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La présente invention vise un perfectionnement concernant le procédé décrit dana le brevet belge 621.473
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et relutif à l'électrodéposition d'une peinture sur une anode placée dans un circuit électrique, à partir d'un bain d'un milieux aqueux en contact électrique avec une anode et une cathode, ce perfectionnement consistant :
(a) à disperser dans ce bain un liant filmogène pou : peinture contenant uen résine d'un acide polycarboxylique qui cet au moins partiellement neutralisme par un composé aminé soluble dans l'eau, cette résine acide ayant un équivalent électrochimique compris entre environ 1000 et 20.000,ayant un indice d'acidité compris entre environ 30 et 300 et pré- sentant dans ce bain, le comportement d'un polyélectrolyte anionique, comme l'indique son dépôt sur cette anode sensible- ment de façon directement proportionnelle avec le courant
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dlectriqu trtwaracstv4 10 buini (b) 1 envoyer du courant continu danis lodii. circuit, jusqu'à obtention d'une tension maximum d'environ 50-500 volto ce qui provoque l'électrodéposition our cette anode d'un film contenant ladite résine;
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(o) h retirer l'anode ruv6tu r6uulLüntu de 00 baril (i) U 1\ r i ri, t. futre f.) a u J' 1) i r pie ft 1 m, Lc présente invention viol en outre une coirposition concentrée de liant filmogène pour peinture contenant une résine organique, composition qui peut ttre dinp6rfJt(: durs un bain d'électrodépoaition aqueux, contenant une quantité supplémentaire de composé aT..ir.$ soluble dan:;) l'eau suffisante pour conférer, dans ce bain, le comportement d'un polyéleotro- ly te anionique h la résine contenue darii la eor7poai tion con- r,:Wr de liant, cette dernière étant c:
cr.cctéris3't par le
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fait qu'elle contient, sur une base exempte de charge mis rale et de pigment, environ 50-95% en poids d'une résine d'un acide polycarboxylique ayant un équivalent électro- chimique compris entre environ 1000 et 20. 000 et ayant un indice d'acidité compris entre environ 30 et 300, et env: ron 1-10 de composé aminé soluble dans l'eau, par rappo; au poids de ladite résine d'acide polycarboxylique, le ce plément étant de l'eau.
Les avantages de la présente invention par rap. aux procédés de la technique antérieure comprennent la s bilité opératoire du bain de peinture et des composition de liant pour peinture qui y sont contenues, un dépôt régulier du film de peinture, un contrôle simple de l'op ration, une application satisfaisante de la peinture dan les fissures et aux angles, un dépôt sur une épaisseur s limitant automatiquement, et la résistance du film dépos à l'entraînement par les vapeurs condensées, avant et pe dant le durcissement final, obtenu par exemple par cuiss
D'une manière générale, le présent procédé app un perfectionnement aux procédés d'électrodéposition sur anode reliée dans un circuit électrique passant par un b d'un milieu aqueux en contact électrique avec une anode une cathode.
Le perfectionnement consiste ) à disperser dans ce bain un liant filmogène pour peinture contenant résine d'un acide polycarboxylique au moins partiellemen neutralisée avec un composé aminé soluble dans l'eau, ce résine d'acide polycarboxylique ayant un équivalent éleo chimique moyen compris entre environ 1000 et 20.000, un indice d'acidité compris entre environ 30 et 300, et pré sentant, dans ce bain, un comportement analogue à celui polyéleotrolyte anionique, comme indiqué par son dépôt s cette anode sensiblement de façon directement proportion
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avec le courant électrique passant dans ce bain;
à faire passer du courant continu dans ce circuit jusqu'à obtention d'un potentiel maximum d'environ 50 à 500 volts, ce qui pro- voque l'électrodéposition sur cette anode d'un film contenant cette résine ; àretirer du bain l'anode revêtue ainsi obtenue ; enfin, à faire durcir le film précité.
Une autre caractéristique de ce perfectionnement réside dans le maintien de telleo opérations de revêtement pondant une période de tempo prolongé, au cours de laquelle le bain est appauvri en résine d'acide polycarboxylique et le composé aminé s'accumule dans le bain. Une quantité supplé- mentaire de résine d'acide polycarboxylique est ajoutée gra- duellement au bain, cette quantité (supplémentaire étant ou±. fisante pour maintenir le pH du bain au-dessous d'onviron
8,4. La quantité supplémentaire ajoutée à un moment quelcon, que est bien entendu suffisamment faible pour que ladite résine d'acide polycarboxylique conserve, dans le bain, le comportement d'un polyélectrolyte anionique.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans une composition concentrée d'un liant filmogène pour peinture, contenant une résine organique, composition qui peut être dispersée dans un bain aqueux d'électrodéposition contenant une quantité supplémentaire de composé aminé solu- ble dans l'eau suffisante pour conférer, dans le bain, un comportement analogue à celui d'un polyélectrolyte anio- nique, à la résine contenue dans la composition concentrée de liant.
La composition concentrée de liant comprend envi- ron 50-95 en poids d'une résine d'un acide polycarboxylique ayant un équivalent électrochimique compris entre environ
1000 et 20,000 et un indice d'acidité Compris entre environ 30 et 300 ; environ 1-10 d'un composé aminé soluble dans l'eau, par rapport au poids de la résine d'acide poly-
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oarboxylique contenue duna la composition, le complément ôtant de l'eau. Ces pourcentages uont donnas sur une base exempta de pigment et de charge minérale.
La figure unique du dessin annexé représente en élévation-coupe un appareil permettant de mettre en oeuvre le procédé de revêtement et d'électrodialyser (simultanément deo accumulations do composa aminé soluble dans l'eau se trouvant dans une zone anodique.
Cet appareil et son )de de fonctionnement sont plus complètement décrits au cours do l'exemple décrit par la uuite,
Dans cette description, on entend par "pointu. par électrodéposition", le dépôt d'un pigment et/ou d'une charge finement broyés contenus dans un liant, le dépôt d'un liant sana pigment et/ou sans charge ou n'en contenant que très peu, mais qu'on peut coloror si on le désire, et le dépôt d'autres compocitions de revêtement superficiel réduc- tibles par l'eau et contenant le liant qu'on peut considérer comme étant grossièrement analogue à des bases pour peinture- émail, pour vernis, ou pour laques, et la matière de revê- tement utilisée pour former ces dépota est appelée "peinture"' Ainsi, le liant,
qui est transformé en un film résistant à l'eau par électrodéposition et qui eut finalement trans- formé en un film durable résistant aux conditions d'utilisa- tion ordinaires par durcissement final, peut former la tota- lité ou pratiquement la totalité de la substance qui est déposée pour former le film, ou bien il peut être constitué par un véhicule pour une matière de charge constituée par un pigment et/ou une substance minérale ou même pour d'au- trou résines sur lesquelles il exerce l'action désirée en vue du. dépAt du film. Dans certains cas, il peut être ré- duit avec des solvants organiques compatibles tels que des liquides non ionques qui s'évaporent lors du durcissement
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du filtn résultant.
Quand on utiliue den pigmenta et/ou des charges, il est avantageux que lour teneur en sels solubles dans l'eau, tels que lea sels de sodium ou de potassium, soit très basse ou même nulle, afin que lu résistance élec- trique du bain et du film déposé ne subisse pas de varia- tions incontrôlées, ot que le contrôle de la conductibilité électrique dans 1'opération se fasse principalement au moyen du liant résineux et la neutralisation du composé aminé dispersé dans le bain.
Dans certains cas, comme indiqua expressément par la nuite, la résine au moine partiellement neutralisée de la présente invention semble se dissoudre pour former une solution limpide dans le bain; dans d'autres cas, une partie do la résine semble être dispersée dans le bain oous forme d'un voile de particules d'une finesse extrême, la dimension Maximum des particules de résine présente étant estimée à 500 millinicrons au plus. Dans ces derniers cas, la deman- deresse a été souvent à même d'obtenir une solution apparente de ces particules sous forme d'une solution aqueuse limpide en ajoutant au bain une quantité supplémentaire d'un composé aminé soluble dans l'eau.
En tout cas, les résines d'acide polycarboxylique dispersées et au moins partiellement neutralisées qui oont contenues dans le bain présentent le comportement typique d'un soluté anionique en ce qui concerne la migration à l'anode dans le champ électrique utilisé, parce que cette migration, pour un liant résineux particulier, varie directe- ment avec l'intersité du courant passant dans le bain.
Quand on tient compte du courant él ctrique nécessaire pour en- traîner vers la cathode deu concentrations variables de composé aminé se trouvant en excès de la quantité minimum nécessaire p ur conférer le comportement d'un polyélectrolyte,
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étant un composa aminé, est transférée et déposée our l'anode, l'équivalent électrochimique de la réuine est d'environ 1232, soit 0,015 x 0,9 x 107,88 + 0,001118.
La résine d'acide polycarboxylique peut être modi-
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. fiée ot allongea de dlvurùúu nstmibruu uans que ses caracté- ristiques avantageuses se trouvent altérées. Une modifi- cation peut souvent réellement améliorer la peinture, par exemple on.durcissant: le film cuit résultant.
Ainsi, a
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demanderesse a utilisé den résines d'acides palycarbox.ali.ques . dans leu(luelleu ont été incorporées des r6ainou phénol Iiieu thermoplastiques et ne réagiooant pas à la chaleur, oee résines allongées étant ennuite diaperacea dans de l'eau avoc le composé aminé polyfonctionnol. Quand on chauffe
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ensemble, de préférence en agitant, la résine poly- carboxylique et une telle résine phénolique, pendant au moins environ 1/2 heure, et de préféronce pendant environ
1 à 2 heures ou plus, à une température comprise entre 200 et 260 0 environ, ce chauffage semble déterminer une liaison chimique entre ces deux constituants et on ne constate pas la présence de rénine phénolique libre dans le mélange de
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r6a1noa.
Ainsi, quand on utiliae la résine résultante dans le procédé d'clectrodépocition, le revêtement est 8oaentie7.lernent homogène et, dans un bain d'électrodéposition contenant le produit résineux résultant, il ne se produit pau d'accumulation notable do corps phénolique libres
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diaooo1éo t's partir do la réaine, ceci pendant un lapa de temps de travail appréciable.
D'autres matières d'allongement appropriées pour les résines d'acides polycarboxyliques comprennent les résines dérivées d'hydrocarbures telles que leo résines de
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coumarone-indène, qui sont généralement inertes et thernoplas- tiques, et les résines de dioléfines telles que cellas qui ont une structure essentiellement naphténique et sont thermo-
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sensibles, par exemple les racines de eyclopentudiénes L'addition de telloa rScinoa peut également conférer une résistance chimique accrue au film durci résultant.
On peut
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également utiliser de nombreuses autres matières d'allonce- ment r<5oineux et substances plastifiantes de nature olasoi- que, à condition toutefois que leur concentration ne soit pas aune:: élevée pour annihiler les caractéristiques de
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migration électrique -dire au comportement de polydtectrolyte anionique de lu rumine d'acide carboxylique dans le bain d'Ólcotrod6vooition e provoquer ainsi la dépôt d'un film qui ooit mrulifotcment in6al et plus épais sur Ion bords et dunn les unL.Çlflo d'une anode constituée par une simple feuille rectangulaire que sur les faces immorgdeu do cette anode.
D'une manière générale, loa résines d'acides poly- carboxyliques avantageuses dans la mine en oeuvre do la pré- oente invention sont filmogènea la température du bain d'électrode-position et peuvent durcir en formant un film non
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poisseux.
Elles comprennent : las huiles siccatives modifiéesq par exemple les huiles siccatives et aenÜ-a1ccativeB telles que l'huile de tournesol, l'huile do enrthar,.a, l'huile de perilla, l'huile de chnevis, l'huile de noix, l'huile de ricin déshydratée, l'huile de pépina de raisin, l'huile de graineo de tomate, l'huile do menhadon, l'huile de mata,
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l'huile de bois du Chine, l'huile do soja, l'huile d'olticica, ou des huile CUHÙOt:
,1.1UI3, leu doublon liaiuonti oldfiniqura contenues dans l'huile étant conjuuéeo ou non conjuguées, ou un mélange de ces huiles, l'agent modificateur étant un
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acide ou un anhydride oléir.ique acrylique, de préférence l'anhydride maléique, mais pouvant être également l'acide crotonique, l'acide ou l'anhydride citraconique, l'acide
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fumarique ou un aldôiiyde olfinique acyclique ou un cdter d' '1 #."#.## 'hyde oléfinique acyclique, coiane l'acroléine, l'a- ¯1C"1-
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oétate de vinyle, le maléate de méthyle, etc..., ou même un acide polybasique tel que l'acide phtalique ou succinique,
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en particulier des huiles glye6ridiques modifiées qui ont été en outre aoiGOS à une réaction avec environ 2-25 d'un monomère vinylique polymérieable;
les acide 6 graa non satures traités par l'anhydride ou l'acide maléiquel les 'acides do la colophane traites par l'anhydride ou l'acide maléique; les résines alkydes, par exemple les produits
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d'estérification d'un polyol aveo un acide polybas1qJ, en particulier les résines alkydea étendues aveo une huile siccative glycéridiquo; les polymères d'huiles aicoati es
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hydrocarburéea acides tels que ceux qu'on obtient à pai '# ir -de copolymères du butadiène et du diisobutylène traités par l'anhydride ou l'acide maléique';
enfin, les polymères et copolymerea acryliques et vinyliques contenant des groupes d'acide carboxylique, comme les copolymères acrylato de butylo-méthacrylate de méthyle-acide méthacrylique, les
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oopolymoroo aoôtate de vinyle-aoide aorylique, les poly- mères oontenant de l'acide acrylique et un acide acrylique substitué par un groupe alkyl inférieur (Ci-0 4 )$ c'est-à- dire ceux contenant des groupes oarboxyl apportés par des acides alpha, bêta-carboxyliques ou des restes de ces acides, etc.*
L'indice d'acidité de la résine d'acide polycarboxy- lique utilisée 'dans le liant pour peinture doit Atre d'au moins 30 en vue d'une dispersion efficace sout;
la forme de
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plolyélectrolyte et il peut atteindre environ 300 dans la mise en oeuvre de la présente invention. Quand on utilise
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de. résines u111:yde, la demanderesse a constaté qu'on obtient une\ éleotroddpoaition optimum avec celles dont l'indice d'acidité est compris entre environ 60 et 200. L'indice d' aC\d1 té.!ea. roainos sans teneur notable en groupes nn)Ydr1
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peut être déterminé à l'aide de KOH par la méthode normali- sée ASTM 555-54.
S'il existe une quantité notable de grou- pea anhydrides, l'indice d'acidité peut être déterminé par le chauffage au reflux d'un échantillon de 1,5-2 grammes de la partie de la réoine, pendant 1 heure, avec 50 cm3 de KOH aqueux 0,5N et 25 cm3 de pyrjdine, puis par titrution en retour avec HC1 0,5N jusqu'au virage de la phénolphtaléine.
La résine d'acide polycarboxylique préférée en vue de l'incorporation dans la composition concentrée de liant pour peinture est une huile glycéridique siccative modifies qu'on a fait réagir avec environ 2-25%. par rapport au poids de l'huile modifiée, d'un monomère vinylique polymérisable tel que le vinyl toluène, le styrène, l'alpha-m6thyl styrèhe, l'acrylonitrile, etc...
La réaction avec le monomère vinylique améliore le film déposé en le rendant capable de panser d'une façon particulièrement rapide d'un état dispersé et fluide à celul d'un film immobile, adhérent, non mouillable (par l'eau) et résistant à l'eau, déposé sur l'anode servant de support, quand l'huile modifiée a réagi au moins environ 2% du monomère vinylique; en outre, la résistance 61eotri- que du Dain est accrue de façon désirable quand on utilise cette résine. Toutefois, si plus d'environ 25% du monomère vinylique sont introduits par cette réaction dans l'huile modifiée, la pellicule tend à emprisonner des bulles d'oxy- : gène et peut occasionnellement donner un aspeot cloqué qui , - est souvent indésirable.
Le monomère vinylique préféré, au point de vue économique et.rendement, dans la mise en oeuvre de la présente invention, est le vinyl toluène, de préférence en une quantité limitée 15% au maximum par rapport au poids de l'huile modifiée. Quand on allonge cette résine avec une résine phénolique non thermosensible par le procédé à tempé- rature élevée précédemment décrit, elle constitue une rénine p@éférée à toutes pour l'apprit des métaux en raison de saf
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dureté finale.
En général, la demanderesse a constaté que les résines d'acides polycarboxyliquea les plus fortement acides
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destinées Quxcompooitlono de liants conformée à, l'invention, par Axamplo collou dont l'indice d'acidité dépanne Bn31blo- ment 100, forment deu bonnen diopersiono do polyélectrolyte dans le procède do l'invention a un pli du bain aonez bats.
Ainsi, par exemple, la doiitindoreuce a pu utilirser un un au pH 5 seulement; avec un liant constitua par une racine .d'acide polycarboxylique ayant un indice d'acidité de 77.
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Avec den résines et (leu mélangée do ces ruines dont 1.' ndice d'acidité est oenolblement pluu bas, par exemple d'environ 100 ou moina, il faut généralement un pH minimum plus élevé, tel qu'un Pli de 7-7,3 par oxoraple, pour obtenir un compor- tement de polyélectrolyte porsintant dans le bain quand il est traité avec le composé aminé soluble danu l'eau, Par oonsoquent, le pH du bain inférieur avantageux dans le pro- cédé de l'invention oot fonction du enro et de la nonocn-
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tration du liant pour peinture particulier qu'on doit diaper- ser; il est gdn6rDlement compris entre environ 5 t 7, 5, mais on comprendra qu'une opération a un pH un peu plus élevé ou dun3 une jjamme de pH plus élevée donne une plus grande marge de D6curit en ce qui concerne le maintien du compor- tement persistant d'un polyélectrolyte.
Quand on ajoute une résine supplémentaire gyaut un indice d'acidité inférieur à 100, par exemple uno r4üine , base d'. huile siccative gly- céridique modifiée qu'on a fait réagir avec un monomère vinylique polymérisable et qu'on a allongée avec uno rénine phénolique, par exemple, la demanderesse a constaté qu'il est avantageux de contrôler cette addition supplémentaire
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do manière maintenir le pH du bain entre environ 7 et 8,3.
Les composé a:in3 sollibles dans l'eau qui con-
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viennent particulièrement bien dans lu mise en oeuvre de
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la présente Invention sont solubles dans de l'eau h 20*0 à raison d'auunoina environ 1 du poids de la solution et ils cotiproiiiient\, \(loi-, hydroxyaiiiineb, des polyamines et des monoai'iinoa tôlier que la Nonoothanolaxdne, la ditithanolaniineg lu tritst2tetnol;tmine3 la 1;-riititliyl othanolamine, N'-aminoothyl 6ttrnolnnrino, la Pt-ni'tltyl didthanolamine;
la monoii3opropanul- aiaino, la diis3oprop,n\lzunine, la triioopropanolamino, les "polyglycol amincs" telles que le compoa6 de la formule HO(C2iI0)2CfLIi;:, 1'hydzroxylnmina, la butanolamine, l'hexanolandnc, la m<5thyldi(5thanolaminot l'octanolamine et les produits do réaction do'l'oxyde d'alkylbne avec des mono- et des polyamino3, comma le produit do la réaction de Icthyleno diviaine avec l'oxyde d'éthylbno ou l'oxyde de propylfcne, de la laurylamine fyveo l'oxyde dléitliylbliel etc...; l'LthyltIne diamine, la dichylone triatriine, la tri- éthylcne tEtrurnina, l'hexamtthylne\tdtrrtmine, la tctraûthylenc 1>ont;ztnino, la propylène diamine, le 3-dianinopropanop 1' j.mino-bia-propyl amine, etc,..; enfin, leu mano-di- et tri-nlkyl inf. amiitos (groupes alkyl en telle que leu mono-, di- et tri6thyl-ttmiii(ec.
La ri constata qu' UI1 \O1 tint leu meilleurs films q -and environ 30-60; dei éy;dcvrxlent.m.crino présents dans le bain, à la fois sous forme combinée et couu forme libre, proviennent d'une polyamine solubre (Iwia l'eau, et c'eot pourquoi la demanderesse préfère procéder de c-itte manière. De préférence, elle utilise la àithylbn triina .,' pour dei questions de rondenent et d'écononio.
La 1) lywaine peut être introduite da;;s le bain en mené temps qu'ujie composition conceritréc- de liant, ou si: purement* Les hydroxy omines, en particulier ofileo qui\sont de nature .hca,îu tzu point de fixation dea groupes ;'r<.'xy< conntb leu alcanol aminés, sont l:.rtl::,u::t tr: Lil-
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tageuses pour le traitement d'une résine d'un acide polycar- boxylique en vue de sa dispersion, et on constate qu'elles exercent un certain effet solubilisant vis-à-vis de la résine dans l'eau, en plus de leur effet neutralisant.
Dans la pratique, la quantité de composé aminé soluble dans l'eau se trouvant dans le bain, qui dépasse la quantité nécessaire pour conférer un comportement analogue à celui d'un poly- électrolyte anionique à la résine d'acide polycarboxy. ique particulière contenue dans le liant, peut Atre considérée comme un excès et est désire.ble, à condition que le pH du bain n'atteigne pas une valeur assez élevée pour que le bain absorbe CO2 dans l'atmosphère, ou pour que la concentration élevée d'aminé abaisse la résistance électrique du bain au- dessous d'environ 500 ohms-cm.
D'une manière générale, la proportion d'amine utilisée peut être comprise entre environ 2 et 7 fois, de préférer.ce entre environ' 3,5 et 5,5 fois; la quantité minimum nécessaire pour conférer, dans le bain, un comportement analogue à celui d'un polyélectrolyte anioniqu à la résine ou au mélange de résines constituant le liant, particulier; la résistance spécifique du bain, lorsqu'il vient d'être préparé, est avantageusement comprise entre environ 700 et 1000 ohm3-cm pour déposer des revêtements d'environ 25 microns d'épaisseur comme couche d'apprt.
Des résistances plus élevées,du bain donnent un film plus mince et vice-versa.
On peut utiliser de l'ammoniac seul, mais cela est moins avantageux dans le procédé de l'invention, pour neutra- liser partiellement la résine acide ou le mélange de résines, parce qu'il est si volatil aux températures de travail que de petites additions d'ammoniac peuvent provoquer des modifi- cations relativement importantes du pH du bain, et que les bains dans lesquels on l'utilise tendent à absorber facile- ment C02 dans l'air et sont donc susceptibles de subir des
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variations incontrôlées concernant leurs caractéristiques éléc- triques.
De ce fait, la demanderesse préfère utiliser l'am- moniac uniquement pour faciliter la dispersion do la résine dans le bain en même temps que d'autres composés aminés solubles dans l'eau, et ne pas l'utiliser à l'exclusion des autres composes aminés solublea dans l'eau.
Pour regarnir le bain en résine d'acide carboxylique à mesure que les opérations se poursuivent, la demanderesse peut ajouter graduellement une quantité supplémentaire de composition concentrée de liant (facultativement pigmentée pour constituer des matières solides colorantes de rempla- cement) graduellement, c'est-à-dire continuellement, ou de façon discontinue.
Pour faciliter la dispersion et la manutention, la demanderesse préfère ajouter cette résine supplémentaire sous la forme d'une dispersion aqueuse con- centrée contenant, sur une base exempte de pigment et de charge, environ 50-95% en poids de résine d'acide poly- carboxylique (allongée ou non)- dont l'équivalent électroohi- ' mique est compris entre environ 1000 et 20. 000 et l'indice d'acidité entre environ 30 et 300, et environ 1-10% de composé aminé soluble dans l'eau, par rapport au poids de ladite résine d'acide polycarboxylique, le complément étant .. de l'eau.
Bien qu'on puisse utiliser des concentrations de la dispersion de résine inférieures à 50% dans tel concentré de liant, ceci implique la manutention d'eau supplémentaire, ce qui est économiquement indésirable. Pour des oonoentra- tions de la dispersion de résine dépassant sensiblement 90%,, la dispersion devient encore plus difficile à manier, même quand elle est chaude, et au-dessus d'environ 95%, il est spécialement difficile de manier la dispersion. On mélange la composition concentrée de liant avec une petite quantité
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de composa aminé soluble dans l'eau pour aider à disperser la résine dans le bain.
Avantageusement, si on le désire, la résine supplémentaire peut être mélangée aveo une quantité de composé aminé soluble dans l'eau suffisante pour maintenir un pH du bain sensiblement constant, ainsi qu'avec un pigment et une charge pour remplacer ceux qui sont prélevés dans le bain par la formation des dépôts et les portos duos 4 la manutention, afin d'obtenir ainsi un volume du bain de ein- turo et une opération qui soient toujours sensiblement lets mêmes. Le composé aminé contenu dans la componition concen- trée de liant facilite également l'hydratation des groupt, anhydrides qui sont présents conjointement avec l'eau dans cettn composition concentrée.
On comprendra que la forme de l'anode et son maté- riau de construction peut être très divers dans le procédé de l'invention; par exemple, cette anode peut être un fil métallique, une plaque, un profilé tubulaire perforé, des surfaces biseautées, des bottes perforées, des feuilles continues, etc... L'anode peut être en métal, en papier traité par une solution saline ou en d'autres substances conductri- ces de l'électricité dans les conditions de mise en oeuvre.
.Le durcissement final des films peut être activé (fils ther- modurcis) par chauffage dans une étuys telle qu'une étuve classique communiquant aven l'air à la pression atmosphérique; les filma peuvent être séchés à l'air dans la plupart des cas pondant un temps plus long jusqu'à obtention d'une dureté satisfaisante et de l'absence de caractère poisseux, mais un durcissement forcé est préféré au point de vue de la rapidité de l'obtention d'un film terminé de qualité supé- rieure.
Dans la pratique, l'intensité du courant utilisé ne dépasse avantageusement pas environ 45 ampères/m2 de sur-
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face d'anode immergée dans le bain de pointure, et olle est de préférence sensiblement plus faible. L'augmentation de la tension pour une intensité de courant constante est préférée lors de la mise en oeuvre, la tension aux bornes du bain étant, augmentée graduellement députa une valeur nulle ou sensiblement nulle jusqu'à environ 50-500 volts,L'uti- lisation de tensiens sensiblement plus élevées peut entrai- ner un claquage électrique des filma déposés et peut donner lieu à une libération excessive d'oxygène naissant à l'anode, On peut aussi maintenir une tension sensiblement oonotante et laisser varier l'intensité du courant ,
L'une des caractéristiques de la résine d'acide polycarboxylique préférée comme constituant du liant réside dans le fait que l'oxygène peut s'en échapper sans formation permanente excessive de bulles ou sans être emprisonné dans le film obtenu par électrodéposition. En réalité, dans le séchage de résines contenant une huile siccative, une petite quantité d'oxygène absorbé semble favorioer l'obtention d'un durcissement rapide et satisfaisant du film déposé quand il est cuit ultérieurement, et on peut ne pas incorporer les siccatifs métalliques classiques dans la composition du véhi- cule, si on le désire.
En outre, divers agents connus de séquestration de l'oxygène, tels que le mercaptobenzôtiazole, peuvent être ajoutés au véhicule dans le bain et ils rédui- sent encore la formation de bulle d'oxygène dans un film déposé. -
Le bain peut être maintenu dans un réservoir ou bao. conducteur de l'électricité; ce bac est relié dans le circuit à. la manière d'une cathode et l'article à enduire constituant l'anode est immergé dans ce bac. Le courant continu passe de l'anode à la cathode à partir d'un circuit extérieur. Le bac peut aussi être non conducteur et, dans ce cas, on peut placer une ou plusieurs cathodes métalliques dans le bain
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pour permettre le paaaage du courant électrique dans celui-ci.
On peut mesurer la "projection" d'un revêtement en rivant trois tôles minces en acier les unes aux autres, à leur partie supérieure, de manière que leurs bases s'écartent les unes des autres, puis en utilisant cet ensemble comme anode. Une 'bonne "projection" implique l'enduotion de plus d'environ
70% des faces de la tôle centrale. La demanderesse a pu peindre 90% des faces de la tôle centrale dans de nomb@euses expériences exécutées en mettant en oeuvre ce procédé.
Contrairement à ce qu'on aurait pu prévoir d'@près des considérations théoriques, la demanderesse a constat que - lorsque la concentration du liant à base de résine d'acide polycarboxylique dans le bain est sensiblement inférieure à
0,5-1%, le dépôt du film n'est pas aussi satisfaisant qu'aveo des concentrations plus élevées. Avec des concentrations de la résine encore plus basses dans le bain, la régularité, l'égalité de surface, l'adhérence et l'épaisseur du film deviennent moins satisfaisantes de façon extrêmement rapide.
Quand la concentration do la dispersion de résine dépasse sensiblement environ 35-40 en poids, la viscosité du bain peut devenir si élevée qu'il se forme des "traînées" de pointure quand le corps enduit est extrait du bain, c'est-à- ',dire que la peinture adhère et s'écoule non uniformément en \ donnant un dépôt inégal. On comprendra que la concentration limite supérieure dans la pratique est fonction dans une cer- taine mesure, de la résine particulière contenue dans le bain à latempérature de travail (par exemple environ 15-50*0 en général) en corrélation avec sa facilité de dispersion ou de dissolution dano l'eau, son équivalent électrochimique et son allure spécifique de changement de viscosité en fonction de la concentration de la dispersion.
Le pourcentage de
35-40% représente une concentration maximum pratique.
En outre, la viscosité du bain présente une impor-
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tanoe particulière dans des opérations à grande échelle dans lesquelles l'énergie électrique transformée en chaleur ne dispose d'une surface relativement faible, par unité de volume du bac contenant le bain, pour se dissiper. En con- séquence, lorsque la viscosité s'accroît, le rendement de la transmission de chaleur avec des dispositifs de refroi- dissement disposés à l'intérieur ou à l'extérieur.du bain et à partir des parois du bac elles-mêmes diminue sensible- ment.
La manutention du fluide dans le bain et son égoutta- ge à partir des articles enduits lorsqu'ils sont extraits du bain sont également nettement inférieurs quand la vis- oosité du bain devient notablement supérieure à celle de l'eau, c'est-à-dire dépasse plus de 200 fois celle de l'eau.
Le contrôle thermique dans lo bain est important dano uno gamme de températures approximativement comprise entre 15 et 50 C pour empêcher la formation de matières volatiles inde- airablas et même la perte de stabilité ou une polymérisation supplémentaire nuisible des dispersions de peinture dune certains cas. Lorsque la viscosité du bain ne dépasse pas 30 fois celle do l'eau, lo contrôle thermique peut ..être trè simple car l'efficacité de transmission de ohaleur est troc élevée.
La proportion de composé aminé, en particulier d'hydroxyamines dans le bain, peut agir sur la viscosité du bain, les proportions supérieures favorisant généralement une solubilisation apparente de la résine et une certaine réduction de la viscosité..La.demanderesse peut utiliser et a utilisé en fait d'autres moyens pour faciliter la nolu- bilisation apparente et le réglage de la viscosité;
par exemple, elle a utilisé de façon avantageuse d'environ 0,1 à 10% par rapport au poids de la résine d'acide carboxyli- que contenue dans le bain, d'un liquide organique non ioni- que,compatible avec la résine contenue dans la dispersion,
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comme adjuvant do aolubiliuation ou, plus précisément, comme modificateur do dispersion. Des exemples typiquoo de ces liquides sont !les naphtes dérivés du pétrole, apécialement les hydrocarbures aliphatiques, naphténiqueo ou aromatiques ou des mélangea do ceux-ci, ayant un point d'ébullition com- prie entre environ 30 et 240*0 et, de préférence, entre environ 150 et 200 0,
de manière qu'ils ce volatilisent lors do la ouisson ou l'un autre mode de durcissement du film, tel qu'un durcissement à l'air, l'huile do pin , la glycérine, des alkoxy alcanols solubles danu l'euu tolu que le 2-butoxy-butanol-1 et d'autres composas do co type; ont n, den éthers monoalkyliques de glycols tels quo l'élher mono.. butyliquo du diéthylène glyool, Ces dérivés d'oxyda d'alkylè- ne réduisent en outre la tension superficielle des résines et favorisent la réduction de la viscosité de bains ayant une teneur élevée en résine. Leur utilisation en une concen- tration dépassant sensiblement 10% peut rendre le durois3e- ment plus délicat et modifier le contrôle électrique du bain.
Habituellement, une quantité de 0,1-6% de résine dans le bain est adéquate dans toutes les applications, mais cette concentration doit Atre limitée de manière qu'une phase distincte d'un tel adjuvant de oolubiliaation n'apparaisse dans le bain, car cette phaae diatincte risquerait de former des films non-homogènes.
En plus de la composition concentrée de liant à base de résine d'acide polycarboxylique,qu'on ajoute graduel- lement dans le bain pour empêcher l'amine de s'accumuler en une grande quantité (supérieure à environ 8,4, niveau après lequel la qualité du film est altérée et C02 peut être absorbé dans l'air), la demanderesse pout ajouter au bain, comme agent d'entraînement de l'amine en excès, des acides polybasiques, approchant d'un poids moléculaire d'environ 1000 (ou d'un poida moléculaire Moyen de 1000 quand on utilise
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un mélange de tels acides)Pour obtenir une compatibilité particulièrement bonne avec la réaine d'acide polycarboxylique, la demanderesse préfore utiliser comme agent d'entraînement des acides polycarboxyliques à bas poids moléculaire,
dont les poids moléculaires sont compris entre environ 500 ot 800.
Avantageusement, ces acides d'entraînement sont des polymères d'un acide polyénoîque ayant de 12 à 44 atomes de carbone, plus avantageusement les acides appelés "dimbres" qui sont en majeure partie le dimère d'acides gras mono-non saturés en C18, eto..., principalement do l'acide linoléique, et qui contiennent une certaine quantité de trimère, Ces composée forment facilement des savons avec doo polyamines à dos températures intérieures à environ 75 C ot après un dépôt simultané avec le film et durcissement, peuvent donner, dans le film résultant, un polyamide qui pout ronforcer la résis- tance à la corrosion du film;
Généralement, les acides d'entraînement qui sont avantageux comprennent les (timbres des acides linoléique, linolénique, oléique, sorbique, palmitolique, humocérique, éicosinique, et leurs mélangea. En outre, on peut utiliser les acides succinique, pyrotartrique, 'malique, tartrique, glutarique, adipique, pimélique, subérique, az6lalque et sébacique, et des acides non saturés tels que les acides fumarique, maléique, phtalique et sorbiquo, ainsi que divers autres acides tels que les acides citrique, pyromellitique, ubitique, et des polymères et copolymbres contenant de l'acide acrylique et de l'acide méthacrylique qui possèdent plusieurs fonctions carboxyliques,
Les acides supérieurs aux acides en C12-C44 semblent assurer une formation de oavon optimum en vue d'un dépôt simultané aven leo résines d'acide poly- carboxylique dispersées dans le bain. Ceux dont la constante de dissociation de leur premier .ion hydrogène on solution aqueuse estinférieure à environ 1,5 x 10-5 semblent avoir
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une réactivité suffisamment basse avec des polyamines, lors d'un contact prolonge en dispersion à des températures infé- rieures à 50 C, pour empêcher une aaidation accélérée et la formation de substances à poids moléculaire élevé qui sont susceptibles de précipiter dans un court laps de temps et d'empêcher une opération optimum du bain.
Les polymères des acides polyénoîques siccatifstels que ceux qu'on appelle les acides "dimères" sont de cette nature et sont pi férés.
Dans le procédé de revêtement, la demanderesse peut orientent fuiro appel à une électrodialyce pour liminer l'amine en excès du bain sous forme de dispersion ent irant l'anode. On peut également faire appel à un échange des oations du bain avec des lits de résine échangeuso d'ions, tels que la forme acide des résines carboxyliques échaneusea d'ions, pour éliminer le composé aminé en excès se trouvant dans la zone anodique.
Essentiellement, l'éleotrodialyse consiste à isoler l'anode de la cathode pour former des zones anodique. et oathodique séparées par une membrane de dialyse ayant deo e pores d'une dimension utile comprise entre 20 et 200 A; à introduire une dispersion de peinture, aqueuse et diluée dans la zone anodique et do l'eau dans la zone cathodique, telle que de l'eau courante, Les membranes elles-mêmes sont classiques et sont faites do cellulose régénérée (à partir de la viscose), de polymères de chlorure de vinyle, de diverses matières cellulosiques perméables et d'autres feuilles de résines- synthétiques qui sont ordinairement utilisées- dans la dialyse et qui résistent à l'eau aux températures de travail, ou encore des plaques en matière céramique.
On peut renfor- oer ces éléments intérieurement ou extérieurement pour leur conférer la résistance mécanique désirée.
Danu une telle électrodialyse, seuls les composés aminés libres, les produits de décomposition de la résine
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de bas poids moléculaire et les produits de l'électrolyoe, ainsi que dea cations minéraux dispersés, migrent à travers la membrane en quantité notable tandis que la peinture se dépose sur l'anode quand le circuit électrique apasse Je l'anode à la cathode dans la cuve à compartimenta.
Dans une opération quelconque de ce genre, il est spécialement avan- tageux de maintenir une quantité de composé aminé libre dans la zone anodique qui ne dépose pas sensiblement 2% du poids de la dispersion de revêtement contenue dans cette zone, pour obtenir la qualité optimum den films déposés,
Les exemples suivants décrivent plusieurs modes de mise en oeuvre à titre indicatif et non limitatif de la portée de l'invention. Les parties et les pourcentages s'en- tendent en poids, sauf mention contraire.
Dans lea bains de peinture donnés 4 titre d'exemple dans ce qui suit, la résine contenue dans les dispersions constituant les bains se comportent la manière d'un poly- électrolyte anionique parce que le dépôt de la réuino sur l'anode est essentiellement directement proportionnel avec le courant continu circulant dans le bain. Le nombre de coulombs d'électricité par gramme d'un liant résineux par- ticulier déposé est virtuellement indépendant de la tension dans la gamme opératoire (écart inférieur à environ 5-10%) quand on a tenu compte du courant supplémentaire utilise pour entraîner des concentrations variables de composé aminé vers la cathode, même quand la tension maximum est doublée ou.triplée dans la gamme opératoire de 50-500 volts.
On constate, en outre, que lorsque le liant résineux se compor- tant à la manière d'un polyélectrolyte enrobe de façon tenace un pigment ou autre particule se trouvant dans le bain, cette particule prend des propriétés de migration vers l'anode similaires à celles de la résine d'acide polyoarboxylique
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el.o.-mtcm.
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Dans certains cas, comme le montrent expressément les exemples, la résine est en solution aqueuse apparente dans le bain et dans d'autres cas, une partie de la résine cet cour) forme d'une dispersion d'une extrême finesse dans le bain, la dimension maximum des particules do rébino ne dépannant pas environ 500 millimicrono d'apès lea calcula,
Dans oe damiers cas, les dispersions peuvent être ro 'lues plus fluides par l'addition de compose aminé supplémentaire au bain, on vue d'obtenir une dissolution apparente de la résine oouo forme d'une solution aqueuse limpide,
Loo résines d'aoido polycarboxylique contenue;
, dans le bain semblent posséder la propriété de migration électrique des solutés anioniques, car -on peut supposer que les ions résine présents répondent à la formule [R(COO)n] , avec ± charges négatives (R représentant le noyau de résine et COO représentant un radical carboxyl). A titre d'illus- tration, on peut supposer que les ions amino résultant de la neutralisation de la résine dans le bain (lorsque l'amine soluble dans l'eau utilisée est par exemple une monoamine primaire) répondant à la formule [R'NH3]+ où R représente le noyau du composé suminé.
Les filma de peinture des exemples se déposent sur l'anode très uniformément et sous forme d'un film continu; le dépôt de termine 8* une tennion maximum particulière appli- quée aux bornes de bain quand on a obtenu l'épaisseur voulue du film, généralement d'environ 12,7-75 microno, en environ
1-3 minutes, et il isole effectivement l'anode, ce qui empê- che pratiquement le passade ultérieur du courant. Ce compor- tement est contraire à celui d'une émulsion, comme dans le dépôt de latex de caoutchouc dans les opérations d'électro- phorèse ordinaires.
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L'équivalent électroohimique des résines d'acides polyoarboxyliques mentionnées dans les exemples est compris entre environ 1000 et 2000, et les indices d'acidité de ces résines sont compris ontro environ 30 et 300.
EXEMPLE :
On forme un liant pour pointure ,à base d'huile siccative glyoérdique modifiée d'allongé, en faisant réagir, dans un récipient de réaction pourvu d'un agitateur, 8467 par- ties d'huile de lin raffinée par un alcali et 2025 parties d'anhydride maléique (qu'on a chauffés ensemble à 232,2*0 pendant environ 3 heures jusqu'à obtention d'un indioo d'aci- dité de 80-90), après quoi on refroidit ce produit intermé- diaire jusqu'à 157,2 C, on ajoute 1789 parties de vinyl toluè- ne contenant 48 parties de peroxyde de ditertiobutyle et on fait réagir à 218,3 C pendant environ 1 heure.
On refroidit ensuite la matière contenant du vinyl toluène ainsi obtenue jusqu'à 157,2 C et on ajoute 5294 parties d'une résine phéno- lique thermoplastique, soluble dans l'huile et résistant à la chaleur, on ohauffe jusqu'à 232,2 C et on laisse reposer le mélange pendant 1 heure. La résine phénolique est une ré- aine solide en grumeaux ayant un point de ramollissement de 120-1409C, une densité de 1,03-1,05 à 20 C et qu'on a épu- rée pour chasser le phénol en excès et les produits à bas poids moléculaire. Cette résine est le produit de condensa- tion de quantités sensiblement équimoléculaires de para- tertiobutyl phénol et de formaldéhyde.
L'équivalent éloctro- ohimique de la résine acide résultante, lorsqu'elle a été allongée, est d'environ 1640 et son indice d'acidité est de 65.
On refroidit ensuite le produit à 93,3 C et on en prélève 1140 parties pour former une dispersion de peintu- re. A ces 1140 parties, on ajoute 100 parties d'eau, puis
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13,6 parties de triéthylamine, on agite le mélange pendant quelques minutes, puis on ajoute encore 74 parties d'eau ainsi que 92,5 parties de diisopropanol aminé. On réduit encore ce mélange avec 1825 parties d'eau et 32,5 parties de diéthylène triamine, tout en continuant à agiter.
A cette dispersion de peinture, on ajoute 50 parties d'un mélange de truitement comprenant de l'essence minérale, un hydrocarbure léger à l'état liquide, d'une densité de 0,8017-0,7818, ayant un point éclair (vase ouvert de Clevelanl) compris entre 37,8 et 46 C, donnant un résultat négatif à l'essai de détermination des mercaptans et n'ayant pas d'aci- dité, 12 parties d'un agent mouillant (ester oléique de sar- cosine, ayant un maximum de 2% d'acides gras libres, une den- sité do 0,948 , une couleur de 6 à l'échelle Gardner et un poids moléculaire de 340-350). Cette substance est compatible avec la dispersion de peinture=il ne se forme pas de phase d'hydrocarbure distincte à ce moment, même si l'on a utilisé une quantité notable d'hydrocarbure (en majeure partie ali- phatique),
ni après l'addition ultérieure du pigment en pou- dre et addition d'eau supplémentaire pour former le bain de peinture initial.
On obtient un pigment en poudre à partir de 123 parties d'huile de lin modifiée par de l'anhydride maléique , et traitée par du vinyl toluène, obtenue de la môme manière que la résine donnée ci-dessus dans le présent exemple( à cette exception que la résine d'acide polycarboxylique résul- tante n'est pas allongée avec la résine phénolique), 8,4 par- ties de diisopropanolamine, 0,7 partie d'un agent anti-mousse (glycol ditertio-aoétylénique avec des groupes de substitu- tion méthyl et isopropyl fixés sur les atomes de carbone ter- tiaires), 233 parties de kaolin fin, 155 parties de pigment au bioxyde de titane, 7,8 parties de chromate de plomb fin,
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15,5 parties d'oxyde de fer rouge fin, 16,9 parties de noir de carbone et 201 parties d'eau.
On mélange ensuite le pig- ment en poudre résultant avec la dispersion de peinture et le mélange de traitement précités pour obtenir une peinture oon- oentrée. On réduit encore la peinture résultante avec de l'eau dans le rapport do 1 partie de la peinture résultant pour 5 parties d'eau, pour obtenir un bain initial de peinture en vue d'opérations de peinture par électrodéposition.
Le bain ré- sultant possède une concentration en matières solides de la résine (matières non volatiles) de 7,24. Le total des équiva- lents amine utilisés pour constituer le bain initial est égal à environ 4,5 fois la quantité minimum nécessaire pour main- tenir cette résine d'acide polycarboxylique, une fois qu'elle est dispersée, dans la condition d'un polyéleotrolyte anioni- que dans le bain, et à environ 1,25 fois la neutralisation totale de la résine acide en ce qui concerne son indioe d'aoi- dité (déterminé par la méthode & la pyridine décrite précédem- ment).
La quantité de courant oontinu utilisée pour l'éleotro- déposition de 1 gramme de cette résine sur une anode est prati- quement constante et est de 24 coulombs, l'énergie électrique utilisée en plus de cette quantité étant dépensée surtout pour déplacer la substance aminée dans le bain. La résistance spé- cifique du bain initial est d'environ 900 ohms-cm.
On remplace les matières solides de la peinture en dispersant 1140 parties de la même résine d'acide polyoar- boxylique étendue dans 100 parties d'eau et 13,6 parties de triéthylamine. On ajoute à cette dispersion l'essenoe minérale l'agent mouillant et la poudre de pigment précité, les compo- sitions et les proportions de toutes ces substances étant les mêmes que lors de la préparation de la dispersion de peinture initiale formée pour constituer le bain.
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On exécute l'opération de peinture dans une cuve métallique pourvue d'un agitateur, a cuve est reliée dans le circuit à la manière d'une cathode et on utilise comme ano- des devant être revêtues une série de panneaux en tOle mince d'aoier phosphaté de 22,85 om de largeur, immergée sur une hauteur de 26,64 om. Le volume du bain est de 2500 car. On envoie du courant continu à la cathode constituée par la cuve et à l'anode constituée par un panneau immergé à partir d'un circuit extérieur.
L'intensité de courant électrique @@tiale est d'environ 21,52 ampères/m2 de surface immergée du p nneau, . et ello atteint environ 37,66 ampères/m2 lorsque le pH du bain augmente, c'est-à-dire qu'on utilise du courant supplémen- taire pour entratner les composés aminés accumulés dans le bain. La température du bain de peinture pendant l'opération est comprise entre 35 et 37,8 C, et le tempe de revêtement pour un panneau particulier est de 53 secondes lorsqu'on l'im- merge, de 74 secondes lorsqu'il est totalement immergé et 53 secondes lorsqu'il est extrait.
La tension du courant envoyé dans le bain pour un panneau particulier est comprise entre 0 et 200 volte au maximum pendant une opération particulière d'enduction de panneau pour déposer un film d'environ 2594 @ microns d'épaisseur avant que la résistance électrique du film arrête pratiquement le dépôt à la tension maximum utilisée.
Avant la cuisson, le film de peinture formé par électrodéposi- tion eot résistant à l'eau, légèrement poisseux et tenacement adhérent. Après cuisson pendant 15 à 20 minutes à 176,7 C, le film durcit en donnant un revêtement excellent, exempt de po- res et durable.
Le pH Initial du bain est de 8,1 et, lorsque quatre panneaux ont été ainsi revêtus, il atteint 8,25. A de moment, on disperse facilement dans le bain, tout en agitant, 25 par- ties d'eau et 30 parties de remplacement de matières solides
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de la peinture .Le pH du bain s'abaisse jusqu'à environ 7,9 et la concentration des matières solides de la résine dans le bain s'élève jusqu'à oe qu'elle atteigne approximativement la valeur initiale de 7,24. On procède alors aux opérations d'éleotrodéposition comme précédèrent avec des résultats constamment satisfaisante analogues, pour quatre panneaux.
A ce'moment, le pH est de 8,1; on effectue une autre addition similaire d'eau et de matières solides de la peinture en rem- placement des matières solides épuisées, et le pH du bain atteint 7,7.',On peint quatre nouveaux panneaux avec un rende- ment oontinu analogue et le pH du bain d'élève jusqu'à 8. On ajoute 27 parties d'une solution aqueuse d'aminé, cette solu- tion comprenant 86 parties d'eau, 25 parties de diéthylène tri- amine et 86 parties de diisopropanol aminé, et le pH du bain s'élève jusqu'à 8,25. On ajoute 30 parties de matières solides de la peinture pour remplacer les matières solides épuisées, et le pH du bain diminue jusqu'à 7,95* On reprend ensuite les opérations de peinture comme précédemment, avec dea résultats constamment satisfaisants analogues.
EXEMPLE 2.-
On prépare une résine alkyde en chauffant 948 partie! d'acides graa de la résine liquide contenant 97,6 d'acides gras de la résine liquide, 1,2% d'acides de la colophane et 1,2% de produits non saponifiables, ayant un indice d'acidité de 197, un indice de saponification de 198 et une viscosité initiale de 128, et 155 parties d'anhydride maléique, à 232,2 C pendant 1 heure, on refroidit le mélange à 104, 4 0, on ajoute 503 parties de pantaérythrite de qualité technique, 394 parties d'anhydride phtalique et 30 parties de xylol (coune solvant entratnant l'eau), puis on soumet le bain au reflux à 171,1 C, tout en séparant l'eau de la réaction,
jusqu'à ce que la résine
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résultante ait un indice d'acidité de 102,6.
On transforme 125 parties de cette résine, 10 parties d'eau et 1,3 partie de triéthylamine en une dispersion aqueuse concentrée contenant 91,7 % de matières solides de la résine, en mélangeant ces ingrédients pendant 30 minutes. On mélange ensuite la dispersion concentrée (environ 92% de matières so- lides de la résine) avec 31,8 parties de diisopropanol aminé, 5,5 parties de diéthylène triamine et une quantité d'eau suf- fisante pour réduire la concentration des matières solides de la résine (matières non volatiles) à 5%. On obtient ainsi un vernis aqueux limpide, en solution apparente et ayant un pH de 7,15.On l'utilise dans une opération d'électrodéposition.
On procède au dépôt de la peinture d'une maniera similaire à celle qui est décrite dans l'exemple 1, mais dans une installation plus petite pouvant recevoir des panneaux en tôle d'aoier de 10,16 om de largeur qui sont immergea sur 8,89 om de hauteur et qui constituent les Modes. La tempéra- ture du bain est de 26,7 C, la tension de crête est de 100 volts et l'intensité est de 26,9 ampères/m . La quantité de oourant fournie est de 108 coulombs/gramme de revêtement ap- pliqué. Avant la cuisson, le film de peinture formé par élec- trodéposition sur un panneau est légèrement poisseux, est ré- sistant à l'eau et adhère de façon tenace. Après cuisson pen- dant 15 à 20 minutes à 176,7 C, le film durcit (sans addition de siccatif) en donnant un revêtement excellent, durable et exempt de pores.
L'opération de peinture avec ce bain peut être pour- suivie de la môme manière que dans l'exemple 1, avec addition par portions de la dispersion de résine alkyde concentrée de cet exemple dans le bain lorsque le pH de ce dernier tend à augmenter vers une valeur d'environ 8,1. On peut également
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maintenir le pH du bain à une valeur sensiblement constante en ajoutant continuellement la dispersion de résine concen- trée et la quantité d'eau nécessaire pour maintenir le volume du bain, et en ajoutant en outre le composé aminé soluble dans l'eau au bain en même temps que la dispersion de résine con- centrée ou périodiquement et seule Dans une telle opération , on empêche le pH minimum du bain, de façon désirable, de descendre au-dessous d'environ 6,
5-7 pour que la résine con- tenue dans le bain se comporte de façon persistante à la ma- nière d'un polyélectrolyte anionique pendant la totalité de l'opération de revêtement.
EXEMPLE 3,-
On prépare une réaine acrylique en ajoutant lente- ment un mélange de 60 parties d'aorylate de butyle, de 25 par- tien de styrène, de 15 parties d'acide méthacrylique, do 1 par- tie de perbenzoate de tertiobutyle, et do 1 partie de peroxyde de benzoyle dans 34,7 parties de 2-butoxy-éthanol maintenu à 157,2-160 C pendant une période de 2,5 heures, et on la main- tient à cette température pendant encore 1 heure en utilisant un récipient de réaction comportant un agitateur et pourvu d'un réfrigérant à reflux. On refroidit la résine résultante à 137,8 C et on la fait encore réagir pendant 1/2 heure et à 154,4 C, avec 10 parties de tris-hydr.oxyl méthylamino méthane pour augmenter sa solubilité apparente dans l'eau.
La disper- sion de résine résultante a un indice d'acidité de 57,6 et une teneur en matières solides de la résine de 75,6%, et elle possède une solubilité apparente dans le bain de peinture dé- crit ci-après
On prépare une peinture blanohe concentrée en mélan- geant 133 parties de la dispersion de résine ci-dessus, 10 par- ties d'un mélange de composés aminés solubles dans l'eau (oom-
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prenant 86 parties de diisopropanol aminé, 25 parties de di- éthylone triamine et 86 parties d'eau), 30 parties d'un ornent en poudre (comprenant 16 parties do bioxyde de titane, 8 par- tien do kaolin fin et 6 parties de la résine alkyde décrite dans l'oxomple 2) et 47 parties d'euu.
On prépare le bain d'électrodépositon on agitant la pointure blnoho concentrée uvoo 10 partie supplément ires du Méflange de composés maints ( 86 partieo de diisporotyl amine, 25 parties de diéthylène triamine et 86 parties ''eau) et 780 parties supplémentaires d'eau, pour constituer un bain contenant @ 12,8 parties de matières solides de la rési@e et ayant un pH de 7,5 qu'on soumet à une agitation,
Les anodes utilisées sont des panneaux en tôle d'a- oier minces de 10,16 cm de largeur et immergée our une hauteur do 8,89 om, ot on conduit l'opération de peinture d'une façon similaire à oolle qui cet décrite dans l'exemple le La tempé- rature du bain utilisé eut de 26,7-35 C,
la teneion atteint 250 volts et l'intensité est d'environ 43,04 ampères/m2 pour un panneau. On sèche à l'air certains panneaux, à la tempéra- ture ambiante, et on obtient un film satisfaisant et non pois- seux en 2 heures environ. Le séchage dans une étuve des autres panneaux revêtus, pendant 5 à 15 minutes et à 176,7 C, donne deo films brillants satisfaisants.
Lorsque le pH du bain a'élève vers une valeur de 8-8,3, en peut continuer fl'opération de peinture d'une manière analogue à,celle qui est décrite dans l'exemple 1, en ajoutant deo quantités supplémentaires de la peinture acrylique concen- trée pour réduire le pH du bain et le maintenir entre environ 7 et 8,4 , tout en maintenant également une teneur désirable en matières solides de la résine et en pigment dans le bain.
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EXEMPLE 4.-
On prépare une huile aiooative glyoéridique modifiée et allongée d'une manière analogue à oelle qui est décrite dans l'exemple 1, sauf mention contraire faite dans le prient exem- ple,
Des panneaux modiques en acier Dont revêtue par électrodéposiiton par immoruion dans un bain d'électrodéposi- tion aqueux, en utilisant dos fractions dispersées partielle- ment neutralisées de la résine, à une concentration de 5% de la résine dans le bain, la neutralisation étant effectuée sn vue de l'obtention d'un pH de 8 avec le composé aminé aoluble dans l'eau particulier indiqué.
La cuve d'immersion eat en métal et cet reliée dans le oirouit à la manière d'une cathode. L'anode cet constituée par le panneau à poindre. On effectue les expérienoes à la tem- pérature ambiante (environ 25*0). On fait circuler du courant continu entre les électrodes en utilisant un oourunt d'intenoi- té constante d'environ 21,5 ampères/m de la surface .immergée de l'anode, et la tension s'élève jusqu'à un maximum d'environ 50400 volts dans le procédé de revêtement par suite de la di- minution de la résistance électrique dans la partie du circuit électrique qui est extérieure au bain.
La tension s'élève gra- duellement sans pointa de fléchissement importants qui indique- raient un claquage ou des imperfections dans le.film appliqué sur l'anode.
Lorsque chaque anode est revêtue , ce qui demande environ 1 à 3 minutes, on la retire du bain, on chasse le li- quide adhèrent en excès en soufflant de l'air , puis on fait cuire l'anode pendant 10 à 15 minutes à environ 193'C dans une étuve à la pression atmosphérique Avant la cuisson, le film formé par électrodéposition est légèrement poisseux et adhère do fçon tenace. On peut le laver à l'euu à ce moment, si on le
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désire, sans l'endommager;ce lavage peut même améliorer l'as- pect uniforme après la cuisson.
Après la cuisson, le film durci résultant est tenace, flexible et habituellement bril- lant, il a uns épaisseur d'environ 25 microns et il n'est pas poisseux, il adhère fermement au panneau métallique môme quand on courbe ce dernier, qu'on le coupe ou qu'on l'érafle.
Le film est régulier et lisse.
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<tb>
Amine <SEP> de <SEP> neutralisation <SEP> Nota
<tb>
<tb> Diisopropanol <SEP> amine <SEP> Film <SEP> satisfaisant
<tb>
<tb> Diéthanol <SEP> aulne <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> Ethylène <SEP> diamine <SEP> Le <SEP> film <SEP> donne <SEP> la <SEP> mei'leure
<tb> résistance <SEP> lors <SEP> de <SEP> 1 <SEP> essai
<tb> de <SEP> projection <SEP> d'eau <SEP> salée
<tb> dans <SEP> cette <SEP> série
<tb>
<tb> Triéthylamine <SEP> Film <SEP> très <SEP> brillant
<tb>
<tb> Ammoniac <SEP> La <SEP> résistance <SEP> électrique <SEP> du
<tb> bain <SEP> est <SEP> plus <SEP> difficile <SEP> à
<tb> contrôler. <SEP> Le <SEP> ban <SEP> montre
<tb> une <SEP> tendance <SEP> à <SEP> absorber <SEP> @O2
<tb> dans <SEP> l'atmosphère <SEP> lorsque
<tb> le <SEP> pH <SEP> augmente.
<tb>
<tb>
Diisopropanol <SEP> aminé <SEP> * <SEP> Film <SEP> acceptable, <SEP> mais <SEP> pas
<tb> aussi <SEP> satisfaisant <SEP> que <SEP> les
<tb> quatre <SEP> premiers <SEP> films.
<tb>
* Dans ce cas, la résine d'acide polycarboxylique est préparée d'une manière identique à celle de l'exemple 1, à cette exception qu'on n'utilise pas de vinyl toluène et que la résine d'acide polycarboxylique n'est pas allongée avec une résine phénolique,
Dans les opérations comparables, divers liants de revêtement filmogènes, sous forme d'émulsion, sont appli- qués sur des panneaux par électrophorèse, à partir d'un bain, à une concentration du liant de 5%. Le pouvoir de projection est très médiocre; le revêtement n'est pas uniforme et tend à se déposer sur les bords vifs des pan- neaux sur une épaisseur beaucoup plus grande qu'au centre de ces panneaux.
Les émulsions sont stabilisées avec des savons d'isoootyl phénoxy polyéthoxy éthanol et de dodécyl benzène sulfonate et comprenant des émulsions de butadiène.
<Desc/Clms Page number 34>
styrène, d'acétate de vinyle et d'huiles siccatives générales, En outre, l'opération d'électrophorèse ne transforme pas ces agents filmogènes émulsionnés en un film isolant; le film ne peut donc pas acquérir de résistance électrique, mais devient de plus en plus épais et reste incapable de cesser automati- quement d'épaissir parce qu'il est conducteur de l'électricité sous forme de films peu épais.
EXEMPLE 5
On prépare une résine (I) à base d'huile siccative glycéridique modifiée et allongée avec une résine phénolique, d'une manière identique à celle qui est décrite dans l'exemple 1, à cette exception que la résine phénolique est incorporée dans l'huile modifiée et traitée par le vinyl toluène à 176,7 C et pendant 1 heure au lieu de 232,2 C. On prépare une autre résine (II) de la manière décrite dans l'exemple 1. On transforme chaque résine en peinture et en bain de pein- ture d'une manière similaire au bain de peinture initial de l'exemple 1, et on opère avec chacun des bains résultants pendant une longue période de temps.
A la fin de chacune de ses utilisations, en dialyse Chaque bain épuisé de la même manière à travers un dialyseur externe, en utilisant une membrane en cellulose régénérée ayant des pores de 43 A... L'analyse de la matière dyalysée provenant du bain contenant la résine II ne montre pas la présence de substance phénolique, ce-qui prouve la stabilité opératoire satisfaisante de la résine résultante (qui peut être considérée comme étant chimiquement fixée dans le pré- sent but), tandis que la matière dialysée provenant du bain formé avec la résine I montre qu'environ 40% de la résine phénolique ne se déposent sur les anodes avec la résine d'acide polycarboxylique,
mais se dissocient au contraire et se fragmentent sans doute dans le bain d'une manière
<Desc/Clms Page number 35>
quelconque pour migrer à travers la membrane de dialyse nous la forme d'une matière phénolique à bas poids moléculaire.
EXEMPLE 6
On prépare une résine à basa d'huile siccative gly- céridique allongée et modifiée, de la même manière que dans l'exemple 1. On la transforme en plusieurs bains d'électrodé- position pigmentés et neutralisés par des composés aminés, si- milaires au bain de peinture initial de l'exemple 1, à cette exception qu'on règle la quantité d'eau dans chaque bain ré- sultant de manière à obtenir des teneurs variables en @@tières solides de la résine, dans les bains, et que la viscosi édes bains varie, comme indiqué sur le tableau suivant qui donne les résultats de 1' électrodéposition, la tension maximum utili- sée est de 150 volts, l'intensité du courant est d'environ 21,
52 ampères/m2 et l'opération d'électrodéposition est exécu- tée à température ambiante (environ 25*0) sur des anodes min- ces en acier, de la manière décrite dans l'exemple 4, On mesu- re la viscosité à l'aide d'un viscoeimètre de Brooktield en utilisant une broche n 1. On fait cuira les panneaux anodi-. ques revêtus pendant 10 à 15 minutes à 193 C.
<Desc/Clms Page number 36>
EMI36.1
<tb>
Matières <SEP> solides <SEP> Viscosité, <SEP> Coulombs/gramme
<tb> de <SEP> la <SEP> résine <SEP> dans <SEP> Centipoises <SEP> de <SEP> peinture <SEP> l'anode,
<tb>
EMI36.2
le bain, eny.¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI36.3
<tb> 33 <SEP> 116 <SEP> 51 <SEP> Brillant, <SEP> uniforme, <SEP> fini <SEP> excellent
<tb> 30 <SEP> 116 <SEP> 52,7
<tb> 20 <SEP> 20,8 <SEP> 52,3
<tb> 10 <SEP> 13,6 <SEP> 52,9
<tb>
EMI36.4
5 légbrement supé- 57,2
EMI36.5
<tb> rieure <SEP> à <SEP> colle <SEP> de <SEP> l'eau
<tb>
EMI36.6
il 2,5 de 6202 Légère formation de "peau d'orange-
EMI36.7
<tb> 2,5 <SEP> , <SEP> ' <SEP> (une <SEP> inégalité <SEP> commence <SEP> à <SEP> apparaître)
<tb> 1,5 <SEP> d <SEP> 95 <SEP> Encore <SEP> brillant, <SEP> apparition <SEP> de <SEP> dépôts <SEP> en <SEP> filets.
<tb>
1,5 <SEP> en <SEP> filets.
<tb>
1 <SEP> d <SEP> 115,38 <SEP> Pilm <SEP> non <SEP> brillant <SEP> et <SEP> tendant <SEP> à <SEP> s'écailler <SEP> légèrement <SEP> en <SEP> cours <SEP> de <SEP> cuisson.
<tb> d <SEP> ' <SEP> légèrement <SEP> en <SEP> cours <SEP> de <SEP> cuisson.
<tb>
<Desc/Clms Page number 37>
Quand on réduit encore la concentration en résine, on obtient dea finis rayés, tachés et minces ne donnant ubsoluoment pas (satisfaction, lorsque la concentration de la réaine dans le bain atteint moins de 0,55; quand la teneur en matières solides de la résine est sensiblement supérieure à environ 35%. la viscosité du bain augmente de façon extrêmement rapide. Lorsque la concentration de la résine dans le bain dépasse 35 - 40%, la visoaité él@vée du bain provoque la formation indésirable de "traînée de peinture lorsqu'on retire l'anode du bain.
EXEMPLE 7 Dana cette opération, le bain de peinture uti. isé est analogue à celui qui a été initialement constitué dans l'exemple 1, à cette exception que la concentration de la résine dans le bain est de 5% et qu'on modifie la concen- tration de l'essence minérale. L'opération d'électrodéposi- tion et do cuisson est exécutée de la même manière que dans l'exemple 6.
EMI37.1
<tb>
Proportion <SEP> d'essence <SEP> minérale <SEP> Epaisseur <SEP> du <SEP> film <SEP> ouit
<tb>
<tb>
<tb> servant <SEP> de <SEP> solvant <SEP> par <SEP> rapport
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> la <SEP> résine <SEP> dispersée,% <SEP> Miorons
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> 0 <SEP> 22,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,6 <SEP> 25,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,8 <SEP> 28
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3,0 <SEP> 30,5
<tb>
Tous les revêtements sont excellente. Le rendement électrique s'améliore généralement lorsque la quantité de napht' augmente, mais àf aucun moment on ne pout déceler la présence de phase distincte formée par le naphte.
Une augmentation générale de l'épaisseur du film est observée quand on ajoute un adjuvant de solubilisation liquide non ionique supplémen- taire (c'est-à-dire d'un agent modificateur de dispersion).
<Desc/Clms Page number 38>
EXEMPLE 8
On forme une peinture analogue à celle qui est utili- sée dans le bain de peinture initial de l'exemple 1, à cette exception qu'on ajoute 50 parties d'un acide "dimère" (le produit de polymérisation d'acides monobasiques aliphatiques non saturée en C18, principalement de l'acide linoléique) contenant environ 83% d'un acide dibasique en C36 d'un poids moléculaire d'environ 565 et environ 1% au maximum d'acides gras en C18 ayant un poids moléculaire d'environ 282, l'acide "dimère" ayant un indice d'acidité de 188-196, un indice de saponification de 192-193, une couleur de 8 à l'échelle Hardner et un équivalent de neutralisation de 287-289.
On réduit la concentration des matières solides à 5% dans la peinture résultante et ou applique cette der- nière sur des anodes formées comme danu l'exemple 4 de panneaux métalliques, en utilisant des tonuions maxima comprises entre 150 et 350 volts, puis on fait cuire les panneaux revêtus pendant 15 à 20 minutes, à 176,7 C, jusqu'à Obtention d'un durcissement final. Ces bains de peinture opèrent à peu près deux fois plus longtemps que des bains similaires ne contenant pas d'acide d'entraînement des aminés avant que la concentration en amines atteigne un niveau nuisible vis-à-vis de la qualité dea filme déposés.
Les films cuits déposés sur une épaisseur de 25,4 microns sur les pan- neaux possèdent une résistance à la corrosion excellente lorsqu'on y pulvérise pendant une durée pouvant atteindre 250 heures des solutions à 3% de ohlorure do sodium, dana une enceinte maintenue à 32,2 Cf les films ayant été entaillés de manière que les incisions ainsi formées s'étendent jus- qu'au métal de support. Cette peinture elle-môme résiste la polymérisation et aux réactions secondaires lorsqu'on l'agite à 35-36,7*0 pendant des périodes de tempe aussi longue , que 15 jours.
La polymérisation- et les réactions
<Desc/Clms Page number 39>
secondaires tendent à augmenter la résistance électrique de la résine dispersée et diminuant 1'épaisseur admissible des films déposés à une tension maximum particulière comprise entre 50 et 500 volets.
EXEMPLE 9
En examinant le desuin, on voit que la zone anodique comprend des parois 11 en matière plastique qui ee raccordent à un fond 12 qui est perforé en vue d'une connexion a ec un caisson de distribution 13 à partir duquel la peinture circule ver@le haut pour passer dans la zone anodique Les parois 11 sont perforées de la manière représentée, d'un grand nombre de petits orifiues et de grands orifi@es par leuquels le liquide peut parvenir à des membranes de dialyoe 17.
La largeur interne, calculée entre les parois 11, est de 1,901 cm; cette zone anodique a une longueur de 22,85 cm et la peinture y contenue sur une hauteur de 24,13 om , jusqu'4 un niveau représenté en 16; les membranes de dialyse 17 sont constituées par une paire de feuilles de cellulose régénérée à partir do viscose, de 0,01092 cm d'épaisseur. L'anode 14 est constituée par un morceau rectangulaire, de 21,58 x 30,5 cm, d'un acier phosphaté destiné à la fabrication de cales d'épaisseur, immergé de manière à exposer 929 cm2 de surface à l'action du bain de peinture contenu dans la zone anodique. Sur chaque bord vertical, le morceau d'acier pour cales est rabattu sur 0,635 cm à angle droit, ce qui lui confère la stabilité de structure d'une anode.
Les zones cathodiques sont construites d'une manière analogue avec des éléments 18 en matière plastique acrylique, formant une chambre dont les dimensions internes sont les eui- vantes 21,58 cm de longueur, 20,33 cm de hauteur et 0,953 cm de largeur; les éléments 18 appliquent de façon
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étanche les membranes de parties non perforées contre les parois 11 de la zone anodique. L'étanchéité entre les deux chambres cathodiques et les parois do la zone anodiquo est en fait assurée par une membrane 17; l'étanchéité est en outre assurée vis-à-vis de l'eau par une graisse consistante, et l'ensemble est maintenu assemblé fermement par des bou- lons d'assemblage à métaux, non représentés.
Dans chaque aone cathodique existe une cathode 19 en toile métallique en bronze qui recouvre la paroi de la chambre cathodique à distance des membranes 17. De l'eau courante est introduite dans chaque chambre cathodique par des tubes en cuivre 21 d,ont l'extrémité de décharge se trouve près du fond de chaque zone cathodique ot qui servent également do conduc- teurs pour amonor le courant aux cathodes en bronze. L'eau contenant le composé aminé dialyse sort do chaque zone cathodique par deu tubes en cuivre 23. Le contrôle du débit de l'eau pénétrant dans les zones cathodiques et sortant de colles-ci est assuré par un dispositif qui n'est pas repré- senté.
Sur le dessin, on a désigné par 24 des tubes en caoutchouc disposés au hasard entre la cathode 19 et la membrane 17, pour comprimer cette dernière contre la puroi perforée 11.
La peinture est refoulée continuellement par une pom- pe externe, non représentée, dans le caisson distributeur 13 d'où plie passe, en circulant vers le haut, à travers la zone anodique, et elle.déborde au niveau 16 (par un déversoir non représenté) pour parvenir au côte aspiration de la pompe en vu de sa remise en circulation vers la caisson 13.
En cours de fonctionnement, les zones cathodiques eont 'pratiquement: toujours pleines.
Une source d'énergie- , non représentée, envoie du courant continu qui passe de l'anode 14 aux cathodes 19 et qui est gont@ôfé par une résiçtance extérieure, non
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représentée, afin qu'un courant sensiblement constant soit maintenu pendant qu'une anode particulière est en cours de revêtement, Le oournnt est amené dans la cuve par un conneo- teur d'anode 15 relié à l'anode 14 en acier pour cales et sort de la cuve par des connecteurs de cathode 22, fixés aux tubes d'admission d'eau 21. Sauf mention contraire dans la présente description, le corps de l'appareil est en matière plastique acrylique limpide et dure.
Pendant le revêtement d'une anode particulière, la tension atteint 150 volts aux bornes de la cuve d'éleotro- déposition-électrodialyse combinée. Les opérations initiales sont exécutées à la température ambiante avec une intensité de courant, pour une anode particulière, de 15,84-21,52 ampères/m2 au début des opérations de revêtement et se rapprochant de 37,36 ampàres/m2 à mesure que la température augmente, la conductibilité de la cuve augmentant à mesure que la température se rapproche de 43,3 à partir de la température ambiante, au cours de la série d'opérations-
On immerge une anode non peinte particulière 14 dans la zone anodique, la tension s'élève jusqu'à 150 volts, on enlève cette anode de la zone anodique, on élimine le liquide adhérent en excès par soufflage d'air sur l'anode revêtue,
et on fait cuire cette dernière pendant 10 à 15 minutes à
193,3 C. Avant cuisson, le film déposé par électrophorèse est légèrement poisseux et adhère de façon tenace. Après cuisson, le film durci forme un film tenace, flexible et brillant, d'environ 25,4 microns d'épaisseur, n'uat pas poisseux et adhère fermement au métal môme quand on soumet oe dernier à des flexions. Le film se trouvant sur chaque anode, après dépôt et durcissement effectués de cette manière, est lisse, régulier et dépourvu de défauts visibles.
Quand une anode a été revêtue et extraite du bain, on introduit une autre anode non peinte qu'on revêt de la
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même manière; lorsque cinq anodes on'.. été revêtues de cotte manière , on prélève un échantillon du bain pour vérifier la teneur en substance aminée libre (par exemple un diisopropanol amine) et on ne constate pratiquement pas d'augmentation dans n'importe quel échantillon prélevé, la quantité en excès étant entièrement dialysée à. travers les membranes. 17 et passant dans les zones cathodiques hors desquelles elle est entraînée par le produit sortant de la cathode par les tubes 23.
Lorsqu'environ cinq panneaux ont été peints, on ajoute de la peinture diluée supplémentaire (5% de matières solides de la résine) pour porter la teneur on matières solides de la résine dano le bain dispersé anodique à environ 5, la réduction de la quantité de ces matières solides étant d'environ % pour chaque série de cinq panneaux revêtus.
On peint successivement 97 panneaux pendant la série d'opé- rations.
La pointure utilisée est préparée de la même manière que le bain de peinture initial de l'exemple 1, à cette exception que, dans le bain, la concentration de la dis- persion utilisée en matières solides de la résine est de 5% au lieu de 7,24.
Il est bien entendu qu'on peut apporter diverses modifications aux modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention aims at an improvement concerning the method described in Belgian patent 621,473
EMI1.1
and relutive to the electrodeposition of a paint on an anode placed in an electrical circuit, from a bath of an aqueous medium in electrical contact with an anode and a cathode, this improvement consisting of:
(a) to disperse in this bath a film-forming binder for: paint containing a resin of a polycarboxylic acid which this at least partially neutralism by an amino compound soluble in water, this acidic resin having an electrochemical equivalent of between approximately 1000 and 20,000, having an acid number of between about 30 and 300 and exhibiting in this bath the behavior of an anionic polyelectrolyte, as indicated by its deposition on this anode substantially in a manner directly proportional to the current.
EMI1.2
dlectriqu trtwaracstv4 10 buini (b) 1 send direct current to danis lodii. circuit, until a maximum voltage of about 50-500 volto is obtained, which causes the electrodeposition of a film containing said resin for this anode;
EMI1.3
(o) h remove the r6uulLüntu anode from 00 barrel (i) U 1 \ r i ri, t. futre f.) au J '1) ir pie ft 1 m, The present invention further violates a concentrated coating of film-forming binder for paint containing an organic resin, a composition which can be absorbed (: hard an aqueous electrodeposition bath, containing an additional quantity of compound aT..ir. $ soluble in water sufficient to impart, in this bath, the behavior of an anionic polyelectrolyte to the resin contained in the coor7poai tion ,: Wr as a binder, the latter being c:
cr.cctéris3't by the
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contains, on a basis free of filler and pigment, about 50-95% by weight of a resin of a polycarboxylic acid having an electrochemical equivalent of between about 1000 and 20,000 and having an acid number of between about 30 and 300, and approx: ron 1-10 of amino compound soluble in water, by rappo; by weight of said polycarboxylic acid resin, the additional component being water.
The advantages of the present invention by rap. prior art methods include the operative flexibility of the paint bath and the paint binder compositions contained therein, even deposition of the paint film, simple operation control, satisfactory paint application in the cracks and at the angles, a deposit over a thickness automatically limiting, and the resistance of the deposited film to entrainment by the condensed vapors, before and during the final hardening, obtained for example by baking
In general, the present process is an improvement to the electroplating processes on an anode connected in an electrical circuit passing through a b of an aqueous medium in electrical contact with an anode a cathode.
The improvement consists) in dispersing in this bath a film-forming binder for paint containing resin of a polycarboxylic acid at least partially neutralized with an amino compound soluble in water, this polycarboxylic acid resin having an average chemical equivalent of between approximately 1000 and 20,000, an acid number of between about 30 and 300, and exhibiting, in this bath, a behavior similar to that of anionic polyeleotrolyte, as indicated by its deposit in this anode substantially in a direct proportion
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with the electric current passing through this bath;
in passing direct current through this circuit until a maximum potential of about 50 to 500 volts is obtained, which causes the electrodeposition on this anode of a film containing this resin; removing from the bath the coated anode thus obtained; finally, to harden the aforementioned film.
Another characteristic of this improvement lies in the maintenance of such coating operations providing for a period of prolonged tempo, during which the bath is depleted in polycarboxylic acid resin and the amino compound accumulates in the bath. An additional amount of polycarboxylic acid resin is gradually added to the bath, this amount (additional being or ±. Doing so to keep the pH of the bath below about.
8.4. The additional amount added at any time, that is of course small enough for said polycarboxylic acid resin to retain, in the bath, the behavior of an anionic polyelectrolyte.
Another feature of the invention resides in a concentrated composition of a film-forming paint binder containing an organic resin, which composition can be dispersed in an aqueous electroplating bath containing an additional amount of the amino compound soluble in the solvent. sufficient water to confer, in the bath, a behavior analogous to that of an anionic polyelectrolyte, to the resin contained in the concentrated binder composition.
The concentrated binder composition comprises about 50-95 by weight of a resin of a polycarboxylic acid having an electrochemical equivalent of between about
1000 and 20,000 and an acid number of between about 30 and 300; about 1-10 of a water soluble amino compound, based on the weight of the poly- acid resin
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the arboxylic acid contained in the composition, the balance removing water. These percentages are given on a basis free of pigment and mineral filler.
The single figure of the accompanying drawing shows in sectional elevation an apparatus for carrying out the coating and electrodialysis process (simultaneously deo accumulations of water-soluble amine compound in an anode zone.
This apparatus and its) of operation are more fully described in the course of the example described below,
In this description, the term "pointed. By electrodeposition" is understood to mean the deposition of a finely ground pigment and / or filler contained in a binder, the deposition of a binder without pigment and / or without filler or not. containing very little, but which can be colored if desired, and the deposition of other water-reducing surface coating compositions containing the binder which can be considered to be roughly analogous to bases for enamel paints, for varnishes, or for lacquers, and the coating material used to form these deposits is called "paint". Thus, the binder,
which is formed into a water resistant film by electrodeposition and which has finally formed into a durable film resistant to ordinary conditions of use by final curing, may form all or substantially all of the substance which is deposited to form the film, or it can be constituted by a vehicle for a filler consisting of a pigment and / or a mineral substance or even for other resins on which it exerts the desired action in view of. film deposit. In some cases it can be reduced with compatible organic solvents such as nonionic liquids which evaporate upon curing.
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of the resulting filtn.
When using pigmenta and / or fillers, it is advantageous that the content of water soluble salts, such as sodium or potassium salts, is very low or even zero, so that the electrical resistance of the bath and the deposited film does not undergo uncontrolled variations, and the control of the electrical conductivity in the operation is done mainly by means of the resinous binder and the neutralization of the amino compound dispersed in the bath.
In some instances, as expressly indicated by Overnight, the partially neutralized monk resin of the present invention appears to dissolve to form a clear solution in the bath; in other cases, some of the resin appears to be dispersed in the bath or in the form of a veil of extremely fine particles, the maximum size of the resin particles present being estimated to be 500 millinicrons at most. In the latter cases, the applicant has often been able to obtain an apparent solution of these particles in the form of a clear aqueous solution by adding to the bath an additional amount of a water soluble amino compound.
In any case, the dispersed and at least partially neutralized polycarboxylic acid resins which have contained in the bath exhibit the typical behavior of an anionic solute with regard to migration to the anode in the electric field used, because this Migration, for a particular resinous binder, varies directly with the intensity of the current passing through the bath.
When one takes into account the electric current necessary to carry towards the cathode two variable concentrations of amino compound which are in excess of the minimum quantity necessary to give the behavior of a polyelectrolyte,
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= ORIGINAL --- P; 6.TENlINCOMPLTIE OR BAD:
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COUNTRv0iC- DOC NUMBER: 6eq a - KIND: .li5fa-C (- --- MISSING FRONTPAGE --- NO DRAWINGS
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being an amino compound, is transferred and deposited for the anode, the electrochemical equivalent of the residue is approximately 1232, or 0.015 x 0.9 x 107.88 + 0.001118.
The polycarboxylic acid resin can be modified
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. ot lengthened by dlvurùúu nstmibruu without its advantageous characteristics being altered. A modification can often really improve the paint, for example a hardener: the resulting baked film.
Thus, a
EMI7.2
Applicant used den resins of palycarbox.ali.ques acids. thermoplastic and non-heat-reactive resin or phenols have been incorporated into them, the elongated resins being diaperaceae in water with the amino compound polyfunctional.
EMI7.3
together, preferably with stirring, the polycarboxylic resin and such phenolic resin, for at least about 1/2 hour, and more preferably for about
1 to 2 hours or more, at a temperature between 200 and 260 0 approximately, this heating seems to determine a chemical bond between these two constituents and one does not observe the presence of free phenolic renin in the mixture of
EMI7.4
r6a1noa.
Thus, when the resulting resin is used in the electrodeposition process, the coating is completely homogeneous and, in an electrodeposition bath containing the resulting resinous product, no appreciable accumulation of free phenolic bodies occurs.
EMI7.5
diaooo1éo you start from the realm, this for a lapa of appreciable working time.
Other suitable extender materials for polycarboxylic acid resins include resins derived from hydrocarbons such as polycarboxylic acid resins.
EMI7.6
coumarone-indene, which are generally inert and thernoplastic, and diolefin resins such as cellas which have a predominantly naphthenic structure and are thermo-
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susceptible, for example the roots of eyclopentudiénes. The addition of telloa rScinoa can also impart increased chemical resistance to the resulting cured film.
We can
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also use many other diluting materials and plasticizers of an olasic nature, provided however that their concentration is not al :: high to negate the characteristics of
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electrical migration - say to the behavior of the anionic polydtectrolyte of the ruminum of carboxylic acid in the olcotrodevooition bath and thus cause the deposition of a film which is mrulifotcement unequal and thicker on the edges and on both sides. anode constituted by a simple rectangular sheet that on the immorgdeu faces of this anode.
In general, the polycarboxylic acid resins advantageous in the practice of the present invention are film-forming at the temperature of the electrode-position bath and can cure to form a non-film.
EMI8.4
sticky.
These include: modified drying oils, for example drying and a1ccative oils such as sunflower oil, enrthar oil, .a, perilla oil, chnevis oil, walnut oil. , dehydrated castor oil, grape seed oil, tomato seed oil, menhadon oil, mata oil,
EMI8.5
Chinese wood oil, soybean oil, olticica oil, or CUHÙOt oils:
, 1.1UI3, leu doublon liaiuonti oldfiniqura contained in the oil being conjugated or unconjugated, or a mixture of these oils, the modifying agent being a
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acrylic acid or anhydride oleir.ique, preferably maleic anhydride, but can also be crotonic acid, citraconic acid or anhydride, acid
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fumaric acid or an acyclic olefinic aldehyde or a cdter of '1 #. "#. ##' acyclic olefinic hyde, coiane acrolein, a- ¯1C" 1-
<Desc / Clms Page number 9>
vinyl oetate, methyl maleate, etc ..., or even a polybasic acid such as phthalic or succinic acid,
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particularly modified glyceridic oils which have been further allowed to react with about 2-25 of a polymerizable vinyl monomer;
unsaturated 6-graa acids treated with anhydride or maleic acid and rosin acids treated with anhydride or maleic acid; alkyd resins, for example products
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esterification of a polyol with a polybase acid, in particular the alkyd resins extended with a glyceridic drying oil; the polymers of aicoati es oils
EMI9.3
hydrocarbon acids such as those obtained by copolymers of butadiene and diisobutylene treated with anhydride or maleic acid;
finally, acrylic and vinyl polymers and copolymers containing carboxylic acid groups, such as acrylato copolymers of methyl butyl methacrylate-methacrylic acid,
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oopolymoroo aootate of vinyl aorylic acid, the polymers ocontaining acrylic acid and an acrylic acid substituted by a lower alkyl group (Ci-0 4) $, that is to say those containing oarboxyl groups provided by alpha, beta-carboxylic acids or residues of these acids, etc. *
The acid number of the polycarboxylic acid resin used in the paint binder should be at least 30 in order to disperse effectively;
the shape of
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plolyelectrolyte and it can reach about 300 in the practice of the present invention. When we use
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of. u111: yde resins, the Applicant has found that an optimum eleotroddpoaition is obtained with those whose acid number is between approximately 60 and 200. The acne index.! ea. roainos without significant group content nn) Ydr1
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can be determined using KOH by the standard method ASTM 555-54.
If there is a noticeable amount of anhydride moiety, the acid number can be determined by refluxing a 1.5-2 gram sample of the part of the reoin, for 1 hour, with 50 cm3 of 0.5N aqueous KOH and 25 cm3 of pyridine, then by back titrution with 0.5N HCl until the change to phenolphthalein.
The preferred polycarboxylic acid resin for incorporation into the concentrated paint binder composition is a modified glyceridic drying oil which has been reacted with about 2-25%. relative to the weight of the modified oil, of a polymerizable vinyl monomer such as vinyl toluene, styrene, alpha-methylstyrene, acrylonitrile, etc.
The reaction with the vinyl monomer improves the film deposited by making it capable of dressing particularly rapidly from a dispersed and fluid state to that of an immobile, adherent, non-wettable (by water) and resistant film. water, deposited on the anode serving as a support, when the modified oil has reacted at least about 2% of the vinyl monomer; furthermore, the organic strength of Dain is desirably increased when using this resin. However, if more than about 25% of the vinyl monomer is introduced by this reaction into the modified oil, the film tends to trap oxygen bubbles and can occasionally give a blistered aspeot which is often undesirable.
The economically and efficiently preferred vinyl monomer in the practice of the present invention is vinyl toluene, preferably in an amount limited to no more than 15% based on the weight of the modified oil. When this resin is extended with a non-thermosensitive phenolic resin by the high temperature process previously described, it constitutes a preferred renin to all for the learning of metals due to its safety.
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final hardness.
In general, the Applicant has found that the most strongly acidic polycarboxylic acid resins
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intended Quxcompooitlono of binders according to the invention, by Axamplo collou whose acid number outweighs Bn31blo- ment 100, form good diopersiono do polyelectrolyte in the process of the invention at a fold of aonez bat bath.
So, for example, the louse could have used a one at pH 5 only; with a binder consisting of a polycarboxylic acid root having an acid number of 77.
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With resins and a mixture of those ruins which have a lower acidity value, for example about 100 or less, a higher minimum pH is usually required, such as 7-7 fold. , 3 by oxoraple, to obtain a porsintant polyelectrolyte behavior in the bath when treated with the water-soluble amino compound. Therefore, the lower bath pH advantageous in the process of the invention is function of enro and nonocn-
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tration of the particular paint binder to be dipped; it is usually between about 5-7.5, but it will be understood that operation at a somewhat higher pH or at a higher pH range gives a greater margin of safety in maintaining the behavior. persistent resistance of a polyelectrolyte.
When adding an additional resin gyaut an acid number of less than 100, for example uno r4üine, base d '. modified glyceridic drying oil which has been reacted with a polymerizable vinyl monomer and extended with a phenolic renin, for example, the Applicant has found that it is advantageous to control this additional addition
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so maintain the pH of the bath between about 7 and 8.3.
The compounds a: in3 solicited in water which con-
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come particularly well in the implementation of
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the present invention are soluble in water h 20 * 0 at a rate of at least about 1 of the weight of the solution and they cotiproiiiient \, \ (loi-, hydroxyaiiiineb, polyamines and monoai'iinoa sheet metal as Nonoothanolaxdne, ditithanolaniineg lu tritst2tetnol; tmine3 la 1; -riititliyl othanolamine, N'-aminoothyl 6ttrnolnnrino, Pt-ni'tltyl didthanolamine;
monoii3opropanul- aiaino, diis3oprop, n \ lzunine, triioopropanolamino, "thinned polyglycols" such as the compound of the formula HO (C2iI0) 2CfLIi;:, 1'hydzroxylnmina, butanolamine, hexanolandynci, m < (5 ethanolaminot octanolamine and the reaction products of alkylbene oxide with mono- and polyamino3, such as the reaction product of ethylene diviaine with ethylbene oxide or propylene oxide, laurylamine fyveo dleitliylbliel oxide etc ...; lthyltIne diamine, dichylone triatriine, triethylcne tEtrurnina, hexamthylne \ tdtrrtmine, tctraûthylenc 1> ont; ztnino, propylene diamine 1, 3-dian 'j.mino-bia-propyl amine, etc .; finally, leu mano-di- and tri-nlkyl inf. amiitos (alkyl groups such as leu mono, di- and triethyl-ttmiii (ec.
The ri found that UI1 \ O1 held their best movies about 30-60; dei éy; dcvrxlent.m.crino present in the bath, both in combined form and in free form, come from a soluble polyamine (Iwia water, and this is why the Applicant prefers to proceed in this manner Preferably, she uses the aithylbn triina., For questions of roundness and economy.
The 1) lywaine can be introduced into the bath as a binder composition, or if: purely * The hydroxy omines, in particular ofileo which \ are of the nature .hca, at the point of attachment dea groups; 'r <.' xy <conntb leu alkanol amines, are l: .rtl ::, u :: t tr: Lil-
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tagging machines for the treatment of a resin of a polycarboxylic acid with a view to its dispersion, and it is found that they exert a certain solubilizing effect with respect to the resin in water, in addition to their effect neutralizing.
In practice, the amount of water-soluble amino compound in the bath which exceeds the amount necessary to impart behavior similar to that of an anionic polyelectrolyte to the polycarboxy acid resin. ique contained in the binder, can be regarded as an excess and is desirable, provided that the pH of the bath does not reach a value high enough for the bath to absorb CO2 from the atmosphere, or for the concentration High amine lowers the electrical resistance of the bath to below about 500 ohm-cm.
Generally speaking, the amount of amine used can be between about 2 and 7 times, more preferably between about 3.5 and 5.5 times; the minimum quantity necessary to confer, in the bath, a behavior similar to that of an anionic polyelectrolyte on the resin or on the mixture of resins constituting the particular binder; the specific resistance of the bath, when it has just been prepared, is advantageously between about 700 and 1000 ohm3-cm to deposit coatings of about 25 microns thick as a primer.
Higher resistances of the bath give a thinner film and vice versa.
Ammonia alone can be used, but it is less advantageous in the process of the invention, to partially neutralize the acidic resin or the mixture of resins, because it is so volatile at working temperatures than small amounts. additions of ammonia can cause relatively large changes in the pH of the bath, and that the baths in which it is used tend to readily absorb CO 2 from the air and are therefore susceptible to damage.
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uncontrolled variations in their electrical characteristics.
Therefore, the Applicant prefers to use ammonia only to facilitate the dispersion of the resin in the bath together with other water soluble amino compounds, and not to use it to the exclusion of other water soluble amino compounds.
To replenish the bath with carboxylic acid resin as operations continue, Applicants may gradually add an additional amount of concentrated binder composition (optionally pigmented to provide replacement coloring solids) gradually, ie. that is to say continuously, or discontinuously.
To facilitate dispersion and handling, applicants prefer to add this additional resin in the form of a concentrated aqueous dispersion containing, on a pigment and filler free basis, about 50-95% by weight of acid resin. polycarboxylic (elongated or not) - of which the electroohymic equivalent is between about 1000 and 20,000 and the acid number between about 30 and 300, and about 1-10% of amino compound soluble in water, relative to the weight of said polycarboxylic acid resin, the remainder being .. water.
Although concentrations of the resin dispersion of less than 50% can be used in such a binder concentrate, this involves additional water handling, which is economically undesirable. For concentrations of the resin dispersion in excess of substantially 90%, the dispersion becomes even more difficult to handle, even when hot, and above about 95%, the dispersion is especially difficult to handle. The concentrated binder composition is mixed with a small amount
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of water soluble amino compound to help disperse the resin in the bath.
Advantageously, if desired, the additional resin can be mixed with an amount of water soluble amino compound sufficient to maintain a substantially constant pH of the bath, as well as with pigment and filler to replace those taken from the bath. the bath by the formation of deposits and the ports duos 4 handling, in order thus to obtain a volume of the immersion bath and an operation which are always substantially the same. The amino compound contained in the concentrated binder component also aids in the hydration of the anhydrides which are present together with water in this concentrated composition.
It will be understood that the shape of the anode and its material of construction can be very diverse in the process of the invention; for example, this anode can be a metal wire, a plate, a perforated tubular profile, bevelled surfaces, perforated boots, continuous sheets, etc. The anode can be made of metal, of paper treated with saline solution or in other substances which conduct electricity under the conditions of use.
.The final curing of the films can be activated (thermally hardened threads) by heating in an oven such as a conventional oven communicating with air at atmospheric pressure; the films can be air dried in most cases laying a longer time until satisfactory hardness and absence of tackiness are obtained, but forced hardening is preferred from the point of view of speed to obtain a finished film of superior quality.
In practice, the intensity of the current used advantageously does not exceed approximately 45 amps / m2 of excess.
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anode face immersed in the size bath, and the olle is preferably substantially smaller. Increasing the voltage for constant current is preferred during operation, the voltage across the bath being gradually increased to zero or substantially zero up to about 50-500 volts. - lization of appreciably higher voltages can cause an electrical breakdown of the deposited films and can give rise to an excessive release of nascent oxygen at the anode. It is also possible to maintain a substantially oonotating voltage and to allow the intensity of the current to vary ,
One of the characteristics of the preferred polycarboxylic acid resin as a component of the binder is that oxygen can escape therefrom without excessive permanent formation of bubbles or without being trapped in the film obtained by electrodeposition. In fact, in the drying of resins containing a drying oil, a small amount of absorbed oxygen seems to aid in obtaining a rapid and satisfactory curing of the deposited film when it is subsequently cured, and the metal siccatives may not be incorporated. conventional in the composition of the vehicle, if desired.
In addition, various known oxygen sequestering agents, such as mercaptobenzotiazole, can be added to the vehicle in the bath and they further reduce the formation of oxygen bubbles in a deposited film. -
The bath can be kept in a tank or bao. conductor of electricity; this bin is connected in the circuit to. the manner of a cathode and the article to be coated constituting the anode is immersed in this tank. Direct current flows from the anode to the cathode from an external circuit. The tank can also be non-conductive and, in this case, one or more metal cathodes can be placed in the bath.
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to allow the paaaage of the electric current therein.
The "projection" of a coating can be measured by riveting three thin steel sheets together at their top so that their bases move apart from each other, and then using this set as an anode. A good "projection" involves the feeling of more than about
70% of the faces of the central sheet. The Applicant has been able to paint 90% of the faces of the central sheet in numerous experiments carried out by implementing this process.
Contrary to what could have been predicted from close to theoretical considerations, the applicant has observed that - when the concentration of the binder based on polycarboxylic acid resin in the bath is appreciably less than
0.5-1%, film deposition is not as good as at higher concentrations. With even lower resin concentrations in the bath, the smoothness, surface smoothness, adhesion and thickness of the film become less satisfactory extremely quickly.
When the concentration of the resin dispersion substantially exceeds about 35-40 by weight, the viscosity of the bath may become so high that size "streaks" form when the coated body is taken out of the bath, i.e. - ', say that the paint adheres and flows non-uniformly, giving an uneven deposit. It will be appreciated that the upper limit concentration in practice will depend to some extent on the particular resin contained in the bath at working temperature (eg about 15-50 ° 0 in general) in correlation with its ease of dispersion. or dissolution in water, its electrochemical equivalent and its specific rate of change in viscosity as a function of the concentration of the dispersion.
The percentage of
35-40% is a practical maximum concentration.
In addition, the viscosity of the bath is of great importance.
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tanoe particularly in large-scale operations in which the electrical energy converted into heat has a relatively small area, per unit volume of the tank containing the bath, to dissipate. As a consequence, as the viscosity increases, the efficiency of heat transmission with coolers disposed inside or outside the bath and from the walls of the tank themselves decreases. significantly.
Fluid handling in the bath and its drainage from the coated articles as they are taken out of the bath are also significantly less when the viscosity of the bath becomes significantly greater than that of water, i.e. - say exceeds more than 200 times that of water.
Thermal control in the bath is important in a temperature range of approximately 15-50 ° C to prevent the formation of unwanted volatiles and even loss of stability or additional detrimental polymerization of paint dispersions in some cases. When the viscosity of the bath does not exceed 30 times that of water, thermal control can be very simple because the heat transfer efficiency is high.
The proportion of amino compound, in particular hydroxyamines in the bath, can act on the viscosity of the bath, the higher proportions generally promoting an apparent solubilization of the resin and a certain reduction in the viscosity. The applicant can use and have in fact used other means to facilitate apparent atomization and viscosity control;
for example, it advantageously used from about 0.1 to 10%, based on the weight of the carboxylic acid resin contained in the bath, of a nonionic organic liquid compatible with the resin contained in the dispersion,
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as a lubricating aid or, more precisely, as a dispersion modifier. Typical examples of such liquids are petroleum-derived naphtha, especially aliphatic, naphthenic or aromatic hydrocarbons or mixtures thereof, having a boiling point of between about 30 and 240 ° 0 and preferably. , between approximately 150 and 200 0,
so that they volatilize on curing or some other mode of curing the film, such as air curing, pine oil, glycerin, soluble alkoxy alkanols in euu tolu. as 2-butoxy-butanol-1 and other co-type compounds; have n, de monoalkyl ethers of glycols such as the mono .. butyl ether of diethylene glyool. These derivatives of alkylenoxide further reduce the surface tension of resins and promote the reduction of the viscosity of baths having a high density. high resin content. Using them in a concentration significantly exceeding 10% can make hardening more delicate and affect the electrical control of the bath.
Usually 0.1-6% resin in the bath is adequate in all applications, but this concentration should be limited so that a distinct phase of such oil-lubricant does not appear in the bath. because this diatinct phaae would risk forming non-homogeneous films.
In addition to the concentrated polycarboxylic acid resin binder composition, which is gradually added to the bath to prevent the amine from accumulating in a large amount (greater than about 8.4, level after which the quality of the film is impaired and CO 2 can be absorbed in air), the Applicant can add to the bath, as an entraining agent of the excess amine, polybasic acids, approaching a molecular weight of about 1000 (or an Average molecular weight of 1000 when using
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a mixture of such acids) To obtain particularly good compatibility with the polycarboxylic acid reain, the applicant prefers to use low molecular weight polycarboxylic acids as an entraining agent,
whose molecular weights are between about 500 and 800.
Advantageously, these drive acids are polymers of a polyenoic acid having from 12 to 44 carbon atoms, more advantageously the acids called “dimbres” which are for the most part the dimer of C18 mono-unsaturated fatty acids, eto ..., mainly linoleic acid, and which contain a certain amount of trimer, These compounds easily form soaps with doo polyamines at internal temperatures of about 75 C ot after simultaneous deposition with the film and hardening, can to provide, in the resulting film, a polyamide which can enhance the corrosion resistance of the film;
Generally, the carrier acids which are advantageous include (linoleic, linolenic, oleic, sorbic, palmitolic, humoceric, eicosinic acid patches, and mixtures thereof. In addition, succinic, pyrotartaric, malic, tartaric acids can be used. , glutaric, adipic, pimelic, suberic, azalalk and sebacic, and unsaturated acids such as fumaric, maleic, phthalic and sorbiquo acids, as well as various other acids such as citric, pyromellitic, ubitic, and polymers and co-polymers containing acrylic acid and methacrylic acid which have several carboxylic functions,
Acids greater than C12-C44 acids appear to provide optimum soap formation for simultaneous deposition with the polycarboxylic acid resins dispersed in the bath. Those with a dissociation constant of their first hydrogen ion in aqueous solution less than about 1.5 x 10-5 appear to have
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sufficiently low reactivity with polyamines, on prolonged contact in dispersion at temperatures below 50 C, to prevent accelerated aaidation and the formation of high molecular weight substances which are liable to precipitate within a short period of time. time and prevent optimum operation of the bath.
Polymers of drying polyenoic acids such as those referred to as "dimer" acids are of this nature and are preferred.
In the coating process, the Applicant may direct the use of electrodialysis to remove the excess amine from the bath in the form of a dispersion entering the anode. Alternatively, bath oations can be used with ion exchange resin beds, such as the acid form of ion exchange carboxylic resins, to remove excess amino compound in the anode zone.
Essentially, eleotrodialysis involves isolating the anode from the cathode to form anode zones. and oathodic separated by a dialysis membrane having deo e pores with a useful size between 20 and 200 A; to introduce a dispersion of paint, aqueous and dilute in the anode zone and of water in the cathode zone, such as running water. The membranes themselves are conventional and are made of regenerated cellulose (from the viscose), polymers of vinyl chloride, various permeable cellulosic materials and other sheets of synthetic resins which are commonly used in dialysis and which are water resistant at working temperatures, or sheets made of the material. ceramic.
These elements can be reinforced internally or externally to give them the desired mechanical strength.
Danu such an electrodialysis, only free amino compounds, the decomposition products of the resin
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of low molecular weight and the products of the electrolyte, as well as dispersed mineral cations, migrate through the membrane in appreciable quantities while the paint settles on the anode as the electrical circuit passes the anode to the cathode in the compartment tank a.
In any such operation, it is especially advantageous to maintain an amount of free amino compound in the anode zone which does not deposit substantially 2% of the weight of the coating dispersion contained in this zone, to obtain the optimum quality. den deposited films,
The following examples describe several embodiments by way of indication and without limitation of the scope of the invention. Parts and percentages are by weight, unless otherwise stated.
In the paint baths exemplified in the following, the resin contained in the dispersions constituting the baths behave like an anionic polyelectrolyte because the deposition of the resin on the anode is essentially direct. proportional with the direct current flowing in the bath. The number of coulombs of electricity per gram of a particular resinous binder deposited is virtually independent of the voltage in the operating range (deviation less than about 5-10%) when allowance is made for the additional current used to drive drives. varying concentrations of amino compound to the cathode, even when the maximum voltage is doubled or tripled in the operating range of 50-500 volts.
It is further observed that when the resinous binder acting as a polyelectrolyte tenaciously coats a pigment or other particle in the bath, this particle assumes migration properties to the anode similar to those of the polyoarboxylic acid resin
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el.o.-mtcm.
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In some cases, as expressly shown by the examples, the resin is in apparent aqueous solution in the bath and in other cases, part of the resin this court) forms a dispersion of extreme fineness in the bath, the maximum dimension of the rebino particles not helping about 500 millimicrono from the calcula,
In this checkered case, the dispersions can be made more fluid by adding additional amine compound to the bath, in order to obtain an apparent dissolution of the resin or in the form of a clear aqueous solution,
Loo polycarboxylic aoido resins contained;
, in the bath seem to have the property of electric migration of anionic solutes, because -we can assume that the resin ions present correspond to the formula [R (COO) n], with ± negative charges (R representing the resin core and COO representing a carboxyl radical). By way of illustration, it can be assumed that the amino ions resulting from the neutralization of the resin in the bath (when the water-soluble amine used is for example a primary monoamine) corresponding to the formula [R ' NH3] + where R represents the nucleus of the suminate compound.
The paint films of the examples are deposited on the anode very uniformly and in the form of a continuous film; the deposition ends up with a particular maximum tenure applied to the bath terminals when the desired thickness of the film has been obtained, generally about 12.7-75 microno, in about
1-3 minutes, and it effectively isolates the anode, which practically prevents the subsequent passage of current. This behavior is contrary to that of an emulsion, as in the deposition of rubber latex in ordinary electrophoresis operations.
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The electroohimic equivalent of the polyoarboxylic acid resins mentioned in the examples is between about 1000 and 2000, and the acid numbers of these resins are between about 30 and 300.
EXAMPLE:
A size binder, based on an extended glyceride-modified drying oil, is formed by reacting, in a reaction vessel fitted with a stirrer, 8467 parts of alkali-refined linseed oil and 2025 parts. maleic anhydride (which was heated together at 232.2 ° 0 for about 3 hours until an acid level of 80-90 was obtained), after which this intermediate product is cooled to 1789 parts of vinyl toluene containing 48 parts of ditertiobutyl peroxide are added at 157.2 ° C. and reacted at 218.3 ° C. for about 1 hour.
The resulting vinyl toluene-containing material is then cooled to 157.2 ° C. and 5294 parts of a thermoplastic, oil-soluble and heat-resistant phenolic resin are added, heated to 232. 2 C and the mixture is left to stand for 1 hour. The phenolic resin is a solid, lumpy resin having a softening point of 120-1409C, a specific gravity of 1.03-1.05 at 20C and which has been stripped to remove excess phenol and excess phenol. low molecular weight products. This resin is the condensation product of substantially equimolecular amounts of para-tert-butyl phenol and formaldehyde.
The electro-ohimic equivalent of the resulting acidic resin, when stretched, is about 1640 and its acid number is 65.
The product was then cooled to 93.3 ° C and 1140 parts removed to form a paint dispersion. To these 1140 parts, 100 parts of water are added, then
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13.6 parts of triethylamine, the mixture is stirred for a few minutes, then a further 74 parts of water and 92.5 parts of amino diisopropanol are added. This mixture is further reduced with 1825 parts of water and 32.5 parts of diethylene triamine, while continuing to stir.
To this paint dispersion is added 50 parts of a mixture of trout comprising mineral spirits, a light hydrocarbon in the liquid state, with a density of 0.8017-0.7818, having a flash point ( Clevelanl open cup) between 37.8 and 46 ° C, giving a negative result in the test for mercaptans and having no acidity, 12 parts of a wetting agent (oleic ester of sar- cosine, having a maximum of 2% free fatty acids, a density of 0.948, a color of 6 on the Gardner scale and a molecular weight of 340-350). This substance is compatible with the paint dispersion = a distinct hydrocarbon phase does not form at this time, even if a significant amount of hydrocarbon (mostly aliphatic) has been used,
nor after the subsequent addition of the powdered pigment and addition of additional water to form the initial paint bath.
A powdered pigment is obtained from 123 parts of linseed oil modified with maleic anhydride and treated with vinyl toluene, obtained in the same manner as the resin given above in the present example (at this except that the resulting polycarboxylic acid resin is not elongated with the phenolic resin), 8.4 parts of diisopropanolamine, 0.7 part of an anti-foaming agent (ditertio-aoetylenic glycol with groups of methyl and isopropyl substitution attached to tertiary carbon atoms), 233 parts of fine kaolin, 155 parts of titanium dioxide pigment, 7.8 parts of fine lead chromate,
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15.5 parts of fine red iron oxide, 16.9 parts of carbon black and 201 parts of water.
The resulting powdered pigment is then mixed with the aforementioned paint dispersion and treatment mixture to obtain an oonent paint. The resulting paint is further reduced with water in the ratio of 1 part of the resulting paint to 5 parts of water, to obtain an initial paint bath for electrodeposition painting operations.
The resulting bath has a resin solids (non-volatile) concentration of 7.24. The total of the amine equivalents used to make up the initial bath is about 4.5 times the minimum amount needed to maintain this polycarboxylic acid resin, once dispersed, under the condition of a. anionic polyeleotrolyte in the bath, and about 1.25 times the total neutralization of the acidic resin to its acidity rating (determined by the pyridine method described above).
The amount of continuous current used for electrodeposition of 1 gram of this resin on an anode is practically constant and is 24 coulombs, the electrical energy used in addition to this amount being expended mainly to move the amino substance. in the bath. The specific resistance of the initial bath is approximately 900 ohm-cm.
The solids in the paint are replaced by dispersing 1140 parts of the same expanded polyoarboxylic acid resin in 100 parts of water and 13.6 parts of triethylamine. The inorganic essenoe is added to this dispersion, the wetting agent and the aforementioned pigment powder, the compositions and the proportions of all these substances being the same as during the preparation of the initial paint dispersion formed to constitute the bath. .
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The painting operation is carried out in a metal tank provided with a stirrer, the tank is connected in the circuit in the manner of a cathode and a series of thin sheet metal panels to be coated are used as anode. aoier phosphated 22.85 om wide, submerged to a height of 26.64 om. The volume of the bath is 2500 car. Direct current is sent to the cathode formed by the tank and to the anode formed by a submerged panel from an external circuit.
The intensity of the electric current is approximately 21.52 amps / m2 of the submerged surface of the pole,. and it reaches about 37.66 amps / m2 as the pH of the bath increases, that is, additional current is used to feed the amine compounds accumulated in the bath. The temperature of the paint bath during operation is between 35 and 37.8 C, and the coating time for a particular panel is 53 seconds when immersed, 74 seconds when fully immersed. submerged and 53 seconds when extracted.
The voltage of the current sent to the bath for a particular panel is between 0 and 200 volts at most during a particular panel coating operation to deposit a film approximately 2594 @ microns thick before the electrical resistance of the film. practically stops deposition at the maximum voltage used.
Before baking, the electrodeposited paint film is water resistant, slightly tacky and tenaciously adherent. After baking for 15-20 minutes at 176.7 ° C, the film cures to an excellent, non-pore and durable coating.
The Initial pH of the bath is 8.1 and when four panels have been so coated it reaches 8.25. At a time, 25 parts of water and 30 replacement parts of solids are easily dispersed in the bath with stirring.
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The pH of the bath drops to about 7.9 and the resin solids concentration in the bath rises until it reaches approximately the initial value of 7.24. Electroplating operations are then carried out as preceded with consistently satisfactory results, for four panels.
At this time, the pH is 8.1; Another similar addition of water and paint solids was made in replacement of the spent solids, and the pH of the bath reached 7.7. Four new panels were painted at a similar continuous rate and the pH of the pupil's bath up to 8. 27 parts of an aqueous amine solution are added, this solution comprising 86 parts of water, 25 parts of diethylene triamine and 86 parts of diisopropanol amine, and the pH of the bath rises to 8.25. 30 parts of paint solids are added to replace the spent solids, and the pH of the bath decreases to 7.95. The painting operations are then resumed as before, with similar consistently satisfactory results.
EXAMPLE 2.-
We prepare an alkyd resin by heating 948 parts! graa acids from the liquid resin containing 97.6 fatty acids from the liquid resin, 1.2% acids from the rosin and 1.2% non-saponifiable products, having an acid number of 197, a saponification number of 198 and an initial viscosity of 128, and 155 parts of maleic anhydride, at 232.2 C for 1 hour, the mixture is cooled to 104.4 0, 503 parts of technical grade pantaerythrite are added, 394 parts of phthalic anhydride and 30 parts of xylol (solvent mixture entraining water), then the bath is subjected to reflux at 171.1 C, while separating the water from the reaction,
until the resin
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resulting acid number of 102.6.
125 parts of this resin, 10 parts of water and 1.3 parts of triethylamine are converted into a concentrated aqueous dispersion containing 91.7% resin solids by mixing these ingredients for 30 minutes. The concentrated dispersion (about 92% resin solids) is then mixed with 31.8 parts of amino diisopropanol, 5.5 parts of diethylene triamine and an amount of water sufficient to reduce the concentration of the materials. 5% resin solids (non-volatile matter). A clear aqueous varnish is thus obtained, in apparent solution and having a pH of 7.15. It is used in an electrodeposition operation.
The paint is deposited in a manner similar to that described in example 1, but in a smaller installation capable of receiving panels of sheet steel 10.16 ounces wide which are submerged over 8. , 89 om in height and which constitute the Modes. The bath temperature is 26.7 C, the peak voltage is 100 volts and the amperage is 26.9 amps / m. The amount of current supplied is 108 coulombs / gram of coating applied. Before baking, the paint film formed by electrodeposition on a panel is slightly tacky, water resistant and adheres tenaciously. After baking for 15 to 20 minutes at 176.7 ° C, the film cures (without the addition of drier) giving an excellent, durable and pore-free coating.
The painting operation with this bath can be continued in the same manner as in Example 1, with the addition in portions of the concentrated alkyd resin dispersion of this example in the bath when the pH of the latter tends to increase. towards a value of about 8.1. We can also
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maintaining the pH of the bath at a substantially constant value by continuously adding the concentrated resin dispersion and the amount of water necessary to maintain the volume of the bath, and further adding the water soluble amino compound to the bath while concurrently with the concentrated resin dispersion or periodically and alone In such an operation the minimum pH of the bath is desirably prevented from falling below about 6.
5-7 for the resin in the bath to persistently behave as an anionic polyelectrolyte throughout the coating operation.
EXAMPLE 3, -
An acrylic reagent is prepared by slowly adding a mixture of 60 parts of butyl aorylate, 25 parts of styrene, 15 parts of methacrylic acid, 1 part of tert-butyl perbenzoate, and 1 part. part of benzoyl peroxide in 34.7 parts of 2-butoxy-ethanol maintained at 157.2-160 C for a period of 2.5 hours, and kept at this temperature for a further 1 hour using a container reaction comprising a stirrer and provided with a reflux condenser. The resulting resin was cooled to 137.8 C and further reacted for 1/2 hour and 154.4 C, with 10 parts of tris-hydr.oxyl methylamino methane to increase its apparent solubility in water.
The resulting resin dispersion has an acid number of 57.6 and a resin solids content of 75.6%, and has an apparent solubility in the paint bath described below.
A concentrated white paint is prepared by mixing 133 parts of the above resin dispersion, 10 parts of a mixture of water soluble amino compounds (oom-
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taking 86 parts of amino diisopropanol, 25 parts of diethylone triamine and 86 parts of water), 30 parts of a powdered ornament (comprising 16 parts of titanium dioxide, 8 parts of fine kaolin and 6 parts of the alkyd resin described in oxomple 2) and 47 parts of euu.
The electrodepositon bath is prepared by shaking the concentrated blnoho size uvoo 10 additional parts of the mixture of many compounds (86 part of diisporotyl amine, 25 parts of diethylene triamine and 86 parts of water) and an additional 780 parts of water, to constitute a bath containing 12.8 parts of resin solids and having a pH of 7.5 which is subjected to stirring,
The anodes used are thin sheet steel panels 10.16 cm wide and submerged to a height of 8.89 m, where the painting operation is carried out in a manner similar to that described above. in the example The temperature of the bath used was 26.7-35 C,
the teneion reaches 250 volts and the intensity is about 43.04 amps / m2 for a panel. Some panels are air dried at room temperature and a satisfactory, tack free film is obtained in about 2 hours. Oven drying of the other coated panels for 5 to 15 minutes at 176.7 ° C gives satisfactory gloss films.
When the pH of the bath rises to a value of 8-8.3, the painting operation can be continued in a manner analogous to that described in Example 1, adding additional quantities of the mixture. acrylic paint concentrated to reduce the pH of the bath and maintain it between about 7 and 8.4, while also maintaining a desirable content of resin solids and pigment in the bath.
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EXAMPLE 4.-
A modified and elongated glyceridic aliooative oil is prepared in a manner analogous to that described in Example 1, unless otherwise specified in the example example.
Moderate steel panels Which are electrodeposited by immoruion in an aqueous electrodeposition bath, using dispersed partially neutralized fractions of the resin, at a concentration of 5% of the resin in the bath, the neutralization being performed in view of obtaining a pH of 8 with the particular water soluble amino compound indicated.
The immersion tank is made of metal and this connected in the hole in the manner of a cathode. The anode this formed by the panel to be stuck. The experiments are carried out at room temperature (about 25 * 0). Direct current is passed between the electrodes using a constant intensity of about 21.5 amps / m from the submerged surface of the anode, and the voltage rises to a maximum of About 50400 volts in the coating process as a result of the decrease in electrical resistance in the part of the electrical circuit which is external to the bath.
The voltage rises gradually with no significant sagging points which would indicate a breakdown or imperfections in the film applied to the anode.
When each anode is coated, which takes about 1 to 3 minutes, it is removed from the bath, the excess adherent liquid is removed by blowing air, then the anode is baked for 10 to 15 minutes at about 193 ° C in an oven at atmospheric pressure Before baking, the film formed by electrodeposition is slightly tacky and adheres tenaciously. We can wash it by hand at this time, if we
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desired without damaging it, this washing can even improve the uniform appearance after cooking.
After baking, the resulting cured film is tough, flexible and usually shiny, is about 25 microns thick and is not tacky, it adheres firmly to the metal panel even when bending the latter, as well as when bending the latter. we cut it or scratch it.
The film is regular and smooth.
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Amine <SEP> of <SEP> neutralization <SEP> Note
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<tb> Ammonia <SEP> The <SEP> electrical <SEP> resistance <SEP> of the
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<tb> also <SEP> satisfying <SEP> as <SEP> the
<tb> four <SEP> first <SEP> films.
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* In this case, the polycarboxylic acid resin is prepared in a manner identical to that of Example 1, except that vinyl toluene is not used and the polycarboxylic acid resin is not used. not elongated with a phenolic resin,
In comparable operations, various film forming coating binders, in emulsion form, are applied to panels electrophoretically, from a bath, at a binder concentration of 5%. The power of projection is very poor; the coating is not uniform and tends to be deposited on the sharp edges of the panels to a much greater thickness than in the center of these panels.
The emulsions are stabilized with isoootyl phenoxy polyethoxy ethanol and dodecyl benzene sulfonate soaps and comprising butadiene emulsions.
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styrene, vinyl acetate and general drying oils, In addition, the electrophoresis operation does not transform these emulsified film-forming agents into an insulating film; the film therefore cannot acquire electrical resistance, but becomes thicker and thicker and remains incapable of automatically ceasing to thicken because it is a conductor of electricity in the form of thin films.
EXAMPLE 5
A resin (I) based on glyceridic drying oil modified and extended with a phenolic resin is prepared in a manner identical to that described in Example 1, except that the phenolic resin is incorporated into the resin. oil modified and treated with vinyl toluene at 176.7 C and for 1 hour instead of 232.2 C. Another resin (II) is prepared as described in Example 1. Each resin is transformed into paint and in a paint bath in a similar manner to the initial paint bath of Example 1, and each of the resulting baths is operated for a long period of time.
At the end of each of its uses, in dialysis Each bath exhausted in the same way through an external dialyzer, using a regenerated cellulose membrane having pores of 43 A ... Analysis of the dyalysed material from the bath containing resin II does not show the presence of phenolic substance, which proves the satisfactory operational stability of the resulting resin (which may be considered to be chemically fixed for the present purpose), while the dialyzed material from the bath formed with resin I shows that about 40% of the phenolic resin does not deposit on the anodes with the polycarboxylic acid resin,
but dissociate on the contrary and undoubtedly fragment in the bath in a way
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Any one to migrate through the dialysis membrane forms us as a low molecular weight phenolic material.
EXAMPLE 6
An extended and modified glyceride drying oil base resin is prepared in the same manner as in Example 1. It is converted into several electroplating baths pigmented and neutralized with amine compounds, similar. in the initial paint bath of Example 1, with the exception that the quantity of water in each resulting bath is adjusted so as to obtain varying contents of resin solids in the baths, and as the viscosity of the baths varies, as indicated in the following table which gives the results of the electrodeposition, the maximum voltage used is 150 volts, the current intensity is about 21,
52 amps / m2 and the electroplating operation is carried out at room temperature (about 25 * 0) on thin steel anodes, as described in Example 4. The viscosity is measured at using a Brooktield viscoeimeter using a # 1 spindle. The anodi panels will be baked. ques coated for 10 to 15 minutes at 193 C.
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<SEP> solids <SEP> Viscosity, <SEP> Coulombs / gram
<tb> of <SEP> the <SEP> resin <SEP> in <SEP> Centipoises <SEP> of <SEP> paint <SEP> the anode,
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<tb> 30 <SEP> 116 <SEP> 52.7
<tb> 20 <SEP> 20.8 <SEP> 52.3
<tb> 10 <SEP> 13.6 <SEP> 52.9
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5 slightly higher 57.2
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il 2.5 of 6202 Slight formation of "orange peel-
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<tb> 2.5 <SEP>, <SEP> '<SEP> (a <SEP> inequality <SEP> starts <SEP> to <SEP> to appear)
<tb> 1,5 <SEP> d <SEP> 95 <SEP> Again bright <SEP>, <SEP> appearance <SEP> of <SEP> deposits <SEP> in <SEP> threads.
<tb>
1.5 <SEP> in <SEP> threads.
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<tb> d <SEP> '<SEP> slightly <SEP> in <SEP> during <SEP> of <SEP> cooking.
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When the resin concentration is further reduced, a scratched, stained, and thin finish is obtained which does not give absolute satisfaction (satisfaction, when the concentration of reain in the bath reaches less than 0.55; when the solids content of the resin is substantially greater than about 35%. the viscosity of the bath increases extremely rapidly. When the resin concentration in the bath exceeds 35-40%, the high viscosity of the bath causes the unwanted formation of paint streak. 'the anode is removed from the bath.
EXAMPLE 7 In this operation, the paint bath uti. isé is similar to that which was initially constituted in Example 1, except that the concentration of the resin in the bath is 5% and that the concentration of the mineral spirits is modified. The electrodeposition and baking operation is carried out in the same manner as in Example 6.
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Proportion <SEP> of essence <SEP> mineral <SEP> Thickness <SEP> of the <SEP> film <SEP> ouit
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All coatings are excellent. Electrical efficiency generally improves as the amount of naphtha increases, but at no time can the presence of a distinct phase formed by the naphtha be detected.
A general increase in film thickness is observed when additional nonionic liquid solubilizing aid (i.e., dispersion modifying agent) is added.
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EXAMPLE 8
A paint similar to that used in the initial paint bath of Example 1 is formed, except that 50 parts of a "dimer" acid (the polymerization product of aliphatic monobasic acids are added. unsaturated C18, mainly linoleic acid) containing about 83% of a C36 dibasic acid with a molecular weight of about 565 and about 1% or less of C18 fatty acids with a molecular weight of about 282, the "dimeric" acid having an acid number of 188-196, a saponification number of 192-193, a color of 8 on the Hardner scale and a neutralization equivalent of 287-289.
The concentration of solids in the resulting paint is reduced to 5% and or applied to anodes formed as in Example 4 of metal panels, using maximum tones of between 150 and 350 volts, then carried out. bake coated panels for 15 to 20 minutes at 176.7 C until final hardening is achieved. These paint baths operate about twice as long as similar baths not containing amine stripping acid before the amine concentration reaches a level detrimental to the quality of the deposited film.
The baked films deposited to a thickness of 25.4 microns on the panels have excellent corrosion resistance when sprayed on them for up to 250 hours with 3% sodium chloride solutions in a sealed enclosure. at 32.2 Cf films which have been scored so that the incisions thus formed extend to the support metal. This paint itself resists polymerization and side reactions when stirred at 35-36.7% for periods of time as long as 15 days.
Polymerization- and reactions
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secondary tend to increase the electrical resistance of the dispersed resin and decrease the allowable thickness of the films deposited at a particular maximum voltage between 50 and 500 shutters.
EXAMPLE 9
By examining the drawing, it can be seen that the anode zone comprises walls 11 of plastic material which connect to a bottom 12 which is perforated for connection with a distribution box 13 from which the paint circulates towards high to pass into the anode zone. The walls 11 are perforated in the manner shown, with a large number of small ports and large ports through which the liquid can reach dialysis membranes 17.
The internal width, calculated between the walls 11, is 1.901 cm; this anode zone has a length of 22.85 cm and the paint contained therein over a height of 24.13 om, up to a level shown at 16; the dialysis membranes 17 consist of a pair of sheets of cellulose regenerated from viscose, 0.01092 cm thick. The anode 14 is formed by a rectangular piece, 21.58 x 30.5 cm, of a phosphated steel intended for the manufacture of shims, immersed so as to expose 929 cm2 of surface to the action of paint bath contained in the anode zone. On each vertical edge, the piece of shim steel is folded back 0.635 cm at a right angle, giving it the structural stability of an anode.
The cathode areas are constructed in a similar manner with elements 18 of acrylic plastic, forming a chamber the internal dimensions of which are 21.58 cm in length, 20.33 cm in height and 0.953 cm in width; the elements 18 apply so
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seals the membranes of non-perforated parts against the walls 11 of the anode zone. The seal between the two cathode chambers and the walls of the anode zone is in fact ensured by a membrane 17; the tightness is also ensured against water by a consistent grease, and the assembly is held firmly assembled by metal bolts, not shown.
In each cathode aone there is a cathode 19 made of bronze wire mesh which covers the wall of the cathode chamber at a distance from the membranes 17. Running water is introduced into each cathode chamber through copper tubes 21 d, at the end. The discharge point is near the bottom of each cathode zone, which also serves as conductors to absorb current to the bronze cathodes. The water containing the dialyzed amino compound leaves each cathode zone through two copper tubes 23. The flow control of the water entering the cathode zones and leaving the glues is ensured by a device which is not represented. - felt.
In the drawing, 24 are designated rubber tubes arranged at random between the cathode 19 and the membrane 17, to compress the latter against the perforated hole 11.
The paint is continuously pumped back by an external pump, not shown, into the distributor box 13 from which folds passes, circulating upwards, through the anode zone, and it overflows at level 16 (via a non-spillway). shown) to reach the suction side of the pump in view of its recirculation to the casing 13.
During operation, the cathode areas are practically always full.
An energy source, not shown, sends direct current which passes from the anode 14 to the cathodes 19 and which is gont @ ôfé by an external resistance, not
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shown, in order that a substantially constant current is maintained while a particular anode is being coated, the input is fed into the vessel through an anode connector 15 connected to the shim steel anode 14 and exits from the tank through cathode connectors 22, attached to the water inlet tubes 21. Unless stated otherwise in the present description, the body of the apparatus is made of clear and hard acrylic plastic.
During the coating of a particular anode, the voltage reaches 150 volts across the combined electrodeposition-electrodialysis tank. The initial operations are carried out at room temperature with a current, for a particular anode, of 15.84-21.52 amps / m2 at the start of the coating operations and approaching 37.36 amps / m2 as the temperature increases, the conductivity of the cell increasing as the temperature approaches 43.3 from room temperature, during the series of operations-
A particular unpainted anode 14 is immersed in the anode zone, the voltage rises to 150 volts, this anode is removed from the anode zone, the excess adhering liquid is removed by blowing air over the coated anode ,
and cook it for 10 to 15 minutes at
193.3 C. Before baking, the film deposited by electrophoresis is slightly tacky and adheres tenaciously. After curing, the cured film forms a tough, flexible and shiny film, about 25.4 microns thick, is non-sticky and adheres firmly to the metal even when subjected to flexion. The film on each anode, after deposition and curing carried out in this manner, is smooth, regular and free from visible defects.
When an anode has been coated and taken out of the bath, another unpainted anode is introduced and coated with
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same way; when five anodes have been coated, a sample is taken from the bath to check the content of free amino substance (eg a diisopropanol amine) and hardly any increase is seen in any sample taken. , the excess amount being completely dialyzed at. through the membranes. 17 and passing through the cathode areas out of which it is entrained by the product leaving the cathode through the tubes 23.
When about five panels have been painted, additional diluted paint (5% resin solids) is added to bring the resin solids content in the anode disperse bath to about 5, reducing the amount. of these solids being about% for each series of five coated panels.
97 panels are successively painted during the series of operations.
The size used is prepared in the same way as the initial paint bath of Example 1, except that in the bath the concentration of the dispersion used in resin solids is 5% instead of of 7.24.
It is understood that various modifications can be made to the embodiments described above without departing for this from the scope of the present invention.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.