DE102007058712A1 - Modular, solvent-free, water-based sol-gel system with predeterminable properties for use e.g. as anti-corrosion primer, contains at least 4 matched compounds, at least one being a base component - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der Erfindung:Field of the invention:
Die Erfindung betrifft ein modulares VOC-freies, wasserbasiertes Sol-Gel-System, ein Verfahren zur Herstellung eines anwendungsspezifischen Sol-Gel-Systems sowie eine Auswertevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Verfahren zum Einstellen der Eigenschaften eines solchen Sol-Gel-Systems.The The invention relates to a modular VOC-free, water-based sol-gel system, a process for the preparation of an application-specific sol-gel system and an evaluation device for carrying out the method and a method for adjusting the properties of such a sol-gel system.
Hintergrund der Erfindung:Background of the invention:
Es ist bekannt, aus einem Alkoxysilan durch Hydrolyse und Kondensation ein Sol und durch weitere Kondensation ein Gel gebildet werden kann. Bei vollständiger Vernetzung des Gels entsteht eine Beschichtung. Im ersten Schritt werden durch Hydrolyse aus Alkoxysilanen Silanole gebildet. Als weiteres Hydrolyseprodukt entsteht korrespondierender Alkohol, insbesondere Ethanol oder Methanol. Da Silanole sehr reaktiv sind, reagieren diese mit OH-Funktionen von Oberflächen, beispielsweise von Metalloberflächen, z. B. Aluminium- oder Eisenoberflächen. Sofern keine geeigneten Oberflächen zur Verfügung stehen, kondensieren die Silanole zu Siloxanen. Durch fortschreitende Hydrolyse und Kondensation bilden sich polymere Strukturen und es kommt zur Ausbildung von Solen. Letztere sind jedoch nicht über längere Zeit lagerstabil. Durch weitere Kondensation der Solpartikel untereinander wird der Gelzustand erreicht.It is known from an alkoxysilane by hydrolysis and condensation a sol and a gel can be formed by further condensation. Upon complete crosslinking of the gel, a coating is formed. In the first step, silanols are prepared by hydrolysis from alkoxysilanes educated. As a further hydrolysis product is formed corresponding Alcohol, especially ethanol or methanol. Because silanols are very reactive are, these react with OH functions of surfaces, for example, metal surfaces, for. Eg aluminum or iron surfaces. Unless suitable surfaces are available, the silanols condense to siloxanes. By progressive hydrolysis and condensation form polymers Structures and it comes to the formation of sols. The latter are but not for a long time storage stable. By further condensation of the sol particles with one another becomes the gel state reached.
Die Applikation des Sol-Gel-Systems auf einem Substrat wird üblicherweise im flüssigen Zustand als Sol vorgenommen. Durch weitere Kondensation erhärtet die Beschichtung auf dem Substrat, so dass zunächst der Gelzustand erreicht wird. Durch möglichst vollständige Kondensation der restlichen Silanolgruppen entsteht die endgültige Ausbildung der Beschichtung. Üblicherweise wird diese thermisch durchgeführt, wobei bei rein anorganischen keramischen Systemen sehr hohe Temperaturen im Bereich von 400°C und höher hierfür erforderlich sind.The Application of the sol-gel system to a substrate usually becomes made in the liquid state as a sol. By more Condensation hardens the coating on the substrate, so that first the gel state is reached. By as possible complete condensation of the remaining silanol groups creates the final formation of the coating. Usually this is carried out thermally, with purely inorganic ceramic Systems very high temperatures in the range of 400 ° C and higher are required for this.
Herkömmliche
Sol-Gel-Systeme zeigen einen hohen VOC-Gehalt, was auf die Verwendung von
Lösungsmitteln und die Bildung von Hydrolysealkohol zurückzuführen
ist. Außer dem Problem, dass diese Systeme Lösungsmittel
enthalten, sind sie auch nicht lange lagerstabil, sondern müssen
innerhalb weniger Stunden appliziert werden. Wie in den europäischen
Patenten
Es wurde ferner herausgefunden, dass auf das Hydrolyseverhalten der Alkoxygruppen von Silanen verschiedene Faktoren einen Einfluss haben. Dies sind der pH-Wert, die Konzentration, der verwendete Katalysator, die Temperatur, bei der die Hydrolyse stattfindet, das verwendete Lösungsmittel, die organofunktionelle Gruppe sowie die alkoxyfunktionelle Gruppe. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es schwierig ist, lagerstabile wasserbasierte Sol-Gel-Systeme herzustellen, da –OH-Katalyse zu einer schnellen Gelierung und damit zu einem vernetzten System führt, wohingegen eine H+-Katalyse zu einer langsamen Gelierung und einem linearen System führt.It has also been found that various factors influence the hydrolysis behavior of the alkoxy groups of silanes. These are the pH, the concentration, the catalyst used, the temperature at which the hydrolysis takes place, the solvent used, the organofunctional group and the alkoxy-functional group. However, it has been found that it is difficult to prepare storage-stable water-based sol-gel systems because - OH catalysis leads to rapid gelation and thus to a crosslinked system, whereas H + catalysis leads to slow gelation and linear System leads.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Sol-Gel-System eine größere Flexibilität bei der Formulierung des anorganischen Beschichtungssystems zu schaffen, wobei die Sol-Gel-Systeme insbesondere lagerstabil, wasserbasiert und lösemittelfrei sein sollen.Of the The present invention is based on the object, in a sol-gel system greater flexibility in formulation of the inorganic coating system, the sol-gel systems especially stable on storage, water-based and solvent-free should be.
Zusammenfassung der Erfindung.Summary of the invention.
Die Aufgabe wird für ein modulares VOC-freies, wasserbasiertes Sol-Gel-System mit zumindest einer vorbestimmbaren Eigenschaft, dadurch gelöst, dass zumindest vier zur Kombination untereinander aufeinander abgestimmte lagerstabile, wasserbasierte, lösemittelfreie, anorganische, organische oder metallorganische Verbindungen als Komponenten zum Herstellen eines Mehrkomponenten-Sol-Gel-Systems enthalten, von denen zumindest eine eine Basiskomponente ist. Für ein Verfahren zur Herstellung eines anwendungsspezifischen Sol-Gel-Systems aus zumindest zwei Komponenten wird die Aufgabe durch die folgenden Schritten gelöst: Erfassen der vorgegebenen Anwendung des Sol-Gel-Systems, Vergleichen der vorgegebenen Anwendung mit vorbestimmten Daten, Selektieren von Komponenten aus den vorbestimmten Daten, Selektieren der Anzahl an Komponenten aus den vorbestimmten Daten, Selektieren der Mengenverhältnisse der zumindest zwei Komponenten anhand der vorbestimmten Daten, getrenntes Bereitstellen der Komponenten nach den vorbestimmten Selektionen. Für ein Verfahren zum Einstellen der Eigenschaften eines Sol-Gel-Systems, basierend auf dem modularen System wird die Aufgabe durch folgende Schritte gelöst: Vorgeben zumindest einer Eigenschaft des herzustellenden Sol-Gel-Systems, Selektieren von Komponenten des Sol-Gel-Systems aus vorbestimmten Daten nach Menge, Anzahl und Art der Komponenten des modularen Systems, wobei eine Korrelation mit der vorgegebenen Eigenschaft durchgeführt wird. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for a modular VOC-free, water-based sol-gel system having at least one predeterminable property, characterized in that at least four for storage with each other matched storage stable, water-based, solvent-free, inorganic, organic or organometallic compounds as components for producing a Contain multi-component sol-gel system, of which at least one is a basic component. For a method for producing an application-specific sol-gel system from at least two components, the object is achieved by the following steps: detecting the predetermined application of the sol-gel system, comparing the predetermined application with predetermined data, selecting components from the predetermined ones Data, selecting the number of components from the predetermined data, selecting the proportions of the at least two components based on the predetermined data, providing the components separately according to the predetermined selections. For a method of adjusting the properties of a sol-gel system based on the modular system, the object is achieved by the following steps solves: specifying at least one property of the sol-gel system to be prepared, selecting components of the sol-gel system from predetermined data according to quantity, number and type of components of the modular system, wherein a correlation is performed with the predetermined property. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:Detailed description of the invention:
Dadurch wird ein Verfahren zum Herstellen eines anwendungsspezifischen Sol-Gel-Systems geschaffen, bei dem mögliche Anwendungen des Sol-Gel-Systems in einer Speichereinheit gespeichert werden können. Bei einem konkreten Anwendungsfall kann ein Verwender auf diese gespeicherten Anwendungen zugreifen. Er erfasst zunächst, welche Anwendung in dem konkreten Anwendungsfall erforderlich ist und gibt diese vor. Anschließend wird ein Vergleich der gewünschten Anwendung mit vorbestimmten Daten vorgenommen. In einer Vergleichereinheit wird dabei die gewünschte Anwendung mit gespeicherten Daten Anwendungen betreffend verglichen. Der Schritt des Erfassens der Anwendung kann dabei den Schritt des Erfassens eines bei der Anwendung des Sol-Gel-Systems erzielbaren Effekts und/oder eines bei der Anwendung des Sol-Gel-Systems erzielbaren Wirksamkeitsgrads umfassen, so dass auch diese Daten mit den gespeicherten entsprechenden Daten von der Vergleichereinheit verglichen werden. Zur Auswahl der Anwendung und/oder des Effekts und/oder des Wirksamkeitsgrads kann eine Auswahleinrichtung vorgesehen sein, so dass eine Auswahl von vorbestimmten Daten auf diese Weise einfach möglich ist.Thereby discloses a method for making an application-specific sol-gel system created in the possible applications of the sol-gel system can be stored in a memory unit. at In a specific application, a user can be saved to them Access applications. He first captures what application is required in the specific application and gives this in front. Subsequently, a comparison of the desired Application made with predetermined data. In a comparator unit will be the desired application with stored data Regarding applications. The step of capturing the Application may include the step of detecting one in the application the sol-gel system achievable effect and / or one in the application include solubility of the sol-gel system, so too this data with the stored corresponding data from the comparator unit be compared. To select the application and / or effect and / or the degree of effectiveness, a selection device may be provided be, so that a selection of predetermined data in this way is simply possible.
Der Schritt des Erfassens der Anwendung kann ferner den Schritt des Erfassens der Art und/oder des Materials der mit dem Sol-Gel-System zu versehenen Oberfläche umfassen, wobei die Oberfläche insbesondere aus Glas, Metall, insbesondere Aluminium, Stahl, Edelstahl, verzinktem Stahl, einem mineralischen Stoff, einem polaren Kunststoff, einem nachwachsenden Rohstoff, insbesondere Holz, einem auf einem nachwachsenden Rohstoff basierenden Material, insbesondere Textilmaterial, Papier, Glas sowie anderen vorbehandelten Materialien bestehen kann.Of the Step of detecting the application may further include the step of Detecting the type and / or material of using the sol-gel system too covered surface, wherein the surface in particular of glass, metal, in particular aluminum, steel, stainless steel, galvanized steel, a mineral substance, a polar plastic, a renewable raw material, especially wood, one on a renewable Raw material based material, in particular textile material, paper, Glass and other pre-treated materials.
Zur Selektion der erforderlichen Komponenten ist vorteilhaft zumindest eine Selektionseinheit zum Selektieren der in der Speichereinheit gespeicherten Komponenten vorgesehen. Ferner ist vorteilhaft zumindest eine Selektionseinheit zum Selektieren der Anzahl der selektierten Komponenten und/oder zum Selektieren der Mengenverhältnisse der selektierten Komponenten vorgesehen, wobei die Selektionseinheiten getrennt voneinander vorgesehen sein können oder als eine Einheit. Auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst wird die Anzahl an Komponenten, die der Basiskomponente beigefügt werden, ermittelt, ebenso die Mengenverhältnisse der Mischung der Basiskomponente mit der zumindest einen weiteren Komponente. Über zumindest eine Ausgabeeinheit können schließlich die selektierten Komponentendaten ausgegeben werden.to Selection of the required components is advantageous at least a selection unit for selecting those in the storage unit stored components provided. Furthermore, it is advantageous at least a selection unit for selecting the number of selected ones Components and / or for selecting the proportions of provided selected components, wherein the selection units may be provided separately from each other or as one Unit. The number is adapted to the respective application Components that are added to the base component, determined, as well as the proportions of the mixture of Basic component with the at least one further component. about at least one output unit can finally the selected component data is output.
Vorteilhaft sind miteinander kombinierbare Komponenten vorgekennzeichnet, insbesondere durch Setzen von Markern, in der Speichereinheit abgespeichert. Dadurch kann die Selektionseinheit nur auf miteinander problemlos kombinierbare Komponenten zugreifen.Advantageous are combinable with each other components, in particular by Set markers, stored in the memory unit. Thereby the selection unit can only be easily combined with each other Access components.
Die Komponenten können aus einer oder mehreren Substanzen bestehen. Die Komponenten können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, um die gewünschte Anwendung zu realisieren. Insbesondere kann zumindest eine Komponente zum Einstellen der Konzentration und/oder zumindest eine Komponente zum Einstellen der Acidität und/oder zumindest eine Komponente zum Einstellen der Alkalinität und/oder zumindest eine Komponente zum Einstellen der Hydrophobie und/oder zumindest eine Komponente zum Einstellen der Oleophobie und/oder zumindest eine Komponente zum Einstellen der Hydrophilie vorgesehen sein. Hierdurch lassen sich unterschiedlichste Anwendungen abdecken. Beispielsweise bei dem Aufbringen von Beschichtungen auf Stahl ist die Optimierung des pH-Werts durch Vorsehen zumindest einer Komponente des Sol-Gel-Systems in Form eines Neutralisierungsmittels, wobei bei Stahl sich die Verwendung von neutralen oder leicht basischen Formulierungen besonders eignet. Eine hydrophobisierende Komponente wird vorteilhaft dann eingesetzt, wenn die Beschichtung an Stellen eines Substrats aufgetragen wird, die starker UV-Einstrahlung bzw. der Witterung ausgesetzt sind. Insbesondere durch Einführen funktioneller organischer Reste in das Sol-Gel-System, die über Si-C-Bindungen direkt an das Siliziumatom gebunden werden, kann eine Senkung der Aushärttemperatur, Flexibilität, Oberflächenhydrophobie und Oleophobie erzielt werden. In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung können die einzelnen Komponenten in unterschiedlichen Mengen der Basiskomponente beigegeben werden, um den gewünschten Effekt bzw. die gewünschte Eigenschaft der Beschichtung zu erzielen.The Components can consist of one or more substances. The components may have different properties in order to to realize the desired application. In particular, can at least one component for adjusting the concentration and / or at least one acidity adjusting component and / or at least one alkalinity adjusting component and / or at least one component for adjusting the hydrophobicity and / or at least one component for adjusting the oleophobicity and / or at least one component for adjusting the hydrophilicity be provided. This can cover a wide variety of applications. For example, in the application of coatings on steel the optimization of the pH by providing at least one component the sol-gel system in the form of a neutralizing agent, wherein For steel, the use of neutral or slightly basic Particularly suitable formulations. A hydrophobizing component is advantageously used when the coating in places a substrate is applied, the strong UV radiation or are exposed to the weather. In particular, by introducing functional organic residues in the sol-gel system, over Si-C bonds can be bonded directly to the silicon atom a lowering of the curing temperature, flexibility, Surface hydrophobicity and oleophobicity can be achieved. In Depending on the particular application the individual components in different amounts of the basic component be added to the desired effect or the desired Property of the coating.
Die Komponenten können ferner in unterschiedlichen Konzentrationen verwendet werden, wobei die Selektionseinheit diese ebenfalls geeignet auswählt. Insbesondere werden Konzentrationen von 1 bis 99 Gew.-% verwendet, bevorzugt 10 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 50 Gew.-%.The Components can also be in different concentrations can be used, the selection unit also selects this suitably. In particular, concentrations of 1 to 99% by weight are used, preferably 10 to 90 wt .-%, particularly preferably 15 to 50 wt .-%.
Auch der pH-Wert kann durch die Selektionseinheit ausgewählt werden. Hier werden insbesondere pH-Werte zwischen 4 und 10 des Sol-Gel-Systems eingestellt.The pH can also be selected by the selection unit. Here are in particular re adjusted pH values between 4 and 10 of the sol-gel system.
Das durch das Verfahren bzw. mittels der Vorrichtung hergestellte Mehrkomponenten-Sol-Gel-System wird nachfolgend zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Zusammensetzung verwendet.The by the method or by means of the device produced multi-component sol-gel system is subsequently used to prepare a ready-to-use composition used.
Als Anwendungen können in der Speichereinheit beispielsweise die Behandlung von Füllstoffen, die Verwendung des Sol-Gel-Systems als Bindemittel oder auch als Haftvermittler oder andere Anwendungen vorgegeben werden.When Applications can be in the storage unit, for example the treatment of fillers, the use of the sol-gel system as a binder or as a primer or other applications be specified.
Die einzelnen Schritte des Verfahrens können automatisch, insbesondere computergestützt, oder ggf. teilautomatisch oder sogar manuell durchgeführt werden.The Individual steps of the procedure can be automatic, in particular computer-aided, or possibly semi-automatic or even be done manually.
Das modulare Sol-Gel-System besteht vorteilhaft aus unterschiedlichen multifunktionalen Sol-Gel-Systemen, so dass Beschichtungen, insbesondere anorganische Beschichtungen, mit anwendungs- oder kundenspezifischen Eigenschaften vorgesehen werden können. Das modulare Sol-Gel-System umfasst insbesondere eine Basiskomponente, eine Komponente als pH-Additiv, eine Komponente als Oleophobierungskomponente und eine Komponente als Hydophobierungskomponente. Das modulare Sol-Gel-System enthält vorteilhaft ein Basis-Sol-Gel-Bindemittel als Basiskomponente. Die Basiskomponente ist vorteilhaft ein unter einer vorgebbaren Temperatur härtendes Bindemittel für Sol-Gel- oder Hybrid-Beschichtungen. Vorzugsweise ist die Basiskomponente sauer eingestellt, wasserbasiert und im Wesentlichen lösemittelfrei, jedoch mit Wasser und/oder einem polaren Lösungsmittel verdünnbar. Sie kann hydrolysierte Epoxy- und Metallsäureester Funktionalitäten und SiO2-Nanoteilchen enthalten. Sie weist vorzugsweise eine Teilchengrößenverteilung von zumindest einem Feststoffbestandteil zwischen 40 und 400 nm auf. Die Basiskomponente wird vorzugsweise aus hydrolysierten und kondensierten Silanen und anorganischen Füllstoff-Nanoteilchen erhalten. Während eines speziellen Herstellungsverfahrens werden Lösungsmittelbestandteile vorteilhaft entfernt, so dass ein wasserbasiertes VOC-freies Sol-Gel-System entsteht. Die Basiskomponente kann ein Epoxysilan basiertes wässriges Bindemittel-System mit anorganischen Teilchen sein, wie es von der Firma Evonik Degussa GmbH unter der Bezeichnung Dynasylan® SIVO 110 angeboten wird. Das Bindemittel ist vorzugsweise ein thermisch härtendes Bindemittel mit einer Härttemperatur von etwa 200°C. Hierdurch wird bereits durch die Basiskomponente eine hohe Härte der Beschichtung auf einem zu beschichtenden Substrat sichergestellt.The modular sol-gel system advantageously consists of different multifunctional sol-gel systems, so that coatings, in particular inorganic coatings, can be provided with application or customer-specific properties. The modular sol-gel system comprises in particular a base component, a component as a pH additive, a component as an oleophobicizing component and a component as a hydrophobing component. The modular sol-gel system advantageously contains a base sol-gel binder as a base component. The base component is advantageously a below a predetermined temperature-curing binder for sol-gel or hybrid coatings. Preferably, the base component is acidified, water-based, and substantially solvent-free, but dilutable with water and / or a polar solvent. It may contain hydrolyzed epoxy and metal acid ester functionalities and SiO 2 nanoparticles. It preferably has a particle size distribution of at least one solid component between 40 and 400 nm. The base component is preferably obtained from hydrolyzed and condensed silanes and inorganic filler nanoparticles. During a specific manufacturing process, solvent constituents are advantageously removed to form a water-based VOC-free sol-gel system. The base component can be an epoxy silane-based aqueous binder system with inorganic particles, as offered by the company Evonik Degussa GmbH under the name Dynasylan ® SIVO 110th The binder is preferably a thermosetting binder having a curing temperature of about 200 ° C. As a result, a high hardness of the coating on a substrate to be coated is already ensured by the base component.
Der Basiskomponente können mehr als eine weitere Komponente zugefügt werden. Als Selektionseinheit kann man hier ebenfalls eine Auswahl einer solchen weiteren Komponente bzw. eines Zusatzes vornehmen. Insbesondere ist es möglich, mit Wasser verdünnbare Bindemittel und/oder Hilfsstoffe, z. B. Verlaufshilfsstoffe zuzufügen. Eine Kontrolleinheit kann für die Auswahl der Zusatzkomponente eine Überprüfung auf Unverträglichkeiten mit weiteren ausgewählten Komponenten vornehmen. Bei einigen Zusätzen könnte es ansonsten zu Ausfällungen kommen. Der pH-Wert des Bindemittels der Basiskomponente kann durch Zusatz einer Säure oder Base beispielsweise in den Bereich von 4 bis 9 eingestellt werden. Auch hier erfolgt vorteilhaft eine Überprüfung durch die Kontrolleinheit, inwieweit eine Verträglichkeit mit der oder den anderen ausgewählten Komponenten vorliegt, da es ansonsten insbesondere zu Ausflockungen oder Gelierung bei ungeeigneten Zusätzen kommen kann. Als saurer Zusatz eignet sich beispielsweise Phosphorsäure. Zur Neutralisierung und zum Einstellen basischer pH-Werte eignet sich z. B. eine speziell ausgewählte Aminkomponente. Die Zusätze werden Bestandteil des modularen Sol-Gel-Systems. Insbesondere der Neutralisierungszusatz ermöglicht das Bereitstellen einer lagerstabilen, neutralen bis leicht basischen Formulierung.Of the Base component can be more than one more component be added. As a selection unit you can also here a selection of such a further component or an additive make. In particular, it is possible to dilutable with water Binders and / or auxiliaries, eg. B. to add leveling aids. A control unit may check for the selection of the additional component on incompatibilities with other selected Make components. With some additions could otherwise precipitations occur. The pH of the binder the basic component can be prepared by adding an acid or base For example, be set in the range of 4 to 9. Also Here is advantageously a check by the control unit, to what extent a compatibility with the other component (s) selected, otherwise it will contribute to flocculation or gelation unsuitable additives can come. Suitable as an acid additive For example, phosphoric acid. For neutralization and for adjusting basic pH values is suitable for. B. a special selected amine component. The accessories will Part of the modular sol-gel system. In particular, the neutralization additive allows the provision of a storage stable, neutral to slightly basic formulation.
Das sich ergebende Sol-Gel-System weist eine sehr gute Haftfähigkeit auf einem Substrat, auf dem es als Beschichtung aufgebracht wird, auf, insbesondere auch für nachfolgende Beschichtungen, die hierüber aufgebracht werden. Ferner kann es eine Sperrwirkung gegenüber Wasser und Chloriden aufweisen und verbessert dadurch die Korrosionseigenschaften. Das System kann ferner eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Angriffen aufweisen, sehr temperaturstabil sein und wird vorzugsweise in einer geringen Filmdicke von insbesondere unter 5 μm auf einem Substrat aufgebracht. Das stabilisierte Sol weist insbesondere eine monomodale Teilchenverteilung auf, mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 80 nm.The resulting sol-gel system has a very good adhesion on a substrate on which it is applied as a coating, on, in particular for subsequent coatings, the be applied over it. Furthermore, it can be a barrier effect have and improved over water and chlorides thereby the corrosion properties. The system may further include a good resistance to chemical Have attacks, be very temperature stable and is preferably in a small film thickness of in particular less than 5 microns applied to a substrate. In particular, the stabilized sol has a monomodal particle distribution, with an average particle size of about 80 nm.
Das Sol-Gel-System wird zumeist durch Tauch- oder Sprühbeschichtung aufgetragen. Das erzeugte modulare Sol-Gel-System kann auch auf die zu beschichtende Oberfläche aufgerakelt werden. Mit dem erfindungsgemäßen modularen Sol-Gel-System können dabei Trockenschichtdicken von 0,2 bis 5 μm erzeugt werden, wobei 4 μm Nassschichtdicke etwa 1 μm Trockenschichtdicke entspricht. Grundsätzlich sind auch andere Schichtdicken möglich, wobei auch diese anwendungsspezifisch vorgegeben und durch die Auswerteeinheit berücksichtigt werden können. Die Applikationsmenge beträgt bei glatten Substraten etwa 5 g/m2. Wird das Sol durch Spritz- oder Sprühapplikation aufgebracht, wird dieses zumeist zuvor mit Wasser verdünnt. Nachfolgend erfolgt ein Härten bei Temperaturen zwischen 150 und 220°C. Trockenschichtdicken können beispielsweise bei 0,5 bis 10 μm liegen. Im Vergleich zu herkömmlichen organischen Beschichtungen weisen Sol-Gel-Beschichtungen bereits bei geringer Schichtdicke eine besondere Härte und Abriebbeständigkeit, eine Temperaturbeständigkeit und eine Lösungsmittel- und Säurebeständigkeit auf. Durch den hohen Anteil reaktiver Silanolfunktionen wird eine chemische Anbindung an Substratoberflächen und eine hohe Vernetzungsdichte unter Ausbilden zwei- und dreidimensionaler Siloxannetzwerke erreicht. Die funktionalisierten SiO2-Nanopartikel ordnen sich beim Aushärtungsprozess zu einer dicht gepackten Struktur und werden reaktiv in das Siloxannetzwerk eingebaut. Dadurch entsteht eine gewünschte hohe Härte und sehr gute Abriebbeständigkeit, hervorgerufen durch das Bindemittel der Basiskomponente. Trotz der geringen erzielbaren Schichtdicke wird zusätzlich eine hohe Flexibilität der Sol-Gel-Schicht bzw. der daraus nach dem Aushärten entstehenden Beschichtung erreicht.The sol-gel system is usually applied by dip or spray coating. The generated sol-gel modular system can also be doctored onto the surface to be coated. With the modular sol-gel system according to the invention, dry film thicknesses of 0.2 to 5 μm can be produced, with 4 μm wet film thickness corresponding to about 1 μm dry film thickness. In principle, other layer thicknesses are possible, and these can also be specified application-specific and taken into account by the evaluation unit. The application amount is about 5 g / m 2 for smooth substrates. If the sol is applied by spray or spray application, it is usually diluted with water beforehand. This is followed by curing at temperatures between 150 and 220 ° C. Dry film thicknesses can be, for example, 0.5 to 10 μm. Compared to conventional organic coatings, sol-gel coatings have a particular hardness and abrasion resistance, a temperature resistance and a solvent and acid resistance even at low layer thickness. Due to the high proportion of reactive silanol functions, a chemical bond to substrate surfaces and a high crosslink density is achieved by forming two- and three-dimensional siloxane networks. The functionalized SiO 2 nanoparticles form a tightly packed structure during the curing process and are reactively incorporated into the siloxane network. This results in a desired high hardness and very good abrasion resistance, caused by the binder of the base component. In spite of the low achievable layer thickness, a high degree of flexibility of the sol-gel layer or the coating resulting therefrom after curing is additionally achieved.
Das Sol-Gel-System kann insbesondere zur Vorbehandlung eines Substrats mit einer obersten Schicht aus einem anderen Material, z. B. aus Polyester verwendet werden. Ferner kann die aus dem Sol-Gel-System geschaffene Beschichtung als Primerschicht unter weiteren Beschichtungen verwendet werden, deren Haftung an der Oberfläche eines Substrats verbessert werden soll. Eine weitere Anwendung ist die als oberste Beschichtung auf Metallen oder Keramiken.The Sol-gel system can in particular for the pretreatment of a substrate with a topmost layer of another material, e.g. B. off Polyester can be used. Furthermore, those from the sol-gel system created coating as a primer layer under further coatings used, their adhesion to the surface of a substrate should be improved. Another application is the top one Coating on metals or ceramics.
Ein
Beispiel einer Basiskomponente kann eine Dichte bei 20°C
von etwa 1,14 g/cm3 nach
Durch
Verwendung des Bindemittels der Basiskomponente ist ein Trocknungsgrad
von 5 nach
Das für die genannte Basiskomponente verwendete Bindemittel kann mit Wasser abgemischt oder mit einem gängigen Lösemittel, wie Ethanol, Isopropanol, Butylglykol oder Methoxypropanol verdünnt werden.The binders used for said base component can be mixed with water or with a common solvent, such as ethanol, isopropanol, butyl glycol or methoxypropanol become.
Oleophobe Zusätze von wasserbasierten flouralkylfunktioellen oder alkylfunktionellen Sol-Gel-Systemen führen nach dem Aushärten der Beschichtung zu einem ausgeprägten Abperleffekt gegenüber Flüssigkeiten. Insbesondere besteht hierbei sogar eine Beständigkeit gegenüber Kochwasser. Eine Überprüfung dieser Kochwasserbeständigkeit erfolgt zumeist durch zweistündiges Beaufschlagen mit Kochwasser und Überprüfung de Randwinkels. Eine aus einem erfindungsgemäßen modularen Sol-Gel-System hergestellte Beschichtung zeigt beispielsweise einen sehr guten Randwinkel von etwas unter 100°, wohingegen Beschichtungen ohne einen oleophoben Zusatz einen statischen Randwinkel gegenüber Wasser von lediglich 38° zeigen.oleophobic Additions of water-based flouralkylfunctional or alkyl-functional sol-gel systems result after curing the coating compared to a pronounced beading effect Liquids. In particular, there is even one here Resistance to cooking water. A review This Kochwasserbeständigkeit is usually carried out by two hours Apply boiling water and check de Contact angle. One from a invention For example, the coating produced using a modular sol-gel system shows a very good contact angle of just under 100 °, whereas Coatings without an oleophobic additive a static contact angle towards water of only 38 °.
Bezüglich
der silanhaltigen Komponenten wird u. a. auf die
Soll für die gewünschte Anwendung die Witterungsbeständigkeit einer entsprechenden Beschichtung verbessert werden, kann die Selektionseinheit sowohl hydrophobe als auch oleophobe Zusätze auswählen. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaffenen Sol-Gel-Systeme können für verschiedenste Anwendungen verwendet werden, insbesondere als Korrosionsschutzprimer, als Easy-to-clean-Beschichtung für den Außenbereich oder auch für andere Anwendungen, die jeweils vorgebbar sind.Should for the desired application, the weather resistance a corresponding coating can be improved, the selection unit select both hydrophobic and oleophobic additives. The created by the inventive method Sol-gel systems can be used for a wide variety of applications used, in particular as corrosion protection primer, as an easy-to-clean coating for outdoor or for others Applications that can be specified in each case.
Zur Performanceverbesserung kann ein Hybridsystem ausgebildet werden, bei dem organische Cobindemittel verwendet werden, mit denen die Basiskomponente kompatibel ist. Zum Verbessern des Korrosionsschutzes auf einem verzinkten Stahlblech kann beispielsweise eine spezielle Acrylatdispersion als Cobindemittel in der Primerformulierung für einen bereits vorstehend genannten Polyester-Decklack verwendet werden. Z. B. kann die Ausgabeeinheit ausgeben, dass die Basiskomponente mit 30% Polymerdispersion (Acrylatdispersion) vermischt werden soll.For performance improvement, a hybrid system can be formed using organic co-binders with which the base component is compatible. To improve the corrosion protection on a galvanized sheet steel, for example, a special acrylate dispersion as a co-binder in the primer formulation for a previously mentioned polyester topcoat be used. For example, the output unit can output that the base component should be mixed with 30% polymer dispersion (acrylate dispersion).
Eine Komponente, die die Selektionseinheit zur Auswahl verwenden kann, kann ein oleophobisierendes Hilfsmittel, beispielsweise ein wasserbasiertes Fluorsilansystem, vorzugsweise ein wasserbasiertes Fluoralkoxysilan, sein. Als hauptsächliche Eigenschaft, die durch das Hinzufügen einer solchen Komponente zu der Basiskomponente erzielt werden kann, ist eine leichte Reinigung von auf diese Weise geschaffenen Beschichtungen zu nennen, ebenso die Verwendung als sog. Antigraffiti-Beschichtung, da die Verwendung dieser Komponente in einer Beschichtung dazu führt, dass die Beschichtung leicht von Verschmutzungen befreit werden kann. Für die Anti-Graffitti-Anwendung bzw. zum Schaffen einer leicht zu reinigenden Oberfläche wird beispielsweise ein Zweikomponentensystem aus der Basiskomponente in Form eines anorganischen Bindemittels mit bis zu 50% der weiteren Komponente verwendet.A Component that the selection unit can use for selection, may be an oleophobizing aid, for example a water based Fluorosilane system, preferably a water-based fluoroalkoxysilane, be. As a main feature, by adding such a component can be achieved to the basic component, is a slight cleaning of coatings created in this way to call, as well as the use as a so-called anti-graffiti coating, since the use of this component in a coating causes that the coating can be easily removed from dirt can. For the anti-Graffitti application or creation an easy-to-clean surface, for example, a Two-component system of the basic component in the form of an inorganic Binder used with up to 50% of the other component.
Die Selektionseinheit kann beispielsweise bei einer vorstehend genannten Basiskomponente auswählen, dass 2 bis 5% einer den pH-Wert einstellenden Komponente oder 3 bis 10% einer die Witterungsbeständigkeit verbessernden Komponente oder 10 bis 50% einer die Reinigung erleichternden Komponente hinzugefügt werden sollen. Die genannten Werte können bei Gemischen aus der Basiskomponente und mehr als einer der genannten eine bestimmte Eigenschaft gewährenden Komponenten entsprechend angepasst werden. Beispielsweise kann für einen wirksamen Graffitischutz auf einer Betonoberfläche etwa zwischen 90 und 100% der oleophobisierenden Komponente verwendet werden.The Selection unit, for example, in one of the above Base component, choose 2 to 5% of the pH adjusting component or 3 to 10% of a weather resistance improving component or 10 to 50% of a cleaning facilitating component should be added. The mentioned values can for mixtures of the basic component and more than one of the above corresponding to a certain property granting components be adjusted. For example, for an effective Graffiti protection on a concrete surface between about 90% and 100% of the oleophobicizing component.
Eine gewünschte Anwendung wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst, insbesondere in eine Eingabeeinheit eingegeben oder aus einer Auswahl von vorgegebenen Anwendungen ausgewählt. In der Selektionseinheit wird zumindest eine Komponente ermittelt, die die entsprechend gewünschte Eigenschaft aufweist oder die das Vorliegen dieser Eigenschaft bei dem fertigen Sol-Gel-System unterstützt. Ferner ermittelt die Selektionseinheit die zu verwendende Menge an Basiskomponente und Komponente, die gemischt werden sollen. Ebenso ermittelt die Selektionseinheit die Anzahl an der Basiskomponente hinzuzufügenden weiteren Komponenten. Die von der Selektionseinheit ermittelten Angaben zur Art der zu verwendenden Komponenten, von deren Anzahl und Menge wird durch die Ausgabeeinheit ausgegeben. Durch Betätigen einer weiteren Einrichtung kann der Verwender ggf. noch auswählen, ob ein manuelles Mischen der Komponenten erfolgen soll oder die durch die Auswertevorrichtung ermittelten Werte einer automatischen Mischvorrichtung zugeleitet werden sollen. Nach Auswahl des manuellen oder automatischen Mischens wird dieses durchgeführt. Es entsteht beispielsweise ein stabilisiertes Sol fluoralkylfunktioneller silanolgruppenreicher Siloxane mit einer mittleren Teilchengröße der Solteilchen von ca. 40 nm. Das Sol kann auf eine Oberfläche aufgesprüht werden und dort zu einer wasserdampfdurchlässigen und sehr dünnen Beschichtung führen, die nahezu unsichtbar ist und Graffitti-Sprühfarben von der Oberfläche abperlen lässt.A desired application is in the inventive Device detected, in particular input to an input unit or selected from a selection of predetermined applications. In the selection unit, at least one component is determined, which has the corresponding desired property or the presence of this property in the final sol-gel system supported. Furthermore, the selection unit determines the amount of base component to be used and component mixed should be. Likewise, the selection unit determines the number to be added to the base component further components. The information provided by the selection unit on the type of using components, their number and quantity is determined by the output unit is output. By pressing another If necessary, the user can still select whether a manual mixing of the components should be done or by the evaluation device determined values of an automatic mixing device should be forwarded. After selecting the manual or automatic Mixing this is done. It arises, for example a stabilized sol is fluoroalkyl-functional silanol group-rich Siloxanes with an average particle size of the sol particles of about 40 nm. The sol can be sprayed onto a surface be there and become a water vapor permeable and very Thin coating lead, which is almost invisible is and Graffitti spray paints from the surface can bead off.
Die vorliegende Erfindung wird darüber hinaus durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne den Gegenstand zu beschränken.The The present invention is further characterized by the following Examples explained in more detail, without the subject to restrict.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Das erfindungsgemäße modulare Sol-Gel-System soll als Korrosionsprimer zur Vorbehandlung von sandgestrahltem Stahl verwendet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ermittelt, dass die saure Basiskomponente des Sol-Gel-Systems mit einem Neutralisierungsmittel auf einen pH-Wert von etwa 8,2 eingestellt werden soll. Hierzu wird ferner ermittelt, dass 97,5% der Basiskomponente mit 2,5% des Neutralisierungsmittels abgemischt werden sollen. Als Basiskomponente kann Dynasylan® SIVO 110 und als Neutralisierungsmittel oder sog. basischer pH-Regler kann Dynasylan® SIVO 111 verwendet werden, beides von der Firma Evonik Degussa GmbH. Die erfindungsgemäße Auswertevorrichtung kann bei dem Auswertevorgang auch berücksichtigen, in welcher Form eine Applikation erfolgen soll, beispielsweise durch Tauchen. Hierbei kann die Vorrichtung ferner die Zeit angeben, für die die beschichteten Substrate getaucht werden sollen und die Temperatur, bei der dies erfolgen soll, beispielsweise soll das zu beschichtende Substrat etwa 2 Minuten im Tauchbad verbleiben. Die Nassschichtdicke beträgt dann etwa 15 μm. Anschließend soll das Substrat bei einer Temperatur von etwa 100°C für 10 Minuten getrocknet werden. Die Trockenschichtdicke beträgt etwa 5 μm. Nachfolgend kann z. B. eine Pulverbeschichtung mit einer Schichtdicke von etwa 60 μm aufgetragen und das Gesamtsystem für 10 Minuten bei 200°C ausgehärtet werden. Bei einem anschließend durchgeführten Salzsprühtest zeigt sich, dass nach 500 h Belastung deutliche Unterschiede zum Vergleichssubstrat ohne Primerschicht vorliegen. Die Ausgabeeinheit der Auswertevorrichtung gibt alle für die Herstellung des Sol-Gel-Systems erforderlichen Daten an den Verwender aus, z. B. elektronisch oder in schriftlicher Form.The modular sol-gel system according to the invention should be used as a corrosion primer for the pretreatment of sandblasted steel. With the method according to the invention it is determined that the acidic base component of the sol-gel system should be adjusted with a neutralizing agent to a pH of about 8.2. For this purpose, it is further determined that 97.5% of the base component should be mixed with 2.5% of the neutralizing agent. As the base component can Dynasylan ® SIVO 110 and as a neutralizing agent or so-called. Basic pH regulator Dynasylan ® SIVO 111 can be used, both from the Evonik Degussa GmbH. The evaluation device according to the invention can also take into account in the evaluation process, in which form an application should take place, for example by dipping. In this case, the device can also specify the time for which the coated substrates are to be immersed and the temperature at which this should take place, for example, the substrate to be coated should remain in the immersion bath for about 2 minutes. The wet layer thickness is then about 15 microns. Subsequently, the substrate should be dried at a temperature of about 100 ° C for 10 minutes. The dry film thickness is about 5 μm. Subsequently, z. B. applied a powder coating with a layer thickness of about 60 microns and cured the entire system for 10 minutes at 200 ° C. A subsequent salt spray test shows that, after 500 hours of loading, there are clear differences from the comparative substrate without a primer layer. The output unit of the evaluation device outputs all data required for the production of the sol-gel system to the user, for. B. electronically or in writing.
Beispiel 2Example 2
Das erfindungsgemäße modulare Sol-Gel-System soll im weiteren Beispiel als Easy-to-clean-Beschichtung auf Edelstahl vorgesehen werden. Die Auswerteeinheit ermittelt dabei, dass eine Formulierung bestehend aus 50% Basiskomponente des modularen Sol-Gel-Systems und 49,8% einer oleophoben Komponente und 0,2% eines Verlaufshilfsmittels gemischt werden sollen. Als Basiskomponente eignet sich wiederum Dynasylan® SIVO 110 und als Olephobisierungskomponente Dynasylan® SIVO 112, beides von der Firma Evonik Degussa GmbH. Die Mischung wird nachfolgend auf ein Edelstahlblech mit einer Nassschichtdicke von 4 μm aufgerakelt. Die Beschichtung trocknet innerhalb von 10 Minuten bei Raumtemperatur und wird für weitere 15 Minuten bei einer Temperatur von 200°C ausgehärtet. Diese Werte werden ebenfalls von der Auswertevorrichtung zur Verfügung gestellt. Der Vergleich des entsprechend beschichteten Edelstahlblechs mit einem unbeschichteten Edelstahlblech zeigt sich bei Aufbringen eines Fingerabdrucks. Nach Reinigen des unbeschichteten Edelstahlblechs mit einem trockenen Tuch bleibt der Fingerabdruck weiterhin sichtbar. Hingegen kann bei dem mit dem modularen Sol-Gel-System beschichteten Edelstahlblech ein ebenfalls aufgebrachter Fingerabdruck durch Abwischen mit einem trockenen Tuch vollständig entfernt werden.The modular sol-gel system according to the invention should be provided in the further example as an easy-to-clean coating on stainless steel. The evaluation unit determines that a formulation consisting of 50% of the basic component of the modular sol-gel system and 49.8% of an oleophobic component and 0.2% of a flow control agent should be mixed. As a basic component in turn is Dynasylan ® SIVO 110 and as Olephobisierungskomponente Dynasylan ® SIVO 112, both from Evonik Degussa GmbH. The mixture is subsequently knife-coated onto a stainless steel sheet with a wet layer thickness of 4 μm. The coating dries within 10 minutes at room temperature and is cured for a further 15 minutes at a temperature of 200 ° C. These values are also provided by the evaluation device. The comparison of the corresponding coated stainless steel sheet with an uncoated stainless steel sheet shows up when applying a fingerprint. After cleaning the uncoated stainless steel sheet with a dry cloth, the fingerprint remains visible. On the other hand, in the case of the modular sol-gel system coated stainless steel sheet, a likewise applied fingerprint can be completely removed by wiping with a dry cloth.
Beispiel 3Example 3
Das erfindungsgemäße modulare Sol-Gel-System soll in diesem Beispiel als witterungsbeständige Beschichtung auf Aluminium vorgesehen werden. Die Auswerteeinheit ermittelt hierbei, dass eine Formulierung bestehend aus 85% Basiskomponente des modularen Sol-Gel-Systems und 15% einer hydrphobisierenden Komponente gemischt werden sollen. Als Basiskomponente eignet sich wiederum Dynasylan® SIVO 110 und als hydrophobisierende Komponente Dynasylan® SIVO 113, beides von der Firma Evonik Degussa GmbH. Die Mischung wird nachfolgend auf ein Aluminiumblech mit einer aufgebracht. Die Beschichtung trocknet und wird ausgehärtet. Die jeweiligen Schichtdicken und Trocknungs- bzw. Aushärtezeiten werden von der Auswertevorrichtung ermittelt und dem Verwender zur Verfügung gestellt. Der Vergleich des entsprechend beschichteten Aluminiumblechs mit einem unbeschichteten Aluminiumblech zeigt nach einer 1000 h-QUVA-Bewitterung einen deutlichen Unterschied der Oberflächen der beiden Bleche. Das mit dem modularen Sol-Gel-System beschichtete Aluminiumblech zeigt keine beschädigte Oberfläche, wohingegen das unbeschichtete Aluminiumblech eine deutliche Oberflächenschädigung im bewitterten Bereich aufweist.The modular sol-gel system according to the invention should be provided in this example as a weather-resistant coating on aluminum. The evaluation unit determines that a formulation consisting of 85% basic component of the modular sol-gel system and 15% of a hydrophobizing component should be mixed. As a basic component in turn is Dynasylan ® SIVO 110 and as hydrophobizing component Dynasylan ® SIVO 113, both from Evonik Degussa GmbH. The mixture is subsequently applied to an aluminum sheet with one. The coating dries and is cured. The respective layer thicknesses and drying or hardening times are determined by the evaluation device and made available to the user. The comparison of the correspondingly coated aluminum sheet with an uncoated aluminum sheet shows after a 1000 h QUVA weathering a significant difference in the surfaces of the two sheets. The aluminum sheet coated with the modular sol-gel system does not show a damaged surface, whereas the uncoated aluminum sheet has significant surface damage in the weathered area.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen von Auswertevorrichtungen, Verfahren zum Herstellen eines anwendungsspezifischen Sol-Gel-Systems aus zumindest zwei Komponenten bzw. Einstellen der Eigenschaften eines Sol-Gel-Systems können noch zahlreiche weitere geschaffen werden, bei denen jeweils eine gewünschte Anwendung bzw. Eigenschaft des Sol-Gel-Systems erfasst und eine Selektion von Komponenten, die einer Basiskomponente hinzuzufügen sind, deren Menge und Anzahl vorgenommen wird, in Korrelation mit der vorgegebenen Anwendung bzw. den zu erzielenden Eigenschaften.Next the embodiments of Evaluation devices, methods for producing an application-specific Sol-gel system of at least two components or setting the Properties of a sol-gel system can still be numerous more are created, each with a desired application or property of the sol-gel system and a selection of components that add to a base component whose quantity and number are made, in correlation with the given application or the properties to be achieved.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 675128 B1 [0004] - EP 675128 B1 [0004]
- - EP 953591 B1 [0004] - EP 953591 B1 [0004]
- - EP 1031593 B1 [0004] - EP 1031593 B1 [0004]
- - EP 716127 B1 [0004] - EP 716127 B1 [0004]
- - EP 716128 B1 [0004] - EP 716128 B1 [0004]
- - WO 2006/010388 A1 [0027] WO 2006/010388 A1 [0027]
- - EP 1288245 A1 [0027] EP 1288245 A1 [0027]
- - EP 0982348 A1 [0027] EP 0982348 A1 [0027]
- - DE 19816136 A1 [0027] DE 19816136 A1 [0027]
- - WO 99/036359 [0027] WO 99/036359 [0027]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - DIN 51757 [0023] - DIN 51757 [0023]
- - DIN 53015 [0023] - DIN 53015 [0023]
- - EN 22719 [0023] - EN 22719 [0023]
- - DIN 19268 [0023] - DIN 19268 [0023]
- - DIN EN ISO 1519 [0023] - DIN EN ISO 1519 [0023]
- - DIN 53150 [0024] - DIN 53150 [0024]
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007058712A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2390296A3 (en) * | 2010-05-28 | 2012-03-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Aqueous siloxane coating composition, making method, surface treating agent, surface treated steel, and coated steel |
CN107520105A (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-29 | 盔甲奈米科技股份有限公司 | A kind of nano-solution, on device formed nano coating method and with nano coating device |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999036359A1 (en) | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Dendreon Corporation | Process for making silanized colloidal silica |
DE19816136A1 (en) | 1998-04-09 | 1999-10-14 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Nanostructured moldings and layers and their production via stable water-soluble precursors |
EP0982348A1 (en) | 1998-08-17 | 2000-03-01 | FEW Chemicals GmbH Wolfen | Polymer composition and process for its manufacture |
EP0953591B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-10-31 | Degussa AG | Stable compositions of water soluble amino- and alkenylfunctional organosiloxanes, process for their preparation and use |
EP0675128B1 (en) | 1994-03-31 | 2001-12-05 | Sivento Inc. | Method for preparation of stable water-borne silane compositions |
EP0716127B1 (en) | 1994-12-09 | 2002-07-10 | Degussa AG | Waterborne organopolysiloxane-containing compositions, process for their preparation and their use |
EP0716128B1 (en) | 1994-12-09 | 2002-12-04 | Degussa AG | Waterborne organopolysiloxane-containing compositions, process for their preparation and their use |
EP1288245A2 (en) | 2001-08-25 | 2003-03-05 | Degussa AG | Silicon containing compounds for treating surfaces |
EP1031593B1 (en) | 1999-02-27 | 2003-10-29 | Degussa AG | Aqueous aminofunctional silicon compounds containing composition |
WO2006010388A1 (en) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Degussa Ag | Aqueous silane nanocomposites |
-
2007
- 2007-12-06 DE DE102007058712A patent/DE102007058712A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0675128B1 (en) | 1994-03-31 | 2001-12-05 | Sivento Inc. | Method for preparation of stable water-borne silane compositions |
EP0716127B1 (en) | 1994-12-09 | 2002-07-10 | Degussa AG | Waterborne organopolysiloxane-containing compositions, process for their preparation and their use |
EP0716128B1 (en) | 1994-12-09 | 2002-12-04 | Degussa AG | Waterborne organopolysiloxane-containing compositions, process for their preparation and their use |
WO1999036359A1 (en) | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Dendreon Corporation | Process for making silanized colloidal silica |
DE19816136A1 (en) | 1998-04-09 | 1999-10-14 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Nanostructured moldings and layers and their production via stable water-soluble precursors |
EP0953591B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-10-31 | Degussa AG | Stable compositions of water soluble amino- and alkenylfunctional organosiloxanes, process for their preparation and use |
EP0982348A1 (en) | 1998-08-17 | 2000-03-01 | FEW Chemicals GmbH Wolfen | Polymer composition and process for its manufacture |
EP1031593B1 (en) | 1999-02-27 | 2003-10-29 | Degussa AG | Aqueous aminofunctional silicon compounds containing composition |
EP1288245A2 (en) | 2001-08-25 | 2003-03-05 | Degussa AG | Silicon containing compounds for treating surfaces |
WO2006010388A1 (en) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Degussa Ag | Aqueous silane nanocomposites |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
DIN 19268 |
DIN 51757 |
DIN 53015 |
DIN 53150 |
DIN EN ISO 1519 |
EN 22719 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2390296A3 (en) * | 2010-05-28 | 2012-03-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Aqueous siloxane coating composition, making method, surface treating agent, surface treated steel, and coated steel |
CN107520105A (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-29 | 盔甲奈米科技股份有限公司 | A kind of nano-solution, on device formed nano coating method and with nano coating device |
CN107520105B (en) * | 2016-06-17 | 2020-05-19 | 盔甲奈米科技股份有限公司 | Nano-solution, method for forming nano-coating on device and device with nano-coating |
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