DE2247741A1 - Stabilisator fuer waessrige harzdispersionen und dessen verwendung - Google Patents
Stabilisator fuer waessrige harzdispersionen und dessen verwendungInfo
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Description
Priorität; v.8.Oktober 1971 in USA
Serial No.: 187 889
Die Erfindung betrifft Stabilisatoren für in Wasser dispergierte Harze sowie bessere daraus gewonnene überzüge. Nach
einem speziellen Aspekt betrifft die Erfindung Stabilisatoren für wässrige Harzdispersionen, die beim Galvanisieren
brauchbar sind, sowie verbesserte daraus erhaltene eingebrannte überzüge.
Es ist bekannt, Schutzüberzüge für Metallgegenstände durch Galvanisierung zu erzeugen, was auch als Elektalackieren
bezeichnet wird. In diesem Verfahren wird der zu überziehende Gegenstand zur /..node eines elektrischen Stromkreises gemacht
und ganz oder teilweise in eins wässrige Karsdispersion eingetaucht.
Die in diesem Verfahren verwendeten Harze sind da-
"' f? C 6 'j Κ / 'j Π fi "Ϊ
durch gekennzeichnet, daß sie mit Ammoniak, einem Amin
oder einem Alkfcnolamin neutralisierte Carboxylgruppen besitzen und somit ionisch sind und gewöhnlich kolloidaler
Natur sind. Manchmal werden auch oberflächenaktive Mittel
zugesetzt.
oder einem Alkfcnolamin neutralisierte Carboxylgruppen besitzen und somit ionisch sind und gewöhnlich kolloidaler
Natur sind. Manchmal werden auch oberflächenaktive Mittel
zugesetzt.
Wenn eine Kathode in die Lösung eingefügt wird und ein
elektrischer Strom an die Elektroden angelegt wird, entlad
sich das dispergierte Harz auf der Anode (dem zu überziehenden Gegenstand), auf der es dann haftet. Wenn der überzug
ausreichend dick wird, dann benimmt er sich wie ein elektrischer Isolator, so daß der Stromfluß aufhört. Die Anode wird dann aus der Lösung gezogen, gewaschen und bei erhöhten Temperaturen eingebrannt, um einen dauerhaften überzug zu liefern. Das Verfahren wird häufig im großen Maßstab angewendet, und typischerweise kann eine bestimmte Menge von GaI-vanisierungsmittel 4 bis 6 Wochen oder länger in Gebrauch
sein.
elektrischer Strom an die Elektroden angelegt wird, entlad
sich das dispergierte Harz auf der Anode (dem zu überziehenden Gegenstand), auf der es dann haftet. Wenn der überzug
ausreichend dick wird, dann benimmt er sich wie ein elektrischer Isolator, so daß der Stromfluß aufhört. Die Anode wird dann aus der Lösung gezogen, gewaschen und bei erhöhten Temperaturen eingebrannt, um einen dauerhaften überzug zu liefern. Das Verfahren wird häufig im großen Maßstab angewendet, und typischerweise kann eine bestimmte Menge von GaI-vanisierungsmittel 4 bis 6 Wochen oder länger in Gebrauch
sein.
Während der Galvanisierung wird das Kation., d.h. das zur Neutralisierung
des Harzes verwendete Ammoniak, Amin oder Alkanolamin,
bei der Kathode entladen, wo es sich als freie Base wieder auflöst, so daß die Lösung mit fortgesetzter Galvanisierung
ständig alkalischer wird.
Dieses Verfahren war sehr erfolgreich, doch eines der damit verbundenen Probleme war die Stabilisät der mit Amin neutra-1
i s i ο i: t e n. EI a r ι d i s ρ e r s i ο η w ä h r e ι " "1 d e r L ag e r u η g und Verwen d u η g ,
3 11 -ι 1 ' ι iii <
Die kolloidalen Harzteilchen neigen zum Agglomerieren, so daß während des Niederschiagens ein übermäßig dicker Film
gebildet wird, der beim Einbrennen ein unerwünscht rauhes, runzeliges Aussehen bekommt. Da die agglomerierten Harzteilchen
untermikroskopische Größe besitzen, wird dieser Mangel selten entdeckt, bevor der erste überzogene Gegenstand
eingebrannt und untersucht wurde, während welcher Zeit bereits eine große Zahl von Gegenständen behandelt
worden sein kann und die mindere Qualität erhielt.
Somit besteht seit langem ein Bedarf an einer Methode zur Verbesserung der Stabilität kolloidaler Harzdispersionen,
um so eine Agglomerierung zu verhindern und Ausschuß durch schlechte Qualität zu reduzieren oder auszuschalten.
Ein anderes Problem, das mit diesem Verfahren verbunden ist, ist die Kontrolle der relativen Konzentrationen der Ansatzkomponenten
während längerer Zeiten kontinuierlichen Elektroplattieren. Dies trifft insbesondere für das Ammoniak oder
Amin einschließlich des Alkanolamins zu, die zur Neutralisierung des Harzes sowie als Dispergiermittel verwendet werden.
Gewöhnlich nimmt die Konzentration dieser Materialien wesentlich langsamer ab als die des Harzes, und ihre Konzentration
in dem Bad neigt dazu, sich während des Galvanisieren« zu steigern, wenn nicht irgendeine Methode vorgesehen ist, um sie
selektiv aus dem System zu entfernen. A.E.Gilchrist hat in der USA-Patentschrift 3 3O4 250 eine Methode zur Kontrolle
dieses Problems auf der Grundlage des Prinzips der flektro-
309815/ 1083
dialyse beschrieben. Wenn die Komponente Ammoniak oder ein
Ainin 1st, kann jedoch das Bad gewöhnlich erhitzt und der
Aminüberschuß durch Destillation entfernt werden. Einige
Amine und Alkanolamine sind jedoch, wie Gilchrist schreibt,
zu hochsiedend, um auf diese Welse entfernt zu werden.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, Stabilisatoren für wässrige Harzdispersionen, die für Überzüge brauchbar sind, zu
bekommen« Ein anderes'Ziel der Erfindung besteht darin, ein
Verfahren zur Kontrolle der relativen Konzentrationen von Badkomponenten während der Galvanisierung im Wasser dispergierter
Harze zu erhalten* Hoch ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eingebrannte"überzüge besserer HHrte
beim Galvanisierverfahren zu bekommen. Weitere Ziele der Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung
klar. ' · ■ . ··. ' ■■ '..
Et word· gemäß der Erfindung festgestellt, dae die Zugabe
Von 0,1 bis 1,0 I, bezogen auf das Gewicht des Harzes,
eines Alkinolaminsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure zu
einer kolloidalen Harzdispersion für das Galvanisieren verbesserte Stabilität und Agglomeratfreiheit des Harzes
während der Lagerung ergab. Das Alkanolamin nach der vorliegenden Erfindung entspricht der allgemeinen Formel
R2
R1 - C - CH2OH
R4 - N - R3
3 0 9 8 15/1083 - 5 -
worin R ein Wasserstoffatorn, eine Methyl-, Äthyl- oder
HydroxymethyIgruppe bedeutet, R ein Wasserstoffatorn, eine
Methyl-, Äthyl- oder Hydroxymethylgruppe bedeutet und R
und R Wasserstoff atome oder Ilydroxymethy !gruppen sind. R
und R können gleich oder verschieden sein, und ebenso können
R und R gleich oder verschieden sein, überraschenderweise
verhindert die Anwesenheit des oben beschriebenen Stabilisators
in dem Bad während der Galvanisierung die Ansammlung des:Ammoniaks oder Amins einschließlich Alkanolamine,
die zur Neutralisierung des Harzes verwendet wurden.
Der Stabilisator nach der vorliegenden Erfindung besteht aus dem Dodecylbenzolsulfonsäuresalz eines Alkanolamins oder aus
einem Gemisch hiervon, wie beispielsweise, aber rieht ausschließlich
von 2-AminoTl-butanol, 2-Amino-2-methyl-l-propanol,
Äthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, 2-Amino-2-methyl-l,3-propandiol,
2-Amino-2-äthyl-l,3-propandiol und 2-Amino-2-hydroxymethyl-l,3-propandiol. "
Der Stabilisator wird leicht nach an sich bekannten Methoden hergestellt, indem man Dodecylbenzonsulfonsäure mit einem
Alkanolamin in einem Molverhältnis von etwa 1:1,5 bis 2,0 umsetzt. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung in einem Reaktionsruedium,
wie beispielsweise Wasser oder einem niedermolekularen Alkohol oder einem Gemisch hiervon, in einer
ausreichenden Menge, um eine homogene Lösung des neutralen Salzes zu bekommen. Die Reaktion ist exotherm, so daß KühL-ichtunqen
erwünscht {join können, um die Reaktionswärme
'iQciH 1 Ij / 1 OB 3
BAD ORIGINAL
22^774.1
abzuführen. Die so hergestellte Stabilisator lösung ist,
wie sie ist, ohne weitere Bearbeitung für die Verwendung
geeignet. Der Stabilisator wird in den Harzzusammensetzungen
in einer Konzentration von etwa 0,1 bis etwa L,0 (ie"/.-%
(100 t Feststoffbasis), bezogen auf das C'.fcwicht des Harzes,
verwendet.
Der Stabilisator nach der vorliegenden Erfindung ist geeignet für jedes bekannte Galvanisier- oder r.lektroablagerungsharz,
d.h. für Wasser dispergierbare, isolierende, selbst absperrende anionische Harze, mit Ammoniak oder einem wasserlöslichen
Antin oder Alkanolamin neutralisiert oder teilweise neutralisiert und mit einen» Säurewert von 35 bis 120.
Der Säurewert oder die Säurezahl ist definiert als die Zahl der Milligramme KOH, die erforderlich sind, um die freien
Säuren in einem Gramm einer Substanz zu neutralisieren.
Solche Harze sind beispielsweise, aber nicht ausschließlich
trocknende öle und Alkydharze, Epoxyharze, Phenolharze, Alkyd-Aminoharzkombinationen, Aminoharze, Acrylharze, Polyester,
Trimellithsäure *■ a.ihydridkondensate. Solche Harze
sind in der Technik wohl bekannt. Sie werden beispielsweise von R.L.Yeates in "Electropainting", Kapitel 4, Robert
Draper Ltd., Teddington, Eng., 1966, diskutiert, so daß sie an dieser Steile nicht weiter beschrieben werden rüssen.
Die üblichsten wasserlöslichen Polymere haben Carboxylgruppen
ent Lang der Polymerkette. Das Gruncigerüst
<los Polymers
3 Oi) 8 Ib/ 108 3
BAD
kann auf einer Vielzahl von Materialien aufgebaut sein,
den
wie aufAlkyden, trocknen ,ölen, Acry!verbindungen und Styrolverbindungen und natürlich Mischpolymeren derselben, Die Carboxylgruppen können in das Polymer durch Mischpolymeric sation mit solchen Materialien, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäureanhydrid, eingeführt werden. Diese carboxylhaltigen Polymere sind nicht selbst wasserlöslich, doch sie werden durch die Umsetzung mit einer Base, wie Natrium- oder Ammoniumhydroxid oder eines organischen Amins, wie Diäthylamin, wasserlöslich gemacht.
wie aufAlkyden, trocknen ,ölen, Acry!verbindungen und Styrolverbindungen und natürlich Mischpolymeren derselben, Die Carboxylgruppen können in das Polymer durch Mischpolymeric sation mit solchen Materialien, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäureanhydrid, eingeführt werden. Diese carboxylhaltigen Polymere sind nicht selbst wasserlöslich, doch sie werden durch die Umsetzung mit einer Base, wie Natrium- oder Ammoniumhydroxid oder eines organischen Amins, wie Diäthylamin, wasserlöslich gemacht.
Wenn ein Harz dieses Typs unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes steht, wandern die positiven Ionen (NH^+) zu
der Kathode und werden dort entladen. Die negativen Ionen des Polymers (-coo") wandern zu der Anode und werden dort
entladen. Eei Entladung an der Anode kann das Polymerion verschiedene Reaktionen eingehen. Beispielsweise kann es
mit Wasser reagieren und siqh als die wasserunlösliche Säure niederschlagen. Nach vollständigem Niederschlagen&ird der
Anodengegenstand aus dem Bad entfernt und erhitzt, um die Polymerisation des Überzuges zu vervollständigen»
Es war sehr überraschend zu finden, daß, wenn die Galvanisierung oder das Elektroniederschlagen in Gegenwart der Stabilisatoren
nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, das für die Neutralisation des Harzes verwendete Ammoniak-
oder Amin- (oder Alkanolamin-) Ion nicht in Lösung bleibt. Letztlich ist sein Schicksal nicht geklärt/ doch
309815/1083 BAD QRIQiNAL
reagiert es offensichtlich mit dem ausplattierten Harz auf
der Anode. Auch ist es offensichtlich, daß der Alkanolamine dodecylbenzolsulfonatstabilisator zusammen mit dem Harz
zusätzlich ausplattiert. In jedem Fall wurde beobachtet, daß während der Ablagerung oder Galvanisierung die Alkalinität
in Gegenwart des Stabilisators abnimmt, während früher die Alkalinität zunahm. Wenn der Stabilisator in dem Bad verbraucht
ist, steigt die Alkalinität. Die Zugabe von mehr Stabilisator verursacht eine allmähliche Abnahme der Alkalinität,
bis der Stabilisator wieder verbraucht ist. So bekommt man eine Methode zur Kontrolle der Badkonzentration
hinsichtlich des Ammoniaks oder Amins.
Die Aminzahlen dieser Harzlösungen können merklich mit Veränderungen
hinsichtlich ihrer Herstellung variieren, doch sind Anfangsaminzahlen Von etwa 4 bis 5 vor dem Galvanisieren
am üblichsten. Mit genauen Werten befaßt eich im allgemeinen
der Galvanisator nur wenig, da merkliche Variationen ailässig sind, ohne nachteilige Wirkung auf die Überzüge,
doch ist es allgemein vorteilhaft und daher bevorzugt, die Anfangsaminzahl innerhalb des Bereichs von etwa ί 0,3 Einheiten
des Anfangswertes zu erhalten, indem man Stabilisator zusetzt, wenn die Aminzahl von dem Anfangewert abgewichen
ist.
Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, die Aminzahl in einem Bereich von ί 0,3 Einheiten
zu halten. Wenn der Stabilisator in der Lösung bei Beginn der Elektroablagerung oder Galvanisierung des Harzes
3098 15/1083 - « -
vorhanden war, nimmt die Aminzahl ab, bis sie ein Minimum
erreicht, und dann beginnt sie anzusteigen, am Ende sogar über den Anfangswert. Wenn vor dem Beginn der Galvanisierung
ein Stabilisator vorhanden war, steigt die Aminzahl allmählich an, und es tritt schließlich Agglomerierung auf. In
jedem Fall kann der Stabilisator zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Agglomerierung zugesetzt werden, um die Vorteile
nach der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Demnach besteht eine Ausführungsform nach der vorliegenden
Erfindung darin, einen zusätzlichen Anteil von Stabilisator zuzusetzen, nachdem die Aminzahl begonnen hat, sich von
dem Anfangswert zu entfernen, doch bevor eine Agglomerierung des Harzes auftritt. Die Bestimmung der Aminzahl liegt im
üblichen fachlichen Können des Durchschnittsfachmannes. Das gleiche gilt für die Feststellung der Agglomerierung. Agglomerierung
führt beispielsweise zu einem groben Niederschlag, der leicht als unbefriedigend festgestellt werden kann. Die
zusätzliche Menge an Stabilisatorlösung, die zugesetzt werden
soll, ergibt sich für den Fachmann aus der Erfahrung, doch allgemein ist eine Menge bevorzugt, die etwa gleich
der ursprünglich in der Zusammensetzung verwendeten Menge ist. Bruchteile hiervon oder ein Vielfaches davon können
ebenfalls verwendet werden, ohne sich vom Erfindungsgedanken zu entfernen.
Die obige Erklärung beruht auf Mutmaßungen und zeigt die Annahme, was vor sich geht. Diese Erklärung wird jedoch nur
- Io 3098 15/1083
als Hilfe zum Verständnis der Erfindung gegeben, und die Erfindung
ist selbstverständlich nicht darauf beschränkt.
Es ist weiterhin sehr überraschend festzustellen, daß die in Gegenwart des Stabilisators nach der vorliegenden Erfindung
gebildeten Filme allgemein härter als die nach dem bekannten Verfahren gewonnenen Filme sind. Der in Gegenwart
des AMP-Salzes (2-Amino-2-methyl-l-propanolsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure)
niedergeschlagene Film ist besonders von besserer Härte, wie durch die Beispiele gezeigt wird.
Die Alkanolamine und die Dodecylbenzolsulfonsäure, die bei der Herstellung der Stabilisatoren nach der vorliegenden
Erfindung brauchbar sind, sind im Handel erhältlich, und die handelsübliche Reinheit ist geeignet für das Verfahren
nach der Erfindung.
An Hand der nachfolgenden Beispiele will die Erfindung weiter
erläutert.
Für die folgenden Beispiele wurde ein wasserlösliches epoxymodlfiziertes Alkydharz, das in der Technik bekannt
ist, nach folgender Rezeptur hergestellt:
Epoxyharz 48 g
destillierte Leinsamenfettsäuren 158 Trimethyloläthan 90
Dimethylolpropionsäure (DMPA) 50
Phthalsäureanhydrid 154
500
- 11 -
3098 15/1083
"n" 22Λ7741
Das Epoxyharz war Epon 1001 mit einem Epoxidäquivalent von 450 bis 550 und wird von der Shell Chemical Company
vertrieben. Das Epoxyharz und die Fettsäure wurden in einen Reaktionskessel überführt, der mit einem Rührer, einer
Destillationskolonne und einem Abnahmekopf versehen war. Ausreichend Xylol wurde vorgesehen, um ein flüssiges Gemisch
zu liefern. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rückfluß auf etwa 221°C erhitzt, bis die Säurezahl etwa 84 bis 86 betrug.
Man ließ das Gemisch stehen, um es etwas abkühlen zu lassen. Trimethyloläthan und DMPA wurden zugesetzt, und das
Gemisch wurde auf etwa 199°C erhitzt. Das Phthalsäureanhydrid wurde dann zugegeben, und das Gemisch wurde weiter auf 213
bis 2160C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten, bis
die Säurezahl 56 bis 58 betrug. Das Xylol wurde abgetrennt, und man ließ das Harz sich abkühlen. Sodann wurde es auf
einen 80 %-igen Feststoffgehalt mit einem Gemisch (1:1) von
Butoxyäthylenglycol und tert.-Butanol verdünnt und gelagert.
Die so erhaltene Harzlösung wurde verwendet, um Stahlplatten zu überziehen, wie in den Beispielen ausgeführt ist, indem
522 g des Harzes mit 3150 g Wasser verdünnt wurden. Hierzu wurden 34,5 ml Dimethylathanolamin (DMEA) zugegeben. Diese
Lösung wird nachfolgend als "verdünnte Harzlösung" bezeichnet«
Eine Stabilisatorlösung wurde in der Weise hergestellt, daß 10 g Dodecylbenzolsulfonsäure, 0,031 Mol, in 30 g entionisiertem
Wasser aufgelöst wurden, hierzu 5 g 2-Amino-2-methyl-1-propanol,
0,056 Mol, zugesetzt wurden und zu 500 g der ver-
309815/1083 - 12 -
BAD ORi(SlNAL
dünnten Harzlösung 5 g der Stabilisatorlösung zugesetzt wurden, um ein Verhältnis von 0,4 % Stabilisator {Trockenbasis)
, bekommen. Das stabilisierte Harz wurde verwendet, um eine Stahlplatte duch Galvanisieren bei 70 Volt zu
überziehen, wonach der überzug 30 Minuten bei 121 C (250 F) eingebrannt wurde. Der eingebrannte Film besaß eine
Bleistifthärte von 2 H, und in allen anderen Eigenschaften erwies er sich als voll zufriedenstellend. Frisch hergestelltes
unstabilisiertes Harz ergab einen eingebrannten
Film mit einer Härte HB.
Proben des unstabiliserten Harzes und des stabilisierten
Harzes wurden bei Raumtemperatur gelagert. Zwischen der zweiten und der fünftenWoche hatte sich das unstabilisierte
Harz agglomeriert und ergab beim Galvanisieren und Einbrennen
rauhe Filme. Das stabilisierte Har« hatte eich bei der Lagerung gehalten und selbst noch nach 11 Wochen,
und ergab glatte, eingebrannte Filme, die in jeder Hinsicht
den Filmen entsprachen, die man mit frisch bereitetem stablliertem Harz erhielt.
Das Experiment des Beispiels 1 wurde in allen Einzelheiten
wiederholt, jedoch mit Ausnahme, daß 2-Amino-2-methyl-lpropanol
von der Stabilisatorlösung weggelassen und durch ein anderes Alkanolamin ersetzt wurde, das in Tabelle I
aufgeführt ist. Proben der frisch bereiteten Harzlösung wurden bei Raumtemperatur gelagert, während andere Proben
- 13 -
3098 15/1083
verwendet wurden, um Stahlplatten durch Galvanisieren bei
70 Volt und Einbrennen bei 121°C während 30 Minuten zu überziehen. Ein Arbeitsschema dieses Verfahrens ist in Tabelle II zusammengestellt. Die Qualität und Härte der eingebrannten überzüge wurden bestimmt und sind in Tabelle I zusammengestellt. Für die Bleistifthärt ist folgende Reihenfolge der Bezeichnungen für steigende Hart?üblich; F, HB, H, 2H.
70 Volt und Einbrennen bei 121°C während 30 Minuten zu überziehen. Ein Arbeitsschema dieses Verfahrens ist in Tabelle II zusammengestellt. Die Qualität und Härte der eingebrannten überzüge wurden bestimmt und sind in Tabelle I zusammengestellt. Für die Bleistifthärt ist folgende Reihenfolge der Bezeichnungen für steigende Hart?üblich; F, HB, H, 2H.
- L4 -
3 0 9 B I 5 / I 0 8 3
Beispiel Nr. |
Alkanolamin | Mol | Qualität | Bleistift härte |
Stabilität, Wochen |
2 | 2-Amino-2-äthyl- 1,3-propandiol |
0,056 | ausgezeichnet | H | > 6 |
3 | TriEthanolamin | 0,06 | Il | F | >6 |
4 | 2-Ämino-2-hydroxy- methy1-1,3-propandiol |
0,054 | •I | HB | >6 |
5 | 2-Amino-2-methyl- 1,3-propandiol |
0,056 | Il | HB | >6 |
6 | Monoäthanolamin | 0,056 | It | F | > 6 |
7 | Diäthanolamin | 0,056 | It | F | >6 |
8 | 2-Ämino-1-butanol | 0,056 | gut | F | > 6 |
unstabilisiertes Harz |
— | » | HB | 3-5 |
In Tabelle II ist das Arbeitsschema für jedes der obigen Systeme dargestellt. Die Aminzahl des unstabilisierten
Harzes wuchs stetig, wenn das Harz verbraucht wurde. Wenn jedoch der Stabilisator vorhanden war, nahm die Aminzahl
zusammen mit dem Harzverbrauch ab. Dann nach Erreichen eines Minimum wuchs die Aminzahl wieder, wenn der Stabilisator
verbraucht wurde. Zugabe eines frischen Anteils von Stabilisator stoppte diesen Anstieg.
Nr.
Gesamtzahl der plattierten Platten
Aminzahl
unstabilisiert
0 | 5,0 |
12 | 5,5 |
15 | 5,6 |
18 | 5,9 |
0 | 4,7 |
2 | 4,6 |
4 | 4,4 |
6 | 4,5 |
9 | 4,8 |
0 | 4,35 |
3 | 4,25 |
6 | 4,4 |
12 | 4,45 |
15 | 5,25 |
18 | 5,35 |
0 | 5,2 |
3 | 4,1 |
6 | 4,35 |
9 | 4,5 |
12 | 5,35 |
0 | 4,87 · |
3 309815/1083 |
3,7 Fortsetzg - 16 |
Tabelle II (Portsetzg, | 2247741 | |
Beispiel Nr. |
Gesamtzahl der plattierten Platten |
Aminzahl |
6 | 3,99 | |
9 | 4,3 | |
12 | 4,49 | |
6 | 0 | 4,8 |
2 | 4,68 | |
6 | 5,2 | |
9 | 5,3 | |
12 | 5,37 | |
7 | 0 | 4,62 |
2 | 4,52 | |
4 | 4,52 | |
6 | 4,1 | |
9 | 4,fi | |
12 | 4,8 | |
β | 0 | 5,0 |
2 | 4,6 | |
4 | 4,1 | |
6 | 4,9 | |
9 | 5,1 | |
12 | 5,2 |
) der Lösung nach dem Plattieren*
Das obige Experiment wurde sechsmal wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Dodecylbenzolsulfonatsalz weggelassen
wurde. Es wurde vielmehr jeweils durch Natriumoleat,
Natriumlaury1 sulfat, einen nichtionischen Polyoxyäthylen-
- 17 -
3098 15/1083
äther (Triton X-IOO, hergestellt von der Rohm and Haas
Company), einen oberflächenaktiven Teilester von Sorbit (Span 80, hergestellt von der Atlas Chemical Company,
Wilmington, Delaware), ein oberflächenaktives Polyoxyäthylenderivat
eines Fettsäureteilesters von Hexitanhydriden (Tween 20, hergestellt von Atlas Chemical Company) und
ein Äthylenglycolmonooleat ersetzt. Keines dieser Materialien
ergab während der Lagerung erhöhte Stabilität.
Eine in Wasser dispergierte Harzzusammensetzung, die für Galvanisieren geeignet war, wurde durch Vermischen von
571 g verdünnter Harzlösung mit 290 g Pigment, 104 g Isobutylalkohol,
65 ml DMEA (Dimethyläthanolamin), 8 g AMP
(2-Amino-2-methyl-l-propanol)-Stabilisatorlösung und 5700ml
Wasser vermischt. Die obige Zusammensetzung wurde als Bad für das Elektrolackierverfahren verwendet.
Während der Galvanisierungsstufe wurde periodisch die Aminzahl
bestimmt, um eine übermäßige Aminansammlung infolge der Entladung an der Kathode zu verhindern. Nachfolgend ist
ein Arbeitsschema aufgeführt, das während der Galvanisierung, bei der mehrere Platten überzogen wurden, eingehalten wurde.
- 18 -
3 0 9 8 1 5 / ! 0 8 3
verstrichene Zeit, Stunden |
% Feststoffe | Aminzahl |
O | 8,75 | 1,8 |
1 | 7,2 | 3,0 |
4,5 | 6,38 | 3,8 |
7,5 9,5 |
6,0 8,0 * |
3,6 3,9* |
12 | 6,65 | 2,1 |
13,5 | 6,65 | 2,0 |
10 g zugesetzter Stabilisator
Die Aminzahl, berechnet auf der Grundlage der gesamten Feststoffe,
war bei Beginn des Galvanisierverfahrens niedrig und stieg dann allmählich, während Dimethyläthanolamin an
der Kathode zugesetzt wurde. Das Stytem wurde dann stabilisiert, indem Dimethyläthanolamin zusammen mit dem Harz in
Gegenwart des Stabilisators niedergeschlagen wurde. Nach 9,5 Stunden wurde weiterer Stabilisator zugesetzt, und nach 12
Stunden war die Aminzahl auf 2,1 abgefallen, was eine Ablagerung des Amins und keine Entladung an der Kathode anzeigt.
In Abwesenheit des Stabilisators stieg die Aminzahl ständig, bis sie einen unerwünschten Wert erreichte. Das Verfahren
wurde dann unterbrochen und der Aminüberschuß abdestilliert.
Ii 0 9 υ I Li / I Ü Ü .1
Claims (4)
1.) In Wasser dispergierte, gegen Agglomerierung stabilisierte Harzzusammensetzung, deren Harz ein in Wasser dispergierbares
isolierendes, selbst absperrendes anionisches Harz ist, das mit Ammoniak oder einem wasseriösliehen Amin oder Alkanolamin
neutralisiert ist und eine Säurezahl von 35 bis besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das in Wasser dispergierte
Harz mit einer stabilisierenden Kombination von Dodecylbenzolsulfonsäure und eines Alkanolamine der Formel
- CH2OH
R4 -
worin R ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, Äthyl- oder
2
Hydroxymethylgruppe bedeutet, R ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, üthyl- oder Hydroxymethylgruppe bedeutet, R und
Hydroxymethylgruppe bedeutet, R ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, üthyl- oder Hydroxymethylgruppe bedeutet, R und
4
R Wasserstoffatome oder Hydroxyäthylgruppen bedeuten, in einem Gewichtsverhältnis von etwa 10 Gewichtsteilen des Harzes je 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile der stabilisierenden Kombination vereinigt ist, wobei das Alkanolamin in einem Molverhältnis von etwa o,5 bis 2,0:1 der Dodecylbenzolsulfonsäure vorliegt.
R Wasserstoffatome oder Hydroxyäthylgruppen bedeuten, in einem Gewichtsverhältnis von etwa 10 Gewichtsteilen des Harzes je 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile der stabilisierenden Kombination vereinigt ist, wobei das Alkanolamin in einem Molverhältnis von etwa o,5 bis 2,0:1 der Dodecylbenzolsulfonsäure vorliegt.
2.) Verwendung der Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 zum überziehen
von Gegenständen durch Galvanisieren oder Elektrolalcieren.
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- 2ο -
3.) Verwendung nach Anspruch 2 durch Zugabe eines Gemisches des
Alkanolamine und der Dodecylbenzolsulfonsäure in einem Molverhältnis von 1 bis 2:1 in einer Menge von 0,1 bis 1,0
Gewichtsprozent des Harzes zu der in Wasser diepergierten Harzzusammensetzung, wenn deren Aminzahl vom Anfangswert
um etwa ±0,3 Einheiten abweicht.
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