DE2759659C3 - Verfahren zum Herstellen von Überzpgen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von ÜberzpgenInfo
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- C09D5/44—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
- C09D5/4473—Mixture of polymers
Description
(A) einem Reaktionsprodukt von
(a) epoxidgruppenfreien Mannich-Basen aus
(ai) äthergruppenfreien kondensierten Phenolen mit mindestens zwei aromatischen
Ringen und mindestens zwei phenolischen Hydroxylgruppen und/ oder
(a2) äthergruppenhaltigen kondensierten Phenolen mit mindestens zwei aromatischen
Ringen und mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe,
(a3) sekundären Aminen mit mindestens
einer Hydroxyalkylgruppe,
(as) Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltende Verbindungen
mit
(b) Epoxidharzen und
(B) einer niedermolekularen Epoxidverbindung mit mindestens einer Epoxidgruppe je Molekül und
einem Epoxid-Äquivalent von 80 bis 1200.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die epoxidgruppenfreien Mannich-Basen
(Komponente a) zusätzlich als Komponente (a4) sekundäre Dialkyl- oder Dialkoxyalkylamine
ohne freie Hydroxylgruppen verwendet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Komponenten
(a) und/oder (b) stammende aliphatische Hydroxylgruppen durch Umsetzung mit teilblockierten Isocyanaten
mindestens teilweise in Urethangruppen überführt sind.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch aus (A)
und (B) als Komponente (C) blockierte Monoisocyanate oder Polyisocyanate zugesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (C) mit 0,1 bis 20 Gewichtsprozent,
bezogen auf Komponente (A), dem Gemisch aus (A) und (B) zugesetzt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (B) mit 0,1
bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Komponente (A)1 der Komponente (A) oder dem Gemisch aus (A)
und (C) zugesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Komponente (A) die Komponenten
(B) und (C) mit zusammen 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf (A), zugesetzt werden und (B)
und (C) im Verhältnis von 0 bis 100 Gewichtspro-
zent (B) zu 100 bis 0 Gewichtsprozent (C) vorliegen,
wobei (B) und (C) stets 100% ergeben.
8. Verfahren zum Herstellen von Oberzügen auf Oberflächen von als Kathode geschalteten elektrisch
leitfähigen Substraten durch Kataphorese nach den Ansrüchen 1 bis 7 und anschließendem
Einbrennen des abgeschiedenen Überzuges, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschichtende
Substrat stromlos in das Beschichtungsbad eingetaucht wird und danach die kataphoretische Abscheidung
erfolgt.
9. Verfahren zum Herstellen von Überzügen auf Oberflächen von als Kathode geschalteten elektrisch
leitfähiger. Substraten durch Kataphorese nach den Ansprüchen 1 bis 7 und anschließendem
Einbrennen des abgeschiedenen Überzugs, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschichtende Substrat
vor dem Eintauchen in das Beschichtungsbad mit dem Überzugsmittel besprüht wird und danach im
Beschichtungsbad die kataphoretische Abscheidung erfolgt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Überzügen auf Oberflächen von als Kathode geschalteten
elektrisch leitfähigen Substraten in einem Elektrotauchlackierverfahren aus einem Überzugsmittel
auf der Basis von wäßrigen Lösungen und/oder wäßrigen Dispersionen von Salzen kationischer Filmbildner
mit organischen und/oder anorganischen Säuren mit gegebenenfalls Pigmenten und/oder Füllstoffen
und/oder organischen Lösungsmitteln und anschließendes Einbrennen des abgeschiedenen Überzuges.
Bekanntlich lassen sich Überzüge auf einer Kathode aus einem Elektrotauchbad dadurch abscheiden, daß ein
Gleichstrom zwischen einer Anode und einer Kathode, die in das Elektrotauchbad eingetaucht sind, geschaltet
wird. Das Elektrotauchbad oder Beschichtungsbad enthält wäßrige Lösungen oder wäßrige Dispersionen von
Salzen kationischer Filmbildner mit organischen und/ oder anorganischen Säuren, die gegebenenfalls die üblichen
Pigmente und Füllstoffe enthalten. Der pH-Wert des Tauchbades wird in der Regel auf einen Wert zwischen
1 und 9 eingestellt. Unter dem Einfluß des Gleichstromes scheidet sich der kationische Filmbildner auf
dem als Kathode geschalteten Substrat ab, während die zum Neutralisieren verwendeten Säuren zur Anode
wandern und sich dort anreichern. Die abzuscheidenden Filmbildner sind normalerweise basische oder amphotere
Homo- und/oder Copolymerisate, Polykondensate und/oder Polyadditionsprodukte und/oder Kombinationen
dieser Klassen.
Bekanntlich enthalten kationische Filmbildner in ihrem Molekül Stickstoffatome in Form von Aminen,
die dem Filmbildner kationischen Charakter verleihen und ihn durch Neutralisation mit Säuren wassermischbar
machen. Überzüge aus den Filmbildnern müssen in der Regel eingebrannt werden, wobei Temperaturen
bis zu 200° C zur Vernetzung des Filmes benötigt werden. Während des Einbrennvorganges werden dabei
labile Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen gespalten und auf diese Weise auch niedermolekulare Amine freigesetzt,
die in die Abluft der Einbrennöfen gelangen und eine Gefährdung der Umwelt darstellen können. Die
Menge der flüchtigen Bestandteile wird durch die Art des Bindemittels und der Vernetzungsreaktion be-
stimmt Auf den abgeschiedenen und luftgetrockneten Elektrotauchlackfilm bezogen, können bis zu 8% flüchtige
Aminbestandteile freigesetzt werden.
Aufgabe der Erfindung war es, diesen Nachteil, der die Anwendungsmöglichkeiten der kationischen Elektrophorese
einschränkt, zu beseitigen und den Anteil an freiwerdenden Aminen unter den flüchtigen Komponenten
in der Abluft der Einbrenuöfen zu reduzieren.
Diese Aufgabe wurde überraschenderweise gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Überzügen auf
Oberflächen von als Kathode geschalteten elektrisch leitfähigen Substraten in einem Elektrotauchlackierverfahren
aus einem Überzugsmittel auf der Basis von wäßrigen Lösungen und/oder wäßrigen Dispersionen
von Salzen kationischer Filmbildner mit organischen und/oder anorganischen Säuren mit gegebenenfalls
Pigmenten und/oder Füllstoffen und/oder organischen Lösungsmitteln und anschließendes Einbrennen des
abgeschiedenen Überzuges, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als kationische Filmbildner ein Gemisch verwendet
wird aus
(A) einem Reaktionsprodukt von
(a) epoxidgruppenfreien Mannich-Basen aus
(ai) äthergruppenfreien kondensierten Phenolen mit mindestens zwei aromatischen
Ringen und mindestens zwei phenolischen Hydroxylgruppen und/oder
(a2) äthergruppenhaltigen kondensierten Phenolen
mit mindestens zwei aromatischen Ringen und mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe,
(a3) sekundären Aminen mit mindestens einer
Hydroxyalkylgruppe,
(as) Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltende
Verbindungen
mit
(b) Epoxidharzen und
(B) einer niedermolekularen Epoxidverbindung mit mindestens einer Epoxidgruppe je Molekül und
einem Epoxid-Äquivalent von 80 bis 1200.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform werden für die epoxidgruppenfreien Mannich-Basen (Komponente
a) zusätzlich als Komponente (m) sekundäre Dialkyl- oder Dialkoxyalkylamine ohne freie Hydroxylgruppen
verwendet
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind aus den Komponenten (a) und/oder (b) Stammende
aliphatische Hydroxylgruppen durch Umsetzung mit teilblockierten Isocyanaten mindestens teilweise
in Urethangruppen überführt In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden
dem Gemisch aus (A) und (B) als Komponente (C) blokkierte
Monoisocyanate oder Polyisocyanate zugesetzt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind bevorzugt geeignet solche Überzugsmittel, bei denen Komponente
(B) mit 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Komponente (A), der Komponente (A) oder dem
Gemisch aus (A) und (C) zugesetzt wird.
Bevorzugt ist aber auch ein Überzugsmittel, bei dem die Komponente (C) mit 0,1 bis 20 Gewichtsprozent,
bezogen auf Komponente (A), dem Gemisch aus (A) und (B) zugesetzt wird.
Besonders bevorzugt sind weiterhin solche Überzugsmittel, bei denen der Komponente (A) die Komponenten
(B) und (C) mit zusammen 0,1 bis 20 Gewichtsprozent bezogen auf (A), zugesetzt werden und (B) und
(C) im Verhältnis von 0 bis 100 Gewichtsprozent (B) zu 100 bis 0 Gewichtsprozent (C) vorliegen, wobei (B) und
(C) stets 100% ergeben.
Die Überzüge werden dadurch erhalten, daß das zu beschichtende Substrat unter Spannung in das Beschichtungsbad
eingetaucht wird, wobei dann die kataphoretische Abscheidung des kationischen Filmbildners
ίο erfolgt
In einer modifizierten Ausführungsform werden die Überzüge auch dadurch erhalten, daß das zu beschichtende
Substrat stromlos in das Beschichtungsbad eingetaucht wird und danach die kataphoretische Abscheidung
des kationischen Filmbildners erfolgt.
Auch ein Besprühen der zu beschichtenden Substratoberfläche mit der Badflüssigkeit des Beschichtungsbades
kann stattfinden, bevor die kataphoretische Abscheidung vorgenommen wird.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel ergeben bei der kathodischen Abscheidung Überzüge mit hervorragenden
mechanischen Eigenschaften, wie großer Härte und Kratzfestigkeit bei guter Elastizität und
fester Haftung auf dem Substrat Nach dem Einbrennen
2■> bei Temperaturen bis zu 2000C während einer Einbrenndauer
von etwa 15 Minuten sind die Überzüge korrosionsfest. Während des Einbrennens aber werden
nur noch geringe, in den meisten Fällen bedeutungslose Mengen an Aminen freigesetzt, die als flüchtige Anteile
jo in die Abluft der Einbrennöfen gelangen. Dies wird erreicht durch die Verwendung eines Überzugsmittels,
das die Komponente (A), (B) und gegebenenfalls (C) als kationische Filmbildner enthält
Der Filmbildner liegt in dem erfindungsgemäßen
Der Filmbildner liegt in dem erfindungsgemäßen
J5 Überzugsmittel in protonisierter Form vor. Protonisiert werden die Filmbildner mit Säuren. Die protonisierten
Filmbildner sind wasserverdünnbar und finden ihre bevorzugte Verwendung in Überzugsmitteln für die kathodische
Elektrotauchlackierung elektrisch leitfähiger Substrate, z. B. von Metallteilen aus Aluminium, Messing,
Kupfer, Eisen, Stahl und Eisenlegierungen mit anderen Metallen, die gegebenenfalls chemisch vorbehandelt,
z. B. phosphatiert, sind.
Die protonisierten Filmbildner sind Salze, die durch Kombination mit geeigneten anorganischen oder organischen Säuren, vorzugsweise wasserlöslichen Carbonsäuren in Wasser gelöst oder dispergiert werden. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, den pH-Wert des Überzugsmittels auf einen Wert zwischen 1 bis höchstens 9, vorzugsweise zwischen 3 und 8,5 einzustellen.
Die protonisierten Filmbildner sind Salze, die durch Kombination mit geeigneten anorganischen oder organischen Säuren, vorzugsweise wasserlöslichen Carbonsäuren in Wasser gelöst oder dispergiert werden. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, den pH-Wert des Überzugsmittels auf einen Wert zwischen 1 bis höchstens 9, vorzugsweise zwischen 3 und 8,5 einzustellen.
Als Säurekomponente, die bei den kationisch abscheidbaren
Bindemitteln als Anion fungiert, sind praktisch alle bekannten anorganischen und/oder organischen
Säuren brauchbar, so zum Beispiel Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Kohlensäure, p-Toluolsulfonsäure,
Essigsäure, Propionsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Milchsäure, Apfelsäure, Fumarsäure,
Maleinsäure, Phthalsäure sowie die Halbester der Fumarsäure, Maleinsäure und Phthalsäure mit einwertigen
oder mehrwertigen aliphatischen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Äthylenglykol. Die besten
Ergebnisse werden erhalten mit Essigsäure, Milchsäure und Ameisensäure, die deshalb als bevorzugt geeignete
Neutralisierungsmittel vorgeschlagen werden.
Zu den einzelnen Komponenten des kationischen Fi nbildners ist folgendes zu sagen:
Die Herstellung der epoxidgruppenfreien Mannich-Basen (a) erfolgt aus
(ai) äthergruppenfreien kondensierten Phenolen mit
mindestens zwei aromatischen Ringen und mindestens zwei phenolischen Hydroxylgruppen, und/
oder
(82) äthergruppenhaltigen kondensierten Phenolen mit
mindestens zwei aromatischen Ringen und mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe,
(83) sekundären Aminen mit mindestens einer Hydroxyalkylgruppe,
gegebenenfalls im Gemisch mit
(&a) sekundären Dialkyl- oder Dialkoxyalkylaminen
ohnj: freie Hydroxylgruppen,
(as) Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltende Verbindungen.
Als äthergruppenfreie kondensierte Phenole mit mindestens zwei aromatischen Ringen und mindestens zwei
phenolischen Hydroxylgruppen (ai) kommen als besonders geeignet in Frage kondensierte Phenole der allgemeinen
Formel
HO
OH
wobei die Hydroxylgruppen in ortho- oder para-Stellung
zu X stehen und X ein geradkettiger oder verzweigter, zweiwertiger aliphaiischer Rest mit 1 bis 3
Kohlenstoffatomen oder
SO2, SO
oder
oder
CH2-N-CH2
(mit R = Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen) ist; vorzugsweise geeignet ist Bisphenol A. Auch niedrigmolekulare
Umsetzungsprodukte aus Phenolen mit Formaldehyd, sogenannte Novolake können eingesetzt werden.
Gegebenenfalls können im Gemisch mit den kondensierten Phenolen (ai) oder auch anstelle dieser weitere
kondensierte Phenole (a2) verwendet werden, die mindestens
eine phenolische Hydroxylgruppe und darüber hinaus noch eine oder mehrere Äthergruppen im Molekül
enthalten. Diese Produkte besitzen die allgemeine Formel
HO-B-[O-E-O]11-H
bzw.
bzw.
HO-B-[O-E-O]n-P
wobei B für den Rest
wobei B für den Rest
steht und X die oben angegebene Bedeutung hat, E für einen Hydroxylgruppen enthaltenden, durch Addition
einer Epoxidverbindung an eine phenolische Hydroxylgruppe erhaltenen Rest, P für einen Phenyl- oder Alkylphenylrest,
sowie η für eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht, und wobei als Epoxidverbindungen (für E) bevorzugt
Epoxidharze, wie z. B. Diglycidyläther von Bisphenol A. Pentaerythrit, Glycerin, Trimethylolpropan. Glykol.
Glykoläther und anderer mehrwertiger, vorzugsweise zwei- bis vierwertigcr Alkohole eingesetzt werden.
Sollen die kondensierten Phenole (a2) allein verwendet
werden, so nimmt man zweckmäßigerweise solche auf Basis von Tri- oder Tetraglycidyläthern.
Andere geeignete Verbindungen mit Epoxidgruppen sind stickstoffhaltige Diepoxidc, wie sie in der US-PS
33 55 471 beschrieben sind, Epoxidharze aus 1,1-Methylen-bis-(5-substituiertem
Hydantoin) nach der US-PS
33 91097, Diepoxide aus Bisimiden nach US-PS
34 50 711, epoxylierte Aminomethyl-di-phenyloxide
κι nach US-PS 33 12 664, heterocyclische Ν,Ν'-Diglycidylverbindungen
nach US-PS 35 03 979, Aminoepoxyphosphate nach GB-PS 11 72 916 oder 13,5-TrigIycidylisocyanurate.
Besonders bevorzugt als Komponente (a2) sind die
i> Phenolgruppen enthaltenden, praktisch epoxidgruppenfreien
Umsetzungsprodukte von Diglycidyläthern des Bisphenol A oder mehrwertiger aliphatischen Alkohole,
wie Pentaerythrit, Trimethylolpropan und Glycerin, mit Bisphenol A und gegebenenfalls Phenol. Solche
>n Produkte weisen im allgemeinen Molekulargewichte
von 650 bis 1300 und Epoxidwerte von 0,004 bis 0,0! auf und können beispielsweise bei Temperaturen zwischen
160 und 1800C, bei Anwesenheit von Reaktionskatalysatoren bei entsprechend niedrigeren Tempera-
r> türen, hergestellt werden.
Die kondensierten Phenole (a2) enthalten aliphatisch
gebundene Hydroxylgruppen. Zum Teil entstehen diese aus den Epoxidgruppen der Epoxidharze (E) bei deren
Umsetzung mit den Bisphenolen (B) bzw. mit den Phe-
JIi nolen (P). Hydroxylgruppen können aber auch schon
in den Epoxidharzen selbst enthalten sein, wenn diese durch Umsetzung von mehr als zweiwertigen Alkoholen
(z. B. Pentaerythrit, Trimethylolpropan oder Glycerin) mit 2 Mol Epichlorhydrin hergestellt wurden.
Γ) Für den an sich bevorzugten Fall, daß Gemische der
Komponenten (ai) und (82) eingesetzt werden, liegt das
Gewichtsverhältnis der beiden Komponenten zwischen 1 :0,1 und 1 :5.
Als sekundäre Amine (aj). die mindestens eine Hy-
4(i droxylalkylgruppe enthalten, eignen sich beispielsweise
Alkyläthanolamine oder Alkylisopropanolamine mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe. Bevorzugt
sind jedoch Dialkanolamine von Alkoholen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere Diethanolamin sowie
r> Gemische dieser Dialkanolamine mit Alkylalkanolaminen.
Die sekundären Amine (aj), die in den Mannich-Basen
(a) als Dialkanolaminomethylgruppen und Alkylalkanolaminomethylgruppen
eingebaut sind, sind für den
"in Grad der Dispergierbarkeit der Bindemittel in dem gewünschten
pH-Bereich von 6,0 bis 10,2 und für die Vernetzung des Systems von wesentlicher Bedeutung.
Als sekundäre Dialkyl- oder Dialkoxyalkylamine (84).
die zusammen mit den hydroxyalkylg.-uppenhaltigen
Vi Aminen (83) für die Herstellung der Mannich-Basen eingesetzt
werden, eignen sich solche der allgemeinen Formel
H—N
wobei Ri und R2 gleich oder verschieden sind und für
einen geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls
Alkoxygruppen enthält, stehen. Derartige geeig-
nete sekundäre Amine sind beispielsweise Di-n-butylamin,
Di-n-propylamin, Diisopropylamin, Di-n-pentylamin, Di-n-hexylamin, Di-n-octylamin, Di-2-äthylhexylamin
und Di-2-alkoxyäthyIamine, wie z. B. Di-2-methoxy-, Di-2-äthoxy- oder Di-2-butoxyäthylamin, sowie
solche, in denen Ri und R2 zu einem Ring verknüpft
sind, wie z. B. Morpiolin oder Piperidin.
Bevorzugt geeignet sind Di-n-butylamin, Di-2-äthylhexylamin
und Di-n-hexylamin. Die Wirkungsweise dieser sekundären Amine (a^) liegt vornehmlich in der Beeinflussung
der Stabilitätseigenschaften der Bindemittel, außerdem tragen sie zum Verlauf und zur »inneren
Weichmachung« der aus den Bindemitteln hergestellten Lackschichten bei. Sie leisten auch einen gewissen Beitrag
zur Vernetzung. Andererseits sind es aber ziemlich übelriechende Substanzen, die selbst dann zu Geruchsbeiästigung
führen, wenn sie beim Einbrennen des Lacks nur in geringer Menge frei werden. Gerade diese
Geruchsbelästigung wird durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Überzugsmittels, das als filmbildendes
Bindemittel ein Gemisch aus (A), (B) und gegebenenfalls (C) enthält, beseitigt. Der Gehalt an (B) und
gegebenenfalls (C) sorgt dafür, daß sie beim Einbrennen abgespaltenen Amine weitgehend durch (B) und gegebenenfalls
(C) abgefangen und durch chemische Umsetzung neutralisiert werden, so daß sie nicht mehr in
die Abluft gelangen können.
Die sekundären Amine können unter anderem, bedingt durch ihre Herstellungsweise, auch Anteile entsprechender
primärer Amine enthalten, doch sollte deren Anteil 20 Gewichtsprozent des sekundären Amins
nicht übersteigen. Das Gewichtsverhältnis der Komponenten (83) und (a4) kann zwischen 1:10 und 1 :0,1, vorzugsweise
zwischen 1 : 2 und 2 :1 liegen.
Als Formaldehyd bzw. Formaldehyd liefernde Verbindungen (as) werden wäßrige oder alkoholische, wie
z. B. butanolische Formaldehydlösungen oder Paraformaldehyd oder deren Gemische verwendet.
Die Herstellung der Mannich-Basen (a) erfolgt nach den üblichen, in der Literatur angegebenen Methoden
(vgl. z. B. Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XI/1, Seite 731 [1957]), vorzugsweise
durch Umsetzung bei Temperaturen zwischen 20 und 8O0C. Die Verhältnisse der eingesetzten Ausgangsstoffe
richten sich nach den jeweils angestrebten Eigenschaften, wobei das Molverhältnis der Komponenten (ai)
und (82) zu den Komponenten (83) und (a4) bevorzugt
1 :0,75 bis 1 :3 ist. Im allgemeinen wird aber auf jede
phenolische Hydroxylgruppe etwa ein Mol sekundäres Amin eingesetzt. Die Menge an (as) beträgt mindestens
ein MoL bezogen auf ein Mol sekundäres Amin.
Die epoxidgruppenfreien Mannich-Basen (a) werden in einer Menge von 50 bis 90, vorzugsweise 60 bis 80
Gewichtsprozent, mit 5 bis 50. vorzugsweise 10 bis 30
Gewichtsprozent Epoxidharz — Komponente (b) — umgesetzt Die Reaktion der Komponente (a) mit der
Komponente (b) erfolgt im allgemeinen bei Temperaturen von 20 bis 1000C, vorzugsweise 60 bis 8O0C, gegebenenfalls
in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln wie z. B. Alkoholen, Glykoläthern und Ketonen.
Das erhaltene Reaktionsprodukt (A) ist im wesentlichen epoxidgruppenfrei.
Die Umsetzung von (a) mit (b) zum Reaktionsprodukt (A) ist in den Patentanmeldungen DE-OS 24 19 179,
DE-OS 23 20 301, DE-OS 23 57 075, DE-OS 25 41 801 und DE-OS 25 54 080 beschrieben.
Als Epoxidharze (Komponente b) kommen vorzugsweise Polyepoxid-Verbindungen mit 2 bis 3 Epoxidgruppen
im Molekül in Frage, wie z. B. Umsetzungsprodukte von mehrwertigen Phenolen, besonders solchen
der unter (ai) erwähnten Formel
HO
OH
mit Epichlorhydrin; aber auch die obenerwähnten Reaktionsprodukte von mehrwertigen Alkoholen, wie z. B.
Pentaerythrit, Trimethylolpropan oder Glycerin mit Epichlorhydrin; weiterhin epoxidgruppenhaltige Umsetzungsprodukte
von Epoxidharzen mit sekundären Aminen oder hydroxylgruppenhaltigen Glykoläthern;
ferner Epoxidharze, die Heteroatome, wie Schwefel, eingebaut enthalten.
Die Epoxidharze (b) enthalten im allgemeinen ebenfalls aliphatisch gebundene Hydroxylgruppen, insbesondere
wenn bei der Umsetzung des mehrwertigen Alkohols eine Kondensation zu höhermolekularen Produkten
eingetreten war.
Ein Teil der aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen aus (a) oder (b) kann gegebenenfalls in Urethangruppen
umgewandelt werden. Die Reaktion der Hydroxylgruppen mit den teilblockierten Polyisocyanaten
kann in jedem beliebigen Stadium der Herstellung der Bindemittel erfolgen; bevorzugt werden die Epoxidharze
umgesetzt. Dies kann sowohl mit den Epoxidharzen geschehen, welche die Komponente (b) darstellen
als auch mit den Epoxidharzen (E), welche zur Herstellung der Komponente (82) eingesetzt werden.
Ferner ist es möglich, die fertige Komponente (a2) direkt
mit dem teilblockierten Polyisocyanat zur Reaktion zu bringen. Werden Epoxidharze auf Basis mehrwertiger
aliphatischer Alkohole, z. B. Pentaerythrit, verwendet, dann erfolgt der Angriff des Isocyanats bevorzugt
an der freien primären Alkoholgruppe, erst in zweiter Linie reagiert die sekundäre Alkoholgruppe,
die aus dem Epoxidring gebildet worden war. Phenolische Hydroxylgruppen bleiben unter den gewählten
Bedingungen im wesentlichen erhalten. Auch eventuell vorhandene Amino- oder Iminogruppen können mit
den teilblockierten Polyisocyanaten reagieren, was in manchen Fällen erwünscht sein kann.
Die Reaktion wird üblicherweise bei Temperaturen von 50° bis 120°, vorzugsweise von 70° bis 1000C vorgenommen,
wobei übliche Katalysatoren für die Polyurethan-Bildung, wie z. B. Dibutylzinndilaurat, anwesend
sein können. Es wird in Abwesenheit von polaren Lösungsmitteln gearbeitet; vorzugsweise wird die Umsetzung
in der Schmelze vorgenommen, es können jedoch auch inerte Verdünnungsmittel zugegen sein.
Als teilblockierte Polyisocyanate sind aromatische Diisocyanate, wie Toluylendiisocyanate oder Xylylendiisocyanate
oder deren Dimere und Trimere besonders geeignet Es können jedoch auch aliphatische Diisocyanate,
wie Hexamethylendiisocyanat verwendet werden;
außerdem Präpolymere, die durch Umsetzung von Polyolen oder Polyätherpolyoien mit einem Oberschuß
μ an Polyisocyanaten hergestellt werden. Als Blockierungsmittel
kommen bevorzugt aliphatische Alkohole in Frage, die geradkettig, verzweigt oder ringförmig
vorliegen können, wie z. B. Methanol, Äthanol, n-, iso-
oder tert-ButanoL, HexanoL ÄthylhexanoL Furfurylalkohol
Cyclohexanol, Alkylglykole, Alkyldiglykole und
Alkyltriglykole. Aber auch andere bekannte Blockierungsmittel, wie Oxime, Lactame, Ketone oder Malonester
können verwendet werden.
Es ist ohne weiteres möglich, nur einen Teil der Mannich-Basen (a) bzw. der Epoxidharze (b) mit Polyisocyanaten
zu modifizieren: sei es, daß nebeneinander Epoxidverbindungen mit und ohne aliphatische Hydroxylgruppen
vorliegen, sei es, daß nach erfolgter Umsetzung mit Polyisocyanat weitere unmodifizierte Epoxidverbindungen
zugegeben werden.
Die Mengenverhältnisse bei der Reaktion mit den teilblockierten Polyisocyanaten werden bevorzugt so
gewählt, daß auf ein Mol basischen Stickstoff im fertigen Bindemittel 0,01 bis 1,0, vorzugsweise 0,05 bis 0,5
Mol Urethangruppen kommen, wobei sowohl die Urethanbindung zwischen Bindemittel und Polyisocyanat
als auch diejenige zwischen Blockierungsmittel und Polyisocyanat gerechnet wird.
Der kationische Filmbildner enthält als Komponente (B) 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Komponente
(A), einer niedermolekularen Epoxidverbindung mit mindestens einer Epoxidgruppe je Molekül und
einem Epoxid-Äquivalent von 80 bis 1200. Die Herstellung dieser Verbindungen ist bekannt. Man versteht
darunter Verbindungen, die reaktionsfähige, vicinale Epoxidverbindungen enthalten. Sie werden aus der Umsetzung
von Epichlorhydrin und mehrwertigen Phenolen, Resorcin und mehrwertigen Novolak usw. gewonnen.
Eine andere Gruppe wird aus mehrwertigen Alkoholen, wie Glycerin und Pentaerythrit und Epichlorhydrin
hergestellt. In Betracht kommen insbesondere Polyepoxid-Verbindungen, wie sie unter der Komponente
(b) aufgeführt sind. Ein direktes Epoxidieren von aliphatischen oder aromatischen, ungesättigten Verbindungen
ist ebenfalls anwendbar. Im Rahmen der Erfindung werden als Komponente (B) bevorzugt PoIyepoxidverbindungen
verwendet, die bei normaler Temperatur flüssige, mehr oder weniger viskose, oder feste,
meist farblose oder schwach gefärbte Substanzen sind. Pro Molekül können eine oder mehrere Epoxidgruppen
je nach Art der Epoxidverbindung enthalten sein.
Das Epoxid-Äquivalentgewicht der geeigneten Verbindungen beträgt zwischen 80 bis 1200.
Als gegebenenfalls vorhandene Komponente (C) enthält
der kationische Filmbildner 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Komponente (A), vollständig
blockierte Mono- oder Polyisocyanate mit einem Molekulargewicht unter 2000. Unter blockierten Mono- oder
Polyisocyanaten werden Umsetzungsprodukte verstanden von Monoisocyanaten, wie z. B. Phenylisocyanat,
Butylisocyanat, Vinylisocyanat oder Polyisocyanaten, vorzugsweise Diisocyanate^ wie Toluylendiisocyanaten,
Xylylendiisocyanaten, Hexamethylendiisocyanat oder Diphenylmethandiisocyanat bzw. dessen vollständig
oder partiell hydrierte Produkte mit Alkoholen, Polyolen oder Polyätherpolyolen.
Als Blockierungsmittel kommen bevorzugt aliphatische Alkohole in Frage, die geradkettig, verzweigt oder
ringförmig vorliegen können, wie z. B. Methanol, Äthanol,
n-, iso- oder tert-Butanol, Hexanol, Äthylhexanol,
Furfurylalkohol, Cyclohexanol, Alkylglykole, Alkyldiglykole und Alkyltriglykole. Aber auch andere bekannte
Blockierungsmittel, wie Oxime, Lactame, Ketone, Acetessigester
oder Malonester können verwendet werden. Die verkappten Isocyanatgruppen sind bei Raumtemperatur
und auch bei leicht erhöhter Temperatur gegen Amino- und insbesondere gegen Hydroxylgruppen beständig,
sie reagieren erst bei Temperaturen oberhalb 1000C; bei Einbrenntemperaturen soll der Austausch
der Blockierungsmittel gegen Amine, die besonders während der Härtung abgespalten werden, rasch und
möglichst vollständig erfolgen.
Die Komponente (A) ist in ihrer protonisierten Form als Salz mit Wasser verdünnbar. Nach Bedarf können
zusätzliche Lösungsmittel, wie beispielsweise Alkohole, wie Isopropanol, Propanol, Butanol, Glykole, Glykoläther,
wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Äthylenglykol-mono-äthyläther,
Äthylenglykol-mono-propyläther,
Äthylenglykol-mono-butyläther oder auch andere
wie Tetrahydrofuran, aliphatische und/oder aro-
matische Kohlenwasserstoffe, Ester, Äther, Ätherester
mitverwendet werden, um die Lösungseigenschaften und Dispergiereigenschaften der Komponenten (A),
(B), (C) günstig zu beeinflussen.
Das Einarbeiten der Komponente (B) oder der Komponente (C) in die wäßrige Lösung oder wäßrige Dispersion
der Komponente (A) bzw. des wäßrigen Überzugsmittels erfolgt in der Regel durch Eindispergieren
der in geeigneten organischen Lösungsmitteln gelösten Komponenten (B) oder (C) unter intensivem Rühren
direkt in das vorfabrizierte Überzugsmittel. Vorzugsweise wird das Eindispergieren vor dem Protonisieren
des filmbildenden Bindemittels vorgenommen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Eindispergierung der Komponente (B) oder der Komponente
(C) unter Verwendung einer zusätzlichen Menge an Emulgatoren nichtionischer Art vom Typ der Äthylenoxidaddukte
verschiedener Kettenlänge vorgenommen werden. Die Badstabilität und die Eigenschaften des
Überzuges werden durch die Zusatzstoffe nicht wesentlieh
beeinflußt.
Geeignete Äthylenoxidaddukte sind beispielsweise mit Äthylenoxid modifizierte Alkylphenole, z. B. das
tertiäre Octylphenol, das mit 5 bis 40 Äthylenoxideinheiten modifiziert ist. Außerdem mit Äthylenoxid modifizierte
höhere aliphatische Alkohole wie z. B. Laurylalkohole mit 15 bis 50 Äthylenoxideinheiten, sowie
ähnlich modifizierte langkettige Mercaptane, Fettsäuren oder Amine. Bevorzugt werden Gemische aus mindestens
zwei Äthylenoxidaddukten, deren Äthylenoxideinheiten verschiedene Werte aufweisen. In Abhängigkeit
von der verwendeten Komponente (B) oder (C) können bei Verwendung zweier Äthylenoxidaddukte
verschiedener Kettenlänge in bevorzugten Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Kompo-
nente (B) oder (C) Dispersionen bzw. Überzugsmittel mit optimalem Feinheitsgrad hergestellt werden.
In dem wäßrigen Überzugsmittel ist das den kationischen Filmbildner bildende Gemisch aus (A) und (B)
oder (A), (B) und (C), entweder allein vorhanden oder in Kombination mit einem geringen Anteil anderer, in
Wasser löslicher bzw. in Wasser dispergierbarer und im Gemisch mit den kationischen Filmbildnern kataphoretisch
abscheidbarer Kunstharze. Ais solche eignen sich beispielsweise Aminoplastkondensate, Phenoplastkondensate,
Alkydharze oder Gemische solcher Kunstharze. Die Gewichtsmenge dieser zusätzlichen anderen
Kunstharze soll zweckmäßigerweise im allgemeinen nicht größer sein als die Gewichtsmenge der Komponente
(A).
ω Wie in anderen Überzugsmitteln üblich, kann das Beschichtungsbad ebenfalls elektrophoretisch abscheidbare
Hilfsstoffe enthalten, wie beispielsweise Pigmente, Füllstoffe, Härtungskatalysatoren, Mittel zur Verbesserung
des Verlaufs, Antischaumittel, Haftverbesserungsmittel
und andere.
Die Bedingungen für die kataphoretische Abscheidung sind die in der Praxis üblichen. Beispielsweise werden
bei üblichen Gleichspannungen zwischen 2 und
500 Volt, vorzugsweise 50 bis 300 Volt und einer Temperatur, vorzugsweise zwischen 20 und 40° C in einer
Zeitspanne von 0,3 bis 5 Minuten die Überzüge abgeschieden. Je nach Art des verwendeten kationischen
Filmbildners erhält man Überzüge in einer Schichtdicke bis zu 40 μιτι. Nach beendeter Beschichtung werden die
beschichteten Substrate aus dem Beschichtungsbad entfernt, zweckmäßigerweise mit Wasser gespült und zum
Härten 5 bis 180 Minuten auf Temperaturen von 80° bis 25O0C, vorzugsweise 15 bis 25 Minuten auf 170 bis
200° C erhitzt, um eingebrannt zu werden. Hierbei sinkt bei steigender Temperatur die Einbrenndauer. Die besten
Resultate werden erhalten bei Einbrenntemperaturen zwischen 170 und 200° C und Einbrennzeiten
zwischen 25 und 15 Minuten.
Als Anode werden neben den üblichen Kohleelektroden auch Elektroden aus nichtrostendem Edelstahl
verwendet.
Falls in dem Überzugsmittel gelöste Chlorid-Ionen anwesend sind, ist es vorteilhaft, dem Überzugsmittel
zusätzlich noch Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen in Form von Alkali- oder Erdalkalisalzen zuzusetzen, und
zwar soviel, daß das Gewichts-Verhältnis 0,01 bis 8 Teile Chlorid-Ionen zu 1 Teil Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen
beträgt. Ein Gehalt an Chlorid-Ionen in dem Überzugsmittel erschwert nämlich die Verwendung von
rostfreien Edelstahlelektroden, weil während der Dauer der Elektrotauchabscheidung Lochkorrosion auf der
Anode entsteht. Diese Lochkorrosion wird verhindert durch den Zusatz von Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen.
Besonders vorteilhaft ist es, die Nitrat-Ionen in Form von Kupfernitrat zuzusetzen. Damit wird gleichzeitig
auch noch ein doppelter Effekt erreicht, der sich nicht nur auf die positive Wirkung der Nitrat-Ionen an
der Anode bezieht, sondern auch noch darauf, daß Kupfer-Ionen zusammen mit den filmbildenden Bindemitteln
auf der Kathode abgeschieden werden und zu einer Verbesserung des Korrosionsschutzes der Überzugsfilme
und der Haftung auf den Kathodenmetallen beitragen.
Die Komponenten (B) und (C) sind in dem wäßrigen Überzugsmittel bis zu Temperaturen von 50° C inaktiv.
Sie werden zusammen mit der Komponente (A) auf der Kathode abgeschieden und entwickeln in dem abgeschiedenen
Überzug während des Einbrennens bei höheren Temperaturen über 50° C Reaktivität gegenüber
den freiwerdenden Stickstoffverbindungen, mit denen sie reagieren und schwer flüchtige Moleküle bilden, die
aufgrund noch freier reaktiver Gruppen unter den Einbrennbedingungen in den Film mit eingebaut werden
können. Die Molekulargewichte sind so gewählt, daß die den Überzügen guten Verlauf und glatte Oberflächen
geben.
Die mit dem erfindungsgemäßen Überzugsmittel erhaltenen
Überzüge zeichnen sich durch hohe Härte und Lösungsmittelbeständigkeit aus. Die Überzugsmittel
beeinflussen ferner die elektrischen Eigenschaften des Elektrotauchbades in positiver Richtung und
führen zu einem verbesserten Umgriff des abgeschiedenen Filmes, der außerdem wassertropfenfest ist und
von anhängendem Badmaterial nicht negativ bezüglich der Oberflächenstruktur beeinflußt wird, so daß der
Verlauf des eingebrannten Überzuges wesentlich verbessert ist Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch die
Tatsache, daß praktisch die aus der Komponente (A) beim Einbrennen abgespaltenen Amine durch die Komponenten
(B) oder (B) und (Q im Überzug gebunden werden, so daß diese nicht mehr in die Abluft gelangen
können und damit eine Geruchsbelästigung unterbleibt. Das erfindungsgemäße Überzugsmittel ist damit gegenüber
den bekannten Überzugsmitteln dieser Art umweltfreundlicher, was einen großen technischen Vorteil
bedeutet.
Die hervorragende Wirkung der erfindungsgemäßen Überzugsmittel wird an den nachfolgenden Beispielen
erläutert. Darin genannte Teile sind Gewichtsteile, Prozente sind Gewichtsprozente.
(Vergleichsbeispiel)
A. Gemäß der DE-OS 23 20 301 wird eine Komponente (A) des kationischen Filmbildners folgendermaßen
dargestellt:
Zu 1100 Teilen (4,8 Mole) Bisphenol A, 917,5 Teilen
(8,7 Mole) Diäthanolamin, 332,5 Teilen (2,5 Mole) Di-2-methoxyäthylamin und 375 Teilen Isopropanol
werden bei 20 bis 25°C 984 Teile (13,1 Mole) Formalin 40%ig zugetropft. Man läßt eine Stunde
unter Stickstoff-Atmosphäre bei 30° C rühren und erhitzt dann 3 Stunden auf 80°. Unter schwachem
Vakuum werden Isopropanol und Wasser abdestilliert. Man erhält eine gelbe harzähnliche Masse mit
einem Festgehalt von 91%. Hiervon werden 2542 Teile mit 70 Teilen Paraformaldehyd versetzt und
9 bis 10 Stunden bei 70° C unter Stickstoff-Atmosphäre
kondensiert. Es wird eine Mannich-Base (Komponente a) in Form einer viskosen Masse mit
einem Festgehalt von 90% erhalten.
Hiervon werden 544 Teile der Mannich-Base mit 136,5 Teilen eines handelsüblichen Reaktionsproduktes
aus Bisphenol A und Epichlorhydrin (Epoxidwert: 0,2) und 54,5 Teilen eines handelsüblichen
Reaktionsproduktes aus Pentaerythrit und Epichlorhydrin (Epoxidwert: 0,57) unter Verwendung
von 34 Teilen Dimethylglykoläther 3 Stunden bei 60° C zur Reaktion gebracht.
Man erhält ein klares viskoses Harz (Komponente A) mit einem mittleren Molekulargewicht von 860 und einem Restformaldehydgehalt von 0,3%. Der Festkörper beträgt 70%.
Man erhält ein klares viskoses Harz (Komponente A) mit einem mittleren Molekulargewicht von 860 und einem Restformaldehydgehalt von 0,3%. Der Festkörper beträgt 70%.
B. Zur Herstellung eines Überzugsmittels, das als Elektrotauchbad verwendungsfähig ist, werden 385
Gewichtsteile der nach IA erhaltenen Komponente (A) mit 5,4 Gewichtsteilen Eisessig neutralisiert.
Anschließend werden 221 Gewichtsteile einer auf einem Dreiwalzenstuhl homogenisierten
Pigmentpaste zugegeben, die sich zusammensetzt aus
366 Gewichtsteilen
174 Gewichtsteilen
45 Gewichtsteilen
90 Gewichtsteilen
45 Gewichtsteilen
90 Gewichtsteilen
der vorstehend beschriebenen, mit Essigsäure versetzten Komponente (A),
Talkum,
Ruß,
Talkum,
Ruß,
aliphatischer Fettalkohole
mit 10 bis 14 C-Atomen,
325 Gewichtsteilen IsopropanoL
mit 10 bis 14 C-Atomen,
325 Gewichtsteilen IsopropanoL
Die Mischung wird mit deionisiertem Wasser auf einen Festkörpergehalt von 10% verdünnt und vor
Beginn der Abscheidung 48 Stunden bei 30° C gerührt. Der pH-Wert des verdünnten Überzugsmittels
beträgt 7,6.
C. In das Beschichtungsbad wird eine Graphitelektrode
als Anode und ein entfettetes Eisenblech von 5 cm Breite und 10 cm Höhe als Kathode eingetaucht
Dann wird 2 Minuten lang bei einer Gleich-
Stromspannung von 180 Volt ein Überzug auf der Kathode abgeschieden. Die Überzüge werden
nach dem Entfernen des beschichteten Eisenbleches aus dem Beschichtungsbad mit deionisiertem
Wasser abgespült, die anhaltende Flüssigkeit mit Luft abgeblasen und 2 Stunden an der Luft bei
Raumtemperatur von 200C getrocknet. Danach wird der Überzug 20 Minuten bei 190°C eingebrannt.
Der abgeschiedene Film hat eine Schichtdicke von 15 bis 18 μπι. Während des Einbrennens
verliert der Überzug 10,6% ± 1,4% seines Gewichtes, bezogen auf den 2stündig an der Luft getrockneten
nicht eingebrannten Film. Der Gewichtsverlust teilt sich auf in 10,0% ±1,8% Wasser, 29,8%
±2,8% organische Lösungsmittel und 59,6% ± 4,0% Aminbestandteile. Die Werte sind Durchschnittswerte
von 10 beschichteten Blechen und wurden gaschromatographisch bestimmt.
20
Beispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß dem in Beispiel IB beschriebenen mit Essigsäure neutralisierten
und pigmentierten Überzugsmittel soviel einer handelsüblichen wäßrigen Epoxidharz-Emulsion
mit 52% Festkörper und einem Epoxidwert von 0,5 Mol Epoxidgruppen/lOOg Festharz zugemischt wird, daß
auf 100 Teile der in dem Überzugsmittel enthaltenen Komponente A 20 Teile festes Epoxidharz als Komponente
B kommen. Das Gemisch wird auf 10% Gesamtfestkörpergehalt eingestellt, und es wird, wie in Beispiel
IC beschrieben, kathodisch abgeschieden. Die nach dem Einbrennen erhaltenen Überzüge haben eine Filmdicke von 15 bis 18 μπι nach dem Einbrennen. Im Laufe
des Einbrennens bei 1900C und 20 Minuten Dauer ver- r>
lieren die Überzüge nur noch 7,1% ±1,3% ihres Gewichtes, bezogen auf den 2 Stunden an der Luft getrockneten
Film. Der Verlust verteilt sich zu 14,2%± 1,5% auf H2O, zu 65% ±3,0% auf organische Lösemittel
und zu 20,8%±3,1% auf amingruppenhaltige Verbindungen. Die Werte sind Durchschnittswerte von 10
beschichteten Blechen. Die Bestimmung erfolgte auf gaschromatographischem Wege.
Beispiel 3 4''
(Vergleichsbeispiel)
Beispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß dem in Beispiel 1 beschriebenen, mit Essigsäure neutralisierten
und pigmentierten Überzugsmittel soviel eines ■><>
handelsüblichen mit Phenol verkappten Polyisocyanats mit einem NCO-Gehalt von 12% zugemischt wird, daß
auf 100 Teile der in dem Überzugsmittel enthaltenen
Komponente A 10 Teile Polyisocyanat kommen. Das Gemisch wird auf 10% Gesamtfestkörpergehalt eingestellt,
und wird, wie in Beispiel IC beschrieben, weitergearbeitet
Die bei 150 Volt und 2 Minuten Beschichtungszeit erhaltenen Überzüge haben eine Filmdicke
von 15 bis 18 μΐη und verlieren während des 20minütigen
Einbrennens bei 1900C 8,2% ±1,8% ihres Gewich- ω
tes, bezogen auf den an der Luft 2 Stunden getrockneten Naßfilm. Der Verlust verteilt sich zu 11,5% ±3,0%
auf H2O, zu 52,4% ±2,2% auf organische Lösemittel
und zu 36,1% ±3,1% auf amingruppenhaltige Verbindungen, bi
Die Werte sind Durchschnittswerte von 10 beschichteten
Blechen. Die Bestimmung erfolgte gaschromatoeraDhisch.
Gleiche Teile der zur kathodischen Abscheidung auf 10% Gesamtfestkörpergehalt eingestellten Gemische
der Beispiele 2 und 3 werden gemischt, und es wird, wie in Beispiel IC beschrieben, kathodisch abgeschieden.
Die nach dem Einbrennen erhaltenen Überzüge haben eine Filmdicke von 15 bis 18 μπι nach dem Einbrennen.
Sie verlieren im Laufe des 20minütigen Einbrennens bei
iü 190°C 7,7% ±1,6% ihres Gewichtes, bezogen auf den
an der Luft 2 Stunden getrockneten Naßfilm. Der Verlust verteilt sich zu 12,9% ±2,2% auf H2O, zu 58,7% ±
2,6% auf organische Lösungsmittel und zu 28,5% ± 3,1 % auf amingruppenhaltige Verbindungen.
Die Werte sind Durchschnittswerte von 10 beschichteten Blechen. Die Bestimmung erfolgte auf gaschromatographischem
Wege.
A. Umsetzung des äthergruppenhaltigen mehrwertigen Phenols (a2) mit teilblockiertem Polyisocyanat:
985 Teile Bisphenol A, 118,5 Teile Phenol und 1050 Teile des Diglyzidyläthers aus Pentaerythrit und
Epichlorhydrin (Epoxidwert etwa 0,57) werden 2 Stunden bei 18O0C umgesetzt, dann wird mit 550
Teilen Toluol verdünnt und auf 8O0C abgekühlt.
Zu 375 Teilen dieses Produktes werden bei 8O0C 300 Teile eines halbblockierten Toluylendiisocyanats (aus 174 Teilen Toluylendiisocyanat und 130 Teilen 2-Äthylhexanol) zugetropft. Dann wird 1 Stunde bei 1200C gerührt; schließlich wird mit 185 Teilen iso-Butanol ein Feststoffgehalt von 70,5% eingestellt.
Zu 375 Teilen dieses Produktes werden bei 8O0C 300 Teile eines halbblockierten Toluylendiisocyanats (aus 174 Teilen Toluylendiisocyanat und 130 Teilen 2-Äthylhexanol) zugetropft. Dann wird 1 Stunde bei 1200C gerührt; schließlich wird mit 185 Teilen iso-Butanol ein Feststoffgehalt von 70,5% eingestellt.
B. Herstellung des Reaktionsproduktes (A)
Unter Stickstoff werden 130 Teile Diäthanolamin (a3) 105,6 Teile Di-n-butylamin (a4), 187,5 Teile Bisphenol
A (ai) sowie 340 Teile des urethangruppenhaltigen Produktes aus Beispiel 4A (a2) und 69 Teile
Paraformaldehyd (as) in 163 Teilen iso-Butanol 3
Stunden bei 700C umgesetzt. Es entsteht dabei die Mannich-Base (a).
Anschließend werden 157 Teile des Diglyzidyläthers aus Bisphenol A und Epichlorhydrin (Epoxidwert
0,2) (b) und 80 Teilen des Diglyzidyläthers von Pentaerythrit (Epoxidwert 0.57) (b) zugesetzt
und 5 Stunden bei 70° C zur Reaktion gebracht. Das Reaktionsprodukt (A) hat einen Festgehalt von
68%.
Beispiel 6
(Vergleichsbeispiel)
(Vergleichsbeispiel)
Zur Herstellung eines an der Kathode abscheidbaren Überzugsmittels werden 720 Gewichtsteile des nach
Beispiel 5B erhaltenen Reaktionsproduktes (A) mit 11 Gewichtsteilen Eisessig neutralisiert. Anschließend
werden 185 Gewichtsteile einer auf der Kugelmühle homogenisierten Pigmentpaste zugemischt, die sich
zusammensetzt aus
190,5 Teilen Eisenoxidbraun,
63,5 Teilen Phthalocyaminblau,
86,5 Teilen eines Reaktionsproduktes aus Ocenylglycidyläther und Diäthanolamin mit einem Festkörper von 67% in Isopropanol,
63,5 Teilen Phthalocyaminblau,
86,5 Teilen eines Reaktionsproduktes aus Ocenylglycidyläther und Diäthanolamin mit einem Festkörper von 67% in Isopropanol,
6,9 Teilen Essigsäure (90%ig),
253.0 Teilen Wasser
253.0 Teilen Wasser
Die Mischung wird mit deionisiertem Wasser auf einen Festkörpergehalt von 12% verdünnt und vor Beginn
der kationischen Abscheidung 24 Stunden bei 75" C gerührt Der pH-Wert des als Elektrotauchbad eingesetzten
Oberzugsmittels beträgt 7,8. Die bei 180 Volt und 300C Badtemperatur an der Kathode abgeschiedene
pilme besitzen nach dem Einbrennen eine Schichtdicke
von 18 μηι und verlieren während des Einbrennens
bei 190°C während 20 Minuten 7,2±l,0% ihres Gewichtes, bezogen auf den 2stündig an der Luft getrockneten
Film. Der Verlust verteilt sich zu 8,8% ± 0,9% auf Wasser, zu 12,2% ±1% auf organische Lösungsmittel
und zu 79,0% ± 1,8% auf Aminabspaltungsprodukte.
Beispiel 5 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß dem Überzugsmittel soviel einer wäßrigen Epoxidharz-Emulsion
mit 52% Festkörper und einem Epoxidwert von 0,5 MoI Epoxidgruppen je 100 g Festharz zugemischt
wird, daß auf 100 Teile des Reaktionsproduktes (A) 12 Teile festes Epoxidharz kommen. Das Gemisch
wird auf 12% Gesamtfeslkörpergehalt eingestellt, und
es wird ein Oberzug, wie in Beispiel 5 beschrieben, kathodisch auf Eisenblech von 5x10 cm2 abgeschieden.
Die erhaltenen Überzüge werden mit deionisiertem Wasser gespült, mit Luft trocken geblasen, 2 Stunden
an der Luft getrocknet und schließlich 20 Minuten bei 200° C eingebrannt Die Trockenfilme haben eine
Schichtdicke von 18—20μπι. Die Naßfilme verlieren
während des Einbrennens 33% ±0,8% ihres Gewichtes.
Der Gewichtsverlust verteilt sich zu 18,4% ±1,1% auf ίο Wasser, zu 28,0% ±2,3% auf organische Lösungsmittel
und zu 53,3% ± 1,6% auf Amine.
Beispiel 7 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß soviel wäßrige Epoxidharz-Emulsion verwendet wird,
daß auf 100 Teile des Reaktionsproduktes (A) 20 Teile festes Epoxidharz kommen.
Der Gesamtgewichtsverlust während des Einbrennens beträgt 2,4% ±0,5%. Er teilt sich auf zu 27,6% ±
1,2% auf Wasser, zu 36,5% ± 1,1% auf organische Lösungsmittel und zu 35,1% ±1,3% auf abgespaltene
Amine.
130 245/249
Claims (1)
1. Verfahren zum Herstellen von Oberzügen auf
Oberflächen von als Kathode geschalteten elektrisch leitfähigen Substraten in einem Elektrotauchlackierverfahren
aus einem Oberzugsmittel auf der Basis von wäßrigen Lösungen und/oder wäßrigen
Dispersionen von Salzen kationischer Filmbildner mit organischen und/oder anorganischen Säuren
mit gegebenenfalls Pigmenten und/oder Füllstoffen und/oder organischen Lösungsmitteln und anschließendes
Einbrennen des abgeschiedenen Überzuges, dadurch gekennzeichnet, daß als kationische
Filmbildner ein Gemisch verwendet wird aus
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772759659 DE2759659C3 (de) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Verfahren zum Herstellen von Überzpgen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772759659 DE2759659C3 (de) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Verfahren zum Herstellen von Überzpgen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2759659B1 DE2759659B1 (de) | 1980-10-23 |
DE2759659C3 true DE2759659C3 (de) | 1981-11-05 |
Family
ID=6028025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772759659 Expired DE2759659C3 (de) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Verfahren zum Herstellen von Überzpgen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2759659C3 (de) |
-
1977
- 1977-11-18 DE DE19772759659 patent/DE2759659C3/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2759659B1 (de) | 1980-10-23 |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |