Композиция для получения покрытий электроосаждением
Патент 710523
Авторы
Композиция для получения покрытий электроосаждением
Иллюстрации
Реферат
»»
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Свюз Советских
Социалистических
Республик
<» 710523
К ПАТЕНТУ (6l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 04.1172 (21)1846879/05 (51) М. Кл. (23) Приоритет (32) 08 . 11 . 71
С 25 D 13/04
С 08 К 3/24
1осударстненный комитет ссср ио лелам изобретений и открытий (() А-9589/71 (33) Австрия
Опубликовано 150180. Бюллетень % 2
Дата опубликования описания 1501.80 (53) т ДК 678 026.3 (088.8) (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Франц Хольцер и Герхард Шмельцер (Австрия) Иностранная фирма Вианова Кунстхарц AI (Австрия) (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕМ
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности, к получению композиции для покрытий методом электроосаждения.
Известна . композиция для получения покрытий электроосаждением, состоящая из водорастворимого свяэующего,красящих или ачтикоррозионных пигментов, наполнителей, вспомогательного растворителя и воды (1).
Известная композиция содержит в качестве пигментов соль свинца, которая не образует водорастворимого аммиачного комплекса, и покрытие иэ этой композиции, полученное методом электроосаждения, обладает недостаточно хорошим рассеиванием.
Цель изобретения — улучшение аппликаторных свойств покрытий за счет повышения рассеивающей способности композиции.
Цель достигается тем, что в композицию на основе водорастворимого связующего, красящих или антикорроэионных пигментов, наполнителей и вспомогательного растворителя, введен дополнительно аммиачный комплекс фосфатов и/или хроматов металлов, выбранных из группы: цинк, кадмия, медь, никель, кобальт, при следующем соотношении компонентов композиции, вес.%:
Связующее (на твердое вещество) 4,6-16,5
Красящие или антикорроэионные пигменты 0,5-0,9
Наполнители 0,8-0,9
Аммиачный комплекс (на металл) О, 008- О, 46
Вода и вспомогательный растворитель Остальное.
Получение используемых в примерах св язующих (смол) .
Смола 1. 400 г полибутадиена вязкостью 5 сП (20 C) с 80% цис- и 20% транс-структурой, мол.весом 1400 нагревают с 1,5 r меденафтаната (9% содержания металла) и 100 г ангидрида малеиновой кислоты до 200 С 2,5 ч.
Кислотное число продукта присоединения составляет 100 мг KOH/r Охлаждают до 100 С, добавляют 50 r диацетонового спирта и медленно с дефлегмацией доливают 35 r метанола. Состав выдерживают при 90-100 С до падения кислотного числа до 90-95 мг КОН/r.
585 г полученного продукта присоединения тщательно смешивают с 65 r резолкарбоновой кислоты (получение которой описано ниже) и 240 г прос710523 того этиленгликольмоноэтилового эфира .при комнатной температуре, Содержание твердых веществ в растворе смолы составляет 65%.
Получение резолкарбоновой кислоты.
К смеси 180 г 36Ъ-ного формаль дегида и 3 r 40%-ного NaOH в течение 1 ч непрерывно добавляют 150 r р-третичного бутилфенола. Затем в течение 6 ч добавляют еще 12 r 40%ного NaOH. После выдержки в течение
48 ч получают светлый раствор,содержащий около 2% свободного формальдегида.
Далее добавляют 50 г вторичного бутанола и 100 r 40Ъ-ного натронного щелока и при 50 C .(с учетом экзотер- 15 мии) вводят 120 r хлоруксуснокислого натрия. Состав выдерживают 5 ч при
80 С. Полученную резолкарбоновую кислоту высаждают 103 г 50%-ной серной кислоты и многократно промывают Щ водой. Содержание твердого вещества примерно 70%; кислотное число около 140 мг КОН/г.
Смола Й. K 400 г полибутадиена вязкостью 5 сП(20 С) с 80% содержания 5 цис-доли добавляют 10 r раствора меденафтаната в ксилоле, содержащем
1% меди, а также 100 г ангидрида малеиновой кислоты. Состав выдерживают при 190-200 С, пока содержание свободного ангидрида малеиновой кислоты упадет ниже 0,05Ъ. После охлаждения до 100 С препарат разбавляют
50 r диацетонового спирта и гидролизуют с 20 г воды в течение 2 ч при 95 С.
570 г этого продукта присоединения смешивают с 250 r полученной описанным ниже образом резолкарбоновой кислоты. Реакцию осуществляют примерно в течение 1 ч при 90 С, пока нейтра- 40 лизованный триэтиламином образец из
12 r смолы в 85 r дистиллированной воды не станет при рН 6,5 светлым.
Смолу разбавляют простым этиленгликольмоноэтиловым эфиром до содержания твердого материала 70%.
Получение резолкарбоновой кислоты.
100 r 4,4-бис(4-гидроксифенил)-пропропана растворяют в 10Ъ-ном NaOH.
При 80 С добавляют 52 г натриймонохлорацетата. Температуру поддерживают до прекращения обнаружения свободного натриймонохлорацетата. После охлаждения до 60 С добавляют 90 r
36Ъ-ного водного раствора формальдегида. Температуру 50 С поддерживают до тех пор, пока не менее 80Ъ введенного формальдегида окажутся о связанными. Затем при 40 С медленно доливают столько 50%-ной серной кислоты, чтобы рН отделяющейся водной 60 фазы стал 2,5. Органическую фазу многократно промывают для отделения щелочных хлоридов и Сульфатов водой.
Получают 200-220 г водной эмульсии резолкарбоновой кислоты, преобладаю 65 щая доля которой представляет собой диметиловое соединение 2-(4 -гидроксифенил) -2-(карбоэтоксифенип)-пропана, Смола ((). 200 r дегидратированного касторового масла и 100 г льняного масла нагревают в течение 1 ч до
250 С и при 200 С выдерживают со
100 г ангидрида малеиновой кислоты до полного присоединения его. Ангидридные группы гидролизуют затем 20 г воды.
Далее известным образом из 300 r древесного масла, 60 r триметилпропана и 33 г пентаэритрита получают моноэфирную смесь жирных кислот, которую при 180-200 С кипятят со 110 г маслореактивной твердой фенольной смолы, полученной известным образом из паратретичного бутилфенола с 1,5 мол. количеством формальдегида.
Оба частичных продукта нагревают при 120 †125 C до тех пор, пока образец не будет растворяться разбавленным аммиаком (для этого требуется от 1 5 до 30 мин) . Смолу разбавляют смесью зтиленгликольмоноэтилового простого эфира и вторичного бутанола до содержания в нем 70Ъ твердых веществ.
Смола, 100 г дегидратированного касторового масла и 160 г льняного масла нагревают 2 ч при 260 С. При о
180 С добавляют 100 r ангидрида малеиновой кислоты. Смесь выдерживают при 200 С до тех пор, пока не будет связано 90% ангидрида маленковой кислоты. Затем добавляют 80 r древесного масла и температуру снижают до
140 С. При 140 С добавляют 100 г 1,3бутиленгликоля, а также соответствующее 40 г паратретичного бутилфенола, количество полученного известным образом водорастворимого продукта конденсации формальдегида. Состав нагревают до 150-155 С, пока кислотное число снизится до 75. Смолу растворяют в 64 г этиленгликольмоноэтилового простого эфира.
Смола Ч . Эта смола представляет собой продажный, раз бавляемый. содой сложный эфир эпоксидной смолы, содержащей 70Ъ этиленгликоля, вязкостью (для 50Ъ раствора в бутилгликоле)
250-360 сП, кислотным числом (по
ДИН 53158) 60-80 мг КОН/г. Эта смола рекомендована для применения в коррозионноустойчивых электропогруж.ных лаках (проспект %% Е 32/1Е фирмы Рейххолд-Альберт-Хеми, Гамбург) .
В качестве красящих и антикоррозионных пигментов и наполнителей используют двуокись титана, красные окислы железа, сажу, силикат алюминия, хромат стронция и др.
Раствор аммиачного комплекса гото вят предварительно перед смешением с
710523
Продолжение табл.1
4. б 6 7
С 19 — — 18
3 7
Т а б л и ц а ть ому кость (ность, 24 0 ч/(.4 0 C/1
/50 C нед» до Во
125
Беэ из- 3 менений
В Ь 7,0 — 90 360 30 10 6 3 0 1(240 ч) 28 16 14 13 13 2 (240 ч) р Щ 7,5 — 90 280 32 8 5 1 0 3 (150 ч) % 7,5 1 90 280 28 11 10 9 7 3 (150)
А 1к 7,6 — 90 240 26 7 5 2 0 4 (150) остальными компонентами композиции следующим способом.
Взвесь или раствор соли металла .еремешивают при нагревании с концентрированным раствором аммиака до получения истинного раствора и раз- 5 бавляют водой.
Способы получения лаков.
1. Полученный раствор вводят в смесь связующего, пигментов, наполнителей. Полученную пасту разбавляют водой до содержания в ней твердых и смоляных веществ от 5 до 15 вес.Ъ.
2. Раствор аммиачного комплексного соединения добавляют в лак после разбавления.
3. Связующее предварительно обра- 1 батывают аммиаком, что способствует образованию комплексного соединения в лаке.
В результате получают лак. в котором соль металла образует ком- 20 плексное соединение. Количество аммиачного комплексного соединения сос— тавляет 0,008-0,46 вес.Ъ. Соли для образования комплекса, например третичного фосфата цинка, берут 1-ЗЪ от веса твердой фазы в связующем.
Перед употреблением из полученного раствора удаляют нагреванием избыток аммиака, в случае, когда их нейтрализуют аминами до нужного рН. Количество пигмента и наполнителя, вес.ч. на 100 вес.ч. укаэанной выше твердой смолы приведено в табл. 1.
Т а б л и ц а 1
А 16 — 1 13
 — 16 — 12 1 1 45
В 11 7,0 1 90 360
Пример 1. Лаки изготавливают по способу 1 из указанных выше связующих с добавкой 5Ъ-ного (в пересчете на металл) водного раствора аммиачного коьнлексного соединения.
Из той же исходной смеси, но без аммиачного комплексного соединения готов ят контрольный лак .
Оценку рассеяния при осаждении определяю:. следующим образом.
Полоску стали 560х50 мм (толщина
0;3 мм) вводят в виде анода в цилиндр и непроводящего материала диаметром 55 мм и высотой 550 мм, заполненный на 500 мм лаком, основание цилиндра выполнено иэ металла и представляет собой катод. Полоску погружают в ванну на 80 мм. После приложения электрического напряжения на полоске металла образуется покрытие, при этом толщина-слоя вдоль полоски уменьшается в зависимости от расстояния от катода. Измеряют толщину слоя на расстоянии 2, 32« 41 и 46 от нижнего конца полоски . В таблицах эти точки обозначены А, В, С, D и Е.
Отношение А к Е определяет крутизну падения толщины пленки. результаты представлены в табл. 2.
710523
Продолжение табл.2, 7 6 1 90 240 20 10 9 8 7 3 (150)
7,2 — 90 180 24 11 9 7 6 5 (150)
7,2 1 90 180 24 13 12 ?2 10 2 (150 ) С ЪЧ, С Я
% усадка в открытом резервуаре, осаждение до Во 125, качество поверхности оценивается значениями 1 — очень хорошо, до 5 очень плохо.
Испытание проводили при рН-7, времени осаждения 90 с и напряжении
220 В.
Пример 3. В лак, изготовленный по способу 3, вводят фосфаты.
В случае, если смола не обработана аммиаком, наблюдается полная неэффективность добавки фосфата.
Способность осаждаться с обработкой аммиаком при рН 7,0 представлена в табл. 3.
Т а б л и ц а 3 ся
180
В 11 22ц 90
180
В Т 2Cd
180
В I 2АЕ 90 180
В 1 2 7п 90
180
В 1 2К1 90
В I- . 2 Со 90
180
180
Продолжение табл,4 сть ся
D Е
Пример 2. Лаки готовят По способу 1 или 3 с разным количеством третичного фосфата цинка.
Лак с содержанием ?Ъ цинка на основе аддитивного соединения ангидрида малеиновой кислоты и полибутадиена.
Лак, содержащий 1% цинка от веса ,твердой Фазы в смоле и 2Ъ пигмента хромата, показывает синергический эФФект по способности осаждаться и стабильности.
Пример 9. По методу З,используя третичный фосфат цинка или фосфат кадмия и аммиак в качестве нейтрализующвго средства, получен ряд лаков, кроющая способность которых была проверена в оптимальных, в каждом случае, условиях осаждения.
Результаты приведены в табл. 4 .
А 1 0,05 — 26: 14 10
A I. 0,2 — 24 15 11 10 8
20 5 1 0 0
20 15 12 12 10
24 12 9 7 б
27 6 5 2 0
22 5 3 1 0
25 10 8 6 4
23 11 9 7 6
A j 1?,0 — 22 15 15 ?4 12
А I 5,0 — 20 15 15 14 13
А 8,0 — 20 16 15 14 13
A 1 — 2,0 24 16 14 11 8
710523
Продолжение табл,4
6,0 22 15 15 13 10
A 1
В 5 0,5
D ч 0
D Ч 2
D y 4
D V 6
22 15 14 13 11
29 11 9 5
22 12 10 10
10,0
32 28 12 О. 0
24 18 12 4
21 18 14 9
22 18 14 10 10
Составитель P.Âàêàð
Редактор Т.Девятко Техред M.Ïåòêo Корректор Е.Папп
Заказ 8797/54 Тираж 698 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, . Ж-35, Раушская наб., д. /5
4 5
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4
Формула изобретния
Композиция для получения покрытий электроосаждением, содержащая водорастворимое связующее, красящие и антикоррозионные пигменты, наполнители, воду и вспомогательный растворитель, растворимый или смешивающийся с водой,отличающаяся тем, что, с целью улучшения аппликаторных свойств покрытий, она дополнительно содержит аммиачный комплекс фосфатов и/или хроматов металлов, выбранных из группы: цинк, кад" мий, медь, никель, кобальт,. при следующем соотношении компонентов композиции, вес.%:
Связующее (на твердое 4,6-16,5 вещество) 0,5-0,9
Красящие или антикоррозионные пигменты 0,5-0,9
Наполнители 0,8-0, 9
Аммиачный комплекс (на металл} 0,008-0,46
Вода и вспомогательный
20 pàñòâоритель Ост аль ное„
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Франции В 2041867, кл. С 23 В 13/00, опублик. 1971 (прототип) .