DE3539365C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Bindemittelkombinationen für kathodisch nach dem
Elektrotauchlackierverfahren applizierbare Lacke,
welche zur Verbesserung der Abscheidungscharakteristik,
der Badstabilität und der Filmeigenschaften eine Zusatzkomponente
auf der Basis von Oxazolidingruppen tragenden
Verbindungen enthalten. Die Erfindung betrifft weiterhin
die Verwendung ausgewählter Oxazolidingruppen tragender
Verbindungen als Zusatzkomponente, insbesondere zur
Erhöhung der bei der elektrischen Abscheidung auf dem als
Kathode geschalteten Werkstück erzielbaren Schichtstärken.
Für eine solche Erhöhung der Schichtstärken bei der
Elektrotauchlackierung von als Kathode geschalteten
Werkstücken besteht ein großes Interesse, insbesondere
seitens der Automobilindustrie, da man erwartet, bei
Vorliegen geeigneter Materialien auf die bisher zwischen
Grundierung und Decklackierung aufgebrachten Füllerschichten
verzichten zu können.
Mit den vorhandenen Materialien lassen sich die diesbezüglichen
Forderungen der Verbraucher nur in unzureichendem
Maße realisieren, da die von der Anlagentechnik
gegebenen Möglichkeiten für eine Erhöhung
der Schichtstärken nicht zum gewünschten Ergebnis
führen. Eine willkürliche Erhöhung der Abscheidungsspannung
führt zu Oberflächenstörungen durch sogenannte
Durchbrüche, d. h. durch elektrolytische Effekte beim
Überschreiten der für das Bindemittel maximal zulässigen
Arbeitsspannung. Eine Verlängerung der Beschichtungszeit
ist meist aus Gründen des Arbeitsablaufes im Fließbandbetrieb
nicht möglich. Diese Methode ist auch deswegen nicht
zielführend, da bekanntlich bei der Elektrobeschichtung
durch den Aufbau eines Filmwiderstandes eine automatische
Begrenzung der Filmstärke eintritt.
Man hat daher versucht, durch Zusätze zum Elektrotauchlack
die Schichtstärke zu beeinflussen. Bis zu einem
bestimmten Ausmaß ist dies durch Kombination der Bindemittel
mit höhermolekularen wasserunlöslichen Komponenten
möglich, doch werden damit nur die für die kathodische
Abscheidung charakteristischen niedrigen Schichtstärken
von 8 bis 14 µm ohne Verschlechterung der Filmeigenschaften
auf die als Standard erwünschten 18
bis 22 µm erhöht. Solche Bindemittelkombinationen werden
beispielsweise in der EP-B1-00 28 402 beschrieben.
Dieser Effekt kann auch durch andere, unter den Bedingungen
des K-ETL-Verfahrens praktisch wasserunlösliche
Zumischkomponenten, z. B. auf Basis von Oxazolidinverbindungen,
erzielt werden, wie in einer nicht zum Stand
der Technik gehörigen Anmeldung (AT-A 1070/83) beschrieben
wird. Eine Lösung für das anstehende Problem ist
auch dadurch nicht gegeben.
In der EP-A1-00 59 468 werden Zusätze zur Erhöhung
der Schichtstärken auf Basis von quartären Ammoniumsalzen,
z. B. Methyldodecylbenzyltrimethylammoniumchlorid,
Methyldodecylxylylen-bis-trimethylammoniumacetat u. ä.
beschrieben. Die Wirkung der Zusätze liegt im wesentlichen
in einer Erhöhung der Filmleitfähigkeit (oder
einer Herabsetzung des Filmwiderstandes). Da jede Änderung
des Filmwiderstandes Einfluß auf den Umgriff,
d. h. die Beschichtung elektrisch abgeschirmter Stellen
des Werkstücks, hat, bedarf ein Zusatz dieser Art einer
besonders sorgfältigen Badüberwachung.
Eine weitere Methode zur Anhebung der erzielbaren Filmstärken
besteht in der Zugabe von schwerflüchtigen,
wasserunlöslichen, organischen Lösungsmitteln, beispielsweise
dem Ethylenglykolmonohexylether. Durch
diese Zusätze wird der Dispersionscharakter des Badmaterials
verändert, wodurch ebenfalls der Filmwiderstand
beeinflußt wird. Bei der großen Oberfläche der Elektro
tauchlackierbecken ist jedoch ein Verdampfen dieser
Zusätze trotz deren hohen Siedepunkten nicht zu vermeiden,
wodurch Schwankungen bei der Beschichtung ohne besonderen
Kontrollaufwand kaum vermieden werden können. Überdies
wird durch Zusätze dieser Art die Stabilität der Badmaterialien
negativ beeinflußt und die optimale Abscheidungsspannung
herabgesetzt.
Es wurde nun gefunden, daß Bindemittelkombinationen,
welche neben dem Basisharz 3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
5 bis 15 Gew.-% einer Oxazolinverbindung des anspruchsgemäßen
Aufbaus enthalten, gegenüber den bekannten
Produkten Filme mit höherem Filmwiderstand ergeben,
wodurch die Erzielung höherer Schichtstärken durch
Erhöhung der Abscheidungsspannung und überdies eine
Verbesserung des Umgriffs erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren
zur Herstellung von Bindemittelkombinationen für kathodisch
nach dem Elektrotauchlackierungsverfahren abscheidbare
Lacke, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
- (A) 80 bis 97 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 95 Gew.-%, eines kathionischen filmbildenden Harzes mit
- (B) 3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%, einer
oder mehrerer Oxazolidinverbindungen mit einer
Aminzahl von 80-200, vorzugsweise 100-200 mg
KOH/g, einem Anteil an aliphatischen Molekülteilen
von 15-80%, vorzugsweise von 25 bis
80%, und einem Oxazolidinäquivalent von 200-500,
vorzugsweise 250 bis 500, welche durch Ringschluß
mit Carbonylverbindungen aus sekundären Aminen der
Gruppen
- (B1) Umsetzungsprodukte von primären (Poly)aminen mit Monoepoxidverbindungen und/oder Di- oder Polyepoxidverbindungen, deren Epoxidgruppen gegebenfalls anteilig mit anderen epoxidreaktiven Verbindungen umgesetzt wurden, oder
- (B2) Michael-Additionsprodukte von primären Alkanolaminen mit Verbindungen, welche eine oder mehr CH₂=CH-CO-Gruppen aufweisen, oder
- (B3) Umsetzungsprodukte aus Hydroxylgruppen und gegebenenfalls noch sekundäre Aminogruppen aufweisenden Oxazolidinverbindungen der Gruppen (B1) und (B2), gegebenenfalls nach Reaktion der sekundären Aminogruppen mit Monoepoxidverbindungen, mit Di- oder Polyisocyanaten, erhalten wurden,
bei 40 bis 60°C bis zur völligen Homogenität vermischt,
gegebenenfalls nach Zusatz wasserverträglicher organischer
Hilfslösungsmittel, die basischen Gruppen mit
Säuren partiell oder vollständig neutralisiert und
die Bindemittelkombinationen in Wasser dispergiert.
Unter dem Begriff "aliphatischer Molekülanteil" werden
in der vorliegenden Anmeldung aliphatische Molekülteile
mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen oder entsprechende
Glykoletheranteile verstanden. Die Prozentangabe bezieht
sich auf das Gesamtmolekül. Als "Oxazolidinäquivalent"
wird die Substanzmenge in Gramm bezeichnet, welche eine
Oxazolidingruppe enthält.
Zusätzlich zu den bereits genannten Vorteilen gegenüber
dem Stand der Technik weisen die aus den erfindungsgemäß
hergestellten Bindemitteln formulierten Lackmaterialien
besonders günstige Eigenschaften bezüglich
ihrer Badstabilität, insbesondere des Absetzverhaltens
der Pigmente auf. Es ist anzunehmen, daß dieses vorteilhafte
Verhalten auf den hydropphil-hydrophoben
Charakter der Moleküle zurückzuführen ist. Überdies
kann in vielen Fällen eine katalysierende Wirkung
der Zusatzkomponente auf die Vernetzung des Bindemittelsystems
beobachtet werden.
Als Komponente (A), d. h. als Basisharz, welches als
wesentlicher Filmbildner die Grundeigenschaften des
Elektrotauchlackes bestimmt, können die für dieses
Verfahren bekannten Bindemittel auf der Basis von Copolymerisaten,
Polykondensaten oder Polyadditionsprodukten
eingesetzt werden. Diese Bindemittel, für deren Herstellung
und Verwendung durch diese Anmeldung kein Schutz
begehrt wird, sind in der Literatur in großer Anzahl
beschrieben. Zusammenfassende Hinweise sind beispielsweise
in R. H. CHANDLER, Advances in Electropainting, Bibliographies
in Paint Technology, No 23, March 1975 oder No 36,
March 1981 zu finden. Diese Bindemittel können durch
verschiedene Vernetzungssysteme, wie thermische Polymerisation,
Umesterung, Umurethanisierung oder durch Amino-
oder Phenolharze gehärtet werden.
Die Komponente (B) ist eine Oxazolidinverbindung,
welche in bekannter Weise durch Ringschluß aus sekundären
Aminen, welche in β-Stellung zum Stickstoffatom
eine Hydroxylgruppe aufweisen, mittels einer
Carbonylverbindung erhalten werden. Für die erfindungsgemäß
hergestellten Bindemittelkombinationen werden
ausgewählte Gruppen dieser sekundären Hydroxyamine
verwendet.
Als sekundäre Hydroxyamine der Gruppe (B1) werden
Umsetzungsprodukte von primären (Poly)aminen mit
Monoepoxidverbindungen und/oder Di- oder Polyepoxidverbindungen,
deren Epoxidgruppen ebenfalls anteilig
mit anderen epoxidreaktiven Verbindungen umgesetzt
wurden, eingesetzt. Als Aminkomponente kommen dabei die
primären Alkylamine mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen
einschließlich der langkettigen Fettamine, die Alkylen
diamine, wie das Ethylendiamin und seine Homologen,
ebenso wie das Diethylentriamin und seine Homologen
oder auch die handelsüblichen Polyamidoamine zum
Einsatz. Weitere Aminkomponenten sind die primären
Alkanolamine, wie das Monoethanolamin oder die Monopro
panolamine sowie Aminoalkylalkandiole, wie das 2-Amino-
2-methyl-propandiol-1,3 oder das 2-Amino-2-ethyl-propandiol-1,3
oder Aminoalkylalkanolamine, wie das
N-Aminoethylethanolamin.
Als Epoxidverbindungen werden vorzugsweise Monoepoxid
verbindungen, wie die Glycidylester von Monocarbonsäuren,
vorzugsweise die Glycidylester der sogenannten
KOCH-Säuren, z. B. technische Gemische aus Glycidylestern
der 1,1-Methyl(C₇-C₉)alkancarbonsäuren
oder der (Meth)acrylsäure, Glycidylether,
wie 2-Ethylhexylglycidylether oder Phenylglycidylether,
eingesetzt.
Gegebenenfalls können auch Polyepoxidverbindungen,
wie Diepoxidharze auf Basis von Bisphenol A oder
Polyglykolen mit Epoxidäquivalentgewichten zwischen 180
und 500, epoxidierte Novolake oder epoxidierte Polybutadienöle
eingesetzt werden, wobei gegebenenfalls die
Epoxidgruppen anteilig mit Monocarbonsäuren oder
Aminen desaktiviert werden können.
Die sekundären Amine der Gruppe (B2) sind Michael-Additionsprodukte
von primären Alkanolaminen mit ungesättigten
Verbindungen mit einer oder mehreren CH₂=CH-CO-Gruppen.
Als Alkanolamine werden die für die Gruppe (B1) aufgezählten
Verbindungen eingesetzt.
Als Mono-, Di- bzw. Polyacrylate sind 2-Ethylhexylacrylat
und andere Ester der Acrylsäure mit Alkanolen
mit mehr als 8 C-Atomen, die Alkandioldiacrylate mit
mehr als 3 Kohlenstoffatomen im Alkanrest, Dialkylen
glykoldiacrylate, wie Diäthylen- oder Dipropylen
glykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat oder die
sich vom Pentaerythrit ableitenden Polyacrylate geeignet.
In Hydroxylverbindungen oder Hydroxylgruppen tragende
Polyester können diese Gruppen durch Umsetzung mit
ungesättigten Monoisocyanaten, wie den handelsüblichen
Isocyanatoalkylacrylaten oder Umsetzungsprodukten
aus äquimolaren Mengen von Diisocyanaten und Hydroxy
acrylaten eingebaut werden.
Die Produkte der Gruppe (B2) werden vorzugsweise
zur weiteren Umsetzung zu Produkten der Gruppe (B3)
herangezogen.
Als weitere Gruppe (B3) von Oxazolidinverbindungen
werden Umsetzungsprodukte von Di- oder Polyisocyanaten
mit Hydroxylgruppen und gegebenenfalls noch sekundäre
Aminogruppen tragenden Oxazolidinverbindungen der
Gruppen (B1) und (B2), gegebenenfalls nach Reaktion der
sekundären Aminogruppen mit Monoepoxidverbindungen
eingesetzt.
Als Isocyanatverbindungen können dabei sowohl die
üblichen aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen
Diisocyanate oder Polyisocyanate als auch
Polyol-Diisocyanat-Präpolymere mit freien Isocyanat
gruppen verwendet werden.
Als Monoepoxidverbindungen werden in diesem Fall
vorzugsweise die Glycidylester der KOCH-Säuren eingesetzt.
Als Carbonylverbindungen für den Ringschluß der Amine
der Gruppen (B1) und (B2) wird vorzugsweise Formaldehyd
verwendet. Daneben können auch in bekannter Weise
andere Aldehyde, wie Acetaldehyd oder Benzaldehyd bzw.
Ketone, wie Methylisobutylketon, eingesetzt werden.
Die für die erfindungsgemäß hergestellten Bindemittel
eingesetzten Komponenten (B) sind darüberhinaus durch
folgende Auswahlkriterien charakterisiert:
Aminzahl: mindestens 80 mg KOH/g, vorzugsweise 100-200 mg KOH/g,
Oxazolidinäquivalent (berechnet): mindestens 200, vorzugsweise 250-500,
Anteil an aliphatischen Molekülteilen (wie vorne definiert): mindestens 15%, vorzugsweise 25-80%.
Aminzahl: mindestens 80 mg KOH/g, vorzugsweise 100-200 mg KOH/g,
Oxazolidinäquivalent (berechnet): mindestens 200, vorzugsweise 250-500,
Anteil an aliphatischen Molekülteilen (wie vorne definiert): mindestens 15%, vorzugsweise 25-80%.
Die Herstellung der Bindemittelkombinationen erfolgt
durch Homogenisierung der beiden Komponenten bei 40 bis
60°C, wobei vorzugsweise 2 bis 3 Stunden gemischt
wird. Die Zusatzkomponente wird in einer Menge von 3
bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% eingesetzt,
wobei die Prozentzahlen auf den Feststoffanteil der
Kombination bezogen ist. Die Kombinationen werden
anschließend mit anorganischen oder organischen
Säuren, vorzugsweise Ameisensäure, Essigsäure oder
Milchsäure partiell oder vollständig neutralisiert,
wobei ein möglichst niedriger Neutralisationsgrad
bei ausreichender Stabilität des mit Wasser verdünnten
Materials angestrebt wird.
Die Bindemittel können vor oder nach der Neutralisation
bzw. in Gegenwart anteiliger Mengen von Hilfs
lösungsmitteln, wie Glykolethern oder Ketonen oder
von Wasser in bekannter Weise mit Pigmenten oder
Füllstoffen verarbeitet werden.
Die Herstellung der Badmaterialien für die Elektrotauchlackierung
bzw. die Verarbeitung der Lacke im
Elektrotauchlackierverfahren zur Beschichtung leitfähiger
Werkstücke sind dem Fachmann bekannt und
in vielen Literaturstellen beschrieben.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Alle Angaben
in Teilen oder Prozenten beziehen sich, soweit nicht
anders angegeben, auf Gewichtseinheiten.
500 Teile eines Epoxidharzes auf Basis
von Bisphenol A (Epoxidäquivalentgewicht ca. 500)
werden in 214 Teilen Propylenglykolmonomethylether gelöst
und bei 110°C mit 83 Teilen eines Halbesters aus Phthal
säureanhydrid und 2-Ethylhexanol in Gegenwart von 0,5 g
Triäthylamin als Katalysator bis zu einer Säurezahl
von weniger als 3 mg KOH/g reagiert. Dann werden 120
Teile eines NH-funktionellen Oxazolidins aus Aminoethyl
ethanolamin, 2-Ethylhexylacrylat und Formaldehyd,
sowie 26 Teile Diethylaminopropylamin zugefügt und
der Ansatz bei 80°C bis zu einem Epoxidwert von praktisch
0 reagiert. Der Ansatz wird mit 200 Teilen Propylen
glykolmonomethylether verdünnt und mit 97 Teilen 3-normaler
Ameisensäure partiell neutralisiert. Der resultierende
Festkörpergehalt beträgt 58,8%.
Das Harz wird in einem Feststoffverhältnis von 80 : 20
mit einem Umesterungshärter, welcher in der nachstehenden
Weise hergestellt wurde und 0,5% Bleioctat
(berechnet als Metall und bezogen auf die Summe der
Komponenten) gemischt. Die Harzmischung weist einen
Festkörpergehalt von 64% auf.
Zu einer Mischung
aus 160 g (1 Mol) Malonsäurediethylester, 0,85 g (0,01 Mol)
Piperidin und 0,54 g (0,01 Mol) Ameisensäure (85%)
werden bei 70°C 33 g (1 Mol) Paraformaldehyd (91%)
portionsweise in der Weise zugegeben, daß durch die
einsetzende exotherme Reaktion die Temperatur nicht
über 90°C ansteigt. Das Reaktionsgemisch wird bei 90°C
weitergerührt, bis der Paraformaldehyd vollständig
gelöst ist. Die Temperatur wird unter einsetzender
Wasserabspaltung innerhalb von 2 Stunden auf 140°C
erhöht. Nach Erreichen von 140°C werden mit Spezialbenzin
(Siedebereich 80-120°C) als Schleppmittel insgesamt
24 g Wasser abdestilliert. Unter Anlegen von
Vakuum wird anschließend das eingesetzte Schleppmittel
abdestilliert und der Ansatz solange bei 120°C gehalten,
bis die angegebene Viskosität bzw. der Brechungsindex
erreicht sind.
Das erhaltene Produkt weist einen Festkörpergehalt
(120°C, 30 Minuten) von 97±1% auf. Die Viskosität
nach GARDNER-HOLDT einer Probe aus 9 g Harzlösung
und 1 g Ethylglykol beträgt M. Der Gehalt an freiem
Formaldehyd liegt unter 1,5% und die Bestimmung des
Brechungsindex ergibt einen Wert von nD/20=1,4560.
Die Verbindung hat ein mittleres Molekulargewicht
von ca. 500. Die Esterfunktionalität beträgt 6 Ester
äquivalente pro Mol bzw. 1,17 Esteräquivalente pro
100 g des Produktes.
In einer Lösung von 448 Teilen Propylen
glykolmonomethylether werden 1000 Teile eines Epoxidharzes
auf Basis von Bisphenol A (Epoxidäquivalent
ca. 500) und 760 Teile eines Epoxidharzes auf Basis
von Bisphenol A (Epoxidäquivalent ca. 190) bei 70°C
mit 616 Teilen eines Umsetzungsproduktes aus 1 Mol
Hexamethylendiamin und 2 Mol eines technischen Gemisches
von 1,1-Dimethyl-(C₇-C₉)-alkancarbonsäuren sowie
210 Teilen Diethanolamin bis zur vollständigen Bindung
der Amine umgesetzt. Anschließend werden 130 Teile
Diethylaminopropylamin zugesetzt und der Ansatz bei
75°C bis zu einem Epoxidwert von 0 reagiert und mit
1000 Teilen Propylenglykolmonomethylether verdünnt.
Das Harz wird mit dem in der Komponente (A1) verwendeten
Umesterungshärter im Feststoffverhältnis
80 : 20 gemischt und mit 0,5% Bleioctat (berechnet
als Metall und bezogen auf die Summe der Komponenten)
versetzt. Das Bindemittel ist nach Neutralisation
mit 35 mMol Ameisensäure pro 100 g Festharz in deionisiertem
Wasser löslich.
Ein selbstvernetzendes, durch thermische
Polymerisation härtbares Bindemittel wird
wie folgt hergestellt:
520 g eines Epoxidharzes auf Bisphenol-A Basis (Epoxy- Äquivalent ca. 260) werden in 465 g Ethylglykolacetat gelöst und bei 120°C mit 546 g eines Halbesters aus Tetrahydrophthalsäureanhydrid und Hydroxyethylmethacrylat bis zu einer Säurezahl von weniger als 3 mg KOH/g umgesetzt. Das Reaktionsprodukt wird weiter mit 750 g eines basischen Monoisocyanats (hergestellt aus äquimolaren Mengen Toluylendiisocyanat und Diethyletha nolamin) (70% in Ethylglykolacetat) bei 60-65°C umgesetzt, bis der Gehalt an freien Isocyanatgruppen Null beträgt. Das Harz ist nach der Neutralisation mit 45 mMol Ameisensäure pro 100 g Festharz in Wasser löslich.
520 g eines Epoxidharzes auf Bisphenol-A Basis (Epoxy- Äquivalent ca. 260) werden in 465 g Ethylglykolacetat gelöst und bei 120°C mit 546 g eines Halbesters aus Tetrahydrophthalsäureanhydrid und Hydroxyethylmethacrylat bis zu einer Säurezahl von weniger als 3 mg KOH/g umgesetzt. Das Reaktionsprodukt wird weiter mit 750 g eines basischen Monoisocyanats (hergestellt aus äquimolaren Mengen Toluylendiisocyanat und Diethyletha nolamin) (70% in Ethylglykolacetat) bei 60-65°C umgesetzt, bis der Gehalt an freien Isocyanatgruppen Null beträgt. Das Harz ist nach der Neutralisation mit 45 mMol Ameisensäure pro 100 g Festharz in Wasser löslich.
Dieses Bindemittel stellt ein
durch Umurethanisierung härtbares Material dar und
wurde gemäß den Angaben der DE-PS 22 52 536 (Beispiel 1)
hergestellt.
Aus einem Additionsprodukt aus
116 Teilen Hexamethylendiamin und 500 Teilen eines technischen
Gemisches von Glycidylestern aus 1,1-Dimethyl-
(C₇-C₉)-alkancarbonsäuren und 66 Teilen Paraformaldehyd
(91%) wird unter azeotroper Abtrennung von 42
Teilen Reaktionswasser ein Dioxazolidin gebildet. Das als
Schleppmittel eingesetzte Spezialbenzin (Siedebereich
80-120°C) wird nach Erreichen der Wassermenge im
Vakuum abgezogen. Die Komponente weist folgende Kennwerte
auf:
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
320 | |
Aminzahl: | 175 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 53% |
Molekulargewicht (ber.): | 640 |
380 Teile eines Epoxidharzes auf
Basis von Bisphenol A (Epoxidäquivalent 190) werden
bei 70°C mit 245 Teilen 2-Ethylhexylamin bis zu einem
Epoxidwert von 0 umgesetzt. Dann werden 63 Teile Paraformaldehyd,
91%, zugegeben und mit Hilfe von Toluol
als Schleppmittel 40 Teile Reaktionswasser azeotrop
entfernt. Nach Abziehen des Schleppmittels im Vakuum
wird der Ansatz in 120 Teilen Diethylenglkyoldimethylether
gelöst.
Kennwerte | |
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
341 | |
Aminzahl: | 164 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 33% |
Molekulargewicht (ber.): | 648 |
Durch Addition von 250 Teilen eines
technischen Gemisches von Glycidylestern von 1,1-Dimethyl-
(C₇-C₉)-alkancarbonsäuren an 119 Teile
2-Amino-2-ethylpropandiol-1,3 bei 120°C wird ein
substituiertes β-Hydroxyamin hergestellt. Die Oxazoli
dinbildung erfolgt nach Zugabe von 33 Teilen Paraformaldehyd,
91%, bei 80 bis 120°C unter azeotroper Entfernung
von 21 Teilen Reaktionswasser mit Hilfe von Toluol
als Schleppmitteln. Nach Abziehen des Schleppmittels im
Vakuum weist das Produkt folgende Kennwerte auf:
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
381 | |
Aminzahl: | 147 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 33% |
Molekulargewicht (ber.): | 381 |
In gleicher Weise wie im vorangegangenen
Beispiel beschrieben, wird eine Oxazolidinverbindung
aus 268 Teilen Talgfettamin, 186 Teilen 2-Ethylhexyl
glycidylether und 33 Teilen Paraformaldehyd, 91%, unter
Abspaltung von 21 Teilen Reaktionswasser hergestellt.
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
466 | |
Aminzahl: | 120 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 78% |
Molekulargewicht (ber.): | 466 |
Wie in den vorangegangenen Beispielen
wird aus 61 Teilen Monoethanolamin und 250
Teilen des auch in (B3) verwendeten Glycidylestergemisches
ein Hydroxyamin hergestellt. Die Reaktionstemperatur
steigt dabei von 60 auf ca. 120°C. Der Ringschluß
erfolgt mit 33 Teilen Paraformaldehyd, 91%,
unter Abspaltung von 21 Teilen Reaktionswasser.
Anschließend werden bei 40 bis 50°C unter Kühlen
87 Teile Toluylendiisocyanat innerhalb von 30 Minuten
zugegeben und die Reaktion bis zu einem Isocyanatwert
von 0 geführt. Nach Abziehen des Schleppmittels
im Vakuum wird der Ansatz in 100 Teilen Propylenglykol
monomethylether gelöst.
Kennwerte | |
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
410 | |
Aminzahl: | 137 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 31% |
Molekulargewicht (ber.): | 820 |
Zu einer Mischung von 119 Teilen
2-Amino-2-ethyl-propan-diol-1,3 und 104 Teilen N-Amino-
ethylethanolamin werden bei 35 bis 40°C innerhalb 20
Minuten unter Kühlung 368 Teile 2-Ethylhexylacrylat
zugegeben. Dann wird die Temperatur auf 75 bis 80°C
erhöht und 2 Stunden gehalten. Nach Zugabe von 66 Teilen
Paraformaldehyd, 91%, werden bei 80 bis 120°C mit
Hilfe von Spezialbenzin (Siedebereich 80-120°C) als
Schleppmittel 42 Teile Reaktionswasser azeotrop abgetrennt.
Nach Kühlen auf 20°C werden unter Kühlung 222 Teile
Isophorondiisocyanat langsam zugegeben, wobei die
Reaktionstemperatur nicht über 40°C ansteigen soll. Die
Reaktion wird bis zu einem Isocyanatwert von 0 geführt
und nach Abziehen des Schleppmittels im Vakuum der
Ansatz in 200 Teilen Propylenglykolmonomethylether
gelöst. Das erhaltene Produkt weist folgende Kennwerte
auf:
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
419 | |
Aminzahl: | 134 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 27% |
Molekulargewicht (ber.): | 837 |
Aus 226 Teilen Hexandioldiacrylat und
226 Teilen Aminoethylpropandiol wird bei 100°C während
2 Stunden ein Amin-Acrylat-Additionsprodukt hergestellt.
Nach Zugabe von 63 Teilen Paraformaldehyd 91% werden, mit
Spezialbenzin 80/120, 42 Teile Reaktionswasser azeotrop
entfernt. Das Kreislaufmittel wird im Vakuum abdestilliert.
Dann werden 581 Teile des in der Komponente (B5)
als Vorprodukt aufscheinenden Hydroxyalkyloxazolidins
und 370 Teile Diethylenglykoldimethylether zugegeben und
die Mischung bei 20 bis 40°C unter Kühlen mit 313 Teilen
Toluylendiisocyanat vollständig umgesetzt.
Kennwerte des Produktes | |
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
370 | |
Aminzahl: | 151 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 23% |
Molekulargewicht (ber.): | 1369 |
206 Teile Diethylentriamin werden
mit 256 Teilen Octenoxid und 500 Teilen des auch in der
Komponente (B3) verwendeten Glydicylestergemisches
bei 100 bis 120°C bis zu einem Epoxidwert von 0
umgesetzt (ab 75°C exotherme Reaktion). Nach Kühlen
auf 80°C werden 132 Teile Paraformaldehyd zugegeben und
bei 80 bis 120°C mit Hilfe von Spezialbenzin (Siedebereich
80-120°C) als Schleppmittel 84 Teile Reaktionswasser
abgetrennt.
Bei 30°C werden dem Ansatz 210 Teile Trimethylhexamethylen
diisocyanat langsam unter Kühlen zugegeben. Anschließend
wird die Reaktion bei 50°C bis zu einem Isocyanatwert
von 0 weitergeführt. Nach Abziehen des Schleppmittels
im Vakuum wird das Produkt in 280 Teilen Propylen
glykolmonomethylether gelöst.
Kennwerte | |
Oxazolidinäquivalent (ber.): | |
305 | |
Aminzahl: | 184 mg KOH/g |
Aliphatischer Anteil: | 41% |
Molekulargewicht (ber.): | 1820 |
Gemäß den in der folgenden Tabelle gemachten Angaben
werden die Komponenten gemischt, mit der angegebenen
Säuremenge neutralisiert und mit deionisiertem Wasser
auf einen Festkörpergehalt von 12% verdünnt. Die
Beschichtung wird auf zinkphosphatiertem Stahlblech
(10×10 cm) unter Benutzung einer Graphitanode
(Elektrodenflächenverhältnis 1 : 1, Elektrodenabstand
12 cm) unter ständigem Rühren bei der für
die einzelnen Kombinationen ermittelten Optimalspannung
(90% der Durchbruchsspannung) durchgeführt. Die
Badtemperatur wird auf 28±1°C gehalten, die Beschichtungs
dauer beträgt 2 Minuten. Beurteilt wird die
Schichtstärke des 20 Minuten bei 170°C eingebrannten
Lackfilms sowie dessen Oberflächenqualität (1 =
einwandfrei glatt, 2 = leicht wellig, 3 = wellig,
4 = rauh).
Bei den Vergleichsbeispielen werden die kationischen
Bindemittel ohne erfindungsgemäße Zusatzkomponente
in gleicher Weise abgeschieden.
Claims (2)
- Verfahren zur Herstellung von Bindemittelkombinationen für kathodisch nach dem Elektrotauchlackierungsverfahren abscheidbare Lacke, dadurch gekennzeichnet, daß man
- A.) 80 bis 97 Gew.-% eines kationischen filmbildenden Harzes mit
- B.) 3 bis 20 Gew.-% einer oder mehrere Oxazolidin
verbindungen mit einer Aminzahl von 80 bis 200 mg
KOH/g, einem Anteil an aliphatischen Molekülteilen
von 15 bis 80% und einem Oxazolidinäquivalent von
200 bis 500, welche durch Ringschluß mit Carbonyl
verbindungen aus sekundären Aminen der Gruppen
- (B1) Umsetzungsprodukte von primären (Poly)aminen mit Monoepoxidverbindungen und/oder Di- oder Polyepoxidverbindungen, deren Epoxidgruppen gegebenenfalls anteilig mit anderen epoxidreaktiven Verbindungen umgesetzt wurden, oder
- (B2) Michael-Additionsprodukte von primären Alkanolaminen mit Verbindungen, welche eine oder mehrere CH₂=CH-CO-Gruppen aufweisen, oder
- (B3) Umsetzungsprodukte aus Hydroxylgruppen und gegebenenfalls noch sekundäre Aminogruppen aufweisenden Oxazolidinverbindungen der Gruppen (B1) und (B2), gegebenenfalls nach Reaktion der sekundären Aminogruppen mit Monoepoxidverbindungen mit Di- oder Polyisocyanaten erhalten wurden,
- bei 40 bis 60°C bis zur völligen Homogenität vermischt, gegebenenfalls nach Zusatz wasserverträglicher organischer Hilfslösungsmittel, die basischen Gruppen mit Säuren partiell oder vollständig neutralisiert und die Bindemittelkombination in Wasser dispergiert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT357684A AT380266B (de) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | Verfahren zur herstellung von bindemitteln fuer kathodisch abscheidbare lacke |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3539365A1 DE3539365A1 (de) | 1986-05-22 |
DE3539365C2 true DE3539365C2 (de) | 1993-01-28 |
Family
ID=3552439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853539365 Granted DE3539365A1 (de) | 1984-11-13 | 1985-11-06 | Verfahren zur herstellung von bindemitteln fuer kathodisch abscheidbare lacke |
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Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4133704A1 (de) * | 1991-10-11 | 1993-04-15 | Herberts Gmbh | Katalysatorfreies einkomponenten-ueberzugsmittel und dessen verwendung zur herstellung von saeurebestaendigen lackierungen |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT372689B (de) * | 1982-02-03 | 1983-11-10 | Vianova Kunstharz Ag | Verfahren zur herstellung von oxazolidingruppen- tragenden modifizierten epoxidharzen |
-
1984
- 1984-11-13 AT AT357684A patent/AT380266B/de not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-11-06 DE DE19853539365 patent/DE3539365A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT380266B (de) | 1986-05-12 |
ATA357684A (de) | 1985-09-15 |
DE3539365A1 (de) | 1986-05-22 |
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