DE2544860C3 - - Google Patents
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- DE2544860C3 DE2544860C3 DE19752544860 DE2544860A DE2544860C3 DE 2544860 C3 DE2544860 C3 DE 2544860C3 DE 19752544860 DE19752544860 DE 19752544860 DE 2544860 A DE2544860 A DE 2544860A DE 2544860 C3 DE2544860 C3 DE 2544860C3
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Description
Es ist häufig erforderlich, empfindliche Oberflächen durch Beschichten mit einem Schutzanstrich gegen Abrieb zu schützen. Auf dem Gebiet der abriebhindernden Schutzanstriche sind zahlreich.: Veröffentlichungen bekannt (vgl. US-PS 36 87 882, 36 37 416, 36 42 681, 37 08 225, 34 60 956, 37 62 981 und 27 68 909 sowie JA-PSr. 49-117529).It is often necessary to protect sensitive surfaces by coating them with a protective paint To protect against abrasion. In the field of anti-abrasion protective coatings there are numerous: publications known (see. US-PS 36 87 882, 36 37 416, 36 42 681, 37 08 225, 34 60 956, 37 62 981 and 27 68 909 as well as JA-PSr. 49-117529).
In der FR-PS 14 73 183 ist ein Verfahren zum Beschichten voi: Glasfasern mit einer Lösung oder Dispersion, die ein Olefichomo- oder -copolymerisat, eine Organotitanverbtndung vorzugsweise ein Orthotitanat, in Kombination mit einem '.'!!gesättigten Silan, einem Epoxysilan oder einem Aminosilan sowie gegebenenfalls einen Weichmacher enthält, beschrieben.In FR-PS 14 73 183 is a method for coating voi: glass fibers with a solution or Dispersion, which is an olefinic or copolymer, an organotitanium compound, preferably an orthotitanate, in combination with a '.' !! saturated silane, contains an epoxysilane or an aminosilane and optionally a plasticizer.
Aus »Farbe und Lack«, Nr. 61 (1955), S. 60 bis 66, ist die Anwendung von monomeren und polymeren Butyltitanat zu Anstrichzwecken bekannt. Das Butyltitanat kann hierbei in Substanz oder gegebenenfalls zusammen mit Pigmenten und anderen üblichen Zusätzen ohne polymeres Bindemittel als Anstrichmasse verwendet werden.From "Farbe und Lack", No. 61 (1955), pp. 60 to 66, is the use of monomeric and polymeric Butyl titanate known for painting purposes. The butyl titanate can here in substance or optionally can be used together with pigments and other common additives without a polymeric binder as a paint.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung abriebbeständiger Überzüge auf Kunststoff- oder Metallsubstraten zu schaffen, das Anstriche mit guter Korrosions- und Lösungsmittelbeständigkeit liefert, die eine niedrige Oberflächenenergie aufweisen, so daß Fremdteilchen nicht leicht anhaften. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The invention is based on the object of a method for producing abrasion-resistant coatings on plastic or metal substrates that provide paints with good corrosion and solvent resistance that have a low surface energy so that foreign particles do not easily adhere. This object is achieved by the invention.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung abriebbeständiger Überzüge auf Kunststoff- oder Metallsubstraten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf das gegebenenfalls mit einem Grundiermittel vorbeschichtete Substrat eine Beschichtungsmasse aus einem Gemisch ausThe invention thus relates to a method for the production of abrasion-resistant coatings on plastic or metal substrates, which is characterized in that, optionally with a Primer precoated substrate made of a coating composition from a mixture
a) einem Titan-, Aluminium- oder Zirkonester mit mindestens zwei Estergruppen der Formel —OR am Metallatom, wobei R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet,a) a titanium, aluminum or zirconium ester with at least two ester groups of the formula —OR on the metal atom, where R is a hydrocarbon radical with 1 to 18 carbon atoms,
b) einem Epoxy- und/oder Acrylsilan und gegebenenfallsb) an epoxy and / or acrylic silane and optionally
c) üblichen Zusätzen und/oder Füllstoffenc) customary additives and / or fillers
aufträgt und durch Einwirkung von UV-Licht und/oder Elektronenstrahlen und/oder Wärme aushärtet.applies and cures by exposure to UV light and / or electron beams and / or heat.
In den erfindungsgemäß verwendeten Metallestern sind vorzugsweise alle Metallvalenzen durch Estergruppen abgesättigt, jedoch können auch andere Gruppen zugegen sein, solange wenigstens zwei Estergruppen vorhanden sind. Es können Verbindungen der allgemeinen FormelIn the metal esters used according to the invention all metal valences are preferably saturated by ester groups, but other groups can also be used be present as long as at least two ester groups are present. There can be compounds of the general formula
Rn 1M(OR),,,-,,R n 1 M (OR) ,,, - ,,
ίο eingesetzt werden, in der R die im Patentanspruch angegebene Bedeutung hat, M ein Titan-, Aluminiumoder Zirkoniumatom darstellt, m gleich der Wertigkeit von M ist, π den WertO, 1 oder 2 hat, (m—/^mindestens den Wert 2 hat und R' eine organische oderίο are used, in which R has the meaning given in the claim, M represents a titanium, aluminum or zirconium atom, m is equal to the valence of M, π has the value O, 1 or 2, (m - / ^ has at least the value 2 and R 'is an organic or anorganische an M gebundene Gruppe oder ein Komplexierungsmittel zur Absättigung der freien Valenzen vom M bedeutet Verbindungen der allgemeinen Formelinorganic group bonded to M or a Complexing agents for saturating the free valences of M are compounds of the general formula
M(OR)n M (OR) n
werden im allgemeinen wegen ihrer leichten Verfügbarkeit und ihrer vorteilhaften Eigenschaften bevorzugt. Vorzugsweise bedeutet R einen Alkyl- oder Acylrest mitare generally preferred for their ready availability and advantageous properties. R preferably denotes an alkyl or acyl radical with 1 bis 8 Kohlenstoffatomen.1 to 8 carbon atoms.
Es ist entscheidend, daß der Metallester nicht völlig hydrolysiert oder so weit hydrolysiert ist, daß weniger als zwei Estergruppen pro Metallatom an dem Metallester vorhanden sind. Wenn der MetallesterIt is critical that the metal ester not be fully hydrolyzed or hydrolyzed to the point that it is less are present as two ester groups per metal atom on the metal ester. If the metal ester
jo derart weitgehend hydrolysiert ist, fallen das ambifunkjo is so largely hydrolyzed, the ambifunk fall tionelle Silan und der Metallester gemeinsam intional silane and the metal ester together in unlöslicher Form aus, weil die reaktiven Stellen für dasinsoluble form because the reactive sites for the
J5 tungsmasse nicht hydrolysiert sein. Obwohl auch partiell hydrolysierte Ester eingesetzt werden können, darf der in der Beschichtungsmasse vorhandene Anteil an Wasser nicht größer als 0,5 Äquivalent pro Äquivalent Metallester sein. Beispielsweise führt ein größererThe mass must not be hydrolyzed. Although partially hydrolyzed esters can be used, the proportion of Water should not be greater than 0.5 equivalent per equivalent of metal ester. For example, a larger one leads Wasseranteil in Titanester enthaltenden Massen zur Bildung von Titandioxid, das leicht aus dem Gemisch ausfällt Der Einsatz hydrolysierter Komponenten hat den weiteren Nachteil, daß ein zusätzlicher Schritt bei der Herstellung de,· Beschichtungsmasse notwendig ist.Water content in masses containing titanium esters to form titanium dioxide, which is easily extracted from the mixture The use of hydrolyzed components has the further disadvantage that an additional step is precipitated the production of the coating compound is necessary.
Ferner besitzen hydrolysierte Komponenten nicht die erforderliche Haltbarkeit.Furthermore, hydrolyzed components do not have the required shelf life.
Die erfindungsgemäß als Komponente (b) verwendeten reaktiven Silane haben die allgemeine FormelThe reactive silanes used according to the invention as component (b) have the general formula
in der R1 eine Acryloxygruppe der allgemeinen Formelin which R 1 is an acryloxy group of the general formula
R4 OR 4 O
in der RJ einen Alkylenrest mit i bis 8 Kohlenstoffatomen und R4 ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen (vorzugs= weise einen Alkylrest) darstellt, oder eine Epoxygruppe der allgemeinen Formelin which R J is an alkylene radical having 1 to 8 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom or a hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms (preferably = an alkyl radical), or an epoxy group of the general formula
CH2 CH-RS B-CH 2 CH-R S B -
bedeutet, in der R5 einen zweiwertigen aliphatischen, aromatischen oder aliphatisch-aromatischen Kohlen· wasserstoffrest mit weniger als 20 Kohlenstoffatomen oder einen zweiwertigen Rest mit weniger als 20 Kohlenstoffatomen darstellt, der aus C-, H-, N-, S- und O-Atomen (diese Atome sind die einzigen, die im Gerüst der zweiwertigen Reste auftreten können) besteht. Die Sauerstoffatome liegen in Form von Ätherbrücken vor. Es sollen keine zwei Heteroatome innerhalb des Gerüstes des zweiwertigen Kohlenwasserstoffrestes miteinander verbunden sein, m hat den Wert 1,2 oder 3 und η den Wert 1 oder 2. R2 ist ein Oxykohlenwasserstoffrert, vorzugsweise ein Alkoxy-, Acyl- oder Acetoxyrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder ein Rest der allgemeinen Formel (CHaCH2O)ItZ, in der Z einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit weniger als 10 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom bedeutet und jteine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 1 ist. Der Oxykohlenwasserstoffrest ist ein gegebenenfalls ein Stickstoff-, Schwefel- oder Sauerstoffatom in der Gerüstkette pro 2 Kohlenstoffatome in der Gerüstkette enthaltender Kohlenwasserstoffrest, bei dem ein an ein Kohlenstoffatom gebundenes Wasserstoffatom durch ein zweiwertiges Sauerstoffatom ersetzt worden ist, das also noch eine freie Valenz hat. Geht man beispielsweise vom CHjCHiOCHi aus, so kann der Oxykahlenwasserstoffrest die Formelmeans in which R 5 represents a divalent aliphatic, aromatic or aliphatic-aromatic hydrocarbon radical with fewer than 20 carbon atoms or a divalent radical with fewer than 20 carbon atoms, which is composed of C-, H-, N-, S- and O- Atoms (these atoms are the only ones that can appear in the skeleton of the divalent radicals). The oxygen atoms are in the form of ether bridges. No two heteroatoms should be linked to one another within the skeleton of the divalent hydrocarbon radical, m has the value 1, 2 or 3 and η has the value 1 or 2. R 2 is an oxyhydrocarbon radical, preferably an alkoxy, acyl or acetoxy radical with 1 to 8 carbon atoms or a radical of the general formula (CHaCH 2 O) ItZ, in which Z denotes an aliphatic hydrocarbon radical with fewer than 10 carbon atoms or a hydrogen atom and j is an integer with a value of at least 1. The oxyhydrocarbon radical is a hydrocarbon radical which optionally contains one nitrogen, sulfur or oxygen atom in the skeleton chain for every 2 carbon atoms in the skeleton chain, in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom has been replaced by a divalent oxygen atom, which therefore still has a free valence. For example, if you start from CHjCHiOCHi, the oxyhydrogen radical can have the formula
-0-CH2CH3OCHj-0-CH 2 CH 3 OCHj
ί haben.ί have.
Spezielle Beispiele für die Kohlenwasserstoffreste sind aromatische Reste, wie die Phenyl-, Naphthyl- und Benzothienylgruppe, und aliphatische lineare, verzweigte oder cyclische Reste, einschließlich der Cyclohexyl-,Specific examples of the hydrocarbon groups are aromatic groups such as phenyl, naphthyl and Benzothienyl group, and aliphatic linear, branched or cyclic radicals, including the cyclohexyl,
κι Tetrahydrofuryl-, Dioxanyl-, Piperidyl-, Pyrrolidinyl-
und Äthoxy-äthoxyäthylgruppe. Vorzugsweise enthalten diese Oxykohlenwasserstoffreste 1 bis 10 Kohlenstoffatome.
Spezielle Beispiele für verwendbare Silane sindκι tetrahydrofuryl, dioxanyl, piperidyl, pyrrolidinyl and ethoxy-ethoxyethyl group. These oxyhydrocarbon radicals preferably contain 1 to 10 carbon atoms.
Specific examples of usable silanes are
π y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, j3-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan und y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan. Die Silane können auch im Gemisch verwendet werden. Ferner können zusätzlich Verbindungen eingesetzt werden, die mit den funktioneilenπ y-methacryloxypropyltrimethoxysilane, j3- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. The silanes can also be used in a mixture. Furthermore, additional connections that are used with the functional parts
2Ii Gruppen der Komponente (b) ankondensierbar bzw. «!■polymerisierbar sind.2Ii groups of component (b) condensable or «! ■ are polymerizable.
Das Molverhältnis von Metallesitr zu den reaktiven Silanen hängt von der Zusammensetzung der Beschichtungsmasse ab. Bei Verwendung von Titanestern undThe molar ratio of metallesitr to the reactive Silanes depends on the composition of the coating material. When using titanium star and
2Ί Epoxysilanen beträgt das Molverhältnis im allgemeinen 2 :1 bis 1 :7, vorzugsweise 1 :4. Bei Verwendung von Titanc-stern und Acryloxysilan beträgt das Molverhältnis 1 :3 bis 1 : 15, vorzugsweise 1 :3 bis 1:7 und insbesondere etwa 1 :4. Weitere Molverhältnisse vonThe molar ratio is generally 2Ί epoxysilanes 2: 1 to 1: 7, preferably 1: 4. When using Titanium star and acryloxysilane is the molar ratio 1: 3 to 1:15, preferably 1: 3 to 1: 7 and in particular about 1: 4. Further molar ratios of
«ι Metallester zu reaktiven Silanen sind in Tabelle I zusammengefaßt.«Ι Metal esters to reactive silanes are in Table I. summarized.
Die Beschichtungsmassen können noch übliche Zusätze enthalten, beispielsweise Pigmente oder Farbstoffe, Lösungsmittel (für die Komponente a), andere Viskositätsregler und Vprlaufmittel.The coating compounds can also contain conventional additives, for example pigments or dyes, Solvents (for component a), other viscosity regulators and spreading agents.
Weiterhin können der Beschichtungsmasse Härtungsbeschleuniger, Füllstoffe und polymere Modifiziermittel einverleibt werden.Furthermore, the coating composition can contain curing accelerators, fillers and polymeric modifiers be incorporated.
Zur Verminderung der Viskosität der Beschichtungsmasse können Lösungsmittel zugesetzt werden, wie niedere Alkohole, niedere Carbonsäuren, halogenierte Kohlenwasserstoffe oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Äthanol, Methanol, tert.-Butanol, Chloroform, Methylenchlorid, Essigsäure, Toluol, Benzol, Xylol, Trichloräthan und 1,2-Dichloräthan. Die Menge des zugesetzter) Lösungsmittels hängt von dem eingesetzten Metallester und der Viskosität der Beschichtungsmasse ab.To reduce the viscosity of the coating composition, solvents can be added, such as lower alcohols, lower carboxylic acids, halogenated hydrocarbons or aromatic hydrocarbons, such as ethanol, methanol, tert-butanol, chloroform, methylene chloride, acetic acid, toluene, benzene, Xylene, trichloroethane and 1,2-dichloroethane. The amount of the added solvent depends on the metal ester used and the viscosity of the Coating mass from.
Zur Erhöhung der Viskosität der Beschichtungsmasse können oligomerisierte Silane in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Beschichtungsmasse, zugesetzt wurden. Beispielsweise steigert y-Melhacryloxypropyl-trimethoxysilan, das vorher über einen freien Radikalmechanisn/us 20 Minuten bei 1000C polymerisiert und sodann zu einer 50prozentigen Lösung in Äthanol verdünnt wurde, die Viskosität der Beschichtungsmasce.To increase the viscosity of the coating compound, oligomerized silanes can be added in an amount of 1 to 20 percent by weight, based on the coating compound. For example increases y-Melhacryloxypropyl-trimethoxysilane, which has been beforehand / polymerized via a free Radikalmechanisn us 20 minutes at 100 0 C, and then diluted to a 50 percent solution in ethanol, the viscosity of the Beschichtungsmasce.
Ebenso können mit Vorteil Verlaufmittel (Tenside) eingesetzt werden. Spezielle Beispiele für verwendbare Verlaufmittel sind Tenside auf Silikonbasis und Tenside auf Fluorkohlenstoffbasis. Vorzugsweise werden diese Verlaufmittel in einer Menge von ungefähr 0,3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Beschichtungsmasse, zugegeben. Es können aber auch größere oder kleinere Mengen zugesetzt werden.Leveling agents (surfactants) can also be used with advantage. Specific examples of usable Leveling agents are silicone-based surfactants and fluorocarbon-based surfactants. Preferably these are Leveling agent in an amount of approximately 0.3 percent by weight, based on the coating mass, admitted. However, larger or smaller amounts can also be added.
Im allgemeinen wird die Beschichtungsmasse nach ihrer Herstellung noch durch ein 10-Mikfon^Filter filtriert.In general, the coating compound is passed through a 10-microphone filter after it has been produced filtered.
Die Beschichtungsmasse wird erfindungsgemäß auf Substrate aus Kunststoff oder Metal! aufgetragen, um ihnen Abriebfesti~keit, Lösungsmittelfestigkeit und Korrosionsfestigkeit zu verleihen. Im allgemeinen können sowohl starre als auch flexible SubstrateAccording to the invention, the coating compound is applied to substrates made of plastic or metal! applied to to give them abrasion resistance, solvent resistance and corrosion resistance. In general can use both rigid and flexible substrates
beschichtet werden. Weiche Grundwerkstoffe, wie Kunststoffe, können kratzfest und abriebfest ausgerüstet werden. Beispiele dafür sind Linsen für Brillen. Sonnenbrillen, optische Instrumente, Lampen, Uhrkristalle, Kunststoffscheiben, Zeichen und dekorativen Überflächen. Metalloberflächen können korrosionsbeständig ausgerüstet werden, wobei der Glanz auf dekorativen Metallstreifen und der Oberfläche von Spiegeln erhalten bleiben kann. Weiterhin kann die Beschichtungsmasse gefärbt und als Anstrichfarbe auf Oberflächen aufgetragen werden.be coated. Soft base materials, such as Plastics can be made scratch-resistant and abrasion-resistant. Examples of this are lenses for glasses. Sunglasses, optical instruments, lamps, watch crystals, plastic discs, signs and decorative Surfaces. Metal surfaces can be made corrosion-resistant, with the gloss on decorative metal strips and the surface of mirrors can be preserved. Furthermore, the Coating mass can be colored and applied as a paint on surfaces.
Diejenigen Grundwerkstoffe, zu denen die Beschichtungsmasse keine gulc natürliche Adhäsion zeigt, können trotzdem gut beschichtet werden, wenn zunächst ihre Oberfläche vorbehandelt wird, beispielsweise durch Anrauhen der Oberfläche (mechanisch, durch Lösungsmittel, durch chemisches Ätzen. Oxidation usw.) und Auftragen eines Grundiermittel.Those base materials to which the coating compound no gulc shows natural adhesion, can still be coated well, though its surface is first pretreated, for example by roughening the surface (mechanically, by solvents, by chemical etching. Oxidation, etc.) and applying a primer.
Die Beschichtungsmasse kann auf das Substrat in jeuci girwüiisciiicii Dicke uüfgciiugcii wciueii. !>(.·- Schichtungen einer Dicke von 3 bis 5 Mikron ergeben eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit. Jedoch können auch dickere Beschichtungen (bis zu 20 Mikron und mehr) durch Auftragen mehrerer Schichten auf das Substrat erhalten werden. Das kann dadurch erreicht werden, daß man zunächst eine Schicht der Beschichtungsmasse auf das Substrat aufträgt und sie dann teilweise härtet, beispielsweise durch Iminütiges Erhitzen auf ungefähr 75"C. Anschließend kann eine 7v.eite Schicht aufgetragen werden. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, bis die gewünschte Dicke der Beschichtung erreicht ist. Diese Mehrfach-Beschichtungen zeigen eine wesentlich höhere Abriebfestigkeit als eine einzige Beschichtung.The coating compound can be applied to the substrate in jeuci girwüiisciiicii thickness uüfgciiugcii wciueii. !> (. · Layers 3 to 5 microns thick give excellent abrasion resistance. However, thicker coatings (up to 20 microns and more) can be obtained by applying more layers to the substrate. This can be achieved by using first applying a layer of the coating compound to the substrate and then partially hardening it, for example by heating to about 75 ° C. for one minute. Then a second layer can be applied. This process can be repeated until the desired thickness of the coating is achieved. These multiple coatings show a significantly higher abrasion resistance than a single coating.
Die Aushärtung der Beschichtung kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Hitze, ultraviolettes Licht oder Elektronenstrahlen. Die anzuwendende Methode hängt von der Beschichtungsmasse und dem zu beschichtenden Substrat ab.The coating can be cured by various methods, for example by Heat, ultraviolet light, or electron beams. The method to be used depends on the coating mass and the substrate to be coated.
Alle erfindungsgemäß verwendeten Beschichtungsmassen können durch Hitzeeinwirkung ausgehärtet werden. Die Aushärtungszeit und -temperatur hängt von der Art der Beschichtungsmasse ab. Beispielsweise benötigen die Acryloxysilan-Metallester-Beschichtungsmassen Aushärungszeiten von 30 bis 60 Minuten bei Temperaluren von 130 bis 1700C, vorzugsweise bei etwa 1500C. Dagegen können Epoxysilan-Metallestcr-Beschichtungsmassen bei Temperaturen von 75 bis 100°C innerhalb von etwa 16 bis 40 Stunden ausgehärtet werden. Eine Erhöhung der Aushärtungstemperatur verkürzt die Aushärtungszeit.All coating compositions used according to the invention can be cured by the action of heat. The curing time and temperature depends on the type of coating compound. For example, the acryloxysilane metal Lester coating compositions need Aushärungszeiten of 30 to 60 minutes at Temperaluren from 130 to 170 0 C, preferably at about 150 0 C. In contrast, epoxysilane Metallestcr coating compositions can within about 16 at temperatures of 75 to 100 ° C to Cured for 40 hours. An increase in the curing temperature shortens the curing time.
Die Aushärtung""eit der Beschichtungsmasse bei den genannten Temperaturen kann durch Zusatz einer kleinen Menge eines Beschleunigers wesentlich reduziert werden. Die Beschleuniger werden vorzugsweise in einer Menge von ungefähr 0,4 bis 2.5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Beschichtungsmasse, eingesetzt. Spezielle Beispiele für verwendbare Beschleuniger sind Mineralsäuren, wie Salzsäure, Salpetersäure oder Schwefelsäure, ferner Lewis-Säuren, wie Bortrifluorid und Aluminiumtrichlorid.The curing "" eit of the coating compound in the The temperatures mentioned can be significantly reduced by adding a small amount of an accelerator will. The accelerators are preferably used in an amount of about 0.4 to 2.5 percent by weight, based on the coating mass, used. Specific examples of accelerators that can be used are Mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid, and also Lewis acids such as boron trifluoride and aluminum trichloride.
Alle Beschichtungsmassen, die Titanester enthalten, lassen sich durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht aushärten. Die Bestrahlung soll vorzugsweise unter einem Schutzgas, wie Stickstoff, Kohlendioxid, Helium oder Argon, durchgeführt werden, da Sauerstoff die Aushärtung inhibiert. Die zur Aushärtung der Beschichtungen notwendige Zeit ändert sich umgekehrt zu der Intensität des Lichtes. Beispielsweise kann die Bestrahlung mit Licht einer 275-Watt-UV-Lampe durch ein Quarzglas-l-'ilter in eine mit Stickstoff gespülte Kammer, die das beschichtete Substrat enthält, durchgeführt werden. Das Quarzglasfilter ist durchlässig für ultraviolettes Licht im Bereich von ungefähr 2000 bis 4000 Ä-Einheiten. Die Aushärtung kann innerhalb 5 bis 20 Minuten in Abhängigkeit der Entfernung der Lichtquelle vom Substrat durchgeführt werden. Acryloxysilan-Metallester-Beschichtungsmassen lassen sich auch durch Bestrahlung mit Elektroncnstrahlen aushärten. Auch hier wird die Bestrahlung vorzugsweise unter einem Schutzgas, wie Stickstoff, Kohlendioxid, Helium oder Argon, durchgeführt. Die zur Aushärtung der Beschichtung notwendige Zeit ändert sich umgi kehrt zu der Stärke der lilektronenstrahlquelle. Die Bestrahlung kann beispielsweise so durchgeführt werden, daß man das beschichtete Substrat durch eine mit einem Inertgas gespülte Kammer führt, auf dir ein Elektronenstri;!i! gerichtet ist.All coating compositions that contain titanium esters can be irradiated with ultraviolet light Harden. The irradiation should preferably be carried out under a protective gas such as nitrogen, carbon dioxide or helium or argon, since oxygen inhibits curing. The one used to cure the coatings necessary time changes inversely with the intensity of the light. For example, the irradiation with light from a 275 watt UV lamp through a quartz glass filter into a chamber flushed with nitrogen, containing the coated substrate. The quartz glass filter is permeable to ultraviolet Light in the range of approximately 2000 to 4000 Å units. The curing time can take 5 to 20 Minutes depending on the distance of the light source from the substrate. Acryloxysilane metal ester coating compositions can also be hardened by irradiation with electron beams. Here, too, the irradiation is preferably under a protective gas such as nitrogen, carbon dioxide, helium or argon. The hardening of the Coating time changes vice versa the strength of the electron beam source. The irradiation can be carried out, for example, that one leads the coated substrate through a chamber flushed with an inert gas, on you an electron tri;! i! is directed.
Die Beschichtungen können innerhalb von 4 Sekunden ausgehartet werden.The coatings can be cured within 4 seconds.
Die Abriebfestigkeit der erhaltenen Beschichtung wird durch den oszillierenden Abrieb-Test nachgewiesen. Dieser Test wird mit der in der Figur wiedergegebenen Vorrichtung durchgeführt.The abrasion resistance of the coating obtained is demonstrated by the oscillating abrasion test. This test is carried out with the device shown in the figure.
Die Vorrichtung 10 besteht aus einer Schüttelplatte 14 in einem Gehäuse 12. Die Schültelplatte 14 ist mit einem Μύίοι verbunden, der sie hin- und herschwingend über einen Arm 16 antreibt. Die Schüttelplatte 14 oszilliert mit einer Frequenz von 1,25 U/sec und einem Hub von 3,75 cm.The device 10 consists of a shaking plate 14 in a housing 12. The shaking plate 14 is with connected to a Μύίοι who swaying them back and forth drives via an arm 16. The shaker plate 14 oscillates at a frequency of 1.25 rev / sec and one 3.75 cm stroke.
Ein zu untersuchendes beschichtetes Substrat 18 wird zunächst fest an der Oberseite der Schüttelplatte 14 mit Hilfe eines doppelt beschichteten Streifens befestigt. Ein Schleifmittel 20 wird gegen die beschichtete Oberfläche 22 des Substrats 18 gepreßt und am Boden eines Schleifblocks 24 mit Hilfe eines doppelt beschichteten Streifens befestigt. Das Schleifmittel 20 besteht aus Stahlwolle Nr. 3/0. Der Boden 26 des Schleifblocks 24 mißt 2,5 cm χ 2,5 cm und die Fläche des Schleifmittels 20, die sich in Druckkontakt mit der Oberfläche 22 befindet, beträgt demnach etwa 2,5 cm χ 2,5 cm. Die gewünschte Abriebkraft wird gesteuert durch die Gewichte 28, die auf einen Stab 30 aufgesetzt und durch einen Ring 32 abgestützt werden. Der Stab 30 ist mit dem Schleifblock 24 verbunden. Die Gewichte 28 werden mit Hilfe eines Lagers 34 direkt über dem Schleifblock 24 durch Arme 36 gehalten. Das Lager 34 ermöglicht eine unbeschränkte vertikale Bewegung, während es eine horizontale Bewegung des Schleifblocks 24 verhindert.A coated substrate 18 to be examined is first firmly attached to the top of the shaking plate 14 Attached with the help of a double-coated strip. An abrasive 20 is applied against the coated surface 22 of the substrate 18 and pressed against the bottom of an abrasive block 24 with the help of a double-coated Strips attached. The abrasive 20 is made of No. 3/0 steel wool. The bottom 26 of the sanding block 24 measures 2.5 cm by 2.5 cm and the area of abrasive 20 that is in pressure contact with surface 22 is therefore about 2.5 cm 2.5 cm. The desired abrasion force is controlled by the Weights 28 which are placed on a rod 30 and supported by a ring 32. The rod 30 is with connected to the grinding block 24. The weights 28 are with the help of a bearing 34 directly above the Grinding block 24 held by arms 36. The bearing 34 allows unrestricted vertical movement, while preventing horizontal movement of the sanding block 24.
Die Abriebfestigkeit wird gemessen, indem man ein beschichtetes Substrat 18 wie vorstehend beschrieben an der Oberseite der Schüttelplatte 14 befestigt, das Schleifmittel 20 gegen die beschichtete Oberfläche 22 drückt und eine vorher bestimmte Schleifkraft mit Hilfe der Gewichte 28 anlegt. Dann wird die Schüttelplatte 14 in Bewegung gesetzt. Die Anzahl kompletter Oszillierbewegungen wird mit Hilfe eines Zählers 38 gezählt. Nach 100 Zyklen (1 Zyklus beinhaltet eine vollständige Vorwärts- und Rückwärtsbewegung) wird die oszillierende Schüttelplatte gestoppt und die Oberfläche 22 des beschichteten Substrats 18 visuell auf Kratzer untersucht. Die Gewichte 28 werden dann entweder stufenweise gesteigert oder vermindert, und das Verfahren wird mit einer neuen, nicht geschliffenen Testprobe wiederholt.The abrasion resistance is measured by placing a coated substrate 18 as described above attached to the top of the rocker plate 14, the abrasive 20 against the coated surface 22 presses and applies a predetermined grinding force with the help of the weights 28. Then the shaker plate 14 set in motion. The number of complete oscillating movements is counted with the aid of a counter 38. After 100 cycles (1 cycle includes a complete forward and backward movement) the oscillating Shake plate stopped and the surface 22 of the coated substrate 18 visually inspected for scratches. The weights 28 are then either gradually increased or decreased, and that The procedure is repeated with a new, unpolished test sample.
Das maximale Gewicht (einschließlich Schleifblock 24. Stab 30. Ring 32 und Gewichte 28). das dem Schleifmittel 20 aufgelegt werden kann, ohne sichtbare Kratzer auf der Testprobe nach 100 Zyklen zu verursachen, wird aufgezeichnet.The maximum weight (including sanding block 24. Rod 30. Ring 32 and weights 28). that the Abrasive 20 can be applied without any visible scratches on the test sample after 100 cycles cause is recorded.
Der Wert für die Abriebfestigkeit kann angegeben werden in g/cm2.The value for the abrasion resistance can be given in g / cm 2 .
Die Haftfestigkeit der ausgehärteten Beschichtung am Su-Lstrat wird folgendermaßen bestimmt: Mit einer scharfen Klinge wird in die beschichtete Oberfläche eine Reihe von parallelen Einschnitten, die etwa 0,318 cm auseinanderliegen. und eine weitere ähnliche Reihe von Einschnitten im rechten Winkel dazu, die ebenfalls etwa 0.318 cm auseinanderliegen, erzeugt. So werden etwa 50 Quadrate in die ausgehärtete Beschichtung geschnitten. Ein Stück Klebeband wird fest auf die beschichtete Oberfläche gepreßt, so daß der ganze kreuzförmig geschnittene Bereich bedeckt ist. Das Band wird dann unter einem Winkel von 90" von Hand vom Substrat idSLM augir/.ijgcii. Die- HiififeMigkeii wird angegeben in Werten von 0 bis 100%. Für jedes während des Tests entfernte Quadrat wird der aufgezeichnete Wert für die Haftfestigkeit um 2% reduziert.The adhesive strength of the cured coating on the substrate is determined as follows: A sharp blade is used to make a series of parallel incisions about 0.318 cm apart in the coated surface. and made another similar series of incisions at right angles thereto, also about 0.318 cm apart. So about 50 squares are cut into the cured coating. A piece of adhesive tape is pressed firmly onto the coated surface so that the entire cross-cut area is covered. The tape is then removed by hand from the substrate idSLM augir / .ijgcii at an angle of 90 " . The HiififeMigkeii is given in values from 0 to 100%. reduced.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.The following examples illustrate the invention. Parts and percentages relate to weight, unless stated otherwise.
Tetraisopropyltitanat und j'-Methacryloxypropyltrimcthoxysilan werden im Molverhältnis 1:10 vermischt und bei Raumtemperatur gerührt. Die Beschichtungsmassc wird auf eine Platte aus Polydiallylglykolcarbonat und durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht innerhalb 15 Minuten ausgehärtet.Tetraisopropyl titanate and j'-methacryloxypropyltrimpthoxysilane are mixed in a molar ratio of 1:10 and stirred at room temperature. The coating massc is placed on a plate made of polydiallyl glycol carbonate and exposed to ultraviolet light cured within 15 minutes.
Die 3 bis 5 Mikron dicke Beschichtung ist glatt, klar, transparent, fest gebunden an das Substrat und abriebfest.The 3 to 5 micron thick coating is smooth, clear, transparent, firmly bonded to the substrate and abrasion resistant.
Der Versuch wird mit einem Molverhältnis der Komponenten von 1 :4 mit vergleichbaren Ergebnissen wiederholt.The experiment is carried out with a molar ratio of the components of 1: 4 with comparable results repeated.
Beispiele 2 bis 8Examples 2 to 8
Aluminiumisopropoxid (0.1 Mol) wird bis zum Schmelzpunkt (117 bis 120"C) erhitzt und in 80 g Toluol bei einer Temperatur von 80°C gelöst. Die Auflösung dauert '/2 Stunde, und die Lösung wird durch ein Whatman-Filtcrpapier Nr. 1 filtriert. Die Lösung wird dann iiiii y-GiyuiHiÄVjü'ujiyiii iiMcinOXySilän in dein iii Tabelle Il angegebenen Molverhältnis vermischt, auf 5x5x0,16 cm große Platten aus Polydiallylglykolcarhonai aufgetragen und 16 Stunden bei 85°C ausgehärtet. Die erhaltenen Beschichtungen (3 bis 5 Mikron) sind klar,eben, transparent und abriebfest.Aluminum isopropoxide (0.1 mol) is heated to the melting point (117 to 120 "C) and dissolved in 80 g of toluene at a temperature of 80 ° C. The dissolution takes 1/2 hour, and the solution is filtered through a Whatman filter paper No. 1. The solution is then mixed iiiii y-GiyuiHiÄVjü'ujiyiii iiMcinOXySilän in the molar ratio given in Table II, applied to 5x5x0.16 cm polydiallylglycol carbonate plates and cured for 16 hours at 85 ° C. The coatings obtained (3 to 5 microns ) are clear, flat, transparent and abrasion-resistant.
In Tabelle Il sind die Ergebnisse zusammengefaßt.The results are summarized in Table II.
HeispielHot example
22
Molverhältnis Metallester /u reaktives Silan 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:7 1:10Molar ratio metal ester / u reactive silane 1: 1 1: 2 1: 3 1: 4 1: 5 1: 7 1:10
Abriebfcsligkeit, g/cnr 704 1056 1408 1760 1408 352 0Abrasion resistance, g / cnr 704 1056 1408 1760 1408 352 0
■;''■■; '' ■ titi
Beispiele 9 bis 18Examples 9-18
Aluminiumisopropoxid wird wie vorstehend beschrieben in Toluol gelöst und mit j'-Melhaeryloxypropyltrimethoxysilan versetzt. Das Gemisch wird auf Platten aus Polydiallylglykolcarbonat aufgetragen und in einem Ofen 60 Minuten bei 150 C ausgehiirtet. Alle Beschichtungen sind klar, eben unc'. transparent. In Tabelle III sind die Ergebnisse zusammengefaßt.Aluminum isopropoxide is dissolved in toluene as described above and mixed with j'-melhaeryloxypropyltrimethoxysilane offset. The mixture is applied to plates made of polydiallyl glycol carbonate and in one Oven hardened at 150 ° C for 60 minutes. All coatings are clear, just unc '. transparent. In Table III the results are summarized.
Beispiel 19Example 19
Eine 5 cm χ 5 cm χ 0,64 cm große Platte aus einem Polycarbonat aus Bisphenol A und Phosgen wird mit wasserfreiem Äthanol gewaschen und dann mit einem faserfreien Tuch getrocknet. Sodain wird eine Beschichtungsmasse folgender Zusammensetzung aufgetragen: A 5 cm 5 cm χ 0.64 cm plate made of a polycarbonate made of bisphenol A and phosgene is made with washed with anhydrous ethanol and then dried with a lint-free cloth. Sodaine becomes a coating compound the following composition applied:
Die Platte wird 15 Minuten in einem Ofen auf 1500C erhitzt. Zur vollständigen Aushärtung wird die beschichtete Platte noch in eine mit Stickstoff gespülte Kammer verbracht und mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Die ausgehärtete Beschichtung (etwa 3 bis 5 Mikron dick) ist klar, eben, transparent, fest an das Substrat gebunden und sehr abriebfest.The plate is heated to 150 ° C. in an oven for 15 minutes. For complete curing, the coated plate is placed in a chamber flushed with nitrogen and irradiated with ultraviolet light. The cured coating (about 3 to 5 microns thick) is clear, flat, transparent, firmly bonded to the substrate and very resistant to abrasion.
Beispiele 20 bis 29Examples 20 to 29
Es werden Beschichtungsmassen aus Tetraisopropyltitanat und j'-Methacryloxypropyltrimethoxysüan in verschiedenen Molverhältnissen in Bechergläsern bei Raumtemperatur hergestellt. Die erhaltenen Beschichiungsmassen werden dann auf die in Beispiel 19There are coating compounds made of tetraisopropyl titanate and j'-Methacryloxypropyltrimethoxysüan in different molar ratios in beakers at room temperature. The coating masses obtained are then referred to in example 19
verwendeten Kunststoffplatte!! aufgetragen und ausgehärtet. Die ausgehärteten Resehichlungen (etwa 3 bis "5 Mikron dick) sind klar, eben, transparent und fest an dasused plastic plate !! applied and cured. The cured resealings (about 3 to "5 microns thick) are clear, flat, transparent, and firm to the
1010
Substrat gebunden. Sie sind sehr lösungsmittelbeständig und korrosionsfest. In Tabelle IV sind die Ergebnisse /usammcngefalii.Substrate bound. They are very solvent-resistant and corrosion-resistant. In Table IV are the results / usammcngefalii.
Beispiele 30 bis 38Examples 30 to 38
Es werden Reschichtungsmassen aus Tctraisopropyllitanat und v-Olv('irlnxynrnnv!lnmcfhnvvsjl:in 'Π vcrschiedcnen Molverhältnissen in Becherglasern bei Raumtemperatur hergestellt. Die erhaltenen Besehichlungsmassen werden auf Platten aus Polydiallylglykolcarbonat aufgetragen und gemäß Beispiel I 4 Minuten in einem Abstand von ungefähr 7,5 cm mit UV-Licht bestrahlt. Sodann wird die Aushärtung durch I6stündiurs Frhil/rn UiIfR1I0C" vrrvnlktänrlipl. Die Rrsrhirhliingen haben ähnliche Eigenschaften wie die vorstehend genannten Beschichtungen. In Tabelle V sind die Ergebnisse zusammengefaßt.Coating masses are prepared from tetraisopropyl litanate and v-Olv ('irlnxynrnnv! Lnmcfhnvvsjl: in' Π v cr different molar ratios in beakers at room temperature. The coating masses obtained are applied to plates made of polydiallyl glycol carbonate and, according to Example I, at a distance of about 7 minutes , 5 cm irradiated with UV light. Then have the curing gene by I6stündi urs Frhil / rn UiIfR 1 I 0 C "vrrvnlktänrlipl. the Rrsrhirhliin similar properties to the above-mentioned coatings. In Table V, the results are summarized.
Vergleichsbeispiele Λ und BComparative Examples Λ and B
Es wurden mit im Handel erhältlichen Bcsehichtungsmasscn beschichtete Substrate mit Hilfe der oszillierenden Abriebsvorrichlung hinsichtlich ihrer Abrieblestigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle Vl zusammengefaßt. Substrates coated with commercially available coating compositions were made with the aid of the oscillating Abriebsvorrichlung examined with regard to their abrasion resistance. The results are summarized in Table VI.
Vcrgleichsbeispicl ΛComparative example Λ
IiIi
Bcschichtungsmasse
SubstratCoating compound
Substrate
Abriebfestigkeit, g/cm2 Abrasion resistance, g / cm 2
Melaminharz
Polycarbonat aus
Bisphenol A und PhosgenMelamine resin
Made of polycarbonate
Bisphenol A and phosgene
140140
Silicon-Fluorkohlenstoffharz
Polymethyl methacrylatSilicone fluorocarbon resin
Polymethyl methacrylate
704704
Eine 5 cm χ 5 cm χ 0,16 cm große Platte aus Polydiallylglykolcarbonat wird mit wasserfreiem Äthanol gewaschen und mit einem faserfreien Tuch getrocknet. Eine Beschichtungsmasse der nachstehend angegebenen Zusammensetzung wird in einem Becherglas bei Raumtemperatur hergestellt und auf das Substrat aufgetragen.A 5 cm by 5 cm by 0.16 cm plate of polydiallyl glycol carbonate is washed with anhydrous ethanol and dried with a lint-free cloth. A coating compound of the composition given below is placed in a beaker at Produced at room temperature and applied to the substrate.
Tetraisopropyltitanat 1,75 gTetraisopropyl titanate 1.75 g
y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan 6,0 gγ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 6.0 g
Bortrifluorid-Ätherkomplex 4 TropfenBoron trifluoride ether complex 4 drops
Verlaufmittel auf Siliconbasis 1 TropfenSilicone-based flow control agent 1 drop
Das beschichtete Substrat wird in eine mit Stickstoff gespülte Kammer verbracht und gemäß Beispiel 1 4 Minuten mit UV-Licht in einem Abstand von 7,5 cm bestrahlt. Sodann wird die Aushärtung durch Rstündiges Erhitzen auf 85"C vervollständigt. Die erhaltene Beschichtung (etwa 3 bis 5 Mikron dick) ist klar, transparent und fest an das Substrat gebunden. Die Beschichtung ist auch sehr abriebfest (sie zeigt eine Abriebfestigkeit von 1760 g/cm2) sehr lösungsmittelbeständig und sehr korrosionsfest.The coated substrate is placed in a chamber flushed with nitrogen and, as in Example 1, irradiated with UV light for 4 minutes at a distance of 7.5 cm. Curing is then completed by heating to 85 "C for about hours. The resulting coating (about 3 to 5 microns thick) is clear, transparent and firmly bonded to the substrate. The coating is also very abrasion-resistant (it shows an abrasion resistance of 1760 g / cm 2 ) very solvent-resistant and very corrosion-resistant.
33 g Zirkonisopropoxid werden in 167 g Toluol bei 75°C gelöst. Die warme Lösung wird unter Verwendung33 g of zirconium isopropoxide are dissolved in 167 g of toluene at 75.degree. The warm solution is using
IlIl
eines Büchner-Trichters und eines Filterpapiers Whatman Nr. I filtriert.a Buchner funnel and Whatman filter paper No. I filtered.
Eine 5 cm χ 5 cm χ 0,16 cm große Platte aus Polydiallylglykolrjrbonat wird mit wasserfreiem Äthanol gewaschen und mit einem faserfreien Tuch getrocknet. Eine Bcschichtungsmassc der nachstehend angegebenen Zusammensetzung wird in einem Becherglas bei Raumtemperatur hergestellt und auf das Substrat aufgetragen.A 5 cm by 5 cm by 0.16 cm plate of polydiallyl glycol carbonate is washed with anhydrous ethanol and dried with a lint-free cloth. A coating measure of those given below Composition is prepared in a beaker at room temperature and placed on the substrate applied.
Zirkonisopropoxid-Toluollösung 12,0 gZirconium isopropoxide toluene solution 12.0 g
y-Methacryloxypropyltrimethoxy-y-methacryloxypropyltrimethoxy-
silan 6,0 gsilane 6.0 g
Verlaufmittel auf Siliconbasis I TropfenLeveling agent based on silicone I drops
Das beschichtete Substrat wird 60 Minuten bei 140"C ausgehärtet. Die erhaltene Beschichtung (etwa 3 bis 5 Mikron dick) ist klar, eben, transparent und fest an das Substrat gebunden. Die Beschichtung ist ebenfalls abriebfest (sie zeigt eine Abriebfestigkeit von 845 g/ O IT» 2^ caIit löct iniTfiTiil Inlkinctnn/luT nn/l ml-tf LrtrrKii'int'The coated substrate is cured for 60 minutes at 140 ° C. The coating obtained (about 3 to 5 Micron thick) is clear, flat, transparent and firmly bound to the substrate. The coating is also abrasion-resistant (it shows an abrasion resistance of 845 g / O IT »2 ^ caIit löct iniTfiTiil Inlkinctnn / luT nn / l ml-tf LrtrrKii'int '
Eine Beschichtungsmasse wird unter Verwendung von partiell hydrolysiertem Tetraisopropyltitanat hergestellt. Das Tetraisopropyltitanat wird folgendermaßen hydrolysiert:A coating composition is made using partially hydrolyzed tetraisopropyl titanate. The tetraisopropyl titanate is hydrolyzed as follows:
a) 4,7 g 37prozentige (konzentierte) Salzsäure werden mit 67 g wasserfreiem Äthanol versetzt;a) 4.7 g of 37 percent (concentrated) hydrochloric acid 67 g of anhydrous ethanol are added;
b) 28,4g(0,l Mol)Tetraisopropyltitanat werden in die Lösung (a) gegeben.b) 28.4 g (0.1 mol) of tetraisopropyl titanate are in the Solution (a) given.
Die Hydrolyse wird bei Raumtemperatur etwa 15 Minuten durchgeführt. Die folgenden Bestandteile werden dann bei Raumtemperatur miteinander vermischt. The hydrolysis is carried out at room temperature for about 15 minutes. The following components are then mixed together at room temperature.
HydrolysierteTetraisopropyltitanai-Hydrolyzed Tetraisopropyl Titanium
Lösung 5.0 gSolution 5.0 g
y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan b.O gy-methacryloxypropyltrimethoxysilane b.O g
Verlaufmittel auf Siliconbasis 0,2b gSilicone-based leveling agent 0.2b g
Eine 5 cm χ 7 cm χ 0,16 cm große Platte aus Aluminium wird mit einem Schleifmittel-Kissen und Wasser gesäubert, mit wasserfreiem Äthanol gewaschen und mit einem faserfreien Tuch getrocknet. Die Beschichtungsmasse von Beispiel 42 wird auf die Oberfläche der Aluminiumplatte aufgetragen und 60 Minuten bei 150° C ausgehärtet. Die erhaltene Beschichtung (etwa 3 bis 5 Mikron dick) ist klar, eben, transparent, abriebfest und fest an das Substrat gebunden.A 5 cm by 7 cm by 0.16 cm plate of aluminum is cleaned with an abrasive pad and water, washed with anhydrous ethanol and dried with a lint-free cloth. The coating composition of Example 42 is applied to the surface of the Aluminum plate applied and cured at 150 ° C for 60 minutes. The coating obtained (about 3 to 5 Micron thick) is clear, flat, transparent, abrasion-resistant and firmly bonded to the substrate.
Polyesterplatten werden mit einer verdünnten Lösung von Schwefelsäure in wasserfreiem Äthanol angeätzt. Die Beschichtungsmasse von Beispiel 42 wird auf die angeätzten Polyesterplatten aufgetragen und 60 Minuten bei 1500C ausgehärtet. Die erhaltenen Beschichtungen (etwa 3 bis 5 Mikron dick) sind klar. eben, transparent, abriebfest und fest an das Substrat gebunden.Polyester plates are etched with a dilute solution of sulfuric acid in anhydrous ethanol. The coating compound from Example 42 is applied to the etched polyester plates and cured at 150 ° C. for 60 minutes. The resulting coatings (about 3 to 5 microns thick) are clear. flat, transparent, abrasion-resistant and firmly bonded to the substrate.
Platten aus einem Acrylpolymerisat werden vorbehandelt durchAcrylic polymer sheets are pretreated by
a) 2minütiges Eintauchen in Chloroform,a) immersion in chloroform for 2 minutes,
b) Eintauchen in Dichlormethan (30 Sekunden bei 25° C),b) immersion in dichloromethane (30 seconds at 25 ° C),
c) Aufrauhen der Oberfläche mit feinem .Sandpapier.c) Roughening the surface with fine sandpaper.
d) Aufrauhen der Oberfläche mit Aluminiumoxid-Schlcifpulver d) Roughening the surface with aluminum oxide grinding powder
und dann jeweils beschichtet mit der Beschichluiigsinas-" > se von Beispiel 42 und 60 Minuten bei 1501C ausgehärtet.and then each coated with the coating kinase from Example 42 and cured at 150 ° C. for 60 minutes.
Die erhaltenen Beschichtungen (etwa 3 bis 5 Mikron dick) sind klar, eben, transparent, cbriebfest, lösungsmittelfest und fest an das Substrat gebunden.The coatings obtained (about 3 to 5 microns thick) are clear, even, transparent, scratch-resistant, solvent-resistant and firmly bound to the substrate.
Eine 5 cm χ 5 cm χ 0,16 cm große Pintle aus Polydiallylglykolcarbonat wird mit wasserfreiem Äthanol gewaschen und mit einem faserfreien Tuch getrocknet, ι "· Eine Beschichtungsmasse folgender ZusammensetzungA 5 cm by 5 cm by 0.16 cm pintle made of polydiallyl glycol carbonate is washed with anhydrous ethanol and dried with a lint-free cloth, ι "· A coating compound of the following composition
Teiraisopropyltitanat 2 gTeiraisopropyl titanate 2 g
y-Methacryloxypropyltrimethoxy-y-methacryloxypropyltrimethoxy-
silan 6 gsilane 6 g
Verlaufmittel auf Siliconbasis !TropfenLeveling agent based on silicone! Drops
wird dann auf die Platte aufgetragen und gemäß Beispiel 41 innerhalb etwa 8 Sekunden ausgehärtet. Die erhaltene Beschichtung (etwa 3 bis 5 Mikron dick) ist klar, eben, transparent, abrieb- und lösungsmittelfest -'"> und ist fest an das Substrat gebunden.is then applied to the plate and cured according to Example 41 within about 8 seconds. the The resulting coating (about 3 to 5 microns thick) is clear, flat, transparent, resistant to abrasion and solvents - '"> and is firmly bound to the substrate.
Eine Beschichtungsmasse aus Tetraisopropyltitanat und y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan im Molvcr-A coating mass of tetraisopropyl titanate and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane in the molar
iii hältnis I :4 wird auf eine Platte aus dem Polycarbonat gemäß Beispie! 19 aufgetragen und 20 Minuten auf 1500C erhitzt sowie anschließend 15 Minuten mit UV-Licht in einem Abstand von ungefähr 7.5 cm bestrahlt.iii ratio I: 4 is on a plate made of the polycarbonate according to Example! 19 applied and heated to 150 0 C for 20 minutes and then irradiated for 15 minutes with UV light at a distance of about 7.5 cm.
π Die Lösungsmittelfestigkeit der ausgehärteten Beschichtung wird folgendermaßen bestimmt: Vier oder fünf kleinen Lachen Lösungsmittel werden auf der Oberfläche der Platte aufgebracht und etwa 20 Minuten einwirken gelassen. Anschließend werden die Lachenπ The solvent resistance of the cured coating is determined as follows: four or five small pools of solvent are placed on the Applied to the surface of the plate and allowed to act for about 20 minutes. Subsequently, the laugh
in trockengewischt, und die Oberfläche der Beschichtung visuell auf Schädigung untersucht. Es wurde gefunden, daß die Beschichtung von folgenden Lösungsmitteln nicht angegriffen wird:in wiped dry, and the surface of the coating visually examined for damage. It was found that the coating of the following solvents is not attacked:
a) Wassera) water
b) Äthanolb) ethanol
c) Methanolc) methanol
d) Acetond) acetone
e) 2-Butanone) 2-butanone
f) Chloroform g) Dimethylformamid h) Konz. Salzsäure i) Toluolf) chloroform g) dimethylformamide h) conc. hydrochloric acid i) toluene
Eine 10 cm χ 10 cm χ 0,13 cm große Platte ?us Polyester wird mit einer Lösung von amidiertem und epoxydierten Polybutadien in Methanol grundiert. Dann wird eine Beschichtungsmasse folgender Zusammensetzung A 10 cm by 10 cm by 0.13 cm sheet of polyester is primed with a solution of amidated and epoxidized polybutadiene in methanol. then becomes a coating compound of the following composition
Tetraisopropyltiianat 2.0 gTetraisopropylthiyanate 2.0 g
y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan 6,0 g Verlaufmittel auf Siliconbasis 1 Tropfenγ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 6.0 g Silicone-based flow control agent 1 drop
auf die Platte aufgetragen und 1 Minute bei 75°C partiell gehärtet. Die beschichtete Platte wird auf Raumtemperatur abgekühlt (25°C) und mit einer zweiten Schicht der Beschichtungsmasse versehen. Die Beschichtung wird 16 Stunden bei 75° C ausgehärtet.applied to the plate and partially at 75 ° C for 1 minute hardened. The coated plate is cooled to room temperature (25 ° C) and covered with a second layer the coating compound provided. The coating is cured at 75 ° C for 16 hours.
Die Beschichtung (etwa 8 Mikron dick) ist klar, eben, flexibel, transparent und ist an das Substrat fest gebunden. Die Beschichtung ist ebenfalls abriebfest (sieThe coating (about 8 microns thick) is clear, flat, flexible, transparent, and is firm to the substrate bound. The coating is also abrasion resistant (they
zeigt eine Abriebfestigkeit von 1408 g/cm3), sehr lösungsmittelbeständig und sehr korrosionsfest.shows an abrasion resistance of 1408 g / cm 3 ), very solvent-resistant and very corrosion-resistant.
Beispiele 48bis51Examples 48-51
Diese Beispiele srläutern die Verwendung verschiedener Metallester, die mindestens zwei Estergruppen pro Metallatom enthalten.These examples explain the use of various Metal esters that contain at least two ester groups per metal atom.
36 g y-Glacidoxypropyltrimethoxysilan werden in 3 Anteile A, B und C aufgeteilt. Anteil A wird mit 5,0 g Triäthanolaminchelat von Bis-titanisopropoxid36 g of y-glacidoxypropyltrimethoxysilane are used in 3 Shares A, B and C divided. Part A is 5.0 g Triethanolamine chelate of bis-titanium isopropoxide
[(OHCH2CH2J2N]2Ti(OC3H7):.,
Anteil B mit 8,5 g Dichlordibutoxytitanat-Lösung[(OHCH 2 CH 2 J 2 N] 2 Ti (OC 3 H 7 ):.,
Part B with 8.5 g of dichlorodibutoxytitanate solution
und Anteil C mit 8,0 g Chlordibutoxyaluminium-Lösungand Part C with 8.0 g of chlorodibutoxyaluminum solution
ClAI(O(CHj)3CH i)j versetzt.ClAI (O (CHj) 3 CH i) j added.
Die Metallester von B und C werden als Lösungen in Methyler.clilorid mit einem Feststoffgehalt von 25 Gewichtsprozent zugesetzt. 2 Tropfen eines oligomeren Verlaufmittels auf Fluorkohlenstoffbasis werden als Beschichtungs-Hilfsmittel zugesetzt.The metal esters of B and C are as solutions in Methyler.clilorid with a solids content of 25 Weight percent added. 2 drops of an oligomeric leveling agent based on fluorocarbon are used as Coating auxiliaries added.
Die Beschichtuingslösung D wird aus 6,0 g y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 4,5 g eines polymeren Titanats mit Grundbausteinen der FormelThe coating solution D is made from 6.0 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 4.5 g of a polymeric titanate with basic building blocks of the formula
O—(CH2).,CH.,O- (CH 2 )., CH.,
O-(CH2),CH.,O- (CH 2 ), CH.,
hergestellt und mit einem Tropfen Verlaufmittel versetzt.prepared and mixed with a drop of flow control agent.
Platten aus Polydiallylglykolcarbonat (etwa 7,7 χ 7,7 χ 0,16 cm) werden mit wasserfreiem Äthanol gewaschen und mit einem faserfreien Tuch getrocknet Die Beschichtungslösungen werden auf die Platten aufgetragen und 16 Stunden in einem Ofen bei 85°C ausgehärtet.Polydiallyl glycol carbonate plates (approximately 7.7 7.7 χ 0.16 cm) are washed with anhydrous ethanol washed and dried with a lint-free cloth. The coating solutions are applied to the plates applied and cured in an oven at 85 ° C for 16 hours.
Die erhaltenen Beschichtungen sind in allen Fällen eben, transparent, lösungsmittelfest und haben eine sehr gute Abriebfestigkeit gegenüber Stahlwolle Nr. 3/0.The coatings obtained are in all cases flat, transparent, solvent-resistant and have a very good appearance good abrasion resistance against steel wool No. 3/0.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US51311674A | 1974-10-08 | 1974-10-08 | |
US05/615,025 US4084021A (en) | 1974-10-08 | 1975-09-19 | Method for rendering substrates resistant to abrasion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2544860A1 DE2544860A1 (en) | 1977-03-31 |
DE2544860B2 DE2544860B2 (en) | 1978-07-27 |
DE2544860C3 true DE2544860C3 (en) | 1979-03-29 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752544860 Granted DE2544860B2 (en) | 1974-10-08 | 1975-10-07 | Process for the production of abrasion-resistant coatings on plastic or metal substrates |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5334159B2 (en) |
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Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4049861A (en) * | 1975-03-07 | 1977-09-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasion resistant coatings |
DE3115198A1 (en) * | 1981-04-15 | 1982-11-11 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | CURABLE COATING AGENTS AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF SCRATCH-RESISTANT COATINGS ON PLASTICS |
DE3407087C2 (en) * | 1984-02-27 | 1994-07-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Process and paint for the production of scratch-resistant coatings |
JPH0277434A (en) * | 1989-05-29 | 1990-03-16 | Toray Ind Inc | Molding containing transparent coating layer |
DE3917535A1 (en) * | 1989-05-30 | 1990-12-06 | Fraunhofer Ges Forschung | Scratch-resistant materials - prepd. by hydrolysis of silane-based mixt. with removal of volatile hydrolysis prods. before applying coating or moulding |
FR2653778B1 (en) * | 1989-10-30 | 1994-09-23 | Essilor Int | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A COATING COMPOSITION WITH A HIGH REFRACTION INDEX BASED ON POLYSILOXANES AND TITANATES AND COMPOSITION OBTAINED. |
DE19530836C1 (en) * | 1995-08-22 | 1996-09-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Corrosion resistant coating for bronze |
US5755866A (en) * | 1996-08-13 | 1998-05-26 | General Electric Company | Primer composition for 1-part room temperature vulcanizable silicone compositions |
US20020068198A1 (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-06 | Kerfeld Donald J. | Data storage media |
EP1922154A4 (en) * | 2005-07-07 | 2013-07-31 | Arkema Inc | Method of strengthening a brittle oxide substrate with a weatherable coating |
-
1975
- 1975-09-29 CA CA236,550A patent/CA1056665A/en not_active Expired
- 1975-09-30 FR FR7529854A patent/FR2287489A1/en active Granted
- 1975-10-07 IT IT5168475A patent/IT1056141B/en active
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