DE2236270A1 - Elektroabscheidung von fluorkohlenstoffpolymeren - Google Patents

Elektroabscheidung von fluorkohlenstoffpolymeren

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Description

Patentanwälte
Dr. Dieter F. Morf \ Dr. Hans-A. Brauns "'- _ _ .
24." Juli 1972 FW-1865 ■--■-
E.I." Du Pont de rJemotirs anä Company Wilmington^ Delaware (V.St,A.)
Elekt roab s ehe i dung von Fluo rkohleiis t of fpolymer en
Di© Erfindung betrifft eine yerbesserte wässrige Dispersion, welelie zum ElektroüberEielaen von Hetallgegenständen mit Fluorkohlenstoffpolyiaeren brauclibar ist,, sowie ein ver bessertes Elektrouber2Ugsverfa.hren zur Ab solle idung von
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Fluorkohlenstoffpolymeren. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte wässrige Polyrierdifipersion, worin dan fili-'ibildonde Polymere aus einem Carbönseurcpolymeren mit niedriger SLlurezahl besteht und einheitlich disporgiert darin Fluorkohlenötoffpolyiaerteilcheri enthält, sov.de ein verbesserten Elektroübarzugsvcrfahren zur Aufbringung deο Carboxy lpölymeren und den Flucrkohlenstoffpolymeren.
Das Aufbringen von Fluorkohlenstoffpolyner-Überzügen auf Metallgegenstände durch Elektroabccheidung ist die Aufgabe der Erfindung; wässrige Dispersionen, die Co-rbonsäurepolymere mit Säurezahlon von etwa 6 bis 25 besitzen und mit einer wasserlöslichen basischen Verbindung, wie Ammoniak, einem Amin, Ketallhydroxid, neutralisiert sind, enthalten einheitlich dispergiert Fluorkohlenstoffpolyrierteilcben, vclche auf Hetallgegenständen elektroabgeschieden werden können. Die Elektroabscheidung von Fluorkohlenstoffpolynieren ißt besonders v/ertvoll zum überziehen von unregelmäßig geformten Gegenständen, wie Schnecken, Schrauben und Muttern und ist auch zum Überziehen von Gegenständen, wie Kochgeräten, Werkzeugen und dergleichen brauchbar.
Es ist bekannt, Fluorkohlenstcffpolyrnere elektroaufzuziehen, wie in der britischen Patentschrift 723 072 von 2. Februar 1955, der britischen Patentschrift 797 001 vom 25. Juni 1958 und der britischen Patentschrift 797 551 vom 2. Juli 1968 angegeben, indem die Fluorkohlenstoffpolymerteilchen mit einem ionisierbaren oberflächenaktiven Mittel überzogen werden. Auch die US-Patentschrift 2 800 447 vom 23. Juli 1957 gibt ein Verfahren zur Steuerung des pH-Wertes einer Elektroüberzugsmasse ab, welche zur Elektroabscheidung von Po-lytetrafluoräthylen-Teilchen verwendet wird und gibt das
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Aufziehen dieser Polytetrafluoräthylen-Teiichen mit einem, ioninierbaren Karz an, so daß: sie elektrisch abgeschieden verden können. .'Die beiden ÜS-Pat ent schrift en 3 230 162 vom 1O1. Jaminr 1966 und; jS 382 165 vom 7» Mai 1968 betreffen beide die Anwendung von Streckharsen, viie Polytetrafluqräthy- : lord-^rsen mit Carbö^cylpolymeren bei einem ElektröüberzügsverÄJiren. In keiner dieser Literaturstellen vmrde*jedoch ■/. der-'Vorteil der AtiV/onduaig von Carboxylpolymeren mj/t einer nieclrigcn Slitirösahl boi dtjr Elektroabscheidung von Fluor- ; ■};:ohlenctüffpolyxiertcilcl;en erkannt, beispielsweise höhere Elelrlrcabi;choldun~;;A\/irksaDU:eit, verbesserte Filmeigen-·· -; / ! schäften. UD ά .el er gleichen e - . ... , - "-*'-",- ■-'
Dio neuen Knssen geraäß der J3rfihdun.g en-n.esen sich besonders ' wertvoll zu;;j Überziehoii von Sclmeckoii, Schrauben, /Müttern; und anderen, unrogelinüBig geformten Gegenständen ..mit einem/
ohlontfas'ser5toffpolymcre5i und die Masse karin auch als', iclüberzug für Bratpfannen und andere Küchengeräte ver-^ · wendet
Die neue wässrige Dispersion gemäß'der Erfindung, ΐ/elehe zur Elekt?:-üau'jcheidu3ig von Fluorkohlenstoffharzen auf l-Ietallge-; genständcj-j, Arnrtvoll ist, hat: einen pH«A7ert von etwa· 5: bis ' 10 und eirkhiilt V.;aö"ßer,, 2 bis 35 Gewichts^ eines- einheitlich ■ dispergiei-ton fiD.B-bildenden Polyneren,. welches bus einem '■';.
.Carbonsäurepolyaeren mit einer Säuresalil von etwa ,6 bis'25 '. und einen ί-Iolekulargeuicht' von: etv/a 1 000 bis 20 OpQ be« steht* -: -. ..■ ,.- /.·; -.■".-■- ' - - _:- - - ■■; ..'".'. ; ■'-;, ., -■'. -'." .
\iobpi. dieses filnbildende CarbOnsaurepolyiriere;:mit. einer ^aS-serlöslichen basischen Verbindung, die entweder aus,: Ämmoni-. akf einem wasserlöslichen I'ietallliydraxid,: einem vrasseriös- "■ liehen/Aw in j, einem nass erlöslichen Eölyamin, oder .einem "v;asserlöslichen Hydro:.cyKmin besteht, neutralisiert ist .und :.
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einheitlich dispergierte Fluorkohlenstoffpolymerteilchen in einem Verhältnis von Fluorkohlenstoff iaolymeren zu Carbonsäurepolymeren von etwa 5:100 bis 50:100 enthält.
Eine bevorzugte wässrige Elektroüberzugsdispersion gemäß äer Erfindung enthält als filmbildendes Polymeres etwa 95 bis 50 Gewichts^, bezogen auf das Gesamtgewicht des filmbildenden Polymeren, eines Carbonsäurepolymeren, welches eine Säurezahl von etwa 15 bis 22 hat, und entsprechend etwa 5 bis 50 Gewichts?' eines in V/asser dispergierbaren thermisch härtbaren Harzes. Bevorzugt hat die wässrige Dispersion einen pH-Wert von etwa 7 bis 8,5 und einen Feststoffgehalt des filmbildenden Polymeren von etwa 5 bis 15 Gewichts!^ und enthält Polytetrafluoräthylen als Fluorkohlenstoffpolymeres.
Der Ausdruck "Säurezahl" bezeichnet die Anzahl mg an Kaliumhydroxid, die zur Neutralisation von 1 g des Polymeren erforderlich sind.
Eine große Vielzahl von Polymeren kann als filmbildendes Polymeres in den neuen wässrigen Dispersionen gemäß der Erfindung verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Polymeren Carbonsäuregrupp^n besitzen, eine Säurezahl von 6 bis 25 aufweisen und ein Molekulargewicht von etwa 1 000 bis 20 000 haben. Beispielsweise können Alkydharze, Epoxjrosterharze, Acrylharze und dergleichen verwendet werden.
Es können Alkydharze zur Bildung der neuen wässrigen Elektroüberzugcdispersion gemäß der Erfindung verwendet v/erden. Diese Alkydharze werden aus einem mehrwertigen Alkohol und einer Polycarbonsäure unter Anv/endung bekannter Verfahren
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zur Herstellung derartiger Harze hergestellt« Die folgenden üblichen Fettsäuren werden zur Herstellung von erfindungsgemäß brauchbaren Alkydharzen verwendet;. Oleinsäure, Linoleinsäure, Linolensäure, Eleostearinsäurea Ricinoleinsäure und dehydratisierte Ricinoleinsäure. Diese Fettsäuren leiten sich von Ölen wie Tungöl, Leinöl, Sojaöl, dehydratisiertem Rizinusöl und naturharzfreiem Tallöl ab. Die Säuren von dehydratisiertem Rizinusöl und von naturharzfreiem -Tallöl v/erden bevorzugt. Andere Polycarbonsäuren oder deren Anhydride wie Phthalsäure, Maleinsäure, Sebacinsäure, Trimellitsäure und Adipinsäure können mit den vorstehenden Fettsäuren zur Bildung der erfindungsgemäß brauchbaren Alkydharze verwendet v/erden.
Eine große Vielzahl von mehrwertigen Alkoholen kann zur Bildung der Alkydharze verwendet werden, wie Glycerin, Pentaerythrit, Äthylenglykol, Propylenglykol, Diäthylenglykol, 1,5-Pentandiol, Bisphenol-A-(p,p-isopropylidendiphenol), hydrier-tes Bisphenol-A-(4,4-isopropylidendicyclohexanol), Bis-phenol-F-(4,4f-dihydroxydiphenylmethan) und dergleichen.
Ein bevorzugtes Alkydharz wird aus hydriertem Bisphenol A, dehydratisiertem Rizinusöl, Trime3.1itsäureanhydrid und 1,5-Pentandiol erhalten,
Acrylpolymere mit anhängenden Carboxylgruppen sind außergewöhnlich wertvolle filmbildende Materialien im Rahmen der · Erfindung. Im allgemeinen enthalten die Acrylpolymeren größere Anteile, an Methacrylsäureester!! und/oder Acrylsäureestern, wobei die Ester von einem Alkohol mit 1 bis 12 Koh~ lenstoffatomen sich ableiten und eine copolymerisierbare α,β-ungesättigte Carbonsäure enthaltene Im folgenden werden typische brauchbare Methacrylsäureester und Acrylsäureester
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angegeben: Äthylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Isobutylacrylat, sek.-Butylacrylat, Hexylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Octylacrylat, Konylacrylat, Laurylacrylat und dergleichen, Kethylinethacrylat, Propylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Butylmethacrylat, sck,-Butylinethacrylat, tert.-Butylmethacrylat, Hexamethylmethacrylat, H-Athylbexylmethacrylat, Nonylmethacrylat und Laury !methacrylate Die copolyrnerisierbaren, zur Bildung dieser Acrylpolymeren verwendeten α,ß-ungesättigten Carbonsäuren sind bei spiel εν/ei se Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure und dergleichen.
Bevorzugt enthalten die Acrylpolymeren ein Hydroxyalkylmonomeres, beispielsv;eise Hydroxyalkylraethacrylat oder Hydroxyalkylacrylat oder Korabinationen hiervon. Diese Monomeren enthalten eine Alkylgruppe mit 1 bis β Kohlenstoffatomen, Typische brauchbare Hydroxyalkylinonoraere sind beispielsweise Hydroxyäthylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Hydroxyoctylmethacrylat, Hydroxyäthylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxyoctylacrylat und dergleichen. Bevorzugt werden Hydroxyalkylmethacrylate und -acrylate, worin die Alkylgruppe 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält.
Veresterte Epoxyharze sind gleichfalls brauchbar als filmbildende Polymere im Rahmen der Erfindung, Ein bevorzugtes Epoxyharz ist ein Epoxyhydroxypolyäther eines Kondensats von Chlorhydrin und bis-(4-Hydroxyphenol)alkan, wobei das Chlorhydrin vorzugsweise aus Epichlorhydrin oder Glycerinchlorhydrin besteht. Diese Epoxyhydroxyharze können mit einer üblichen trocknenden Ülfettsäure, wie dehydratisierten Rizinusfettsäuren, Leinölfettsäuren, Oiticiaölfettsäuren, Sojaölfettsäuren, Tungölfett3äuren und dergleichen
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verestert sein. Polycarbonsäuren wie Trimellitsäure oder deren Anhydrid können gleichfalls zur Bildung dieser ver- ' estörten Harze verwendet v/erden.
Ein bevorzugtes verestertes Epoxyharz stellt das Reaktionsprodukt eines Epoxyhydroxypolyäthers, beispielsweise Epon 100'';, von Sojaölfettsäuren und Trimellitsäureanhydrid dar*
Auch Polyester, die aus einer Dicarbonsäure und einem gebildet sind, können als fumbildende Polymere gemäß der Erfindung verwendet werden. Typische brauchbare gesättigte aliphatisch^ Carbonsäuren oder deren Anhydride, die zur Bildung dieser Polyester .verwendet v/erden können, mit 2 bis Kohlenstoff atomen sind Adipinsäure, Glutarsäure,- Pimelinsäure, Suberinsüure, Azelainsäure, Sebacinsäure und ähnli~ ehe Säuren. Die bevorzugte Säure aus dieser.Gruppe ist Adipinsäure. Aromatische zwe!basische Säuren oder deren Anhydride kennen ebenfalls verwendet werden^ \d.e Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Uvitinsäure, Cumininsäure und dergleichen* Hehrbasische aromatische Säuren oder deren Anhydride wie Trimellitsäure, Pyroinellitsäure, Benzolpentacarbonsäure und dergleichen können auch verwendet werden.
Zahlreiche Polyole können mit den vorstehenden Säuren zur .Bildung dieser Polyester umgesetzt werden. Besonders brauchbare Polyole sind beispielsweise Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol und 1,5-Pentandiol. Polyole, die mehr als zwei Hydroxygruppen enthalten, können gleichfalls verwendet werden, beispielsweise Glycerin, ■ Pentaerythrit,' Trimethyloläthan und
Vorzugsweise wird ein thermisch härtendes Harz zusammen mit den vorstehenden Polyestern zur Bildung der filmbildenden Komponenten im Rahmen der Erfindung verwendet.
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Im allgemeinen wird es bevorzugt, das thermisch.härtende Harz mit den vorstehenden Polymeren in einer Menge von etwa -5 bis 50 Gewichts^, bezogen auf das Gewicht der filmbildenden Komponenten, anzuwenden. Es können thermisch härtende Harze verwendet werden, falls die Harze in Wasser dispergierbar sind und mit dem vorstehenden Polymeren verträglich sind. Besonders brauchbare Harze sind beispielsweise Phenol/ Formaldehyd-, Harnstoff/Formaldehyd-, MeIsmin/Formaldehyd-, alkylierte Melamin/Formaldehyd-IIarze, Benzoguanamin/Formal- , dehyd-IIarze und ähnliche Materialien«
Ein bevorzugtes Harz besteht aus einem alkylierten Melanin/ Formaldehyd-Harz, welches 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthält. Diese Harze können nach üblichen Verfahren hergestellt werden, wobei ein niedriger Alkylalkohol beifjpielßweiße Methanol, Butanol, Propo.no!, Isopropanol, Äthanol und dergleichen mit dem Melamin/Formaldehyd-Harz unter Ausbildung gebundener Ilkoyygruppen umgesetzt wird. Ein im Rahme).' der Erfindung bevorzugt verwende tee ilelaininharz ist aufgrund seiner leichten Zugänglichkeit und seiner Ausbildung von Überzugsmassen von hoher Qualität das methylolierte I-Ielc.iiiin/Formaldehyd-Hai'Z f beispielsweise Hexamethoxymethylrnolamin.
Ein v/fiteres bevorzugte» 'thermisch härtendes Harz, das beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird und ein Produkt von hoher Qualität ergibt, besteht aus Tetrakisäth« oxybisiietho:r-ynet.hy!melamin, das unter der Be.riic]inimg "Cymel Xii-11iG"iB ]iandc;l ist.
Außer daß sie für den überzug Therraohärt-Eigenscfraftcn er-
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geben, liefern diese Harze Korrosionsbeständigkeit, Härte, Lösungsmittel-, Alkali- und Wärmebeständigkeit für den Überzug.
Zur Bildung der beim neuen Verfahren der Erfindung eingesetzten Überzugsmasse wird das säurehaltige Polymere mit einem der vorstehenden thermisch härtbaren Harze vermischt. Dieses Gemisch ist häufig relativ unlöslich in Wasser und schwierig zu dispergieren. Ein Lösungsmittel für das Polymere-Gemisch welches mit Wasser mischbar ist, in Mengen von etwa 2 bis 10 %} bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymergemisches, kann zur Auflösung dieses Polymergeruisches verwendet werden und unterstützt bei der Dispergierung des Gemisches in dem wässrigen Bad. Im folgenden werden einige Beispiele für die zahlreichen Lösungsmittel gegeben, die verwendet werden können: Diacetonalkohol, Äthylalkohol, Methylalkohol, Äthylcellosolve, Butylcellosolve, Cyclohexanol, Tetrahydrofuran, tert.-Butylalkohol? Isopropylalkohol und dergleichen.
Besondere Sorgfalt muß bei der Bildung der stabilen wässrigen Elektroüberzugsmasse, die das filmbildende Polymere und das Fluorkohlenstoffpolymere enthält, angewandt werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht im Vermischen des vorstehend aufgeführten Carbonsäurepolymeren mit den thermisch härtbaren Stickstoffharzen und gegebenenfalls Gemischen des Lösungsmittels mit diesen Harzen. Das Harz wird dann mit einer wasserlöslichen basischen Verbindung neutralisiert. Dann wird langsam Wasser zu der Lösung zugegeben, jedoch darauf geachtet, daß das Polymere in Lösung verbleibt und sich nicht zu einer wässrigen Dispersion umkehrt» Der Zusatz des Wassers wird an dem Punkt abgebrochen^ wo die wässrige Fluorkohlenstoffpolymerdispersion zugegeben werden kann,
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während das Polymere und die Fluorkolilenstoffdispersion in Lösung verbleiben und sich nicht in eine wässrige Dispersion umkehren. Nachdem die Fluorkohlenstoffpolymerdispersion gründlich mit der Polymerlösung vermischt ist, wird dann Wasser langsam unter konstantem Rühren zur Bildung einer stabilen wässrigen Überzugsmasse gemäß der Erfindung zugesetzt,
Die wasserlöslichen basischen Verbindungen, die besonders zur Bildung einer Elektroüberzugsnacse gemäi3 der Erfindung geeignet sind und auch zur Einstellung des pH-Wertes des Bades auf etwa.5 bis 10 und Vorzugz\/eise etwa 7 bis 0,5. verwendet worden können, sind beispielsweise Ammoniak, polymere Amine, sekondare Amine tertiäre Amine, Polyamine, Hydroxyamine und wasserlösliche Metallhydroxide. Im folgenden werden Beispiele für derartige Verbindungen gegeben: ■Monoäthylonolairiin, Diäthylonolaiuin, Triäthylonolarain, H-Kethyläthanolamin, N-Aminoathanolanin, N-Ilethyldiäthanolamin, Monoisopropylanolamin, Diisopropylanolc.min, Triisopropylanolcimin, Hydroxyarcin, Eutanolanin, Ilexo.nolamin, Methyldiäthanolamin, Octylamin, Natriumhydroxid, Iialiunhj?dro~ xid, Lithiumhydroxid, Äthylendicnin, Diäthylentrianin, i'riäthylentetrairiin, Iie;can.ethylentetrc\anin, Tetraäthylendiamin, Propylen·:!iamin, 1,3-Diaminopropan, Dif.mino-bis-propylaniin, Mono-, Dj- und Trialkylamine, v/orin die Alkylgruppe 1 bis Kohlcnstoi'f&tome auf weist.
Die im Rahmen der Erfindung eingesetzten v/ässrigen Fluorkohlenstoifpolyiiieroisparsionon haben vorzugsv/eise einen Fluorkohlenstoffpolyrner-Feststoffgehalt von 50 bis 65 Die Arten von Fluorkohlenstoffpolymeren, Vielehe im Rahmen der Erfindung brauchbar sind, sind beispielsweise Polytetrafluorethylen, Chlortrifluoräthylenpolymeres, fluorierte Äthylen- und Propylenpolymere, VinylidonfluoridpolyKiere,
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Hexafluorpropylenpolymere, Tetrafluoräthylen/Hexafluorpropylen-Copolymere und ähnliche Iläterialien. Vorzugsweise ■werden "Dispersionen von Polytetrafluoräthylen zur Bildung der- erfindungsgemaß angewandten wässrigen Dispersionen verwendet.
Unter bestirnten Unißtändeii kann es günstig .sein, Pigmente, Farbstoffe ooer Lacke ir.it der erfindungsgeinäßen wässrigen Elektroüberzugomasse zu vermischen« Ein Verfahren besteht in der Herstellung einer i-;ahlgrur_dlage durch Dispersion des Pigmentes in einer neutralisierten filmbildenden Polymerlösung und anschließendem Vermischen dieser liahlgrundlage mit der neutralisierten fumbildenden Folymerdispcrsion, die zur Bildung der Elektroüberzugsmasse verwendet v/ird. Anschließend hieran v.drd die Fluox'kohlenatoffpolyiTierdispersion mit der fumbildenden Polymerdispersion, wie vorstehend angegeben, vermischt. Eine Vielzahl von bekannten Stande rd-Pigment en kann verwendet werden, v/ie J-ietalloxide, Vitoiidioxid< Zinkor-d-d, Metallhydroxid, Chromate, Bleichroraato. organische Fai"bsto:cfe, Eisenblau, organische Rotfarbstoffe, Braurifax'bstoiie und dergleichen.
Es λίίχ-d häufig bevorzugt, dai3 die mit den neuen Massen gemäß der Erfindung elektrisch zu üb erziehend, en rletallgegenständo eine vorbehandelt^ Obofläche besitzen; um eine Oberfläche z\i erhaltciij, an der der elektrisch abgeschiedene Film anhaftet. Eine bevorzugte Behandlung besteht in dor Phosphate siorun'g der Oberfläche des Kotalles mit einer wässrigen Lösinig von Phosphorsäure oder einem Salz der Phosphorsäure. Falls ein Stahlsubstrat verwendet wird, wird ein Überzug von Eisenphospxiat auf dem Sta.nlsubstrat vorzugsweise in I-fen-
gen von 25 bis 75 mg je 0,09 in abgeschieden* Andere Zusammensetzungen d;i eser Art können gleichfalls vorv;er.rlet vrerderu
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Bei dem typischen Elektroüberzugsverfahren wird der elektrisch zu überziehende Gegenstand in eine übliche Elektroüberzugszelle gebracht und bildet eine Anode der Elektroüberzugnzel-Ie. Die neue Elektroüberzugsmasse gemäß der Erfindung wird in die Zelle gegeben. Ein elektrischer Strom wird durch die Zelle geführt und die negativ geladenen filmbildenden Polymerteilchen und die mit den filnbildenden Polymerteilchen überzogenen Fluorkohlenstoffpolymerteilchen werden gleichzeitig auf der metallischen Anode abgeschieden. Wenn der Überzug die gewünschte Stärke erreicht hat, wird der Gegenstand aus dem Bad entnommen, mit Wasser gewaschen und bei etwa 75 bis 21CK während 10 bis 30 min gebacken, so daß ein zälier dauerhafter glatter Überzug erhalten wird.
Der überzogene Gegenstand kann auch wesentlich höheren Temperaturen, beispielsweise 320 bis 43ΟΪ während 15 bis 60 min ausgesetzt werden. Bei diesen hohen Temperaturen verbrennt oder verdampft das filmbildende Polymere und hinterläf3t einen Überzug aus dein zusammengeflossenen Fluorkohlenstof3?polyme~ ren. Falls das filmbildende Polymere aus einem vernetzten Polymeren besteht, ergibt sich üblicherweise ein grau, schwarz oder braun gefärbter überzug. Das Polymere wird zu einer Kohlenstoffanatrix verkohlt, die eine ausgezeichnete Haftung für den Fluorkohlenstoffpolymer-Überzug an der metallischen Unterlage liefert. Falls ein nicht-vernetztes Polymeres verwendet wird, beispielsweise ein Acrylpolymeres, und der Überzug bei der erhöhten Temperatur gebacken v/ird, ergibt sich ein überzug des Fluorkohlenstoff polymeren, da das nicht-vernetzte Polymere abdampft.
Bei einem typischen Elektroüberzugsverfahren unter Anwendung der neuen Masse gemäß der Erfindung sollte die in der Zelle angewandte Stromdichte im allgemeinen einen Wert von
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.■.:■'"'. · Λ" . 2236270 ;
0,3 amp ^e 6,45 cm der Anodenoberflächöjj welche in das [
Bad. eingetaucht ist, nicht übersteigen und bevorzugt wir«! - j
eine niedrigere Stromstärke verwendet „.Spannungeis von et* ;
wa 5Ö Isis 500 Volt können angewandt werden» wenn ©weil Span·* r mingen von etwa 150 Ms 300 Volt !bevorzugt
Bei sämtlichen kontinuierlichen-Ele&troüberziigsverfahrenf "bei denen Metallgegenstände kontinuierlich in das Elektroüberzugsbad eingeführt und entfernt werden* wie es z,B» an einem Fließband erfolgt, wird es bevorzugt, kontinuierlich das Bad zu ergänzen, da das filmbildende Polymere und das Fluorkohlenstoffpolymere auf den zn überziehenden Gegenständen ,elektrisch abgeschieden werden. Jedoch Ist die Ergänzungszusammensetsung geringfügig imterscMedlich gegesi-/ über derji in? erfindungsgemäßen ElektroüTierzugsbaä aage«* .. ■ wandt eis Ztisammensetaung«, Wenn, das Polymere elektrisch abge«· schieden wird, verbleibt das Heiitrailsiermittely beispiels« weise das Aminf im _Badβ Deshalb wird das Ergänzungskonzen-,. trat ausreichend v/eniger der wasserlöslichen basischen Verbindung enthalten 9 so daß der pH-Wert des Bades bei einem konstanten Wert verbleibt«, Auch hat das Ergänzungskonzentrat einen wesentlich erhöhten Gehalt an .f Umbildenden Polymeren und an FluorkohlenstoffpolymereBo. ■ .
■Ein bevorzugtes Ergänzungskonzentrat enthält. 20 bis 70 GewichtsSö Fe st stoff gehalt des filmbildenden Polymeren und etwa 1... bis. 10 Gev/iohtsjij bezogen auf das Gewicht des filmbildenden Polymeren ρ das mit der wasserlöslichen basischen ¥erbindung^ wie hier angegeben^ neutralisiert ist, und etv/a 5 bis 35 Gewichts^ des dispergieren Fluorkohlenstoffpölymeren». Dieses Ergänzungskoiisentrat niirä In us.® Bad in einer Geschwindigkeit eingeführt ΰ Xn der das Polymere- aus dem. Bad beim Elektroüberziigsverfaliren entferait mrdg so daß das Bad beim optimalen Feststoffgehalt mid beim optimalen pH~Wert
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.j, . 2216270
gehalten wird. * ' . ;
Eine Dialyse-Membrane oder eine IoncnaustausQhmembyane kann beim neuen erfindungsgemäßen Verfahren zur Entfernung unerwünschter Produkte verwendet werden, die in der Äfk^roüljerjsugsmasse vorhanden sein können· Diese unerv.Hn.schten Produkte im ElektroÜberzugsbad ergeben sich aus dem Zusatz von Uosser, dem Einschleppen von Salzen auf den Werkstücken, dem Überschuß an Ärain oder anderen Neutralisationsmittfln, der sich bei der Abscheidung des anionischen Polymeren einstellt, und ähnlichen Gründen. Diese unerwünschten Nebenprodukte sammeln sich in dem Bad an und verursachen, wenn sie nicht entfernt werden, Filme von schlechter Qualität und eine Instabilität des Bades. Typische brauchbare Elektrodialyse* Membranen sind in der US-Patentschrift 3 304 250 νψη 14. Februar 196? beschrieben und brauchbare Ionenausta^schmembranen sind in der US-Patentschrift 3 419 489 vom 31« Dezember 1968 beschrieben. Auf diese beiden Patentschriften wird hier Bezug genommen, . '
Diese Membranen können in der Elektroüberzugszelle angebracht werden, und die Zelle ist so eingerichtet, daß die Verunreinigungen entfernt werden können, wie aus den vorstehenden Patentschriften zu entnehmen 1st. Ein weiteres Verfahren besteht darin, die Membrane in einer getrennten Einheit anzubringen und die Elektroüberzugsmasse crurch die Einheit zur Entfernung der Verunreinigung und zur Zurückführung der Elektroüberzugsmasse in das Bad zu führen»
Die Ionenaustauschmembrane wird bevorzugt, Insbesondere die in den Spalten 2 und 3 der US-Patentschrift 3 419 488 ange- , gebenen„Membranen. Diese Ionenaustauschmembranen erlauben eine engere Steuerung des pH-Wertes und entfernen selektiv unerwünschte kationische Nebenprodukte, die den elektrisch
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abgeschiedenen Film und das Bad schädigen."
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die Mengen sind auf das Gewicht bezogen, falls nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Die nachfolgende Elektroüberzugsraasse v/urde durch Vermischen der folgenden Bestandteile gebildet:
Gewichtsteile
Anteil 1 " ·
Epoxyharzlösimg (69,4 % Polyiaerfeststoff in Butylcellor.o3.ve, wobei das Polymere aus Sojaölfettsäuren/Epon 100'·!- /TrirjellitcäurGG-nliydrid in einem Gev/ichtsverliältnis von 38/59/30 bestellt und eine Säure.-',aiii von 17,0 hat) 93,0
XI-I-1116 Kelaiain/Forinnldehyd-Vernetzungsharz (Tetraliisäthpyym&thylbiEiaethoxymcthyliiielamin) ' „ . 12,8
KaiiU3?liydro;dLdlösung (45/:oige vrässrige
Lösung von Kaliumliydroxid) 2,3
Anteil 2
Wasser 828,4
wässrige Fluorkohlenstoffpolymerdispersior» (63 % Polytetrafluorathylen-Feststoff) 33,2
insgesamt 969,7
+ Epon 1004 - ein Epoxyharz mit einem Schmelzpunkt von bis 1056O, einer Gardner-Holdt-Viskosität von Q-U und einem Epoxyäquivalent, d.h. Gramm Harz die ein g~Äquivalentepoxid enthalten, von 875 bis 1025 mit der folgenden Strukturforaiel
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O «ττ
C)I2 - CH - CH-£ O -C~y~ O -<f^>- O - .CH2CH-CH2]-
worin η eine ausreichend große Zahl, um die vorstehende Viskosität zu erhalten, bedeutet. Der Anteil 1 wurde während etwa 15 rain vorgemischt. Wasser wurde dann langsam zugesetzt, bis die neutralinierte Polymerlösung nahe bei dem Punkt war, wo eich eine wässrige Dispersion bildete. Der Zusatz von Wasser wurde abgebrochen, bevor der Umkehrpunkt erreicht war, d.h. der Punkt, bei dem die Lösung eine wässrige Dispersion des Polymeren \/ird, und die Polytetrafluoräthylendispersion wurde dann zugesetzt und mit der Polymerlösung vermischt. An dieser Stelle war das Gemisch immer noch eine Lösung. Der Restbetrag dec Wassers wurde dann zur Bildung einer stabilen wässrigen Dispersion, die für das Elektroüberziehen brauchbar war, zugesetzt. Die erhaltene Dispersion hatte einen pH-Wert von etwa 8,5, einen Polymerfeststoffgehalt des filmbildend en Polymeren von etwa 8,0 und ein Verhältnis von PoIytetrafluoräthylen zu Binder von etwa 26:100.
Eine Stahlplatte von etwa 50 χ 152 χ 0,8 mm wurde auf beiden Seiten mit Bonderite 40 behandelt, das im wesentlichen aus Zinkphosphat besteht und für ein Substrat verwendet wird, worauf ein Film elektroabgeschieden wird.
Ein galvanisierter Tank mit etwa 700 ml Inhalt wurde mit der vorstehend hergestellten Elektroüberzugsmasse gefüllt. Das
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in der vorstehenden Weise behandelte Stahlblech wurde etwa in die Mitte des Tanks gegeben und bildete die Anode der Elektroüberzugszelle, während der Tank selbst die Kathode der Zelle bildete» Eine Gleichstromspannung von etwa Volt wurde während etwa 1 min angelegt« Ein Film von O59 Mil des Überzuges wurde an jeder Seite der Stahlplatte abgeschieden. Der Überzug hatte eine ausgezeichnete Haftung an dem Stahlsubstrat. Die überzogene Stahlplatte wurde gewaschen und getrocknet und bei etwa 1750C während 30 min gebacken. Der erhaltene Überzug auf dieser Stahlplatte war ein glatter glänzender zäher Film und Wässer bildete Perlen auf dem FiIm0
Das Blech wurde dann bei 40CFC während 20 min gebacken. Der erhaltene Überzug hatte eine schwarze Farbe, hatte jedoch ein glattes Aussehen und erwies sich als zusammengeflossener Film des Polytetrafluoräthylens» ■
Eine Elektroüberzugsmasse wurde durch Vermischen der folgen den Bestandteile gebildet?
Gewichtsteile
Acrylpolymerlösung (50 % Polymerfeststoff in Isopropanoly v/ob ei das Polymere aus Styrol/Methylmetha c rylat/2-AtI^Ihexylacrylat/Hydroxypropj^lmethacrylat/Methacrylsäure in einem Gewichtsverhältnis von 18,7/ 18,8/45/10/7,5 mit einer Säurezahl von 55 bestand) 150?0
wassrige Kaliumhydroxidlösung
(45 Gewichts^ Kaliumhydroxid) 5S5
Anteil_2
Wasser 750,9
wässrige Polyifstrafluoräthylendispersion
(63 % Polytetrafluoräthylen-Feststoff) J5±A
insgesamt 937s 5
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Der Anteil 1 wurde während etwa 15 min vorgemischt und dann langsam Wasser zu der Lösung unter konstantem Rühren zugesetzt, bis die Lösung nahe dem Umkehrpunkt war. Es wurde darauf geachtet, daf3 das Polymere in Lösung verblieb. Die Polytetrafluorilthylendispersion wurde dann unter konstantem Rühren zugegeben. Zu diesem Zeitpunkt befand sich das Gemisch noch in Lösung und war nicht in eine wässrige Dispersion umgekehrt. Dann vmrd.e Wasser langsam -unter konstem-en Rühren zugegeben, bis eine stabile wässrige Dispersion, die zum Elektroüberziehen brauchbar war, gebildet war. Die erhaltene hasse hatte einen pH-Uert von etwa 8,2, einen Feststoff gehalt des filmbi IcI enden' Polymeren von etwa 8,0 und* ein Verhältnis von Pigment zu Binder von 25:100.
Stahlbleche wurden wie in Beifjpiol 1 grundiert und mit der vorstellend hergestellten Hasse unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 elektrisch überzogen. Dio überzogenen Platten wurden gewaschen, getrocknet und gebacken wie in Beispiel 1, wobei ein Überzug von etwa 15,2 /u (0,6 HiI) Stärke erhalten wurde, der glatt und zth war und eine ausgezeichnete Haftung an dem Sub-strat besaß.
Die Platte win-de dann bei 40(X; während 20 min gebacken. Die erhaltene Platte hatte einen hellbraunen Überzug oit einer Po lyt e t ra f Iu ο r r; t liy 1 e η - Ob e r f 1 β ch e.
Eine ElektroüberxugsnpsGe wurde durch Vermischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Gewichtsteile
AntejuLji.
Alkväpolyaerlcsung (63 % Polynierfc.L-.tstoff in Diacetonalkohol, wobei ö.i.z
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Polymere aus einem hydrierten Bisphenol A/dehydratisiertem Rizinusöl/l , 5-Pentandiol/rfrimellitsäureanhydrid in einem Gewichtsverhältnis von 35,8/23,9/15,5/24,8 mit
einer Säurezahl von 2 bis 3 bestand) 100,0
ΧΠ·-1116 - I-ielamin -Formaldehyd-Vernetzungsmittel ( Tctrakisäthoxymethyl bi smethoxyüiethylinelGinin) .12,6
wässrige Kaliujiihydroridlösung (45 Gewichts^ Kaliureliydroxid) - 2,6
£nt£ilJL-
Wc.sser . ' 792,5
wässrige Polytetrafluoräthylenpolymer-
dispersion (63 % Feststoff' an Polytetra-
fluoräthylen) 31,3
insgesamt 945,0 ■
Anteil 1 wurde während etwa 15 min vorgemischt und dann langsam Wasser zugegeben, bis die Lösung nahe dem Umkehrpunkt war* Es wurde sorgfältig darauf geachtet, daß das Polymere in Lösung verblieb und sich nicht zu einer wässrigen Dispersion umwandete. Die Polytetrafluoräthylendispersion wurde dann zugegeben und die Kasse gründlich vermischt. Zu diesem Zeitpunkt "vfar das Gemisch noch in Lösung. Der Ptestbetrag des Wassers vrurde langsam zugegeben, bis eine stabile wässrige Lösung, die zum Elektroüberziehen brauchbar war, gebildet war. Die erhaltene Dispersion hatte einen Feststoffgehalt an filmbildenden Polymeren von etwa 8,0 %f einen pH-Wert von etwa 8 und ein Verhältnis von Pigment zu Binder von 26/100.
Wie in Beispiel 1 grundierte Stahlbleche wurde elektrisch mit der vorstehend hergestellten Hasse unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 überzogen, wobei jedoch eine Elektroüberzugsspannung von 200 Volt angewandt wurde. Die überzogenen Bleche wurden gewaschen, getrocknet und wie in Beispiel 1 gebacken, wobei ein Überzug von etwa 20,3/u (0,8 Mil) Stärke erhalten wurde, der glatt und zäh war und
eine ausgezeichnete Haftung am Substrat besaß.
Die Bleche wurden anschließend bei hOO'C während 30 min gebacken. Das Blech hatte eine schwarze Farbe und eine Oberfläche, worauf Uasserperlen leicht gebildet wurden, was einen kontiiiuierlichen Polytetrafluoräthylenfilra belegt.
Beispiel 4
Eine Elektroüberzugsmasse wurde durch Vermischen der folgenden Bestund teile gebildet:
Gejwlchtsteile
Ar)-GQiI-1 I11
Alkydpolyrcerlösung (wie in Beispiel
3) 125,0
wässrige Kaliurihyclroxidlosuiig (45 Ge-
■wichtü/i Kaliuniliydroxid) 3,4
Anteil 2
Wasser 823,3
wässrige Dispersion von Polytetrafluorethylen (63 SS Feststoff an
Polytotrafluoräthylen) 32,6
insgesamt ' 984,3
Anteil 1 wurde während etwa 15 win vorgemischt und dann langsam Wasser unter konstantem Rühren zugegeben, bis die Lösung nahe dem Umkehrpunkt war. Es wurde sorgfältig darauf geachtet, daß das Polymere in Lösung verblieb und sich nicht in eine wässrige Dispersion uinwandcLe. Die Polytetrafluoräthylendispersion wurde dann unter konstantem Rühren zugegeben und rait der Polymericsung vermischt. Zu diesem Zeitpunkt war da.? .Polymere noch in Lösung. Der Restbetrag des Wassers vmrde langsam zugegeben, bis eine \-;ässrige sta-
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bile Dispersion, die für das Elektroüberziehen geeignet warr gebildet wurde. Die erhaltene Dispersion-hatte einen pH-Wert •von etwa 8,0, einen Feststoffgehalt des filmbildenden Polymeren von 8,0 % und ein Verhältnis von Pigment zu Binder von 25:100.
Aluminiumbleche wurden mit der vorstehend hergestellten Masse unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 elektroüberzogen« Die überzogenen Bleche wurden gewaschen, getrocknet und gebacken wie in Beispiel 1, wobei ein Über-' zug mit einer Stärke von etwa 22,8 /u (0,9 Mil) erhalten wurde, der glatt und zäh war und eine ausgezeichnete Haftung an dem Substrat besaß«
Die Bleche wurden dann bei 4000C während 30 min gebacken, so daß ein Blech mit einer sehr hellgrauen Farbe und einer Polytetrafluoräthylen-Oberflache erhalten wurde, worauf das Wasser leicht Perlen bildete. Die gratie Farbe des Filmes zeigt an, daß die Hauptmenge des Polymeren-Binders beim Bakken des Filmes verdampft war.
Erfindungsgegenstand ist somit eine wässrige Dispersion mit einem pH~¥ert von etwa 5 bis 10, bestehend aus Wasser, 2 bis 35 Gewichts $>eines einheitlich dispergierten fumbildenden ' Polymeren, das aus einem Carbonsäurepolymeren mit einer Säurezahl von etwa 6 bis 25 und einem Molekulargewicht von etwa 1 000 bis 20 000 besteht, ^
insbesondere aus
(A) etwa 95 bis 50 Gewichts^ des Gesamtgewichtes der filmbildenden Polymeren aus einem Carborisäurepolymeren und entsprechend
BAD
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(B) etwa 5 bis 50 Gewichts^ eines in Wasser dispergierbaren thermisch härtbaren Harzes
besteht, wobei das fumbildende Carbonsäurepol^Oere mit einer der wasserlöslichen basischen Verbindungen Ammoniak, wasserlöslichen Metallhydroxiden, wasserlöslichen Aminen, v/asserlöslichen Polyamiden und wasserlöslichen Hydroxyaminen neutralisiert ist und .
einheitlich dispergierte Fluorkohlenstoffpolyraerteilchen mit einem Verhält?iis von Fluorkohlenstoffpolymeren zu Carbonsäurepolymeren von etwa 5:100 bis 50:100 enthält.
In der allgemeinen Ausführungsform besteht die erfindungsgeinäße wässrige Dispersion mit einem pH-V/ert von etwa 5 bis 10, bestehend aus Wasser, 2 bis 35 Gewichts?» eines einheitlich dispergierten fD.mb.ildenden Polymeren, das aus einem Carbonsäur epolymer en mit einer Säurezahl von etwa 6 bis 25 und einem Molekulargewicht von etwa 1 000 bis 20 000, 'wobei das filmbildende Carbonsäurepolymere mit einer der wasserlöslichen basicchen Verb:'ndungen Ammoniak, wasserlöslichen Metallhydroxiden, wasserlöslichen Aminen, wasserlöslichen Polyamiden und wasserlöslichen Ktydroxyaninen neutralisiert ist und
einheitlich dispergierte Fluorkohlenstoffpolyraerteilchen mit einem Verhältnis von Fluorkohibnst off polymer en zu CarbonGäurepolyraeren von etwa 5:100 bis 50:100 enthält.
In einer bevorzugten Ausfülirungsform besteht das filiribilclende Polymere im \:esentlichen aus
(A) etwa 95 bis 50 Gewichts/j des Gesamtgewichtes der fumbildenden Polymeren aus einem Carbonsaurepolymeren und entsprechend
(B) etwa 5 bis 50 Gewichtsja eines in Uasser dispergierbaren thermisch härtbaren Harzes.
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Vorzugsv/eise beträgt der Feststoffgehalt des filmbildenden Polymeren etwa 5 bis 15 Gev/ichtsS& und der pH-Wert etwa 7 bis 8,5. '
Günstige Ausbildungen bestellen darin·, daß das filmbildende Carbonsäurepolymere aus einem Vinyladditionspolymeren von Monomeren mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen je Monomereinheit besteht oder daß das Polymere aus einem Acrylpolymeren und das thermisch härtbare Harz aus einem Kelaminderivat besteht.
Bevorzugt wird, daß das Acrylpolymere im wesentlichen aus einem Alkylmethacrylat, einem Alkylacrylat, Styrol, einer der hydroxyliialtigcn Verbindungen Hydroxyalkylinethacrylai; und Hydro2cyalkylacry].at, v;obei die Alkj'lgruppen des Acrylpol3nnereri 1 bis 8 Kohlenstoff atome enthalten, ■ bestellt und das Kelarainderivat auc Tetrakisathoxymethylbißmetlioxysiethylmelamin besteht.
Weiterhin ist vorteilhaft, v/enn das· Carbonsäiirepolymere aus einem Alkydharz und das thermisch härtbare Harz aus einem Kelaminderivat besteht und das Fluorkohlenstoffpolymere aus einoi.1 Tctrafluojrätijylcn/lIexafluoi'propylen-Copolymferen besteht oder daß das Alkydharz axis dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendicyclohoxa-Tolj Tallölfettsäuren, Diätl^lenglykol und Trimellitsäureanliydrid besteht und das thermisch härtbare Harz aus Tetraki sätho:ryinothy3-bismetho:cymethy!melamin besteht oder das CarboxylnoDomere aus einem Epoxyesterliarz besteht und das thermisch härtbare Harz aus einem Melaminderivat besteht oder das Epoxyharz aus dem Reaktionsprodukt eines Epor.yharz.eG, Sojaölfettsäuren, Trimellitsäureanhydrid besteht und das thermisch härtbare Harz aus Tetrakisäthoxymethylbismethoxymethy!melamin besteht.
Erfin&ungßgeiaäß ergibt sich auch ein v;ässriges Ergänzungs-
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konzentrat, das zur Dispersion in einem wässrigen Elektroüberzugsbad mit einem pH-Wert von 5 bis 10 geeignet ist und Wasser und etv/a 20 bis 70 Gewichts^ eines filmbildenden Polymeren, welches aus einem Carbonsäurepolymeren mit einer Säurezahl von etv/a 6 bis 25 und einem Molekulargewicht von etv/a 1 000 bis 20 000 besteht, und etwa' 1 bis 10 Gewichts% bezogen auf das Gewicht des filmbildenden Polymeren einer der wasserlöslichen basischen Verbindungen Ammoniak, wasserlöslichen Metallhydroxiden, wasserlöslichen Aminen, wasserlöslichen Polyaminen oder wasserlöslichen Hydroxyaminen und einheitlich dispergiert, Fluorkohlenstoffpolymerteilchen mit einem Verhältnis von Fluorkohlenstoffpolymeren zu den Carbonsäurepolymeren- von etv/a 5:100 bis 50:100 enthält. Vorzugsweise hat dieses Konzentrat einen Feststoffgehalt des filmbildeiiden Polymeren von etv/a 20 bis 70 Gewichts?6, das aus
(A) etv/a 95 bis 50 Gewi ent s?& des Gesamtgewichtes des Polymeren eines Carbonsäurepolymeren und entsprechend
(B) etv/a 5 bis 50 Gewi ent s?o eines dispergierbaren thermisch härtbaren Harzes
besteht und Fluorkohlenstoffpolymerteilchen in einem Verhältnis von Fluorkohlenstoffpolymeren zu filmbildenden Carbonsäurepolymeren von etwa 5:100 bis 50:100 enthält.
Im Rahmen der Erfindung liegt weiterhin ein Verfahren zum elektrischen Aufziehen einer filmbildenden Polymermasse auf die Anode einer Elektroüberzugszelle, wobei die Anode aus einem Metallgegenstand besteht, durch Eintauchen der Anode in ein Bad, das eine Dispersion eines filmbildenden Polymeren enthält, Durchleiten von Gleichstrom durch die Zelle zur Abscheidung eines Überzuges des Polymeren auf der Anode, Entfernung der überzogenen Anode aus dem Bad und Backen der überzogenen Anode unter Bildung eines kontinuierlichen Filmes hierauf, wobei ein Überzugsbad aus einer wässrigen Dis-
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persion mit einem Fe st st off gehalt von etwa 2 bis 35 Gewichts% eines einheitlich dispergierten filmbildenden Polymeren, das ein Carbons8.urepol3nr.eres mit einer Säurezahl von etwa 6 bis 25 und einem Molekulargewicht von etwa 1 000 bis 20 000 enthält,
wobei das filmbilclende Carbonsäurepolymere mit einer der wasserlöslichen basischen Verbindungen Ammoniak, wasserlöslichen Metallhydroxiden, wasserlöslichen Aminen, wasserlöslichen Polyaminen oder wasserlöslichen Hydroxyaminen neutralisiert ist, und mit dem Gehalt an einheitlich dispergierten Fluorkohlenstoffpolymerteilchen mit einem Verhältnis von Fluorkohlenstoffpolymeren zu Carbonsäurepolymeren von etwa 5ϊ100 bis 50:100 verwendet wird.
Vorzugsweise wird hierbei ein Überzugsbad verwendet, welches im wesentlichen aus einer wässrigen Dispersion besteht, worin filmbildende Polymere im wesentlichen aus
(A) etwa 95 bis 50 Gewichts?o des Gesamtgewichtes des filmbildenden Polymeren eines Carbonsäurepolymeren und entsprechend
(B) etwa 5 bis 50 Gewichts^ eines in Wasser dispergierbaren thermisch härtbaren Harzes
besteht.
Bevorzugt wird ein Überzugsbad mit einem Polymerfeststoffgehalt von etwa 5 bis 15 Gewichts^ und einem pH-¥ert von etwa 7 bis 8,5 verwendet. In speziell bevorzugten Ausführungsformen wird als filmbildendes Polymeres ein Vinyladditionspolymeres von Monomeren mit 2. bis 20 Kohlenstoffatomen de Monomereinheit verwendet oder als Überzugsbad eine wässrige Dispersion eines Carbonsäurepolymeren verwendet,, welches aus einem Acrylpolymeren besteht, während das thermisch härtbare Harz aus einem Melaminderivat besteht„ oder-als Übersugsbad eine wässrige Dispersion eines Carbonsäurepo^meren
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verwendet, das aus einem Alkydharz besteht, während das thormisch härtbare Harz aus einem Helarainderivat besteht, oder
als Überzugsbad eine wässrige Dispersion eines Epoxyesterhnrzes und als thermisch härtbares Harz ein Ilelaminderivat verwendet.
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Claims (1)

  1. FFD-1865 24. Juli 1972
    Patentanspruch
    Wässrige Dispersion mit einem pH-Wert von etwa 5 bis 10, enthaltend;TJasser, 2 bis 35 GevrichtS/o eines einheitlich dispergierten filrabildenden Polymeren, das aus einem Carbonsäurepolymeren mit einer Säurezahl von etwa 6 bis 25 und einem l-Iolekulargewicht von etwa 1 000 bis 20 000 >
    insbesondere aus
    (A) etwa 95 bis 50 Gewichts^ des Gesamtgewielites der fumbildenden Pol3nneren aus einem Carbons£\u??epolynieren ujid entsprechend
    (B) etwa 5 bis 50 Gewi ent s?o eines in Wasser dispergierbare?.i thermisch härtbaren Harzes
    besteht,
    wobei das filinbildende Carbonsäurepolyr.iere mit einer der- w&fjserlöslichen basischen Verbindungen Ammoniak, wasserlöslichen Metallhydroxiden, wasserlöslichen Aminen, . wasserlöslichen Polyamiden und wasserlöslichen Hydroxy-ELKiinen neutralisiert ist und
    einheitlich dispergierte Fluorkohlenstoffpolyjnerteilchen mit einem Verhältnis von Fluorkohlenstoffpolymeren zu Carbonsäurepolyneren von etwa 5s100 bis 50:100 enthält.
    BAD ORIGINAL ■ - 27 -
DE2236270A 1969-10-07 1972-07-24 Wäßrige Dispersion zum Elektroüberziehen von Metallgegenständen mit Fluorkohlenstoffpolymeren Expired DE2236270C3 (de)

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NL (1) NL7210199A (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919152A (en) * 1968-08-08 1975-11-11 Ppg Industries Inc Use of barium metaborate in electrodepositable compositions
US4008140A (en) * 1970-06-04 1977-02-15 Glasurit Werke M. Winkelmann Gmbh Electrodeposited coatings
US3902981A (en) * 1971-05-11 1975-09-02 Du Pont Process for electrophoretic deposition
US4022737A (en) * 1971-08-20 1977-05-10 Desoto, Inc. Aqueous dispersions of hydrophobic polymer particles using surface active polymers
CA994026A (en) * 1972-05-18 1976-07-27 Pennwalt Corporation Vinylidene fluoride polymer film-forming composition in aqueous dispersion
IT1054595B (it) * 1975-02-04 1981-11-30 Du Pont Dispersioni acquose di polimeri perfluoroolefinici contenti materiali filmogeni
AT335022B (de) * 1975-06-17 1977-02-25 Vianova Kunstharz Ag Verwendung von niedrigmolekularen oxazolinen als neutralisationsmittel fur anionische wasserverdunnbare kunstharze
US4303581A (en) * 1980-07-16 1981-12-01 Ppg Industries, Inc. Water dispersed primer-surfacer composition
US4485131A (en) * 1983-03-04 1984-11-27 Pennwalt Corporation Alkaline aqueous coating solution and process
JP2682256B2 (ja) * 1990-04-10 1997-11-26 日本油脂株式会社 熱硬化性組成物
US5419929A (en) * 1990-04-10 1995-05-30 Nippon Oil And Fats Company, Limited Thermosetting compositions, thermal latent acid catalysts, methods of coating and coated articles
CA2079427C (en) * 1991-10-03 2000-01-18 Masahiro Ishidoya Thermosetting compositions, thermal latent acid catalysts, method of co ating and coated articles
US5661219A (en) * 1993-09-06 1997-08-26 Nof Corporation Curable composition, thermal latent acid catalyst, method of coating, coated article, method of molding and molded article
JP3371926B2 (ja) * 1994-06-02 2003-01-27 神東塗料株式会社 艶消し電着塗料組成物及び艶消し電着塗装方法
WO1997003140A1 (en) * 1995-07-13 1997-01-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Tetrafluoroethylene copolymer coating composition
US20120237778A1 (en) * 2010-09-15 2012-09-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous composition for corrosion resistant fastener coatings
CN112552800B (zh) * 2020-11-19 2022-03-22 四川轻化工大学 一种单组分水性feve涂层树脂及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4928656B1 (de) * 1970-03-19 1974-07-29

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Also Published As

Publication number Publication date
BE786718Q (fr) 1972-11-16
NL7210199A (de) 1974-01-28
FR2193093B1 (de) 1976-08-13
FR2193093A1 (de) 1974-02-15
DE2236270B2 (de) 1980-10-30
US3679618A (en) 1972-07-25
DE2236270C3 (de) 1981-06-25

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