PT94660B

PT94660B - Processo para a preparacao de um dispersante de pigmento de imidazolino-amina-epoxido

Info

Publication number: PT94660B
Application number: PT94660A
Authority: PT
Inventors: Stephen Chung-Suen Peng; Taddesse Gebregiorgis
Original assignee: Ici Plc; Du Pont
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1997-04-30
Also published as: PT94660A; ZW9890A1; EP0408186B1; JPH0717875B2; IE902537A1; DE69002806D1; DE69002806T2; KR910003034A; CA2020940C; NZ234458A; AU5895590A; AU623273B2; CA2020940A1; ES2043281T3; ATE93256T1; GB9012729D0; JPH03157130A; EP0408186A1; ZA904544B

Description

PATENTE DE INVENÇÃO

NC 94 660

ΝΟΜΕ: Ε I DuPont de Nemours & Comapny Inc., estabelecida em Wilmington 19898, Delaware, Estados Unidos da América e de IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC, com sede em Imperial Chemical House, Millbank, London SW1P 3UEj Inglaterra.

EPÍGRAFE:PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM DISPERSANTE DE PIGMENTO DE IMIDAZOLINO-AMINA-EPÚXIDO

INVENTORES: Stephen Chung-Suen Peng e Taddesse Gebregiorgis, residentes nos Estados Unidos da América

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 42 da Convenção da União de Paris de 20 de Março de 1883.

Estados Unidos da América, 12 de Julho de 1989, sob o nS de série 07/380543.

Descrição referente à patente de invenção de Ε I DuPont de Nemours & Company Inc., norte-americana, industrial e comercial, estabelecida em Wilmington 19898 Delaware, Estados Unidos da América e de IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC, britânica, industrial e comercial, com sede em Imperial Chemical House,Millbank, Lon don SW1P 3JF, Inglaterra, (inventores: Stephen Chung-Suen Peng e Taddesse Gebre giorgis, residentes nos E.U.A.), para PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM DISPERSANTE DE PIGMENTO DE IMIDAZOLINO-AMINA-EPÓXIDO.

DESCRICÃO

A presente invenção refere-se a um dispersante de pigmento que é o produto de reacção de um mono-epóxido ou poli-epóxido orgânico com uma amina primária contendo uma porção imidazolina, a um método de preparar o dispersante de pigmento e a uma composição de revestimento electrodepositável pigmentado contendo o dispersante de pigmento .

revestimento de substrato eléctricamente condutores por electrodeposição é um processo industrial bem conhecido e importante. Por exemplo, a elecCR.

trodeposição é muito utilizada na indústria automóvel para aplicar primários aos substrato de automóveis.

Neste processo, faz-se a imersão de um produto condutor, como um eléctrodo, numa composição de revestimento feita a partir de uma emulsão aquosa de polímero formador de película. Faz-se passar uma corrente eléctrica entre o produto e o eléctrodo contrário em contacto eléctrico com a emulsão aquosa, até se produzir o revestimento desejado do produto. O produto a ser revestido é o cátodo no circuito eléctrico sendo o eléctrodo oposto o ânodo.

Tais composições de resina utilizadas nos banhos de electrodeposição catódica são bem conhecidas na especialidade. Estas resinas são normalmente fabricadas a partir de resinas poli-epóxido que possuem cadeias extensas e com aductos para incluir o azoto. 0 azoto é normalmente introduzido através da reacção com um composto de amina. Normalmente misturam-se estas resinas com um agente de reticulação e, depois, neutralizam-se com ácido para formar uma emulsão aquosa que é normalmente referida como a emulsão principal.

Combina-se a emulsão principal com uma pasta de pigmento,solventes coalescentes, ãgua, e outros aditivos (normalmente no local de revestimento) para formar o banho de electrodeposição. Coloca-se o banho de electrodeposição num tanque isolado contendo o ânodo. O cátodo é feito do produto a ser revestido e passa através do tanque contendo o banho de electrodeposição. A espessura do primeiro revestimento é uma função das caracteristicas do banho, das caracteristicas de funcionamento eléctrico, e do tempo de imersão.

produto revestido é removido do banho depois de um período de tempo estabelecido. O produto é lavado com água desionizada e o primeiro revestimento é cu rado normalmente num forno a uma temperatura suficiente para se produzir reticulação.

As composições de resina electrode positáveis catódicas, os banhos de revestimento, e os proces sos de electrodeposição catódico estão descritos nas Paten2

tes Norte Americanas nfi 3922253; 4419467; 4137140; e 4468307. O dispersante de pigmento é uma parte muito importan te de uma composição primária de electro-revestimento.

processo de dispersão do pigmento envolve a separação das partículas de pigmento primário dos seus aglomerados ou agre gados, um deslocamento do ar e água absorvidos, e o humedeci mento e revestimento das superfícies de pigmento com a resina de dispersão. Idealmente, cada partícula primária,gue foi mecanicamente separada durante a dispersão, é também estabilizada contra a floculação. Se as partículas de pigmento não forem adequadamente dispersas e estabilizadas na pintura, as vantagens estabelecidas para o pigmento pelo fabricante podem perder-se. Por exemplo, o pigmento pode precipitar no banho de electrodeposição o que pode originar a perda da pro tecção à corrosão do substrato. Em adição, a aparência de superfície e as características de funcionamento podem ser afectadas de forma adversa pela dispersão inadequada do pigmento.

Quanto melhor for o dispersante do pigmento, menor é o dispersante necessário e, assim, pode aumentar-se a razão entre o pigmento e o dispersante. Isto pode resultar numa poupança dos custos do dispersante, numa melhoria da processabilidade, capacidade de produção aumentada e concentração em orgânicas voláteis menor (VOC) no banho de electrodeposição. Os dispersantes de pigmentos comer ciais vulgares utilizados nos processos de electro-revestimento catódico são normalmente resinas poli-epóxido contendo sais de ónio ou sais de amina. Utilizando os dispersantes de pigmento conhecidos na especialidade, a proporção máxima entre o pigmento e o dispersante na pasta de pigmento (algu mas vezes conhecidas como razão pigmento ligante) que se pode obter é de 3:1. Estes dispersantes de pigmento exigem também utilização de solventes que aumentam a VOC do banho de electro-revestimento. Os dispersantes de pigmentos comerciais vulgares contêm pelo menos 30 a 40% de solvente.

O problema é encontrar um dispersan te de pigmento que permita uma maximização da razão entre o

pigmento e o dispersante, e uma minimização da quantidade de solvente necessária. Isto pode originar uma poupança nos cus tos para os dispersantes, uma processabilidade melhorada, e uma VOC inferior no banho de electro-revestimento.

A técnica anterior mais próxima de que se tem informação é a Patente Norte Americana nfi 4710561 (daqui em diante a Patente '561) atribuída a Kansai. Esta patente descreve uma resina imidazolina éter epóxi. Mas esta resina apresenta os seguintes problemas: (1) o éter epóxi pode não ficar dispersível em água depois de protonação com um ácido orgânico; (2) a reacção de eterificação é lenta e origina reacções segundárias consideráveis que produzem uma resina de elevado peso molecular, e uma elevada viscosidade; (3) o pH é baixo e por isso é menos desejável para os processos de electrodeposição catódica; e (4) estabilidade mecânica fraca.

De acordo com a presente invenção proporciona-se o dispersante de pigmento constituído pelo produto de reacção de (i) um mono-epóxido orgânico ou poli-epóxido orgânico: e (ii) com um composto amina imidazolina com a estrutura:

CH,

Cii,

Em que

R representa alquilo(Cg-C₂₄).

Descobriu-se que utilizando um dispersante de pigmento desta invenção, as razões entre o pigmento e o dispersante podem aumentar até 12:1 ou mais. Isto é uma melhoria, muito surpreendente,de 4 vezes relativamente aos dispersantes de pigmento comerciais correntes que necessitam de uma razão entre o pigmento e o dispersante de aproximadamente 3:1. Em adição, o dispersante de pigmento desta invenção permite a minimização ou eliminização da utilização de solvente no dispersante de pigmento, que pode assim ser feito de 100% de sólidos.

dispersante de pimento da presente invenção possui também as seguintes propriedades adicionais: (1) pode tornar-se dispersível na água depois de protonação com um ácido orgânico; (2) a sua reacção de aminação é rápida, originando poucas ou nenhumas reacçóes laterais;

(3) possui uma baixa viscosidade; (4) possui uma excelente estabilidade mecânica; e (5) pode tornar-se completamente solúvel em água.

dispersante do pigmento da presen te invenção é utilizável numa variedade de diferentes aplicã ções de revestimentos, por exemplo, aspersões, mergulhos ou revestimentos de rolo. Uma aplicação importante de dispersante de pigmento é em sistemas de electro-revestimento cató dico. A descrição que se segue dirige-se a aplicações de electro-revestimento catódico do dispersante de pigmento.

Isso não pode ser interpretado como limitante do âmbito de potenciais aplicações para o dispersante.

Como anteriormente referido, é conhecido gue as emulsões principais dos banhos de electrodepo sição catódica têm uma resina ligante que é um aducto amina epóxi misturado com um agente de reticulação e neutralizado com ácido a fim de se obter um produto solúvel em água ou dispersível em água. O dispersante de pigmento da presente invenção é potencialmente utilizável com uma variedade de di ferentes resinas ligantes de electro-revestimento catódico. A resina ligante preferida é uma resina epoxi-amina.

De acordo com outro aspecto da presente invenção proporciona-se uma composição de revestimento electrodepositável catódica constituída por uma resina ligan te epóxi-amina,um pigmento e um dispersante de pigmento que é um produto de reacção de (i) um mono-epóxido orgânico ou poli-epóxido; e (ii) um composto imidazolina amina com a es trutura:

R - C ^C*2 ι

Em que

R representa alquilo(Cg-C₂₄).

As resinas aductos epóxi-amina adequadas estão descritas na Patente Norte Americana ns 4419467 que é aqui incorporada como referência.

Os agentes de reticulação preferidos para as resinas ligantes atrás referidas são também bem conhecidos na especialidade. São isocianatos alifáticos e aromáticos, por exemplo, di-isocianato de hexametileno, di-isocianato de tolueno e di-isocianato de metileno di-fenilo. Estes isocianatos pré-reagem com um agente de bloqueamento tal como uma óxima ou um álcool que bloqueia a funcionalidade isocianato (isto é, a funcionalidade de reticulação) . Depois de aquecimento, a óxima ou álcool desbloqueiam -se gerando isocianato livre que, por seu turno, reage com a funcionalidade hidróxi da resina ligante para proporcionar reticulação. Estes agentes de reticulação estão também descritos na Patente Norte Americana na 4419467.

A neutralização da resina epóxi-ami na com um ácido para se obter a sua característica catiónica é também bem conhecida na especialidade. A resina ligante resultante (ou estrutura principal) é combinada com pasta de pigmento,água desionizada e aditivos tais como agentes anti-buracos e plastificantes, para formar o banho de pintura de electro-revestimento.

A resina catiónica e o isocianato bloqueado são os ingredientes resinosos principais da emulsão principal e estão, normalmente, presentes em quantidades compreendidas entre aproximadamente 30 e 50 por cento em peso de sólidos.

Além dos ingredientes resinosos atrás descritos,as composições de electro-revestimento da invenção contêm um pigmento que é incorporado na composição na forma de uma pasta. A pasta de pigmento é preparada por moa gem dos pigmentos na resina dispersante de pigmento da presente invenção em conjunto com aditivos opcionais tais como agentes humectantes, agentes tensio-activos, e anti-espumantes. Os dispersantes de pigmentos são bem conhecidos na especialidade. Depois da moagem, o tamanho da partícula do pigmento deve ser tão pequeno quanto possível, e, normalmente, utiliza-se um tamanho de moagem Hegman de aproximadamente 6 a 8 .

Os pigmentos que se podem utilizar na prática desta invenção incluem dióxido de titânio, sílica to de chumbo básico, cromato de estrôncio, carvão, õxido de ferro e argila. Estes são os pigmentos normalmente utilizados em primários de automóveis.

Os dispersantes de pigmentos desta invenção são produtos de reacção de um mono-epóxido ou poli-epóxido orgânico com um composto imidazolina amina que contém uma amina primária e uma porção imidazolina.

composto imidazolina amina é feito por reacção de ácidos carboxilicos da fórmula:

II

R - C - OH

Em que

R é como definido atrás, com di-etileno-tri-amina. Adiciona-se ácido carboxílico, lentamente, à di-etileno-tri-amina na presença de um solvente para gerar calor de neutra lização. Depois do calor de neutralização, aquece-se a misra sob refluxo, a 150-1602C até a água de condensação ser completamente removida. Remove-se, depois, o solvente, sob pressão reduzida para proporcionar o produto final que é a imidazolina amina.

Esta imidazolina amina pode então, potencialmente reagir com qualquer mono-epóxido ou poli-epóxido. Os exemplos de mono-epóxidos incluem mono-epóxidos

alifáticos, mono-epóxidos aromáticos e mono-epóxidos ciclo-alifáticos. Os mono-epóxidos estão comercialmente disponíveis a partir de Shell Chemical Company sob a marca registada Cardura E de Ciba Geigy Chemical Company sob a marca registada Araldite ('Cardura' e 'Araldite' são marcas registadas) . A mono-epóxido preferida possui a fórmula:

CH₂ -CH CH₂ - 0 - R'

Em que

R' representa alquilo(C₁₂C₁₄).

Está disponível da Ciba Geigy Chemical Company sob a marca registada Araldite DY025. O produto de reacção da imidazolina amina e da Araldite DY025 tem a fórmula seguinte:

cu₂

R-C

H ^Ch2 oa i i ca,ca»-.*ftí-ca^-ca-cd_n-o-&’ a* At à 4»

Em que

R e R' são como definidos anteriormente.

É também possível fazer reagir o composto imidazolina amina com resinas poli-epóxido.

Estas resinas poli-epóxido podem ser aromáticas, alifáticas ou ciclo-alifáticas.

As resinas poli-epóxido que podem ser utilizadas para o fabrico dos dispersantes do pigmento desta invenção são bem conhecidas na especialidade. São materiais resinosos monoméricos ou poliméricos contendo 2 ou vários grupos 1,2-epoxi por molécula. Os poli-epóxidos preferidos são éteres poliglicídílicos de fenóis tais como bis fenol A. Estes podem produzir-se por esterificação de um po lifenol com um epi-halo-hidrina ou di-halo-hidrina tal como epicloro-hidrina ou di-cloro-hidrina na presença de álcali. Estes poli-epóxidos estão disponíveis da Shell Chemical Company sob a marca registada Epon,Dow Chemical Company sob a

marca registada DER, ou Ciba Geigy Chemical Corporation sob a marca registada Araldite ('Epon' e 'DER' são marcas registadas) .

Além de fenóis poli-hídricos podem também utilizar-se polióis cíclicos na preparação de éteres poliglicidílicos de derivados de poliol cíclico. Os exempios de outros polióis cíclicos são polióis alicíclicos, par ! ticularmente polióis ciclo-alifáticos,por exemplo,1,2-ciclo-hexanodiol, 1,4-ciclo-hexanodiol, 1,2-bis-(hidroxi-metil)ci clo-hexano, l,3-bis-(hidroxi-metil)ciclo-hexano, e bisfenol

A hidrogenado.

Os exemplos de outros poli-epóxidos I são éteres poliglicidílicos de álcoois poli-hídricos, tais I como etileno glicol, di-etileno glicol, tri-etileno glicol, ; 1,2-propileno glicol, 1,3-propileno glicol, 1,4-butileno gli col e 1,5-pentanodiol.

Outros poli-epóxido que se pode uti lizar no fabrico do dispersante de pigmento desta invenção é éter poliglicidílico de poli-alcoxilato de fenol poli-hídrico.

De acordo com outro aspecto desta invenção proporciona-se um processo para a preparação de um dispersante de pigmento imidazolina amina epóxido que inclui a reacção de (i) um mono-epóxido orgânico ou poli-epóxido or gânico com (ii) um composto imidazolina amina com a estrutura:

Em que R & - c

M ^Cd2

CH₂CH₂8K₂ representa alquilo(CgC₂₄).

É importante fazer reagir o composto imidazolina amina e o mono-epóxido ou poli-epóxido, estequiométricamente de tal forma que não haja amina ou époxido em excesso. Se existir imidazolina amina em excesso, o dispersante contém imidazolina amina não reagida que torna o revestimento final sensível à água e origina defeitos fisicos tais como furos. Se existir epóxido em excesso então a reacção origina viscosida de elevada ou mesmo solidificação. A reacção entre o compos to imidazolina amina e o epóxido efectua-se colocando em con tacto os dois, à temperatura ambiente, e aumentando depois à temperatura até aproximadamente 80fiC e permitindo que a reac ção seja exotérmica até aproximadamente 952C. Mantém-se depois a reacção a esta temperatura até o peso equivalente em epóxi e se aproximar do infinito. Isto normalmente acontece aproximadamente depois de 2 horas.

A reacção do composto imidazolina amina e epóxido, sob as condições de reacção atrás descritas proporciona um produto de reacção com as características seguintes; (1) pode tornar-se dispersível em água depois de protonação com um ácido orgânico; (2) a sua reacção de aminação é rápida, originando poucas ou nenhumas reacções secundárias; (3) possui uma baixa viscosidade; (4) possui excelente estabilidade mecânica; e (5) pode tornar-se completamente solúvel em água.

Este produto é,depois, neutralizado com ácido para se obter um produto solúvel em água. O ácido de neutralização preferido é ácido láctico.

A proporção em peso entre o pigmento e a resina no banho de pintura por electro-revestimento é muito importante e deve ser, de preferência, menor do que 50:100, mais preferivelmente menor do que 40:100, e, normalmente,compreendida entre, aproximadamente 20 e 40:100. Verificou-se que proporções em peso entre sólidos de resina e pigmento mais elevadas afectam também de forma adversa a coalescência e o fluxo.

As composições de revestimento desta invenção podem conter ingredientes opcionais tais como βίο gentes humectantes, agentes tensio-activos, plastificantes e anti-espumantes.

Os exemplos de agentes tensio-activos e humectantes incluem alquil-imidazolinas tais como as disponíveis de Ciba-Geigy Industrial Chemicals como Amina C e álcoois acetilénicos disponíveis de Air Products and Chemicals como Surfynol 104 A. Estes ingredientes opcionais, quando presentes, constituem entre, aproximadamente, 0 e 20 porcento em peso de sólidos resina.

Os plastificantes são ingredientes opcionais que promovem o fluxo. Os exemplos são materiais imiscíveis em água de elevado ponto de ebulição tais como aductos óxidos de etileno ou propileno de nonil-fenóis ou bis fenol A. Os plastificantes podem utilizar-se em níveis compreendidos entre,aproximadamemte, 0 e 15 porcento em peso de sólidos resina.

Os catalisadores de cura tais como catalisadores de estanho estão, normalmente, presentes na composição. Os exemplos são di-laureato de di-butil-estanho e óxido de di-butil-estanho. Quando utilizados, estão normalmente presentes em quantidades compreendidas entre, aproximadamente, 0,05 e 2 por cento em peso de estanho com base no peso de sólidos resina totais.

As composições de revestimento eleç trodepositáveis da presente invenção são dispersas em meio aquoso. 0 termo dispersão como utilizado no contexto da presente invenção pretende ser um sistema resinoso aquoso de duas fases translúcido ou opaco em que a resina está na fase dispersa e a água na fase contínua. O diâmetro médio de partícula da fase resinosa está compreendido entre aproximadamente 0,1 e 10 micra,de preferência, menor do que 5 micra. A concentração dos produtos resinosos no meio aquoso é, em geral, não crítica mas, normalmente, a porção principal da dispersão aquosa é água. A dispersão aquosa contém, normalmente, de aproximadamente 3 a 50 porcento, de preferência, de 5 a 40 porcento em peso de sólidos resina. Os concentra dos aquosos de resina que são para serem posteriormente diluídos com água, variam, em geral, de 10 a 30 porcento do peso total de sólidos. Além da água, o meio aquoso pode con ter também um solvente de coalescência. Os solventes de coa lescência adequados incluem hidrocarbonetos, álcoois, ésteres, éteres e cetonas. Os solventes de coalescência preferi dos incluem álcoois, poliois e cetonas. Os solventes de coa lescência específicos incluem éteres mono-butílicos e mono-hexílicos de etileno glicol, e éter fenilo de propileno gli col. A quantidade de solvente de coalescência não é crítica e está, em geral, compreendida entre, aproximadamente, 0 e 15 por cento em peso, de preferência, entre 0,5 e 5 por cento em peso com base no peso total dos sólidos resina.

Exemplos

Os exemplos seguintes descrevem a preparação de dispersantes de pigmento e de banhos de electro-revestimento catódicos feitos a partir de tais dispersan tes.

Em todos os exemplos seguintes o composto imidazolina amina que é o precursor do dispersante de pigmento possui a fórmula seguinte:

N - CH₂

R - C

N - CH₂ ch₂ - ch₂ - nh₂

Em que

R representa (C₁₂~C₁₆).Este composto é, daqui em diante, referido como a imidazolina amina e é feito como descrito na página 12.

ligante resinoso que se utilizou em todos os exemplos seguintes é um aducto epóxi-amina básico misturado com um agente de reticulação isocianato bloquea do e neutralizado com um ácido. Estas resinas electrodepositáveis catódicas são bem conhecidas da técnica anterior. A resina particular utilizada nos exemplos está descrita na

Patente Norte Americana n® 4419467 que é aqui incorporada co mo referência. Esta resina epóxi-amina neutralizada é referida, daqui em diante, como a resina ligante '467.

Exemplo 1

a) Preparação do dispersante mono-epôxido-imidazolina amina

Preparou-se este aducto a partir dos ingredientes seguintes.

Ingredientes Gramas Sólidos

Epoxi ηδ 8 2000 2000 (mono-epóxido de Ciba Chemicals)

Imidazolina amina 1874 1874 (atrás descrito)

Deitou-se o epóxi ns 8 de imidazolina amina numa caldeira de reacção e aqueceu-se com uma aspersão de azoto até 65sc para iniciar uma reacção exotérmi ca com um pico de temperatura de 95fiC. Manteve-se a mistura de reacção a 95SC até se obter um peso equivalente de epóxi próximo de infinito. 0 produto de reacção possuía um conteú do em sólidos de 100%. 0 peso equivalente da amina deste produto era de 291,6 (teórico 290,9).

b) Neutralização do dispersante mono-epóxido-imidazolina amina

Deitaram-se 776g do dispersante mono-epóxido-imidazolina (de (a) anterior e 191g de ácido láctico a 88%) numa caldeira de reacção e aqueceu-se a 382C. Permitiu-se que a mistura fosse exotérmica até 500C. A 50SC, adicionaram-se 2913g de água desionizada, lentamente, até dispersar a resina. Manteve-se então a mistura de reacção a 50sc durante 60 minutos (para hidrolizar o anel imi dazolina). A resina dispersa possuía um conteúdo em sólidos resina de 20% e um pH de 6,80.

c) Preparação de pasta de pigmento a partir do dispersante neutralizado por mono-epóxido-imidazolina amina

Para preparar uma pasta de pigmento para este dispersante de pigmento catiónico neutralizado, utilizaram-se os ingredientes seguintes.

Inoredientes	Gramas	Sólidos
1.	Resina neutralizada (como descrito no (b) anterior)	192,3	38,46
2.	Surfinol 104A (anti-espu- mante de Air Products)	1,92
3.	Argila	57,97	57,97
4 .	Silicato de chumbo	24,88	24,88
5.	Carvão preto	29,08	29,08
6.	Tio₂	331,39	331,39
7.	Óxido de di-butil-estanho	18,28	18,28
8.	Água desionizada	244,18

Misturaram-se em conjunto os ingredientes 1 a 8 num recipiente de aço inoxidável, adicionou-se então um meio moído e moeu-se a pasta fluída resultante até um Hegman ns 7 a 7½ . A pasta possuía um conteúdo em sólidos de 58% e um pH de 8,86. A proporção entre o pigmento e o ligante era de 12:1.

d) Preparação de composições de revestimento a partir de pasta de pigmento

Preparou-se uma tinta electrodeposi tável catiónica a patir da resina ligante '467 e da pasta de pigmento descrita em (C) anterior.

Inqredientes	Gramas	Sólidos
Resina ligante '467	415,5	147,5
Pasta de pigmento (como	descrito
no (c) anterior)	56,3	32,5
Água desionizada	428,2

A 415,5g de '467 de resina ligante, adicionaram-se 428,2g de água desionizada e a seguir 56,3g de pasta de pigmento. Este banho de electrodeposição possuía um pH de 6,48, possuía um conteúdo em sólidos de 2 0% e uma proporção entre o pigmento de 0,2:1,0. Revestiram-se painéis fosfatados e con base aço a 225V durante 135 segundos a uma temperatura de banho a 28^aC. Secou-se a película húmida a 185^aC durante 30 minutos para produzir películas secas, macias possuindo uma espessura de película de 29 ± 0,75 μ. k película curada resistiu a fricções duplas com 200 metil etil cetona (MEK).

Exemplo

a) Preparação do dispersante de poli-epóxido-imidazolina

Preparou-se um dispersante Epon 828/Bisfenol A/ imidazolina-amina a partir dos ingredientes seguintes.

Ingredientes Gramas Sólidos

Epon 828 288 279,4

Bisfenol A 114 114

Catalisador Shell 1201 0,288

Butyl Cellosolve 371,5

Imidazolina-amina 132 132 ('Epon' é uma marca registada)

Deitaram-se o Epon 828, bisfenol A e catalisador Shell 1201 (um catalisador iodeto de etiltri fenil-fosfónio disponível de Shell Chemicals) numa caldeira de reacção e aqueceram-se com uma aspersão de azoto a 145 2C para iniciar uma reacção exotérmica com um pico de temperatura de 1952C. Manteve-se a mistura de reacção a 1752C até se obter um peso equivalente de epóxi de 800. Arrefeceu-se depois a mistura de reacção a 1502C, e, a seguir, dilui-se com Butyl Cellosolve (Butil Cellosolve é uma Marca registada) e arrefeceu-se a 952C. Adicionou-se depois a imidazolina amina (tudo de uma vez) e manteve-se a mistura de reacção a uma temperatura de 952C durante aproximadamente 2 horas (ou até o peso equivalente de epóxi se aproximar de infi nito), e, a seguir, arrefeceu-se até à temperatura ambiente. 0 produto de reacção possuia um conteúdo em sólidos de 58%.

b) Neutralização do dispersante poli-epóxido-imidazolina-amina

Deitaram-se 200g do dispersante poli-epóxido-imidazolina amina (descrito no (a) anterior) e 14,5g de ácido láctico a 88% num recipiente de reacção e aqueceu-se a aproximadamente 382C. Permitiu-se que a mistura fosse exotérmica até aproximadamente 50SC. Adicionaram-se 365,5g de água desionizada, lentamente, e manteve-se a resina dispersa a 502C durante 60 minutos. A solução de resina neutralizada possuía um conteúdo em sólidos de 2 0% e um pH de 7,18

c) Preparação de pasta de pigmento a partir de dispersantes neutralizado do poli-epóxido-imidazolina amina

Preparou-se uma pasta de pigmento

utilizando o dispersante de	poli-epóxido-	imidazolina
neutralizado atrás descrito	, a partir	dos ingred:
seguintes.
Ingredientes	Gramas	Sólidos
Resina neutralizada (como	624	125
descrito no (b) anterior)
Surfynol 104 (anti-espumante)	6,25
Argila	47,10	47,10
Silicato de chumbo	20,21	20,21
Carvão preto	23,63	23,63
tío₂	269,25	269,25
Óxido de di-butil-estanho	14,85	24,85
Áfua desionizada	37,10

Moeram-se os ingredientes anteriores no meio de zircónio até um Hegman ns 7 a 7¼. A pasta possuía um conteúdo em sólidos de 47,9% e um pH de 7,11. A proporção entre o pigmento e o ligante era de 3:1.

d) Preparação da composição de revestimento a partir de pasta de pigmento

Preparou-se uma tinta electrodeposi. tável catiónica utilizando a resina ligante '467 e a pasta de pigmento (descrita em (c) anterior) como se segue: Ingredientes Gramas Sólidos

Resina ligante '467 1622,25 575,9

Pasta de pigmento (descrito no (c) anterior) 342,5 164,1

Água desionizada 1735,25

O banho de electrodeposição resultante apresentava um pH de 6,10, possuía um conteúdo de sólidos de 20% a proporção entre o pigmento e o ligante era de 0,2/1,0.

Efectuou-se a electrodeposição em painéis fosfatados e de aço não revestido neste banho de electrodeposição a 302C, durante 135 segundos a uma temperatura de banho de 30.sc. Secaram-se as películas húmidas a

1852C durante 30 minutos para produzir películas secas, macias possuindo uma espessura de película de 17,5 μ, e 20 μ, respectivamente. A película curada resistiu a fricções de 200 MEK.

Exemplo 3

a) Preparação de um dispersante de epôxido-imidazolina amina

Preparou-se um dispersante Ciba XB 4122-imidazolina-amina a partir dos ingredientes seguintes:

Ingredientes

Ciba XB 4122 Imidazolina amina Butyl Cellosolve

Gramas Sólidos

1067 1067

865.1 865, 1

480.2

Deitou-se o Ciba XB 4122 (um di-epóxido disponível de Ciba Geigy Chemical Company) e a imidazolina amina numa caldeira de reacção e aqueceu-se com uma aspersão de azoto a 65^aC para iniciar uma reacção exotérmica com um pico de temperatura de 95^aC. Manteve-se a mistura de reacção a 950C durante aproximadamente 2 horas (ou até o peso equivalente do epóxi se aproximar de infinito), e a seguir diluiu-se com Butil Cellosolve a 80% de sólidos.

b) Neutralização do dispersante

Deitaram-se 200g do dispersante (descrito no (a) anterior) e 36,6g de ácido láctico a 88% num recipiente de reacção e aqueceu-se a 38®C. Permitiu-se a exotermia da porção até 50^aC. A 50^aC, adicionaram-se

563,4g de água desionizada, lentamente para dispersar a resina. Manteve-se a mistura de reacção a 50sc durante aproxi. madamente 60 minutos. A resina dispersa possuía um conteúdo em sólidos resina de 20% e um pH de 7,45.

c) Preparação da pasta de pigmento a partir do dispersante neutralizado

Preparou-se uma pasta de pigmento utilizando o dispersante de pigmento neutralizado descrito em (b) anterior, a partir dos ingredientes seguintes: Ingredientes Gramas Sólidos

Dispersante neutralizado

de (b)	192,3	38,46
Surfinol 104	1,92
Argila	57,97	57,97
Silicato de chumbo	24,88	24,88
Carvão preto	29,08	29,08
Ti0₂	331,40	331,39
Óxido de di-butil-estanho	18,28	18,28
Água des ion izada	244,20

Moeram-se os ingredientes num meio zircónio até un Hegman nc 7 a 7¼. A pasta possuía um conteú do em sólidos de 54,1 % e um pH de 7,77. A proporção entre o pigmento e o ligante era de 12:1.

d) Preparação de composições de revestimento a partir da pasta de pigmento tável catiónica a partir (c) anterior) e da resina Ingredientes

Resina ligante '467 Pasta de pigmento (do (c) anterior)

Água desionizada

Preparou-se uma tinta electrodeposi da pasta de pigmento (descrito em ligante '467 como se segue:

Gramas Sólidos

923,38 327,8

133,5 72,2

943,12

Misturaram-se os ingredientes anteriores e o banho de electrodeposição resultante apresentava um pH de 5,84, possuía un conteúdo em sólidos de 20% e a pro porção entre o pigmento e o ligante era de 0,2:1,0.

Fez-se a electrodeposição de painéis fosfatados nesta tinta a 340 volts durante 135 segundos a uma temperatura de banho de 30QC. Curaram-se os painéis revestidos a 1852C durante 30 minutos para produzir películas secas,lisas possuindo uma espessura de película de 17 μ. A película curada resistia a fricções duplas de 200 MEK.

Exemplo 4

a) Preparação de um dispersante de epóxido-imidazolina amina

Sólidos

1400

1116

Dow XU 71832

Preparou-se uma resina dispersante de Dow XU 71832-Imidazolina amina a partir dos ingredientes seguintes:

Ingredientes Gramas

Dow XU 71832 1400

Imidazolina-amina 1116

Deitaram-se (um epóxido disponível de Dow Chemical Company) e a imidazolina amina num recipiente de reacção e aqueceram-se com uma asper são de azoto a 652C para iniciar uma reacção exotérmica com um pico de temperatura de 952C. Manteve-se a mistura de reacção a 95fiC durante aproximadamente 2 horas ou até se obter um peso equivalente de epóxi próximo do infinito). O produto de reacção possuía um conteúdo em sólidos de 100%.

b) Neutralização do dispersante

Deitaram-se 200g do dispersante (descrito no (a) anterior) e 44,7g de ácido láctico a 88% num recipiente de reacção e aqueceram-se a 38fiC. Permitiu-se a exotermia da reacção até 50SC. A 502C adicionaram-se 755,3g de água desionizada, lentamente, para dispersar a resina. Manteve-se a mistura de reacção a 50SC durante 60 minutos. A resina dispersa possuía um conteúdo em sólidos de resina 20% e um pH de 7,55.

c) Preparação de uma pasta de pigmento a partir de dispersante neutralizado

Preparou-se uma pasta de pigmento

utilizando um dispersante de	pigmento neutralizado t
no (b) anterior, a partir dos	ingredientes	seguintes:
Ingredientes	Gramas	Sólidos
Dispersante neutralizado
de (b)	192,3	38,5
Surfynol 104	1,92
Argila	57,97	57,97
Silicato de chumbo	24,88	24,88
Carvão preto	29,08	29,08
tío₂	331.40	331.40
Óxido de di-butil-estanho	18,28	18,28
Água desionizada	244,20

Moeram-se os ingredientes num meio zircónio até um Hegman na 7 a 7¾. A pasta possuía um conteú do em sólidos de 54,1% e um pH de 7,77. A proporção entre o pigmento e o ligante era de 12:1.

d) Preparação de um revestimento a partir da pasta de picrmento

Preparou-se uma tinta electrodeposi tável catiónica utilizando a pasta de pigmento (descrita em (c) e a resina ligante '467 como se segue:

Ingredientes Gramas Sólidos

Resina ligante '467 923,38 327,8

Pasta de pigmento (do (c) anterior) 133,5 72,2

Água desionizada 943,12

Misturaram-se os ingredientes e o banho de electrodeposição resultante apresentava um pH de 5,84, possuía um conteúdo em sólidos de 20% e a proporção entre o pigmento e o ligante era de 0,2:0,1

Efectuou-se a electrodeposição de painéis fosfatados nesta tinta a 340 volts durante 135 segundos a uma temperatura de banho de 30SC. Curaram-se os painéis revestidos a 1852C durante 30 minutos para produzir películas secas, macias possuindo uma espessura de película de 17 μ. A película curada resistiu a fricções duplas de 200 MEK.

Exemplo 5

a) Preparação de aducto Epon 828-Imidazolina

Preparou-se este dispersante a partir dos ingredientes seguintes:

Ingredientes Gramas Sólidos

Epon 828 600 578

Imidazolina Amina 828

Butyl Cellosolve 357

Deitaram-se o Epon 828, Imidazolina amina e butil Cellusolve numa caldeira de reacção e aqueceram-se com uma aspersão de azoto até 652C para iniciar uma reacção exotérmica com um pico de temperatura de 952C. Man20

teve-se a mistura de reacção a 95sc até se obter um peso equivalente de epóxi próximo de infinito. 0 produto de reaç ção possuía um conteúdo em sólidos de 80%.

b) Neutralização de dispersante Epon 828-Imidazolina Amina

Deitaram-se 500g do dispersante Epon 828-Imidazolina amina (descrito no (a) anterior), 109,9g de ácido láctico a 88%, num recipiente de reacção e aqueceram-se a aproximadamente 382C. Permitiu-se a exotermia da mistura até aproximadamente 50ac. Adicionaram-se 375g de água desionizada, Íentamente, e manteve-se a resina dispersa a 502C durante 60 minutos. A solução de resina neutralizada possuía um conteúdo em sólidos de 25% e um pH de 7,18.

c) Preparação de uma pasta de pigmento a partir de uma dispersão neutralizada de Epon 828-Imidazolina Amina

Preparou-se uma pasta de pigmento

utilizando um dispersante neutralizado	Epon 828-Imidazolina
amina descrito no (b) anterior,	a partir	dos ingredientes se
guintes:
Ingredientes	Gramas	Sólidos
Resina neutralizada (como
descrito no (b) anterior	152	38
Surfynol 104	2,0
Argila	58	58
Silicato de chumbo	25	25
tío₂	332	332
Óxido de di-butil-estanho	18	18
Agua desionizada	414

Moeram-se os ingredientes anteriores num meio de zircónio até um Hegman n^s 7 a 7¾. A pasta possuía um conteúdo em sólidos de 56% e um pH de 7,3. A proporção entre o pigmento e o ligante era de 12:1.

d) Preparação de composição de revestimento a partir de pasta de pigmento

Preparou-se uma tinta electrodeposi tável catiónica utilizando a resina ligante '467 e a pasta de pigmento (descrita no (c) anterior) como se segue:

Ingredientes Resina ligante '467

Gramas

1154,20

Sólidos

409,73

Pasta de pigmento (atrás descrito) 161,20 90,27

Água desionizada 1185

O banho de electrodeposição resultante apresentava um pH de 6,33, possuía um conteúdo de sólidos de 20% e uma proporção entre o pigmento e o ligante de 0,20: :l,0.

Efectuou-se a electrodeposição de painéis e de base de aço neste banho de electrodeposição e 175 volts durante 135 segundos, a uma temperatura de banho de 28fiC. Secaram-se as películas húmidas a 177sc durante 30 minutos para produzir películas secas e macias possuindo uma espessura de película de 25 μ.

A película curada resistia a fricções duplas de 200 MEK.

Claims

R EIVINDICACÕES

- ia Processo para a preparação de um dispersante de pigmento de imidazolino-amina-epóxido caracterizado por se fazer reagir:

i) um mono-epóxido orgânico ou um poli-epóxido orgânico cúm ii) um composto de imidazolino-amina com a estrutura

N

Ctí₂CH₂NH₂ em que R é alquilo (Cq-C₂₄).

Processo de acordo com a reivindica ção 1, caracterizado por o mono-epóxido orgânico possuir a fórmula geral:

/°\ ch₂ -ch - ch₂ - 0 - R' em gue R^z é alguilo (Ci2“^cl4^· _ ₃B Processo de acordo com a reivindica ção 1, caracterizado por o poli-epóxido orgânico ser um material resinoso monomérico ou polimérico contendo dois ou mais grupos 1,2 epoxi por molécula.

- 4a Processo de acordo com a reivindica ção 3, caracterizado por o poli-epóxido orgânico ser um éter poliglicidílico de um fenol poli-hídrico.

_ ₅a Processo de acordo com a reivindica ção 3, caracterizado por o poli-epóxido orgânico ser um éter poliglicidílico de um poliol alicíclico.

- 6a Processo de acordo com a reivindica ção 3, caracterizado por o poli-epóxido orgânico ser um éter poliglicidílico de um álcool poli-hídrico.

- 7a Processo de acordo com a reivindica ção 3, caracterizado por o poli-epóxido orgânico ser um éter poli-glicidílico de um poli-alcoxilato de fenol poli-hídrico.

- 8a Processo de acordo com qualguer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por se fazer reagir estequeometricamente i) e ii) de forma a que haja excesso de amina ou epóxido.

- 9a Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o dispersante de pigmento não conter solventes e ser assim constituído por

100% de sólidos.

- 108 Processo para a preparação de uma composição de revestimento catódico electrodepositável,carac terizado por se incorporar uma resina de ligante epoxi-amina, um pigmento um dispersante de pigmento que é o produto da reacção de i) um mono-epóxido orgânico ou poli-epóxido or gânico; e ii) um composto imidazolino-amina com a estrutura;

R-C // T ch₂ch₂nh₂ em que R é alquilo (^ci8^-c24^'

- lia Processo de acordo com a reivindica ção 10, caracterizado por a proporção entre o pigmento e o dispersante de pigmento ser 12:1 ou mais.

As requerentes reivindicam a priori dade do pedido norte americano apresentado em 12 de Julho de 1989, sob o na de série 07/380543.