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DE2753595A1 - GALVANIC COATING APPLICATION - Google Patents

GALVANIC COATING APPLICATION

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Publication number
DE2753595A1
DE2753595A1 DE19772753595 DE2753595A DE2753595A1 DE 2753595 A1 DE2753595 A1 DE 2753595A1 DE 19772753595 DE19772753595 DE 19772753595 DE 2753595 A DE2753595 A DE 2753595A DE 2753595 A1 DE2753595 A1 DE 2753595A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coating
copolymer
bath
polymer
graft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772753595
Other languages
German (de)
Inventor
Isidor Hazan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/845,891 external-priority patent/US4115227A/en
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of DE2753595A1 publication Critical patent/DE2753595A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
    • C09D5/4407Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications with polymers obtained by polymerisation reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D5/4411Homopolymers or copolymers of acrylates or methacrylates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

PatentanwSfttf ÜP.-lng. Walter Abitz Dr. Dieter F. IVi ο rf Dipl.-Piiys. M. Lritschneder 8 Uflnchen 86, Pienzenauerstt. 2& PatentanwSfttf ÜP.-lng. Walter Abitz Dr. Dieter F. IVi ο rf Dipl.-Piiys. M. Lritschneder 8 Uflnchen 86, Pienzenauerstt. 2 &

1. Dezember 1977 PP 7421 BDecember 1, 1977 PP 7421 B

E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY Wilmington> Delawaref V.St.A.EI DU PONT DE NEMORS AND COMPANY Wilmington> Delaware f V.St.A.

Galvanische überzugeaufbringungGalvanic overlay

809823/0781809823/0781

Sie Erfindung betrifft ein Verfahren zum kathodischen Aufbringen von Polymerüberzügen. Im besonderen betrifft die Erfindung ein Terfahren zum Aufbringen von überzügen aus Aminogruppen aufweisenden Acrylpolymeren» das Überzüge mit einer Mini malmenge an zurückgehaltenem Wasser und zurückgehaltener Säure liefert.The invention relates to a method for the cathodic application of polymer coatings. In particular concerns the Invention a method of applying coatings Acrylic polymers containing amino groups »which provides coatings with a minimal amount of retained water and retained acid.

Organische Überzüge können bekanntlich galvanisch entweder an einem als Anode geschalteten» leitfähigen Substrat oder an einem als Kathode geschalteten Substrat abgeschieden werden. Obwohl die meisten herkömmlichen Galvanisiermethoden den anodlsohen Weg beachritten» weist diese Verfahrensweise bestimmte Mängel auf. Die anodische Überzugsaufbringung wird im allgemeinen mit Hilfe eines alkalischen Beechichtungsbades vorgenommen. Der pH-Wert nimmt an der zu beschichtenden Oberfläche ab und schafft Bedingungen» die gemeinsam mit der Elektrolytwirkung des Beschichtungsbades zur Herauslösung von Metallionen aus dem Substrat und anschliessendenAbscheidung dieser Ionen Innerhalb der entstehenden Überzüge führen kann. Dies kann eine Verunreinigung und verminderte Korossionsbeständigkelt zur Folge haben. Es besteht ferner die Tendenz» dass die vorher erzeugten Phosphatüberzüge durch die Elektrolyse angegriffen werden. Ferner kann der Sauerstoff» der an dem zu beschichtenden» als Anode geschalteten Substrat entwickelt wird» verschiedene Probleme» wie eine oxidative Zerstörung der überzüge» herbeiführen.As is well known, organic coatings can be galvanized either on a conductive substrate connected as an anode or be deposited on a substrate connected as a cathode. Although most conventional electroplating methods follow the anodic route, »this method has certain shortcomings. The anodic coating is generally applied with the aid of an alkaline coating bath. The pH increases at the coating surface and creates conditions »which, together with the electrolyte effect of the coating bath can lead to the dissolution of metal ions from the substrate and subsequent deposition of these ions within the resulting coatings. This can result in contamination and reduced corrosion resistance. There is also a tendency that the previously produced phosphate coatings are attacked by the electrolysis. Furthermore, the oxygen that is developed on the substrate to be coated, which is connected as an anode, can cause various problems such as oxidative destruction of the coatings.

Die Slektroendoosmose besitzt die Tendenz» das Wasser von den entstehenden anodlsohen Überzügen fernzuhalten» so dass sich Überzüge mit einem geringen zurückgehaltenen Wasseranteil und einem Fest stoff gehalt von etwa 85 bis 95 £ ergehen.The slectroendoosmosis has the tendency to »the water of to keep away the resulting anodized coatings »so that coatings with a low retained water content and a solids content of around 85 to 95 pounds result.

- 1 -•09823/0781- 1 - • 09823/0781

PP 7421 B ς PP 7421 B ς

Dies stellt einen Vorteil gegenüber kathodischen Oberzügen dar» bei welchen nicht anzunehmen ist» dass sich das erwähnte Phänomen als nützlich erweist (Teil- und Prozentangaben beziehen sich hier auf das Gewicht, sofern es nicht anders angegeben ist und die Bezeichnung eines Bereichs mit "X bis Y" oder "X-Y", wobei X und Y jeweils eine Zahl darstellen, ist so zu verstehen, dass sowohl X als auch Y eingeschlossen sind).This is an advantage over cathodic coverings represents »for which it cannot be assumed» that the mentioned phenomenon will prove to be useful (parts and percentages here relate to the weight, unless otherwise stated and the designation of a range with "X to Y" or "X-Y", where X and Y each represent a number, is to be understood to include both X and Y).

Die kathodische Oberzugsaufbringung hat sich - zum Teil aufgrund des für. das Bad benötigten sauren pH-Werts - langsamer entwickelt. Bei dieser Methode besteht ferner die Tendenz» dass Wasser in die Oberzüge hineingesogen und dort zusammen mit vom Bad stammenden Säureresten zurückgehalten wird. Die Qualität der Oberzüge kann dadurch natürlich beeinträchtigt werden. Im Gegensatz zu der bei der anodischen Galvanisierung an der Anode erfolgenden Sauerstoff entwicklung entsteht bei der kathodischen Methode Wasserstoff an der Kathode. Obwohl dieser Wasserstoff in den Überzügen Poren oder Risse hervorrufen kann» führt er natürlich nicht zur ozidativen Zerstörung des Films bzw. Oberzugs.The cathodic coating application has - in part due to the for. the bath needed acidic pH - developed more slowly. With this method there is also the There is a tendency »that water is sucked into the outer layers and retained there together with acid residues from the bath. The quality of the upper parts can of course be impaired as a result. In contrast to the Anodic electroplating at the anode produces oxygen at the cathode in the cathodic method. Although this hydrogen is in the Coatings can cause pores or cracks »of course it does not lead to the oxidative destruction of the film or the film. Upper pull.

Vor der Aufbringung von organischen Schutzüberzügen auf Metalloberflächen (z.B. von Eisen oder Stahl) werden diese Oberflächen normalerweise einer Vorbehandlung (wie Phosphatierung) unterworfen. Die US-PS 870 937 beschreibt eine Methode zur Behandlung von Eisen- oder Stahl Oberflächen mit Phosphorsäurelösungen» welche Eisenpulver oder Elsenphosphate enthalten können. Im Rahmen der Entwicklung von Phosphatüberzügen für Metalle (insbesondere Eisenmetalle) haben sich einige chemische Modifikationen des Phosphatüberzuge als günstig erwiesen, beispielsweise der Einbau von Calcium und Molybdän in den Überzug und die Nachspülung mit Chromatiösungen.Before applying organic protective coatings to metal surfaces (e.g. iron or steel), these are Surfaces normally subjected to a pretreatment (such as phosphating). U.S. Patent 870,937 describes one Method of treating iron or steel surfaces with Phosphoric acid solutions »which can contain iron powder or elsenic phosphates. In the context of the development of phosphate coatings for metals (especially ferrous metals), some chemical modifications of the phosphate coatings have proven to be beneficial, for example the incorporation of Calcium and molybdenum in the coating and the rinsing with chromatic solutions.

- 2 -809823/0781- 2 -809823/0781

Verfahren und Stoffzusammensetzungen für die kathodische Uberzugsaufbrlngung sind z.B. In der US-PS 2 345 54-3 (gemass welcher ein kationisches Melainin-Tormaldehyd-Harz verwendet wird) und In der US-PS 3 922 212 beschrieben. Letztere Patentschrift betrifft ein Verfahren» bei dem man dem Bad ein Auffrischungsgemisch einverleibt» welches-eine ionenbildende Säure beinhaltet» die nicht so rasch wie das Harz verbraucht wird. OIe Säure liegt im Auffrischungsgemisch In geringerer Konzentration als im Bad vor» damit sich die Säure nicht im Bad anreichert. Oemäss der Patentschrift werden spezielle Aminoalkoholester von Polycarbonsäuren verwendet, und die Acrylpolymeren können bei niedrigen pH-Werten (wie von 2»7) unter Verwendung von Phosphorsäure als ionenbildende Säure gemeinsam mit Zinkphosphat aus einer Lösung auf ein kathodisches Substrat abgeschieden werden.Processes and compositions of matter for the cathodic Coating applications are described, for example, in U.S. Pat. No. 2,345,544-3 (which uses a cationic melainin-formaldehyde resin) and U.S. Pat. No. 3,922,212. The latter patent specification relates to a process in which the Bad incorporates a freshener mix "which-one." Ion-forming acid contains »which is not used up as quickly as the resin. OIe acid is in the refreshing mixture in a lower concentration than in the bath the acid does not accumulate in the bath. According to the patent, special amino alcohol esters of polycarboxylic acids are used, and the acrylic polymers can be mixed with zinc phosphate at low pH values (such as from 2 to 7) using phosphoric acid as the ion-forming acid deposited from a solution onto a cathodic substrate.

Sie US-PSen 3 455 806 und 3 458 420 befassen sich mit Copolymeren auf Stickstoffbasis und deren kathodischer Abscheidung. Kathodische Sulfoniumsysteme werden von Wesaling et al. in "Electrodeposition of Coatings", herausgegeben von E.F. Brewer» American Chemical Society (1973)» Seiten 110 bis 127» beschrieben.They U.S. Patents 3,455,806 and 3,458,420 deal with nitrogen-based copolymers and their cathodic deposition. Cathodic sulfonium systems are described by Wesaling et al. in "Electrodeposition of Coatings" , edited by EF Brewer "American Chemical Society (1973)" pages 110 to 127 "described.

Mit den galvanischen Abscheidungsmethoden befasst sich ein umfangreiches Schrifttum. Zwei interessante Aufsätze» die sich mit dieser Technologie befassen» sind "Electro-painting Principles and Process Variables"» Brower» Metal Piniehing, (September 1976)» Seite 58» und "Coatings Update: Electrocoating"» Americus» Pigment and Besin Technology (August 1976)» Seite 17· Keiner dieser Aufsätze und auch keine der vorgenannten Patentschriften gibt jedoch irgendeine Anregung für eine Methode» mit deren Hilfe sich kathodisch aufgebrachte Harzüberzüge mit einer optimal niedrigenOne deals with the galvanic deposition methods extensive literature. Two interesting papers "dealing with this technology" are "Electro-painting Principles and Process Variables "» Brower »Metal Piniehing, (September 1976)» Page 58 »and" Coatings Update: Electrocoating "Americus" Pigment and Besin Technology (August 1976) »page 17 · However, none of these articles and none of the aforementioned patents gives any suggestion for a method» with the help of which cathodically applied resin coatings with an optimally low

- 3 -809823/0781- 3 -809823/0781

Wasser- und Säureretention und hoher Korrosionsbeständigkeit erzielen lassen.Water and acid retention and high corrosion resistance can be achieved.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur galvanischen Aufbringung eines Oberzugemittels auf ein negativ geladenes Substratt das in ein eine wässrige Dispersion des Oberzugsmittels enthaltendes Beschichtungsbad eintaucht, welches einen das Substrat enthaltenden Kathodenbereich und einen eine stromführende Anode enthaltenden Anodenbereich aufweist» wobei das Substrat und die Anode Elektroden mit entgegengesetztem Ladungssinn darstellen» die über das Bad in elektrischem Kontakt miteinander gehalten werden» und wobei das Bad ein kationisches, filmbildendes Polymeres» ein saures Ionisierungsmittel und ein Vernetzungsmittel beinhaltet, das dadurch gekennzeichnet ist» dass manThe invention provides a method for the galvanic application of a top coating to a negatively charged one Substrate that is immersed in a coating bath containing an aqueous dispersion of the coating agent, which has a cathode area containing the substrate and an anode area containing a current-carrying anode »wherein the substrate and the anode represent electrodes with opposite sense of charge» which are via the bath in electrical contact with each other are kept »and wherein the bath is a cationic, film-forming polymer» a includes acidic ionizing agent and a crosslinking agent characterized by »that one

a) als saures Ionisierungsmittel Phosphorsäure»a) as an acidic ionizing agent, phosphoric acid »

b) als kationisches· filmbildendes Polymeres ein Pfropfcopolymeres mit einem sekundäre und/oder tertiäre Aminfunktionalität aufweisenden Grundgerüst» welches Pfropfcopolymeres in der wässrigen Dispersion durch ein Phosphat salz der Aminfunktionalität stabilisiert ist» wobei das Grundgerüst mit einem von Epoxyestern abgeleiteten hydrophoben Copolymeren pfropfpolymerisiert ist» wobei das hydrophobe Copolymere im Pfropfeopolymeren in genügend hohem Anteil vorliegt, dass der auf das Substrat aufgebrachte Oberzug einen Peststoffgehalt von mindestens etwa 83 Ί» aufweist und die Phosphorsäurekonzentration im aufgebrachten Oberzugsmittel nicht mehr als etwa 17»5 f> der Phosphorsäurekonzentration im Bad beträgt» undb) as a cationic film-forming polymer, a graft copolymer with a backbone having secondary and / or tertiary amine functionality, which graft copolymer is stabilized in the aqueous dispersion by a phosphate salt of the amine functionality, the backbone with a hydrophobic copolymer derived from epoxy esters being graft-polymerized hydrophobic copolymers are present in the graft polymer in a sufficiently high proportion that the coating applied to the substrate has a pesticide content of at least about 83 Ί » and the phosphoric acid concentration in the coating agent applied is not more than about 17» 5 f> the phosphoric acid concentration in the bath »and

c) als Vernetzungsmittel eine Substanz, die im Bad nichtreaktiv» bei erhöhten Temperaturen jedoch gegenüber dem filmbildenden Polymeren reaktiv ist»c) as a crosslinking agent, a substance that is non-reactive in the bath »at elevated temperatures, however, compared to the film-forming polymer is reactive »

verwendet.used.

- 4 -809823/0781- 4 -809823/0781

Die Erfindung betrifft ferner Acrylharze, die sich besonders gut für die in den erfindungsgemässen Methoden eingesetzten Oberzugemittel eignen und die sowohl ein für Grundiermittel geeignetes Harz als auch ein Harz beinhalten/ das sich für Decküberzugsmittel eignet» welche entweder als einzelner Überzug oder kathodisch über einer elektrisch leitfähigen Grundierung (Primer) aufgebracht werden können. ■-'■ The invention also relates to acrylic resins which are particularly suitable for the coating agents used in the methods according to the invention and which contain both a resin suitable for priming agents and a resin / which is suitable for top coating agents which either as a single coating or cathodically over an electrically conductive one Primer (primer) can be applied. ■ - '■

Das Grundierharz ist ein Pfropfcopolyaeres aus einem auf ein Acryl-Grundgerüst aufgepfropften Spoxid» das im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht (Gewichtsanteile» bezogen auf das Pfropfcopolymere):The primer resin is a graft copolymer of one on an acrylic backbone grafted on Spoxid »which essentially consists of the following components (proportions by weight» based on the graft copolymer):

a) im Acryl-Grundgerüstanteil: etwa 15 bis 25 £ eines Polymeren oder Copolymeren mindestens eines Monomeren aus der Gruppe der Alkyl-» Aminoalkyl- und Hydroxyalkylacrylate und -methacrylate» wobei das Copolymere 0»02 bis 0,1 (-vorzugsweise 0,02 bis 0,06) Äquivalent an sekundärer und/oder tertiärer Aminfunktionalität und gegebenenfalls 0,01 bis 0,05 (vorzugsweise 0,01 bis 0*02) Äquivalent an quaternärer Ammoniumfunktionalität aufweist; unda) in the acrylic framework: about 15 to 25 pounds of one Polymers or copolymers of at least one monomer from the group of the alkyl »aminoalkyl and hydroxyalkyl acrylates and methacrylates» where the copolymer 0 »02 up to 0.1 (- preferably 0.02 to 0.06) equivalent of secondary and / or tertiary amine functionality and optionally 0.01 to 0.05 (preferably 0.01 to 0 * 02) Has equivalent of quaternary ammonium functionality; and

b) im Pfropf anteil: etwa 75 bis 85 1* eines Copolymeren» das etwa 3 bis 7 Ί» eines Glycidyl esters einer tertiären Carbonsäure mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen und etwa 72 bis 80 eines Gemisches von etwa 55 bis 60 Jl eines Kondensationspolymeren von Epichlorhydrln und Bisphenol-A mit etwa 15 bis 20 % Tallölfettsäuren, beisteuertb) in the graft percentage: about 75 to 85 1 * of a copolymer "that approximately 3 to 7 Ί" of a glycidyl ester of a tertiary carboxylic acid having 7 to 9 carbon atoms and from about 72 to 80 i "of a mixture of about 55 to 60 Jl of a condensation polymer of Epichlorhydrln and Bisphenol-A with about 15 to 20 % tall oil fatty acids, contributed

("Äquivalente" bedeutet hier "Äquivalente Funktionalität bzw. funktionell β Gruppen pro 100 g Pfropf copolymere***).("Equivalents" here means "equivalent functionality or functional β groups per 100 g of graft copolymers ***).

Bevorzugt wird ein Pfropfoopolymeres* das im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht (GewichtBauteile, bezogen auf das Pfropfcopolymere):Preferred is a graft polymer * that is essentially consists of the following components (weight components, based on the graft copolymer):

- 5 - ' . 809823/0781- 5 - '. 809823/0781

a) etwa 17 bis 21 £ (vorzugsweise etwa 19 SO eines Copolymeren» welches etwa 3 bis 5 (vorzugsweise etwa 4 %) Methylmethacrylat, etwa 4 bis 6 Ί» (vorzugsweise etwaa) about 17 to 21 £ (preferably about 19 SO of a copolymer "which contains about 3 to 5 1" (preferably about 4%) of methyl methacrylate, about 4 to 6 Ί "(preferably about 5 £) Butylacrylat, etwa 1 bis 4 i> (vorzugsweise etwa5 £) butyl acrylate, about 1 to 4 i> (preferably about

3 %) Hydroxyäthylmethacrylat, etwa 1 bis 3 £ (vorzugsweise etwa 2 H) Simethylaminoäthylmethacrylat und etwa3 %) Hydroxyäthylmethacrylat, about 1 to 3 £ (preferably about 2 H) Simethylaminoäthylmethacrylat and about

4 bis 6 f> (vorzugsweise etwa 5 1>) tert.-Butylaminoäthylmethacrylat beisteuert und pfropfpolymerisiert ist mit4 to 6 f> (preferably about 5 1>) tert-butylaminoethyl methacrylate is contributed and is graft polymerized with

b) etwa 79 bis 83 f> (vorzugsweise etwa 81 Jt) eines Gemisches von etwa 5 £ mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formelb) about 79 to 83 % (preferably about 81%) of a mixture of about 5% of at least one compound of the general formula

R1 -R 1 -

ι ι η f \ E2-C - C-O-CH2-CH-CH2 ι ι η f \ E 2 -C - CO-CH 2 -CH-CH 2

fi3 fi 3

in der R1» R2 und R, jeweils einen gesättigten aliphatischen Rest mit insgesamt 7 bis 9 Kohlenstoffatomen bedeuten» wobei mindestens einer der Reste R1» R2 und R, eine Methylgruppe ist» undin which R 1 »R 2 and R, each mean a saturated aliphatic radical with a total of 7 to 9 carbon atoms» where at least one of the radicals R 1 »R 2 and R, is a methyl group» and

etwa 74 bis 78 £ (vorzugsweise etwa 76 £) einer Mischung aus etwa 57 bis 60 (vorzugsweise etwa 58»5 £) eines Kondensationspolymeren aus etwa 27 bis 31 Ί» (vorzugsweise 29»25 £) Epichlorhydrin und etwa 27 bis 31 £ (vorzugsweise 29»25 i>) Bisphenol-A mit etwa 16 bis 19 £ (vorzugsweise 17»5 £) Tallölfettsäuren.about 74 to 78 £ (preferably about 76 £) of a mixture of about 57 to 60 i "(preferably about 58" 5 £) a condensation polymer of about 27 to 31 Ί "(preferably 29" 25 £) of epichlorohydrin and about 27 to 31 £ (preferably 29 »25 %) bisphenol-A with about £ 16 to £ 19 (preferably £ 17» 5) tall oil fatty acids.

Bas Deckliberzugharz ' ist ein Copolymeres aus einem auf ein Acryl-Grundgerüst aufgepfropften Epoxld, das im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht (Gewichtsanteile, bezogen auf das Pfropfcopolymere):The top coat resin is a one-on-one copolymer Acrylic basic structure grafted on epoxy, which essentially consists of the following components (parts by weight, based on the graft copolymer):

a) im Acrylgrundgerüstanteil: etwa 80 bis 92 % eines Polymeren oder Copolymeren mindestens eines Monomeren aus der Gruppe der Alkyl-, Aminoalkyl- und Hydroxyalkylacrylate und -methacrylate, wobei das Copolymere 0,02 bis 0,1a) in the acrylic backbone content: about 80 to 92 % of a polymer or copolymer of at least one monomer from the group of the alkyl, aminoalkyl and hydroxyalkyl acrylates and methacrylates, the copolymer 0.02 to 0.1

- 6 -809823/0781- 6 -809823/0781

Λ"Λ "

(vorzugsweise 0,02 bis 0,08) Äquivalent an sekundärer und/oder tertiärer Aminfunktlonalität und gegebenenfalls 0,01 bis 0,05 (vorzugsweise 0,01 bis 0,03) Äquivalent an quaternärer Ammoniumfunktionalität aufweist; und(preferably 0.02 to 0.08) equivalent of secondary and / or tertiary amine functionality and optionally Has 0.01 to 0.05 (preferably 0.01 to 0.03) equivalent of quaternary ammonium functionality; and

b) im Pfropfanteil: etwa 8 bis 20 Jt eines Comonomeren in Form eines Glycidylesters einer tertiären Carbonsäure mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen.b) in the graft fraction: about 8 to 20 Jt of a comonomer in Form of a glycidyl ester of a tertiary carboxylic acid with 7 to 9 carbon atoms.

Bevorzugt wird ein Pfropfoopolymeres» das im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht (Gewiohtsanteile, bezogen auf das Pfropfcopolymere):Preference is given to a graft polymer that is essentially consists of the following components (parts by weight, related on the graft copolymer):

a) etwa 85 bis 91 Jt (vorzugsweise etwa 89 Jt) eines Gopolymeren, welches etwa 9 bis 11 £ (vorzugsweise etwa 10 Jt) Methylmethacrylat, etwa 42 bis 46 £ (vorzugsweise etwa 44 Jt) 2-Xthylhexylacrylat, etwa 6,5 bis B9$ Jt (vorzugsweise etwa 7,5 #) tert. -Butylaminoäthylmethacrylat, etwaa) about 85 to 91 pounds (preferably about 89 pounds) of a copolymer comprising about 9 to 11 pounds (preferably about 10 pounds) of methyl methacrylate, about 42 to 46 pounds (preferably about 44 pounds) of 2-ethylhexyl acrylate, about 6.5 to B 9 $ Jt (preferably about 7.5 #) tert. -Butylaminoethyl methacrylate, about 2 bis 3 (vorzugsweise etwa 2,5 Jt) Dimethylaminoäthylmethacrylat und etwa 23 bis 27 % (vorzugsweise etwa 25 H) Hydrozyäthylmethacrylat beisteuert und pfropfpolymerislert 1st mit2 to 3 i "(preferably about 2.5 Jt) dimethylaminoethyl methacrylate and about 23 to 27% (preferably, about 25 H) Hydrozyäthylmethacrylat and contributes pfropfpolymerislert with 1st

b) etwa 9 bis 15 £ (vorzugsweise etwa 11 Jt) mindestens einer Verbindung der nachstehenden allgemeinen Formel:b) about £ 9 to £ 15 (preferably about 11 Jt) at least a compound of the following general formula:

R1 0 J\ H2-C - C-O-CH2-CH-CH2 Ε,R 1 0 J \ H 2 -C - CO-CH 2 -CH-CH 2 Ε,

in der E1, H2 und H, jeweils einen gesättigten aliphatischen Hest mit insgesamt 7 bis 9 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei mindestens einer der Reste R1* H2 und R, eine Methylgruppe darstellt.in which E 1 , H 2 and H, each denote a saturated aliphatic radical with a total of 7 to 9 carbon atoms, at least one of the radicals R 1 * H 2 and R 1 being a methyl group.

Sie Erfindung schafft eine zweckmässige Methode» nach welcher zunächst ein passivierender Phosphatsalzüberzug (vorzugsweiseThe invention creates an expedient method according to which first a passivating phosphate salt coating (preferably

- 7 -809823/0781- 7 -809823/0781

in Form mindestens einer Monoschicht) kathodisch aufgebracht wird und anschliessend auf dem Phosphatüberzug ein Schutzharzüberzug mit geringer Wasser- und Säureretention sowie hoher Dauerhaftigkeit und Korrosionsbeständigkeit galvanisch abgeschieden wird. Das Verfahren der Erfindung lässt eich auf vorbehandelte Metalle (wie phosphatierten Stahl) oder blanke Metalle (wie gereinigten» Jedoch nicht phosphatiert ten Stahl) anwenden. Ferner eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren für andere Metallsubstrate mit Zinkgehalt» wie galvanisierten (verzinkten) Stahl sowie für Aluminium und verschiedene Legierungen. Da im erfindungsgemässen Verfahren ein Phosphatüberzug aufgebracht wird» auf dem anschliessend der Polymerüberzug abgeschieden wird» ist das Verfahren für Änderungen seitens des Substrats und dessen Vorbehandlung weniger empfindlich als andere galvanische Methoden. Wenn man das erfindungsgemässe Verfahren auf ein bereits phosphatiertes Material anwendet» lässt sich der Phosphatüberzug aufgrund dieser Vielseitigkeit der Erfindung verbessern. Eine Vorphosphatierung ist jedoch nicht erforderlich.in the form of at least one monolayer) applied cathodically and then a protective resin coating with low water and acid retention on the phosphate coating as well high durability and corrosion resistance is electrodeposited. The method of the invention can be calibrated on pretreated metals (such as phosphated steel) or bare metals (like cleaned »but not phosphated ten steel). Furthermore, the method according to the invention is suitable for other metal substrates with a zinc content such as galvanized (galvanized) steel as well as for aluminum and various alloys. Since in the process according to the invention a phosphate coating is applied »on which the polymer coating is subsequently deposited» is the process less sensitive to changes on the part of the substrate and its pretreatment than other galvanic methods. If the inventive method on an already Using phosphated material, the phosphate coating can be improved because of this versatility of the invention. However, pre-phosphating is not necessary.

Das erfindungsgemäss verwendete Bad enthält vorzugsweise ein wasserlösliches Dihydrogenphosphat M(H2PCh)2* wobei M Pe» Zn» Ca» Mg oder Al bedeutet. Bei der erfindungsgemässen kathodischen Überzugsaufbringung steigt der pH-Wert an der Kathode an» wodurch eine etwa 0»01 bis 0»1 cm dicke Orenzschicht erzeugt wird» in der das lösliche Phosphat in ein unlösliches Phosphat M(HPO^) oder M5(PCh)2 übergeführt wird» welches sich an der Substratoberfläche abscheidet. Die Treibkraft für die Salzablagerung ist somit eine pH-Änderung und Ausfällung an der Substratoberfläche. Eine solche durch eine pH-Änderung bedingte Erscheinung führt erfindungsgemäss auch zur Abscheidung dichter Polymerüberzüge. Es bilden sich dichtere überzüge als bei der Elektrophorese quaternärer Ammoniumsalze» bei der die Haupttreibkraft in einem Konzentrationegefälle besteht.The bath used according to the invention preferably contains a water-soluble dihydrogen phosphate M (H 2 PCh) 2 * where M is Pe »Zn» Ca »Mg or Al. In the cathodic application of the coating according to the invention, the pH value at the cathode rises »whereby an approximately 0.1 to 0.1 cm thick layer is produced» in which the soluble phosphate is converted into an insoluble phosphate M (HPO ^) or M 5 (PCh ) 2 is transferred »which is deposited on the substrate surface. The driving force for salt deposition is thus a change in pH and precipitation on the substrate surface. Such a phenomenon caused by a change in pH also leads, according to the invention, to the deposition of dense polymer coatings. More dense coatings are formed than with the electrophoresis of quaternary ammonium salts, in which the main driving force is a concentration gradient.

8 0 9 8 2 3 / 0 7 8~18 0 9 8 2 3/0 7 8 ~ 1

Al·Al

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung» bei der ein Eisenmetallsubstrat in das Beschichtungsbad eingetaucht wird» löst die im Bad enthaltene Phosphorsäure bei der zur Überzugsbildung angelegten Spannung geringe Mengen von Ei sen (II)-ionen aus dem Substrat heraus. Das auf diese Weise gebildete Pe(H2PCK)2 ist im Bad bei pH-Werten von 3»0 oder darunter löslich. Es bildet sich jedoch am Substrat rasch eine Grenzschicht mit erhöhtem pH-Wert, was zur Folge hat» dass sich die unlöslichen Salze Pe(HPO.) und Pe5(PCK)2 bilden und am Substrat abscheiden. Diese Salze ergeben einen wirksamen Korrosionsschutz» der dadurch noch erhöht wird» dass die Salze am Substrat im allgemeinen eine zusammenhängende Schicht» gewöhnlich mindestens eine Monoschicht» bilden» anstatt zur Gänze im anschliessend erzeugten» darüber befindlichen Harzüberzug verteilt zu werden. Gemäss einer bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform setzt man dem Bad wasserlösliche Zinksalze zu» die sich ebenfalls in Form unlöslicher Phosphate am Substrat abscheiden. Zinkdihydrogenpheophat [Zn(H2PCL)2] ist im Bad bei pH-Werten von 2,5 bis 3.5 beständig. Die Erfindung ist bei pH-Werten im Bereich von 2,0 bis 4»0 (vorzugsweise 2,5 bis 3»0) realisierbar. Bei pH-Werten unterhalb etwa 3»0 reagiert die im Bad vorliegende freie Phosphorsäure mit den Eisenmetallsubstraten unter Bildung des löslichen Eisendihydrogenphosphats [Pe(H2PO4J2J. Da die löslichkeit der Metalldihydrogenphosphate mit ansteigender Temperatur abnimmt» lässt sich das erfindungsgemäase Verfahren bei Badtemperaturen von 20 bis 250C am besten durchführen. Wenn sich Zinksalze im Bad lösen, kann der am Stahl gebildete Phosphatüberzug ebenfalls zwei Minerale als Hauptbestandteile aufweisen, und zwar Phosphophyllit [Zn2Pe(PO^)2.4H2O J und Hopeit [Zn^(POj)2.4H2O],In a special embodiment of the invention "in which a ferrous metal substrate is immersed in the coating bath", the phosphoric acid contained in the bath dissolves small amounts of iron (II) ions from the substrate when the voltage is applied to form the coating. The Pe (H 2 PCK) 2 formed in this way is soluble in the bath at pH values of 3 »0 or below. However, a boundary layer with an increased pH value quickly forms on the substrate, which means that the insoluble salts Pe (HPO.) And Pe 5 (PCK) 2 are formed and deposited on the substrate. These salts provide effective protection against corrosion »which is increased» because the salts on the substrate generally form a coherent layer »usually at least one monolayer» instead of being completely distributed in the subsequently created »overlying resin coating. According to a preferred embodiment of the invention, water-soluble zinc salts are added to the bath, which likewise deposit on the substrate in the form of insoluble phosphates. Zinc dihydrogen pheophate [Zn (H 2 PCL) 2 ] is stable in the bath at pH values from 2.5 to 3.5. The invention can be implemented at pH values in the range from 2.0 to 4 »0 (preferably 2.5 to 3» 0). At pH values below about 3 »0, the free phosphoric acid present in the bath reacts with the iron metal substrates to form soluble iron dihydrogen phosphate [Pe (H 2 PO 4 J 2 J. Since the solubility of the metal dihydrogen phosphates decreases with increasing temperature, the process according to the invention can be used best performed at bath temperatures of 20 to 25 ° C. If zinc salts dissolve in the bath, the phosphate coating formed on the steel can also have two minerals as main components, namely phosphophyllite [Zn 2 Pe (PO ^) 2 .4H 2 OJ and hopeite [Zn ^ (POj) 2 .4H 2 O],

Der praktische Misserfolg einiger herkömmlicher kathodisoher Überzugsaufbringungsmethoden beruht zumindest teilweise aufThe practical failure of some conventional cathodic isolators Overlay application methods relies, at least in part, on

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der hohen im Harzüberzug zurückgehaltenen Was serin enge und den In diesem» vom überzug nicht leicht entfernbaren Wasser gelösten Säuren und Salzen. Das Wasser kann nach verschiedenen Mechanismen zur Unbrauchbarkeit des Überzugs führen» während die Säurereste entweder unmittelbar oder durch Bereitstellung eines hygroskopischen Materials im Überzug» welches das Eindringen von Wasser und anderen korrodierenden Substanzen fördert» die Korrosion begünstigen können.the high water retained in the resin coating narrow and In this »water that is not easily removed from the coating dissolved acids and salts. The water can make the coating unusable by various mechanisms » while the acid residues either directly or by providing a hygroscopic material in the coating » which promotes the penetration of water and other corrosive substances »which can promote corrosion.

Im Gegensatz zur nützlichen Wirkung der Elektroendoosmose» die bei der anodischen Überzugsaufbringung an der Anode stattfindet und eine Tendenz zur Wasserabstossung vom anodischen Überzug besitzt» wird das Wasser von einem kathodischen Überzug nicht elektrisch abgestossen und kann durch die elektrischen Kräfte sogar in den überzug hineingesogen werden. In einem kathodischen Überzug zurückgehaltenes Wasser kann jedoch besonders nachteilig sein. Um diese Effekte möglichst weitgehend auszuschalten» stellt die Erfindung Harze zur Verfügung» die derart hydrophob sind und Überzüge mit einer solchen Härte oder Dichte liefern» dass insgesamt eine Wasserabstossung vom Überzug bei dessen Bildung erzielt wird.In contrast to the beneficial effects of electroendoosmosis » which takes place during the application of the anodic coating to the anode and has a tendency to repel water from the anodic coating the electrical forces can even be sucked into the coating. However, water retained in a cathodic coating can be particularly detrimental. To these effects To eliminate as far as possible »the invention provides resins» which are so hydrophobic and coatings with such a hardness or density »that provide a total water repellency from the coating as it is formed is achieved.

Die erf indungsgemässen günstigen Wirkungen werden durch Verwendung bestimmter hydrophober Pfropfeopolymerer erzieltf welche in ihrem ßrundgerüst sekundäre und/oder tertiäre AmInfunktionalität bzw. Aminogruppen aufweisen. Diese Gruppen fördern die Haftung des Harzüberzugs am Substrat» welche auch noch nach dem Erhitzen der Überzüge zum Zwecke Ihrer Vernetzung vorhanden ist. Dies ist ein Vorteil gegenüber kathodischen Sulfonlumsystemen» bei denen die Hydrophobität erst nach thermischer Zersetzung der Sulfoniumgruppen entwickelt wird. Eine thermische Zersetzung der Sulfoniumgruppen während der Vernetzung des Films würde bewirken»The erf indungsgemässen beneficial effects are achieved by using certain hydrophobic Pfropfeopolymerer f which in their ßrundgerüst secondary and / or tertiary amine functionality or amino groups. These groups promote the adhesion of the resin coating to the substrate, which is still present after the coatings have been heated for the purpose of crosslinking. This is an advantage over cathodic sulfonium systems in which the hydrophobicity is only developed after thermal decomposition of the sulfonium groups. Thermal decomposition of the sulfonium groups during crosslinking of the film would cause »

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Λ*Λ *

dass die genannten Gruppen nicht mehr für eine Erhöhung der Haftung des Harzüberzugs am Substrat zur Verfügung stehen. Obwohl quaternäre Ammoniumsalze in den erfindungsgemässen filmbildenden Polymeren enthalten sein können, können diese Salze ferner die sekundären oder tertiären Aminogruppen nicht ersetzen. Sie qua ternär en Ammoniumsalze wurden sich bei der Erhitzung des Pilms zwecke Vernetzung biö zu einem bestimmten Grad zersetzen und dadurch ihre die Haftung am Substrat fördernde Wirkung verlieren. Sie erfindungsgemässen Polymerzu8ammenaetzungen werden nachstehend näher beschrieben.that the groups mentioned are no longer available for increasing the adhesion of the resin coating to the substrate. Although quaternary ammonium salts in the inventive may contain film-forming polymers, these salts can also contain the secondary or tertiary amino groups do not replace. When the pilm was heated, the quaternary ammonium salts became biö for crosslinking purposes decompose to a certain degree and thereby lose their adhesion to the substrate promoting effect. The polymer compositions according to the invention are described in more detail below.

Obwohl im erfindungsgemässen Verfahren Vorteile aufgrund der Einbringung bei lauf endem System (live entry) erzielt werden, indem die Überzugsspannung angelegt wird» während die zu beschichtenden Gegenstände in das Bad eingetaucht werden» kann man für bestimmte Spezialeffekte bei der Einbringung eine verringerte Spannung anwenden. Sie für die Einbringung unter verringerter Spannung erforderliche zusätzliche elektrische Vorrichtung ist jedoch normalerweise nicht notwendig oder erwünscht. Es ist zweckmässig» das überzogene Substrat bei noch angelegter Beschichtungsspannung oder bald nach deren Abschaltung aus dem Bad zu entnehmen. .Although advantages due to the inventive method Entry can be achieved while the system is running (live entry) by applying the coating voltage »while the objects to be coated are immersed in the bath» you can use a reduced tension for certain special effects during the introduction. You for bringing in however, additional electrical equipment required under reduced voltage is usually not necessary or desired. It is convenient »the coated substrate to be taken from the bath when the coating voltage is still applied or soon after it has been switched off. .

Ser für die erfindungsgemäss verwendeten galvanischen Bäder verwendete Behälter kann mit einem gegenüber dem sauren pH-Wert des Bades resistenten organischen Überzug ausgekleidet -werden. Um die Korrosion möglichst weitgehend auszuschalten» kann man Rohre und Pumpenteile aus korrosionsbeständigem Stahl oder Kunststoff verwenden. Häufig können jedoch Kohlenstoff stahlteile verwendet werden» und die durch allmähliche Auf lösung der Vorrichtungswerkstoff e in das Bad gelangenden Eisen(II)-ionen sind für den Beschichtungsprozess eher nützlich als schädlich. Aufgrund ihrer Selbstpaseivierungewir-Ser for the galvanic baths used according to the invention The container used can be lined with an organic coating that is resistant to the acidic pH of the bath. In order to eliminate corrosion as much as possible » you can use pipes and pump parts made of corrosion-resistant steel or plastic. Often, however, carbon steel parts can be used »and made by gradual Iron (II) ions that get into the bath when the device materials are dissolved are more useful than harmful to the coating process. Due to their self-paseivation, we

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ι» 7421 βι »7421 β

kung verhält sich Phosphorsäure bei den angewendeten pH-Werten gegenüber Stahl weniger stark korrodierend als einige andere Mineralsäuren* so dass kostspieligere Werkstoffe häufig überflüssig sind.As a result, phosphoric acid is less corrosive to steel than some at the pH values used other mineral acids * so that more expensive materials are often superfluous.

Es wurde gefunden» dass die üblichen Bakterien in den erfindungsgemässen wässrigen Oberzugsmitteln nicht gedeihen. Daher kann eine gewöhnliche Ultrafiltration im Kreislaufsystem für die Badkomponenten zum Entfernen von Verunreinigungen von den beschichteten Teilen angewendet werden. Ferner können Membranen und gewöhnliche gespülte Anoden zweckmässig sein» obwohl solche Einrichtungen nicht notwendig sind. Als Alternative für die Anwendung gespülter Anoden kann man die überschüssige» im Bad angereicherte Phosphorsäure durch Zugabe von Zink» ZnO» Zn(OH)2 oder anderer Metalle oder Verbindungen, welche in Lösung die Metalldihydrogenphosphate bilden» verbrauchen.It has been found that the usual bacteria do not thrive in the aqueous coating compositions according to the invention. Therefore, ordinary circulating ultrafiltration can be used for the bath components to remove contaminants from the coated parts. In addition, membranes and ordinary purged anodes may be useful, although such devices are not necessary. As an alternative to the use of rinsed anodes, the excess »phosphoric acid enriched in the bath can be used up by adding zinc» ZnO »Zn (OH) 2 or other metals or compounds which form the metal dihydrogen phosphates in solution.

Obwohl man einen unbeschichteten Behälter als Anode einsetzen kann, verwendet man für technische Zwecke normalerweise Anoden aus korrosionsbeständigem Stahl, deren Oberfläche kleiner als jene des zu beschichtenden, als Kathode geschalteten Substrats ist. Auf diese Weise wird eine günstige Stromdichteverteilung erzielt.Although an uncoated container can be used as an anode, anodes made of corrosion-resistant steel, the surface of which is smaller than that of the one to be coated, are normally used as the cathode for technical purposes switched substrate is. In this way, a favorable current density distribution is achieved.

Im erfindungsgemässen galvanischen Beschichtungsverfahren wird das als zu überziehendes Substrat vorgesehene Metallteil in ein Bad einer galvanischen Zelle eingetaucht. Das Bad ist eine wässrige Dispersion von etwa 2 bis 35 Gknr.-jC eines kationischen filmbildenden Polymeren» das zumindest teilweise mit einer sauren Substanz neutralisiert ist. Man verwendet für diesen Zweck vorzugsweise Phosphorsäure in einem Anteil» der von 60 jener Menge» welche für eine stöchlometrische Reaktion des ersten Wasserstoffatome derIn the galvanic coating process according to the invention, the metal part provided as the substrate to be coated is immersed in a bath of a galvanic cell. The bath is an aqueous dispersion of about 2 to 35 Gknr.-1C of a cationic film-forming polymer »which is at least partially neutralized with an acidic substance. Is used for this purpose preferably phosphoric acid in an amount "of from 60 i" that amount "which for a stöchlometrische reaction of the first hydrogen atoms of the

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ΑϊΑϊ

dreibasischen Satire mit sämtlichen verfügbaren Aminogruppenbindungen im Polymeren benötigt wird, bis zu einem Oberschuss von 120 % der stuchiometrischen Menge reicht. Der Einsatz von weniger als etwa 60 % der stöchiometrischen Phosphorsäuremenge kann zur Instabilität des Bades führen. Bin höherer Phosphorsäureanteil als 120 Jl (sogar von 270 % oder mehr) kann zuweilen toleriert werden» obwohl eine untere pH-Grenze von 2,2 bis 2»5 erreicht wird» wenn mehr freie Phosphorsäure vorhanden ist. In Gegenwart der Säure bildet das filmbildende Polymere im .Bad Kationen.three-basic satire with all available amino group bonds in the polymer is required, up to an excess of 120% of the stuchiometric amount. The use of less than about 60 % of the stoichiometric amount of phosphoric acid can lead to instability of the bath. A phosphoric acid content higher than 120 μl (even 270 % or more) can sometimes be tolerated »although a lower pH limit of 2.2 to 2» 5 is reached »if more free phosphoric acid is present. In the presence of the acid, the film-forming polymer forms cations in the bath.

Der zu beschichtende Metallgegenstand wird an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen, um als Kathode der Zelle zu fungieren. Während der gesamten Verweilzeit des Gegenstands im Bad (etwa 0,01 bis 5 Min.) wird bei einer Spannung von etwa 1 bis 500 T Strom durch die Zelle geleitet, wobei ein Oberzug aus dem kationischen Polymeren am Substrat abgeschieden wird. Venn der Oberzug die gewünschte Dicke erreicht hat» entnimmt man den Gegenstand aus dem- Bad. Der Gegenstand wird dann vorzugsweise zur Entfernung von überschüssigem Oberzugsmittel mit Wasser oder aus dem Verfahren entnommenem Piltrat gespült. Anschliessend wird der Gegenstand bei Baumtemperatur getrocknet oder 5 bis 40 Min. bei 100 bis 3000C gebrannt» wobei ein Decküberzug mit einer Dicke von etwa 0» 00254 bis 0,127 am (etwa 0,1 bis 5 mils) erzielt wird. Der typische Wirkungsgrad beträgt etwa 30 mg abgelagerte Filmfeststoffe pro Coulomb Elektrizitätsmenge·The metal object to be coated is connected to the negative pole of a direct current source in order to act as the cathode of the cell. During the entire residence time of the object in the bath (approx. 0.01 to 5 min.), Current is passed through the cell at a voltage of approx. 1 to 500 T, with a coating of the cationic polymer being deposited on the substrate. When the cover has reached the desired thickness »the object is removed from the bath. The object is then preferably rinsed with water or with piltrate removed from the process to remove excess coating agent. Subsequently, the object tree in temperature is dried or 5 to 40 min. Fired at 100 to 300 0 C "with a top coat having a thickness of about 0" 00254 to 0.127 is obtained at the (5 mils to about 0.1). Typical efficiency is about 30 mg deposited film solids per coulomb of electricity

Die in der galvanischen Zelle angewendete Stromdichte überschreitet im allgemeinen nicht 1,85 l/cm2 (0,3 A/in2) der in das Bad eingetauchten Anodenoberfläche. Man arbeitet vorzugsweise bei geringeren Stromdichten. Bei der Abscheidung des kationlschen filmbildenden Polymeren werden vorzugsweise Spannungen von 5 bis 400 V während 0,25 bis 2 Min.The current density used in the galvanic cell generally does not exceed 1.85 l / cm 2 (0.3 A / in 2 ) of the anode surface immersed in the bath. It is preferable to work at lower current densities. During the deposition of the cationic film-forming polymer, voltages of 5 to 400 V are preferably used for 0.25 to 2 minutes.

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angelegt» damit ein hochwertiger Decküberzug erzielt wird.applied »so that a high-quality top coat is achieved.

Die erfindungsgemässen Oberzugsmittel können Pigmente enthalten. Diese werden dem Mittel im allgemeinen in herkömmlicher Weise einverleibt» indem man zunächst eine Pigmentpaste (mill base) oder Pigmentdispersion erzeugt» welche das Pigment und das vorgenannte kationische fumbildende Polymere oder ein anderes» in Wasser dispergierbares Polymeres oder Tensid enthält. Die Pigmentpaste wird dann mit weiteren filmbildenden Bestandteilen und dem organischen Lösungsmittel vermischt. Wenn man die Pigmentpaste anschliessend ansäuert und in Wasser dlspergiert» tendieren die Polymeren dazu» die Pigmente einzuhüllen. Dieser Effekt verhindert die EntStabilisierung der Dispersion oder andere unerwünschte Wirkungen» die durch den Einsatz eines basischen Pigments (wie von TiO2) in einer sauren Dispersion verursacht werden körnten. Man kann in sauren Medien stabile Pigmente verwenden» beispielsweise die oberflächenbehandelten TiOp-Pigmente der US-PS 3 941 603. Auch andere Pigmente sind geeignet» z.B. Metalloxide» wie Zink- oder Eisenoxide» Metallflocken» wie Aluminiumflocken» Metallpulver» Glimmerflocken (ohne oder mit Oberflächenbehandlung, z.B. mit Titandioxid und Sues), Chromate, wie Bleichromate, Sulfate» Russ» Siliciumdioxid» Talk» Aluminiumsilikate, wie Kaolin (china clay) und feinteiliger Kaolin» organische Pigmente und lösliche organische Farbstoffe.The coating agents according to the invention can contain pigments. These are generally incorporated into the agent in a conventional manner by first producing a pigment paste (mill base) or pigment dispersion which contains the pigment and the aforementioned cationic film-forming polymer or another water-dispersible polymer or surfactant. The pigment paste is then mixed with other film-forming ingredients and the organic solvent. If the pigment paste is then acidified and dispersed in water, the polymers tend to envelop the pigments. This effect prevents the de-stabilization of the dispersion or other undesirable effects that could be caused by the use of a basic pigment (such as TiO 2 ) in an acidic dispersion. Pigments that are stable in acidic media can be used »for example the surface-treated TiOp pigments from US Pat Surface treatment, eg with titanium dioxide and sues), chromates, such as lead chromates, sulfates »carbon black» silicon dioxide »talc» aluminum silicates, such as kaolin (china clay) and finely divided kaolin »organic pigments and soluble organic dyes.

Ausβer für die kathodische Oberzugsaufbringung können die erfindungsgemässen Oberzugsmittel auch nach beliebigen herkömmlichen Methoden» wie durch Aufspritzen» elektrostatisches Aufsprühen» Aufstreichen bzw. -bürsten» Pließbeschichtung oder nach der Tauchmethode» aufgebracht werden. Die umsetzung der Aminogruppen des Polymeren mit Phosphorsäure ist im allgemeinen nicht notwendig» wenn das Überzugsmittel für andere Zwecke als für die galvanische Beschichtung vor-Except for the cathodic coating application, the coating agents according to the invention also by any conventional methods »such as by spraying» electrostatic Spray on »Spread on or brush on» Plied coating or by the immersion method ». The reaction of the amino groups of the polymer with phosphoric acid is generally not necessary »if the coating agent is intended for purposes other than electroplating

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FF 7421 BFF 7421 B

gesehen ist. Thermisch zersetzliche organische Säuren» vie Ameisensäure, können bei solchen Anwendungen zur Erzielung von Wasserlöslichkeit verwendet werden. Der überzug soll dann etwa 5 bis 40 Min. bei etwa 175 bis 2000C eingebrannt werden, so dass Überzüge mit einer Sicke von etwa 0*00254 bis 0*127 mm (etwa 0,1 bis 5 mils) erzielt werden. Bei der Anwendung zur kathodischen Überzugsaufbringung werden die erflndungsgemässen Überzugsmittel vorzugsweise so eingesetzt» dass Dicken (nach Trocknung) von etwa 0,0203 bis 0,0305 mm (etwa 0,8 bis 1,2 mils) erzielt werden.is seen. Thermally decomposable organic acids, such as formic acid, can be used in such applications to achieve water solubility. The coating should be about 5 to 40 min. Are baked at about 175-200 0 C, so that coating can be achieved with a bead of about 0 * 00254-0 * 127 mm (about 0.1 to 5 mils). When used for cathodic coating application, the coating agents according to the invention are preferably used in such a way that thicknesses (after drying) of about 0.0203 to 0.0305 mm (about 0.8 to 1.2 mils) are achieved.

Das erfindungsgemässe Überzugsmittel enthält ein Vernetzungsmittel, das zusammen mit dem filmbildenden Bestandteil in Wasser dispergiert werden kann. Bezogen auf die Feststoffanteile Im Bad» welche ungefähr den Peststoffenteilen im Film entsprechen, werden etwa 60 bis 95 £ (vorzugsweise etwa 70 £) des kationischen filmbildenden Polymeren zusammen mit etwa 5 bis 40 j6 (vorzugsweise etwa 30 Jt) Vernetzungsmittel eingesetzt.The inventive coating agent contains a crosslinking agent, which together with the film-forming component in Water can be dispersed. Based on the solid content in the bathroom »which is roughly the same as the pesticide content in the Film, there will be about 60 to 95 pounds (preferably about 70 pounds) of the cationic film-forming polymer combined with about 5 to 40 j6 (preferably about 30 Jt) crosslinking agent used.

Typische Beispiele für erfindungsgemäss verwendbare Vernetzungsmittel sind Melamln-Pormaldehyd-Harze, alkylierte Melamin-Formaldehyd-Harze» wie Hexakis-(methoxymethyl)-melamin und teilmethylierte Melamin-Formaldehyd-Harze, butylierte Helamln-Pormaldehydharze» methylierte Harnstoff-Formaldehydharze» Harnstoff-Formaldehyd-Harzβ und Phenol-Formaldehyd-Harze. Besondere gut brauchbare Vernetzungsmittel, welche mit den kationischen Polymeren hochwertige Produkte liefern» sind Benzoguanamin-Formaldehyd-Harze. Bin bevorzugtes Benzoguanamin-Formaldehyd-Harz ist XM 1125 (American Cyanamid Co.)» ein saures» selbet-katalysiertes Vernetzungsmittel mit einer Säurezahl von 25 bis 32.Typical examples of crosslinking agents which can be used according to the invention are melamine / formaldehyde resins, alkylated Melamine-formaldehyde resins »such as hexakis (methoxymethyl) melamine and partially methylated melamine-formaldehyde resins, butylated Helamln-formaldehyde resins »methylated urea-formaldehyde resins» urea-formaldehyde resins and phenol-formaldehyde resins. Benzoguanamine-formaldehyde resins are particularly useful crosslinking agents which deliver high-quality products with the cationic polymers. A preferred benzoguanamine formaldehyde resin is XM 1125 (American Cyanamid Co.) "an acidic" self-catalyzed Crosslinking agents with an acid number of 25 to 32.

Wenn erfindungsgemässe überzugsmittel als Grundiermittel fürWhen inventive coating compositions as a primer for

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PP 7421 B 2,0 PP 7421 B 2.0

Metalle (wie behandelten und unbehandelten Stahl oder Aluminium) eingesetzt werden» kann man herkömmliche Acrylelnbrennlacke (acrylic enamels)» Acryldispersionseinbrennlacke und andere Überzugsmittel direkt als Decküberzüge auf die Grundierungen (Primer) aufbringen. Acryllacke (acrylic lacquers)» Acryldispersionslacke oder Acrylpulverüberzüge können auf die aus den neuen Zusammensetzungen gebildeten Grundanstriche aufgebracht werden; man kann jedoch auch einen geeigneten Zwischenüberzug, wie einen Porenschliesser (sealer)» zur Verbesserung der Haftung der Lack- oder Pulverdeckschicht auf der Grundierung anwenden. Metals (such as treated and untreated steel or aluminum) »you can use conventional acrylic enamels» acrylic dispersion enamels and other coating agents directly onto the primers as top coats. Acrylic paints (acrylic lacquers) »Acrylic emulsion paints or acrylic powder coatings can be applied to those made from the new compositions formed base coats are applied; however, a suitable intermediate coating, such as a Pore sealer »use to improve the adhesion of the paint or powder top coat on the primer.

Der sowohl im Grundiermittel als auch im Decküberzugsmittel eingesetzte Glycidylester und die fakultativen Epoxy-Pettsäure-Bestandteile des Grundiermittels verleihen dem Polymeren eine genügende Hydrophob!tat» dass der galvanisch abgeschiedene Film mindestens etwa 83 % (vorzugsweise 85 bis 95 %) Peststoffe enthält. Obwohl derart hohe Peststoffgehalte für anodisch aufgebrachte Überzüge nicht ungewöhnlich sind» lassen sie sich bei der kathodischen Abscheidung wegen der in der Regel eingeschlossenen Wassermenge nicht leicht erzielen. Die Phosphorsäurekonzentration im galvanisch abgeschiedenen PiIm beträgt 10 bis 15 # der Phosphorsäurekonzentration des Bades. Dies entspricht einem Wert von etwa 0,05 des aufgebrachten Films selbst. Die genannten Zahlen gelten für den galvanisch abgeschiedenen PiIm bzw. Überzug vor dessen Trocknung und Einbrennen. Die im PiIm vorhandenen Aminogruppen führen zu einer geringen Phosphatkonzentration im Pilm» das zurückgehaltene Wasser steigert den Phosphorsäuregehalt jedoch in einem schädlichen Ausmass. Empirische Tests haben gezeigt» dass es nachteilig ist» wenn 20 bis 25 1> der Phosphorsäurekonzentration des Bades im Pilm verbleiben; solche Werte führen zu einer verminder-The glycidyl ester used both in the primer and in the topcoat and the optional epoxy-fatty acid components of the primer give the polymer sufficient hydrophobicity so that the electrodeposited film contains at least about 83 % (preferably 85 to 95%) pesticides. Although such high levels of pesticides are not uncommon for anodically applied coatings, they are not easy to achieve with cathodic deposition because of the amount of water that is usually trapped. The phosphoric acid concentration in the electrodeposited PiIm is 10 to 15 # of the phosphoric acid concentration in the bath. This corresponds to a value of about 0.05 1 »of the applied film itself. The figures mentioned apply to the electrodeposited PiIm or coating before it is dried and stoved. The amino groups present in the PiIm lead to a low phosphate concentration in the Pilm »the retained water, however, increases the phosphoric acid content to a harmful extent. Empirical tests have shown »that it is disadvantageous» if 20 to 25 1> of the phosphoric acid concentration of the bath remains in the pilm; such values lead to a reduced

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PP 7421 B J4PP 7421 B J4

ten Korrosionsbeständigkeit» dem Auftreten von Blasen und anderen unerwünschten Effekten.ten corrosion resistance »the appearance of bubbles and other undesirable effects.

Im erfindungsgemässen Verfahren wird die kritische Phosphorsäurekonzentration im trockenen PiIm als Prozentanteil der Phosphorsäurekonzentration des Bades angegeben, per Begriff "Phosphorsäure" schlisset in dieser Beziehung auch Phosphorsäurederivate mit entsprechender Wirkung in Porm von mit Aminogruppen des Polymeren umgesetzten Phosphaten und Metallphosphaten ein. Im Verhältnis zum gesamten galvanisch abgeschiedenen überzug trägt die direkt am Substrat befindliche Metallphoaphatschicht nur vernachlässigbare .Phosphatmengen bei* Die Hauptmenge der Phosphorsäurederivate) -liegt in Porm von freier Phosphorsäure oder Aminsalzen innerhalb des im PiIm eingeschlossenen Wassers vor. Der ionisch im Polymeren gebundene Phosphatanteil hängt vom Aminanteil im Polymeren ab. Höhere Aminanteile ergeben höhere Anteile des mit ihnen umgesetzten» gebundenen Phosphats. Die Hauptmenge des Phosphats wird vom Polymeren aufgrund der pH-Änderung und elektrischen Erscheinungen in Porm von Phosphationen abgegeben» wenn das Polymere auf das Substrat aufgebracht wird. Ein unterschiedlicher Phosphatanteil bleibt jedoch im PiIm zurück. Der aufgebrachte Phosphatanteil wird am zuverlässigsten als Anteil der Phosphatkonzentration des Bades bestimmt. Die Badkonzentration 1st ein dynamischer Wert» der von der Beschichtungsgeschwlndigkeit sowie vom Ausmass der Substanzmitnahme (dragout) und des Spülens abhängt und am besten über eine Zeitspanne gemittelt wird» während welcher Phosphorsäure dem Bad einverleibt und teilweise mit den Oberzügen entfernt wird.In the process according to the invention, the critical phosphoric acid concentration in the dry PiIm is given as a percentage of the phosphoric acid concentration in the bath; the term "phosphoric acid" also includes phosphoric acid derivatives with a corresponding effect in the form of phosphates and metal phosphates reacted with amino groups of the polymer. In relation to the total electroplated coating, the metal phosphate layer directly on the substrate only contributes negligible amounts of phosphate * The main amount of phosphoric acid derivatives is in the form of free phosphoric acid or amine salts within the water enclosed in the PiIm. The ionically bound phosphate content in the polymer depends on the amine content in the polymer. Higher proportions of amine result in higher proportions of the bonded phosphate reacted with them. Most of the phosphate is released from the polymer in the form of phosphate ions due to the change in pH and electrical phenomena when the polymer is applied to the substrate. However, a different proportion of phosphate remains in the PiIm. The amount of phosphate applied is most reliably determined as the proportion of the phosphate concentration in the bath. The bath concentration is a dynamic value that depends on the speed of the coating as well as the extent to which the substance is dragged out and rinsing, and is best averaged over a period of time during which phosphoric acid is incorporated into the bath and partially removed with the outer layers.

Obwohl erfindungsgemäss Phosphorsäure aus mehreren Gründen verwendet wird (der wichtigste Grund ist die Gewährleistung der Bildung des Phosphatüberzugs am Substrat in demselbenAlthough phosphoric acid according to the invention for several reasons is used (the most important reason is to ensure the formation of the phosphate coating on the substrate in the same

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FP 7421 B 22 FP 7421 B 22

Verfahren» das auch den Decküberzug liefert), können ausser der Phosphorsäure noch andere Säuren mit denselben Resultaten eingesetzt werden. Säuren» welche bei niedrigem pH-Wert, wasserlösliche Salze der gewünschten Metalle (Insbesondere Zink-» Elsen-» Calcium-» Magnesium- oder Aluminiumsalze) bilden» die anschliessend in der Grenzschicht bei erhöhtes -pH-Wert in unlösliche Salze umgewandelt werden» sind verwendbar. Oxal-, Chrom-» SuIfamin-, Benzoe- und Borsäure können ein solches Verhalten zeigen. Es kann jedoch der Fall eintreten» dass die in Abwesenheit von Phosphaten abgeschiedenen Salze solcher Säuren nicht die passivierenden oder korrosionsinhlbierenden Wirkungen von Phosphaten aufweisen.Process »which also supplies the top coat), can except In addition to phosphoric acid, other acids can be used with the same results. Acids »which at low pH, Water-soluble salts of the desired metals (in particular zinc, elsenic, calcium, magnesium or aluminum salts) form »which are then converted into insoluble salts in the boundary layer when the pH value is increased» can be used. Oxalic, chromic, sulfamic, benzoic and boric acids can show such behavior. However, it can happen that the salts of such acids deposited in the absence of phosphates are not the passivating ones or have the corrosion-inhibiting effects of phosphates.

Sie erfindungsgemässen Überzugsmittel können weitere Hilfsstoffe enthalten» welche die grundlegenden und neuen Merkmale der Erfindung nicht wesentlich verändern und daher durch die Ausdrucksweise "im wesentlichen bestehend" einbezogen werden sollen. Beispiele für solche Hilfsstoffe sind Verdickungsmittel» Schauminhibitoren» Pigmente» Mikrogele» Pigmentdispergiermittel» Polymerpulver» Mikrobiozlde und koaleszierende Lösungsmittel. Typische geeignete koaleszierende Lösungsmittel» welche in einer Konzentration von etwa 0,5 # des gesamten Badvolumens eingesetzt werden können» sind Ithylenglykolmonobutyläther, Siäthylenglykolmonobutyläther und Cyclohexanol.The coating compositions according to the invention can contain further auxiliaries which do not significantly change the basic and new features of the invention and therefore do not change them by the phrase "consisting essentially of" are intended to be included. Examples of such auxiliaries are Thickeners »Foam inhibitors» Pigments »Microgels» Pigment dispersants »Polymer powders» Microbiota and coalescing solvents. Typical suitable coalescing solvents »which are in a concentration of About 0.5 # of the total bath volume can be used »are ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether and cyclohexanol.

Sie erfindungsgemässen Pfropfeopolymeren können Grundgerüste verschiedener Art aufweisen» sofern diese die erforderliche Aminfunktionalität besitzen und bei Pfropfung mit Epoxycopolymeren eine geeignete Hydrophobität annehmen. Sie bevorzugten Grundgerüstanteile sind Acrylverbindungen» wie Alkylacrylate» Methacrylverbindungen und von Acryl- oder Methacrylverbindungen abgeleitete Polymere. Weitere Beispiele für geeignete Grundgerüstanteile sind Polyamine vonThe graft polymers according to the invention can have basic structures of various types »provided that they have the required amine functionality and, when grafted with epoxy copolymers, assume a suitable hydrophobicity. They preferred backbone parts are acrylic compounds »like Alkyl acrylates »methacrylic compounds and of acrylic or Polymers derived from methacrylic compounds. Further examples of suitable backbone fractions are polyamines of

- 18 -809823/0781- 18 -809823/0781

PP 7421 B 23PP 7421 B 23

maleinisierten ölen» Polyester» maleinlsiertes Polybutadien und epoxidierte UIe.maleated oils »polyester» maleated polybutadiene and epoxidized UIe.

Sekundäre imine im Grundgerüst des Pfropfcopolymeren können eine ähnliche Punktion wie tertiäre imine aufweisen. Man kann sekundäre imine beispielsweise erzeugen» indem man Glycidylmethacrylat mit Ammoniak zu einem primären Amin umsetzt» welches dann durch Pfropfung mit geeigneten Epoxidanteilen in ein sekundäres Amin übergeführt wird. Sie zur Herstellung der erfindungagemässen Zusammensetzungen angewendete Pfropfcopolymerlsation verwandelt sekundäre imine in den Reaktionskomponenten in tertiäre imine und demgemäss primäre imine in sekundäre Amine und tertiäre imine in quaternäre Ammoniumsalze.Secondary imines in the backbone of the graft copolymer can have a similar puncture as tertiary imines. Man can produce secondary imines, for example, by combining glycidyl methacrylate with ammonia to form a primary amine converts »which is then converted into a secondary amine by grafting with suitable epoxy components. You to Graft copolymerization used in the preparation of the compositions according to the invention converts secondary imines in the reaction components in tertiary imines and accordingly primary imines into secondary amines and tertiary imines into quaternary ammonium salts.

Sie Abscheidung von qua ternär en Ammoniumsalzen auf die Substrate erfolgt hauptsächlich aufgrund eines Konzentrationegefälles anstatt infolge der pH-Änderungen in der engen Grenzzone» welche zur Abscheidung von sekundären und tertiären Aminen führen. Das Konzentrationsgefalle wirkt sich langsamer als der Grenzzoneneffekt aus und führt in Abwesenheit von sekundären und tertiären Aminogruppen zu weicheren» weniger dichten Oberzügen. Solche weicheren Überzüge sind massiger und poröser und weisen daher eine höhere Leitfähigkeit auf. Dies hat zur Polge» dass die Dicke der Überzüge bei fortgesetzter galvanischer Abscheidung weiter vergröesert wird. Im Gegensatz dazu liefert der selbstbegrenzende Effekt von Pilmen mit geringerer leitfähigkeit Überzüge mit einheitlicherer Dicke. Ausser dass sie die Haftung des Pilms am Substrat nach dem Einbrennen verbessern, erhöhen sekundäre und tertiäre Amine im Grundgerüst auch die Beständigkeit des Polymeren in wässrigen Dispersionen.The deposition of quaternary ammonium salts on the substrates occurs mainly due to a concentration gradient instead of due to the pH changes in the narrow Border zone »which lead to the deposition of secondary and tertiary amines. The concentration gradient has an effect slower than the border zone effect and, in the absence of secondary and tertiary amino groups, leads to softer, less dense outer layers. Such softer coatings are bulkier and more porous and therefore have a higher thickness Conductivity on. The consequence of this is that the thickness of the coatings increases with continued electrodeposition is enlarged. In contrast, the self-limiting effect of pilms with lower conductivity provides More uniform thickness coatings. Except that they are the Improve the adhesion of the pilm to the substrate after baking, Secondary and tertiary amines in the basic structure also increase the resistance of the polymer in aqueous dispersions.

Zur Verbesserung der Haftung an den Substraten und der Be-To improve the adhesion to the substrates and the

- 19 -- 19 -

809823/0781809823/0781

PP 7421 B 2f PP 7421 B 2f

ständigkeit der wässrigen Dispersion enthält das erfindungsgemässe filmbildende Polymere vorzugsweise 0,04 bis 0,8 Äquivalent an tertiärer Aminfunktionalitat (bzw. Aminogruppen). Das Grundiermittel enthält vorzugsweise etwa 0,04 Äquivalent und das Decküberzugsmittel vorzugsweise etwa 0,05 Äquivalent tertiäre Aminogruppen. Das bevorzugte sekundäre Amin (vor der Pfropfung) ist tert.-Butylaminoäthylmethacrylat, das bevorzugte tertiäre Amin Dimethylaminoäthylmethacrylat.The film-forming polymer according to the invention preferably contains 0.04 to 0.8 equivalent of tertiary amine functionality (or amino groups) for stability of the aqueous dispersion. The primer preferably contains about 0.04 equivalent and the topcoat preferably contains about 0.05 equivalent of tertiary amino groups. The preferred secondary amine (before grafting) is tert-butylaminoethyl methacrylate, the preferred tertiary amine is dimethylaminoethyl methacrylate.

Im Acrylgrundgerüst vor der Pfropfeopolymerisation enthaltene tertiäre Amine, die bei der Pfropfung in quaternäre Ammoniumsalze übergeführt werden, begünstigen die Pfropfcopolymerisation. Die erfindungsgemässen Pfropfeopolymeren enthalten daher vorzugsweise etwa 0,01 bis 0,05 (insbesondere etwa 0,01 bis 0,02) Äquivalent quaternäre Ammoniumfunktional itat bzw. Ammoniumgruppen. Diese brauchen jedoch nicht in das Grundgerüst eingebaut zu werden, sondern können als äusserer Katalysator zur Förderung der Pfropfpolymerisation eingesetzt werden. Auf diese Weise vermeidet man die etwas nachteiligen Auswirkungen von quaternären Ammoniumgruppen im Grundgerüst der galvanisch abgeschiedenen Überzüge. Contained in the acrylic framework before the graft polymerisation tertiary amines, which are converted into quaternary ammonium salts during grafting, promote graft copolymerization. The graft polymers according to the invention therefore preferably contain about 0.01 to 0.05 (especially about 0.01 to 0.02) equivalent of quaternary ammonium functional itate or ammonium groups. However, these do not need to be built into the basic structure, but can can be used as an external catalyst to promote graft polymerization. That way you avoid the somewhat deleterious effects of quaternary ammonium groups in the basic structure of the electrodeposited coatings.

Obwohl es schwierig ist, aussagekräftige quantitative Angaben bezüglich der Weichheit oder Härte des Harzes zu machen, weisen bestimmte erfindungsgemässe Harze einen Härtegrad auf, der in Kombination mit der Hydrophobität der Harze das Wasser von den Pilmen bzw. Überzügen fernhält, so dass die angegebenen Wasser- und Säureretentionswerte erzielt werden. Although it is difficult to give meaningful quantitative information on the softness or hardness of the resin, certain resins according to the invention have a degree of hardness which, in combination with the hydrophobicity of the resins, keeps the water away from the mushrooms or coatings, so that the specified water- and acid retention values can be achieved.

Die Molekulargewichte der erfindungsgemässen Polymeren sind im allgemeinen nicht kritisch. Typische durch Gelpermeationschromatographie bestimmte Durchschnittemolekulargewichte sind jedoch: für den Grundgerüstanteil 12 000, für das Pfropfcopolymere des Grundiermittels 11 000 bis 12 000 und für das The molecular weights of the polymers according to the invention are generally not critical. Typical average molecular weights determined by gel permeation chromatography, however, are: for the backbone portion 12,000, for the graft copolymer of the primer 11,000 to 12,000 and for the

- 20 809823/0781 - 20 809823/0781

PP 7421 BPP 7421 B

Pfropfeopolymere des Decküberzugsmittelβ 15 000. Diese Werte zeigen» dass typischerweise 80 bis 85 £ des Epoxide auf das Grundgerüst aufgepropft sind.Graft copolymers of the topcoat 15,000. These values show that typically 80 to 85 pounds of the epoxy the basic structure are grafted on.

Obwohl versucht wurde» ixt und Weise der Erzielung der erfindungsgemäesen Vorteile sowie deren Ursachen zu erläutern» wird dadurch keinerlei Beschränkung auf irgendwelche Theorien beabsichtigt.Although attempts have been made to explain the way in which the advantages according to the invention are achieved and their causes, there is no restriction in any way to any Theories intended.

Sie nachstehenden Beispiele sollen die Herstellung der erfindungsgemässen Pfropfeopolymeren und deren Verwendung in erfindungsgemässen kathodischen Abscheidungsmethoden erläutern.The following examples are intended to describe the preparation of the graft polymers according to the invention and their use in explain cathodic deposition methods according to the invention.

Beispielexample

Ein schwarzes Grundiermittel wird wie folgt hergestellt und angewendet:A black primer is made and applied as follows:

In Abschnitt I und Abschnitt II werden die beiden Harzkomponenten beschrieben» welche pfropfpolymerisiert und mit den Pigmentdispersionen von Abschnitt III im Anstrich- bzw. Überzugsmittel von Abschnitt IV eingesetzt werden.Section I and Section II describe the two resin components, which are graft polymerized and with the Pigment dispersions from Section III are used in the paint or coating material from Section IV.

Abschnitt I;Section I;

-Es wird die Herstellung eines für die Pfropfcopolymerisation geeigneten Epoxyesters beschrieben.-It will be producing one for graft copolymerization suitable epoxy ester described.

Die nachstehenden Komponenten werden in ein mit Rührer» Thermometer» Rückflusskühler und Heizmantel ausgerüstetes Reaktionsgefäss zur Bildung einer Epoxyeaterharzlösung gegeben:The following components are placed in a equipped with a stirrer »thermometer» reflux condenser and heating jacket Reaction vessel given to form an epoxy ether resin solution:

- 21 -809823/0781- 21 -809823/0781

FF 7421 BFF 7421 B

Anteil 1Share 1

Gew.-TeileParts by weight

Epoxyharz (Epon 1001) 1677t00Epoxy resin (Epon 1001) 1677t00

(Epon 1001 ist ein Epoxyharz der Formel(Epon 1001 is an epoxy resin of the formula

CH2-CH-CH2- -CH 2 -CH-CH 2 - -

0-CH2-CH-CH2 0-CH 2 -CH-CH 2

in der η eine genügend große ganze Zahl ist» dass eine Gardner-Holdt-Viskosität von D-G (gemessen in einer Xthylenglykolmonobutylätherlösung des Polymeren mit einem Feststoffgehalt von 40 Gew.-Jt bei 250C) erzielt wird und das Harz ein Epoxidäquivalent von 450 bis 550 aufweist.in the η a sufficiently large integer "that a Gardner-Holdt viscosity of DG (measured in a Xthylenglykolmonobutylätherlösung the polymer with a solids content of 40 weight Jt at 25 0 C) is obtained, and the resin is an epoxy equivalent of 450 to 550 has.

Anteil 2Share 2

TallölfettsäurenTall oil fatty acids BenzyltrlmethylammoniumhydroxidBenzyltrimethylammonium hydroxide

Anteil 3Share 3

ÄthylenglykolmonoäthylätherEthylene glycol monoethyl ether

Gew.-Teile 503.10 1*70 Parts by weight 503.10 1 * 70

419»30419 »30

Anteil 1 wird in das Reaktionsgefäss gegeben» unter Stickstoff gesetzt und zum Schmelzen des Harzes auf etwa 128 bis 1400C erhitzt. Sann fügt man Anteil 2 hinzu und erhitzt etwa 3 Std. unter ständigem Rühren auf etwa 150 bis 1600C, bis das Reaktionsgemisch eine Säurezahl von 0,01 aufweist. Bann setzt man Anteil 3 bu, kühlt ab und filtriert.Part 1 is placed in the reaction vessel, placed under nitrogen and heated to about 128 to 140 ° C. to melt the resin. Part 2 is then added and the mixture is heated to about 150 to 160 ° C. for about 3 hours, with constant stirring, until the reaction mixture has an acid number of 0.01. Bann sets portion 3 bu, cools down and filtered.

Die erhaltene Epoxyesterharzlösung weist einen Feststoffge halt von etwa 84 #» eine Säurezahl von höchstens 0,01, einThe obtained epoxy ester resin solution has a solid content holds about 84 # »an acid number of at most 0.01

- 22 -809823/0781 - 22 - 809823/0781

PP 7421 BPP 7421 B

Epoxidäquivalent von 1300 bis 1900 und eine Gardner-Holdt-Vi Bko si tat von D-P (gemessen an einer Äthyl englykolmonoät hyl ätherlösung des Polymeren mit einem Peetstoffgehalt von 40 bei 250C) auf.Epoxy equivalent from 1300 to 1900 and a Gardner-Holdt-Vi Bko si did of DP (measured on an ethyl glycol monoethyl ether solution of the polymer with a petroleum content of 40 at 25 0 C).

Abschnitt II:Section II:

Es wird die Herstellung eines Acrylharzes und die Aufpfropfung des vorgenannten Epoxyesters auf dieses Harz beschrieben.The production of an acrylic resin and the grafting of the aforementioned epoxy ester onto this resin are described.

Anteil 1 IeopropanolPart 1 Ieopropanol

Anteil 2Share 2

Gew.-Teile 400,00 Parts by weight 400.00

HethylmethacrylatMethyl methacrylate 100,00100.00 ButylacrylatButyl acrylate 125.00125.00 tert. -Butylaminoäthylmethacrylattert. -Butylaminoethyl methacrylate 140,00140.00 SimethylaminoäthylmethacrylatSimethylaminoethyl methacrylate 40,0040.00 HydroxyäthylmethacrylatHydroxyethyl methacrylate 75,0075.00 Anteil 3Share 3 IsopropanolIsopropanol 100,00100.00 MethyläthylketonMethyl ethyl ketone 25,0025.00 Azo-bis-isobutyronitrilAzo-bis-isobutyronitrile 10,0010.00 Anteil 4Share 4 MethyläthylketonMethyl ethyl ketone 8,008.00 Azo-bis-isobutyronitrilAzo-bis-isobutyronitrile 1,001.00

Anteil 5Share 5

ÄthylenglykolmonoäthylätherEthylene glycol monoethyl ether

350,00350.00

- 23 -- 23 -

$09823/0781$ 09823/0781

PP 7421 B 23 PP 7421 B 23

Anteil 6 Gew.-TeileProportion 6 parts by weight

Epoxyester (hergestellt geniässAbschnitt I) 2300» 00Epoxy ester (manufactured according to Section I) 2300 »00

A'thylenglykolmonoäthyläther 350,00Ethylene glycol monoethyl ether 350.00

Cardura E-10 125,00 (Glycidylester von Epichlorhydrin, umgesetzt mit Versatic acid 911*, Handelsprodukt von Shell Oil Co.)Cardura E-10 125.00 (glycidyl ester of epichlorohydrin, implemented with Versatic acid 911 *, commercial product from Shell Oil Co.)

entionisiertes Wasser 50,00deionized water 50.00

* "Versatic Acids" = stark verzweigte gesättigte aliphatische Monocarbonsäure mit CQ, C1Q- und Seitenketten und tertiären Carboxylgruppen.* "Versatic Acids" = highly branched, saturated aliphatic monocarboxylic acid with C Q , C 1Q and side chains and tertiary carboxyl groups.

Anteil 1 wird in ein Heaktionsgefäss gegeben, das wie das vorgenannte fieaktionsgefäss ausgerüstet ist, und auf die Rückflusstemperatur erhitzt. Während der gesamten Umsetzung wird das Reaktionsgemisch unter Stickstoff gehalten. Die Anteile und 3 werden gesondert vorgemischt und innerhalb von 90 Min. langsam gleichzeitig zugegeben, wobei man das Reaktionsgemisch bei der Rückflusstemperatur hält. Man lässt die Umsetzung weitere 60 Min. ablaufen, fügt Anteil 4 hinzu und kocht das Reaktionsgemisch weitere 30 Min. unter Rückfluss. Bas Reaktionslösungsmittel wird gleichzeitig mit der Zugabe von Anteil 5» welcher das Lösungsmittel ersetzt, abgestreift. Nach der Abstreifung von 533 Teilen Lösungsmittel und Zugabe des gesamten Anteils 5 in das Reaktionsgefäss setzt man Anteil 6 zu, erhöht die Temperatur auf 115 bis 1170C und hält sie 4 Std. unter ständigem Rühren bei diesem Wert. Anschliessend bestimmt man das Epoxidäquivalent. Wenn dieses null oder weniger als 1 Epoxideinheit/500 000 g beträgt, ist die Umsetzung beendet. Der Feststoffgehalt beträgt 70 % und die Gardner-Holdt-Viskosität bei einer 25 jtigen Verminderung des Peststoffgehalts mit A'thylenglykolmonoäthyläther U bis X.Part 1 is placed in a reaction vessel, which is equipped like the aforementioned reaction vessel, and heated to the reflux temperature. The reaction mixture is kept under nitrogen throughout the reaction. The portions and 3 are premixed separately and slowly added simultaneously over the course of 90 minutes, the reaction mixture being kept at the reflux temperature. The reaction is allowed to proceed for a further 60 minutes, portion 4 is added and the reaction mixture is refluxed for a further 30 minutes. The reaction solvent is stripped off simultaneously with the addition of portion 5 »which replaces the solvent. After 533 parts of solvent have been stripped off and the entire portion 5 has been added to the reaction vessel, portion 6 is added, the temperature is increased to 115 to 117 ° C. and kept at this value for 4 hours with constant stirring. The epoxy equivalent is then determined. When this is zero or less than 1 epoxy unit / 500,000 g, the reaction is complete. The solids content is 70% and the Gardner-Holdt viscosity with a 25% reduction in the pesticide content with ethylene glycol monoethyl ether U to X.

- 24 809823/0781 - 24 809823/0781

PP 7421 B *·3 PP 7421 B * 3

Abschnitt IIISection III

Man stellt eine schwarze Pigmentdispersion aus folgenden Komponenten her:A black pigment dispersion is made from the following components:

Gew.-TeileParts by weight

Lösungspolymeres (hergestellt gemäss Abschnitt II) 318,00Solution polymer (prepared according to Section II) 318.00

Äthylenglykolmonoäthyläther 84,00Ethylene glycol monoethyl ether 84.00 Buss als Pigment 31,80Buss as pigment 31.80

Sie Bestandteile werden vorgemischt und in einer herkömmlichen Sandmühle mit einer Geschwindigkeit von 113*55 l/Hin. (30 gall./min) gemahlen, wobei man die Temperatur des Gemisches unterhalb 700C hält. Sie erhaltene Russdispersion weist einen Peststoffgehalt von etwa 58 f> auf.The ingredients are premixed and put in a conventional sand mill at a rate of 113 * 55 l / hin. (30 gall./min) ground, keeping the temperature of the mixture below 70 0 C. Russ dispersion has a Peststoffgehalt of about 58 f>.

Eine Streckpigmentdispersion, die Aluminiumsilikat als Streckpigment enthält, wird aus folgenden Komponenten hergestellt:An extender pigment dispersion that contains aluminum silicate as an extender pigment is produced from the following components:

Lösungspolymeres (hergestellt gemäss Abschnitt II)Solution polymer (prepared according to Section II)

Äthylenglykolmonoäthyläther AluminiumsilikatEthylene glycol monoethyl ether aluminum silicate

Sie Komponenten werden vorgemischt und in einer herkömmlichen Sandmühle bei einer Geschwindigkeit von 113»55 Ltr./Min. (30 gall./min) gemahlen» wobei man die Temperatur des Gemisches unterhalb 700C hält. Sie erhaltene Aluminiumsilikatdispersion weist einen Peststoffgehalt von etwa 63 $> auf.The components are premixed and in a conventional sand mill at a speed of 113 »55 l / min. Ground (30 gall./min) "while maintaining the temperature of the mixture below 70 0 C. The aluminum silicate dispersion obtained has a pesticide content of about $ 63.

Ein wasserlösliches Zinkphosphat (Zinkdihydrogenphosphat), das dem das vorgenannte Polymere enthaltenden Überzugsmit-A water-soluble zinc phosphate (zinc dihydrogen phosphate), which is added to the coating material containing the aforementioned polymer

- 25 -809823/0781- 25 -809823/0781

Gew.Weight -TeileParts 193193 ,00, 00 142142 ,00, 00 206206 ,00, 00

PP 7421 B 30PP 7421 B 30

tel zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des kathodisch abgeschiedenen Überzugs einverleibt werden soll, wird aus folgenden Komponenten hergestellt:tel to improve the corrosion resistance of the cathodic deposited coating is to be incorporated is made of the following components:

ZnO (Zinkoxid) 85 #ige Phosphorsäure entionisiertes WasserZnO (zinc oxide) 85 # phosphoric acid deionized water

Die Bestandteile werden 5 bis 8 Std. bei Raumtemperatur durchgemischt, bis sich das Zinkoxid vollständig gelöst hat. Der pH-Wert der erhaltenen Lösung beträgt 2,6 bis 3,0.The ingredients are mixed for 5 to 8 hours at room temperature, until the zinc oxide has completely dissolved. The pH of the solution obtained is 2.6 to 3.0.

.Abschnitt IVSection IV

Gew.Weight -TeileParts 4 » 0000 1414th 0000 500,500, 0000

Ein galvanisches Überzugsmittel zur Herstellung eines schwarzen Überzugs (flated black paint) wird aus folgenden Komponenten hergestellt: A galvanic coating agent for the production of a black coating (flated black paint) is made from the following components:

Anteil 1 Gew.-TeileShare 1 part by weight

Harzlösung von Abschnitt II 320,00Resin solution from Section II 320.00

schwarze Pigmentdispersion von Abschnitt III 97,00black pigment dispersion from Section III 97.00

Aluminiumsilikat-Pigmentdispersion von Abschnitt III 440,00Aluminum silicate pigment dispersion from Section III 440.00

85 #ige Benzoguanamin-Pormaldehyd-Harzlösung85 # benzoguanamine-formaldehyde resin solution

in Äthylenglykolmonobutyläther (XM 1125 vonin ethylene glycol monobutyl ether (XM 1125 from

American Cyanamid Co.) 190,00American Cyanamid Co.) 190.00

Anteil 2Share 2

entionisiertes Wasser 632,00deionized water 632.00

85 £ige Phosphorsäure 22,0085% phosphoric acid 22.00

Anteil 3Share 3

Zinkdihydrο genphosphat 510,00Zinc dihydrogen phosphate 510.00

- 26 809823/0781 - 26 809823/0781

PP 7421 BPP 7421 B

Anteil 1 wird in ein Miechgefäee gegeben» auf 65»60C (13O0F) erhitzt und 3 Std. bei dieser Temperatur durchgemischt. Man gibt Anteil 2 in ein weiteres Mischgefäss, mischt 10 Min. durch und fügt Anteil 1 unter ständigem Rühren hinzu. Sie pigmenthaltige wässrige Dispersion wird 2 Std. durchgemischt und bis auf einen Feststoffgehalt von 15 mit ent ionisiert em Wasser und Anteil 3 verdünnt» so dass die Konzentration des Zinkdihydrogenphosphats in der Überzugsdispersion 450 ppm (bezogen auf das Gesamtgewicht des galvanischen Überzugsmittels) beträgt.Part 1 is placed in a Miechgefäee » heated to 65» 6 0 C (130 0 F) and mixed for 3 hours at this temperature. Part 2 is added to another mixing vessel, mixed for 10 minutes and part 1 is added with constant stirring. The pigment-containing aqueous dispersion is mixed for 2 hours and diluted to a solids content of 15 l » with deionized water and portion 3» so that the concentration of zinc dihydrogen phosphate in the coating dispersion is 450 ppm (based on the total weight of the electroplating coating agent).

Das galvanische Überzugsmittel» das einen pH-Wert von 2»7 und eine Leitfähigkeit von 1700 Mikrosiemens aufweist, wird in einen Galvanisierbehälter aus korrosionsbeständigem Stahl gegeben. Ein unbehandeltes» kaltgewalztes Stahlblech oder ein phosphatiertes Stahlblech wird dann in die Mitte des Behälterβ eingeführt und an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen» so dass es die Kathode der galvanischen Zelle bildet. Der Behälter wird an den positiven Pol der Gleichstromquelle angeschlossen und bildet die Anode der Zelle. Dann lässt man bei 150 V einen Gleichstrom während 2 Min. bei Raumtemperatur (20 bis 250C) durch die Zelle fliessen» wobei sich ein etwa 0,0154 mm (etwa 0,6 mil) dicker Anstrichfilm am Blech abscheidet. Das überzogene Metallblech wird aus der Zelle herausgenommen» gewaschen und 30 Min. bei etwa 1600C gebrannt. Der erhaltene Grundierungsfilm haftet sehr gut am Metallsubstrat» ist hart und besitzt eine sehr gute Korrosions- und Seifenbeständigkeit im Vergleich zu blossem» kaltgewalztem Stahl und phosphatiertem Stahl. Sin Acryleinbrennlack (acrylic enamel) haftet am Grundierungsfilm, und herkömmliche Acryllacke (acrylic lacquers) können unter Verwendung herkömmlicher Porenschliesser auf die Grundierung aufgebracht werden, wobei ein hochwertiger Decküberzug erhalten wird.The galvanic coating agent », which has a pH value of 2» 7 and a conductivity of 1700 microsiemens, is placed in a galvanizing tank made of corrosion-resistant steel. An untreated "cold-rolled steel sheet or a phosphated steel sheet is then inserted into the middle of the container and connected to the negative pole of a direct current source" so that it forms the cathode of the galvanic cell. The container is connected to the positive pole of the direct current source and forms the anode of the cell. Then allowed a direct current for 2 minutes at 150 volts. Flow at room temperature (20 to 25 0 C) through the cell "wherein an about 0.0154 mm (about 0.6 mil) thick is deposited paint film on the metal sheet. The coated metal sheet is removed from the cell, washed and baked at about 160 ° C. for 30 minutes. The primer film obtained adheres very well to the metal substrate »is hard and has very good corrosion and soap resistance in comparison to mere» cold-rolled steel and phosphated steel. A acrylic enamel adheres to the primer film, and conventional acrylic lacquers can be applied to the primer using conventional pore closers to give a high quality top coat.

- 27 -809823/0781- 27 -809823/0781

FF 7421 BFF 7421 B

Typische abgeschiedene Filme weisen einen Feststoffgehalt von 90 bis 95 # auf und enthalten 10 bis 12 $> der im Bad vorhandenen Phosphorsäure.Typical deposited films have a solids content of 90 to 95% and contain 10 to 12 % of the phosphoric acid present in the bath.

Das beschriebene Überzugsmittel eignet sich besonders gut für die Grundierung von Automobil- bzw. Lastwagenkarosserien auf galvanischem Wege, wobei ein optimaler Korrosionsschutz über sämtlichen Karosserieteilen unter Einschluss solcher Bereiche erzielt wird, an denen eine schlechte Phosphatvorbehandlung oder gar keine Vorbehandlung stattgefunden hat.The coating agent described is particularly suitable for priming automobile or truck bodies by galvanic means, with optimal corrosion protection over all body parts including such areas where a poor phosphate pretreatment or no pretreatment at all has taken place.

Beispielexample

Gew.Weight -TeileParts 314314 ,00, 00 137137 ,00, 00 549549 ,00, 00

Man stellt eine weisse Pigmentdispersion aus folgenden Komponenten her:A white pigment dispersion is made from the following Components:

Lösungspolymeres von Abschnitt II von Beispiel 1Solution polymer of Section II of Example 1

Äthylenglykolmonoäthyläther TitandioxidEthylene glycol monoethyl ether titanium dioxide

Die Komponenten werden vorgemischt und in einer herkömmlichen Sandmühle bei einer Geschwindigkeit von 113,55 Ltr./Min. (30 gall./min) gemahlen, wobei man die Temperatur des Gemisches unterhalb 700C hält. Die erhaltene Titandioxiddispersion weist einen Feststoffgehalt von etwa 76 auf.The components are premixed and in a conventional sand mill at a speed of 113.55 l / min. (30 gall./min) ground, keeping the temperature of the mixture below 70 0 C. The titanium dioxide dispersion obtained has a solids content of about 76 % .

Man stellt ein weisses überzugsmittel aus folgenden Komponenten her:A white coating agent is made from the following components from:

- 28 -- 28 -

809823/0781809823/0781

PP 7421 BPP 7421 B

Anteil 1 Gew.-TeileShare 1 part by weight Harzlösung von Abschnitt II von Beispiel 1 560,OOResin solution from Section II of Example 1560, 00

85 £ige Benzoguanamin-Pormaldehyd-Harz-85 pound benzoguanamine formaldehyde resin

Iiösung in ithylenglykolmonobutyläther 245»00Dissolution in ethylene glycol monobutyl ether 245.00 Titandioxid-Pigmentdispersion 700,00Titanium Dioxide Pigment Dispersion 700.00

Anteil 2Share 2

85 £ige Phosphorsäure 30,0085% phosphoric acid 30.00

entionisiertes Wasser 1 400,00deionized water 1,400.00

Man stellt aus den Anteilen 1 und 2 ein galvanisches überzugsmittel mit einem Peststoffgehalt von 15 £ und einem pH-Wert von 2,8 her und setzt es nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode ein.A galvanic coating agent with a pesticide content of £ 15 and one is made from parts 1 and 2 pH of 2.8 and uses it according to the method described in Example 1.

Das Oberzugsmittel eignet sich für Grundierungen oder einzelne Überzüge, die direkt auf Metallteile von Apparaturen oder technischen Anlagen aufgebracht werden. Es weist eine gute Korrosionsbeständigkeit und Detergensbeständigkeit im Vergleich zu blossem, kaltgewalztem Stahl oder phosphatieΓι em Stahl auf.The coating agent is suitable for primers or individual coatings that are applied directly to metal parts of equipment or technical systems are applied. It has good corrosion resistance and detergent resistance Compared to bare, cold-rolled steel or phosphatieΓι em steel.

Gemäas Beispiel 1 hergestellte Überzüge ergeben ähnliche Resultate.Coatings made according to Example 1 give similar ones Results.

Beispielexample Anteil 1 Gew.-geileProportion 1 part by weight Isopropanol 1 200,00Isopropanol 1,200.00

- 29 -- 29 -

809823/0781809823/0781

PP 7421 BPP 7421 B

Anteil 2 Methylmethacrylat 2-ithylhexylac rylat tert.-Butylaminomethylmethacrylat Dimethylaminoäthylmethacrylat Hydroxyäthylmethac rylat Azo-bis-isobutyronitril Portion 2 methyl methacrylate, 2-ithylhexyl acrylate, tert-butylaminomethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, azo-bis-isobutyronitrile

Gew.-TeileParts by weight

500,00500.00

1000,001000.00

180,00180.00

60,0060.00

600,00600.00

40,0040.00

Anteil 3 Azo-bis-isobutyronitril Aceton Portion 3 azo-bis-isobutyronitrile acetone

2,00 15.002.00 15.00

Anteil 4 JLthylenglykolmonoäthyläther Share of 4 ethylene glycol monoethyl ether

900,00900.00

Anteil 5Share 5

Cardura E-10 (Handelsprodukt von Shell Oil Co·) 260,00Cardura E-10 (commercial product of Shell Oil Co ·) 260.00

Anteil 1 wird in ein Reaktionsgefäss gegeben, das in der vorgenannten Weise ausgerüstet ist, und bis zur Rückflusstemperatur erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird während der gesamten Umsetzung unter Stickstoff gehalten.Part 1 is placed in a reaction vessel that is in the aforementioned Way is equipped and heated to reflux temperature. The reaction mixture is used throughout Implementation kept under nitrogen.

Anteil 2 wird gesondert vorgemischt und gleichzeitig innerhalb von 90 Min. langsam zugegeben, wobei man das Reaktionsgemisch bei der Rückflusstemperatur hält. Die Umsetzung wird weitere 60 Min. fortgesetzt. Dann fügt man Anteil 3 hinzu und kocht das Reaktionsgemisch weitere 30 Min. unter Rückfluss. Die Abstreifung des Reaktionslösungsmittels erfolgt gleichzeitig mit der Zugabe des Anteils 4, welcher das Lösungsmittel ersetzen soll. 1200 Teile Lösungsmittel werden abgestreift· und der gesamte Anteil 4 wird in das Reaktionsgefäss gegeben. Dann fügt man Anteil 5 hinzu» erhöht die Temperatur auf 115 bis 1170C und hält den Ansatz 4 Std. un-Part 2 is premixed separately and at the same time slowly added over the course of 90 minutes, the reaction mixture being kept at the reflux temperature. The implementation is continued for another 60 minutes. Part 3 is then added and the reaction mixture is refluxed for a further 30 minutes. The reaction solvent is stripped off at the same time as the addition of portion 4, which is intended to replace the solvent. 1200 parts of solvent are stripped off and the entire portion 4 is added to the reaction vessel. Part 5 is then added, the temperature is increased to 115 to 117 ° C. and the batch is kept for 4 hours.

- 30 -- 30 -

809823/0781809823/0781

PP 7421 B IS PP 7421 B IS

ter ständigem Rühren bei diesen Temperaturen. Anschliessend bestimmt man das Epoxidäqulvalent. Wenn dieses null oder weniger als 1 Epoxideinheit / 500 000 g beträgt, ist die Umsetzung beendet. Der Feststoffgehalt beträgt 70 £ und das Produkt weist eine Gardner-Holdt-Yiskosität von Z2-Z, auf.ter constant stirring at these temperatures. The epoxy equivalent is then determined. When this is zero or less than 1 epoxy unit / 500,000 g, the reaction is complete. The solids content is £ 70 and the product has a Gardner-Holdt viscosity of Z 2 -Z.

Man stellt Überzüge gemäss Beispiel 1 her; diese besitzen typischerweise einen Peststoffgehalt von 85 bis 90 % und enthalten 15 Ί» der im Bad vorhandenen Phosphorsäure.Coatings are produced according to Example 1; these typically have a pesticide content of 85 to 90 % and contain 15 Ί » of the phosphoric acid present in the bathroom.

Beispielexample

Man stellt eine weisse Pigmentdispersion aus folgenden Komponenten her:A white pigment dispersion is made from the following Components:

Gew.-TeileParts by weight

Harzlösung von Beispiel 3 320,00Resin solution of Example 3 320.00 Äthylenglykolmonoäthyläther HO, 00Ethylene glycol monoethyl ether HO, 00 Titandioxid 550,00Titanium dioxide 550.00

Sie Komponenten werden vorgemischt und in einer herkömmlichen Sandmühle mit einer Geschwindigkeit von 113,55 Ltr./Min. (30 gall./min) gemahlen, wobei man die Temperatur des Gemisches unterhalb 700C hält. Sie erhaltene Titandioxid-Pigmentdispersion weist einen Pest st off gehalt von etwa 76 auf.The components are premixed and in a conventional sand mill at a speed of 113.55 l / min. (30 gall./min) ground, keeping the temperature of the mixture below 70 0 C. They obtained titanium dioxide pigment dispersion has a plague st off content of about 76 i 'on.

Man stellt ein weisses Oberzugsmittel aus folgenden Komponenten her:A white coating is made from the following components:

- 31 -809823/0781- 31 -809823/0781

PP 7421 BPP 7421 B

Anteil 1 Gew.-TeileShare 1 part by weight

Harzlösung von Beispiel 3 560,OOResin solution from Example 3 560, OO

85 #ige Benzoguanamin-Formaldehyd-Harz-85 # Benzoguanamine Formaldehyde Resin

lösung in Äthylenglykolmonobutyläther 250»OOsolution in ethylene glycol monobutyl ether 250 »OO

Ti tandioxid-Pigmentdisp ersi on 700»00Titanium dioxide pigment dispersion 700 »00

Anteil 2Share 2

85 %ige Phosphorsäure 30,OO85% phosphoric acid 30, OO

entionisiertes Wasser 1 400»00deionized water 1 400 00

Anteil 3Share 3

ZinJtdihydrogenphosphat 510 »00Tin dihydrogen phosphate 510-00

Man stellt aus den Anteilen 1, 2 und 3 ein galvanisches Überzugsmittel mit einem Peststoff gehalt von 15 Ί» und einem pH-Wert von 2,7 her und verwendet es nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode zur Oberzugsaufbringung.A galvanic coating agent with a pesticide content of 15 » and a pH of 2.7 is prepared from portions 1, 2 and 3, and it is used according to the method described in Example 1 to apply the coating.

Das Oberzugsmittel eignet sich besonders gut zur direkt en Aufbringung einzelner Überzüge auf Metallteile, die einen hohen Glanz und Glanzbehalt nach UV-Belichtung sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit unabhängig von Art und Qualität der Vorbehandlung aufweisen. Ferner lässt sich mit Hilfe des Überzugsmittels ein weisser Decküberzug erzielen, der nicht die typischen Verfärbungserscheinungen herkömmlicher galvanischer Decküberzüge aufweist.The coating material is particularly suitable for direct application individual coatings on metal parts that have a high gloss and gloss retention after UV exposure as well as good corrosion resistance regardless of the type and quality of the pretreatment. Furthermore, with the help of the coating agent achieve a white top coat that does not have the typical discoloration of conventional galvanic Has top coatings.

Analog Beispiel 1 erzeugte Überzüge ergeben ähnliche Resultate. Coatings produced analogously to Example 1 give similar results.

Ende der BeschreibungEnd of description

- 32 809823/0781 - 32 809823/0781

Claims (1)

S. I. SU PONT DS NSHOUBS AND COMPANYS. I. SU PONT DS NSHOUBS AND COMPANY 7421 B7421 B PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Verfahren zur galvanischen Aufbringung eines überzugsmittel auf ein negativ geladenes Substrat t das in ein eine wässrige Dispersion des Überzugsmittels enthaltendes Beschichtungsbad eintaucht» welches einen das Substrat enthaltenden Kathodenbereich und einen eine stromführende Anode enthaltenen Anodenbereich aufweist» wobei das Substrat und die Anode Elektroden mit entgegengesetztem Ladungssinn darstellen» die über das Bad in elektrischem Eontakt miteinander gehalten werden» und wobei das Bad ein kationisches» fUmbildendes Polymeres» ein saures Ionisierungsmittel und ein Vernetzungsmittel beinhaltet» dadurch gekennzeichnet » dass manProcess for the galvanic application of a coating agent to a negatively charged substrate in a a coating bath containing an aqueous dispersion of the coating agent is immersed »which has a cathode area containing the substrate and an anode area containing a current-carrying anode» where the substrate and the anode represent electrodes with opposite sense of charge »those over the bath in electrical contact with each other »and wherein the bath contains a cationic» f-forming polymer »an acidic ionizing agent and a crosslinking agent» characterized »that one a) als saures Ionisierungsmittel Phosphorsäure»a) as an acidic ionizing agent, phosphoric acid » b) als katlonisches» filmbildendes Polymeres ein Pfropfcopolymeres mit einem sekundäre und/oder tertiäre Aminfunktlonalität aufweisenden Grundgerüst» welches Pfropfcopolymeres in der wässrigen Dispersion durch ein Phosphatsalz der Aminfunktionalität stabilisiertb) a graft copolymer with a secondary and / or tertiary polymer as the cationic film-forming polymer Amine functional skeleton »which graft copolymer in the aqueous dispersion a phosphate salt of the amine functionality is stabilized - 1 -809823/0781- 1 -809823/0781 PP 7421 B Z PP 7421 B Z ist» wobei das Grundgerüst mit einem von Epoxyestern abgeleiteten hydrophoben Copolymeren pfropfpolymerisiert ist» wobei das hydrophobe Copolymere im Pfropfcopolymeren in genügend hohem Anteil vorliegt, dass der auf das Substrat aufgebrachte Oberzug einen Peststoff gehalt von mindestens etwa 83 aufweist und die Phosphorsäurekonzentration im aufgebrachten Oberzugsmittel nicht mehr als etwa 17»5 £ der Phosphorsäurekonzentration im Bad beträgt» und is "wherein the backbone is graft-polymerized with one derived from epoxy esters hydrophobic copolymers" wherein the hydrophobic copolymer in the graft copolymer in a sufficiently high proportion exists that the pressure applied to the substrate top pull content a Peststoff of at least about 83 i "and the phosphoric acid concentration in the applied Oberzugsmittel the phosphoric acid concentration in the bath is no more than about 17 »5» and c) als Vernetzungsmittel eine Substanz» die im Bad nicht-reaktiv» bei erhöhten Temperaturen jedoch gegenüber dem filmbildenden Polymeren reaktiv ist,c) as a crosslinking agent a substance »which is non-reactive in the bath» at elevated temperatures, however is reactive with the film-forming polymer, verwendet. used . Pfropfcopolymeres» enthaltend ein auf ein Acryl-Grundgerüst aufgepfropftes Epoxid» dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen, bezogen auf das Pfropfcopolymere) besteht: Graft copolymer »containing an epoxide grafted onto an acrylic backbone» characterized in that it consists essentially of the following components (in parts by weight, based on the graft copolymer): a) im Acryl-Grundgerüstanteil: etwa 15 bis 25 % eines Polymeren oder Copolymeren aus mindestens einem Monomeren aus der Gruppe der Alkyl-, Aminoalkyl- und Hydroxyalkylacrylate und -methacrylate» wobei das Copolymere 0,02 bis 0,1 Äquivalent an sekundärer und/oder tertiärer Aminfunktionalität aufweist| und a) in the acrylic basic structure: about 15 to 25 % of a polymer or copolymer of at least one monomer from the group of alkyl, aminoalkyl and hydroxyalkyl acrylates and methacrylates »where the copolymer is 0.02 to 0.1 equivalent of secondary and / or tertiary amine functionality | and b) im Pfropf anteil: etwa 75 bis 85 f> eines Copolymeren, welches etwa 3 bis 7 % eines Glyoidylesters einer tertiären Carbonsäure mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen sowie etwa 72 bis 80 % eines Gemisches aus etwa 55 bis 60 £ eines Kondensationspolymeren von Epichlorhydrin und Bisphenol-A mit etwa 15 bis 20 £ TaIlSlfettsäuren beisteuert.b) in the graft percentage: about 75 to 85 f> a copolymer comprising about 3 to 7% of a Glyoidylesters a tertiary carboxylic acid having 7 to 9 carbon atoms and about 72 to 80% of a mixture of about 55 to 60 £ of a condensation polymer of epichlorohydrin and Bisphenol-A contributes about 15 to 20 pounds of fatty acids. 809823/0781809823/0781 3. Pfropfcopolymeres, enthaltend ein auf ein Acryl-Grundgerüst aufgepfropftes Epoxid» dadurch gekennzeichnet» dass es im wesentlichen aus folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen, bezogen auf das Pfropfcopolymere) besteht: 3. Graft copolymer containing an acrylic backbone grafted-on epoxy »characterized» in that it essentially consists of the following components (in parts by weight, based on the graft copolymer) consists of: a) im Acryl-Grundgerüstanteil: etwa 80 bis 92-£ eines Polymeren oder Copolymeren aus mindestens einem Monomeren aus der Gruppe der Alkyl-» Aminoalkyl- und Hydrozyalkylacrylate und -methacrylate» wobei das Copolymere 0,02 bis 0»1 Äquivalent an sekundärer und/oder tertiärer Aminfunktionalität aufweist; unda) in the acrylic backbone content: about 80 to 92- £ of a polymer or copolymer of at least one monomer from the group of alkyl- »aminoalkyl- and hydrozyalkyl acrylates and methacrylates» where the copolymer 0.02 to 0 »1 equivalent of secondary and / or has tertiary amine functionality; and b) im Pf ropf anteil t etwa 8 bis 20 Jt eines Pfropf comonomeren in Form eines Glycidylesters einer tertiären Carbonsäure mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen.b) in the plug portion t about 8 to 20 Jt of a plug comonomer in the form of a glycidyl ester of a tertiary carboxylic acid having 7 to 9 carbon atoms. 809823/0781809823/0781
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