DE3609459C2 - Oberflächentrennmittel - Google Patents
OberflächentrennmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Oberflächentrennmittel.
Ein "Oberflächentrennmittel" im Sinne der vorliegenden
Erfindung ist dabei ein Trennmittel, das, auf Substrat
oberflächen aufgetragen, verhindert, daß selbsthaftende
Klebstoffe mit den behandelten Oberflächen unlösbare oder
nur schwer lösbare Klebverbindungen eingehen.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Oberflächentrenn
mittel mit guter Wasserabweisung und Ölabweisung sowie
guter optischer Durchsichtigkeit, das das Verkleben selbst
haftender Klebstoffe auf entsprechend behandelten Substrat
oberflächen wirkungsvoll unterdrückt, und zwar selbst dann,
wenn es sich dabei um Haftklebstoffe auf Siliconbasis
handelt.
Wenn Oberflächen Trenneigenschaften gegenüber Haftkleb
stoffen vermittelt werden sollen, ist bekannt, Fluorkohlen
stoffpolymere in Form von Filmen oder Bändern zu verwenden,
die gegebenenfalls durch zusätzliches Embossieren mit den
Oberflächen verbunden werden können. Die Effektivität dieser
Maßnahmen zum Herbeiführen eines Trennverhaltens von Sub
stratoberflächen ist jedoch nicht überzeugend. Selbst wenn
verschiedene Arten von fluorhaltigen Copolymeren für be
stimmte industrielle Anwendungszwecke als nützlich sich er
wiesen haben, so beispielsweise als wasserabweisende Im
prägniermittel für Textilien oder als Schutzanstrichmittel
für Außenwände von Gebäuden, wobei die den fluorhaltigen
Polymeren eigenen Merkmale der Wasserabweisung und Ölabwei
sung ausgenutzt werden, haben sich diese Werkstoffe nicht
als Oberflächentrennmittel bewähren können. Auch haben
fluorhaltige organische Substanzen aufgrund ihrer optischen
Eigenschaften als Mantelmaterial für optische Fasern und
als Oberflächenmaterial für Kontaktlinsen Verwendung ge
funden. Wenn solche Fluorkohlenstoffpolymere jedoch in Form
dünner Filme oder Folien oder in Form von Beschichtungs
massen eingesetzt werden, um Substratoberflächen Trenneigen
schaften zu verleihen, wird immer wieder beobachtet, daß
die Filme, Folien oder Überzugsschichten, die aus Beschich
tungsmassen hergestellt worden sind, spontanen Ablösungen
von den zu schützenden Substratoberflächen zeigen, so bei
spielsweise von Glasoberflächen, Papieroberflächen, Kunst
stoffoberflächen und Metalloberflächen. Dies ist auf eine
schlechte Haftung der Fluorkohlenstoffpolymeren auf solchen
Oberflächen zurückzuführen, so daß sich diese Polymeren
nicht dazu eignen, Substraten Oberflächentrenneigenschaften
zu verleihen.
Es ist daher versucht worden, als Hauptkomponente eines
solchen Oberflächentrennmittels gegen Haftklebstoffe ein
Copolymer aus einem fluorierten Alkylvinylmonomer mit
Maleinsäureanhydrid oder ein Vinylmonomer mit einer Hydroxyl
gruppe oder einer Carboxylgruppe zu verwenden, Polymere
Substanzen also, die in zahlreichen anderen Anwendungsfällen
Beschichtungen, Filmen und Folien eine ausreichende Haftung
auf Substratoberflächen verleihen. Selbst wenn solche Co
polymere auf der Basis von Vinylmonomeren auf die Haft- und
Klebeigenschaften der Haftklebstoffe im Sinne der Trenn
wirkung keine nachteiligen Auswirkungen haben, so bewirken
sie auf der anderen Seite doch, daß die den fluoralkylhalti
gen Polymeren eigenen Trenneigenschaften nicht uneingeschränkt
zur Wirkung kommen und ausgenutzt werden können. Ein weiterer
Nachteil der Verwendung von Maleinsäureanhydrid enthaltenden
Copolymeren liegt darin, daß insbesondere bei der Verwendung
auf durchsichtigen Substratfolien Trübungen in Kauf genommen
werden müssen. Außerdem tritt eine Verminderung der Trenn
wirkung der Trennschichten auf, wenn diese bei Verwendung
von Maleinsäureanhydrid längere Zeit einer feuchten Atmos
phäre ausgesetzt werden. Diese Nachteile vermögen nicht den
durchaus erzielten Vorteil der besseren Substrathaftung
auszugleichen.
Problematisch ist jedoch nicht nur die Haftung der Trennmittel
schichten auf den Substratoberflächen, sondern auch die Trenn
wirkung der Trennmittelschichten selbst, sobald als Haft
kleber Klebstoffmassen auf Siliconbasis verwendet werden.
Da gegen die Ausbildung dauerhafter Verklebungen selbst mit
üblichen Trennmitteloberflächen bei der Verwendung von Sili
conhaftklebern nur die eingangs beschriebenen Fluorkohlen
stoffpolymeren eine gewisse Wirksamkeit aufweisen, steht
dem Fachmann bislang keine andere Alternative zur Verfügung
als der Rückgriff auf die eingangs genannten Copolymeren,
die Maleinsäureanhydrid oder Vinylmonomere enthalten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Oberflächentrennmittel zu schaffen,
das den behandelten Oberflächen eine wirksame Trenneigen
schaft auch gegenüber Haftklebern auf Siliconbasis verleiht,
das selbst auf den zu schützenden Oberflächen fest haftet
bzw. sich fest mit diesen Oberflächen verbinden läßt, das
witterungsbeständig ist, insbesondere feuchtigkeitsbeständig,
und das klar und durchsichtig ist und sich auch langfristig
nicht eintrübt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Oberflächentrennmittel
gemäß der Lehre des Anspruchs 1.
Das Trennmittel gemäß der Erfindung besteht also aus zwei
Komponenten, nämlich (a) einem Lösungsmittel und (b) einem
in diesem Lösungsmittel gelösten Copolymer. Dieses Copolymer
wird hergestellt durch Polymerisieren eines monomeren Gemischs,
das aus den folgenden Komponenten besteht:
(1) 50 bis 99,5 Gew.-% eines oder mehrerer Polyfluoralkylvinylmonomers(e);
(2) 0,5 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer mit Organosilylgruppen substituierten
Vinylmonomers(e), das mindestens eine direkt an ein
Siliciumatom im Molekül gebundene hydrolysierbare Gruppe
enthält; und gegebenenfalls (3) bis zu 49 Gew.-% eines weiteren Vinylmonomers,
das nicht mit den Monomeren (1) und (2) identisch ist,
aber mit dem Monomer (1) copolymerisierbar ist.
Der vorstehend gegebenen kurzen Zusammenfassung der wichtigsten
Merkmale der Erfindung ist zu entnehmen, daß der Kern der
Erfindung des Oberflächentrennmittels in der Verwendung
eines speziellen Copolymers als Komponente (b) als Haupt
bestandteil des Trennmittels liegt. Aufgrund dieses Merk
mals ist gewährleistet, daß das oberflächenaktive Mittel
in seiner Form als Beschichtungsmasse problemlos einen Ober
flächenüberzug bildet, der fest auf den Oberflächen ver
schiedener Substratwerkstoffe haftet, so beispielsweise auf
Glas, Papier, Kunststoff oder Metallen, wobei dieser Trenn
eigenschaften aufweisende Beschichtungsfilm eine ausgeprägte
Wasserabweisung und Ölabweisung aufweist, die auf die Fluor
enthaltenden organischen Substanzen zurückzuführen ist, und
überdies bemerkenswert gute Oberflächentrenneigenschaften
insbesondere auch gegenüber Haftklebstoffen auf Siliconbasis
zeigt.
Als Monomer (1) des Monomerengemischs, aus dem das copolymere
Harz durch Polymerisation hergestellt wird, ist ein Vinyl
monomer, das eine Polyfluoralkylgruppe im Molekül enthält.
Eine "Polyfluoralkylgruppe" im hier verwendeten Sinne ist
dabei eine Alyklgruppe, bei der mehrere Wasserstoffatome durch
Fluoratome substituiert sind, beispielsweise also mit minde
stens zwei Fluoratomen substituiertes Methyl, Ethyl, Ethyl,
Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl oder Octyl. Speziell
bevorzugte Beispiele für solche Polyfluoralkylreste ent
haltende Substanzen sind die in den nachstehenden allgemei
nen chemischen Formeln wiedergegebenen Verbindungen, wobei
in diesen Formeln Me Methyl, i-Pr Isopropyl und Vi Vinyl
bedeuten.
ViCO-OCH₂CF₃; CH₂=CMeCO-OCH₂CF₃; ViCO-OCH₂CF₂CF₂H;
CH₂=CMeCO-OCH(CF₃)₂; ViCO-OCHMeC₃F₇; ViCO-OCH₂C₄F₉;
CH₂=CMeCO-OCH₂C₄F₉; ViCO-OCH₂CF₂CF₂CF₂CF₂H;
CH₂=CMeCO-OCH₂C₆F₁₃; CH₂=CMeCO-OCH₂CH₂C₈F₁₇; und
ViCO-OCH₂CH₂C₈F₁₇ als bevorzugte Beispiele für Acrylsäure- und Methacrylsäureester, und
ViOCH₂CH₂C₈H₁₇; ViCO-OCH₂CH₂OCH₂CF₃;
ViCO-OCH₂CF(CF₃)-[-OCF₂CF(CF₃)]nOC₃F₇;
CH₂CMeCO-OCH₂CH₂OCF₂CF₂H; und ViCO-OCH₂CH₂OCH₂C₄F₉ als bevorzugte Beispiele für Substanzen mit mindestens einer Etherbindung. Dabei sind Substanzen mit stark polaren Resten wie beispielsweise der Sulfonsäureestergruppe in Verbindung mit Substanzen wie beispielsweise CH₂=CMeCO-OCH₂CH₂N(i-Pr)- SO₃C₈F₁₇ weniger geeignet sind.
CH₂=CMeCO-OCH(CF₃)₂; ViCO-OCHMeC₃F₇; ViCO-OCH₂C₄F₉;
CH₂=CMeCO-OCH₂C₄F₉; ViCO-OCH₂CF₂CF₂CF₂CF₂H;
CH₂=CMeCO-OCH₂C₆F₁₃; CH₂=CMeCO-OCH₂CH₂C₈F₁₇; und
ViCO-OCH₂CH₂C₈F₁₇ als bevorzugte Beispiele für Acrylsäure- und Methacrylsäureester, und
ViOCH₂CH₂C₈H₁₇; ViCO-OCH₂CH₂OCH₂CF₃;
ViCO-OCH₂CF(CF₃)-[-OCF₂CF(CF₃)]nOC₃F₇;
CH₂CMeCO-OCH₂CH₂OCF₂CF₂H; und ViCO-OCH₂CH₂OCH₂C₄F₉ als bevorzugte Beispiele für Substanzen mit mindestens einer Etherbindung. Dabei sind Substanzen mit stark polaren Resten wie beispielsweise der Sulfonsäureestergruppe in Verbindung mit Substanzen wie beispielsweise CH₂=CMeCO-OCH₂CH₂N(i-Pr)- SO₃C₈F₁₇ weniger geeignet sind.
Die vorstehend näher definierten Polyfluoralkylvinylmonomeren
können sowohl einzeln als auch in Kombination zu zweit oder
zu mehreren miteinander verwendet werden, wobei die Frage
der Opportunität einer Kombination der genannten Substanzen
vom Fachmann ohne weiteres nach Maßgabe des für den Einsatz
zweck vorgegebenen Anforderungsprofils ermittelt werden kann.
Vorzugsweise ist die Polyfluoralkylgruppe fluoriertes Butyl
oder ein fluoriertes höheres Alkyl als Butyl, da die Trenn
eigenschaften des Materials hinsichtlich ihrer qualitativen
und quantitativen Kenndaten dem Fluorgehalt im Copolymer
direkt proportional sind.
Die Konzentration des Polyfluoralkylvinylmonomers oder der
Polyfluoralkylvinylmonomeren im Monomerengemisch liegt
im Bereich von 50 bis 99,5 Gew.-%, vorzugsweise
im Bereich von 70 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
des Monomerengemischs. Bei einer Konzentration von kleiner
als 50 Gew.-% wird keine ausreichende Trennwirkung mehr er
halten, insbesondere nicht mehr gegenüber Haftklebstoffen
auf Siliconbasis. Wenn dagegen die Konzentration des oder
der Polyfluoralkylvinylmonomeren im Monomerengemisch größer
als 99,5 Gew.-% wird, kann eine Wanderung der die Trennei
genschaften bewirkenden Komponente zum Haftkleber hin erfol
gen, und zwar aufgrund der abnehmenden Haftung des Trenn
mittels auf der Substratoberfläche, so daß die Haftung des
Haftklebers durch eine unbeabsichtigt starke Wechselwirkung
mit dem Wirkpolymer des Trennmittels zunächst beeinträchtigt
wird, schließlich ganz verloren wird, und zwar obwohl die
Trenneigenschaften an und für sich ausreichend stark ausge
bildet sind.
Das Monomer (2) des Monomerengemischs, das in diesem Gemisch
mit der vorstehend beschriebenen Polyfluoralkylvinylmonomer
komponente copolymerisiert wird, ist ein mit einem Organo
silyl substituiertes Vinylmonomer, das zumindest eine an
das Siliciumatom im Molekül gebundene hydrolysierbare Gruppe
enthält. Beispiele für solche hydrolysierbaren Gruppen sind
Acyloxygruppen, insbesondere Acetoxy, Octanoyloxy und Benzoyl
oxy, Ketoximgruppen, insbesondere Dimethylketoxim, Methyl
ethylketoxim und Diethylketoxim, Alkoxygruppen, insbesondere
Methoxy, Ethoxy und Propoxy, Alkenyloxygruppen, insbesondere
Isopropenyloxy und 1-Ethyl-2-methyl-vinyloxygruppen, substi
tuierte Aminogruppen, insbesondere Dimethylamino, Diethyl
amino, Butylamino und Cyclohexylamino, substituierte Amin
oxygruppen, insbesondere Dimethylaminoxy und Diethylaminoxy,
sowie schließlich Amidogruppen, insbesondere N-Methyl-acetamido,
N-Ethylacetamido und N-Methylbenzamido. Die hydrolysierbaren
Gruppen sind vorzugsweise solche, die keine hohe elektroni
sche Stabilität oder große sterische Hinderungen aufweisen.
Außerdem sollten die hydrolysierbaren Gruppen so gewählt
werden, daß sie keine Hydrolyseprodukte mit hohem Siedepunkt
bilden, da eine durch Hydrolyse vom Siliciumatom abgespalte
ne hydrolysierbare Gruppe ein Hydrolyseprodukt bilden sollte,
das rasch aus dem Reaktionsgemisch entfernbar ist.
Typische und vorzugsweise verwendete Beispiele der als Mono
mer (2) verwendeten Substanz sind Organosilicone mit einem
Vinylrest, einem Acryloxyrest oder einer Methacryloxygruppe
und mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe im Molekül ent
sprechend den im folgenden wiedergegebenen allgemeinen
chemischen Strukturformeln, in denen Me Methyl, Et Ethyl,
Vi Vinyl und Ph Phenyl bedeuten:
Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OMe)₃; Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OEt)₃;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OMe)₃;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OEt)₃; Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe(OEt)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiEt(OMe)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe₂(OEt);
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe₂OH; Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(O-CO-Me)₃;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiEt(O-CO-Me)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe(NMe-COMe)₂,
Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe(O-NMeEt)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiPh(O-NMeEt)₂; ViSi(O-N=CMeEt)₃;
ViSi(OMe)₃; ViSi(OEt)₃; ViSiMe(OMe)₂; ViSi(O-CO-Me)₃;
ViSiMe₂(OEt); ViMe₂Si-O-SiMe(OMe)₂; ViSiEt(O-CO-Me)₂; und
ViMeSi(O-NMeEt)₂.
Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OMe)₃; Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OEt)₃;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OMe)₃;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(OEt)₃; Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe(OEt)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiEt(OMe)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe₂(OEt);
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe₂OH; Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂Si(O-CO-Me)₃;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiEt(O-CO-Me)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe(NMe-COMe)₂,
Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiMe(O-NMeEt)₂;
CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂SiPh(O-NMeEt)₂; ViSi(O-N=CMeEt)₃;
ViSi(OMe)₃; ViSi(OEt)₃; ViSiMe(OMe)₂; ViSi(O-CO-Me)₃;
ViSiMe₂(OEt); ViMe₂Si-O-SiMe(OMe)₂; ViSiEt(O-CO-Me)₂; und
ViMeSi(O-NMeEt)₂.
Diese organosilylsubstituierten Monomeren können entweder
allein oder in Kombination zu zweit oder zu mehreren mit
einander je nach den Anforderungen des speziellen Anwendungs
falls eingesetzt werden. Auch können partielle Hydrolyse
kondensationsprodukte dieser Monomeren verwendet werden.
Die Konzentration des Monomers (2) im Monomerengemisch liegt
im Bereich von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
von 5 bis 30 Gew.-%, wobei der auf 100% ergänzte Rest das
Monomer (1) ist. Wenn der Anteil an Monomer (2) kleiner als
0,5 Gew.-% ist, zeigt das Oberflächentrennmittel nach Bil
dung der Überzugsschicht-keine volle Trennleistung. Wird
dagegen die Konzentration des Monomer (2) zu groß, so be
steht die Gefahr, daß der Beschichtungsfilm des Oberflächen
trennmittels seine Zähigkeit einbüßt, da die räumliche Quer
vernetzungsdichte zu groß wird. Zudem besteht die Gefahr,
daß das Polymerisationsgemisch bereits während der Poly
merisation geliert.
Das Monomer (3) im Monomerengemisch ist zunächst keine obli
gatorische Komponente, sondern ein Modifikator, der dem
Monomerengemisch mit dem Ziel zugesetzt wird, dem aus dem
Gemisch hergestellten Überzugsfilm aus dem erhaltenen Copoly
mer eine angemessen gesteuerte Festigkeit, Härte, Haftung
auf der Substratoberfläche und eine ausreichende Unempfind
lichkeit gegen eine Beeinträchtigung des optischen Oberflächen
eindrucks zu verleihen. Als bevorzugte Beispiele für solche
Vinylmonomeren als dritte Monomerkomponente im Monomeren
gemisch seien die folgenden genannt: Acrylate und Methacry
late, insbesondere Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethyl
acrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat,
Isobutylacrylat, Isobutylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat
und 2-Ethylhexylmethacrylat; Acrylate und Methacrylate,
die eine Organosiliciumgruppe enthalten, insbesondere
3-Tris-(trimethylsiloxy)-silyl-propylacrylat und -methacrylat
und 3-Bis-trimethylsiloxy)-methylsilyl-propylacrylat und
-methacrylat; aromatische Vinylverbindungen, insbesondere
Styrol und Vinyltoluene; Diester von ungesättigten Dicarbon
säuren, insbesondere Ester von Maleinsäure und Fumarsäure
mit einem einwertigen Alkohol mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen;
Maleinsäureanhydrid; Vinylether, insbesondere n-Butylvinyl
ether und Cyclohexylvinylether; 2-Hydroxyethylacrylat und
-methacrylat sowie andere entsprechende Substanzen. Die
Konzentration dieses dritten Monomers im Monomerengemisch
sollte nicht größer als 49 Gew.-% sein, wenn es überhaupt
vorliegt.
Das als Hauptbestandteil des Oberflächentrennmittels gemäß
der Erfindung eingesetzte Copolymer kann durch Polymeri
sation eines Monomerengemischs hergestellt werden, das die
vorstehend beschriebenen Monomeren (1) und (2) sowie gege
benenfalls das Monomer (3) in den angegebenen Anteilen ent
hält. Die Polymerisation wird in an sich gebräuchlicher
Weise durchgeführt, vorzugsweise als Lösungspolymerisation
unter Verwendung eines Initiators für die Polymerisation
über freie Radikale. Zu diesem Zweck geeignete Polymeri
sationsinitiatoren sind Azobisisobutyronitril, Di-tert
butylperoxid, Dibenzoylperoxid, Tert-butylperbenzoat und
Methyl-ethyl-ketonperoxid. Im Hinblick auf den relativ großen
Anteil an fluoriertem Acrylat oder Methacrylat im Monomeren
gemisch wird die Lösungspolymerisation vorzugsweise in einem
organischen Lösungsmittel durchgeführt und zwar insbesondere
und vorzugsweise in fluorierten Kohlenwasserstofflösungs
mitteln, insbesondere Flon-113 und Daiflon S2-T,
Acetatester, insbesondere Ethylacetat und
Butylacetat, Ketonen, insbesondere Methylethylketon und
Methylisobutylketon. Für eine Reihe von Anwendungsfällen
wird die Lösungspolymerisation vorzugsweise in einem Lösungs
mittelgemisch durchgeführt, das auf einem der vorstehend im
einzelnen genannten speziellen Lösungsmitteln und einem ein
wertigen niedrigen Alkohol besteht, beispielsweise Methanol,
Ethanol, Propanol oder Butanol. Erforderlichenfalls kann
dem Polymerisationsgemisch ein Kettenüberträger zugesetzt
sein, beispielsweise ein Mercaptan.
Nach Abschluß der Polymerisationsreaktion kann das Polymeri
sationsgemisch als solches so wie es anfällt oder auf eine
geeignetere Konzentration verdünnt unmittelbar als das Ober
flächentrennmittel gemäß der Erfindung eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist der Hauptanteil des Lösungsmittels in der
Masse gemäß der Erfindung ein fluorhaltiges organisches Lö
sungsmittel, das auch als Lösungsmittel im vorstehend be
schriebenen Lösungspolymerisationsverfahren eingesetzt wer
den kann. Solche fluorhaltigen organischen Lösungsmittel
sind insbesondere 1,3-Di-(trifluormethyl)-benzol, 2-Perfluor
propyl-pentahydropyran, 2-Perfluorbutyl-tetrahydrofuran
und Tri-(perfluorbutyl)-amin. Erforderlichenfalls kann der
Lösung ein Vernetzungskatalysator zugesetzt werden, so bei
spielsweise Titanatester, insbesondere Tetrabutyltitanat,
und Organozinnverbindungen, insbesondere Dibutylzinndilaurat
und Dioctylzinndiacetat.
Wenn das Oberflächentrennmittel gemäß der Erfindung auf eine
Substratoberfläche aufgetragen wird, beispielsweise auf eine
Oberfläche aus Glas, Papier, Kunststoff oder Metall, und
anschließend getrocknet wird, wird ein vernetzter zäher
Oberflächenfilm des Copolymers gebildet, der fest auf der
Substratoberfläche haftet. Der vernetzte Beschichtungsfilm
ist ausgeprägt wasserabweisend und ölabweisend und aufgrund
des hohen Fluorgehalts im Copolymer nicht klebrig, so daß
selbst gegenüber siliconhaltigen Haftklebern ausgezeichnete
Trenneigenschaften erhalten werden. Die mit dem Oberflächen
trennmittel gemäß der Erfindung auf diese Weise hergestell
ten Trennbeschichtungen sind durchsichtige klare Filme, die
selbstverständlich jedoch gewünschtenfalls mit Pigmenten
versetzt werden können, wenn für bestimmte Anwendungsfälle
eine Färbung der vernetzten Beschichtung gewünscht ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Beispielen näher
erläutert. In den Beispielen sind sämtliche Konzentrations
angaben und relative Mengenangaben als Gewichtsteile zu
verstehen.
Ein mit einem Rührer, einem Gaseinleitungsrohr, einem Rück
flußkühler und einem Thermometer bestückter Vierhalskolben
wird gemäß Beispiel 1 mit 235 Gewichtsteilen Daiflon S2-T
(siehe oben), 90 Gewichtsteilen 2-(Perfluoroctyl)-ethyl
methacrylat, 10 Gewichtsteilen Vinyltriethoxysilan und
0,5 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril beschickt. Das so
hergestellte Polymerisationsgemisch wird 5 h auf 60 bis
70°C erwärmt. Die Polymerisation wird unter Stickstoff
spülung durchgeführt. Das Reaktionsgemisch wird 15 h bei
dieser Temperatur gealtert. Anschließend wird das Polymeri
sationsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und mit Flon-113
auf eine Feststoffkonzentration von 30 Gew.-% verdünnt.
Die so hergestellte Stammlösung wird dann mit weiterem
Flon-113 auf einen Feststoffgehalt von 5 Gew.-% verdünnt.
Diese verdünnte Lösung wird dann auf ein mit Polyethylen
laminiertes Papier aufgetragen. Das auf diese Weise beschich
tete polyethylenlaminierte Papier wird dann 30 sec auf
140°C erwärmt, um das Copolymer zu vernetzen.
Ein druckempfindliches Klebband (Nitoflon #903)
mit einem Haftkleber auf Siliconbasis,
wird unter Aufdrücken auf die Oberfläche des so behandelten
polyethylenlaminierten Papiers aufgebracht. Das Klebband
wird mit einem Druck von 1,96·10-3 N/mm² aufgepreßt und
anschließend 24 h bei 70°C oder 5 d bei 25°C stehen
gelassen. Nach dieser Zeit wird das Klebband unter Messung
der zum Abziehen erforderlichen Kraft von der mit dem Trenn
mittel beschichteten Oberfläche des mit Polyethylen laminier
ten Papiers abgezogen. Die gemessene Kraft ist aus experi
mentellen Gründen in Einheiten von 9,81 N/19 mm (Kleb
bandbreite) angegeben. Das abgezogene Klebband wird dann
wiederum unter Druckaufwendung auf eine polierte Edelstahl
oberfläche aufgeklebt, um die Haftfestigkeit des wiederver
wendeten Klebbandes auf dieser Oberfläche in den vorstehend
genannten Einheiten von 9,81 N/19 mm zu bestimmen. Die auf
diese Weise erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dar
gestellt.
Die experimentelle Verfahrensweise in jedem der anderen Bei
spiele und Vergleichsbeispiele entspricht im wesentlichen
dem vorstehend im Zusammenhang mit dem Beispiel 1 beschrie
benen Vorgehen, wobei jedoch die Zusammensetzung des Mono
merengemischs, das der Copolymerisation unterworfen wird,
in der aus Tabelle 1 ersichtlichen Weise von Versuch zu Ver
such unterschiedlich ist. Die als Monomer (1) verwendeten
Polyfluoralkylvinylmonomeren, die als Monomer (2) Organo
siliciumvinylmonomeren und die als Monomer (3) der fakultati
ven dritten Komponenten verwendeten Vinylmonomeren sind in
der Tabelle mit den Symbolen A bis F, I und II bzw. I bis V
gekennzeichnet, wobei diese Kurzzeichen folgende Verbindungen
bedeuten:
Monomer (1)
A: 2-(Perfluorooctyl)-ethyl methacrylat
B: 2-(Perfluorooctyl)-ethyl acrylat
C: CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂-N(C₃H₇)-SO₂C₈F₁₇
D: Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂-N(C₃H₇)-SO₂C₈F₁₇
E: 2,2,2-Trifluoroethyl-methacrylat
F: 2,2,2-Trifluoroethyl-aerylat
A: 2-(Perfluorooctyl)-ethyl methacrylat
B: 2-(Perfluorooctyl)-ethyl acrylat
C: CH₂=CMe-CO-O-CH₂CH₂CH₂-N(C₃H₇)-SO₂C₈F₁₇
D: Vi-CO-O-CH₂CH₂CH₂-N(C₃H₇)-SO₂C₈F₁₇
E: 2,2,2-Trifluoroethyl-methacrylat
F: 2,2,2-Trifluoroethyl-aerylat
Monomer (2)
I: Vinyl-triethoxy-silan
II: 3-Methacryloxypropyl-trimethoxy-silan
I: Vinyl-triethoxy-silan
II: 3-Methacryloxypropyl-trimethoxy-silan
Monomer (3)
I: Methacrylsäure
II: Maleinanhydrid
III: Styrol
IV: 2-Hydroxyethyl-methacrylat
V: Methyl-methacrylat
I: Methacrylsäure
II: Maleinanhydrid
III: Styrol
IV: 2-Hydroxyethyl-methacrylat
V: Methyl-methacrylat
In den Beispielen 9 und 10 wird ein mit Polyethylen lami
niertes Papier mit dem nach den Beispielen 6 bzw. 7 herge
stellten Oberflächentrennmittel beschichtet und zum Ver
netzen des Beschichtungsmittels 30 sec auf 140°C erwärmt.
Anschließend wird das auch in den vorangegangenen Beispie
len verwendete Klebband unter Druckaufwendung auf die so
hergestellte Oberfläche aufgeklebt, und zwar unter den
gleichen Andruckbedingungen wie vorstehend angegeben. Die
so hergestellte Haftverbindung wird entweder 24 h oder 5 d
bei 70°C und entweder 24 h oder 5 d bei 25°C gealtert.
Anschließend werden in der beschriebenen Weise die zum Ab
ziehen des Klebbandes erforderliche Kraft und die danach
verbleibende Haftfestigkeit des so abgetrennten Klebbandes
auf einer Edelstahloberfläche bestimmt. Die erhaltenen Er
gebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.
In den Beispielen 11 und 12 werden die in den Beispielen 9
und 10 beschriebenen Versuchsverfahren mit der Abänderung
wiederholt, daß statt des polyethylenlaminierten Papiers ein
mit einem Polyethylenterephthalatfilm laminiertes Papier ver
wendet wird.
In den Vergleichsbeispielen 12 und 13 werden die in den Bei
spielen 9 und 11 beschriebenen Verfahren mit der Abänderung
wiederholt, daß als Oberflächentrennmittel ein im Handel
erhältlicher Siliconlack (KS 778)
verwendet wird.
Im Vergleichsversuch 14 schließlich wird in gleicher Weise
wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen verfahren,
wobei jedoch statt des mit dem Polyethylenfilm oder mit dem
Polyethylenterephthalatfilm laminierten und anschließend mit
dem Oberflächentrennmittel gemäß der Erfindung beschichte
ten Papiers die unbehandelte Oberfläche einer Teflon®-
Platte als Substratoberfläche verwendet wird. Auch die bei
diesem Vergleichsversuch 14 erhaltenen Daten sind mit in
der Tabelle 2 aufgeführt.
In den Beispielen 13 bis 16 werden die in den Beispielen 9
bis 12 und in den Vergleichsbeispielen 15 bis 17 die in
den Vergleichsbeispielen 12 bis 14 beschriebenen Versuche
mit der Abänderung wiederholt, daß das dort verwendete druck
empfindliche Klebband (Nitoflon #903) durch andere druck
empfindliche und mit einem Haftkleber auf Siliconbasis aus
gerüstete Klebbänder ersetzt werden.
Die Ergebnisse der in gleicher Weise wie vorstehend beschrie
ben durchgeführten Versuche sind in der Tabelle 3 zusammen
gefaßt, wobei die zum Abziehen des Klebbandes sowohl von der
ausgerüsteten als auch von der Metalloberfläche erforderlichen
Kräfte in Einheiten von 9,81·10-3 N/50 mm angegeben sind. Die
Prüfungen werden entweder unmittelbar nach dem Aufpressen
des Klebbandes oder nach Alterung der Haftklebverbindung
über 5 d bei 70°C oder für 5 d bei 25°C ermittelt.
Claims (4)
1. Oberflächentrennmittel, enthaltend die folgenden
Komponenten:
- a) ein Lösungsmittel; und
- b) ein in dem Lösungsmittel gelöstes Copolymer, erhalten
durch Polymerisation eines Monomerengemisches
bestehend aus
- (1) 50 bis 99,5 Gew.-% eines oder mehrerer Polyfluor alkylvinylmonomere(n) und
- (2) 0,5 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer organosilyl substituierte(r) Vinylmonomer(s)e mit mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe, die an das Siliciumatom im Molekül gebunden ist.
2. Oberflächentrennmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Monomerengemisch als dritte Komponente weiterhin
ein Vinylmonomer (3) enthält, das mit den Monomeren (1)
und (2) nicht identisch ist, wobei das Vinylmonomer (3)
in einer Konzentration von bis zu 49 Gew.-% im Monomeren
gemisch vorliegt.
3. Oberflächentrennmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polyfluoralkylvinylmonomer ein Fluoralkylacrylat
oder ein Fluoralkylmethacrylat ist.
4. Oberflächentrennmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lösungsmittel einen wesentlichen Anteil eines
Fluor enthaltenden organischen Lösungsmittel enthält.
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