DE10120989A1 - Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number
DE10120989A1
DE10120989A1 DE2001120989 DE10120989A DE10120989A1 DE 10120989 A1 DE10120989 A1 DE 10120989A1 DE 2001120989 DE2001120989 DE 2001120989 DE 10120989 A DE10120989 A DE 10120989A DE 10120989 A1 DE10120989 A1 DE 10120989A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
groups
perfluoroalkyl
coatings according
coatings
crosslinking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2001120989
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter Lehmann
Dietmar Appelhans
Michaela Gedan-Smolka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV
Original Assignee
Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV filed Critical Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV
Priority to DE2001120989 priority Critical patent/DE10120989A1/de
Priority to AU2002302343A priority patent/AU2002302343A1/en
Priority to EP02729876A priority patent/EP1397451A2/de
Priority to US10/475,516 priority patent/US7141276B2/en
Priority to PCT/DE2002/001494 priority patent/WO2002087784A2/de
Publication of DE10120989A1 publication Critical patent/DE10120989A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/46—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/4607—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain having heteroatoms other than oxygen having halogens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/798—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing urethdione groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2150/00—Compositions for coatings
    • C08G2150/20—Compositions for powder coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und betrifft Beschichtungen, die beispielsweise zur Herstellung von Lackschichten zur Anwendung kommen können, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, permanente Beschichtungen mit hydrophoben bis ultrahydrophoben Eigenschaften anzugeben. DOLLAR A Die Aufgabe wird gelöst durch hydrophobe permanente Beschichtungen aus einer vernetzten Schicht aus einer Härterkomponente (A) und einer Harzkomponente (B), wobei (A) und/oder (B) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe aufweisen, mit einer Kopplung zwischen Schicht und dem Oberflächenbereich des Substrates. DOLLAR A Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren, bei dem perfluoralkylgruppenhaltige Beschichtungsmittel als Schmelze, Pulver, Dispersion oder Lösung auf eine Oberfläche aufgebracht werden, unter Energiezufuhr in einer oder mehreren Stufen eine Verfilmung mit oder ohne einer Teilvernetzung und mindestens einer Teilkopplung und anschließend wiederum unter Energiezufuhr die vollständige Vernetzung der Schicht durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und betrifft hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten, die beispielsweise zur Herstellung von Lackschichten zur Anwendung kommen können, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Bekannt sind Flüssiglacksysteme, die Lösungsmittel enthalten und damit den neueren Anforderungen an Emissionsfreiheit nicht entsprechen.
Weiterhin bestehen die neueren Anforderungen in möglichst wasser-, öl-, staub-, schmutzabweisenden und kratzresistenten Oberflächeneigenschaften sowie verbesserten Gleiteigenschaften von beschichteten Oberflächen.
Dazu wurden die Beschichtungsoberflächen bisher durch physikalisch eingelagerte oder chemisch gebundene perfluorierte Additive hydrophobiert. Unter einer ultrahydrophoben Schichteigenschaft wird nach Bartlott et al., Planta 1997, 202,1, verstanden, dass der Randwinkel mit aufgesetztem Wassertropfen < 130° beträgt.
Zur Beschichtung derartig hydrophobierter Oberflächen wurden unterschiedliche Beschichtungsmittel auf der Basis von Polyurethanen, Polyamiden, Polyestern oder Polyacrylsäurederivaten eingesetzt, insbesondere Polymere mit perfluorierten Seitengruppen oder Segmenten.
Bekannt ist nach Thomas et al., Macromolecules 1997, 30, 2883, ein perfluoralkylgruppenhaltiges Beschichtungsmittel als Polymerlösung auf der Basis von perfluoralkylgruppenhaltigen Acrylsäureestern mit alkylierten und aromatischen Seitengruppen und einem Isocyanat als Vernetzer/Härter. Die Oberflächenhydrophobie ist mit einem Randwinkel von ≦ 117° angegeben. Damit werden keine ultrahydrophoben Eigenschaften der beschichteten Oberfläche erreicht.
Nach Chapman et al., Macromolecules 1995, 28, 331, ist die Synthese von Poly(amidurethan)-Blockcopolymeren mit perfluoralkylhaltigen Seitengruppen in Lösung für den Einsatz als Beschichtungsmittel bekannt. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und die erzielten Randwinkel ergaben Werte von ≦ 116°.
Tirrell et al., Macromolecules 1996, 29, 3545, synthetisierte Polyamid- Homopolymere, die perfluoralkylhaltige Seitengruppen enthalten, auf der Basis von perfluorierten Glutaminsäurederivaten für den Einsatz als Beschichtungsmittel. Auch hier konnten nur Randwinkel von ≦ 120° für die Oberflächenhydrophobie nachgewiesen werden.
Nach Ciradelli, F. et al., Progress in Organic Coatings 1997, 32, 43, sind langkettige perfluoralkylhaltige Seitengruppen in Acrylsäureester-Copolymere eingebaut und als Beschichtungsmittel untersucht worden. Damit konnten Randwinkel von 130 bis 146° auf den beschichteten Steinoberflächen erreicht werden. Jedoch wurden die synthetisierten Copolymere hinsichtlich Hydrolysebeständigkeit als sehr unbeständig angegeben.
Analog dazu zeigten Ming et al., Macromolecules, 2000, 33, 6886, dass Polyester mit perfluoralkylierten Endgruppen hydrophobe Effekte aufweisen, diese aber nicht langzeitstabil sind.
Nach der US 5,548,019 wurden perfluoralkylierte Kettensegmente in eine Polymerhauptkette kovalent eingebaut, um wässrige und/oder lösungsmittelhaltige Beschichtungsmittel mit perfluoralkylierten Kettensegmenten zu erhalten.
Mit dem gleichen Ziel sind nach US 5,674,951 perfluoralkylierte Seitengruppen kovalent in Polyoxetane eingebaut worden.
In beiden Fällen sind diese Polymere mit Polyurethanen in verschiedenen perfluoralkylhaltigen Masseanteilen nach Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche aus einer wässrigen oder lösungsmittelhaltigen Lösung ausgehärtet worden. Ultrahydrophobe Eigenschaften konnten in beiden Fällen nicht erreicht werden.
Nach der US 5,859,126 ist ein Verfahren zur Herstellung hydrophober Schichten über eine Autoxidation und Polymerisation zur Vernetzung eines Urethanharzes mit ungesättigten perfluoralkylierten Fettsäureestern bekannt. Die damit erhaltenen beschichteten Oberflächen wiesen einen Randwinkel von < 130° auf.
Durch die US 6,001,923 sind perfluoralkylgruppenhaltige Polyurethanbeschichtungen bekannt, die durch Umsetzung von endgruppenterminierten Perfluoralkyl- Verbindungen oder perfluoralkylierten Polyetherdiolen als Weichkettensegement mit freien Diisocyanaten in Gegenwart von Dibutylzinndilaurat und gegebenenfalls hydroxylgruppenhaltigen Bindemitteln zu Präpolymeren erhalten werden. Nach der WO 98/51727 ist mit einer ähnlichen Herangehensweise der Einbau von Perfluoralkyl-Verbindungen auf der Basis von Polyetherdiolen realisiert worden, die als Beschichtungsmittel getestet worden sind.
In beiden Fällen konnten keine ultrahydrophoben Eigenschaften erreicht werden.
Eine weitere Möglichkeit zum Einbau von perfluoralkylierten Seitenketten an die Hauptkette ist die Synthese von speziellen Acrylsäureesterharzen (WO 96/05172). Dabei wird über die Reaktion eines Diisocyanat-Kopplungsagenses zwischen der perfluoralkylierten Alkoholeinheit und dem OH-funktionalisierten Acrylsäureester eine höhere chemische Stabilität erreicht. Auch hier werden die Beschichtungsmittel aus der Lösung auf die zu behandelnde textile Oberfläche aufgebracht. Es konnten hydrophobe Eigenschaften nachgewiesen werden.
Nachteilig bei allen bekannten Lösungen ist, dass bei den beschichteten Oberflächen keine dauerhaften ultrahydrophoben Eigenschaften erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, permanente Beschichtungen anzugeben, die hydrophobe bis ultrahydrophobe Eigenschaften aufweisen und ein einfaches und unkompliziert realisierbares Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der Bereitstellung der erfindungsgemäßen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel konnte die Aufgabe gelöst werden.
Die perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel bestehen aus der Härterkomponente (A) und Harzkomponente (B) mit speziellen funktionellen Gruppen, die zu einer vernetzten Schicht verarbeitet werden und die an den Oberflächenbereich des Substrates gekoppelt sind. Erreicht wird dies erfindungsgemäß, indem über mindestens eine Zweistufen- oder Mehrstufenreaktion, die parallel und/oder nacheinander ablaufen können, zum einen mit der thermischen Verfilmung der perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel an der Substratoberfläche eine chemische Kopplung zwischen Beschichtungsmittel und Substratoberfläche erwirkt und zum anderen durch Auswahl des Härtungsverfahrens Teilvernetzungen und Vernetzungen der perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel vorteilhafterweise im Bereich ≦ 160°C bewirkt werden. Die daraus resultierenden ausgehärteten perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungen weisen permanent hydrophobe bis ultrahydrophobe Oberflächeneigenschaften auf.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichtungen können die einzelnen Teilstufen Verfilmung und Vernetzung mit der Kopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel und Substratoberfläche vorteilhafterweise sein:
  • a) eine thermische Verfilmung mit anschließender katalysierter und/oder unkatalysierter thermischer Teilvernetzung und vollständigen Vernetzung,
  • b) eine thermische Verfilmung und gleichzeitige katalysierte und/oder unkatalysierte Teilvernetzung und gleichzeitige oder anschließende photochemische und/oder anschließende strahlenchemische Vernetzung,
  • c) eine thermische Verfilmung und gleichzeitige oder anschließende photochemische und/oder anschließende strahlenchemische Vernetzung.
Vorteilhafterweise können die eingesetzten perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel als Schmelze, Pulver, Dispersion oder Lösung auf die Substratoberflächen aufgebracht werden.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die katalysierte und/oder unkatalysierte thermische Vernetzung enthaltenen Härterkomponente (A) handelt es sich vorteilhafterweise um (Poly)epoxy- und/oder blockierte (Poly)isocyanat- und/oder (Poly)uretdionverbindungen. Die eingesetzte Härterkomponente hat dabei chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe. Für den Fall, dass die Harzkomponente (B) derartige Perfluoralkylgruppen aufweist, kann die Härterkomponente (A) auch keine Perfluoralkylgruppen haben.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die thermische Verfilmung und katalysierte und/oder unkatalysierte thermische Vorvernetzung und gleichzeitige oder anschließende photochemische und/oder anschließende strahlenchemische Vernetzung enthaltenen Härterkomponente (A) handelt es sich vorteilhafterweise um (Poly)epoxy- und/oder blockierte (Poly)isocyanat- und/oder (Poly)uretdionverbindungen für die Vorvernetzungs- und Kopplungsreaktion zur Substratoberfläche und niedermolekulare und/oder oligomere und/oder polymere Photoinitiatoren für die photochemische Vernetzungsreaktion und gegebenenfalls zusätzliche olefinisch ungesättigte Gruppen, vorzugsweise auf (Meth-)Acrylatbasis für die photochemische und/oder strahlenchemische Vernetzung. Die eingesetzte Härterkomponente hat dabei chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe. Für den Fall, dass die Harzkomponente (B) derartige Perfluoralkylgruppen aufweist, kann die Härterkomponente (A) auch keine Perfluoralkylgruppen haben.
Bei der in den erfindungsgemäßen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die thermische Verfilmung und gleichzeitige oder anschließende photochemische und/oder anschließende strahlenchemische Vernetzung enthaltenen Härterkomponente (A) handelt es sich vorteilhafterweise um niedermolekulare und/oder oligomere und/oder polymere Photoinitiatoren und gegebenenfalls zusätzlich olefinisch ungesättigte Gruppen, vorzugsweise auf (Meth- )Acrylatbasis. Die eingesetzte Härterkomponente hat dabei chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe. Für den Fall, dass die Harzkomponente (B) derartige Perfluoralkylgruppen aufweist, kann die Härterkomponente (A) auch keine Perfluoralkylgruppen haben.
Die Härterkomponente (A) besitzt zusätzliche Epoxy- und/oder blockierte Isocyanat- und/oder Uretdiongruppen zur Ausbildung von kovalenten Bindungen mit funktionellen Gruppen der Substratoberfläche. Alternativ dazu können Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen in der Härterkomponente (A) vorhanden sein, die mit restlichen reaktiven Gruppen der Substratoberfläche kovalente Bindungen ausbilden.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die verschiedenen Verfahrenschritte zur thermischen Verfilmung, zur Teilvernetzung und vollständigen Vernetzung und zur Kopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln und Substratoberflächen enthaltenen Harzkomponente (B) handelt es sich um unterschiedlich funktionalisierte Polymere.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die katalysierte und/oder unkatalysierte, thermische Vernetzung enthaltenen Harzkomponente (B) handelt es sich vorteilhafterweise um Polyester- und/oder Polyurethan- und/oder Poly-(meth-)acrylatsubstanzklassen mit funktionellen Gruppen in Form von Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen. Die eingesetzte Harzkomponente (B) hat dabei chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe. Für den Fall, dass die Härterkomponente (A) derartige Perfluoralkylgruppen aufweist, kann die Harzkomponente (B) auch keine Perfluoralkylgruppen haben.
Die vorhandenen funktionellen Gruppen in Form von Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen sind vorteilhaft zur vollständigen Vernetzung und zur Ausbildung von kovalenten Bindungen mit der Substratoberfläche, die mit restlichen reaktiven Gruppen der Substratoberfläche kovalente Bindungen ausbilden, einzusetzen.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die thermische Verfilmung und katalysierte und/oder unkatalysierte, thermische Teilvernetzung und gleichzeitige oder anschließende photochemische und/oder anschließende strahlenchemische Vernetzung enthaltenen Harzkomponente (B) handelt es sich vorteilhafterweise um Polyester- und/oder Polyurethan- und/oder Poly-(meth- )acrylatsubstanzklassen mit funktionellen Gruppen in Form von Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen zur Teilvernetzung und zur Ausbildung von kovalenten Bindungen mit der Substratoberfläche, die mit restlichen reaktiven Gruppen der Substratoberfläche kovalente Bindungen ausbilden, und zusätzlich olefinisch ungesättigte Gruppen, vorzugsweise auf (Meth-)Acrylatbasis für die photochemische und/oder strahlenchemische Vernetzung aufweisen. Die eingesetzte Harzkomponente (B) hat dabei chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe. Für den Fall, dass die Härterkomponente (A) derartige Perfluoralkylgruppen aufweist, kann die Harzkomponente (B) auch keine Perfluoralkylgruppen haben.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die thermische Verfilmung und gleichzeitige oder anschließende photochemische und/oder anschließende strahlenchemische Vernetzung enthaltenen Harzkomponente (B) handelt es sich um Polymere mit olefinisch ungesättigten Gruppen, vorzugsweise auf (Meth-)Acrylatbasis für die photochemische und/oder strahlenchemische Vernetzung, und mit zusätzlichen funktionellen Gruppen in Form von Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen zur Ausbildung von kovalenten Bindungen mit restlichen reaktiven Gruppen der Substratoberfläche. Die eingesetzte Harzkomponente (B) hat dabei chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe. Für den Fall, dass die Härterkomponente (A) derartige Perfluoralkylgruppen aufweist, kann die Harzkomponente (B) auch keine Perfluoralkylgruppen haben.
Bei den in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die verschiedenen Verfahrenschritte zur thermischen Verfilmung, zur Teilvernetzung und vollständigen Vernetzung und zur Kopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln und den Substratoberflächen enthaltenen Additiven handelt es sich um bekannte Zusatz- und Hilfsstoffe, die in bekannten Masseanteilen zugegeben werden. Derartige Additive können beispielsweise zur Herstellung der perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel als Schmelze, Pulver, Dispersion oder Lösung eingesetzt werden.
Bei den in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die verschiedenen Verfahrenschritte zur thermischen Verfilmung, zur Teilvernetzung und vollständigen Vernetzung und zur Kopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln und Substratoberflächen enthaltenen Katalysatoren handelt es sich um bekannte Katalysatoren, die im üblichen Bereich von ≦ 3 Ma.-% bezogen auf die Gesamtmasse an Härterkomponente (A) und Harzkomponente (B) eingesetzt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die eingesetzten Katalysatoren zur Vernetzung und zur Kopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln und funktionalisierten Substratoberflächen wirksam sind und nicht deaktiviert werden, um die parallel und/oder nacheinander ablaufenden Mehrstufenreaktionen der verschiedenen Verfahrensschritte realisieren zu können.
Die perfluoralkylgruppenhaltigen Substanzen, die als endständige und/oder seitenständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe chemisch gekoppelt in Härterkomponente (A) und/oder Harzkomponente (B) eingesetzt werden, liegen in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln in Mengen von 0,1-70 Masseprozent und vorzugsweise von 1,0 bis 30 Masseprozent vor.
Die perfluoralkylgruppenhaltigen Substanzen, die als endständige und/oder seitenständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe chemisch gekoppelt in Härterkomponente (A) und/oder Harzkomponente (B) vorliegen, sind in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln über eine oder mehrere, auch verschiedene Spacerketten mit einer Kettenlänge von 1 bis 60 C-Atomen, wobei die Spacerkette unverzweigt und/oder verzweigt sein kann und auch funktionelle Gruppen wie Ether- und/oder Carbonsäureester- und/oder Carbonsäureamid- und/oder Sulfonsäureamid und/oder Imid- und/oder Urethan- und/oder Sulfid- und/oder Sulfongruppen unter anderem enthalten kann, oder direkt an der Härterkomponente (A) und/oder Harzkomponente (B) gebunden.
Perfluoralkylgruppenhaltige Substanzen werden in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln als Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe, die Kettenlängen von 2 bis 25 C-Atomen besitzen, eingesetzt. Die Perfluoralkylgruppen sind direkt über eine funktionelle Gruppe und/oder über eine funktionalisierte Alkylenkette und/oder über eine funktionalisierte Arylenkette und/oder über eine funktionalisierte Alkylenarylenkette und/oder über eine funktionalisierte Alkylenarylenalkylenkette und/oder über eine funktionalisierte Arylenalkylenkette und/oder über eine funktionalisierte Arylenalkylenarylenkette an die Härterkomponente (A) und/oder Harzkomponente (B) chemisch gebunden. Alle funktionalisierten Ketten können noch cycloaliphatische und/oder heterocyclische Einheiten tragen.
Die perfluoralkylgruppenhaltigen Substanzen, die als endständige und/oder seitenständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe chemisch gekoppelt in Härterkomponente (A) und/oder Harzkomponente (B) vorliegen, können in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln als Perfluoralkylcarbonsäureamid-Derivate und/oder Perfluoralkylsulfonsäureamid- Derivate mit mindestens einer funktionellen Gruppe in Form einer Alkylenhydroxygruppe, Alkylenaminogruppe, Alkylencarbonsäuregruppe, Alkylencarbonsäureestergruppe, Alkylenepoxygruppe außer in Gegenwart von Aminogruppen, Alkylenisocyanatgruppe außer in Gegenwart von Amino- und Hydroxygruppen, Alkylenuretdiongruppe oder Alkylencarbonatgruppe, aber auch definierte Mischungen solcher Perfluoralkylcarbonsäureamid-Derivate und/oder Perfluoralkylsulfonsäureamid-Derivate zur Herstellung modifizierter Härterkomponenten (A) und/oder Harzkomponenten (B) eingesetzt werden. Alternativ dazu können die funktionalisierten Alkylenketten cycloaliphatische und/oder aromatische und/oder heterocyclische Einheiten besitzen.
Die perfluoralkylgruppenhaltigen Substanzen, die als endständige und/oder seitenständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe chemisch gekoppelt in der Härterkomponente (A) und/oder der Harzkomponente (B) vorliegen, können in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln als Perfluoralkylcarbonsäure, Perfluoralkylcarbonsäureester, Perfluoralkylcarbonsäurehalogenide oder Perfluoralkylsulfonsäurehalogenide zur Synthese von modifizierten Härterkomponenten (A) und Harzkomponenten (B) eingesetzt werden.
Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe können in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln als Perfluoralkylalkylen-Derivat und/oder Perfluoralkylarylen-Derivat mit mindestens einer funktionellen Gruppe gebunden vorliegen.
Funktionelle Gruppen der Verknüpfungsstelle zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Substanzen und Härterkomponente (A) und/oder Harzkomponente (B) sind vorteilhafterweise Ether-, Ester, Urethan-, Harnstoff-, Carbonsäureamid-, Imid-, Sulfonsäureamid-, Sulfongruppen, C-C-Einfach- oder Doppelbindungen.
Bei der Substratoberfläche handelt es sich um Oberflächen, die nach verschiedenen bekannten Reinigungs- bzw. Aktivierungsschritten funktionelle Gruppen tragen, die eine chemische Kopplung zwischen den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln und der Substratoberfläche ausbilden. Funktionelle Gruppen an der Substratoberfläche sind vorteilhafterweise Hydroxy-, Amino-, Epoxy-, Isocyanat-, Säuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen, Ester-, blockierte Isocyanat- oder Uretdiongruppen.
Bei der in den perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln für die thermische Verfilmung, zur Teilvernetzung und vollständigen Vernetzung und zur Kopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln und Substratoberfläche aufgeführten Kopplung handelt es sich um die Ausbildung von kovalenten Bindungen zusätzlich zu nichtkovalenten Bindungen in Form von ionischen/elektrostatischen und/oder von-der-Waals-Bindungen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das perfluoralkylgruppenhaltige Beschichtungsmittel, bestehend aus einer Härterkomponente (A) und einer Harzkomponente (B) als Schmelze, Pulver, Dispersion oder Lösung auf eine Oberfläche aufgebracht, wobei unter Energiezufuhr eine Verfilmung mit oder ohne einer Teilvernetzung der Schichtbestandteile und mindestens einer Teilkopplung dieser Schicht mit dem Oberflächenbereich des Substrates in einer oder mehreren Stufen durchgeführt wird und anschließend wiederum unter Energiezufuhr die vollständige Vernetzung der Schicht durchgeführt wird.
Unter Energiezufuhr wird vorteilhafterweise eine thermische Behandlung oder photochemische und/oder strahlenchemische Behandlung verstanden.
Unter dem Begriff Verfilmung wird eine teilweise oder vollständige Filmbildung oder ein Schichtauftrag des perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittels auf einer Substratoberfläche verstanden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei vorteilhafterweise folgende Verfahrensschritte aufweisen:
  • a) thermische Verfilmung,
  • b) thermisch unkatalysierte und/oder katalysierte Teilvernetzung oder strahlenchemisch und/oder photochemische Teilvernetzung,
  • c) thermisch unkatalysierte oder katalysierte Vernetzung,
  • d) photochemische und/oder strahlenchemische Vernetzung,
wobei die Kombination des Verfahrensschrittes (a) mit den Verfahrensschritten (b) bis (d) vorteilhaft ist, um permanente hydrophobe Beschichtungen zu erhalten. Neben der Kombination aus thermischer Verfilmung und thermisch katalysierter und/oder unkatalysierter Teil- und vollständiger Vernetzung, die in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess durchgeführt werden kann, besteht die Möglichkeit, diesen Herstellungsprozess ebenso nur bis zur Teilvernetzung zu führen und weitere Umformungsprozesse mit anschließender thermisch katalysierter und/oder unkatalysierter Vernetzung folgen zu lassen. Bei diesem Prozessvorgang ist besonders hervorzuheben, dass die vollständige Vernetzung bei Temperaturen ≦ 160°C gewährleistet ist. Von großer Bedeutung ist ebenso die thermische Verfilmung und anschließende oder gleichzeitige thermisch katalysierte und/oder unkatalysierte Teilvernetzung in einem Herstellungsprozess, wobei das perfluoralkylgruppenhaltige Beschichtungsmittel auf der zu beschichtenden Substratoberfläche für kurze Zeit auf ≦ 130°C erwärmt wird und nach Abkühlung einen Umformungsprozess mit anschließender strahlenchemischer Vernetzung erfolgt. Diese vorteilhafte Prozessführung durch Auswahl der einzelnen Verfahrensschritte kann durch ausgewählte bekannte Katalysatoren oder Katalysatorsysteme verbessert werden, die bei Temperaturen kleiner 150°C eine Kopplung zwischen dem perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittel und der Substratoberfläche und eine Teilvernetzung des perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmittels ermöglichen.
Im weiteren wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
In einem Laborkneter werden als Härterkomponente (A) die Uretdiongruppen enthaltende Polyadditionsverbindung [BF 1530] (19.3 Ma.-%) und als perfluoralkylgruppenhaltige Harzkomponente (B) ein hydroxylterminierter, carboxylgruppenfreier Polyester (80,7 Ma.-%) in Schmelze bei 90°C homogenisiert. In der Harzkomponente (B) sind insgesamt 8 Ma.-% an chemisch gekoppeltem Perfluoroctansäureamid enthalten. Zu dieser Masse werden nacheinander die Zusatz- und Hilfsstoffe Weißpigment (TiO2) 0.6 Ma.-% und ein Fließhilfsmittel (Acronal 4F) 0,6 Ma.-% sowie Katalysator (Zinkacetylacetonat, 1 Ma.-%) zugegeben. Die homogenisierte Masse wird durch Einbringen in flüssigen Stickstoff abgeschreckt, in einer Labormahlanlage mit Sichtereinrichtung unter Kühlung zerkleinert und das Pulver bei 30°C im Vakuum getrocknet.
Das so hergestellte Pulver wird elektrostatisch auf eine Uretdiongruppen enthaltende, beschichtete Substratoberfläche aufgetragen. Die thermische Verfilmung und Teilkopplung zwischen perfluoralkylgruppenhaltigem Beschichtungsmittel und beschichteter Substratoberfläche wird bei 130°C/10 Minuten und die thermische Vernetzung bei 155°C/25 Minuten durchgeführt. Kontaktwinkelmessungen mit Wasser an der Substratoberfläche ergaben einen Fortschreitwinkel von 130°. Untersuchungen von Gitterschnitten belegen eine gute Haftung.
Beispiel 2
In einem Laborkneter werden die perfluoralkylgruppenhaltige Härterkomponente (Aa) und Härterkomponente (Ab) [im Verhältnis von 2 : 1, beide bestehend aus einem Polyepoxid; Aa und Ab = 25.0 Ma.-%] und die perfluoralkylgruppenhaltige Harzkomponente (B) [hydroxylterminierter Polyester, 75,0 Ma.-%] in Schmelze bei 90°C homogenisiert. Insgesamt sind 12 Ma.-% an chemisch gekoppeltem Perfluoroctansäureamid enthalten. Zu dieser Masse werden nacheinander die Zusatz- und Hilfsstoffe Weißpigment (TiO2) 0,6 Ma.-% und ein Fließhilfsmittel (Acronal 4F) 0.6 Ma.-% sowie Katalysator (2-Methylimidazol, 1 Ma.-%) zugegeben. Die homogenisierte Masse wird durch Einbringen in flüssigen Stickstoff abgeschreckt, in einer Labormahlanlage mit Sichtereinrichtung unter Kühlung zerkleinert und das Pulver bei 30°C im Vakuum getrocknet.
Das so hergestellte Pulver wird auf eine vorbehandelte strukturierte Aluminiumoberfläche elektrostatisch aufgetragen und für die thermische Verfilmung und Teilkopplung auf 110°C/10 Minuten und für die thermische Vernetzung auf 160°C/15 Minuten aufgeheizt. Kontaktwinkelmessungen mit Wasser an der Substratoberfläche ergaben einen Fortschreitwinkel von 135°. Untersuchungen von Gitterschnitten belegen eine gute Haftung.
Beispiel 3
In einem Laborkneter werden die Härterkomponente (A) und die perfluoralkylgruppenhaltige, thermisch und strahlenchemisch härtbare Harzkomponente (B) im Verhältnis 1 : 3 in Schmelze bei 90°C entsprechend Beispiel 1 homogenisiert. Zu dieser Masse werden nacheinander Zusatz-, Hilfsstoffe und Katalysatoren zugegeben. In der Harzkomponente (B) sind insgesamt 7 Ma.-% an chemisch gekoppeltem Perfluoroctansäureamid enthalten.
Die homogenisierte Masse wird durch Einbringen in flüssigen Stickstoff abgeschreckt, in einer Labormahlanlage mit Sichtereinrichtung unter Kühlung zerkleinert und das Pulver bei 30°C im Vakuum getrocknet.
Das so hergestellte Pulver wird auf eine Epoxidgruppen enthaltende geprimerte Substratoberfläche elektrostatisch aufgetragen und für die thermische Verfilmung, Teilvernetzung und die Kopplung auf 120°C/5 Minuten aufgeheizt. Anschließend wird die Substratoberfläche strahlenchemisch mit einer Strahlendosis von 15 kGy vernetzt. Kontaktwinkelmessungen mit Wasser an der Substratoberfläche ergaben Fortschreitwinkel von 125 bis 130°. Untersuchungen von Gitterschnitten belegen eine gute Haftung.
Beispiel 4
Ein perfluoralkylgruppenhaltiges Beschichtungsmittel mit einer Zusammensetzung nach Beispiel 2, in der die Harzkomponente (B) strahlenchemisch härtbare Gruppen enthält, wird als Dispersion in Wasser auf eine Epoxidgruppen enthaltende geprimerte Substratoberfläche aufgetragen. Für die thermische Verfilmung und Kopplung wird das Substrat auf 120°C/20 Minuten aufgeheizt.
Anschließend wird die Substratoberfläche mit einer Strahlendosis von 11 kGy bestrahlt. Kontaktwinkelmessungen mit Wasser an der Substratoberfläche ergaben einen Fortschreitwinkel von 125°. Untersuchungen von Gitterschnitten belegen eine gute Haftung.
Beispiel 5
In einem Laborkneter werden die perfluoralkylgruppenhaltige Härterkomponente (Aa) und Härterkomponente (Ab) [im Verhältnis von 2 : 1, beide bestehend aus einem Polyepoxid; Aa und Ab = 25.0 Ma.%] und die perfluoralkylgruppenhaltige photovernetzbare Harzkomponente (B) [hydroxylterminierter Polyester mit Methacrylatgruppen, 75,0 Ma.-%] in Schmelze bei 90°C homogenisiert. Insgesamt sind 14 Ma.-% an chemisch gekoppeltem Perfluoroctansäureamid enthalten. Zu dieser Masse werden nacheinander ein Fließhilfsmittel (Acronal 4F) 0,6 Ma.-% sowie Katalysator (2-Methylimidazol, 0,5 Ma.-%) und 2,0 Ma.-% Benzophenon als Photovernetzer zugegeben.
Das Beschichtungsmittel wird als wässrige Dispersion auf eine Epoxidgruppen enthaltende geprimerte Substratoberfläche aufgetragen. Für die thermische Verfilmung, Teilvernetzung und die Kopplung wird die Substratoberfläche auf 130°C/20 Minuten aufgeheizt. Anschließend wird die Substratoberfläche durch UV- Bestrahlung (photochemische Vernetzung, 3 Minuten) vernetzt. Kontaktwinkelmessungen mit Wasser an der Substratoberfläche ergaben einen Fortschreitwinkel von 130-140°. Untersuchungen von Gitterschnitten belegen eine gute Haftung.

Claims (40)

1. Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten, bestehend aus einer vernetzten Schicht aus perfluoralkylgruppenhaltigen Beschichtungsmitteln, die aus einer oder mehreren Härterkomponenten (A) und einer oder mehreren Harzkomponenten (B) bestehen, wobei mindestens eine dieser Komponenten (A) und/oder (B) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe aufweist, und weitere Additive und Katalysatoren vorhanden sein können, und wobei eine Kopplung zwischen der vernetzten Schicht und dem Oberflächenbereich des Substrates ausgebildet ist.
2. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Härterkomponente (A) eine (Poly-)Epoxy- und/oder blockierte (Poly-)Isocyanat- und/oder (Poly- )Uretdionverbindung ist, die (A1) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe und/oder (A2) die keine Perfluoralkylgruppen aufweist.
3. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Härterkomponente (A) eine (Poly-)Epoxy- und/oder blockierte (Poly-)Isocyanat- und/oder (Poly- )Uretdionverbindung ist und niedermolekulare und/oder oligomere und/oder polymere Photoinitiatoren besitzt, wobei die Verbindung (A3) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe und/oder (A4) keine Perfluoralkylgruppen aufweist.
4. Beschichtungen nach Anspruch 3, bei denen die Härterkomponente (A) olefinisch ungesättigte Gruppen aufweist.
5. Beschichtungen nach Anspruch 4, bei denen die olefinisch ungesättigten Gruppen (Meth-)Acrylate sind.
6. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Härterkomponente (A) ein niedermolekularer und/oder oligomerer und/oder polymerer Photoinitiator mit funktionellen Gruppen ist, der (A5) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe und/oder (A6) keine Perfluoralkylgruppen aufweist.
7. Beschichtungen nach Anspruch 6, bei denen die Härterkomponente (A) olefinisch ungesättigte Gruppen aufweist.
8. Beschichtungen nach Anspruch 7, bei denen die olefinisch ungesättigten Gruppen (Meth-)Acrylate sind.
9. Beschichtungen nach Anspruch 6, bei denen die funktionellen Gruppen der Härterkomponente (A) Epoxy- und/oder blockierte Isocyanat- und/oder Uretdiongruppen oder Amino- und/oder Hydroxy- oder Carbonsäuregruppen sind.
10. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Harzkomponente (B) ein Polyester und/oder Polyurethan und/oder Poly-(meth-)acrylat jeweils mit funktionellen Gruppen ist, die (B1) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe und/oder die (B2) keine Perfluoralkylgruppen aufweist.
11. Beschichtungen nach Anspruch 10, bei denen die funktionellen Gruppen der Harzkomponente (B) Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen sind.
12. Beschichtungen nach Anspruch 10, bei denen die Harzkomponente (B) funktionelle Gruppen und olefinisch ungesättigte Gruppen aufweist.
13. Beschichtungen nach Anspruch 12, bei denen die olefinisch ungesättigten Gruppen der Harzkomponente (B) (Meth-)Acrylate sind.
14. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Harzkomponente (B) Polymere mit olefinisch ungesättigten Gruppen und weiteren funktionellen Gruppen sind, die (B3) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe und/oder (B4) keine Perfluoralkylgruppen aufweist.
15. Beschichtungen nach Anspruch 14, bei denen die olefinisch ungesättigten Gruppen der Harzkomponente (B) Poly-(meth-)acrylate sind.
16. Beschichtungen nach Anspruch 14, bei denen die funktionellen Gruppen der Harzkomponente (B) Amino- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäuregruppen sind.
17. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Beschichtungsmittel 0,1 bis 70 Ma.-% an chemisch gekoppelten, seitenständigen und/oder endständigen Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe aufweisen.
18. Beschichtungen nach Anspruch 15, bei denen die Beschichtungsmittel 1 bis 30 Ma.-% an chemisch gekoppelten, seitenständigen und/oder endständigen Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe aufweisen.
19. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Bindung der chemisch gekoppelten, seitenständigen und/oder endständigen Perfluoralkylgruppen mit mindestens einer Trifluormethylendgruppe mit der Härterkomponente (A) und/oder der Harzkomponente (B) über eine oder mehrere Spacerketten mit einer Kettenlänge von 1-60 C-Atomen erfolgt.
20. Beschichtungen nach Anspruch 19, bei denen die unverzweigten und/oder verzweigten Spacerketten funktionelle Gruppen aufweisen.
21. Beschichtungen nach Anspruch 20, bei denen die funktionellen Gruppen der Spacerketten Ether- und/oder Carbonsäureester- und/oder Carbonsäureamid- und/oder Sulfonsäureamid- und/oder Imid- und/oder Urethan- und/oder Harnstoff- und/oder Keto- und/oder Sulfid- und/oder Sulfongruppen sind.
22. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Perfluoralkylgruppe eine Kettenlänge von 2 bis 25 C-Atomen aufweist.
23. Beschichtungen nach Anspruch 19, bei denen die Perfluoralkylgruppe über eine funktionelle Gruppe und/oder über eine funktionalisierte Alkylenkette und/oder über eine Arylenkette und/oder über eine Alkylenarylenkette und/oder über eine Alkylenarylenalkylenkette und/oder über eine Arylenalkylenkette und/oder über eine Arylenalkylenarylenkette an die Härterkomponente (A) und/oder die Harzkomponente (B) chemisch gekoppelt ist.
24. Beschichtungen nach Anspruch 23, bei denen die funktionellen Gruppen Ether- und/oder Ester- und/oder Urethan- und/oder Harnstoff- und/oder Carbonsäureamid- und/oder Imid- und/oder Sulfonsäureamid- und/oder Sulfongruppen oder C-C-Einfach- oder Doppelbindungen sind.
25. Beschichtungen nach Anspruch 23, bei denen die funktionalisierten, unverzweigten und/oder verzweigten Ketten cycloaliphatische und/oder heterocyclische Einheiten aufweisen.
26. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen bekannte Hilfs- und Zusatzstoffe in bekannten Mengen zugesetzt sind.
27. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Kopplung zwischen der vernetzten Schicht und dem Substratoberflächenbereich über kovalente Bindung erfolgt.
28. Beschichtungen nach Anspruch 27, bei denen die Kopplung zwischen der vernetzten Schicht und dem Substratoberflächenbereich zusätzlich über nicht­ kovalente Bindungen in Form von ionischen/elektrostatischen und/oder von-der- Waals-Bindungen erfolgt.
29. Beschichtungen nach Anspruch 1, bei denen die Substratoberfläche reaktive funktionelle Gruppen aufweist.
30. Beschichtungen nach Anspruch 29, bei denen die reaktiven funktionellen Gruppen an der Substratoberfläche Hydroxygruppen und/oder Aminogruppen sind.
31. Beschichtungen nach Anspruch 29, bei denen die reaktiven funktionellen Gruppen an der Substratoberfläche freie oder blockierte Isocyanatgruppen und/oder Epoxygruppen und/oder Uretdiongruppen und/oder Allophanatgruppen sind.
32. Beschichtungen nach Anspruch 29, bei denen die reaktiven funktionellen Gruppen an der Substratoberfläche Carbonsäureestergruppen und/oder Carbonsäuregruppen und/oder photochemisch reaktive Ketogruppen und/oder (Meth-)Acrylatgruppen sind.
33. Verfahren zur Herstellung von hydrophoben permanenten Beschichtungen auf Substraten nach einem der Ansprüche 1 bis 32, bei dem perfluoralkylgruppenhaltige Beschichtungsmittel, die bekannte Additive und Katalysatoren enthalten können, als Schmelze, Pulver, Dispersion oder Lösung auf eine Oberfläche aufgebracht werden, unter Energiezufuhr eine Verfilmung mit oder ohne einer Teilvernetzung der Schichtbestandteile und mindestens einer Teilkopplung der Schicht mit dem Oberflächenbereich des Substrates in einer oder mehreren Stufen und anschließend wiederum unter Energiezufuhr die vollständige Vernetzung der Schicht durchgeführt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die Verfilmung thermisch und die Teilvernetzung thermisch unkatalysiert und/oder katalysiert und/oder strahlenchemisch und/oder photochemisch durchgeführt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem eine thermisch katalysierte und/oder unkatalysierte Vernetzung durchgeführt wird.
36. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem eine thermisch katalysierte und/oder unkatalysierte Teilvernetzung und eine photochemische und/oder strahlenchemische vollständige Vernetzung durchgeführt wird.
37. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem eine photochemische und/oder strahlenchemische Vernetzung durchgeführt wird.
38. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem als perfluoralkylgruppenhaltige Beschichtungsmittel mindestens eine Härterkomponente (A) und mindestens eine Harzkomponente (B) eingesetzt werden, wobei wenigstens eine dieser Komponenten (A) und/oder (B) chemisch gekoppelte, seitenständige und/oder endständige Perfluoralkylgruppen mit jeweils mindestens einer Trifluormethylendgruppe aufweist.
39. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die Energiezufuhr durch Temperaturerhöhung realisiert wird.
40. Verfahren nach Anspruch 33, bei der in der Stufe der Verfilmung und Teilvernetzung und Teilkopplung das beschichtete Substrat auf eine Temperatur bis 150°C aufgeheizt, nach einer Lagerung oder sofort anschließend zur vollständigen Vernetzung weiter auf die Vernetzungstemperatur aufgeheizt wird.
DE2001120989 2001-04-25 2001-04-25 Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung Ceased DE10120989A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001120989 DE10120989A1 (de) 2001-04-25 2001-04-25 Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung
AU2002302343A AU2002302343A1 (en) 2001-04-25 2002-04-19 Hydrophobic permanent coatings on substrates and methods for production thereof
EP02729876A EP1397451A2 (de) 2001-04-25 2002-04-19 Hydrophobe permanente beschichtungen auf substraten und verfahren zu ihrer herstellung
US10/475,516 US7141276B2 (en) 2001-04-25 2002-04-19 Hydrophobic permanent coatings on substrates and methods for production thereof
PCT/DE2002/001494 WO2002087784A2 (de) 2001-04-25 2002-04-19 Hydrophobe permanente beschichtungen auf substraten und verfahren zuihrer herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001120989 DE10120989A1 (de) 2001-04-25 2001-04-25 Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10120989A1 true DE10120989A1 (de) 2002-11-07

Family

ID=7683142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001120989 Ceased DE10120989A1 (de) 2001-04-25 2001-04-25 Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7141276B2 (de)
EP (1) EP1397451A2 (de)
AU (1) AU2002302343A1 (de)
DE (1) DE10120989A1 (de)
WO (1) WO2002087784A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1800081B1 (de) * 2004-09-30 2016-04-13 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager und verfahren zur kühlung von ladeluft

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10332152A1 (de) * 2003-07-15 2005-02-03 Degussa Ag (Poly-)Uretdione mit chemisch gekoppelten Perfluoralkylverbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102004017005A1 (de) * 2004-04-02 2005-10-20 Bayer Materialscience Ag Abspalterfreier Polyurethan-Pulverlack mit niedriger Einbrenntemperatur
US20100004373A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Jingxu Zhu Compositions and processes for producing durable hydrophobic and/or olephobic surfaces
EP2346678B1 (de) 2008-10-07 2017-10-04 Ross Technology Corporation Auslaufresistente oberflächen mit wasser- und ölabweisenden rändern
DE102009001145A1 (de) * 2009-02-25 2010-09-09 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Verfahren zur Aushärtung und Oberflächenfunktionalisierung von Formteilen
EP2547832A4 (de) 2010-03-15 2016-03-16 Ross Technology Corp Stössel und verfahren zur herstellung hydrophober oberflächen
CN103476898A (zh) 2011-02-21 2013-12-25 罗斯科技公司 具有低voc粘合剂体系的超疏水性和疏油性涂层
EP2791255B1 (de) 2011-12-15 2017-11-01 Ross Technology Corporation Zusammensetzung und beschichtung für superhydrophobe leistung
CA2878189C (en) 2012-06-25 2021-07-13 Ross Technology Corporation Elastomeric coatings having hydrophobic and/or oleophobic properties
CN108822722B (zh) * 2018-07-29 2020-03-06 湖南科技大学 一种基于荷叶仿生的疏水性聚氨酯海洋防污涂层材料及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3939341A1 (de) * 1989-11-29 1991-06-06 Bayer Ag Hydrophobierungs- und oleophobierungsmittel
DE4040127A1 (de) * 1990-12-15 1992-06-17 Hoechst Ag Fluorhaltiger pulverlack
DE3850556T2 (de) * 1987-11-26 1994-11-24 Daikin Ind Ltd Fluorkautschuk enthaltende Pulverbeschichtungszusammensetzung.
JPH09263711A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Sumitomo Chem Co Ltd 耐候性、撥水性に優れた塗膜を与える粉体塗料およびその塗装物
WO1997036951A1 (en) * 1996-04-02 1997-10-09 W.L. Gore & Associates, Inc. Water and oil repellent polyurethane film
DE19731352A1 (de) * 1996-08-28 1998-03-05 Alfred Krueger Beschichtungsmittel auf der Basis von mit Aminoplasten vernetzbaren Bindemitteln und Fluor enthaltenden Aminoplasten sowie deren Verwendung
DE19901118A1 (de) * 1998-02-25 1999-08-26 Krueger Bei Raumtemperatur feste, modifizierte cycloaliphatische Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1113643A (en) 1976-12-23 1981-12-01 The Dow Chemical Company Method of water-solubilizing high performance polyether epoxide resins, the solubilized resins and thermoset, hydrophobic coatings derived therefrom
US4164487A (en) 1976-12-23 1979-08-14 The Dow Chemical Company Water-thinnable mixtures of base-neutralized products of reaction of H3 PO4 with polyether epoxides and with other type epoxides
US4289812A (en) 1977-11-21 1981-09-15 The Dow Chemical Company Method of water-solubilizing high performance polyether epoxide resins, the solubilized resins and thermoset, hydrophobic coatings derived therefrom
IT1199770B (it) * 1986-12-16 1988-12-30 Ausimont Spa Resine epossidiche ottenute mediante coreticolazione di prepolimeri epossidici fluorurati e prepolimeri epossidici non fluorurati
DE69333755T2 (de) 1993-03-26 2006-03-30 W.L. Gore & Associates, Inc., Newark Verwendung eines beschichteten Polytetrafluorethylengegenstandes für Kleidung
US5460872A (en) 1993-03-26 1995-10-24 W. L. Gore & Associates, Inc. Process for coating microporous substrates and products therefrom
US5539072A (en) 1993-03-26 1996-07-23 W. L. Gore & Associates, Inc. Fabric laminates
US5548019A (en) 1994-01-07 1996-08-20 Asahi Glass Company Ltd Composition for an aqueous coating material
US5674951A (en) 1994-05-20 1997-10-07 Gencorp Inc. Abrasion-resistant and low friction coating compositions
US5446118A (en) 1994-08-11 1995-08-29 W. L. Gore & Associates, Inc. Fluorinated acrylic monomers containing urethane groups and their polymers
US5859126A (en) 1995-09-18 1999-01-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coatings containing fluorinated esters
US6156389A (en) 1997-02-03 2000-12-05 Cytonix Corporation Hydrophobic coating compositions, articles coated with said compositions, and processes for manufacturing same
US5853894A (en) 1997-02-03 1998-12-29 Cytonix Corporation Laboratory vessel having hydrophobic coating and process for manufacturing same
US6001923A (en) 1997-03-27 1999-12-14 Pilkington Aerospace Inc. Transparent fluorinated polyurethane coating compositions and methods of use thereof
BR9808776A (pt) 1997-05-14 2000-09-05 Minnesota Mining & Mfg Processo de tratamento de um substrato, composição fluoroquìmica, uso da mesma, substrato, monÈmero, e, composição de monÈmero
DE19823609A1 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 Inst Polymerforschung Dresden Compounds aus Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) und Mischungen dieser Compounds mit weiteren Polymersubstanzen, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3850556T2 (de) * 1987-11-26 1994-11-24 Daikin Ind Ltd Fluorkautschuk enthaltende Pulverbeschichtungszusammensetzung.
DE3939341A1 (de) * 1989-11-29 1991-06-06 Bayer Ag Hydrophobierungs- und oleophobierungsmittel
DE4040127A1 (de) * 1990-12-15 1992-06-17 Hoechst Ag Fluorhaltiger pulverlack
JPH09263711A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Sumitomo Chem Co Ltd 耐候性、撥水性に優れた塗膜を与える粉体塗料およびその塗装物
WO1997036951A1 (en) * 1996-04-02 1997-10-09 W.L. Gore & Associates, Inc. Water and oil repellent polyurethane film
DE19731352A1 (de) * 1996-08-28 1998-03-05 Alfred Krueger Beschichtungsmittel auf der Basis von mit Aminoplasten vernetzbaren Bindemitteln und Fluor enthaltenden Aminoplasten sowie deren Verwendung
DE19901118A1 (de) * 1998-02-25 1999-08-26 Krueger Bei Raumtemperatur feste, modifizierte cycloaliphatische Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1800081B1 (de) * 2004-09-30 2016-04-13 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager und verfahren zur kühlung von ladeluft

Also Published As

Publication number Publication date
US7141276B2 (en) 2006-11-28
WO2002087784A3 (de) 2003-01-03
WO2002087784A2 (de) 2002-11-07
US20040126589A1 (en) 2004-07-01
EP1397451A2 (de) 2004-03-17
AU2002302343A1 (en) 2002-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0234361B1 (de) Dispersionen von vernetzten Polymermikroteilchen in wässrigen Medien, Verfahren zur Herstellung dieser Dispersionen und Beschichtungszusammensetzungen, die diese Dispersionen enthalten
EP0639594B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen Überzugsmitteln, die Überzugsmittel und deren Verwendung
DE19818312A1 (de) Wäßriges Beschichtungssytem aus UV-härtenden Isocyanatgruppen aufweisenden Urethan(meth)acrylatisocyanaten
EP0523610A1 (de) Wässriges Überzugsmittel und dessen Verwendung
DE10120989A1 (de) Hydrophobe permanente Beschichtungen auf Substraten und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0978549B2 (de) Wasserverdünnbare Bindemittel für &#34;Soft-Feel&#34;-Lacke
EP2313210B1 (de) Zweischicht-beschichtungssysteme mit verbesserter zwischenhaftung
EP3371240B1 (de) Wässrige basislacke enthaltend vernetzte polyurethan-bindemittel sowie eine spezielle lösemittelzusammensetzung
DE2364736A1 (de) Mit vernetzem waermehaertendem acryllack beschichtetes biegsames kautschukerzeugnis auf kohlenwasserstoffbasis
EP2678365B1 (de) Verfahren zur herstellung einer farb- und/oder effektgebenden mehrschichtigen lackierung
WO2003068703A1 (de) Wässrige dispersionen, aufgebaut aus polycarbodiimiden
EP0632076A2 (de) Verfahren zur Mehrschichtlackierung
DE60019185T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen
DE4116312A1 (de) Polyolefinartige ueberzugsharzzusammensetzungen
EP1248810B1 (de) Wässrige elektrotauchlacke, deren herstellung und verwendung
EP2678363B1 (de) Verfahren zur herstellung einer farb- und/oder effektgebenden mehrschichtigen lackierung
EP0587061B1 (de) Wässriges Überzugsmittel und wässrige Emulsion, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE10238349B4 (de) Polyurethan-Mikrogel
EP0797633A1 (de) Wässrige überzugsmittel und deren verwendung bei verfahren zur einschicht- und mehrschichtlackierung
DE4338265C1 (de) Verfahren zur Beschichtung im Coil Coating Verfahren unter Verwendung von Überzugsmitteln auf der Basis organischer Lösemittel
EP0813552A1 (de) Modifiziertes acrylcopolymerisat
EP0691356A1 (de) Einkomponentige wässrige Beschichtungssysteme enthaltend eine reaktive Additiv-Komponente
EP0376954A1 (de) Verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen, schützenden und/oder dekorativen überzugs und wasserverdünnbare beschichtungszusammensetzungen
DE2527430A1 (de) Pulverfoermiges beschichtungsmaterial und verfahren zu dessen herstellung
DE3915622C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LEIBNIZ-INSTITUT FUER POLYMERFORSCHUNG DRESDEN E.V.

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20130222