DE2429065C2 - Verfahren zur Verbesserung der elektrostatischen Lackierung - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der elektrostatischen LackierungInfo
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Description
Es ist bekannt und Stand der Technik, die elektrostatische Verspritzbarkeit von Lacken dadurch
zu verbessern, daß man den an sich nichtleitenden Lacksystemen durch Zugabe von geeigneten Zusätzen
eine höhere Leitfähigkeit verleiht.
Bei den zur Zeit eingesetzten leitfähigkeitserhöhenden Zusätzen handelt es sich im einzelnen um Produkte
wie anionaktive organische Phosphatester, Natriumsalze von Alkylsulfosuccinaten, äthoxilierte Fettamine,
öllösliche Amidoamine und quaternäre Ammoniumverbindungen
wie Tetraalkylammoniumäthylsulfate.
Diese Produkte wirken sich aber vielfach nachteilig auf die Eigenschaften des Lackfilms aus. Die Störungen
zeigen sich öfter in einem vergrößerten Trocknungsverhalten, insbesondere in mangelhaftem Korrosionsschutz
und schlechter Haftung. Ein technischer Fortschritt bestünde also darin, ein Additiv zu finden, das eine
Erhöhung der Leitfähigkeit von Anstrichstoffen gestattet, ohne die angeführten Mängel zu besitzen.
Ein geeignetes Lackadditiv zur Verbesserung der elektrostaitschen Verspritzbarkeit muß im einzelnen
folgende Voraussetzungen erfüllen:
1. Der Zusatzstoff muß die elektrische Leitfähigkeit des Lacksystems erhöhen.
2. Der Zusatzstoff muß in den üblichen Lacklösemitteln löslich oder fein dispergierbar sein.
3. Der Zusatzstoff darf die Lackeigenschaften wie Trocknungsverhalten, Korrosionsschutz, Haftung
und Glanz nicht negativ beeinflussen.
Es wurde nun gefunden, daß Ammoniumsalze saurer Carbonsäureester mehrfachfunktioneller Carbonsäuren
mit Dialkoholen die gewünschte Leitfähigkeitserhöhung und damit verbesserte elektrostatische Verspritzbarkeit
bewirken, ohne die genannten Nachteile der derzeit verwendeten, obengenannten Zusatzstoffe zu
haben.
Die Herstellung der Ammoniumsalze erfolgt durch Neutralisation der sauren Carbonsäureester, die ihrerseits
nach bekannten Verfahren hergestellt werden.
Als Carbonsäuren können beispielsweise eingesetzt werden: Bernsteinsäure, Adipinsäure, Decandicarbonsäure,
Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Äpfelsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure.
Diese Säuren werden partiell verestert mit Alkoholen wie Äthylcnglykol, Butylenglykol, 1,12-Dodecandiol,
1,4-ButendioI, Diäthylenglykol, Polyäthylenglykol, Dipropylenglykol,
Poly-propylenglykol, Polybutylenglykol.
Die Salzbildung der aus vorstehenden Komponenten hergestellten sauren Ester erfolgt durch partielle oder
vollständige Neutralisation mit tertiären Aminen, wie Triäthyiamin, Diäthyl-äthanolamin, Äthyl-diäthanolamin,
Cyclohexyl-dimethylamin, Cyclohexyl-diäthanolamin, äthoxylierten Fettaminen wie beispielsweise
Dodecyldiäthanolamin.
Diese Produkte sind als Additiv zur Erhöhung der Leitfähigkeit von Lacken geeignet, wenn sie in den
so üblicherweise verwendeten Lösungsmitteln wie Alkylbenzolen
und Benzinkohlenwasserstoffen löslich oder aber feindispers verteilbar sind. Die erfindungsgemäßen
Ammoniumsalze saurer Diester werden als Leitfähigkeitsadditive in Mengen von 0,05 bis 5 Gew.-°/o,
vorzugsweise 0,25 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf die fertige Überzugsmittelformulierung, zugesetzt.
Die nun ausgeführten Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
A. Herstellung der erfindungsgemäßen Ammonsalze
60
Dibutyläthanolaminsalz des
Äthylenglykol-Maleinsäurediesters
Äthylenglykol-Maleinsäurediesters
In einem mit Rührer, Thermometer und Inertgaszuführung versehenen Glaskolben wurden 62 Teile
Äthylenglykol und 196 Teile Maleinsäureanhydrid vorgegeben. Unter Inertgaszuführung (N2) wurde unter
Rühren bis auf 1100C erhitzt Es setzt eine exotherme
Reaktion ein, die durch Kühlung auf 1100C gehalten
wurde. Nach Beendigung der exothermen Reaktion wurde mittels Heizung die Reaktion bei 1100C
weitergeführt Nach einer Gesamtreaktionszeit von 3 Stunden wurde gekühlt
Es resultierte ein klares, farbloses, hochviskoses
Produkt Durch Bestimmung der Säurezahl und Verseifungszahl wurde ermittelt, daß eine 96°/oige
Umsetzung stattgefunden hat Der so entstandene saure Diester wurde nun mit 346 Teilen Dibutyläthanolamin
neutralisiert Es resultierte ein klares, gelbgefärbtes, niedrigviskoses Produkt
Auf die vorstehend beschriebene Weise wurden folgende weitere Ammoniumsalze saurer Diester
hergestellt
Dibutyläthanolaminsalz des Polyäthylenglykol-400-Maleinsäurediesters
15
Schmelze vorlag. Nun wurden langsam 100 Volumteile zugegeben, ohne daß die Reaktionstemperatur unter
150° C abfieL Das gebildete Wasser wurde durch
Azeotropdestillation entfernt Es resultierte ein weißes Produkt von salbenartiger Konsistenz. Durch Bestimmung der Säurezahl und Verseifungszahl wurde
ermittelt, daß eine 97%ige Umsetzung stattgefunden hatte. Der so entstandene saure Diester wurde nun mit
292 Teilen Diisopropyläthanolamin neutralisiert Es resultierte ein klares, gelbgefärbtes harzartiges Produkt
B. Untersuchung der Löslichkeit der
erfindungsgemäßen Ammonsalze in Lacklösemitteln
Die Produkte 1 bis 8 wurden in einigen in der Lackindustrie viel verwendeten Lösungsmitteln gelöst
Die Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle aufgeführt.
40
Dibutyläthanolaminsalz des 1.4-Butandiol-Maleinsäurediesters
Tertiäres äthoxiliertes (2 ÄO) Oleylaminsalz des
Äthylenglykol-Maleinsäurediesters
Dibutyläthanolaminsalz des 1.2-Propylenglykol-Tetrahydrophthalsäurediesters
Dimethylcyclohexylaminsalz des 1.2-Propylenglykol-Tetrahydrophthalsäurediesters
Dibutyläthanolaminsalz des 1.2-PropylenglykoI-Phthalsäurediesters
Werden keine Dicarbonsäureanhydride eingesetzt, sondern die freien Dicarbonsäuren, so ergibt sich die
Produktherstellung nach folgender Methode:
Diisopropyläthanolaminsalz des 1.2-PropyIenglykol-Bernsteinsäurediesters
In einem mit Rührer, Thermometer, Inertgaszuführung und Wasserabscheider versehenen Glaskolben
wurden 76 Teile 1.2-PropylengIykol, 236 Teile Bernsteinsäure sowie 1,9 Teile p-Toluolsulfonsäure vorgelegt
und unter Rühren auf 1500C erwärmt bis eine klare
| SaIzNr. | 25 | 1 | Xylol | Xylol: | Testbenzin: |
| 2 | Isobutanol = | Isobutanol = | |||
| 30 3 | 9:lGew.-Teüe | 9:lGew.-Teile | |||
| 4 | opak löslich | klar löslich | dispergierbar | ||
| 5 | opak löslich | klar löslich | dispergierbar | ||
| 6 | opak löslich | klar löslich | dispergierbar | ||
| 7 | klar löslich | klar löslich | klar löslich | ||
| 35 8 | klar löslich | klar löslich | schwer löslich | ||
| klar löslich | klar löslich | schwer löslich | |||
| dispergierbar | klar löslich | schwer löslich | |||
| opak löslich | klar löslich | dispergierbar |
C. Bestimmung der Leitfähigkeit der
erfindungsgemäßen Ammonsalze in Lacklösemitteln
Die Leitfähigkeit der unter Punkt B aufgeführten Produkte in den entsprechenden Lösungsmitteln wurde
in Konzentrationen von 0,5; 1,0 und 2,0 Gew.-% geprüft. Die Messung wurde mittels eines handelsüblichen
Leitfähigkeitsmeßgerätes, bestehend aus einer Meßzelle (Konstante K = 7,55 χ 10~3 cm-') und dem elektrischen
Meßgerät mit analoger Anzeige des Widerstandswertes ausgeführt. Die Meßzelle besteht aus zwei voneinander
trennbaren Teilen. Die Elektroden bilden durch
konzentrische Anordnung einen Ringspalt. Sie sind
durch Polyamidzylinder gegeneinander isoliert. Abgelesen wird der Widerstand in Ω. Zur Berechnung des spez.
elektrischen Widerstandes dient die Formel
2%
1%
0,5%
| Xylol | 9:1 | 5810 | 18500 | 55400 |
| Xylol :Isobutanol = 9:1 | 82 | 270 | 660 | |
| Testbenzin :Isobutanol = | 304 | 1060 | 3830 | |
Fortsetzung
Salz Lösungsmittel (angegebene
Nr. Zahlenwerte bedeuten Gew.-Teile)
2%
1%
0,5%
Xylol
Xylol:Isobutanol = 9:1 Testbenzin:Isobutanol = 9:1
Xylol
Xylol:Isübutanol = 9:1 Testbenzin :Isobutanol = 9:1
Xylol
Xylol :Isobutanol = 9:1
Testbenzin rlsobutanol = 9:1
Xylol
Xylol:Isobutanol = 9:1 Testbenzin :Isobutanol = 9:1
Xylol
XyloI:Isobutanol = 9:1 Testbenzin :Isobutanol = 9:1
Xylol
Xylol :Isobutanol = 9:1
Testbenzin :Isobutanol = 9:1
Xylol
Xylol:Isobutanol = 9:1 Testbenzin :Isobutanol =
9:1
2500
686
12500
343
46 26 63
2900 488 2570
33300 1650 8580
578 158 488
98800 125 5280
| 4620 79 2500 |
10600 238 5200 |
| 23100 156 766 |
502C0 462 2770 |
| 125 63 211 |
198 119 686 |
| 15800 1650 10600 |
42200 4220 26400 |
| 97600 3170 29000 |
über 100000 6860 79200 |
| 3830 462 2310 |
9900 1580 7260 |
| über 100000 550 11200 |
über 100000 1580 29000 |
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß mit den Produkten 1 bis 8 eine Erniedrigung des spez. Widerstandes der entsprechenden
Lösungsmittel erreicht werden kann. Die geringere Erhöhung der Leitfähigkeit des Lackes mit einem dem Stand der Technik
entsprechenden Tetraalkylammoniumäthylsulfat im Vergleich mit dem nach Beispiel 1 hergestellten Produkt, kann aus
Tabelle 3 ersehen werden.
Erfindungsgemäßes Salz Nr. 1
Spezifischer Widerstand bei 18-23°C in M-Ohm · cm
0% 0,5Gew.-% l,0Gew.-% 2,0 Gew.-
13200 660 211
Handelsübliches Produkt:
Tetraalkylammoniumäthylsulfat
Tetraalkylammoniumäthylsulfat
2640
790
198
Eine Leitfähigkeitserhöhung des Lösungsmittels genügt jedoch nicht allein für die optimale Versprühung
eines Lackes.
Die erfindungsgemäßen Leitfähigkeitsadditive erhöhen nicht nur die Leitfähigkeit der Lacke, sondern
erniedrigen infolge ihrer Adsorption auf den Harz-Pigmentteüchen, ihre Oberflächenenergie. Hierdurch resultiert
eine bessere Zerteilung des Lacknebels bei der Versprühung durch die Spritzpistole.
Es soll nun an einem Beispiel gezeigt werden, daß die erfindungsgemäßen Produkte auch in pigmentierten
Lacken leitfähigkeitserhöhend wirken, vergl. Tabelle 3. Die Abtastung wurde in einem unpolaren, lufttrocknenden
mittelöligen Alkylharzlack mit folgender Zusammensetzung durchgeführt:
Grundrezeptur des Testlackes
55 520 g mittelöliges Alkydharz 55°/oig in
Testbenzin/Xylol 280 g Titandioxid/Rutil-Typ
112 g Xylol 60 g Isobutanol 20 g Verlaufhilfsmittel (hochsiedende
Aromaten, Ester und Ketone) 8 g Co, Pb, Mn-Trockenstoff (11% Pb/0,75%
M n/0,75% Co als Oktoate)
65 Die lack- und filmtechnischen Eigenschaften wurden an dem unter Punkt C beschriebenen Lack mit Zusatz
von 1 Gew.-% des Salzes entsprechend Beispiel abgeprüft und in Tabelle Nr. 4 zusammengefaßt.
Prüfung
Stahl
Aluminium
Alkydharzlack + 1 % Tetraalkylammoniumäthylsulfat
Salz Nr. 1
| Gitterschnittprüfung DIN 53151 Haftungsprüfung Tesaabriß |
GTO GTO-I GTl GTO-I |
GT2 GT2 GT4 GT2-3 |
GTO GTO GTl GTO |
| Prüfung der Zwischenhaftung mittels Schältest |
Befriedigend | Ungenügend | Gut |
| Viskosität ASTM-D-120/4 mm. sofort/nach 8 Tagen |
53 sec/120 see | 54 sec/163 see | 53 sec/75 see |
| Kestemichtest DIN 50018 auf Stahlblech - Bewertung nach DIN 53 209/5 Runden |
m5/gl | m5/g2 | m5/g2 |
| Salznebeltest DIN 50021 auf Stahlblech - Bewertung nach DIN 53 209/480 Stunden |
m3/g3 | m4/g3 | m3/g3 |
% Glanz DIN 67 530 20°/6O°
67/80
72/85
72/85
Der Vorteil bei der Verwendung der erfindungsgemä- 25 sehe Verspritzbarkeit zu erhöhen, ohne die lack- und
Ben Salze aus sauren Dicarbonsäureestern und Aminen filmtechnischen Eigenschaften, insbesondere die Haf-
besteht - wie die Werte aus Tabelle 4 zeigen - darin, tung und das Korrosionsverhalten, negativ zu beeinflus-
daß es mit ihrer Hilfe gelingt, die elektrische sen. Leitfähigkeit von Anstrichstoffen und die elektrostati-
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Verbesserung der elektrostatischen Lackierung, dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniumsalze saurer Dicarbonsäureester der FormelR2 R3 R4in der R für einen aliphatischen oder cycloaliphatisehen, gesättigten oder ungesättigten Ci -CirKohlenwasserstoffrest oder aromatischen Kohlenwasserstoff rest, π für eine Zahl von 2-12, m für eine Zahl von O oder 1, ο für eine Zahl von 1 —20 und in der Ri für ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Äthylgruppe steht und in der R2 einen geradkettigen Q-C24 Alkylrest, R3 einen Ci-Q-Alkyl- einen ß-Hydroxyäthyl oder 0-Hydroxypropylrest und R4 einen J3-Hydroxyäthyl oder /S-Hydroxypropylrest darstellt, in Mengen von 0,05 — 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Anstrichstoff, zusetzt
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2429065A DE2429065C2 (de) | 1974-06-18 | 1974-06-18 | Verfahren zur Verbesserung der elektrostatischen Lackierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2429065A DE2429065C2 (de) | 1974-06-18 | 1974-06-18 | Verfahren zur Verbesserung der elektrostatischen Lackierung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2429065A1 DE2429065A1 (de) | 1976-01-08 |
| DE2429065C2 true DE2429065C2 (de) | 1982-12-09 |
Family
ID=5918277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2429065A Expired DE2429065C2 (de) | 1974-06-18 | 1974-06-18 | Verfahren zur Verbesserung der elektrostatischen Lackierung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2429065C2 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791492B2 (ja) * | 1986-09-18 | 1995-10-04 | 保土谷化学工業株式会社 | 静電塗装用樹脂粉体組成物 |
-
1974
- 1974-06-18 DE DE2429065A patent/DE2429065C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NICHTS-ERMITTELT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2429065A1 (de) | 1976-01-08 |
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