DE3035840C2 - Verfahren zum elektrolytischen Überziehen von leitfähigen Trägern mit Schutzschichten aus Phenolharzen - Google Patents
Verfahren zum elektrolytischen Überziehen von leitfähigen Trägern mit Schutzschichten aus PhenolharzenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrolytischen Oberziehen von leitfähigen Trägern
mit Schutzschichten vom Polyoxyphenylen-Typ mit hoher Flexibilität und hohem Haftvermögen.
Die Möglichkeit der Bildung von haftenden, inerten Überzügen auf metallischen Trägern, die als Anode in
einer elektrochemischen Zelle verwendet werden, in welcher Gleichstrom von einer Kathode zu dieser
Anode durch einen flüssigen Elektrolyten, der ein Phenol enthält, geführt wird, ist bereits bekannt
Diese mittels elektrolytischer Polymerisation bewirkte Überzugsmethode ist theoretisch sehr vorteilhaft
weil sie die gleichzeitige Durchführung der Synthese des Polymeren und seine Abscheidung auf den Träger
ermöglicht, und anhaftende Polyoxyphenylen-überzüge
erhalten werden, die einen hohen Vernetzungsgrad und gute Eigenschaften in bezug auf die Wärmebeständigkeit und die chemische und physikalische Aktivität
besitzen.
Die für diesen Zweck aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren basieren im wesentlichen auf der
Verwendung von besonderen flüssigen Elektrolyten. So wird z. B. in der US-Patentschrift 29 61 384 vorgeschlagen, als Elektrolyten ein nicht wäßriges System zu
verwenden, welches aus Phenol, entweder geschmolzen oder in einem Lösungsmittel gelöst, besteht und im
allgemeinen kleine Mengen von Alkalimetallhydroxiden enthält Die technologischen Möglichkeiten dieses
Verfahrens sind aber infolge der Toxizität des Elektrolyten und seiner hohen Widerstandsfähigkeit
begrenzt Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit bei hohen Temperaturen zu arbeiten. Darüber hinaus ist
die Dicke des erhaltenen Überzugs im allgemeinen sehr gering (103A).
In der britischen Patentschrift 1156 309 wurde
vorgeschlagen, eine wäßrige Lösung eines Phenols zu verwenden, die zumindest teilweise Natriumhydroxid
als Salz enthält Nach diesem Verfahren werden Überzüge mit schlechten mechanischen und dielektrischen Eigenschaften erhalten.
Andere Verfahren auf der Grundlage nichtwäßriger Elektrolyten, die durch Alkyl- oder Arylgruppen oder
Halogene substituierte Phenole und gegebenenfalls bestimmte Amine enthalten, haben nicht zu vollkommen
zufriedenstellenden Überzügen geführt, insbesondere im Hinblick auf die Dicke des Überzugs, der im
allgemeinen sehr dünn ist, und im Hinblick auf seine mechanischen Eigenschaften.
In der deutschen Patentanmeldung P 29 14 343.9 der gleichen Anmelderin wurde vorgeschlagen, als Elektrolyten eine Zusammensetzung zu verwenden, die in
einem wäßrigen, unterschiedliche Prozentanteile von Alkohol enthaltenden Medium als hauptsächliches
Monomer Phenol enthält, geringere Mengen eines substituierten Phenols (im allgemeinen o-Chlorphenol),
und Äthylendiamin oder andere Alkylendiamine. Diese Zusammensetzungen können mit einer mäßigen Spannung in Einkammerzellen elektrolysiert werden. Durch
Veränderung der Elektrolysezeit von einigen Minuten bis zu mehr als 30 Minuten werden Überzüge mit
Dicken von einigen μπι bis zu einigen μιη · 10 erhalten,
welche gute Schutz- und Isoliereigenschaften besitzen.
Eine systematische Prüfung der physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Überzüge zeigt aber,
daß sie bei Verwendung in Technologiebereichen, die eine beträchtliche Beanspruchung oder Deformation
der überzogenen Artikel erfordern, nicht vollständig zufriedenstellend sind, weil ein Polyoxyphenol-Überzug
mit einer komplexen Vernetzung weniger elastisch wird, wenn seine Dicke zunimmt
Eine weitere Einschränkung der Verwendung von ι ο Phenol/substituiertes Phenol/Äthylendiamin-Zusammensetzungen
ergibt sich aus den Spannungen, die im Verfahren zur Herstellung des Überzugs verwendet
werden können. Es wurde nämlich gefunden, daß die Spannungen ohne einen beträchtlichen Verlust der
Effektivität des Verfahrens nicht über einen bestimmten Grenzwert hinaus erhöht werden können. Mit Zellen,
die eine ZeElkonstante von ungefähr 20 cm besitzen, werden die besten Ergebnisse mit Spannungen von 3 bis
4 V erhalten. Die Schlußfolgerungen aus dieser Tatsaehe sind foigende:
— Die Elektrolyseströme sind von niedriger Intensität und deshalb sind die Elektrolysezeiten zur Herstellung
dickerer Überzüge relativ lang,
— in zu überziehenden Gegenständen mit relativ komplexen Strukturen, wie z. B. den Innenräumen
von Röhren oder Schachteln, kann das angewandte mäßige elektrische Feld zu einer nicht ausreichenden
Bedeckung von verborgenen Zonen, oder zumindest von abgeschirmten Zonen, führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, mit welchem nach einer
elektrolyten Methode dicke Überzüge vom Polyoxyphenylen-Typ
erhalten werden können, die eine hohe Flexibilität und Haftung auf jeder Art einer metallischen
Anode, oder überhaupt auf jeder Leiterart besitzen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren bereitzustellen,
welches mit relativ hohen Spannungen (bis zu 20 V in Zellen mit Zellkonstanten von ca. 20 cm) durchgeführt
werden kann, und deshalb mit hohen Stromdichten (bis zu 50 mA/cm2), und bei dem eine rasche Bildung des
polymeren Überzuges und ein ausreichendes Aufziehen in den abgeschirmten Zonen des elektrischen Feldes
stattrindet
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß diese Aufgaben gelöst werden können, indem man einen Elektrolyten,
der Allylphenol enthält, verwendet
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb so ein Verfahren zum Überziehen eines leitfähigen
Trägers, der als Anode in einer elektrochemischen Zelle verwendet wird, in welcher Gleichstrom von einer
Kathode zu dieser Anode durch einen flüssigen Elektrolyten geführt wird, der ein oder mehrere
phenolische Monomere zur Bildung eines polymeren Überzuges aus Phenolharz auf dem Träger enthält,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Elektrolyten verwendet, der 10 bis 200 g/l phenolisches
Monomer, welches aus Allylphenol oder einer Mischung aus letzterem mit einem oder mehreren anderen
Phenolen besteht, und 5 bis 200 g/l eines aliphatischen Amins, vorzugsweise Allylamin, enthält, gelöst in einer
Mischung aus Wasser und Alkohol in einem Volumenverhältnis von 20 :1 bis 0,05 :1, den polymeren Überzug
unter Verwendung eines elektrischen Stromes mit einer Dichte, die nicht größer ist als 50 mA/cm2 des Trägers,
bildet und zum Härten des Harzes den abgeschiedenen polymeren Überzug auf eine Temperatur von 100 bis
200° C erhitzt
Das phenolische Monomer besteht vorzugsweise aus Allylphenol, obgleich es möglich ist (und in ökonomischer
Hinsicht zweckmäßig sein kann), Mischungen des letzteren mit anderen Phenolen, die für diesen Zweck
aus dem Stand der Technik bekannt sind, zu verwenden. Beispiele für diese Monomere sind Phenol und
substituierte Phenole, die vorzugsweise in o- und/oder m-Stellungen, in bezug auf die phenolische Hydroxylgruppe,
durch Halogene, Alkoxy-, Alkyl- oder Arylgruppen substituiert sind. Der teilweise Ersatz von
Allylphenol führt im allgemeinen zu einer Reduzierung der Elastizitätseigenschaften und des Ausmaßes der
Un7erbrechlichkeit des Überzugs, und deshalb ist es vorzuziehen, der Anteil des Allylphenols in der
monomeren Mischung bei mindestens 25 Gew.-°/o und vorzugsweise bei mindestens 50 Gew.-% zu halten, um
hohe Werte dieser Eigenschaften aufrecht zu erhalten und um eine optimale Haftung des Überzuges auf dem
Substrat zu erhalten. Der geeignetste Prozentanteil von Aüylpheno! in der Mischung hängt von den gewünschten
Eigenschaften des Überzuges ab und von der Konzentration der Monomeren in der Lösung.
Im allgemeinen ist die Konzentration der phenolischen Monomeren im Elektrolyten größer als 20 g/l, und
beträgt vorzugsweise 25 bis 75 g/l. Als Allylnhenol wird
vorzugsweise das o- uiid m-Isomere verwendet Die
besten Ergebnisse werden mit o-Allylphenol erhalten.
Es ist auch möglich, Allylphenole zu verwenden, die im phenolischen Ring substituiert sind, vorzugsweise in o-
und/oder m-Stellungen in bezug auf die Hydroxylgruppe. Die Substituenten müssen solche sein, die die o- und
die p-Stellungen, in bezug auf die Hydroxylgruppe, nicht
gleichzeitig blockieren. Beispiele für Substituenten sind Alkylgruppen, vorzugsweise mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen,
NH2-, Chlor oder andere Gruppen, die die Adsorption an der Anodenoberfläche begünstigen
können und die Reaktivität erhöhen.
Der Elektrolyt enthält auch ein alip'^tisches Amin,
vorzugsweise in Mengen von 10 bis 75 g/l. Die besten Ergebnisse werden mit Allylamin erhalten, aber
Überzüge mit ausreichenden Eigenschaften können auch erhalten werden, indem man das Allylamin
teilweise oder ganz durch andere aliphatische Amine ersetzt In diesem Fall werden vorzugsweise Amine mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen verwendet, vorzugsweise primäre Amine, und insbesondere Amine, welche
funktioneile Gruppen, wie —OH, -Cl1 -CeHs, oder
andere funktionell Gruppen enthalten, die zu einer Verbesserung der Adsorption der aliphatischen Kette
an der Anodenoberfläche führen. Das Amin »versalzt« das Phenol und garantiert ein gleichmäßiges Anwachsen
der Dicke des Überzugs. Die Amine können im polymeren Überzug in Mengen von bis zu 5 Mol-%
enthalten sein.
Die Elektrolyt-Lösung enthält einen Alkohol, der im wesentlichen die Funktion besitzt, die Auflösung der
phenolischen Monomeren zu verbessern. Im allgemeinen ist der Alkohol ein niederer Alkohol mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen. Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen mit Methanol erhalten. Das Volumenverhältnis
zwischen Wasser und Alkohol im Elektrolyten beträgt vorzugsweise 5 :1 bis 0,2 :1.
Der Elektrolyt kann auch Fließmittel, wie z. B. Lösungsmittel auf Basis von Ethylenglykolethern
enthalten, die die Oberflächeneigenschaften und das Aussehen des Überzugs verbessern, und Alkalimetall-
oder Erdalkalimetallhydroxide, wie ζ, B, Natriumhydroxid,
welche die Leitfähigkeit der Elektrolyt-Lösung verbessern. Das Fließmittel kann in Mengen von 0,5 bis
5 Vol.-% vorhanden sein, und das Hydrocid in Mengen zwischen 0,5 bis 2 Gew,-%. Die Temperatur des :
Elektrolysebades wird im allgemeinen bei Werten von 5 bis 500G gehalten. Die Elektrolyse wird zweckmäßigerweise
bei 20 bis 25" C und Atmosphärendruck durchgeführt Das Härten des polymeren Überzugs
wird vorzugsweise bei ca. 1500C ausgeführt. Die
Härtungszeit beträgt im allgemeinen 5 bis 60 min.
Die vorliegende Erfindung basiert im wesentlichen auf den folgenden Überlegungen:
a) Die anodische Polymerisation von Systemen, uie im
wesentlichen aus Phenol bestehen, führt unvermeidbar zur Bildung von sehr verzweigten Ketten,
weil sogar die o-Stellungen der Phenoxyradikale (oder der Makro-Radikale) als Vernetzungsstelion
aufgrund der folgenden Reaktion wirken können:
b) Es ist bekannt, daß Amine in wäßrig-alkoholischem
Medium sich leicht an Chinone anlagt rn, und, da die oxidative Polymerisation von Phenolen mehrere
Gleichgewichte und Umlagerungen umfaßt, bei denen intermediäre Strukturen vom Chinon-Typ
auftreten, liegt die Vermutung nahe, daß der beträchtliche Prozentsatz von Äthylendiamin, welches
in den nach dem Verfahren der bereits genannten deutschen Patentanmeldung
P 29 14 3435 hergestellten Überzügen vorhanden ist, eine Reaktion dieses Typs eingehen kann. Nun
kann aber ein Diamin, wie z. B. Äthylendiainin,
durch Kupplung mit zwei verschiedenen Ketten sicherlich zur Vernetzung des polymeren Überzugs
beitragen.
c) Die Adsorption eines organischen Moleküls an einer Ar.odenoberfläche (und aller Wahrscheinlichkeit
nach die nachfolgende Haftung eines davon abgeleiteten möglichen Polymers) kann durch die
Gegenwart von ungesättigten Gruppen erhöht werden, weil die π-Orbitale leicht in Wechselwirkung
mit den anodischen Trägern treten können, insbesondere wenn diese aus Übergangsmetallgittern
bestehen.
Die Punkte a) und b) inteipretieren deshalb die
schlechte Flexibilität und Elastizität der Überzüge vom Polyoxyphenylen-Typ. die aus Zusammensetzungen von so
Phenol und Äthylendiamin erhalten wurden, als Folge der übermäßigen Vernetzung und Verzweigung der
polymeren Strukturen.
Auf der anderen Ssite hat Punkt c) eine mögliche Forschungsrichtung zur Verbesserung der Zusammensetzung
aufgezeigt, um den Polyoxyphenylen- Überzügen eine größere Haftung am anodischen Träger und,
wie gezeigt werden wird, eine größere Elastizität zu verleihen.
Die Verwendung eines Allylphenol enthaltenden Elektrolyten
führt aufgrund der ungesättigten Allylgruppen zu einer größeren Haftung des polymeren auf dem
anodischen Träger. Darüber hinaus wird mit ö-Allylphenol die Wahrscheinlichkeit einer Verzweigung der
Ketten, wie sie unter Punkt a) diskutiert wurde, statistisch auf die Hafte reduziert
Auf der anderen Seite kann das aliphatische Amin
nicht eine Vernetzung an zwei zu verschiedenen polymeren Ketten gehörende)! '.Stellen (während des
elektrolytischen Prozesses) bewirkeri, so wie dies unter Punkt b) für Äthylendiamin gezeigt wurde. Außerdem
führt die starke Wechselwirkung zwischen der Allylgruppe
und dem Träger dazu, daß Allylamin für die Polymerisation mit phenolischen Verbindungen unter
Bildung haftender Überzüge ideal geeignet ist
Mit anderen Worten erlaubt die Elektrolyse von Zusammensetzungen, die im wesentlichen Alyllphenol
und vorzugsweise Allylamin enthalten, die Bildung von Überzügen auf dem leitenden Trägermaterial, welches
als Anode verwendet wird, die eine im wesentlichen lineare Polyoxyphenylen-Struktur besitzen, aber dennoch
stark am anodischen Träger haften. Die Linearität der Ketten und die verringerte Vernetzung, wie sie sich
am Ende des elektrolyten Bildungsprozesses ergeben, werden durch die Tatsache angezeigt, daß polymere
Überzüge, die bei Raumtemperatur, oder zumindest unterhalb von 1000C getrocknet wurden, mit Hilfe
irgendeines organischen Lösungsmittels, wie z. B. Aceton, vom Träger entfernt und gelöst werden können.
Die Überzüge können jedoch unter Beibehaltung der guten Eigenschaften der NichtZerbrechlichkeit und
Haftung auf dem Träger durch einen Härtungsprozeß, der beispielsweise mehrere i0 min (insbesondere
30 min) lang bei 1500C durchgeführt wird, leicht vernetzt und vollkommen unlöslich gemacht werden. Es
wird angenommen, daß die polymeren Moleküle durch Verbindung einer bestimmten Zahl von Allylgruppen
vernetzt werden. Da in diesem Fall die Verbindung zwischen verschiedenen Polyoxyphenylen-Ketten über
Brücken mit mehreren Atomen, die nicht dem aromatischen System angehören, geschaffen wird, wird
uie ausreichende Elastizität des vernetzten Überzugs vermutlich aufgrund der Deformierbarkeit der Bildungswinkel
dieser Brücken sichergestellt
Mit Zusammensetzungen, die im wesentlichen aus Allylphenol und vorzugsweise Allylamin in wäßrig-alkoholischen Lösungsmitteln bestehen, werden bei der
Elektrolyse unter konstanten Spannungen in einer Zelle, die nicht durch Diaphragmen zwischen einer Anode, die
aus dem zu überziehenden Gegenstand Besteht, und einer Kathode, die in bezug auf den Anodenvorgang im
wesentlichen inert ist, getrennt ist, stark hydrophobe und elektrisch Polierende Überzüge erhalten, was sich
darin zeigt, daß im Verlauf des Prozesses die
Stromstärke konstant auf einige Prozent des Anfangswertes abfällt. Mit den in den folgenden Beispielen
verwendeten Zellen mit Zellkonstanten von ca. 20 cm können die Zusammensetzungen mit einer Mindestspannung von ca. 3 V unter Bildung homogener,
haftender Überzüge elektrolysiert werden. Eine Erhöhung der angewandten Spannung ergibt höhere
Elektrolyseströme und eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit der Bildung des polymeren Überzugs, ohne
dabei, sogar bei Spannungen von 20 V oder mehr, zu einem Abbau des Überzugs, zu einer raschen Passivierung oder zu einem Abfall der Stromausbeute zu führen.
Die Stromatisbeute verbleibt tatsächlich bei Werten, die annähernd dem theoretischen Wert von 2 Faraday pro
Mol abgeschiedenes Phenol entsprechen. Dies kann erklärt werden durch die geringere molekulare Komplexizität
des polymeren Überzugs ( verglichen mit dem einer Phenol/Äthylendiamin-Zusammensetzung), wodurch
der Durchgang elektrischer Ladung ohne Perforation des Überzugs bei starken elektrischen
Feldern möglich ist, und durch die größere Affinität der Zusammensetzung gegenüber der Anode, wodurch eine
starke Adsorption auch bei sehr positiven Potentialen erfolgt.
Vorteilhafterweise kann die Zusammensetzung in Zellen elektrolysiert werden, die einfach aus zylindrischen
Gefäßen bestehen, in welchen eine Spirale aus Platin oder einem anderen Metall, das in einem
alkalischen wäßrig-alkoholischen Medium beständig ist. oder ein Gitter des gleichen Metalls, das an der Wand
des Zylinders befestigt ist, die Kathode darstellt, während der zu überziehende Gegenstand, der in das
Zentrum des Gefäßes eintaucht, die Anode darstellt. Es wird eine Spannung angelegt, die eine Stromdichte
hervorruft, die nicht größer ist als 50 mA/cm2. Sobald die Stromdichte erheblich gesunken ist (zwischen 10 und
0.05 mA/cm:). wird der Gegenstand aus der Zelle
genommen und in einen Ofen gebracht (beispielsweise 1Or 30 min bei 150eC), wo der polymere Überzug
.Trc!/' wird, und Strukturen bildet, die in sauren.
basischen und organischen Lösungsmitteln unlöslich <ind. Er ist außerdem inert gegenüber der Mehrzahl der
hemischen oder physikalischen Agentien, und seine
■i iQere Erscheinungsform hat den Charakter einer
GUsur mit von seiner Dicke und der Art des Trägers
abhängigen Farbschattierungen von Gelbgrün bis Rotbraun.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich. Überzüge zu erhalten, die beispielsweise
Dicken in der Größenordnung von 10 bis 20 um besitzen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend einige typische Beispiele für das erfindungsgemäße
Verfahren gezeigt
In eine elektrolytische Zelle wird eine Lösung der folgenden Zusammensetzung eingebracht: 6,2 g o-Allylphenol.
4,6 g Allylamin, 2 ml Lösungsmittel auf Basis von Ethylenglykolethern, 60 ml Methanol und 60 ml Wasser.
Als zu überziehender Gegenstand werden Flußstahlbleche
mit einer Oberfläche von ca. 27 cm2 verwendet Die
Elektrolysebedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgezeigt Fn der Tabelle entspricht
einer Überzugsausbeute von 1 mg/cm2 Träger eine Dicke von ca. ΙΟμπτ. Eine Betrachtung dieser
Ergebnisse erklärt viele der vorteilhaften kinetischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Bildung der Überzüge. Was die physikalischen Eigenschaften der Elastizität und Haftung betrifft, so können
die überzogenen Bleche, nachdem sie 30 min lang auf 150°C erwärmt wurden, ohne Ablösung des polymeren
j Überzugs oder Rißbildung auf seiner Oberfläche bis zu
jedem Winkel gebogen oder gebrochen werden. Rißbildungstests und nachfolgende Ablösung mit einem
Haftstreifen zeigen eine extreme gute Haftung des Überzugs auf dem Metall, was durch Tests mit einem
in konischen Dorn bestätigt wird, während Streckversuche
die Möglichkeit von Penetrationen und Deformationen von mehr als 8 mm ohne irgendein Zeichen von
Ablösung aufzeigen.
Es wird wie in Beispiel I verfahren, wobei als Anode
ein Eisenrohr (hollow iron tube) mit einem Durchmesser von I cm und einer Länge von 6 cm verwendet wird,
welches vertikal und senkrecht zum elektrischen Feld
:<i angeordnet ist. Nachdem 15 min lang eine anfängliche
Spannung von 5 V angelegt wurde, war die äuliere Oberfläche vollkommen und homogen überzogen,
während der Elektrolysestrom sich von einem Anfangswert von 10mA/cm2 auf 2 mA/cm2 veränderte. An
;■· diesem Punkt wurde die Spannung 15 min lang auf 20 V
erhöht, wobei ein polymerer Überzug gebildet wurde, der die innere Oberfläche bis zu 4/5 ihrer Länge,
gerechnet von der Basis, bedeckte. Nach dem Trocknen, wie in Beispiel 1. betrug die Dicke des äußeren
S" Überzuges ca. 15μηι, und die durchschnittliche Dicke
des inneren Überzuges ca. 10 μίτι.
Eine Lösung der folgenden Zusammensetzung wurde
r in die elektrolytische Zelle gebracht: 5 g o-Allylphenol,
2,3 g Allylamin, 2 ml Lösungsmittel auf Basis von Ethylenglykolethern. 60 ml Methanol, 0,5 g KOH. und
Wasser für ein Gesamtvolumen von 100 ml. Eine Spirale
aus Kupferdraht (Durchmesser 2 mm) mit einer Länge
J" von 78 cm wurde als Anode verwendet. Nach einer
Elektrolyse von 20 min Dauer bei einer Spannung von 10 V war der anfängliche Strom von 10 mA/cm2 auf
0,5 mA/cm2 gefallen, und auf der Anode hatte sich ein
homogener polymerer Überzug mit einer Dicke von
-> 15μπι gebildet. Nach dem Trocknen in einem Ofen
(20 min bei 1500C) konnte der Kupferdraht ohne
Ablösung des Schutzüberzugs aufgerollt und geflochten werden. Bei der Verwendung dieses Drahtes als Leiter
wurde gefunden, daß de-· Verlust der Stromstärke durch
'"■■ die überzogene Oberfläche (nachdem der Draht in eine
elektrolytische Lösung eingetaucht wurde) vernachlässigbar war.
Es wurde eine Lösung elektrolysiert. die in der Zusammensetzung ähnlich der des Beispiels 1 war, mit
der Ausnahme, daß 3 g o-AIlylphenol durch 3 g Phenol
ersetzt wurden. 30 Flußstahlbleche mit einer Oberfläche (useful surface) von 25 cm2 wurden hintereinander als
Anode verwendet Bei Veränderung der angewandten Spannung zwischen 4 und 12 V und der Elektrolysedauer zwischen 20 min und 5 min wurden Überzüge mit
einer Dicke von ca. 15 μπι erhalten (ca. 1,5 mg/cm2 des
Trägers), bei einer Stromausbeute zwischen 0,5 und 0,5 mg/Coulomb. Die Adhäsionseigenschaften des wie
im Beispiel 1 getrockneten polymeren Überzugs gegenüber dem Träger waren mit denen des Beispiels 1
vergleichbar, und wiederholtes Biegen der überzogenen Proben ergab keinen nennswerten Bruch der Überzüge.
ίο
iimeleütcs | /eil | I lulling | Stromstärke | Stromstärke | Slromaiisb -'te / | Niisbciile | .73 |
l'iilcntiiil | (Anliinpswcrt) | Ifmdwcrt) | η (ibcr/up | .52 | |||
V) | (mini | (C (Uilombl | On Λ em') | OnA.cm-) | On^Coulonib) (inp ein2) | .63 | |
3.0 | 50 | SI | 2.78 | 0.59 | 0.577 | .74 | |
4.0 | 20 | 76 | 7.04 | 1.48 | 0,539 | .52 | |
5.0 | 15 | 78 | 8.52 | 1.89 | 0.564 | .59 | |
6.0 | 15 | S8 | 11.48 | 2.22 | 0,534 | .52 | |
7.0 | 10 | 75 | 14.44 | 2.89 | 0.547 | .27 | |
8.0 | 10 | 82 | 16.67 | 3.15 | 0,524 | .17 | |
ID.I) | S | N(> | 23.33 | 5.0 | 0.477 | ||
12.11 | S | S2 | 24.82 | 7.04 | 0.419 | ||
15.0 | "4 | 31.48 | 10.55 | 0.400 |
if'-.-
Claims (13)
1. Verfahren zum Oberziehen eines leitfähigen Trägers, der als Anode in einer elektrochemischen
Zelle verwendet wird, in welcher Gleichstrom von einer Kathode zu dieser Anode durch einen flüssigen
Elektrolyten geführt wird, der ein oder mehrere phenolische Monomere zur Bildung eines polymeren
Oberzugs aus Phenolharz auf dem Träger enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man einen
Elektrolyten verwendet, der 10 bis 200 g/l phenolisches Monomer, welches aus Alyllphenol oder einer
Mischung des letzteren mit einem oder mehreren anderen Phenolen besteht, und 5 bis 200 g/l eines is
aliphatischen Amins enthält, gelöst in einer Mischung aus Wasser und Alkohol in einem Volumenverhältnis von 20 :1 bis 0,05 :1, den polymeren
Überzug unter Verwendung eines elektrischen Stromes mit einer Dichte, die nicht größer als
50 mA/cm2 des Trägers, bildet und zum Härten des Harzes den abgeschiedenen polymeren Oberzug auf
eine Temperatur von 100 bis 200° C erhitzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als phenolisches Monomer Allylphenol
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Allylphenol o- oder
m-Allylphenol verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Allylphenol o-Allylphenol verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung der
Phenole eingesetzt wird, die mindestens 25 Gew.-°/o Allylphenol enthält
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Amin
Allylamin verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Allylphenol eingesetzt wird, welches einen oder mehrere
Ringsubstituenten in Stellungen besitzt, die nicht gleichzeitig die o- und p-Stellungen, bezogen auf die
Hydroxylgruppe, blockieren.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkohol Methanol verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, der zusätzlich 0,5 bis 5
Volumen-% eines Fließmittels zur Verbesserung der Qberflächeneigenschaften und des Aussehens des
Überzugs enthält
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, der zusätzlich 0,5 bis 2
Gew.-% eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydrids enthält
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des elektrischen Stromes während der Bildung
des polymeren Überzugs bei einem konstanten Wert gehalten wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des elektrischen Stroms 3 bis 20 V beträgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen für die Dauer von 5 bis 60 min durchgeführt
wird.
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