DE1933786A1

DE1933786A1 - Kunststoffe mit aufgedampften SiOx-Oberflaechenschichten

Info

Publication number: DE1933786A1
Application number: DE19691933786
Authority: DE
Inventors: Martens Dr Jens; Dietzel Dr Karl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-07-03
Filing date: 1969-07-03
Publication date: 1971-01-14
Also published as: CH542289A; AU1682070A; GB1313866A; CA958598A; SE362218B; JPS4814663B1; BE752885A; FR2054165A5

Description

FARBENFABRIKEN BAYERAG

LEVERKUSEN-Bayerwerk *° JULI 1963 Petem-Abteilung V/Ra

Kunststoffe mit aufgedampften SiO -Oberfläohenschichten

Die Erfindung bezieht sich auf Kunststoffe mit nach an sich bekannten Verfahren aufgedampften, weitgehend kratzfesten SiO -Oberflächenschichten von mindestens 1 /u Dicke, wobei χ einen Wert zwischen etwa 1 und 2 hat, mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere erhöhter Alterungsbeständigkeit«

Aus der französischen Patentschrift Nr. 1 52o 125 ist es bekannt, daß man die Oberflächen von Kunststoffen vergüten, insbesondere kratzfester dadurch machen kann, daß man auf die Oberflächen der Kunststoffe, die bestimmte Voraussetzungen erfüllen müssen, die insbesondere bei höheren Temperaturen nicht erweichen, einen nicht mehr nachweisbaren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen haben und deren Oberflächen zu höchstens etwa J5o % mit einer molekularen Schicht von organischen Fremdstoffen bedeckt sind, insbesondere die hochmolekularen, thermoplastischen Polycarbonate zweiwertiger Phenole, eine mindestens l,u, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 5/U dicke SiO -Schicht unter bestimmten Bedingungen aufdampft. Diese Bedingungen bestehen im wesentlichen darin, daß man SiO₂ mit einer Elektronenstrahlverdampferquelle im Hochvakuum (Io bis Io Torr) in Gegenwart von

Sauerstoff verdampft bei einer Energiedichte von 5 bis 15 kW/cm und einer effektiven Verdampfungsfläche von etwa 0,3 bis etwa

0,6 cm und bei einem Partialdruck des SiO„ von größer als

-2
1 x Io Torr und daß das Bedampfen unter gleichmäßiger Bewegung

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des Objektes im Dampfstrahl oder/und der Elektronenstrahl-Verdampferquelle derart erfolgt, daß die Kunststoffoberflächen mit einer mittleren Kondensationsrate des SiCL. von etwa 9o bis Ho Ä/sec. in mindestens 5o aufeinanderfolgenden Schichten bedampft werden. .

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die so hergestellten, verhältnismäßig dicken SiO_x-Oberflachen hohen Beanspruchungen^. B. der Einwirkung eines Tropenwechselklimas oder der Industrieatmosphäre oder eines Salznebeltests, namentlich nach einer längeren Alterungsperiode, z. B-. nach etwa β Monaten Alterung, nicht standhalten. Es zeigen sich,Haarrisse, gelegentlich kann es sogar zur Ablösung der SiO_x-Schichten kommen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind nun Kunststoffe, insbesondere hochmolekulare, thermoplastische Polycarbonate zweiwertiger Phenole, mit nach dem an sich bekannten Verfahren aufgedampften SiO -Oberflächenschichten von mindestens 1 ,u Dicke,

χ /

die den genannten Belastungen erheblich besser standhalten. Sie sind dadurch gekennzeichnet, daß diese Oberflächenschichten noch etwa 5 bis etwa Io % Zirkonoxid und gegebenenfalls noch geringere Mengen von Oxiden des Magnesiums, Calciums, Strontiums, Bariums, Bors, Aluminiums, Galliums, Indiums, Gers, Europiums, Zinns, Bleis, Titans, Hafniums, Thoriums, Wismuts, Vanadiums, Tantals, Molybdäns, Wolframs, Urans, Mangans oder/und des Eisens enthalten.

Die Menge dieser anderen Metalloxide kann bis zu etwa 5 Gewichtsprozent betragen.

Insbesondere in bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien, namentlich organische Lösungsmittel, noch weiterhin verbesserte Oberflächen der Kunststoffe liegen erfindungsgemäß dann vor, wenn auf die zirkonoxidenthaltende SiO -Schicht'noch eine etwa 0,3 bis etwa 0,8/U dicke Schicht aus reinem SiO_x aufgedampft ist.

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Wie weiterhin gefunden wurde, erhält man die SiO -Oberflächen-Schicht mit einem Gehalt von etwa 5 bis etwa Io Gewichtsprozent Zirkonoxid überraschenderweise nicht dadurch, daß man ein entsprechendes Gemisch aus Siliciumdioxid und Zirkonoxid im Hochvakuum verdampft, sondern daß man hierzu von Gemischen ausgehen muß, die zu etwa 65 bis etwa 75 Gewichtsprozent aus Zirkonoxid und der Rest aus SiO und gegebenenfalls- den anderen, obengenannten Metalloxiden bestehen.

Gegenstand der Erfindung ist daher weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Kunststoffe der obengekennzeichneten Art, das darin besteht, Gemische, die zu etwa 65 bis etwa 75 Gewichtsprozent aus Zirkonoxid und im übrigen aus Siliciumdioxid und gegebenenfalls den anderen Metalloxiden bestehen, im Hochvakuum nach dem an sich bekannten Verfahren zum Bedampfen von Oberflächen zu verdampfen.

Hierfür geeignete Ausgangsmaterialien sind z. B. das Zirkonsilicat und die in der Natur vorkommenden Zirkonerze.

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Beispiel 1

Man verfährt wie im Beispiel der französischen Patentschrift Nr. 1 52o 125, verdampft jedoch Zirkonsilicat anstelle von Siliciumdioxid,- bis eine etwa 1,5/U dicke Schicht auf der Kunststoff Oberfläche entstanden is,t.

Beispiel 2

Man verfährt wie im Beispiel 1, verdampft jedoch ein inniges Gemisch aus 99 Gewichtsprozent Zirkonsilicat und 1 Gewichtsprozent Aluminiumoxid.

Beispiel 3

Man verfährt wie im Beispiel 1, verdampft jedoch ein inniges. Gemisch aus 99 Gewichtsprozent Zirkonsilicat und 1 Gewichtsprozent Uranoxid.

Beispiel 4

Man verfährt wie im Beispiel 1, verdampft jedoch ein inniges Gemisch aus 98 Gewichtsprozent Zirkonsilicat, 1 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 1 Gewichtsprozent Uranoxid.

Beispiel 5

Man verfährt wie im Beispiel 1, verdampft jedoch ein Zirkonerz, das aus etwa 72,37 Gewichtsprozent Zirkonoxid, 15 Gewichtsprozent Siliciumdioxid, 0,6 Gewichtsprozent Hafniumoxid, 0,4 Gewichtsprozent Uranoxid und einigen anderen Verunreinigungen besteht.

Beispiel 6

Auf die nach Beispiel 5 hergestellte Oberflächenschicht dampft man noch nach der Vorschrift des Beispiels in der französischen Patentschrift eine 0,3 bis 0,6 ,u dicke SiO_x-Schicht durch Verdampfen von reinem Siliciumdioxid auf.

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Alle nach ^en obigen Beispielen hergestellten Kunststoffe halten den eingangs erwähnten Prüflingen auch nach einer Alterung von β Monaten und mehr stand. Der nach Beispiel β hergestellte Kunststoff zeichnet sich außerdem durch eine besonders hohe Beständigkeit gegen Chemikalien, insbesondere organische Lösungsmittel, aus.

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Claims

Patentansprüche "

) Kunststoffe mit nach an sich bekannten Verfahren aufgedampften SiO -Oberflächenschichten von mindestens 1,u Dicke, wobei χ eine Zahl zwischen etwa 1 und 2 bedeutet, dadurch gekennzeich net, daß diese Oberflächenschichten etwa 5 bis etwa Io Gewichts prozent Zirkonoxid und gegebenenfalls noch geringere Mengen von Oxiden des Magnesiums, Calciums, Strontiums, Bariums, Bors, Aluminiums, Galliums, Indiums, Cers, Europiums, Zinns, Bleis, Titans, Hafniums, Thoriums, Wismuts, Vanadiums, Tantals, Molybdäns, Wolframs, Urans, Mangans oder/und Eisens enthalten,
2. Kunststoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zirkonoxidhaltige Oberflächenschicht noch eine etwa 0,3 bis etwa 0,8 /U dicke SiO_x-Schicht aufgedampft ist.
3. Verfahren zur Herstellung der Kunststoffe nach Anspruch 1 durch Verdampfen von Siliciumdioxid im Hochvakuum nach an sich bekanntem Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man Gemische verdampft, die zu etwa 65 bis etwa 75 Gewichtsprozent aus Zir-, konoxid und im übrigen aus Siliciumdioxid und gegebenenfalls den anderen Metalloxiden bestehen.

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