rückfluß erhitzt. Dann werden gleichzeitig ein
Gemisch von 375 Teilen Äthylacrylat, 107,5 Teilen Acrylsäure und 122 Teilen einer lprozentigen Lösung
von Äthylacrylat in Butylmercaptan und 12,2 Teile Cumolhydroperoxid jeweils in kleinen Anteilen zugegeben.
Das Gemisch wird anschließend etwa 5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Beendigung der Polymerisation
wird die Temperatur auf unter 4O0C erniedrigt. 200 Teile des derart hergestellten Polymerisats werden
in einer Mischung von 220 Teilen 29prozentigem Ammoniak und Wasser im Gewichtsverhältnis 1 :4
gelöst und dann mit Wasser versetzt, um einen Feststoffgehalt von 35% zu erhalten. 6,9 Teile der derart
hergestellten wasserlöslichen Acrylsäureharzlösung werden mit 480 Teilen der gemäß Beispiel 2(1) erhaltenen
Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehall, jedoch ohne ein wasserlösliches hitzehärtbares
Acrylsäureharz, vermischt. Man erhält eine wasserlösliches Acrylsäureharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die beschichtete Platte wird 10 Minuten bei 900C
getrocknet und dann 10 Minuten bei 2500C eingebrannt.
Das Aussehen des Oberzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle IV
ersichtlich.
80 Teile Leinölfettsäuren mit einer Säurezahl von etwa 190, 8 Teile Tallölfettsäuren mit einer Säurezahl
von etwa 190 und 100 Teile Pentaerythrit werden unter Rühren auf 180 bis 2300C erhitzt, bis die Säurezzhl den
Wert von etwa 5 erreicht hat Nach der Zugabe von 100
Teilen Phthalsäureanhydrid wird das erhaltene Gemisch auf 2000C erhitzt, bis die Säurezahl den Wert von etwa
62 erreicht hat 100 Teile des Reaktionsprodukts werden in einem Gemisch von 40 Teilen Triethylamin und
Wasser im Gewichtsverhältnis 1 :4 gelöst und mit Wasser versetzt, um eine Feststoffkonzentration von
35% zu erhalten.
6,9 Teile der derart hergestellten wasserlöslichen Alkydharzlösung werden mit 480 Teilen der gemäß
Beispiel 2(1) erhaltenen Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt, jedoch ohne ein wasserlösliches
hitzehärtbares Acrylsäureharz, vermischt. Man erhält eine wasserlösliches Alkydharz enthaltende PoIyvinyiidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie in Beispiel 1 bei 25 Volt Gleichst om durchgeführt Die beschichtete
Platte wird 10 Minuten bei 900C getrocknet und dann 10
Minuten bei 2500C eingebrannt.
Das Aussehen des Oberzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle IV
ersichtlich.
Ein Reaktionsgefäß wird mit 415 Teilen Trimellithe2·■:.-£,
~Vs feilen Propylenglykol und 105 Teilen Adipinsäure
beschickt. Das erhaltene Gemisch wird in einer Inertgasatmosphäre auf 177° C erhitzt, bis die Säurezahl
den Wert 60 bis 70 erreicht hat. Nach Zugabe von 404 Teilen Tallölfettsäure wird das Erhitzen fortgesetzt, bis
die Säurezahl den Wert 50 bis 55 erreicht hat. 100 Teile des Reaktionsprodukts werden auf unter 400C
abgekühlt und nacheinander mit 20 Teilen Isobutanol und 12 Teilen Triethylamin versetzt. Das erhaltene
Gemisch wird mit Wasser versetzt, um eine Feststoffkonzentration von 35% zu erhalten. 6,9 Teile des derart
erhaltenen wasserlöslichen Alkydharzes werden mit 480 Teilen der gemäß Beispiel 2(1) erhaltenen Polyvinylidenfluorid-Dispersion
mit 10% Feststoffgehalt, jedoch ohne ein wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz,
vermischt. Man erhält eine wasserlösliches Alkydharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dispersion.
Die Elektrophorese wird wie in Beispiel 1 bei 25 Volt Gleichstrom durchgeführt. Die beschichtete
Platte wird 10 Minuten bei 900C getrocknet und dann 10
Minuten bei 25O0C eingebrannt.
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle IV
ersichtlich.
In ein Reaktionsgefäß werden 130 Teile Epoxyharz, 84 Teile dehydratisierte Ricinusölfettsäure, 34 Teile
Collophonium und 60 Teile Hanfsamenölfettsäure und anschließend 20 Teile Xylol gegeben. Das erhaltene
Gemisch wird auf 180 bis 19O0C erhitzt, während Wasser aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird. Dann
wird das erhaltene Reaktionsgemisch 1 Stunde auf 210°C erhitzt 100 Teile des Reaktionsprodukts werden
in 20 Teilen Butanol gelöst und dann mit 11 Teilen einer
28prozentigen wäßrigen Ammoniaklösung neutralisiert.
Das erhaltene Gemisch wird mit Wasser versetzt, um einen Feststoffgehalt von 35% zu erhalten. 6,9 Teile der
derart hergestellten wasserlösl'ehen Epoxyharzlösung
werden mit 480 Teilen der gemäß Beispiel 2 (1) erhaltenen Polyvinylidenfluorid-Dispersion mit 10% Feststoffgehalt,
jedoch ohne ein wasserlösliches hitzehärtbares Acrylsäureharz, vermischt Man erhält eine wasserlösliches
Epoxyharz enthaltende Polyvinylidenfluorid-Dis-
persion.
Die Elektrophorese wird wie in Beispiel 1 bei 25 Volt Gleichstrom durchgeführt Die beschichtete
Platte wird 10 Minuten bei 90° C getrocknet und dann 10
Minuten bei 250°C eingebrannt
Das Aussehen des Überzugsfilms und die elektrophoretisch abgeschiedene Menge sind aus Tabelle IV
ersichtlich.
Spannung
zwischen den
Elektroden
zwischen den
Elektroden
(V)
Zustand des abgeschiedenen Films
vor dem Einbrennen nach dem Einbrennen
Abgeschiedene Menge
(mg/cm2)
25
hart, keine Strähnen
6 | 25 | desgl. |
7 | 25 | desgl. |
8 | 25 | desgl. |
9 | 25 | desgl. |
glatt, rißfrei, | 4,18 |
transparent, glänzend | |
desgl. | 4,25 |
desgl. | 3,97 |
desgl. | 4,07 |
desgl. | 4,02 |
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Oberzugsmassen für anodisch abgeschiedene,
elektrophoretische Beschichtungen auf der Basis von Vinyliden- oder Vinylfluoridpolymerisaten in einem
Gemisch aus organischem Lösungsmittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie
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---|---|---|---|
JP2397970A JPS4928656B1 (de) | 1970-03-19 | 1970-03-19 |
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---|---|
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DE2113252B2 DE2113252B2 (de) | 1980-09-18 |
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ID=12125660
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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8281 | Inventor (new situation) |
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