DE19957324A1 - Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung von Schutzschichten für Polymere - Google Patents

Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung von Schutzschichten für Polymere

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Abstract

Es wird eine Mehrkomponenten-Beschichtungszusammensetzung beschrieben, die auf Festkörperoberflächen bei niedrigen Temperaturen (unter T = 100 DEG C) in kurzer Zeit Schutzschichten bildet. Die Beschichtungszusammenstzung enthält 30-70 Mol-% eines epoxidfunktionellen Siliciumoxidsols, welches mit weiteren Metallalkoxiden mischkondensiert ist, 30-70 Mol-% eines aminofunktionellen Siliciumoxidsols, welches mit weiteren Metallalkoxiden mischkondensiert ist und 0-10 Mol-% des Umsetzungsproduktes eines aminofunktionellen Metallalkoxids mit einem perfluorierten Carbonsäureester. Die damit erhältlichen Schutzschichten sind insbesondere für Polymere geeignet, die keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden können. Die Schutzschichten zeichnen sich durch eine signifikant erhöhte Abrieb-Beständigkeit mit deutlich erhöhten anti-adhäsiven Eigenschaften, ein sehr gutes Haft-Verhalten auf verschiedensten Substraten ohne spezielle Vorbehandlung derselben und durch eine hohe Lösungsmittel-Beständigkeit und Transparenz aus.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungssystem, welches sich ausgezeichnet eignet, um Schutzschichten insbesondere für Po­ lymere zu erzeugen, die keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden dürfen.
Kunststoffe werden mittlerweile in fast allen Bereichen des Lebens eingesetzt. Dabei tritt in vielen Fällen eine sehr starke mechanische Beanspruchung der polymeren Werkstoffe auf, was zu verminderten Lebensdauern der damit hergestellten Ge­ genstände verbunden ist. Eine ganze Reihe polymerer Werkstoffe sind oberflächlich nicht besonders hart. Dies kann zu einer deutlich verringerten Abrieb-Beständigkeit führen, was ein schnelleres Verschleißen der Teile zur Folge hat, bis hin zu unansehnlichen Kratzflächen auf entsprechenden Formteilen, was wiederum den Gebrauchswert derartiger Gegenstände erheblich verringert. Es besteht ein großes Interesse, derartige Mate­ rialien durch entsprechende Schutzschichten zu veredeln. Eine Variante ist das Aufbringen von abriebbeständigen, kratzfesten Schichten, sog. Hardcoats.
Beschichtungszusammensetzungen für sehr gute abriebbeständige Schutzschichten sind in zahlreicher Form in der Patent- Literatur beschrieben, so z. B. in US 3986997, US 3650808 oder DE 197 19 948. In den meisten Fällen erfolgt die Schichtbildung bzw. die Vernetzung und somit die Ausbildung der härteerzeu­ genden Funktion bei Temperaturen deutlich über 100°C, in den meisten Fällen bei T = 130°C bis 200°C über einen längeren Zeitraum, größer t = 10 min bis mehrere Stunden.
Eine Reihe polymerer Substrate besitzen jedoch einen Glaspunkt unter 100°C bzw. führen bei Temperaturen über T = 100°C zu Verformungen, was bei paßgenau geformten Teilen zu erheblichen Problemen bei einer weiteren Verwendung führt. In diesen Fäl­ len können die meisten Beschichtungssysteme für abriebbestän­ dige Schutzschichten nicht eingesetzt werden.
Zum anderen werden Beschichtungssysteme beschrieben, die bei "niedrigen" Temperaturen zu vernetzenden Systemen führen. Da­ bei versteht man unter "niedrigen" Temperaturen z. B. in den Patenten DE 29 35 616 oder JP 5224466 und JP 5311077 Temperatu­ ren im Bereich von T = 120° bis T = 160°C. Dies liegt zwar zum Teil unter dem für Hardcoats üblichen Vernetzungs-Temperatur-Bereich, ist jedoch im Sinne der Aufgabe einer Niedrig-Temperatur-Vernetzung nicht vertretbar.
Daneben sind vor allem drei weitere Beschreibungen in der Pa­ tentliteratur zu unterscheiden. Zum einen werden zu einem gro­ ßen Teil Systeme beschrieben, die durch UV-Vernetzung zur ent­ sprechenden abriebbeständigen Schicht führen, wie z. B. in JP 61241303 oder JP 10102002 oder JP 04359032. In DE 41 18 184 wer­ den sogar beide Varianten (UV und thermisch) kombiniert. Einer UV-Vernetzung schließt sich eine thermische Vernetzung bei T = 130°C über einen Zeitraum von t = 1 Stunde an. Bei rein ther­ mischen Systemen gibt es eine Differenzierung zwischen Tempe­ ratur und Dauer der thermischen Beanspruchung des Systems. So wird z. B. in JP 6116530 eine Vernetzungstemperatur von T = 80°C angegeben, jedoch über eine Dauer von t = 30 min bzw. in EP 894840 wird eine Schichtbildung bei einer Temperatur von T = 100°C über die Dauer von t = 10 min beschrieben.
Demgegenüber steht die Möglichkeit, eine abriebbeständige Schicht zwar bei geringeren Trocknungszeiten, dafür jedoch bei höheren Temperaturen zu erhalten, so beschrieben in GB 1372061 (t = 2 min und T = 120°C) oder US 3799919 (t = 45 sec und T = 120°C).
Für verschiedene polymere Substrate sind Beschichtungssysteme beschrieben, die unter anderem zu abriebbeständigen Überzügen führen, so z. B. in WO 9937721 ein Mehrkomponenten-System für Polycarbonat-Linsen. Dabei werden jedoch die beschichteten Linsen zunächst für t = 30 min bei T = 180°F erhitzt, die ei­ gentliche Vernetzung erfolgt jedoch in einem zweiten Schritt bei T = 265°F über einen Zeitraum von t = 4 Stunden. In EP 620255 wird ein System für Polycarbonat beschrieben, bei dem eine zusätzliche Vernetzung der Komponenten über eine radika­ lische Polymerisation erzeugt wird. Die beschichteten Formtei­ le werden dabei zunächst bei T = 90°C getrocknet, und die Ver­ netzung des Systems erfolgt daraufhin bei T = 130°C über einen Zeitraum von t = 20 min.
Es werden auch Systeme beschrieben, die sich für Formteile aus EPDM eignen. Auch in diesen Fällen handelt es sich um Mehrkom­ ponenten-Systeme, die jedoch auch erst bei erhöhten Temperatu­ ren zur Schichtbildung führen, so z. B. in JP 07310051 oder in EP 659857 bei T = 150°C.
Auch Mehrfach-Beschichtungen werden in der Patentliteratur be­ schrieben, die im Endeffekt zu abriebbeständigen Schutzschich­ ten führen. So wird nach JP 01149878 eine erste Schicht auf Polycarbonat, bestehend aus einem Copolymer, zunächst für t = 10 min bei T = 80°C getrocknet. Dem schließt sich eine zweite Beschichtung an, wobei durch eine folgende zweistündige Trocknung bei T = 120°C die abriebbeständige Schutzschicht ge­ bildet wird. Vergleichbar wird in JP 59020330 ein Verfahren beschrieben, wonach eine erste Schicht nach Trocknung einen Topcoat erhält und das gesamte System dann bei T = 130°C über einen Zeitraum von t = 1 Stunde vernetzt wird.
In DE 38 28 098 und DE 39 17 535 werden Beschichtungssysteme be­ schrieben, in denen hydrolysierbare Silane im Gemisch einge­ setzt werden. Zudem werden, wie in sehr vielen weiteren Paten­ ten Füllstoffe (anorganische Oxidkomponenten) eingesetzt, was unter anderem den Preis der resultierenden Beschichtungs-Lösungen zum Teil deutlich erhöht. Bei den oben beschriebenen Systemen unter Verwendung der Monomere bzw. nur eines teil- bzw. vorkondensierten Reaktionspartners ist jedoch die Halt­ barkeit der resultierenden Beschichtungslösungen eher gering und damit für eine praktische Anwendung als Ein-Komponenten-System nicht sehr anwenderfreundlich. Desweiteren wird insbe­ sondere in DE 39 17 535 eine Vorbehandlung der polymeren Sub­ strate durch Primerung, Corona-Behandlung, Fluorierung der Oberfläche oder Ausheizen als Voraussetzung für eine gute Haf­ tung des Beschichtungssystems angegeben.
In JP 63023224 wird ein Mehrkomponenten-System für abriebbe­ ständige Schichten beschrieben, bei dem hydrolysierte Silane zum Einsatz kommen. Zum einen ist in o. g. Patent eine Trocknung bei T = 140°C über einen Zeitraum von t = 2 min an­ gegeben. Und zum anderen besitzen derartige Systeme, keine bzw. nur unzureichende anti-adhesive Eigenschaften.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Beschich­ tungszusammensetzung anzugeben, die bei Temperaturen unter T = 100°C und bei geringen Trocknungszeiten zu Schutzschichten führt, die eine signifikant erhöhte Abrieb-Beständigkeit der beschichteten insbesondere polymeren Substrate, kombiniert mit guten anti-adhesiven Eigenschaften, zur Folge haben.
Diese Aufgabe wird durch eine Beschichtungszusammensetzung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen und Verwendungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird insbesondere eine Beschichtzusammenset­ zung bereitgestellt, die die folgenden zwei bzw. drei Kompo­ nenten enthält:
  • A) 30-70 Mol-% des Hydrolyse- und Kondensationsproduktes ei­ ner Siliciumverbindung der allgemeinen Formel X-Si-(OR1)3, wo­ bei X eine hydrolytisch nicht abspaltbare, an Silicium gebun­ dene Alkylkette mit endständiger Epoxidgruppe darstellt und R1 einer Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 entspricht,
  • B) 30-70 Mol-% des Hydrolyse- und Kondensationsproduktes ei­ ner Siliciumverbindung der allgemeinen Formel Y-Si-(OR2)3, wo­ bei Y eine hydrolytisch nicht abspaltbare, an Silicium gebun­ dene Alkylkette mit einer oder mehrerer Aminogruppen darstellt und R2 einer Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 entspricht, und
  • C) 0-10 Mol-% des Umsetzungsproduktes aus einer Siliciumver­ bindung der allgemeinen Formel Y-Si-(OR2)3, wobei Y eine hydro­ lytisch nicht abspaltbare, an Silicium gebundene Alkylkette mit einer oder mehrerer Aminogruppen darstellt und R2 einer Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 entspricht, und einem perflu­ orierten Carbonsäureester der allgemeinen Form Z-COOR3, wobei Z einer perfluorierten Alkylkette mit C = 1 bis C = 9 oder ei­ ner perfluorierten Polyetherkette entspricht und R3 eine Al­ kylkette mit C = 1 bis C = 2 darstellt.
Die Einzelkomponenten sind sehr lagerstabil und über einen sehr weiten Zeitraum einsetzbar. Die Reaktiv-Lösungen werden durch Mischen der Einzelkomponenten erhalten.
Beispiele für die in der Komponente (A) eingesetzten epoxid­ funktionellen Siliciumverbindungen sind 2-Glycidoxyethyl-trimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan und 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilan. Die Komponente (A) kann mit weiteren Siliciumverbindungen mischkondensiert werden, ohne die Lagerstabilität der Einzelkomponenten wesentlich zu beein­ flussen. Vorteilhaft ist dabei eine Mischkondensation der Kom­ ponente (A) bis zu 20-Mol% mit einer Siliciumverbindung mit vier hydrolytisch abspaltbaren Gruppen, wie zum Beispiel Te­ traethoxysilan.
Weitere Siliciumverbindungen mit zwei bis drei hydrolytisch abspaltbaren Gruppen und ein bis zwei hydrolytisch nicht ab­ spaltbaren Alkyl- bzw. Arylgruppen können bis zu 50 Mol%, be­ zogen auf den Gehalt der Komponente (A), im Hydrolyse- und Kondensationsprozeß zugegeben werden. Beispiele für solche Verbindungen sind Methyl-triethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Isobutyl-trimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan oder Dimethyl­ diethoxysilan.
Die Komponente (B) stellt das Hydrolyse- und Kondensationspro­ dukt einer aminofunktionellen Siliciumverbindung dar. Beispie­ le für solche Verbindungen sind 3-Aminopropyl-trimethoxysilan, 3-Aminopropyl-triethoxysilan und N-(2-Aminoethyl)-3- Aminopropyl-trimethoxysilan. Auch die Komponente (B) kann mit weiteren Siliciumverbindungen, die zwei bis drei hydrolytisch abspaltbare Gruppen und ein bis zwei nicht abspaltbare Alkyl- bzw. Arylgruppen besitzen, bis zu 50 Mol%, bezogen auf den Ge­ halt an Komponente (B), mischkondensiert werden. Beispiele für derartige Verbindungen sind Methyl-triethoxysilan, Ethyl­ triethoxysilan, Isobutyl-trimethoxysilan, Phenyl­ triethoxysilan oder Dimethyldiethoxysilan.
Sowohl Komponente (A) als auch Komponente (B) werden, für sich getrennt, durch die an sich bekannte Sol-Gel-Technologie her­ gestellt. Im Fall der Komponente (A) erfolgt eine Hydrolyse und anschließende Kondensation der o. g. Verbindungen in Gegen­ wart eines Katalysators und Wasser in einem organischen Lö­ sungsmittel, wie z. B. Aceton, Methanol oder Ethanol. Komponen­ te (B) wird vergleichbar zu Komponente (A) in einem Hydrolyse- und Kondensationsprozeß in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Methanol oder Ethanol, in Gegenwart von Wasser erhalten.
Die Mischkondensation erfolgt durch Zugabe der o. g. weiteren Siliciumverbindungen zu der jeweiligen Hauptkomponente, dem epoxid- bzw. aminofunktionellen Silan vor dem einsetzenden Hy­ drolyse- und Kondensationsprozeß. Somit ist ein sehr breites Spektrum der möglichen Eigenschaften der resultierenden Reak­ tiv-Lösungen möglich.
Das Ergebnis sind klare, geringviskose Lösungen, die über ei­ nen sehr langen Zeitraum lagerstabil und einsatzfähig sind, was als besonders anwenderfreundlich einzustufen ist.
Die erfindungsgemäßen Reaktiv-Lösungen werden durch einfaches Mischen der Komponenten (A) und (B) erhalten. Bevorzugt ist der Einsatz von 30-70 Mol-% der Komponente (A) und entspre­ chend 30-70 Mol-% der Komponente (B). Diese Reaktiv-Lösungen sind je nach Feststoff-Gehalt ein und mehr Tage einsatzfähig, das einem typischen und üblichen Einsatz von 2-Komponenten-Systemen entspricht. Außerdem ist es möglich die Komponenten auch direkt vor einer Beschichtung zu mischen, z. B. in sog. Statischen Mischern, so daß die Topfzeit der eigentlichen Re­ aktiv-Lösung weniger ins Gewicht fällt. Entscheidend ist die lange Lagerstabilität der Einzelkomponenten.
Beschichtungszusammensetzungen mit den Komponenten A und B be­ sitzen relativ gering ausgeprägte anti-adhesiven Eigenschaf­ ten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Komponente (C) die im folgenden beschriebene neuarti­ ge fluorhaltige Verbindung zugesetzt, die es ermöglicht, ohne größeren Aufwand, Schutzschichten zu erzeugen, die hervorra­ gende anti-adhesive Eigenschaften aufweisen, was immer stärker im Interesse der Anwender liegt.
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein aminoalkyliertes Silan der allgemeinen Form Y-Si-(OR2)3, wobei Y einer hydrolytisch nicht abspaltbaren, an Silicium gebundenen Alkylgruppe mit einer oder mehrerer Aminogruppen entspricht und R2 eine Alkylgruppe mit C = 1 bis C = 2 darstellt, mit einem perfluorierten Car­ bonsäureester der allgemeinen Form Z-COOR3 umzusetzen, wobei Z einer perfluorierten Alkylkette mit C = 1 bis C = 9 oder einer perfluorierten Polyetherkette entspricht und R3 eine Alkylket­ te mit bevorzugt C = 1 bis C = 2 darstellt.
Beispiele für die einsetzbaren aminoalkylierten Silane sind 3-Aminopropyl-trimethoxysilan, 3-Aminopropyl-triethoxysilan und N-(2-Aminoethyl)-3-Aminopropyl-trimethoxysilan.
Als fluorhaltige Carbonsäureester können zum Beispiel Ethyl­ pentafluoropropionat, Ethyl-heptafluorobutyrat oder Ethyl­ perfluorooctanoat eingesetzt werden. Auch Carbonsäureester bzw. Dicarbonsäureester mit einer perfluorierten Polyetherket­ te eignen sich sehr gut für die Umsetzung mit aminoalkylierten Silanen.
Erfindungsgemäß wird das Silan vorgelegt. Unter Rühren erfolgt die vorsichtige Zugabe des perfluorierten Esters. Die Umset­ zung wird ohne weiteres Lösungsmittel durchgeführt. Bei der hier beschriebenen exothermen Reaktion erfolgt die Bildung ei­ nes Fluoramids unter Abspaltung eines Alkohols.
Diese erfindungsgemäßen Siliciumverbindungen können mit 0-10 Mol% als Komponente (C) im weiteren mit den Komponenten (A) bzw. (B) umgesetzt werden. Dabei ist es zum einen möglich, daß die Komponente (C) in den Hydrolyse- und Kodensationsprozeß der verwendeten Silane mit einbezogen wird, also im Verlauf der Mischkondensation mit weiteren Siliciumverbindungen zum Einsatz kommt, ohne daß Phasen-Trennungen auftreten. Zum an­ deren ist auch möglich, die Komponente (C) zu bereits konden­ sierten Sol-Systemen zuzugeben, was die anti-adhesive Wirksam­ keit dieser fluorierten Systeme erhöht.
Desweiteren kann die Komponente (C) sowohl mit der epoxidfunk­ tionellen Komponente (A) als auch mit der aminofunktionellen Komponente (B), unabhängig von den zusätzlich eingesetzten weiteren Siliciumverbindungen, umgesetzt werden. Und auch der Einsatz der Komponenten (A) und (B) in dem Fall, daß beide Komponenten mit dem Fluoramid bzw. verschiedenen Fluoramiden umgesetzt wurden, ist möglich, ohne daß Phasen-Bildungen in den erhaltenen Lösungen auftreten.
Die Reaktiv-Lösungen können mit allen üblichen Beschichtungs-Verfahren auf dem Substrat aufgebracht werden, wie z. B. durch Rakel-, Tauch- oder Spritz-Beschichtung. Gegenstand der Erfin­ dung sind auch Schutzschichten, die mit der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind.
Der entscheidende Vorteil der hier beschriebenen Beschich­ tungssysteme liegt in den Bedingungen, unter denen die Trocknung und somit die Bildung der abriebbeständigen Schutz­ schichten erfolgt. Die Trocknung erfolgt bei Temperaturen un­ ter T = 100°C, bevorzugt T = 90°C, über einen kurzen Zeitraum, bevorzugt t = 5 min. Die Schutzschichten zeichnen sich vor­ teilhafterweise insbesondere durch eine deutlich erhöhte Ab­ rieb-Beständigkeit, eine sehr gute Haftung ohne Vorbehandlung des Substrats, gute Lösungsmittel-Beständigkeit, Transparenz und sehr gute anti-adhesive Eigenschaften aus.
Als besonders vorteilhaft ist dabei zu werten, daß das erfin­ dungsgemäße System durch Mischkondensation mit weiteren Ver­ bindungen modifiziert werden kann. Somit ist ein breiter Fä­ cher an möglichen einstellbaren Eigenschaften möglich, das die Einsatzfähigkeit dieses Systems und damit die Universalität in deutlicher Form erweitert.
Es ist nicht erforderlich, zusätzliche Füllstoffe dem erfin­ dungsgemäßen System beizumischen, um eine wesentlich erhöhte Abrieb-Beständigkeit der Schicht zu erhalten.
Das erfindungsgemäße System ist bei Polymeren anwendbar, be­ vorzugt bei Substraten, die keinen hohen Temperaturen ausge­ setzt werden dürfen, wie z. B. Polycarbonat, Polystyrol, Poly­ methylmethacrylat oder Polyethylenterephthalat. Auf eine Vor­ behandlung von polymeren Substrate (polymere Festkörper oder Festkörper mit polymerer Oberflächenbeschichtung) vor der Be­ schichtung kann in den meisten Fällen verzichtet werden, was den Aufwand deutlich verringert, um eine der erfindungsgemäßen Beschichtungssysteme zum Einsatz zu bringen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschichtung polymerer Substrate beschränkt. So können zum Beispiel auch Metalle, wie Aluminium oder Edelstahl, sowie Glas oder auch Holz mit den erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Systemen beschichtet werden. Es werden transparente Schichten erhalten, so daß keine Ein­ schränkung des Einsatzes aufgrund der möglicherweise geforder­ ten Transparenz des Substrates und damit des beschichteten Endsystems vorliegt.
Besonders vorteilhaft ist insbesondere die erfindungsgemäße Variante der Ausstattung des Systems mit guten anti-adhesiven Eigenschaften durch Einsatz des Umsetzungsproduktes eines ami­ noalkylierten Silans und eines perfluorierten Carbonsäure­ esters.
Während bei Verwendung der zahlreich beschriebenen Fluorsilane als Agenz zur Erhöhung der Anti-Adhesivität diese Silane, wie z. B. C2F5CH2-CH2-Si(OR4)3, n-C6F13CH2-CH2-Si(OR4)3 oder n-C8F17CH2-CH2-Si(OR4)3, mit R4 = CH3 oder R4 = C2H5, nur in äußerst gerin­ gen Konzentrationen ohne Phasen-Bildung der Lösung bzw. nur in stark verdünnten Lösungen eingesetzt und verwendet werden kön­ nen, was zur Folge hat, daß keine höheren Schichtdicken infol­ ge auftretender Haftungs-Probleme realisiert werden können, ist es möglich, die erfindungsgemäßen Fluoramide in höheren Konzentrationen problemlos zu verwenden. Somit sind auch höhe­ re Schichtdicken realisierbar, was zum anderen die Schutzwir­ kung der als Schutzschichten eingesetzten Systeme erhöht.
Bedeutsam ist zudem die Tatsache, daß bei Verwendung der er­ findungsgemäßen Komponente (C) die Abrieb-Beständigkeit der resultierenden Schutzschichten nicht negativ beeinflußt wird. Statt dessen ist eher eine weitere Verbesserung der Abrieb-Beständigkeit festzustellen.
Die erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Systeme sind insbesonde­ re geeignet für Schutzschichten von polymeren Substraten, die keinen höheren Temperaturen ausgesetzt werden können, wie z. B. paßgenau vorgeformten Teilen aus Polycarbonat, wo bei Tempera­ turen von T < 100°C Verformungen auftreten können und somit eine problemlose Weiterverwendung nicht mehr möglich wäre.
Die ausgezeichnete Haftung auf z. B. unbehandeltem Polycarbonat ermöglicht die Einsparung einer entsprechenden Aktivierung des Substrates, wie z. B. einer Primerung.
Aufgrund der verschiedenen möglichen Beschichtungs-Varianten können auch Formteile problemlos beschichtet werden, d. h., es liegt keine Beschränkung auf plane Substrate vor, was die Einsetzbarkeit der beschriebenen Systeme deutlich erhöht.
Aufgrund des Einsatzes des Umsetzungsproduktes aus einem ami­ noalkylierten Alkoxysilan und einem perfluorierten Carbonsäu­ reester kann die Anti-Adhesivität der Schutzschichten deutlich verbessert werden, was die Einsetzbarkeit der beschriebenen Systeme um ein Wesentliches erhöht, da der generelle Trend zu anti-adhesiven und schmutzabweisenden Schutzschichten bis zu sogenannten "Anti-Graffiti"-Schichten geht.
Somit besteht mit den erfindungsgemäßen Beschichtungssystemen die Möglichkeit, transparente, abriebbeständige Schutzschich­ ten mit ausgeprägt anti-adhesiven Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen und geringen Trocknungs-Zeiten zu erhalten.
Ausführungsbeispiele
Im folgenden werden Beispiele zunächst für mögliche Zusammen­ setzungen der Einzelkomponenten (A) bzw. (B) vorgestellt. Dem schließen sich Beispiele für die eigentlichen Reaktiv-Lösungen anhand der zuvor beschriebenen Einzelkomponenten an.
Die Beschichtungen erfolgen auf einer 100 µm starken Poly­ ester-Unterlage bzw. auf einer ungeprimerten Polycarbonat-Unterlage. Die Eigenschaften der erhaltenen Schutzschichten werden wie folgt bestimmt:
Taber Abraser-Test
Die Prüfung der Abrieb-Beständigkeit der erhaltenen Schichten erfolgt nach dem Reibrad-Verfahren entsprechend DIN 52 347 mit Hilfe des "Taber Abraser 5131" der Firma TABER Industries. Zu diesem Zweck wird eine kreisförmige Probe mit einem Durchmes­ ser von d = 100 mm aus dem fertigen Beschichtungs-Muster ge­ schnitten. Zunächst ist der Ausgangs-Glanz, d. h. der Glanz vor dem Taber Abraser-Test zu bestimmen. Dies erfolgt mit dem Reflektometer "REFO 3-D" der Firma Dr. Lange GmbH Berlin Indu­ striemeßtechnik bei einem Reflexionswinkel von 20°. Es werden minimal acht Meßpunkte erfaßt und der Mittelwert sowie die Standard-Abweichung bestimmt. Daraufhin wird die Probe, auf dem Drehteller des Verschleiß-Prüfgerätes liegend, durch zwei sich in entgegengesetzter Richtung drehende Reibräder auf Gleitverschleiß beansprucht. Die Verschleißprüfung erfolgt mit 500 Umdrehungen des Drehtellers und einer Auflage-Kraft von 2,5 N jedes der beiden Reibräder CS 10. Der Wert für den Ab­ rieb bzw. die Abrieb-Beständigkeit wird durch erneute Messung des Glanzes, analog dem Ausgangs-Glanz, ermittelt. Minimal acht Meßpunkte dienen der Bestimmung des Mittelwertes für den Glanz nach 500 Zyklen Taber Abraser.
Nach der Gleichung:
ΔG = 100% - (G500.100%/G0)
mit:
ΔG Glanz-Verlust in %
G0 Ausgangs-Glanz
G500 Glanz nach 500 Zyklen Taber Abraser
kann der auf den Ausgangs-Glanz normierte Glanz-Verlust in % nach 500 Zyklen Taber Abraser bestimmt werden.
Gitterschnitt-Prüfung
Die Untersuchung zum Haft-Verhalten der erhaltenen Schicht auf dem Substrat erfolgt mittels manueller Gitterschnitt-Prüfung nach DIN EN ISO 2409. Als Schneidgerät kommt ein Mehrschnei­ dengerät (1 mm) der Firma BYK Gardner zum Einsatz. Es wird senkrecht zur Oberfläche angesetzt und mit gleichmäßigem Druck sowie Geschwindigkeit werden die Schnitte angebracht. In einem Winkel von 90° wird das Schneiden wiederholt, so daß ein Git­ ter entsteht. Mit einer weichen Bürste wird einige Male auf der Probenplatte hin und her gebürstet. Und mit einer Handlupe ist der Gitterschnitt zu beurteilen. Zusätzlich kommt Klebe­ band entsprechend DIN EN ISO 2409 zum Einsatz. Entscheidend ist die Einschätzung des Gitterschnitts bzw. des Klebebandes nach der in der DIN-Vorschrift vorgegebenen Einstufungen (Gitterschnitt-Kennwerte).
Die hier vorgestellten Prüfungen werden an mindestens vier Stellen der Probeplatte durchgeführt.
Referenz - Unbeschichtete Unterlage
Polyethylenterephthalat-Folie:
  • - Ausgangs-Glanz: 165
  • - Glanz-Verlust nach 100 Zyklen Taber-Abraser: 80,79%
  • - Glanz-Verlust nach 500 Zyklen Taber-Abraser: 91,09%.
Polycarbonat-Folie:
  • - Ausgangs-Glanz: 180
  • - Glanz-Verlust nach 100 Zyklen Taber-Abraser: 87,15%
  • - Glanz-Verlust nach 500 Zyklen Taber-Abraser: 94,13%.
Beispiel 1 Herstellung der epoxidfunktionellen Komponente (A)
In einem 1-Liter-Glasgefäß, das mit Rührer versehen ist, wer­ den 400 ml Ethanol und 100 ml 0,1 n HCl vorgelegt. Unter Rührung werden bei Raumtemperatur innerhalb von 30 min 100 ml 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan zugegeben. Das Gemisch wird anschließend noch 3 Stunden gerührt und vor dem Einsatz 3 Tage gelagert. Es wird ein klares Metalloxidsol erhalten.
Beispiel 2 Herstellung der Komponente (A) durch Mischkondensation
Die Verfahrensweise aus Beispiel 1 wird im wesentlichen beibe­ halten. In einem vorgelegten Gemisch aus 400 ml Aceton und 100 ml 0,1 n HCl werden 80 ml 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan mit 20 ml Tetraethoxysilan umgesetzt. Das Ergebnis ist ein kla­ res Metalloxidsol.
Beispiel 3 Herstellung der aminofunktionellen Komponente (B)
400 ml Ethanol werden gemeinsam mit 100 ml dest. Wasser in einem 1-Liter-Glasgefäß vorgelegt. Unter Rühren werden bei Raumtem­ peratur innerhalb von 20 min 100 ml 3-Aminopropyl-trimethoxysilan zugegeben. Das Gemisch wird 3 Stunden gerührt und vor dem Einsatz 3 Tage gelagert. Es wird ein klares Metal­ loxidsol erhalten.
Beispiel 4 Herstellung der Komponente (B)
Unter Beibehaltung der Verfahrensweise nach Beispiel 3 werden 400 ml EtOH gemeinsam mit 100 ml dest. Wasser in einem 1-Liter-Glasgefäß vorgelegt. Unter Rühren werden bei Raumtemperatur innerhalb von 20 min 100 ml N-(2-Aminoethyl)-3-Aminopropyl- trimethoxysilan zugegeben. Das Gemisch wird 3 Stunden gerührt und vor dem Einsatz 3 Tage gelagert. Es wird ein klares Metal­ loxidsol erhalten.
Beispiel 5 Herstellung der Komponente (B) durch Mischkondensation
Entsprechend der Vorgehensweise nach Beispiel 3 wird zu vorge­ legten 400 ml Ethanol und 100 ml dest. Wasser ein Gemisch aus 80 ml 3-Aminopropyl-triethoxysilan und 20 ml Methyl- triethoxysilan unter Rühren zugegeben. Die Umsetzung erfolgt bei Raumtemperatur innerhalb von 4 Stunden. Nach einer Stand­ zeit von 3 Tagen ist die Komponente (B) einsatzbereit. Es wird ein klares Metalloxidsol erhalten.
Beispiel 6 Herstellung der Komponente (C)
In einem 50 ml-Glasgefäß werden 10 ml 3-Aminopropyl-triethoxysilan vorgelegt. Unter Rühren erfolgt die vorsichtige Zugabe von 7,45 ml Ethyl-heptafluorobutyrat innerhalb von 5 min. Die stark exotherm ablaufende Umsetzung wird über einen Zeitraum von 30 min unter Rühren fortgesetzt. Das Ergebnis ist eine klare, schwach gelblich gefärbte Lösung mit einer Dichte von 1,18 g/cm3.
Beispiel 7 Herstellung einer Reaktiv-Lösung mit den Komponenten aus den Beispielen 1 und 3
In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 300 ml der Komponente (A) aus Beispiel 1 vorgelegt. Unter Rühren erfolgt bei Raumtemperatur die Zugabe von 220 ml Ethanol über einen Zeitraum von 10 Minu­ ten. Dem schließt sich die Zugabe von 318 ml der Komponente (B) aus Beispiel 3 innerhalb von 20 Minuten an. Dieses Gemisch wird bei Raumtemperatur für weitere 30 Minuten gerührt. Es wird ein klares Reaktiv-Sol erhalten, welches einen halben Tag klar, stabil und einsatzbereit ist. Die Beschichtung erfolgt mittels Rakel bei einer Naß-Schichtdicke von 25 µm.
Die Schicht wird für t = 5 min bei T = 90°C getrocknet. Es wird eine klare, transparente und trockene Schicht erhalten.
  • - Ausgangs-Glanz: 163
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 7,76%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 17,19%
  • - Randwinkel gegen H2O: 39°
  • - Gitterschnitt-Wert auf PC: 1.
Beispiel 8 Herstellung einer Reaktiv-Lösung mit den Komponenten aus den Beispielen 2 und 4
Die Vorgehensweise von Beispiel 7 wird beibehalten. 200 ml der Komponente (A) aus Beispiel 2 werden vorgelegt. Dem schließt sich unter Rühren die Zugabe von 350 ml Ethanol an.
Die Zugabe von 80 ml der Komponente (B) aus Beispiel 4 erfolgt innerhalb von 10 Minuten. Nach 30 Minuten Rühren ist das Reak­ tiv-Sol einsetzbar. Es wird ein klares Sol erhalten, welches zwei Tage stabil und einsatzbereit ist.
Die Beschichtung und Trocknung wird analog Beispiel 7 durchge­ führt. Das Ergebnis ist eine trockene, klare und transparente Schicht.
  • - Ausgangs-Glanz: 158
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 9,92%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 19,74%
  • - Randwinkel gegen H2O: 60°
  • - Gitterschnitt-Wert auf PC: 1.
Beispiel 9 Herstellung einer Reaktiv-Lösung mit den Komponenten aus den Beispielen 1 und 5
Die Vorgehensweise von Beispiel 7 wird beibehalten. Vorgelegt werden 150 ml der Komponente (A) aus Beispiel 1, und nach Zuga­ be von 320 ml Ethanol erfolgt unter Rühren innerhalb von 20 Mi­ nuten das Zugeben von 200 ml der Komponente (B) aus Beispiel 5. Der Rührvorgang wird weitere 30 Minuten fortgesetzt. Das Er­ gebnis ist eine klares Sol, welches zwei Tage stabil und ein­ setzbar ist.
Die Beschichtung des Reaktiv-Sols wird entsprechend Beispiel 7 durchgeführt. Das Ergebnis ist eine klare, transparente und trockene Schicht. Die Schicht-Parameter sind wie folgt:
  • - Ausgangs-Glanz: 154
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 6,71%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 18,18%
  • - Randwinkel gegen H2O: 60°
  • - Gitterschnitt-Wert auf PC: 1.
Beispiel 10 Umsetzung der Komponente (A) aus Beispiel 1 mit der Komponente (C)
In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 500 ml der Komponente (A) aus Beispiel 1 vorgelegt. 3 ml des fluorhaltigen Umsetzungsproduk­ tes aus Beispiel 6 sind innerhalb von 2 Minuten unter Rühren zuzugeben. Das Reaktionsgemisch wird weitere 3 Stunden gerührt und vor der Weiterverarbeitung 3 Tage gelagert. Es wird ein klares Sol erhalten.
Beispiel 11 Umsetzung der Komponente (A) aus Beispiel 2 mit der Komponente (C)
Die Verfahrensweise aus Beispiel 11 wird beibehalten. Zu 500 ml der Komponente (A) aus Beispiel 2 werden 3 ml der Komponente (C) zugegeben. Diese Lösung wird für 3 Stunden gerührt und weitere 3 Tage gelagert. Das Ergebnis ist ein klares Sol.
Beispiel 12 Umsetzung der Komponente (B) aus Beispiel 3 mit der Komponente (C)
In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 500 ml der Komponente (B) aus Beispiel 3 vorgelegt. 5 ml des fluorhaltigen Umsetzungsproduk­ tes aus Beispiel 6 sind innerhalb von 2 Minuten unter Rühren zuzugeben. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden lang gerührt und vor der Weiterverarbeitung 3 Tage gelagert. Es wird ein klares Sol erhalten.
Beispiel 13 Umsetzung der Komponente (B) aus Beispiel 5 mit der Komponente (C)
Die Verfahrensweise aus Beispiel 12 wird beibehalten. In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 500 ml der Komponente (B) aus Beispiel 5 vorgelegt. Unter Rühren erfolgt die Zugabe von 5 ml der Kom­ ponente (C) aus Beispiel 6 innerhalb von 2 Minuten. Der Rühr­ vorgang wird weitere 3 Stunden fortgesetzt. Nach einer Lage­ rung von 3 Tagen ist die modifizierte Komponente (B) einsatz­ bereit. Das Ergebnis ist ein klares Sol.
Beispiel 14 Herstellung eines anti-adhesiven Beschichtungssystems mit den Komponenten aus den Beispielen 10 und 3
In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 200 ml des Reaktionsproduktes aus Beispiel 10 vorgelegt. Unter Rühren erfolgt bei Raumtempe­ ratur innerhalb von 20 Minuten die Zugabe von 160 ml Ethanol. Dem schließt sich die Zudosierung von 210 ml der Komponente (B) aus Beispiel 3 über einen Zeitraum von 30 Minuten an. Nach 30-minütigem Rühren des Reaktionsgemisches ist dieses einsatzbe­ reit. Es wird ein klares Reaktiv-Sol erhalten, welches einen Tag stabil und einsetzbar ist.
Nach dem Beschichtungs-Verfahren entsprechend Beispiel 7 wer­ den klare, transparente und trockene Schichten mit folgenden Schicht-Parametern erhalten.
  • - Ausgangs-Glanz: 162
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 3,02%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 8,86%
  • - Randwinkel gegen H2O: 80°
  • - Randwinkel gegen Hexadecan: 48°
  • - Gitterschnitt-Wert: 1.
Beispiel 15 Herstellung eines anti-adhesiven Beschichtungssystems mit den Komponenten aus den Beispielen 11 und 3
Die Verfahrensweise nach Beispiel 14 wird beibehalten. In ei­ nem 1-Liter-Glasgefäß werden 200 ml des Reaktionsproduktes aus Beispiel 11 vorgelegt. Bei Raumtemperatur erfolgt unter stetem Rühren die Zugabe von 115 ml Ethanol innerhalb von 15 Minuten. Daraufhin werden 168 ml der Komponente (B) aus Beispiel 3 un­ ter Rühren innerhalb von 20 Minuten zudosiert. Nach einer Re­ aktionszeit von 30 Minuten ist das klare Sol einsatzbereit, welches für einen Tag stabil ist.
Die Beschichtung des Reaktiv-Sols wird entsprechend Beispiel 7 durchgeführt. Das Ergebnis ist eine klare, transparente und trockene Schicht. Die Schicht-Parameter sind wie folgt:
  • - Ausgangs-Glanz: 164
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 6,29%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 11,78%
  • - Randwinkel gegen H2O: 84°
  • - Randwinkel gegen Hexadecan: 51°
  • - Gitterschnitt-Wert: 1.
Beispiel 16 Herstellung eines anti-adhesiven Beschichtungssystems mit den Komponenten aus den Beispielen 12 und 2
In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 200 ml der Komponente (A) aus Beispiel 2 vorgelegt. Unter Rühren erfolgt bei Raumtemperatur innerhalb von 15 Minuten die Zugabe von 136 ml Ethanol. Dem schließt sich die Zudosierung von 211 ml des Reaktionsproduktes aus Beispiel 12 über einen Zeitraum von 30 Minuten an. Nach 30-minütigem Rühren des Reaktionsgemisches ist dieses einsatz­ bereit. Es wird ein klares Reaktiv-Sol erhalten, welches einen Tag stabil und einsatzbereit ist.
Nach dem Beschichtungs-Verfahren entsprechend Beispiel 7 wer­ den klare, transparente und trockene Schichten mit folgenden Schicht-Parametern erhalten.
  • - Ausgangs-Glanz: 159
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 9,44%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 19,59%
  • - Randwinkel gegen H2O: 98°
  • - Randwinkel gegen Hexadecan: 45°
  • - Gitterschnitt-Wert: 1.
Beispiel 17 Herstellung eines anti-adhesiven Beschichtungssystems mit den Komponenten aus den Beispielen 13 und 1
Die Verfahrensweise nach Beispiel 16 wird beibehalten. In ei­ nem 1-Liter-Glasgefäß werden 200 ml der Komponente (A) aus Bei­ spiel 1 vorgelegt. Bei Raumtemperatur erfolgt unter Rühren die Zugabe von 190 ml Ethanol innerhalb von 15 Minuten. Daraufhin werden 268 ml des Reaktionsproduktes aus Beispiel 14 unter Rüh­ ren innerhalb von 20 Minuten zudosiert. Nach einer Reak­ tionszeit von 30 Minuten ist das klare Sol einsatzbereit.
Die Beschichtung des Reaktiv-Sols wird entsprechend Beispiel 7 durchgeführt. Das Ergebnis ist eine klare, transparente und trockene Schicht. Die Schicht-Parameter sind wie folgt:
  • - Ausgangs-Glanz: 161
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 7,12%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 16,75%
  • - Randwinkel gegen H2O: 85°
  • - Randwinkel gegen Hexadecan: 40°
  • - Gitterschnitt-Wert: 1.
Beispiel 18 Herstellung eines anti-adhesiven Beschichtungssystems mit den Komponenten aus den Beispielen 10 und 14
In einem 1-Liter-Glasgefäß werden 100 ml des Reaktionsproduktes aus Beispiel 10 vorgelegt. Unter Rühren erfolgt bei Raumtempe­ ratur die Zugabe von 120 ml Ethanol innerhalb von 10 Minuten. 132 ml des Reaktionsproduktes aus Beispiel 13 werden innerhalb von 20 Minuten zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird weitere 30 Minuten gerührt und ist als klares Sol einsatzbereit.
Die Beschichtung des so erhältlichen Reaktiv-Sols erfolgt ana­ log Beispiel 7 und führt zu folgenden Schicht-Parametern:
  • - Ausgangs-Glanz: 151
  • - Glanz-Verlust (100 Zyklen): 7,07%
  • - Glanz-Verlust (500 Zyklen): 18,33%
  • - Randwinkel gegen H2O: 85°
  • - Randwinkel gegen Hexadecan: 35°
  • - Gitterschnitt-Wert: 1.
Beispiel 19 Beschichtung einer Edelstahl-Platte mit dem Reaktiv-Sol aus Beispiel 17
Eine gebürstete Edelstahl-Platte wurde nach Reinigung in die Reaktiv-Lösung aus Beispiel 17 getaucht und nach dem Ablaufen überschüssiger Lösung für t = 5 min bei T = 90°C getrocknet. Das Ergebnis ist eine transparente, klare und trockene Schicht, die sehr gut auf dem Substrat haftet. Der Gitter­ schnitt-Test führt zu einem Wert von 1, und der Randwinkel ge­ gen H2O beträgt 90°.
Bei Fingerkontakt zeigt die beschichtete Fläche eine deutlich verringerte Fingerprint-Empfindlichkeit im Vergleich zur unbe­ schichteten Fläche. Lediglich kontrastarme Abdrücke werden er­ halten, die sich leicht rückstandslos wieder entfernen lassen.
Beispiel 20 Beschichtung einer Glas-Platte mit dem Reaktiv-Sol aus Bei­ spiel 17
Analog Beispiel 19 wurde eine Glas-Platte in die Reaktiv-Lösung aus Beispiel 17 getaucht, zunächst für eine Minute an der Luft und anschließend bei T = 90°C für einen Zeitraum von t = 5 min getrocknet. Als Ergebnis wird eine klare und trockene Schicht erhalten, die sehr gut haftet (Gt-Wert: 1).
Der Randwinkel gegen H2O beträgt 88°.

Claims (11)

1. Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung von Schutz­ schichten auf Festkörperoberflächen, mit den Komponenten:
  • A) 30-70 Mol-% des Hydrolyse- und Kondensationsproduktes ei­ ner Siliciumverbindung der allgemeinen Formel X-Si-(OR1)3, wo­ bei X eine hydrolytisch nicht abspaltbare, an Silicium gebun­ dene Alkylkette mit endständiger Epoxidgruppe darstellt und R1 einer Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 entspricht, und
  • B) 30-70 Mol-% des Hydrolyse- und Kondensationsproduktes ei­ ner Siliciumverbindung der allgemeinen Formel Y-Si-(OR2)3, wo­ bei Y eine hydrolytisch nicht abspaltbare, an Silicium gebun­ dene Alkylkette mit einer oder mehrerer Aminogruppen darstellt und R2 einer Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 entspricht.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, die als Kom­ ponente C) bis zu 10 Mol-% des Umsetzungsproduktes aus einer Siliciumverbindung der allgemeinen Formel Y-Si-(OR2)3, wobei Y eine hydrolytisch nicht abspaltbare, an Silicium gebundene Al­ kylkette mit einer oder mehrerer Aminogruppen darstellt und R2 einer Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 entspricht, und einem perfluorierten Carbonsäureester der allgemeinen Form Z-COOR3 enthält, wobei Z einer perfluorierten Alkylkette mit C = 1 bis C = 9 oder einer perfluorierten Polyetherkette entspricht und R3 eine Alkylkette mit C = 1 bis C = 2 darstellt.
3. Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 1 oder 2, bei der zur Modifizierung der Eigenschaften einer resultierenden Schutzschicht Komponente (A) und Kompo­ nente (B) mit weiteren Siliciumverbindungen, die zwei bis vier hydrolytisch abspaltbare Gruppen besitzen, von 1-50 Mol-% ohne Beeinflussung der Lagerstabilität der Einzelkomponenten mischkondensiert worden sind.
4. Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 1 bis 3, bei der es sich bei den Siliciumverbindungen zur Mischkondensation um Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Is­ obutyl-, Hexyl- oder Octyl-trialkoxysilan bzw. Dimethyl­ dialkoxysilan handelt.
5. Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 1 bis 4, bei der als Komponente (A) das Hydrolyse- und Kondensationsprodukt aus 80-100 Mol-% 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan und 0-20 Mol-% Tetraethoxysilan eingesetzt wird.
6. Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 1 bis 5, bei der als Komponente (B) das Hydrolyse- und Kondensationsprodukt aus 70-90 Mol-% 3-Aminopropyl-triethoxysilan und 10-30 Mol-% Methyl-triethoxysilan einge­ setzt wird.
7. Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 2 bis 5, bei der als Komponente (C) das Umsetzungspro­ dukt aus 3-Aminopropyl-triethoxysilan und Ethyl-heptafluoro­ butyrat eingesetzt wird.
8. Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der An­ sprüche 2 bis 5, bei der sowohl die Komponente (A) als auch die Komponente (B) mit der Komponente (C) umgesetzt werden können.
9. Schutzschicht, die durch Auftragen und Trocknen einer Be­ schichtungszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einer Festkörperoberfläche hergestellt ist.
10. Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung nach minde­ stens einem der Ansprüche 1 bis 8 als Reaktiv-Lösung zur Her­ stellung von Schutzschichten für temperaturempfindliche Sub­ strate, insbesonder Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder Polyethylentherephthatlat, insbesondere zur Verbesserung der Eigenschaften der Substrate, wie Abrieb-Beständigkeit, Lö­ sungsmittel-Beständigkeit, Benetzbarkeit ohne zusätzliche Vor­ behandlung des Substrats, Transparenz und gute Anti- Adhesivität.
11. Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung nach minde­ stens einem der Ansprüche 1 bis 8 als Reaktiv-Lösung zur Her­ stellung von Schutzschichten, wobei die Vernetzungstemperatur unter 100°C, insbesondere bei 90°C, liegt und die Vernet­ zungszeit weniger als 10 min, insbesondere 5 min, beträgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002059211A2 (en) * 2000-12-18 2002-08-01 Dow Corning Corporation Silicone elastomer compositions
WO2004035675A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-29 Sintef Epoxy resin curing agent for enhanced wear resistance and weatherability of cured materials

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3681266A (en) * 1971-05-24 1972-08-01 Nalco Chemical Co Copolymers from a polyfluoro amido silane and a polyalcohol
JPS5699263A (en) * 1980-01-10 1981-08-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd Coating composition
JPS6323224A (ja) * 1986-06-27 1988-01-30 Toray Ind Inc リ−ダ−テ−プ
DE3917535A1 (de) * 1989-05-30 1990-12-06 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur herstellung kratzfester materialien und zusammensetzung hierfuer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002059211A2 (en) * 2000-12-18 2002-08-01 Dow Corning Corporation Silicone elastomer compositions
WO2002059211A3 (en) * 2000-12-18 2002-12-27 Dow Corning Silicone elastomer compositions
US6653378B2 (en) 2000-12-18 2003-11-25 Dow Corning Corporation Silicone elastomer compositions
WO2004035675A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-29 Sintef Epoxy resin curing agent for enhanced wear resistance and weatherability of cured materials
CN1329438C (zh) * 2002-10-16 2007-08-01 辛特弗公司 用于提高固化材料耐磨性和耐候性的环氧树脂固化剂

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