DE2743520B2 - Verfahren zur Herstellung eines innerlich ionischen Polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines innerlich ionischen Polymeren mit quaternären AmmoniumgruppenInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines innerlich ionischen Polymeren mit
quaternären Ammoniumgruppen und dessen Verwendung zur elektrischen Abscheidung auf einer Kathode.
Die elektrische Abscheidung von organischen Überzügen aus einem wäßrigen Medium hat an industrieller
Bedeutung in den letzten Jahren sehr stark gewonnen. Diese Arbeitsweise hat zahlreiche Vorzüge, einschließlieh
der Gleichförmigkeit und der Vollständigkeit der Überzüge auch bei komplizierten Formen. Es kann
praktisch jedes elektrisch leitende Substrat überzogen werden, obwohl das Verfahren in erster Linie für die
Herstellung von Grundierungen oder Einschichtüberzü- bo
gen auf eisenhaltigen Metallsubstraten verwendet worden ist.
Neuerdings hat das Interesse für kathodisch abscheidbare Überzugsmassen zugenommen. Kathodisch abscheidbare
Überzugsmassen scheinen eine bessere Korrosionsbeständigkeit als anodisch abgelagerte
Überzugsmassen zu besitzen. Außerdem wird während der anionischen elektrischen Abscheidung an der Anode
Sauerstoff entwickelt und es werden Metallionen freigesetzt, die den sich abscheidenden Überzug
verfärben können. An der Kathode entwickelt sich nur Wasserstoff, der keine nachteiligen Wirkungen auf den
sich abscheidenden Überzug hat.
Die meisten Überzugssysteme für die kathodische Abscheidung enthalten Polymere mit kationischen
Salzgruppen. Eine besonders interessante Klasse von Polymeren sind diejenigen, die quaternäre Ammoniumsalzgruppen
enthalten, die sich durch Umsetzung eines Polyepoxids, wie eines Polyglycidyläthers eines Polyphenols,
mit einem tertiären Aminsalz bilden. Derartige Harze sind beispielsweise in der US-PS 38 39 252
beschrieben. Diese Harze werden zum größten Teil aus monotertiären Aminsalzen und Diepoxiden hergestellt
und enthalten die geladenen Gruppen in den Endstellungen des Polymermoleküls. Obwohl diese besonderen
Polymeren für die kationische Abscheidung so gut geeignet sind, daß sie zur Zeit für eine Reihe von
industriellen Anwendungen benutzt werden, besitzen sie hinsichtlich der erreichbaren elektrischen Ladung eine
Grenze. Höhermolekulare Verbindungen haben außerdem höhere Äquivalenzgewichte, und dadurch wird die
Dispergierbarkeit eines Polymeren begrenzt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verbesserten kationisch ablagerbaren Harzen. Die
bei diesem Verfahren erhaltenen Polymeren sind innerlich ionisiert, wobei die geladenen Gruppen
entlang der Polymerkette und nicht nur in den Endstellungen des Polymeren angeordnet sind. Dadurch
können hochmolekulare Produkte mit relativ niedrigen Äquivalenzgewichten hergestellt werden. Die durch das
Verfahren der Erfindung hergestellten Produkte sind sehr gut dispergierbar und eignen sich ganz besonders
gut für die kathodische Abscheidung.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Herstellung eines innerlich ionischen Polymeren mit
quaternären Ammoniumgruppen durch Umsetzung eines Polyepoxids und eines Polyamins, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Polymere durch Umsetzung von Epoxidverbindungen mit mehr als einer Epoxidgruppe
im Molekül mit einem Polyamin mit mindestens zwei tertiären Aminogruppen hergestellt wird, wobei
das Polyamin durch Umsetzung von einem organischen Polyisocyanat mit einem tertiären Amin mit aktivem
Wasserstoff aus einer Hydroxyl-, Mercapto- oder primären oder sekundären Aminogruppe erhalten
worden ist und die Umsetzung der Epoxidverbindung mit dem Polyamin in Gegenwart von Säure und/oder
Wasser unter Bildung eines innerlich ionischen Polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen durchgeführt
wird und die quaternären Ammoniumgruppen entlang des Rückgrats des Polymeren angeordnet sind, wobei
ferner die Äquivalenzverhältnisse so gesteuert werden, daß polymere Produkte entstehen, die 0,2 bis 0,9
Milliäquivalente an quaternärem Stickstoff pro Gramm Harz enthalten und die Umsetzung bei einer Temperatur
von Raumtemperatur bis maximal 100 bis 110° C, ggf.
in Gegenwart eines Lösungsmittels, durchgeführt wird. Für die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten
Polymeren zur kathodischen Abscheidung sind solche Polymere bevorzugt, die nicht geliert und wasserdispergierbar
sind und ein Polyamin enthalten, das in Wasser beständig ist.
In der US-PS 36 63 389 sind harzartige Produkte beschrieben, die für die kationische Abscheidung
geeignet sind. Es handelt sich dabei um die Reaktionsprodukte eines Polyepoxids mit einem Polyamin, wie
Tetraathylenpentamin Die erhaltenen Produkte wer
den in einer Saure solubilisiert, um kationische Gruppen
in dem Harz zu ergeben Die Produkte dieser Patentschrift unterscheiden sich von den erfindungsge
maß hergestellten zunächst dadurch, daß die kationisehen
Gruppen tertiäre Aminsalzgruppen und keine quaternaren Ammoniumsalzgruppen sind Außerdem
enthalt die Patentschrift keine Lehre fur die Verwendung
von Aminen, die den erfindungsgemaß erhaltenen
gleichen
Die bereits erwähnte US-PS 38 39 252 zeigt Harze
mit quaternaren Ammoniumsalzgruppen, die durch Umsetzung eines Polyepoxids mit einem tertiären
Aminsalz entstanden sind Die meisten dort angeführten
tertiären Aminsalze sind zwar monofunktionell, doch 1,
sind auch Amine der folgenden Struktur genannt
OH
CH2N
20
25
In dieser Formel bedeutet R einen Alkylrest und η ist
1 bis 3. Spezifisch ist das Salz von Tns(dimethylaminoathyl)phenol
beschrieben Derartige Polyamine unterscheiden sich von den erfindungsgemaß hergestellten
dadurch, daß sie nicht durch Umsetzung eines J0
organischen Polyisocyanats oder einer organischen Polycarbonsaure mit einem tertiären Amin mit aktivem
Wasserstoff entstanden sind Durch die zuletzt angeführte
Reaktion ist es möglich, eine große Vielzahl von
Aminen herzustellen, wobei die Ausgangsstoffe aus einer Vielzahl von leicht zuganglichen Materialien
ausgewählt werden können, wodurch wiederum eine
große Variationsmoghchkeit in den Eigenschaften der
fertigen Produkte besteht
In der US-PS 39 47 339 sind kationische Harze beschrieben, die fur die elektrische Abscheidung
geeignet sind und die durch Umsetzung von Polyepoxiden
mit Polyaminen erhalten wurden, die mindestens eine sekundäre Amingruppe und eine primäre Amingruppe
enthalten, die durch Ketimingruppen verkapppt
sind Die erhaltenen Harze werden mit einer Saure
solubilisiert, wobei tertiäre Aminsalzgruppen entstehen Ein Beispiel eines geeigneten sekundären Amins, das
verwendet werden kann, ist das Diketimin von
Tnathylentetramin, das zusatzlich zu den verkappten
primären Aminogruppen zwei sekundäre Aminogruppen
enthalt. Die Produkte dieser Patentschrift unterscheiden sich von den Polymeren dieser Erfindung
dadurch, daß sie tertiäre Aminsalzgruppen statt quaternare Ammoniumsalzgruppen enthalten Außerdem
gibt die Patentschrift keine Lehre fur die
Herstellung von Polyaminen gemäß der Erfindung
Die erfindungsgemaß eingesetzten Polyepoxide sind
polymere Verbindungen mit einer 1,2-Epoxyaquivalenz
von großer als 1,0, das heißt, daß sie im Durchschnitt b0
mehr als eine 1,2-Epoxygruppe pro Molekül enthalten
Die Polyepoxide können beliebige bekannte Polyepoxi
de sein. Beispiele derartiger Polyepoxide sind in den
US-PS 2467 171, 26 15007, 27 16 123, 3030336, 30 53 855 und 30 75 999 beschrieben Eine bevorzugte
Klasse von Polyepoxiden sind die Polyglycidylather von
Polyphenolen, wie von Bisphenol A Man kann sie zum
Beispiel durch Veratherung eines Polyphenols mit Epichlorhydrin oder Dichlorhydnn in Gegenwart von
Alkali herstellen Beispiele fur geeignete Phenolverbindungen sind bis(4-Hydroxyphenyl)2,2-propan, 4,4'-Dihydroxybenzophenon,
bis(4-Hydroxyphenyl)l,l-athan, bis(4-Hydroxyphenyl)l,l-isobutan, bis(4 Hydroxy-tertiar-butylphenyl)2,2-propan,
bis(2-Hydroxynaphthyl)methan und 1,5-Hydroxynaphthalin Eine andere geeignete
Klasse von Polyepoxiden erhalt man in ähnlicher Weise
aus Novolakharzen oder ähnlichen Polyphenolharzen
Ebenfalls geeignet sind ähnliche Polyglycidylather
von mehrwertigen Alkoholen, die als mehrwertige Alkohole beispielsweise Athylenglykol, Diathylenglykol,
Tnathylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,4 Butylenglykol,
1,5-Pentandiol, 1,2,6-Hexantriol, Glycerin oder
bis(4-Hydroxycyclohexyl)2,2-propan enthalten
Man kann auch Polyglycidylester von Polycarbonsäuren
verwenden, die man durch Umsetzung von Epichlorhydrin oder einer ahnlichen Epoxyverbindung
mit einer aliphatischen oder aromatischen Polycarbonsaure erhalt Beispiele fur derartige Sauren sind
Oxalsäure, Bernsteinsaure, Glutarsäure, Terephthalsäure,
2,6-Napnthahndicarbonsaure und dimensierte Linolsaure
Beispiele fur brauchbare Polyglycidylester sind Diglycidyladipat und Diglycidylphthalat
Das organische Polyepoxid wird bei der Erfindung
mit einem Amin umgesetzt, das mindestens zwei tertiäre
Aminogruppen enthalt Das Polyamin entsteht durch Umsetzung eines tertiären Amins mit aktivem Wasserstoff
mit einem organischen Polyisocyanat Bei der
Erfindung können freie oder verkappte Polyisocyanate verwendet werden, die aliphatisch oder aromatisch oder
eine Mischung von beiden sind Diisocyanate werden bevorzugt, obwohl auch höhere Polyisocyanate in
Kombination mit den Dnsocyanaten und/oder Monoisocyanaten
verwendet werden können Wenn hoher funktionell Polyisocyanate benutzt werden, sollten
gewisse Mengen an monofunktionellen Isocyanaten mitverwendet werden, um die durchschnittliche Funktionalitat
herabzusetzen und die Geherneigung des
erhaltenen Reaktionsproduktes herabzusetzen Beispiele von geeigneten höheren Polyisocyanaten sind
1,2,4-Benzoltriisocyanat und Polymethylenpoly(phenylisocyanat)
Beispiele von brauchbaren Monoisocyanaten sind Cyclohexylisocyanat, Phenylisocyanat und Toluolisocyanat
Beispiele von geeigneten aromatischen Dnsocyanaten sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
1,4-Phenylendusocyanat und Toluoldiisocyanat Beispiele
von geeigneten aliphatischen Dnsocyanaten sind geradkettige aliphatische Diisocyanate, wie 1,4-Tetramethylendiisocyanat
und 1,6-1 iexamethylendiisocyanat Cycloaliphatische Diisocyanate können ebenfalls verwendet
werden. Beispiele dafür sind 1,4-Cyclohexyldiisocyanat,
Isophorondiisocyanat und 4,4'-Methylenbis(cyclohexyhsocyanat)
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist das organische Polyisocianot ein NCO-haltiges
Polymeres Man erhalt solche NCO-haltige Polymere durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Verbindungen
mit aktivem Wasserstoff Die Aktivität des
Wasserstoffs wird nach der bekannten Methode von Zerewitinoff bestimmt, wie sie zum Beispiel von Kohler
in Journal of the American Chemical Society, 49, 3181
(1927) beschrieben ist
Beispiele von geeigneten Verbindungen mit aktivem Wasserstoff sind Polyamine, Polymercaptane, Polyole
und Verbindungen mit aktivem Wasserstoff, die unterschiedliche Substituenten enthalten, wie Aminoalkohole
Bevorzugt werden Polyamine, Polyole oder
Aminoalkohole verwendet, da ihre Umsetzung mit Polyisocyanaten leicht durchführbar ist. Sie geben keine
Nebenreaktionen und man erhält ein Urethan- oder Harnstoffprodukt in hoher Ausbeute ohne Entstehung
von Nebenprodukten. Von Vorteil ist insbesondere bei den Polyolen, daß eine große Vielzahl dieser Materialien
im Handel erhältlich ist.
Die Polyole können ein niedriges oder ein höheres Molekulargewicht besitzen und können nach ihrer
Funktionalität Diole, Triole oder höhere Alkohole sein. Für in Wasser dispergierbare nicht-gelierte Produkte
werden Diole bevorzugt. Wenn höhere Alkohole benutzt werden, sollten sie in Kombination mit Diolen
oder bevorzugt Monoalkoholen verwendet werden.
Bevorzugt werden bei der Erfindung aber höhermolekulare polymere Polyole verwendet. Bei der Umsetzung
mit geeigneten Polyisocyanaten bilden sie NCO-Präpolymere, die den Harzen für die elektrische Abscheidung
besonders wertvolle Eigenschaften verleihen. Solche polymeren Polyole sollten vorwiegend linear sein, das
heißt, sie sollten keine trifunktionellen oder höherfunktionellen Komponenten enthalten, um eine Gelierung
des erhaltenen polymeren Produkts zu vermeiden. Bevorzugt haben die Polyole eine Hydroxylzahl von 200
oder weniger, bevorzugt von 150 bis 30. Zu den am meisten bevorzugten polymeren Polyolen gehören
Polyalkylenätherpolyole einschließlich von Thioäthern, Polyesterpolyole einschließlich von Polyhydroxyesteramiden
und hydroxylhaltige Polycaprolactone.
Bevorzugt werden Polyisocyanate und insbesondere NCO-Präpolymere verwendet, da sie hydrolytisch
beständige Bindungen bei der Umsetzung mit den Verbindungen mit aktivem Wasserstoff bilden. Außerdem
erteilen die Reaktionsprodukte von organischen Polyisocyanaten, insbesondere den NCO-Präpolymeren,
den daraus hergestellten Überzügen sehr vorteilhafte physikalische und chemische Eigenschaften. So
kann beispielsweise durch Auswahl des richtigen NCO-Präpolymeren eine elektrisch abscheidbare Zusammensetzung
erhalten werden, die eine höhere Durchbruchspannung und ein höheres Streuvermögen,
verbunden mit besseren filmbildenden Eigenschaften, besitzt.
Das tertiäre Amin mit aktivem Wasserstoff, das mit dem organischen Polyisocyanat oder der Polycarbonsäure
umgesetzt wird, kann durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden:
R'
R"
N —R'
In dieser Formel können R' und R" gleiche oder verschiedene aliphatische Reste mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen
sein. Bevorzugt sind R' und R" Alkylreste. R'" ist ein aliphatischer Rest, der mindestens ein aktives
Wasserstoffatom enthält und eine aliphatische Gruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen besitzt. Unter »aktivem
Wasserstoff« wird verstanden, daß dieser an Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff gebunden ist und infolgedessen
als primärer oder sekundärer Aminowasserstoff, Mercaptowasserstoff oder Hydroxylwasserstoff vorliegt,
wobei der Hydroxylwasserstoff und der Aminowasserstoff bevorzugt sind.
Beispiele von tertiären Aminen mit aktivem Wasserstoff sind Alkanolamine, Dimethyläthanolamin, Methyldiäthanolamin,
Dimethylamino-2-propanol und Di-npropanolamin;
Thiolamine, wie N,N-dimethyl-2-aminoäthanthiol und N,N'-dimethyl-3-aminopropanthiol; tertiäre
Amine, wie Dimethylaminopropylamin, Diäthyl-
-, aminopropylamin und Dimethylaminoäthylamin. Unter den Aminen mit aktivem Wasserstoff sind hydroxylhaltige
tertiäre Amine bevorzugt.
Bevorzugt werden die tertiären Amine mit aktivem Wasserstoff und das organische Polyisocyanat so
ίο umgesetzt, daß sie ein Produkt bilden, daß im Wasser
relativ beständig ist. Dadurch wird erreicht, daß die durch die Umsetzung zwischen dem tertiären Amin mit
aktivem Wasserstoff und dem organischen Polyisocyanat oder der organischen Polycarbonsäure entstandenen
Bindungen nicht aufgebrochen und die polymere Kette nicht gespalten wird, wenn das fertige polymere
Produkt in Wasser dispergiert wird. Das so hergestellte Polyamin kann angesäuert werden, um das entsprechende
tertiäre Aminsalz zu bilden. Für diesen Zweck kann eine große Vielzahl von Säuren verwendet werden,
einschließlich der anorganischen Säuren, wie Borsäure, Kohlensäure, Salzsäure und Phosphorsäure. Auch
organische Säuren sind geeignet, wie die bevorzugte Milchsäure, ferner Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure
und Buttersäure.
Das tertiäre Aminsalz wird dann mit dem organischen Polyepoxid unter Bildung eines Polymeren mit quaternären
Ammoniumsalzgruppen umgesetzt. Die Salzgruppen sind entlang des Rückgrats der Polymerkette
jo angeordnet und befinden sich auch im Mittelteil dieser
Kette. Dies wird dadurch erreicht, daß die Polyaminsalzkette das Molekulargewicht der Polyepoxide vergrößert.
Durch diese Kettenverlängerung gelangen die ionischen Ladungen in die mittleren Abschnitte des
polymeren Rückgrats. Bei der Umsetzung des PoIyamins mit dem Polyepoxid wird der Oxiranring geöffnet
■md es bildet sich eine quaternäre Ammoniumsalzgruppe und eine Hydroxylgruppe.
Das Polyamin kann aber auch zuerst mit dem Polyepoxid in Gegenwart von Wasser umgesetzt
werden und das Reaktionsprodukt kann erst nachher angesäuert werden.
Das Äquivalenzverhältnis von Polyepoxid zu Polyamin schwankt in Abhängigkeit von dem Molekularge-
dr, wicht des gewünschten Produktes und der Reaktionsfähigkeit
des Polyamins und des Polyepoxids im Bereich von 0,2 bis 0,9 und bevorzugt 0,4 bis 0,6 Milliäquivalente
an quaternärem Stickstoff pro Gramm Harz. Niedrigere Werte der Milliäquivalente pro Gramm Harz führen zu
einer schlechten Löslichkeit des Harzes und zu einer unbefriedigenden Filmbildung bei der elektrischen
Abscheidung. Höhere Werte dieser Milliäquivalente ergeben ein Harz, das zu wasserlöslich für die
elektrische Abscheidung ist.
Für die Verwendung zur elektrischen Abscheidung sollte das Harz außerdem in Wasser dispergierbar, nicht
geliert und selbstverständlich an der Kathode elektrisch abscheidbar sein. Es werden Polymere bevorzugt, die im
wesentlichen linear sind. Aus diesem Grund sind
bo bevorzugt die als Ausgangsstoffe verwendeten Polyepoxide und Polyamine beide bifunktionell.
Das Amin oder das Aminsalz und das Polyepoxid werden umgesetzt, indem man die beiden Komponenten
bevorzugt in Gegenwart einer bestimmten Menge an Wasser mischt. Die verwendete Wassermenge sollte
so gewählt sein, daß sie einen glatten Verlauf der Umsetzung des Amins mit der Epoxygruppe ermöglicht.
Es sollte aber nicht so viel Wasser benutzt werden, daß
eine extrem langsame Reaktion stattfindet Typischerweise
wird Wasser in einer Menge von 1,75 bis 20
Gew -%, bezogen auf die gesamten Feststoffe der Reaktionsmischung, verwendet Bevorzugt ist eine
Wassermenge von 2 bis 15 Gew-%, bezogen auf die gleiche Basis
Bei Umsetzung ist die Gegenwart eines Losungsmittels
nicht notwendig, obwohl man ein Losungsmittel zugeben kann, um die Reaktion besser steuern zu
können Beispiele fur geeignete Losungsmittel sind |()
aromatische Kohlenwasserstoffe und Glykolather
Die wäßrigen Zusammensetzungen der harzartigen
Produkte nach der Erfindung sind als Überzugsmassen sehr geeignet und können durch übliche Verfahren, wie
Tauchen, Streichen und dergleichen aufgetragen wer- ,, den Besonders eignen sich diese Zusammensetzungen
aber fur die kationische elektrische Abscheidung
Fur die elektrische Abscheidung werden die vorhin
charakterisierten harzartigen Produkte in Wasser dispergiert, so daß die Dispersion einen Feststoffgehalt ·,(,
von 1 bis 30 Gew -% hat Der Ausdruck »wäßrige Dispersion« umfaßt zweiphasige durchscheinende Was
ser-Harzsysteme, insbesondere solche, bei denen das Wasser die kontinuierliche Phase bildet, und schließt
auch homogene wäßrige Losungen ein, die optisch klar ·>,
erscheinen Die wäßrigen Dispersionen enthalten dispergierte Phasen mit mittleren Durchmessern der
Teilchen von 0,1 bis 5 Mikron Die dispergierte Phase
kann eine kugelförmige oder eine längliche Gestalt
haben und kann aber bei der mikroskopischen j0
Untersuchung auch unsichtbar sein
Die Produkte können als solche verwendet werden,
um klare Filme bei der elektrischen Abscheidung zu ergeben Üblicherweise werden sie aber als Tragerharz
zusammen mit einer Pigmentzubereitung benutzt Die S)
Pigmentzubereitung kann von üblicher Art sein und kann beispielsweise als Pigment Eisenoxide, Bleioxide,
Strontiumchromat, Ruß, Titandioxid, Talkum, Barium sulfat und Kombinationen dieser oder ahnlicher
Pigmente enthalten Weitere geeignete Pigmente sind farbige Pigmente, wie Cadmiumgelb, Cadmiumrot,
Phthalocyaninblau, Chromgelb, Toluidenrot und hydra tisiertes Eisenoxid
Zusammen mit den Pigmenten werden in der Regel
Dispergiermittel oder oberflächenaktive Mittel benutzt, 4j
wobei diese vom nicht-ionischen oder kationischen Typ oder von einer Kombination dieser Typen sein sollten
Das Pigment und das oberflächenaktive Mittel werden zusammen in einen Teil des Tragerharzes gemahlen, um
eine Paste herzustellen Diese Paste wird mit dem r)0
Hauptteil des Tragerharzes zur Überzugsmasse verschnitten
Der Überzugsmasse können außerdem übliche Zusatzstoffe, wie Antioxidantien, Netzmittel,
Trockner, Antischaummittel und Suspendiermittel, beigegeben werden Häufig ist es vorteilhaft, eine kleine
Menge eines mit Wasser mischbaren organischen Losungsmittels zuzugeben, wobei diese Zugabe in der
Regel zu dem Tragerharz erfolgt, um seine Handhabung zu erleichtern Beispiele von solchen Losungsmitteln
sind die Glykolather
Es wurde festgestellt, daß in den meisten Fallen hochwertige Überzuge erhalten werden, wenn Pigmentzubereitungen
verwendet werden, die das Pigment zum Tragerharz im Gewichtsverhältnis von 1,5 1 oder
weniger, bevorzugt weniger als 1 1, enthalten Wenn b5
die Zubereitung ein zu hohes Verhältnis von Pigment zu
Harz besitzt, kann der elektrisch abgeschiedene Film schlechte Fließeigenschaften haben
Bei der Verwendung als Überzugsmasse können die
erfindungsgemaß hergestellten Polymeren gegebenen falls auch einen Vernetzer oder ein Hartungsmittel
enthalten, um härtere und korrosionsbeständigere Überzüge zu ergeben Die bevorzugten Hartungsmittel
sind Derivate von verkappten Isocyanaten Wie bereits
erwähnt wurde, bildet sich bei der Umsetzung des
tertiären Aminsalzes mit der Epoxygruppe eine
quaternare Ammoniumsalzgruppe und eine Hydroxyl
gruppe Über diese Hydroxylgruppe reagiert das Isocyanat unter Vernetzung und Härtung des Uberzu
ges Die fur die Vernetzung verwendeten Isocyanate sollten verkappt sein, so daß sie mit der Hydroxylgruppe
des Harzes nicht reagieren, bis der überzogene Gegenstand auf eine ausreichend hohe Temperatur
erwärmt wird, um die verkappten Isocyanate zu
entkappen und den Überzug zu harten
Die Polyisocyanat-Hartungsmittel können in zwei
ähnlichen Weisen verwendet werden Das Polyisocyanat kann vollständig verkappt sein, so daß es keine freie
Isocyanatgruppe besitzt, so daß bei der Zugabe zu dem kettenverlangerten Polymeren mit quaternaren Ammoniumsalzgruppen
ein Zweikomponentensystem entsteht Alternativ kann das Polyisocyanat teilweise
verkappt sein, wie zum Beispiel ein halbverkapptes
Dnsocyanat, so daß eine reaktionsfähige Isocyanatgruppe
zurückbleibt Das teilweise verkappte Isocyanat kann dann mit der Hydroxylgruppe des Harzes unter
Bedingungen umgesetzt werden, bei denen die verkappte
Isocyanatgruppe nicht entkappt wird Durch diese Umsetzung wird das verkappte Isocyanat ein Teil des
Polymermolekuls und es entsteht ein Einkomponenten system Wenn der erhaltene beschichtete Gegenstand
auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, wird die
verkappte Isocyanatgruppe entkappt und reagiert mit nicht umgesetzten Hydroxylgruppen und anderen
Harzmolekulen, um den Überzug auszuhärten
Zur Formulierung der in Wasser dispergieren
Zusammensetzungen kann gewöhnliches Leitungswasser verwendet werden Da solches Wasser aber relativ
hohe Mengen an Ionen enthalten kann, ist eine Beeinflussung der Badeigenschaften bei der elektrischen
Abscheidung dadurch möglich
In derartigen Fallen ist es deshalb häufig vorteilhaft,
entionisiertes Wasser zu verwenden, wie man es beispielsweise durch Behandlung des Wassers mit einem
Ionenaustauscherharz erhalt
Bei der elektrischen Abscheidung wird die wäßrige
Überzugsmasse in Berührung gebracht mit einer
elektrisch leitenden Anode und einer elektrisch leitenden Kathode, wobei die Kathode die zu beschichtende
Oberflache besitzt Bei einem Fließen des elektrischen Stroms zwischen der Anode und der
Kathode wird ein haftender Film der Überzugsmasse
auf der Kathode abgeschieden
Die Bedingungen fur die elektrische Abscheidung
gleichen denen, wie sie fur die elektrische Abscheidung
von anderen Überzugsmassen verwendet werden Die angelegte Spannung kann innerhalb eines großen
Bereiches schwanken und kann zum Beispiel ein Volt bis
einige tausend Volt betragen, obwohl die typischen Spannungen zwischen 50 und 500 Volt liegen Die
Stromdichte hegt in der Regel zwischen etwa 1,0 und 15
Ampere pro 929 cm2. Wahrend der Abscheidung neigt die Stromdichte zum Abfaller Die erfindungsgemaß
hergestellten Polymeren lassen sich zur elektrischen Beschichtung von beliebigen elektrisch leitenden
Substraten verwenden, insbesondere von Metallen, wie
130 108/232
Stahl, Aluminium und Kupfer
Nach der Abscheidung wird der Überzug in der Regel
durch Erwarmen auf erhöhte Temperaturen ausgehartet
Dazu können übliche Arbeitsweisen und Einrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel die Härtung in ■>
öfen oder mit Infrarotlampen
Es wird nun die Herstellung von zwei Polyaminen mit
zwei tertiären Amingruppen geschildert Anschließend folgen Beispiele zur näheren Erläuterung der Erfindung
In den folgenden Beispielen sind alle Angaben über
Teile und Prozentsatze auf nicht-fluchtige Bestandteile bezogen, falls nicht etwas anderes angegeben ist
Polyamin A
Es wird ein Polyamin mit zwei tertiären Amingruppen
durch Umsetzung von Toluoldiisocyanat, einem Polycaprolactondiol und Dimethylathanolamin hergestellt
Dazu wird folgender Ansatz verwendet
Ausgangsstoff Gewichtstelle
Toluoldiisocyanat
(80/20 isomere Mischung)
Polycaprolactondiol (MW = 540)')
Dimethylathanolamin
Dimethylathanolamin
174
265
265
nolamin zugegeben Die Mischung wurde dann der
exothermen Reaktion fur eine halbe Stunde überlassen
und wurde anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.
Ein nicht-gehertes Polymeres mit innerlich ionisierten
quaternaren Ammoniumsalzgruppen, das als Tragerharz fur die kationische Abscheidung geeignet ist, wurde
aus folgendem Ansatz hergestellt
20
') Handelsprodukt, von Jem angenommen wird, daß es durch
Ringoffnung von epsilon-Caprolacton mit Diathylenglykol
hergestellt ist
Bei der Herstellung des Polyamins wurde zuerst ein
NCO-Prapolymeres erzeugt, indem Toluoldiisocyanat mit dem Polycaprolactondiol umgesetzt wurde und
dann das NCO-Präpolymere mit Dimethalathanolamin
verkappt wurde
Das Polycaprolactondiol wurde in ein Reaktionsgefaß
eingebracht, das das Toluoldiisocyanat enthielt Die
Temperatur wurde bei 30 bis 35° C fur eine Stunde
gehalten und dann wurde das Dimethylathanolamin zugegeben Man ließ die Reaktionsmischung exotherm
eine halbe Stunde reagieren und kühlte sie dann auf
Raumtemperatur ab
Polyamin B
Ein Polyamin mit zwei tertiären Amingruppen wurde
durch Umsetzung von Toluoldiisocyanat, Polypropylenglykol und Dimethylathanolamin hergestellt Dazu
wurde folgender Ansatz umgesetzt
Ausgangsstoff Gewichtsteile
Toluoldiisocyanat 174
(80/20 isomere Mischung)
(80/20 isomere Mischung)
Polypropylenglykol (MG = 625) 302
Dimethylathanolamin 89,1
Die Umsetzung erfolgt in ahnlicher Weise wie bei
Beispiel A Es wurde zuerst ein NCO Prapolymeres hergestellt, indem das Toluoldiisocyanat mit dem
Polypropylenglykol umgesetzt und dann das NCO Präpolymere mit dem Dimethylathanolamin verkappt
wurde Das Polypropylenglykol wurde dann in ein Reaktionsgefaß eingebracht, das das Toluoldiisocyanat
enthielt Die Temperatur wurde fur etwa eine Stunde bei
30 bis 35°C gehalten und dann wurde das Dimethylatha-Bestandteil
Gew-Teile Feststoffe
Epoxyharz1) | 461,22 | 442,54 |
Bisphenol A | 148,89 | 148,89 |
Toluoldiisocyanat | 331,4 | 314,87 |
(2-Äthyl hexyl-halb verkappt) | ||
Polyamin | 297,55 | 297,55 |
Milchsäure (75gewichts- | 66 | 49,5 |
prozentige wäßrige Losung) | ||
Losungsmittel2) | 112,8 | - |
Antischaummittel3) | 6,3 | - |
Isobutyrat4) | 112,8 | - |
Entionisiertes Wasser | 62,67 | - |
J() ') Handelsübliches Epoxyharz auf Basis von Epichlorhydrin
und Bisphenol A mit einem Epoxy-Aquivalentgewicht von
etwa 193-203
2) Alhylenglykolmonopnenylalher
') Kohlenwasserstofföl, das eine oberflächenaktive Dii
> atomeenerde enthalt
4) 2,2 4 rrimethylpentandiol 1 3-monoisobutyrat
Das Polymere wurde hergestellt, indem das Epoxy harz und Bisphenol A in ein geeignetes Reaktionsgefaß
gegeben und auf 160 bis 1650C erwärmt wurde Dabei
trat eine exotherme Reaktion ein und die Reaktionsmischung
wurde bei 155 bis 160°C fur eine Stunde gehalten
und wurde dann auf 120° C abgekühlt Anschließend
4, wurde das mit 2-Athylhexanol halbverkappte Toluoldiisocyanat
zugegeben Die Reaktionsmischung wurde fur eine Stunde bei 120° C gehalten und dann wurde der
Athylenglykolmonophenylather, das Antimscha immit
tel und 62,8 Gewichtsteile des Monoisobutyrats
,ο zugegeben Der Rest des Monoisobutyrats wurde vorgemischt mit der Milchsaurelosung, dem entionisierten
Wasser und dem Polyamin von Beispiel A, wobei eine reaktionsfähige Mischung fur die Quaternisierung
des vorher hergestellten polymeren Produktes entstand Diese reaktionsfähige Quaternisiermischung wurde zu
der Reaktionsmischung im Verlauf von 30 Minuten zugegeben, wobei eine Dispersion des nicht-gelierten,
quaternare Ammoniumsalzgruppen enthaltenden Poly meren (78,35% Feststoffe) entstand, bei der die
Salzgruppen entlang und zu dem Mittelabschnitt des polymeren Ruckgrats angeordnet sind Das Polymere
enthielt 0,4388 Milliaquivalente von quaternaren Ammoniumsalzgruppen
pro Gramm des Polymeren
Bei der Prüfung des Streuvermogens in einer General
Motors Zelle (10% Feststoffe im Bad, 35,6 cm Eintauchtiefe) zeigte das Polymere ein Streuvermogen
von 17,8 cm bei der elektrischen Abscheidung bei 200
Volt fur 2 Minuten bei einer Temperatur von 25° C
Ein nicht gehertes Polymeres mit innerlich ionisierten
quaternaren Ammoniumsalzgruppen, das fur die katio
nische Abscheidung geeignet ist, wurde aus folgendem
Ansatz hergestellt
Bestandteil | Gew Teile | Feststofle |
Epoxyharz | 461,22 | 442,54 |
Bisphenol A | 148,89 | 148 89 |
Toluoldiisocyanat | 331,44 | 31487 |
(2 Athylhexyl halbverkappt) | ||
Polyamin | 354,75 | 31928 |
Milchsäure (75gewichts- | 66 | 49,5 |
prozentige wäßrige Losung) | ||
Losungsmittel | ' 14,76 | - |
Antischaummittel | 6,3 | - |
Isobutyrat | 114,76 | - |
Entionisiertes Wasser | 63,75 | - |
dem Polyamin Dabei wurde eine reaktionsfähige
Mischung fur die Quatei nisierung des vorher hergestell
ten polymeren Produktes erhalten Diese reaktionsfahl ge Quaternisiermischung wurde im Verlauf von 30
ι Minuten zu der Reaktionsmischung zugegeben, wobei eine Dispersion des Polymeren mit quaternaren
Ammoniumsaizgruppen entstand (76,73% Feststoffe) Die quaternaren Ammoniumsaizgruppen waren entlang
und gegen den Mittelabschnitt des polymeren Ruck
ίο grats verteilt Das Polymere enthielt 0,4313 Milhaquiva
lente an quaternaren Ammoniumsaizgruppen pro Gramm des Polymeren
Bei der Prüfung des Streuvermogens in einer General
Motors Zelle (10% Feststoffe im Bad, 35 6 cm
ι j Eintauchtiefe) zeigte das Polymere ein Streuvermogen
von 17,8 cm bei der elektrischen Abscheidung bei 200
Volt fur 2 Minuten bei einer Tempet atur von 25°C
^o Ein Polyamin mit 2 tertiären Amingruppen wurde
durch Umsetzung eines Esters einer Polycarbonsaure (Dimethylazelat) mit einem tertiären Amin mit aktivem
Wasserstoff (Dimethylaminpropylamin) aus folgendem Ansatz hergestellt
Das Epoxyharz, das Losungsmittel, das Antischaum
mittel und das Monoisobutyrat stimmen uberein mit den
Materialien von Beispiel 1
Das Polymere wurde hergestellt, indem das Epoxy harz und das Bisphenol A in ein geeignetes Reaktions
gefäß gegeben und auf 160 bis 165° C erwärmt wurden
wobei eine exotherme Reaktion eintrat Die Reaktions mischung wurde bei 155 bis 1600C fur eine Stunde
gehalten und wurde dann auf 1200C abgekühlt Dann
wurde das mit 2 Athylhexanol halbverkappte Toluoldi isocyanat zugegeben Anschließend wurde die Reak
tionsmischung eine Stunde bei 1200C gehalten und dann
wurde das Losungsmittel, das Antischaummittel und 62,8 Gewichtsteile des Monoisobutyrats zugegeben Der
Rest des Monoisobutyrats wurde vorgemischt mit der Losung der Milchsaure, dem entionisierten Wasser und
Ausgangsstotl
Gewichtstelle
Dimethylazelat
Dimethylaminpropylamin
Dimethylaminpropylamin
216
408
408
Die Ausgangsstofff wurden in ein Reaktionsgefaß
gegeben und unter Ruckflußkuhlung etwa 2 Tage erwärmt Dann wurde die Reaktionsmischung auf 25°C
abgekühlt, wobei sie fest wurde Es wurde Cyclohexan zu dem Reaktionsgefaß gegeben, um das Reaktionspro
dukt aufzuschlarpmen Anschließend wurde filtriert und der Ruckstand wurde erneut aufgeschlamml und
filtriert Das zurückbleibende Reaktionsprodukt wurde dann getrocknet und es wurde angenommen, daß es die
folgende Struktur hatte
CH3 O O CH3
\ Il Il /
N-(CH2) -NH- C-(CH2),-C —HN-(CH2)3—N
CH3
CH,
Das Polyamin das zwei tertiäre Amingruppen quaternaren Ammoniumsaizgruppen zu erhalten Es
enthielt, wurde dann mit einem organischen Polyepoxid wurde mit folgendem Ansatz gearbeitet
umgesetzt, um ein innerlich ionisiertes Polymeres mit
Best indtei
Gewichtstelle
Epoxyharz1) 1000
Diamin wie vorher hergestellt 151,3
75%ige wäßrige Milchsaurelosung 100,8
Lösungsmittel2) 245,4
Fntionisiertes Wasser 49
') Handelsübliches Epoxyharz aus der Umsetzung von Epiohlorhydnn
und Bisphenol A mit einem E poxy Aquiva lentgewicht von etwa 875 1000
2) Athylenglykolmonophcnylather
Das Epoxyharz wurde in ein Reaktionsgefaß gegeben
und unter einer Stickstoffdecke geschmolzen Es wurden 40 Teile Losungsmittel zugegeben und anschlie
ßend das Diamin, die Milchsaurelosung, der Rest des
Losungsmittels und das entionisierte Wasser Zur , Verdünnung der Reaktionsmischung wurden 100
Gewichtstelle Methylathylketon hinzugegeben Die Reaktionsmischung wurde eine Stunde bei 85 bis 95° C
gehalten 985 Gewichtstelle der Reaktionsmischung wurden \n ein Gefäß gegeben und wurden dann mit 15
Gewichtsteilen warmem entionisiertem Wasser ver-
dünnt Dann wurden 100 Gewichtstelle Äthylenglykolmonobutylather
hinzugegeben
Durch weitere Verdünnung der Reaktionsmischung
mit 1100 Gewichtsteilen entionisiertem Wasser wurde
ein elektrisches Abscheidungsbad hergestellt Das Bad wurde filtriert und gekühlt Bei der Prüfung des
Streuvermogens in einer General Motors Zelle (Bad mit
22% Feststoffen, Eintauchtiefe 43,2 cm) zeigte das Polymere ein Streuvermogen von 20,3 cm bei 400 Volt
fur 2 Minuten und einer Badtemperatur von 27°C.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines innerlich ionischen Polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen
durch Umsetzung eines Polyepoxids und eines Polyamins, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere durch Umsetzung von Epoxidverbindungen
mit mehr als einer Epoxidgruppe im Molekül mit einem Polyamin mit mindestens zwei
tertiären Aminogruppen hergestellt wird, wobei das Polyamin durch Umsetzung von einem organischen
Polyisocyanat mit einem tertiären Amin mit aktivem Wasserstoff aus einer Hydroxyl-, Mercapto- oder
primären oder sekundären Aminogruppe erhalten r,
worden ist und die Umsetzung der Epoxidverbindung mit dem Polyamin in Gegenwart von Säure
und/oder Wasser unter Bildung eines innerlich ionischen Polymeren mit quaternären Amoniumgruppen
durchgeführt wird und die quaternären Ammoniumgruppen entlang des Rückgrats des Polymeren angeordnet sind, wobei ferner die
Äquivalenzverhältnisse so gesteuert werden, daß polymere Produkte entstehen, die 0,2 bis 0,9
Milliäquivalente an quaternärem Stickstoff pro Gramm Harz enthalten und die Umsetzung bei einer
Temperatur von Raumtemperatur bis maximal 100 bis 1100C, ggf. in Gegenwart eines Lösungsmittels,
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- j0
zeichnet, daß die Epoxidverbindung ein Polyglycidyläther eines Polyphenols ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polyisocyanat
ein NCO-haltiges Polymeres ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das tertiäre Amin mit
aktivem Wasserstoff ein hydroxylhaltiges tertiäres Amin ist.
5. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhaltenen innerlich ionischen Polymeren zur
elektrischen Abscheidung auf einer als Kathode dienenden Oberfläche.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/728,368 US4069210A (en) | 1976-09-30 | 1976-09-30 | Polymeric products |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2743520A1 DE2743520A1 (de) | 1978-04-06 |
DE2743520B2 true DE2743520B2 (de) | 1981-02-19 |
DE2743520C3 DE2743520C3 (de) | 1982-02-25 |
Family
ID=24926578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2743520A Expired DE2743520C3 (de) | 1976-09-30 | 1977-09-28 | Verfahren zur Herstellung eines innerlich ionischen Polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4069210A (de) |
JP (2) | JPS5343800A (de) |
CA (1) | CA1105189A (de) |
DE (1) | DE2743520C3 (de) |
GB (1) | GB1576267A (de) |
IT (1) | IT1083003B (de) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4247439A (en) * | 1973-11-06 | 1981-01-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Water-borne coating composition made from epoxy resin, polymeric acid and tertiary amine |
US4303488A (en) * | 1973-11-06 | 1981-12-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Electrocoating with water-borne coating composition made from epoxy resin, polymeric acid and tertiary amine |
US4186124A (en) * | 1975-08-01 | 1980-01-29 | Ppg Industries, Inc. | Novel pigment grinding vehicle |
DE2707405B2 (de) * | 1976-07-19 | 1982-09-16 | Vianova Kunstharz AG, 8402 Werndorf | Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln für die Elektrotauchlackierung |
DE2707482C2 (de) * | 1976-07-19 | 1982-07-29 | Vianova Kunstharz AG, 8402 Werndorf | Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln für Elektrotauchlacke |
DE2861731D1 (en) * | 1977-06-13 | 1982-05-27 | Shell Int Research | Resin binders containing amino groups and process for their preparation |
NL7708567A (nl) * | 1977-08-03 | 1979-02-06 | Akzo Nv | Cataforetisch aan te brengen waterige bekle- dingscompositie, werkwijze voor de bereiding daarvan, alsmede werkwijze voor het aanbrengen van de compositie. |
AT356226B (de) * | 1977-10-24 | 1980-04-10 | Vianova Kunstharz Ag | Verfahren zur herstellung kathodisch ab- scheidbarer bindemittel |
USRE31616E (en) * | 1977-12-12 | 1984-06-26 | Wyandotte Paint Products | Cathodic electrodeposition coating compositions containing diels-alder adducts |
USRE31803E (en) * | 1977-12-12 | 1985-01-15 | Wyandotte Paint Products Company | Method for cathodic electrodeposition of coating compositions containing diels-alder adducts |
US4159233A (en) * | 1978-02-03 | 1979-06-26 | Scm Corporation | Cathodic electrocoating process for forming resinous coating using an aqueous dispersion of polyamino polyhydroxy polyether resinous adduct and acid-functional aminoplast |
US4260716A (en) * | 1979-05-07 | 1981-04-07 | Ppg Industries, Inc. | Polymeric quaternary ammonium hydroxides and their use in coating applications |
ATE7906T1 (de) * | 1979-09-20 | 1984-06-15 | Ciba-Geigy Ag | Quaternaere ammoniumsalze aus diepoxyden und diaminen, ihre herstellung und verwendung. |
IT1140784B (it) * | 1980-03-13 | 1986-10-10 | Anic Spa | Metodo per la produzione di alluminio silicati a struttura zeolitica |
DE3162413D1 (en) * | 1980-05-22 | 1984-04-05 | Shell Int Research | Aqueous coating powder suspensions, preparation and use |
DE3263715D1 (en) * | 1981-03-13 | 1985-06-27 | Akzo Nv | Process for applying a coating to a substrate |
US4409288A (en) * | 1982-04-28 | 1983-10-11 | Hitco | Epoxy resin emulsion finishes for carbon fibers |
US4540725A (en) * | 1982-09-30 | 1985-09-10 | Ppg Industries, Inc. | Pigment grinding vehicle |
DE3371348D1 (en) * | 1982-09-30 | 1987-06-11 | Ppg Industries Inc | Novel pigment grinding vehicle |
DE3322781A1 (de) * | 1983-06-24 | 1985-01-03 | Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg | Selbstvernetzendes, hitzehaertbares reibharz |
BR8307755A (pt) * | 1983-10-31 | 1985-08-27 | Ford Motor Co | Resinas auto-reticulaveis para eletrorrevestimento preparadas atraves de reacoes a temperatura ambiente de resinas e poliaminas que contem grupos amina primarios e terciarios |
US4822464A (en) * | 1986-09-12 | 1989-04-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Water-compatible coating resin |
US4913968A (en) * | 1986-09-12 | 1990-04-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Water-compatible coating resin |
AT392284B (de) * | 1987-09-03 | 1991-02-25 | Vianova Kunstharz Ag | Verfahren zur herstellung kationischer lackbindemittel und deren verwendung |
US5021471A (en) * | 1990-05-11 | 1991-06-04 | The Dow Chemical Company | Modified epoxy resin compositions |
US5057557A (en) * | 1990-05-11 | 1991-10-15 | The Dow Chemical Company | Modified epoxy resin compositions |
US5444127A (en) * | 1992-10-19 | 1995-08-22 | Henkel Corporation | Tertiary amine derivatives as components of polymer forming systems |
US5371120A (en) * | 1993-07-19 | 1994-12-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Crosslinked microgel for cathodic electrocoating compositions |
DE4332014A1 (de) * | 1993-09-21 | 1995-03-23 | Basf Lacke & Farben | Elektrotauchlacke und Verfahren zum Lackieren elektrisch leitfähiger Substrate |
US5407976A (en) * | 1993-10-27 | 1995-04-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Isocyanate crosslinked microgel for cathodic electrocoating compositions |
US5834078A (en) * | 1997-08-14 | 1998-11-10 | The Dow Chemical Company | Hydroxy-functionalized poly(amino ether) salts |
US20030220036A1 (en) * | 2000-12-20 | 2003-11-27 | Lee Robert A. | Laminates and coated materials comprising hydroxy-phenoxyether polymers |
AU2002257127A1 (en) | 2001-04-04 | 2002-10-21 | Advanced Plastics Technologies, Ltd. | Process for coating paper, paperboard, and molded fiber with a water-dispersible polyester polymer |
JP2006002003A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Nippon Paint Co Ltd | カチオン電着塗料組成物 |
CN110724259B (zh) * | 2019-10-16 | 2021-11-23 | 南京林业大学 | 一种聚季铵盐的合成方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3405104A (en) * | 1964-04-07 | 1968-10-08 | Millmaster Onyx Corp | Antistatic textile finish and method of applying same |
US3839252A (en) * | 1968-10-31 | 1974-10-01 | Ppg Industries Inc | Quaternary ammonium epoxy resin dispersion with boric acid for cationic electro-deposition |
US3975346A (en) * | 1968-10-31 | 1976-08-17 | Ppg Industries, Inc. | Boron-containing, quaternary ammonium salt-containing resin compositions |
US3663389A (en) * | 1970-04-17 | 1972-05-16 | American Cyanamid Co | Method of electrodepositing novel coating |
US3962165A (en) * | 1971-06-29 | 1976-06-08 | Ppg Industries, Inc. | Quaternary ammonium salt-containing resin compositions |
US3804786A (en) * | 1971-07-14 | 1974-04-16 | Desoto Inc | Water-dispersible cationic polyurethane resins |
US3947339A (en) * | 1971-12-01 | 1976-03-30 | Ppg Industries, Inc. | Method of electrodepositing primary amine group-containing cationic resins |
JPS4923807A (de) * | 1972-06-28 | 1974-03-02 | ||
US4009133A (en) * | 1975-08-01 | 1977-02-22 | Ppg Industries, Inc. | Electrodepositable epoxy resins having quaternary groups carrying blocked NCO, and aqueous dispersions |
CA1097449A (en) * | 1975-08-01 | 1981-03-10 | Karl F. Schimmel | Pigment grinding vehicle |
-
1976
- 1976-09-30 US US05/728,368 patent/US4069210A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
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-
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