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Title:
ANIONICALLY-PRECIPITABLE BINDER, PROCESS FOR ITS PRODUCTION, COATING BASED THEREON AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1987/003894
Kind Code:
A1
Abstract:
An anionically-precipitable binder (A), water-dispersable by neutralizing with bases, which binder can be obtained by reaction of epoxy resins with an average molecular weight of at least 3 000 g/mol, based on biphenols with polyester polycarboxylic acids the functionality of which ranges from 3 to 8 and whose average molecular weight is smaller than 2 000 g/mol. The binder (A) has an acid number of between 50 and 120. In addition, process for producing the anionically precipitable binder (A) as well as coating based on the binder (A), for anodic electrophoretic coating and for use in spray-painting of tins.

Inventors:
HILLE HANS-DIETER (DE)
HOELSCHER HANS-JOERG (DE)
REICHELT UWE (DE)
SCHERPING KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP1986/000734
Publication Date:
July 02, 1987
Filing Date:
December 10, 1986
Export Citation:
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Assignee:
BASF LACKE & FARBEN (DE)
International Classes:
C08L63/02; C08L67/02; C09D5/44; C09D163/00; C09D163/02; C09D167/02; (IPC1-7): C09D5/44; C08L63/00; C08L67/00
Foreign References:
US4304804A1981-12-08
EP0049868A11982-04-21
FR2143599A11973-02-09
US4247439A1981-01-27
Other References:
CHEMICAL ABSTRACTS, Vol. 96, No: 18, 3 May 1982, (Columbus, Ohio, USA) see page 100, Abstract No: 144595c & SU,A,883 122 ("Lakokraspokrytie" Scientific-Undustrial Enterprises) 23 November 1981
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Claims:
GEÄNDERTE ANSPRUCHE[beim Internationalen Büro am 29. Juli 1987 (29.07.87) eingegangen); ursprüngliche Ansprüche
1. 22 durch geänderte Ansprüche 1. 17 ersetzt (4 Seiten)] Anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbares Bindemittel (A) , erhältlich durch Umsetzung von Epoxidharzen auf der Basis von Bisphenolen mit einem Carboxylgruppen enthaltenden Polyester, dadurch gekennzeichnet, daß als Carboxylgrup¬ pen enthaltende Polyester Polykondensate aus aromati¬ schen und/oder aliphatischen Dicarbonsäuren, aromati¬ schen Dicarbonsäureanhydriden, aromatischen Tricarbon. säureanhydriden, aromatischen Tetracarbonsäureanhydriden und . dianhydriden sowie aliphatischen und cycloaliphati. schen Di. und Triolen verwendet werden, die Funktionali¬ tät des Carboxylgruppen enthaltenden Polyesters 3 bis 8 beträgt, sein mittleres Molekulargewicht kleiner als 2000 g/mol ist, die Epoxidharze ein mittleres Molekular¬ gewicht von mindestens 3000 g/mol aufweisen und das Bindemittel (A) eine Säurezahl von 50 bis 120 hat. Verfahren zur Herstellung eines anionisch abscheidbaren, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbaren Bindemittels (A) durch Umsetzung von Epoxidharzen auf der Basis von Bisphenolen mit einem Carboxylgruppen enthaltenden Polyester in einem organischen Lösungsmit¬ tel oder Lösungsmittelgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß als Carboxylgruppen enthaltende Polyester Polykonden¬ sate aus aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäu¬ ren, aromatischen Dicarbonsäureanhydriden, aromatischen Tricarbonsäureanhydriden, aromatischen Tetracarbonsäure¬ anhydriden und . dianhydriden sowie aliphatischen und cycloaliphatischen Di.
2. und Triolen verwendet werden, die Funktionalität des Carboxylgruppen enthaltenden Poly¬ esters 3 bis 8 beträgt, sein mittleres Molekulargewicht kleiner als 2000 g/mol ist, die Epoxidharze ein mittle¬ res Molekulargewicht von mindestens 3000 g/mol aufweisen 1 und das Bindemittel (A) eine Säurezahl von 50 bis 120 hat.
3. Bindemittel oder Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionalität der Polyesterpolycarbonsäuren.
4. bis 6 beträgt.
5. 4 Bindemittel oder Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäu. Q ren Umsetzungsprodukte einer mindestens dreiwertigen Polycarbonsäure oder eines mindestens dreiwertigen Polycarbonsäureanhydrids mit einem Diol sind.
6. Bindemittel oder Verfahren nach Anspruch 4, dadurch . gekennzeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren Kondensationsprodukte aus Trimellitsäureanhydrid und 2,2. Dimethyl. l,3. propandiol sind.
7. Bindemittel oder Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterpoly¬ carbonsäuren mit Esterdiolen und/oder Glycidestern. von Monocarbonsäuren modifiziert sind.
8. Bindemittel oder Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3,4 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurezahl des Bindemittels (A) 70 bis 90 beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des Epoxidharzes mit den Polyesterpoly¬ carbonsäuren bei 80 bis 150°C, ggf. unter Verwendung eines Katalysators, durchgeführt wird.
10. Anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbares Elektrotauchlacküberzugs. mittel auf der Basis des Bindemittels (A) , hergestellt nach Anspruch 2 bis 8, wobei das Überzugsmittel organi¬ sches Lösungsmittel und Wasser sowie ggf. bis zu 16 Gew.. % Vernetzungsmittel (B), bezogen auf die Summe von (A) und (B), sowie ggf. Pigmente, Füllstoffe, Lackhilfsmittel und Katalysatoren enthält.
11. ElektrotauchlackUberzugsmittel nach Anspruch 9, dadurch 5 gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel (B) Amino¬ plastharze und/oder Phenolharze sind.
12. ElektrotauchlackUberzugsmittel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 15 Gew.. %, vorzugs¬ 10 weise 4 bis 12 Gew.. %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsmittels, organisches oder organische Lösungsmittel enthält.
13. Verfahren zur Herstellung des anionisch abscheidbaren, ° durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbaren Elektrotauchlacküberzugsmittels nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemit¬ tel (A) mit dem Vernetzungsmittel (B) in organi¬ schem Lösungsmittel präkondensiert wird und das 20 erhaltene Bindemittelsystem unter Zusatz von Basen in Wasser eindispergiert wird und gegebenenfalls Pigmente, Katalysatoren, Füllstoffe und Lackhilfs¬ mittel zugegeben werden, wobei bei der Dispergie. rung in Wasser ein Festkörpergehalt von 5 bis 40 25 Gewichts. % eingestellt wird.
14. Verfahren zur Herstellung des anionisch abscheidba¬ ren, durch Neutralisation mit Basen wasserdisper¬ gierbaren Elektrotauchlacküberzugsmittels nach An. 30 spruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (A) mit dem Vernetzungsmittel (B) in organischem Lösungsmittel vermischt wird, das Ge¬ misch unter Zusatz von Basen in Wasser eindisper¬ giert wird und gegebenen alls Pigmente, Katalysa. 35 toren, Füllstoffe und Lackhilfsmittel zugegeben werden, wobei bei der Dispergierung in Wasser ein Festkörpergehalt von 5 bis 40 Gewichts. % einge¬ stellt wird.
15. Verfahren zur Herstellung des anionisch abscheid¬ baren, durch Neutralisation mit Basen wasserdisper. gierbaren Elektrotauchlacküberzugsmittels nach An¬ spruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (A) in organischem Lösungsmittel unter Zusatz von Basen in Wasser eindispergiert wird und gegebenenfalls Pigmente, Katalysatoren, Füllstoffe und Lackhilfsmittel zugegeben werden, wobei bei der Dispergierung in Wasser ein Festkörpergehalt von 5 bis 40 Gewichts. % eingestellt wird.
16. Verfahren zum Beschichten eines elektrisch leiten¬ den Substrats, bei dem das Substrat in ein wässri. ges Bad auf der Basis des Überzugsmittels, herge. stellt nach Anspruch 12, 13 oder 14, eintaucht, das Substrat als Anode geschaltet wird, mittels Gleichstrom ein Film auf dem Substrat abgeschieden wird, das Substrat aus dem Bad entfernt wird und der Film durch Einbrennen gehärtet wird.
17. Verwendung des anionisch abscheidbaren Elektro. tauchlacküberzugsmlttels, hergestellt nach dem Ver¬ fahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, für die anodi. sche Elektrotauchlackierung von Dosen.
18. Verwendung des Überzugsmittels, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, für die Spritzlackierung von Dosen. IN ARTIKEL 19 GENANNTE ERKLÄRUNG In den neuen Ansprüchen 1 und 2, die die ursprünglichen Ansprüche 1 und 7 er¬ setzen, wurde im Oberbegriff ausgegangen von der im internationalen Recherchen¬ bericht aufgeführten US. PS 4,304,804. In dem kennzeichnenden Teil der neuen Ansprüche 1 und 2 wurde der Zusatz gemacht, daß als Carboxylgruppen ent¬ haltende Polyester Polykondensate aus aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäuren, aromatischen Dicarbonsäureanhydriden, aromatischen Tricarbon. säureanhydriden, aromatischen Tetracarbonsäureanhydriden und . dianhydriden sowie aliphatischen und cycloaliphatischen Di. und Triolen verwendet werden. Die dazu notwendige Offenbarung findet sich im 4. Absatz auf Seite 4 der eingereichten Beschreibung. Es ist beabsichtigt, die US. PS 4,304,804 als Stand der Technik in die Be¬ schreibung aufzunehmen. Patentansprüche 1 Anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbares Bindemittel (A) , erhält¬ lich durch Umsetzung von Epoxidharzen mit einem 0 mittleren Molekulargewicht von mindestens 3000 g/mol auf der Basis von 3isphenolen mit einem Carboxylträ¬ ger, dadurch gekennzeichnet, daß der Carboxylträger eine Polyesterpolycarbonsäure ist, deren Funktiona¬ lität 3 bis 8 beträgt und deren mittleres Molekular¬ 5 gewicht kleiner als 2000 g/mol ist, und das Bindemit¬ tel (A) eine Säurezahl von 50 bis 120 hat.
19. 2 Binde.mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionalität der Polyesterpolycarbonsäu¬ 0 ren ^ bis 5 beträgt.
20. 3 Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren Umset¬ zungsprodukte einer mindestens dreiwertigen Polycar. 5 bonsäure oder eines mindestens dreiwertigen Polycar. bonsäureanhydrids mit einem Diol sind.
21. 4 Bindemittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren Kondensationspro¬ Q dukte aus Trimellitsäureanhydrid und 2,2. Dimethyl. 1,3. propandiol sind.
22. 5 Bindemittel nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren 5 mit Esterdiolen und/oder Glycidestern von Monocar. bonsäuren modifiziert sind. i? 6 Bindemittel nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurezahl des Bindemittels (A) 70 bis 9U beträgt.
23. 7 Verfahren zur Herstellung eines anionisch abscheid¬ baren, durch Neutralisation mit 3asen wasserdisper. gierbaren Bindemittels (A) durch Umsetzung von Epoxidharzen mit einem mittleren Molekulargewicht vonmindestens 3000 g/mol auf der Basis von Bisphe¬ nolen mit einem Carboxylträger in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß der Carboxylträger eine Poly. esterpolycarbonsäure ist, deren Funktionalität 3 bis 3 beträgt und deren mittleres Molekulargewicht kleiner als 2000 g/mol ist, und das Bindemittel (A) eine Säurezahl von 50 . 120 hat.
24. 8 Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionalität der Polyesterpolycarbonsäuren 4 bis 6 beträgt.
25. 9 Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren Umset¬ zungsprodukte einer mindestens dreiwertigen Polycar. bonsäure oder eines mindestens dreiwertigen Poly. carbonsäureanhydrids mit einem Diol Sind.
26. 10 Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren Kondensationspro¬ dukte aus Trimellitsäureanhydrid und 2,2. Dime thyl. 1,3. propandiol sind.
27. 11 Verfahren nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterpolycarbonsäuren mit Ξsterdiolen und/oder Glycidestern von Monocar. L bonsäuren modifiziert sind.
28. 12 Verfahren nach Anspruch 7, 8, 9, 10 oder 11, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Säurezahl des 3inde. 5 mittels (A) 70 bis 90 beträgt.
29. 13 Verfahren nach Anspruch 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des Epoxidharzes mit den Polyesterpolycarbonsäuren bei 10 8 800 bbiiss 115500 °°CC,, ggeeggeebbeenneennff llllss uunntteeir Verwendung ei. nes Katalysators, urchgeführt wird 14 Anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit 3asen wasserdispergierbares ElektrotauchlackUber¬ 15 zugsmittel auf der Basis des Bindemittels (A), her¬ gestellt nach Anspruch 7, 8', 9, 10, 11, 12 oder 13, wobei das Überzugsmittel organisches Lösungs¬ mittel und Wasser sowie gegebenenfalls bis zu 16 Gew.. '. Vernetzungsmittel (3), bezogen auf die Sum¬ 20 me von(A) und (B), sowie gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe, Lackhilfsmittel und Katalysatoren ent¬ hält.
30. 15 ElektrotauchlackUberzugsmittel nach Anspruch 14, „ς dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel (B) Aminoplastharze und/oder Phenolharze sind.
31. 16 ElektrotauchlackUberzugsmittel nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 15 Gewichts. %, vorzugsweise 4 bis 12 Gewichts. %, bezo¬ Qi gen auf das Gesamtgewicht des Überzugsmittels, or¬ ganisches oder organische Lösungsmittel enthält.
32. 17 Verfahren zur Herstellung des anionisch abscheid¬ baren, durch Neutralisation mit Basen wasserdisper. 5 gierbaren Elektrotauchlacküberzugsmittels nach An. 1 spruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (A) mit dem Vernetzungsmittel (B) in organischem Lösungsmittel präkondensiert wird ,_ und das erhaltene Bindemittelsystem unter Zusatz 5 von Basen in Wasser eindispergiert wird und gegebe¬ nenfalls Pigmente, Katalysatoren, Füllstoffe und Lackhilfsmittel zugegeben werden, wobei bei der Dispergierung in Wasser ein Festkörpergehalt von 5 bis 40 Gewichts. % eingestellt wird.
33. 13 Verfahren zur Herstellung des anionisch abscheidba¬ ren, durch Neutralisation mit 3asen wasserdisper. gierbaren Ξlektrotauchlacküberzugsmittels nach An¬ spruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß 5 das Bindemittel (A) mit dem Vernetzungsmittel (B) in organischem Lösungsmittel vermischt wird, das Gemisch unter Zusatz von Basen in Wasser eindisper¬ giert wird und gegebenenfalls Pigmente, Katalysa¬ toren, Füllstoffe und Lackhilfsmittel zugegeben 0 werden, wobei bei der Dispergierung in V/asser ein Festkörpergehalt von 5 bis 0 Gewichts. 6 einge¬ stellt wird.
34. Verfahren zum Beschichten eines elektrisch leiten¬ den Substrats, bei dem das Substrat in ein wässri. ges Bad auf der Basis des Uberzugsmittels, herge. j. stellt nach Anspruch 17, 18 oder 19, eintaucht, das Substrat als Anode geschaltet wird, mittels Gleichstrom ein Film auf dem Substrat . abgeschieden wird, das Substrat aus dem 3ad entfernt wird und der Film durch Einbrennen gehärtet wird. 0.
35. Verwendung des anionisch abscheidbaren Elektro. tauchlacküberzugsmittels, hergestellt nach dem Ver¬ fahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, für die anodi¬ sche Elektrotauchlackierung von Dosen. 5.
36. Verwendung des Uberzugsmittels, hergestellt nach dem" erfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, für die Soritzlackierung von Dosen.
Description:
INTERNATIONALE ANMELDUNG VERÖFFENTLICHT NACH DEM VERTRAG ÜBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)

(51) Internationale Patentklassifikation 4 : (11) Internationale Veröffentlichungsnummer: WO 87/ 038 C09D 5/44, C08L 63/00, 67/00 AI (43) Internationales

VerÖffeπtlichungsdatum : 2. Juli 1987 (02.07.8

(21) Internationales Aktenzeichen: PCT/EP86/00734 (74) Gemeinsamer Vertreter: BASF LACKE + FARBE AG; Postfach 61 23, T 4400 Münster (DE).

(22) Internationales Anmeldedatum:

10. Dezember 1986 (10.12.86)

(81) Bestimmungsstaaten: AT (europäisches Patent), BE (e ropäisches Patent), BR, CH (europäisches Paten

(31) Prioritätsaktenzeichen: P 35 45 617.5 DE (europäisches Patent), FR (europäisches Paten GB (europäisches Patent), IT (europäisches Paten

(32) Prioritätsdatum: 21. Dezember 1985 (21.12.85) LU (europäisches Patent), NL (europäisches Paten SE (europäisches Patent), US.

(33) Prioritätsland: DE

(71) Anmelder (für alle Bestimmungsstaaten ausser US): Veröffentlicht

BASF LACKE + FARBEN AKTIENGESELL¬ Mit internationalem Recherchenbericht. SCHAFT [DE/DE]; Max-Winkelmann-Strasse 80, D- 4400 Münster (DE).

(72) Erfinder ;und

(75) Erfinder/Anmelder (nur für US) : HILLE, Hans-Dieter [DE/DE]; In der Schlade 24, D-5060 Bergisch Glad- bach (DE). HÖLSCHER, Hans-Jörg [DE/DE]; Haus Angelmodde 28, D-4400 Münster (DE). REICHELT, Uwe [DE/DE]; Tulpenweg 15, D-4542 Tecklenburg- Ledde (DE). SCHERPING, Karl-Heinz [DE/DE]; Am Klosterwald 34, D-4400 Münster (DE).

(54) Title: ANIONICALLY-PRECIPITABLE BINDER, PROCESS FOR ITS PRODUCTION, COATING BASE THEREON AND USE THEREOF

(54) Bezeichnung: ANIONISCH ABSCHEIDBARES BINDEMITTEL, VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUN ÜBERZUGSMITTEL AUF BASIS DES BINDEMITTELS SOWIE DEREN VERWENDUNG

(57) Abstract

An anionically-precipitable binder (A), water-dispersable by neutralizing with bases, which binder can be obtain by reaction of epoxy resins with an average molecular weight of at least 3 000 g/mol, based on biphenols with polyest polycarboxylic acids the functionality of which ranges from 3 to 8 and whose average molecular weight is smaller than 000 g/mol. The binder (A) has an acid number of between 50 and 120. In addition, process for producing the anionical precipitable binder (A) as well as coating based on the binder (A), for anodic electrophoretic coating and for use in spra painting of tins.

(57) Zusammenfassung

Anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbares Bindemittel (A), erhältlich dur Umsetzung von Epoxidharzen mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 3000 g/mol auf der Basis von B phenolen mit Polyesterpolycarbonsäuren, deren Funktionalität 3 bis 8 beträgt und deren mittleres Molekulargewicht kl ner als 2000 g/mol ist. Das Bindemittel (A) weist eine Säurezahl von 50 bis 120 auf. Die Erfindung Betrifft auch Verfahr zur Herstellung der anionisch abscheidbaren Bindemittel (A), weiterhin Überzugsmittel auf der Basis des Bindemittels ( sowie, die Verwendung der Überzugsmittel auf der Basis des Bindemittels (A) zur anodischen Elektrotauchlackierung s wie zur Verwendung für die Spritzlackierung von Dosen.

LEDIGLICH ZUR INFORMAΩON

Code, die zur Identifizierung von PCT-Vertragsstaaten auf den Kopfbögen der Schriften, die internationale

Anmeldungen gemäss dem PCT veröffentlichen.

AT Österreich FR Frankreich MR Mauretanien

AK Australien GA Gabun MW Malawi

BB Barbados GB Vereinigtes Königreich NL Niederlande

BE Belgien HU Ungarn NO Norwegen

BG Bulgarien rr Italien RO Rumänien

B Benin JP Japan SD Sudan

BK. Brasilien KP Demokratische Volksrepublik Korea SE Schweden

CF' Zentrale Afrikanische Republik KR Republik Korea SN Senegal cσ Kongo LI Liechtenstein SU Soviet Union

CH Schweiz LK Sri Lanka TD Tschad

CM Kamerun LU Luxemburg TG Togo oε Deutschland, Bundesrepublik MC Monaco US Vereinigte Staaten von Amerika

DE Dänemark MG Madagaskar

FI Finnland ML Mali

Anionisch abscheidbares Bindemittel, Verfahren zu seiner

Herstellung, Überzugsmittel auf Basis des Bindemittels sowie deren Verwendung.

Die Erfindung betrifft ein anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbares Binde¬ mittel (A) , welches erhältlich ist durch Umsetzung von Epoxidharzen mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens3000 g/mol auf derBasis von Bisphenolen mit einem Carboxylträger.

Epoxidharze, beispielsweise auf der Basis von 2, 2-Bis-

(4-hydroxyphenyl)-propan, also Bisphenol A, sind als Bindemittel für zu Beschichtung von Dosen geeignete Lacke sowohl auf der Basis organischer Lösungsmittel als auch auf Wasserbasis bekannt.

Bei konventioneller Spritzapplikation muß mit niedrigem

Festkörper gearbeitet werden, um die erforderliche niedrige Viskosität einzustellen. Dadurch resultiert eine starke Belasung durch Lösungsmittelemissionen.

Die Vorteile von wässrigen Systemen liegen in einer deutlich geringeren Lösungsmittelemission und einer Kostensenkung durch die eingesparten Lösungsmittel.

Besonders vorteilhaft ist jedoch die Applikation von Kunstharzdispersionen mittels der Elektrotauchlackierung, wobei eine nahezu 100 %ige Lackausbeute und eine nochmals verringerte Emission gegenüber der Spritzapplikation erreicht werden können. Außerdem ist die Beschichtung unterschiedlichster Dosengeometrienmöglich durch den Effekt des Umgriffs bei der Elektrotauchlackierung.

1

Für Getränkedosen mit überwiegend sauren Füllgütern ist die anodische Elektrotauchlackierung vorteilhafter als die kathodische Variante, da die kathodisch abge¬ schiedenen Filme zumeist Amin-Gruppen enthalten und somit

5 durch saure Füllgüter angelöst werden können.

Zur Anwendung von Bindemittelsystemen im wässrigen Medium müssen diese durch die Einführung solubilisierender Gruppen derart modifiziert werden, daß ein wasser¬ ια lösliches oder wasserdispergierbares System entsteht.

Aus P.V. Robinson, J.Coat. Technol. 53, Nr.674, Seite 23 (1981) und CG. Demmer und N.S. Moss, J. Oil Col. Chem. Assoc. 65, 249 (1982) sind wasserverdünnbare Bindemittel¬

15 systeme auf Epoxidharzbasis für Dosenlacke bekannt. Dabei werden in das Epoxidharz CarDoxylgruppen beispielsweise durch Reaktion der Epoxidgruppen mit Di- oder Polycarbon- säuren eingebaut. Eine andere Möglichkeit zur Einführung von Carboxylgruppen in das Bindemittel besteht darin,

20 daß ein hydroxylgruppenhaltiges Bindemittel mit einem Carbonsäureanhydrid zur Reaktion gebracht wird. Die Wasserlöslichkeit dieser Bindemittel wird durch Neu¬ tralisation mit flüchtigen Aminen ereicht. Systeme, in denen Polycarbonsäuren über Halb esterfunktionen an 25

Polymere gebunden sind, sind jedoch sehr hydrolysean¬ fällig. Die daraus resultierenden wässrigen Dispersionen weisen daher eine zu geringe Lagerstabilität auf.

Aus der DE-PS 27 47 818 sind anionisch abscheidbare,

30 durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbare

Bindemittel bekannt, die erhalten werden durch Umsetzung von Epoxidharzen mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 3000 g/mol auf der Basis von Bisphenolen mit einem Carboxylträger. Das wassersolubilisierbare

35

Harz wird hergstellt durch Addition eines Bisphenols an den Di lycidylether eines Bisphenols, wobei die Bisphenol- üiglycidylether E poxidäquivalentge- wichte ois etwa 2500 aufweisen. Das erhaltene Addukt

wird gemäß der DE-PS 27 47 818 mit Carbonsäurea - hydriäen, wie beispielsweise mit Trimellitsäureanhydrid, weiter umgesetzt und mit Aminoplastharzen vernetzt. 5 Daraus resultierende wässrige ÜberzugsZusammensetzungen werden gemäß der Patentschrift bevorzugt zur Beschichtung von Verpackungsbehältern aus Metall verwendet. Der Nach¬ teil der aus der DE-PS 27 47 818 bekannten Zusammen¬ setzungen besteht darin, daß die Carbonsäuren über Halb- O esterfunktionen an das polymere Epoxygrundharz gebunden sind, woraus sich eine Hydrolyseanfälligkeit ergibt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, modi¬ fizierte Epoxidharze, insbesondere zur Beschichtung von 5 Konserven- und Getränkedosen, zu entwickeln, wobei die modifizierten Epoxidharze lagerstabile, wässrige Dispersionen ergeben sollten. Daraus hergestellte Be- schichtungsmittel sollten sich mit herkömmlichen Be- schichtungstechniken einwandfrei verarbeiten und insbe- 0 sondere problemlos mittels der anodischen Elektrotauch¬ lackierung applizieren lassen. Die Elektrotauchlacke sollten unter Berücksichtigung der Gegebenheiten in¬ dustrieller Dosenfertigung Beschichungszeiten zwischen 0,5 und 30 sec. ermöglichen. Unter diesen Bedingungen 5 sollten sich die für Blechemballagen typischen Film¬ schichtstärken von 4 - 10 ,um herstellen lassen. Die abgeschiedenen Filme sollten unempfindlich gegenüber in Frage kommenenden Spülmedien sein. Außerdem sollten die Elektrotauchlacke in gleichem Maße für unter- 0 schiedliche Metallsubstrate, wie z.B. Weißblech und Alu¬ minium,einsetzbar sein. Die eingebrannten Lackfilme sollten mindestens das Eigenschaftsniveau konventioneller Innenschutzlacke bezüglich Porenfreiheit, Füllgutbe¬ ständigkeit, Blechhaftung, Härte, Elastizität und Ge- 5 schmacksneutralität erreichen bzw. dieses übertreffen. Zur ersten Beurteilung der Füllgutbeständigkeit in Form von Kurztests ist dabei wichtig, die gasteurisations- ' bzw. Sterilisationsbeständigkeit eingebrannter Lackfilme

1 gegenüber verschiedenen Testlösungen, im einfachsten

Fall gegenüber Wasser, zu bestimmen.

= Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Aufgabe durch o ein Bindemittel der eingangs genannten Art gelöst wird, da dadurch gekennzeichnet ist, daß der Carboxylträger eine Polyesterpolycarbonsäure ist, deren Funktionalität 3 bis 8 beträgt und deren mittleres Molekulargewicht kleiner als 2000 g/mol ist,und das Bindemittel (A) eine Säurezahl von 50 bis 120 hat.

Bei den Epoxidharzen auf der Basis von Bisphenolen handelt es sich vorzugsweise um Umsetzungsprodukte von Bisphenol A oder Bisphenol F mit Epj.chlorhydrin. Er- findungsge äß müssen diese Epoxidharze ein mittleres Molekulargewicht von mindestens 3000 g/mol aufweisen.

Als Polyesterpolycarbonsäuren kommen bekannte Poly- kondensate aus aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbon- 0 säuren, aromatischen Dicarbonsäureanhydriden, aromatischen Tricarbonsäureanhydriden, aromatischen Tetracarbonsäurean¬ hydriden und - dianhydriden sowie aliphatischen und cycloaliphatischen Diolen und Triolen in Frage. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Funktionalität der 5 Polyestercarbonsäuren 4 bis 6 beträgt. Die Polykondensate können ferner mit Esterdiolen und/oder Glycidestern von Monocarbonsäuren modifiziert sein. Als Beispiel für ge¬ eignete Esterdiole sei Hydroxypivalinsäureneopentyl- glyKolester genannt. 0

Besonders bevorzugt werden Polykondensate aus mindestens dreiwertigen Polycarbonsäuren oder mindestens drei¬ wertigen Polycarbonsäureanhydriden mit Diolen verwendet. Als Beispiel hierfür sei das Kondensationsprodukt aus 5 Trimellitsäureanhydrid und 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol , also Neopentylglykol, genannt. Die Herstellung der Poly-

esterpolycarbonsäuren erfolgt nach den dem Fachmann be¬ kannten Bedingungen für Polyverest er- ungsreaktionen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß auch Umsetzungs¬ produkte von Epoxidharzen mit Polyesterpσlvcarbonsäuren mit einem nicht auszuschließenden Anteil an Anhydridgruppen zu hydrolysestabilen, wässrigen Dispersionen führen. 0

Erfindungsgemäß besitzt das carboxylgruppenhaltige Binde¬ mittel (A) eine Säurezahl von 50 bis 120, wobei es be¬ vorzugt ist, wenn die Säurezahl des Bindemittels (A) 70 bis 90 beträgt. 5

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines anionisch abscheidbaren, durch Neutralisation mit Basen, wasserdispergierbaren Bindemittels (A) durch Um¬ setzung von Epoxidharzen mit einem mittleren Molekular¬ Q gewicht von mindestens 3000 g/mol auf der Basis von Bis¬ phenolen mit einem Carboxylträger in einem organischen Lösungsmittel oder Iösung smittel g emisch . das dadurch ge¬ kennzeichnet ist, daß der Carboxylträger eine Polyester- polycarbonsäure ist, deren Funktionalität 3 bis 8 und 5 deren mittleres Molekulargewicht kleiner als 2000 g/mol ist, und das Bindemittel (A) eine Säurezahl von 50 bis 120 hat.

Bevorzugt beträgt die Funktionalität der Polyesterpoly- 0 carbonsäure 4 bis 6. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Polyesterpolycarbonsäuren Umsetzungsprodukte einer mindestens dreiwertigen Polycarbonsäure oder eines mindestens dreiwertigen Polycarbonsäureanhydrids mit einem Diol ist. Zu nennen ist hierbei das Kondensations- 5 produkt aus Trimellitsäureanhydrid und 2,2-Dimethyl-l,3- propandiol.

Die Polyesterpolycarbonsäuren können mit Esterdiolen und/oder Glycidestern von Monocarbonsäuren odifziert sein.

Die Säurezahl des Bindemittels (A) beträgt vorteilhafter¬ weise 70 bis 90.

Die Umsetzung der hochmolekularen Epoxidharze mit Poly¬ esterpolycarbonsäuren erfolgt in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch. Die Umsetzungs¬ temperatur beträgt 20 bis 220 °C, bevorzugt ist der Temperaturbereich von 80 bis 150 °C. Vorteilhafter¬ weise werden Katalysatoren, wie z.B. tertiäre Amine, verwendet. Als besonders geeigneter Katalysator ist N, N- Dimethylbenzylamin zu nennen.

Der Erfindung betrifft auch ein anionisch abscheidbares, durch Neutralisation mit Basen wasserdispergierbares

ElektrotauchlackUberzugsmittel auf der Basis des zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Epoxidharz-Bindemittels

(A) , wobei das Überzugsmittel organisches Lösungsmittel und Wasser, sowie gegebenenfalls bis zu 16 Gewichts-

0 %/ Vernetzungsmittel (B), bezogen auf die Summe von (A) und (B) , sowie gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe, Lack¬ hilfsmittel und Katalysatoren enthält. Das Bindemittel (A) ist dabei nach dem zuvor beschriebenen, erfindungsge¬ mäßen Verfahren darstellbar.

Bevorzugt werden als Vernetzungsmittel (B) Aminoplast¬ harze und/oder Phenolharze verwendet. Die erfindungsge¬ mäßen ElektrotauchlackUberzugsmittel enthalten weiter¬ hin ein organisches Lösungsmittel oder ein Gemisch organischer Lösungsmittel , das bzw. die die Effektivität der anodischen Abscheidung und den Verlauf des Lackfilms positiv beeinflussen .

Dabei kommen Monoalkohole mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, Glykolether, wie beispielsweise £thylenglykolmonoethyl- ether und dessen höhere Homologe mit 5 bis 20 Kohlen- stoffatomen, oder entsprechende Ether des 1,2- und 1,3- Propandiols in Frage. Der Gehalt der wässrigen Dispersion an Cosolventien , bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsmittels, beträgt im allgemeinen 1 bis 15 Ge- wichts-%, bevorzugt sind 4 - 12 Gewichts-%.

Die erfindungsgemäßen ElektrotauchlackUberzugsmittel enthalten gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe und Lack¬ hilfsmittel. Als letztere sind Weichmacher,

Stabilisatoren, Netz- und Dispergiermittel zu nennen.

Gegebenenfalls werden auch Katalysatoren verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen, anionisch ab- scheidbaren, durch Neutralisation mit Basen wasser- dispergierbaren Elektrotauchlacküberzugsmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel (A) in organischem Lösungsmittel mit dem Vernetzungsmittel (B) präkondensiert wird und das erhaltene Bindemittelsystem unter Zusatz von Basen in Wasser eiηdispergiert wird und gegebenenfalls Pigmente, Katalysatoren, Füllstoffe und Lackhilfsmittel zugegeben werden, wobei bei der

Dispergierung in Wasser ein Festkörpergehalt von 5 bis

40 Gewichts-% eingestellt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Her¬ stellung des beschriebenen Elektrotauchlacküberzugs- mittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das er¬ findungsgemäße Bindemittel (A) mit dem Vernetzungsmittel . .

(B) in organischem Lösungsmittel vermischt wird, das

Gemisch unter Zusatz von Basen in Wasser eindispergiert wird und gegebenenfalls Pigmente, Katalysatoren, Füll-

rt Φ P rt

1

Beispiele:

und Rückflußkühler ausgerüstet ist, werden 31,1 Teile der Polyesterpolycarbonsäure (1) mit 25,0 Teilen Ethy-

Nach Abkühlen auf 90 °C werden 6,3 Teile eines Phenol¬ formaldehydharzes (Resol-Typ auf Basis Bisphenol A) zuge¬ geben und der Ansatz 2 Stunden bei 90 C gerührt. Nach Abkühlen auf 60 °C werden 6,3 Teile Triethylamin zuge¬ fügt und der Festkörper mit Ethylenglykolmonobutylether auf 55 % eingestellt.

Vergleichsbeispiel 1: Modifizierung eines Epoxidharzes ια mit Trimellitsäureanhydrid

Zur Herstellung eines Vergleichsansatzes wird das in Bei¬ spiel 1 eingesetzte hochmolekulare Epoxidharz nach Ver¬ esterung der Glycidylreste mit einer Monocarbonsäure mit

15 Trimellitsäureanhydrid umgesetzt.

Dazu werden 41,8 Teile eines hochmolekularen Epoxidhar¬ zes auf Basis von Bisphenol A mit einem Epoxidäquivalent- gewicht von 3300 in 41,0 Teilen Ethylengklykolmonobutyl- ether gelöst und bei 130 °C mit 1,94 Teilen Isononansäu- re und 0,06 Teilen , -Dimethylbenzylamin umgesetzt, bis die Säurezahl auf unter 3 mg KOH/g gefallen ist. Es werden 7,7 Teile Trimmelitsäureanhydrid zugegeben und die Temperatur gehalten, bis eine. Säurezahl von 80 25 mg KOH/g erreicht ist. Nach Abkühlen auf 90 °C werden 3,5 Teile eines Phenolformaldehydharzes (Resol-Typ auf Basis Bisphenol A) zugegeben und der Ansatz 2 Stunden bei 90 °C gerührt. Nach Abkühlen auf 50 °C werden 4,0

Teile Triethylamin zugefügt. Der Festkörper liegt dann

3Q bei 55 % .

Vergleichsbeispiel 2: Modifizierung eines Epoxidharzes mit Tetrahydrophthalsäureanhydrid

35 Zur Herstellung einer weiteren Vergleichsbindung wird das

in Beispiel 1 eingesetzte hochmolekulare Epoxidharz nach Veresterung der Glycidylreste mit einer Monocarbonsäure mit Tetrahydrophthalsäureanhydrid umgesetzt.

Dazu wird wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ver¬ fahren, wobei jedoch die 7,7 Teile Trimellitsäureanhy¬ drid durch 11,6 Teile Tetrahydrophthalsäureanhydrid er¬ setzt werden und bis auf eine Säurezahl von 73 mg KOH/g kondensiert wird.

Herstellung von Bindemittel-Dispersionen aus den Binde¬ mitteln des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2

Die Bindemittellösungen des Beispiels 1 und der Ver¬ gleichsbeispiele 1 und 2 werden jeweils langsam unter starkem Rühren in entionisiertes Wasser eindispergiert und auf einen Festkörper von 25 % eingestellt. Die Eigen¬ schaften und Kennzahlen der resultierenden Dispersionen sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

Dispersion A B C Bindemittel Beispiel 1 Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2

Lagerstabi¬ lität der

Dispersion >6 mon (20 °C) <1 mon (20 °C) <1 mon (20 °C) pH-Wert 7,8 8,5 5,9 spez. Leit- fähigkeit

(.uS/cm) 2500 2000 2200

Die Bindemittel-Dispersionen B und C besitzen keine ausreichende Lagerstabilität bei Raumtemperatur. Nach einem Monat ist das Bindemittel weitgehend koaguliert c. und die Dispersion zerstört. Die Dispersion A ist dage¬ gen auch nach 6 Monaten Lagerung bei Raumtemperatur frei von Sediment.

Beispiel 2: Beschichtung einer Getränkedose mit der π Bindemitteldispersion A aus Tabelle 1

Die anionische Bindemittel-Dispersion wird auf einen Festkörper von 12,5 % mit entionisiertem Wasser ver¬ dünnt. Eine unlackierte, zweiteilige Getränkedose aus Weißblech wird am Bördelrand mit einer elektrisch lei¬ 5 tenden Klammer gehalten, mit dem Elektrotauchlack ge¬ füllt und in ein gegen Erde isoliertes, leitendes Ge¬ fäß mit einem Durchmesser von 20 cm vollständig einge¬ taucht, welches zuvor ebenfalls mit dem Elektrotauch¬ lack befüllt v/orden ist. Der positive Pol einer Gleich¬ 0 stromspannungsquelle wird an die Dose und der negative Pol an das Außengefäß angeschlossen. Die Beschichtung erfolgt unter Verwendung einer Hilfskathode im Inneren der Dose. Nach dem Abspülen mit entionisiertem Wasser wird 2 min bei 210 C im Umluftofen eingebrannt. Die 5 Dose ist innen und außen vollständig mit einem dünnen Klarlackfilm überzogen, der porendicht ist. .leßwerte vgl. Tabelle 2.

Beispiel 3: Beschichtung einer Getränkedose mit der - pigmentierten Bindemittel-Dispersion A aus Tabelle 1

Das Bindemittel aus Beispiel 1wird mit Titandioxid pigmen¬ tiert (Bindemittel: Pigment = 1 : 1) und auf.einen Fest¬ 5 körper von 12,5 % mit entionisiertem Wasser verdünnt.

Die Beschichtung erfolgt analog zu Beispiel 2. Die Dose ist vollständig mit einem weißen Lackfilm überzogen.

Meßwerte vgl. Tabelle 2.

Vergleichsbeispiel 3: Beschichtung einer Getränkedose mit der Bindemittel-Dispersion 3

Die anionisc'ne Bindemittel-Dispersion B wird auf einen Festkörper von 12,5 % mit entionisiertem Wasser ver¬ dünnt. Die 3eschichtung erfolgt analog zu Beispiel 2. Die Dose ist innen und außen mit einem matten Klarlack¬ film überzogen, der nicht porendicht ist und Oberflä¬ chenstörungen aufweist. Meßwerte vgl. Tabelle 2.

Vergleichsbeispiel 4: Beschichtung einer Getränkedose mit der 3indemittel-Dispersion C

Die anionische Bindemittel-Dispersion C wird auf einen Festkörper von 12,5 °/-> mit entionisiertem Wasser ver¬ dünnt. Die 3eschichtung erfolgt analog zu Beispiel 2. Die Dose ist innen und außen mit einem matten Klarlack¬ film überzogen, der nicht porendicht ist und Oberflä¬ chenstörungen aufweist. Meßwerte vgl. Tabelle 2.

Tabelle 2

Beispiel 2 Beispiel 3 Vergleichs¬ Vergleichs¬ beispiel 3 beispiel 4

Festkörper 12,5 12,5 % 12,5 % 12,5 % pH-Wert 7,8 7,8 8,5 5,9 spez.

„Leitf. 2500 ,uS/cm 2600.uS/cm 2000 ,uS/cm 2200 .uS/cm

1(3 o !

Badtemperatur 27 C 27 °C 27 °C 27 °C

Abscheide¬ zeit 20 s 20 s 20 s 20 s

Abscheide¬ spannung 50 V 60 V 160 V 90 V

I_5Lackauf¬ lage/Dose 480 mg 750 mg 450 mg 460 mg

Oberfläche glänzend εlänzend matt matt

Porigkeit mA (Enamel-rater) 0,0 0,0 10 10

Lackhsf ung 20 (Gitterschnitt) Gt 0 Gt 0 Gt 1 Gt 1

Sterilisation mit Wasser (30min/121 °C) i. 0. i. 0. Wasserauf- Wasserauf- nhme nähme (Blushing) (Blushing)

25

Die abgeschiedenen und eingebrannten Lackfilme zeigen in allen Bei¬ spielen keinerlei geruchliche, geschmackliche oder farbliche Beein¬ trächtigungen gegenüber Wasser als Füllgut. Gleichartige Ergebnisse werden erzielt, wenn anstelle einer 2-teiligen Getränkedose aus Wei߬ blech eine solche aus Aluminium verwendet wird.

3Q

35

Beispiel 4: Beschichtung einer Getränkedose mittels

Spritzlackierung mit der Bindemitteldis¬ persion A

Mit der anionischen Bindemitteldispersion A wird die

Innenseite einer 2-teiligen Getränkedose aus Weißblech spritzlackiert. Als Spritzdruck wird 65 bar gewählt. Die Lackierung wird 2 min bei 210 C im Umluftofen eingebrannt. Es resultiert eine aufgetragene Lack¬ schicht von 220 mg trocken /0,33 1-Dose . Der Lackfilm ist klar und glänzend und weist eine Porigkeit (Enamel- rater) von 0,8 mA auf. Die übrigen lacktechnischen Eigenschaften (Haftung und Sterilisationsbeständig¬ keit) entsprechen denen der Beispiele 2 und 3 aus Ta¬ belle 2.