DE2136001B2

DE2136001B2 - Verfahren zum Aufbringen eines Polysiloxanüberzugs auf Sichtscheiben aus Acrylglas für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2136001B2
Application number: DE2136001A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Chem. Dr. 6500 Mainz Schmalz
Original assignee: RESART-IHM AG 6500 MAINZ
Current assignee: RESART-IHM AG 6500 MAINZ
Priority date: 1971-07-19
Filing date: 1971-07-19
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2136001A1

Description

Im Gegensatz zu dem spröden Silikatglas sind Acrylgläser bruchfest. Auch weisen Acrylgläser eine höhere Lichtdurchlässigkeit auf. Ein weiterer Vorteil ist das im Vergleich mit Silikatglas erheblich geringere spezifische Gewicht. Trotz der genannten Vorzüge des Acrylglases wird zur Herstellung von Sichtscheiben von Kraftfahrzeugen ausschließlich Silikatglas verwendet, weil Acrylglas kratzempfindlich ist und eine geringe Abrasionsfestigkeit hat.

Da bei Verkehrsunfällen die meisten Verletzungen durch splitterndes Glas verursacht werden, werden an die Qualität des Silikatglases hohe Anforderungen gestellt, die zur Entwicklung des Sicherheitsglases geführt haben.

Sicherheitsgläser sind entweder vorgespannte Einschichtgläseroder Verbundgläser mit einer Zwischenschicht aus Kunststoff, welche die Aufgabe hat, den Stoß elastisch aufzufangen und die Splitter durch Festkleben unschädlich zu machen. Die Herstellung solcher Sicherheitsgläser ist aufwendig und erfordert ein hohes Maß an Sorgfalt. Einschichtsicherheits- und Verbundsicherheitsgläser sind nicht frei von Nachteilen. Beispielsweise ist es ungünstig, daß vorgespanntes Glas nachträglich nicht mehr bearbeitet werden kann, weil das Gleichgewicht aus Druck- und Zugspannungen dadurch beseitigt und die Scheibe zerstört wird. Gefährlich sind die bei Steinschlag auftretenden Sprünge, die meist so angeordnet sind, daß die Durchsicht behindert wird. Bei Verbundsicherheitsgläsern besteht die Gefahr, daß Wasser in die Zwischenschicht eindringt, die Folie sich vom Silikatglas ablöst oder nilmählich vergilbt.

Aus Gründen der Verkehrssicherheit wäre Acrylglas zweifellos das geeignetere Material für Sichtscheiben, wenn es gelänge, seine unzureichende Kratzfestigkeit und Abrasionsfestigkeit erheblich zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überzugsmittel von hoher Kratz- und Abrasionsfestigkeit zu schaffen, daß die damit beschichteten Acrylglasscheiben mit Vorteil gegenüber den üblichen Sicherheitsscheiben aus Silikatglas als Sichtscheiben für Kraftfahrzeuge verwendet werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Aufbringen eines Polysiloxanüberzugs auf Sichtscheiben aus Acrylglas für Kraftfahrzeuge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß

a) auf die Acralglasoberfläche als Grundiermittel eine Mischung aus 50 bis 60 Gew.% Methylmethacrylat, 30 bis 40 Gew.% /ϊ-Hydrooxyäthylmethacrylat und 10 Gew.% y-Methacryloxypropyltriäthoxysilan aufgebracht und 10 Minuten bei 80 bis 85° C eingebrannt wird und

b) auf die eingebrannte Grundierschient anschließend eine Mischung aus einem Methyltrialkoxysilan mit höchstens 4 C-Atomen in der Alkoxygruppe und einem organischen Lösungsmittel, das 0,5 bis 1 MoI Wasser pro Mol Silan und 0,15 Gew.%, bezogen auf das Silan, einer starken anorganischen Säure gelöst enthält, aufgebracht, das Lösungsmittel verdampft und das Silan unter Bildung eines hochvernetzten Polysiloxans innerhalb von 10 bis 15 Minuten bei 80 bis 90° C ausgehärtet wird.

Das Grundiermittel wird durch Lösungspolymerisation in vorzugsweise Äthylglykol aus den Komponenten hergestellt und hat die Aufgabe, das durch Einbrennen entstehende Polysiloxanharz fest mit der Acrylglasoberfläche zu verbinden, was dadurch erreicht wird, daß Silanolgruppen des Polysiloxanharzes mit den durch Hydrolyse entstandenen Silanolgruppen des Grundiermittels kondensieren.

Die Lösung des Methyltrialkoxysilans besteht vorzugsweise zu 60 bis SO Gew.% aus dem Silan. Geeignet sind Methyltrialkoxysilane, die rasch hydrolisieren, was der Fall ist, wenn die Alkoxygruppe nicht mehr als 4 C-Atome enthält.

Als Katalysatoren für die Kondensationsreaktion der durch Hydrolyse der Alkoxygruppen des Methyltrialkoxysilans entstandenen Silanolgruppen sind starke anorganische Säuren, wie Schwefelsäure und Perchlorsäure, geeignet. Die Kon7entration des sauren Katalysators ist kritisch und beträgt 0,15 Gew.%, bezogen auf das Silan. Durch höhere Konzentrationen des Katalysators wird die Filmhärte herabgesetzt.

Als organisches Lösungsmittel für das aus Methyltrialkoxysilan, Wasser und anorganischer Säure bestehende System sind Alkohole, wie Methanol, Äthanol und Isopropanol oder Ätheralkohole, wie Äthylglykol, geeignet.

Die Überzüge gemäß der Erfindung sind außerordentlich kratzfest und werden auch von feiner Stahlwolle nicht angegriffen. Die Abrasionsfestigkeit von Acrylglasscheiben wird durch das Überzugsmittel beträchtlich verbessert.

Während ein Scheibenwischer nach 24 Stunden Laufzeit von einer handelsüblichen Acrylglasscheibe eine etwa 0,01 mm dicke Schicht abtrügt, ist an einer mit dem Überzugsmittel gemäß der Erfindung beschichteten Acrylglasscheibe nach 72 Stunden kein

Abrieb festzustellen. Es bildet sich bei Ausschluß von Wasser, das heißt, wenn der Wischer trocken läuft, lediglich etwas Gummiabrieb, der vom Scheibenwischer herrührt.

In den folgenden Beispielen, welche die voiliegende Erfindung veranschaulichen, beziehen sich die Teile auf das Gewicht.

Beispiel 1

A. Zur Herstellung des Grundiermitteis wurden 60 Teile Methylmethacrylat, 30 Teile /3-Hydroxyäthylmethacrylat und 10 Teile y-Methacryloxypropyltriäthoxysilan in 220 Teile Äthylglykol eingetragen und nach Zusatz von 0,5 Teilen Azoisobuttersäuredinitril 1 Stunde bei 100° C unter Rühren polymerisiert. Danach wurde eine Initiatorlösung aus 1 Teil Azoisobuttersäuredinitril in 80 Teilen Äthylglykol innerhalb von 3 Stunden bei 100° C zugetropft. Der Polymerisationsumsatz war nach dieser Zeit quantitativ.

B. Eine kondensationsfähige Beschichtungslösung wurde dadurch hergestellt, daß unter Rühren in 12 Teile Äthylglykol 18 Teile Methyltriäthoxysilan, 0,9 Teile Wasser und 0,27 Teile 10%ige Schwefelsäure in Äthylglykol eingetragen wurden.

C. Durch Tauchen wurde eine Acrylglasscheibe mit

dem nach A hergestellten Grundiermittel beschichtet. Nach dem Auftrocknen an der Luft wurde der Film 10 Minuten bei 85° C eingebrannt.

Danach wurde die präparierte Acrylglasscheibe im Tauchverfahren mit der unter B beschriebenen silanhaltigen Lösung beschichtet.

Der Überzug wurde 5 Minuten bei 85° C eingebrannt. Nach dem Einbrennen war der Überzug gegen Zigarettenasche und feine Stahlwolle mit einer Bandbreite von 0,04 mm kratzfest. Selbst bei Belastung der Stahlwolle durch ein 1-kg-Gewichtstück konnte die Oberfläche durch Reiben nicht verletzt werden.

Beispiel 2

Eine handelsübliche Acrylglasscheibe wurde in eine Vorrichtung eingespannt, die mit einem Scheibenwischer ausgerüstet war. Der Scheibenwischer wurde 24 Stunden auf der trockenen Scheibe laufengelassen. Danach hatte der Wischer eine etwa 0,01 mm dicke Schicht von der Acrylglasscheibe abgetragen.

In einem weiteren Versuch wurde eine nach Beispeil 1 beschichtete Acrylglasscheibe in die Vorrichtung eingespannt und 72 Stunden der Beanspruchung durch den Scheibenwischer ausgesetzt. Die Axrylglasscheibe wies danach keinen Abrieb auf, sondern lediglich etwas Gummipulver vom Scheibenwischer.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen eines Polysiloxanüberzugs auf Sichtscheiben aus Acrylglas für Kraftfahrzeuge mittels eines Grundiermittels auf Basis eines Trialkoxysilans, dadurch gekennzeichnet, daß

a) auf die Acrylglasoberfläche als Grundiermittel eine Mischung aus 50 bis 60 Gew.% Methylmethacrylat, 30 bis 40 Gew.% ß-Hydroxyäthylmethacrylat und 10 Gew.% y-Methacryloxypropyltriäthoxysilan aufgebracht und 10 Minuten bei 80 bis 85 ° C eingebrannt wird und

b) auf die eingebrannte Grundierschicht anschließend eine Mischung aus einem Methyltrialkoxysilan mit höchstens 4 C-Atomen in der Alkoxygruppe und einem organischen Lösungsmittel, das 0,5 bis 1 MoI Wasser pro MoI Silan und 0,15 Gew.%, bezogen auf das Silan, einer starken anorganischen Säure gelöst enthält, aufgebracht, das Lösungsmittel verdampft und das Silan unter Bildung eines hochvernetzten Polysiloxans innerhalb von 10 bis 15 Minuten bei 80 bis 90° C ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensationskatalysator für das Beschichtungsmittel Schwefelsäure oder Perchlorsäure verwendet wird.