DE4410117A1 - Ultraviolette Strahlen absorbierende Beschichtungen - Google Patents

Ultraviolette Strahlen absorbierende Beschichtungen

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DE4410117A1
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titanium
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Michael Egan Hanson
Robert Michael Hunia
Chia-Cheng Lin
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PPG Industries Ohio Inc
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PPG Industries Inc
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    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/14—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf UV-beständige und abriebfeste Beschichtungen, insbesondere auf ceroxid­ freie UV-Strahlen absorbierende Beschichtungen und Be­ schichtungszusammensetzungen zum Erzeugen solcher Be­ schichtungen auf Trägermaterialien.
Aus US-Patent 3,531,677 ist es bekannt, den Wasserstoff­ austritt aus der Innenoberfläche eines Glaskolbens, in dem ein Hochdruckquecksilberlichtbogen brennt, zu verrin­ gern durch Ausbilden einer UV-Strahlen absorbierenden Glasur auf der Quarzoberfläche. Die Glasur wird herge­ stellt aus feinteiligem gesintertem SiO2 und etwa 0,5-10% eines pulverförmigen, UV-Strahlen absorbierenden Mate­ rialien, wie Oxiden von Titan, Cer, Chrom oder Eisen.
Die Umsetzung von Organoalkoxysilanen und Titanalkoxiden ist aus den US-Patenten 4,753,827 und 4,839,454 grund­ sätzlich bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beschich­ tungszusammensetzung zu schaffen, mit der auf Trägermate­ rialien abriebbeständige, UV-Strahlen absorbierende Be­ schichtungen erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Beschichtungszusam­ mensetzung von Anspruch 1 und das Verfahren zu ihrer Her­ stellung.
Es wurde gefunden, daß das UV-Absorptionsspektrum von TiO2 von der Größe und dem Typ der Kristalle abhängt. Ein Film aus reinem TiO2 führt zu Agglomeration und der Aus­ bildung von größeren Kristallen und ungleichmäßigen Be­ schichtungen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ergibt auf Trägerma­ terialien TiO2/SiO2 Schichten, die UV-Strahlen gut absor­ bieren, insbesondere wenn die Beschichtungen nach dem Aufbringen und Trocknen der Zusammensetzung Wärmebehand­ lungszyklen unterzogen werden.
Bevorzugte Trägermaterialien sind Glas, insbesondere Quarzglas.
Ein Sol-Gelsystem zur Herstellung der Beschichtungszusam­ mensetzung, die ein Reaktionsprodukt eines Silans und ei­ ner Titanverbindung enthält, kann beispielsweise herge­ stellt werden:
Zunächst wird ein Alkoxysilan der allgemeinen Formel RxSi(OR′)4-x, in der R gleich oder verschieden und ein organischer Rest ist, R′ gleich oder verschieden und eine niedere Alkylgruppe mit 1-6, vorzugsweise 1-4 Kohlen­ stoffatomen ist und x kleiner als 4 ist und 0 sein kann, teilweise hydrolisiert. Die erfindungsgemäß einzusetzen­ den Alkoxysilane können auch noch funktionelle Gruppen aufweisen. Der organische Rest R im Alkoxysilan ist vor­ zugsweise eine C1 bis C6 Alkylgruppe, Vinyl, Methoxy­ ethyl, Phenyl, γ-Glycidoxypropyl oder γ-Methacryloxypro­ pyl. R′ ist vorzugsweise gleich oder unterschiedlich und ausgewählt aus Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl.
Ganz besonders bevorzugt sind Organoalkoxysilane, in de­ nen R mit Acryloxypropyl und R′ Methyl ist. Methacryloxy­ propyltrimethoxysilan und Tetramethoxysilan sind ganz be­ sonders bevorzugte, erfindungsgemäß einzusetzende Verbin­ dungen. Es können auch Mischungen von unterschiedlichen Alkoxysilanen verwendet werden.
Die Sol/Gelzusammensetzung kann auch bereits kolloidales SiO2 und/oder kolloidales TiO2 enthalten.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusam­ mensetzung wird das Organoalkoxysilan in einem organi­ schen Lösemittel gelöst, vorzugsweise einem Alkohol oder Glykol, beispielsweise Triethylenglykol und teilweise mit Wasser hydrolisiert nach der Reaktionsgleichung
RxSi(OR′)4-x + yH₂O → RxSi(OR′)4-x-y(OH)y + yR′OH,
wobei R und R′ und x die zuvor angegebene Bedeutung haben und y kleiner als 4-x ist.
Nach der Teilhydrolyse wird dem Organoalkoxysilan ein Ti­ tanalkoxid der allgemeinen Formel Ti(OR′′)4 zugesetzt, in der R′′ eine niedere Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffato­ men, vorzugsweise C₁ bis C₄ Alkyl ist. R′′ kann gleich oder unterschiedlich sein und ist vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl oder Butyl. Das Titanalkoxid kann ein Dimer sein oder in höher kondensierter Form vor­ liegen, wobei die verbleibenden Alkoxygruppen mit den Si­ lanolgruppen des teilweise hydrolisierten Alkoxysilans durch Copolymerisation umsetzbar sind.
Das Titanalkoxid reagiert mit dem teilweise hydrolysier­ ten Alkoxysilan unter Bildung eines Netzwerkes von Sili­ cium-Sauerstoff-Titanbindungen nach der Reaktionsglei­ chung
In den Formeln haben R, R′, x und y die zuvor angegebene Bedeutung.
Nach vollständiger Umsetzung des Titanalkoxids mit dem teilweise hydrolisierten Alkoxysilans kann zusätzlich Wasser hinzugesetzt werden, um das Reaktionsprodukt wei­ ter zu hydrolysieren und die verbleibenden Alkoxygruppen des Alkoxysilans bzw. des Titanalkoxids in Hydroxylgrup­ pen nach der Reaktionsgleichung umzuwandeln.
R, R′, x und y haben die zuvor angegebene Bedeutung.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung mit dem hydrolysierten Reaktionsprodukt kann mittels üblicher Verfahren, wie Spritzen, Tauchen, Fließbeschichten, auf die Oberfläche von Trägern aufgebracht werden. Anschlie­ ßend wird die Zusammensetzung getrocknet durch Entfernen von Lösemitteln, wie Alkohol und des Wassers. Danach er­ folgt Erwärmen, um die fortschreitende Kondensationspoly­ merisation des Reaktionsproduktes zu unterstützen und die Schicht zu einem glasigen, dichten, abriebfesten Film zu härten, der UV-Strahlen absorbiert. Nach Wärmebehandlung über 500°C ist die Schicht frei von organischen Restmate­ rialien und setzt sich aus Siliciumoxiden und Metalloxi­ den zusammen.
Die Eigenschaften der gehärteten Beschichtung hängen von der Oxidzusammensetzung der Schicht, der Zeit und Tempe­ ratur der Wärmebehandlung ab. Wenn die Konzentration von Titanoxiden im System Siliciumoxid/Titanoxid von 5-50 Mol-% schwankt, steigt die spezielle UV-Absorption an. Die Abhängigkeit der Absorption von UV-Strahlen im Bereich von 260-320 nm pro µm Schichtdicke ist in Abb. 1 für Mol- verhältnisse Titanoxid : Siliciumoxid von 0,1 bis 0,5 in der Schicht wiedergegeben. Die Wärmebehandlungszeit und Temperatur waren vorgegeben und konstant. Es wurde gefun­ den, daß die Hochtemperaturbeständigkeit der Schicht mit steigendem Behalt an Titanoxid (Molprozent) abfällt. Schichten mit mehr als 33 Mol-% Titanoxid werden innerhalb 24 Std. sichtbar opak bei Temperaturen von über 1000°C.
Deshalb sind Titanoxidkonzentrationen von 20-25 Mol-% am besten geeignet für Schichten auf Quarzträgern, die bei Betrieb sehr hohen Temperaturen (größer 1000°C) ausge­ setzt sind. Bei niedrigen Verwendungstemperaturen der be­ schichteten Träger können höhere Konzentrationen von Ti­ tanoxid in den Beschichtungen verwendet werden.
Wenn die Konzentration von Titanoxid oder anderen Oxiden mit hohem Brechungsindex ansteigt, reflektiert die Schichtstrahlung stärker. Im Falle von Lampenkolben als Schichtträger führt das zu verringertem Austritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich. Zur Maximierung der UV-Absorption der Beschichtung und Minimierung des Reflexionsvermögens sind deshalb Titanoxidkonzentrationen von 20-25 Mol-% besonders bevorzugt.
In Abb. 2 ist die Absorption von UV-Strahlen in Abhängig­ keit von der Wellenlänge im Bereich von 200 bis 400 nm für eine Schichtzusammensetzung mit einem Titandioxid/Si­ liciumdioxid-Verhältnis von 0,25 wiedergegeben. Die Be­ schichtung wurde 5 Min. bei Temperaturen von 25-1000°C gehärtet. Das UV-Absorptionsspektrum für ein bestimmtes Verhältnis Titanoxid/Siliciumoxid hängt von der Zeit und der Temperatur bei der Wärmebehandlung ab. Aus Abb. 2 er­ gibt sich ein Anstieg der relativen Absorption zwischen 300 und 340 nm der Schicht durch eine Wärmebehandlung von 5 Min., bei der die Temperatur von Raumtemperatur auf 1000°C erhöht wird. Diese Wirkung tritt in kürzerer Zeit bei höheren Temperaturen ein und bei niedrigeren Tempera­ turen sind längere Erwärmungszeiten erforderlich. Diese hat wesentliche Auswirkungen auf die Quarzlampen, weil diese eine intensive UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 313 nm erzeugen.
Röntgenbeugungsdaten der Schichten zeigen einen Anstieg der Menge an Kristallen in Anatasform mit steigender Zeit und Temperatur während des Härtens der Beschichtungen. Die Kristallgröße des Anatas wächst, wenn die Wärmebe­ handlung heißer und länger ausgeführt wird. Der sich bil­ dende Nanoverbund weist Anataskristallwachstum in dem 10-30 nm-Bereich auf, wobei die UV-Absorption im Bereich von 300-340 nm höher ist. Es wird deshalb angenommen, daß das gesteuerte Kristallwachstum in den Nanometerbereich ursächlich für die stärkere UV-Absorption in diesem Wel­ lenlängenbereich ist.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung ist deshalb besonders geeignet zur Verwendung für Quarzlam­ penkolben, wobei die Wärmebehandlung mit einer Gas/Sauer­ stoffflamme für 5-10 Sek. ausgeführt wird. Dabei können Vorbehandlungen bei niedriger Temperatur dazu dienen, or­ ganische Verbindungen während der anfänglichen Härtung aus der Schicht auszutreiben. Die Flammenbehandlung hat den Vorteil, daß sie an Quarzlampen erfolgen kann mit kurzen Bearbeitungszeiten und hohen Temperaturen, ohne die Metalldrähte in den Lampen zu beeinträchtigen. Die Wärmebehandlung nach dem Aufbringen der Beschichtungszu­ sammensetzung kann aber auch ausgeführt werden durch Anordnen der gesamten Lampe in einem hohen Temperatur­ ofen, indem die Lampe Luft mit hoher Temperatur ausge­ setzt wird, oder durch Betreiben der Lampe in der Luft oder auf andere Weise.
Unterschiedliche Beschichtungszusammensetzung führt zur Veränderung der Absorption pro Dickeneinheit der Schicht aufgrund der Konzentration von Titanoxid, des spezifi­ schen Gewichts der Schicht oder beiden. Die maximale Dicke jedes Schichtauftrages kann durch Spannungsrisse oder Härtungschemie begrenzt sein. Ausreichend hohe UV-Absorp­ tion des gesamten Beschichtungssystems, beispielsweise bei einer Lampe, wird deshalb durch Mehrfachbeschichtung erreicht, wobei deren Zahl von dem Beschichtungsverhal­ ten, dem Absorptionsvermögen der speziellen Beschich­ tungszusammensetzung ebenso wie im Falle von Lampen von der UV-Emission der Lampe abhängt.
Die Erfindung wird anhand spezieller Beispiele noch näher beschrieben.
Beispiel I
Eine Zusammensetzung wird hergestellt durch Zugeben von 15 mg Ethylacetat, 1,8 g entionisiertem Wasser und einem Tropfen Salpetersäure zu 25 g Methacryloxypropyltrimeth­ oxysilan. Es wird eine halbe Stunde gerührt und dann wer­ den 25 g Titan(IV)isopropoxid zugegeben und eine weitere halbe Stunde gerührt. Danach werden 5,4 g entionisiertes Wasser zugesetzt und eine weitere halbe Stunde gerührt. Abschließend werden 50 g Ethylacetat unter kontinuierli­ chem Rühren zugesetzt.
Beispiel II
Eine Zusammensetzung wird hergestellt durch Zugeben von 12,8 g kolloidalem Siliciumdioxid, 25 g 2-Propanol und einem Tropfen Salpetersäure zu 25 g Methacryloxypropyl­ trimethoxysilan. Es wird eine halbe Stunde gerührt und dann werden 50 g organisches Titanat zugesetzt und eine halbe Stunde weitergerührt. Danach werden 25 g 2-Propanol unter kontinuierlichem Rühren zugesetzt. Das organische Titanat ist ein Handelsprodukt in Form von Titanestern­ komplexen in einem Lösemittel, das Methanol, Isopropanol und n-Butanol enthält.
Beispiel III
Die Lösungen von Beispielen 1 und 2 werden verwendet zum Herstellen von Filmen mit niedriger Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlen. Quarzscheiben werden in die Lö­ sung getaucht und eine Minute bei Raumtemperatur zum Aus­ bilden klarer Filme getrocknet. Die klaren Filme werden dann gebrannt mit einer Hochtemperaturflamme durch Aus­ setzen der Flamme für 20 Sek. mit einem Abstand von 50,8 mm. Die anfänglich dunklen Schichten werden schrittweise durchsichtig. Beide Schichten absorbieren Ultraviolett­ strahlung in hohem Maße bei 320 Å. Die Absorption ist für die Zusammensetzung von Beispiel I 1,1 und für die Zusam­ mensetzung von Beispiel II 1,7.
Beispiel IV
Die Zusammensetzung in Beispiel I wird modifiziert zum Aufbringen durch Spritzen anstelle von Tauchen durch Zu­ gabe von 7,5 g Triethylenglykol zu 50 g der Zusammenset­ zung, Rühren bei Raumtemperatur während einer halben Stunde und 10 Min. Entgasen unter Vakuum (etwa 400 mm Quecksilber). Die modifizierte Zusammensetzung wird dann verspritzt mit einem Luftdruck von 45×104 Pa ohne Ver­ stopfen der Spritzpistole. Die Beschichtung trocknet mit geringerer Staubbildung und Ausbildung von Flocken als ohne den Zusatz von Triethylenglykol.
Beispiel V
Eine erste Zusammensetzung wird hergestellt durch Zugeben von 51,54 g Tetraethoxysilan zu 52,04 g 1-Propanol und Rühren. Eine zweite Zusammensetzung wird hergestellt durch Zugeben von 4,46 g Wasser und 0,215 g 70%iger Sal­ petersäure zu 52,04 g 1-Propanol und Rühren für minde­ stens 5 Sek. Diese Zusammensetzungen werden dann zusam­ mengemischt und eine halbe Stunde weitergerührt. Eine dritte Zusammensetzung, enthaltend 24,69 g Titan(IV)iso­ propoxid und 17,35 g 1-Propanol wird dann der Mischung unter kontinuierlichem Rühren während 5 Min. zugesetzt. Abschließend wird eine Mischung von 1,49 g Wasser und 17,35 g 1-Propanol unter fortgesetztem Rühren zugesetzt. Die endgültige Zusammensetzung wird in den Flüssigkeits­ behälter einer Druckluftspritzpistole eingebracht. Der Zerstäubungsdruck beträgt mindestens 34,5×104 Pa. Die Zuführgeschwindigkeit der Beschichtungszusammensetzung wird eingestellt auf 0,5 bis 1,5 ml pro Minute. Dann wird eine Lampe mit einer Flamme gereinigt und vor dem Be­ schichten abgekühlt. Die Lampe wird gedreht mit etwa 3 Umdrehungen pro Sekunde und die Sprühpistole wird betä­ tigt für 6 Sek. mit einmaligem Hin- und Herschwenken der Düse über der sich drehenden Lampe. Die rotierende Lampe wird dann flammengehärtet für 9 Sek., wobei die beschich­ tete Lampe in einen orangeglühenden Zustand gebracht wird. Dies zeigt eine Temperatur von 800-1000°C an. Die typische Absorption dieser Beschichtung bei 320 nm be­ trägt 0,55, gemessen mit einem Perkin Elmer Lambda 9 UV/­ sichtbares Licht-Spektralphotometer. Das Beschichtungs­ verfahren wird viermal wiederholt, so daß eine vier­ schichtige Gesamtbeschichtung bei 320 nm eine Absorption von 2,2 aufweist.
Beispiel VI
Eine erste Zusammensetzung wird hergestellt durch 36,47 g γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 30,91 g 34%iger kollo­ idaler Kieselsäure in Propylenglykolmonomethylether und 7,7 g Triethylenglykol zu 61,82 g 1-Propanol unter Rüh­ ren. Eine getrennte Mischung von 2,78 g Wasser, 7,7 g Triethylenglykol und 0,170 g 70%iger Salpetersäure wird zu 52,04 g 1-Propanol unter Rühren zugesetzt. Die zweite Mischung wird dann zur ersten Zusammensetzung unter kon­ tinuierlichem Weiterrühren für 30 Min. zugesetzt. Eine andere Mischung von 30,8 g Titan(IV)isopropoxid, 2,6 g Triethylenglykol und 17,35 g 1-Propanol werden dann unter kontinuierlichem Rühren während 5 Min. der zuvor erzeug­ ten Mischung zugesetzt. Abschließend wird eine Mischung von 1,85 g Wasser, 2,6 g Triethylenglykol und 20,6 g 1- Propanol unter kontinuierlichem Rühren zugesetzt. Die er­ haltene Beschichtungszusammensetzung wird in den Vorrats­ behälter einer Spritzpistole eingebracht und eine Lampe wie in Beispiel V gereinigt. Die Beschichtungsparameter werden so eingestellt, daß die Absorption des Films auf einem Quarzrohr bei 320 nm 0,75 beträgt. Die Wärmebehand­ lung erfolgt schrittweise durch 30 Sek. Behandlung mit heißer Luft (500°C) aus einem Heizgerät, das sich 6 mm von der rotierenden Lampe entfernt befindet. Die Heißluft wird dann entfernt und unmittelbar eine Flamme aktiviert, die die vorerwärmte Beschichtung 6 Sek. einbrennt. Die Lampe wird dann 25 Sek. gekühlt und erneut behandelt. Drei Schichten werden aufgebracht, so daß die endgültige Beschichtung bei 320 nm eine Absorption von 2,25 auf­ weist.
Beispiel VII
Eine erste Zusammensetzung wird hergestellt durch Hinzu­ geben von 111,8 g Tetraethoxysilan zu einer Mischung von 108,6 g 1-Propanol, 14,25 g Wasser und 0,174 ml 70%iger Salpetersäure und Rühren. In einer getrennten Mischung werden 40,2 g Titan(IV)isopropoxid zu einer Mischung aus 162,8 g 1-Propanol, 3,63 g Wasser und 0,044 ml 70%iger Salpetersäure unter Rühren zugesetzt. Nachdem jede Lösung eine Stunde gerührt wurde, wird die zweite Lösung mit der ersten vereinigt und weitergerührt. Abschließend werden 27,17 g Triethylenglykol zugesetzt und die gesamte Mi­ schung weitergerührt. Die endgültige Zusammensetzung wird in den Vorratsbehälter einer Spritzpistole eingebracht und eine Lampe, wie in Beispiel V beschrieben, gereinigt. Die Betriebsdaten der Spritzpistole werden so einge­ stellt, daß der Film auf dem Quarzrohr bei 320 nm eine Absorption von 0,38 aufweist. Die stufenweise Wärmebe­ handlung erfolgt in gleicher Weise wie in Beispiel VI. Sechs Schichten werden aufgebracht, so daß die Gesamt­ schicht bei 320 nm eine Absorption von 2,25 aufweist.
Beispiel VIII
Eine erste Zusammensetzung wird hergestellt durch Rühren von 35,4 g γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und Zugeben einer Mischung von 20 g 1-Propanol, 13,5 g Wasser und ei­ nem Tropfen 70%iger Salpetersäure und nach Rühren von et­ wa einer halben Stunde. Eine zweite Mischung aus 36 g kolloidalem Titandioxid und 20 g Wasser wird dann langsam der ersten Mischung zugesetzt unter schnellem Rühren und Weiterrühren für eine halbe Stunde. Handelsübliches kol­ loidales Titandioxid ist erhältlich mit einem pH von 9,8 und Gesamtfeststoffgehalt von 11,7% und nominellem Teil­ chendurchmesser von 20 nm. Die Mischung wird schließlich verdünnt mit 60 g 1-Propanol, 40 g Wasser und 40 g Diace­ tonalkohol und 0,4 g oberflächenaktivem Mittel. Die Be­ schichtungszusammensetzung wird in einem Behälter an­ geordnet und eine flache Quarzscheibe in die Lösung ein­ getaucht mit einer Geschwindigkeit von 15,24 cm pro Min. Die nasse Beschichtung wurde von der zweiten Oberfläche der Quarzscheibe abgewischt. Die Beschichtung auf der er­ sten Oberfläche wurde 2 Min. bei Raumtemperatur getrock­ net, in einem 500°-Ofen 5 Min. vorerwärmt und dann 5 Min. in einem Ofen bei 1000° gehärtet. Die UV-Absorption bei 320 nm der einschichtigen Beschichtung beträgt 0,8.
Beispiel IX
Eine erste Zusammensetzung wird hergestellt durch Zugeben von 13,64 g Tetraethoxysilan zu 27,54 g 1-Propanol unter Rühren. Zu dieser Zusammensetzung werden 1,180 g Wasser zugesetzt und dann 0,059 ml 70%iger Salpetersäure und es wird eine halbe Stunde weitergerührt. Dann werden 7,0 g Titan(IV)isopropoxid und 1,61 g Zirkon(IV)isopropoxid un­ ter Weiterrühren zugesetzt. Schließlich werden der Mi­ schung 11,8 g 1-Propanol und 0,505 g Wasser unter weite­ rem Rühren zugesetzt. Die endgültige Beschichtungszusam­ mensetzung wird in einem Behälter angeordnet und eine Quarzscheibe in die Lösung eingetaucht mit einer Ge­ schwindigkeit von 15,24 cm/Min. Die nasse Beschichtung wird von der zweiten Oberfläche der Quarzscheibe abge­ wischt. Die Beschichtung auf der ersten Oberfläche wird 2 Min. bei Raumtemperatur getrocknet, dann 5 Min. auf 500°C in einem Ofen vorerwärmt und dann in einem Ofen bei 1000°C behandelt. Die UV-Absorption der einfachen Be­ schichtung beträgt bei 320 nm 0,3.
Die Beispiele zeigen die erfindungsgemäße Beschichtung. Zahlreiche andere Organoalkoxysilane und Titanverbindun­ gen, wie kolloidales Titandioxid und Titankomplexverbin­ dungen, wie Titanacetylacetonat, können hydrolisiert wer­ den und in verschiedenen Konzentrationen und Lösemitteln umgesetzt werden, um Titanoxid/Siliciumoxid-Beschich­ tungszusammensetzungen auszubilden, die zur Herstellung von UV-absorbierenden Schichten verwendet werden können. Zahlreiche andere Glykole oder ähnliche Lösemittel können in unterschiedlichen Mengen verwendet werden, insbesonde­ re wenn die Beschichtungszusammensetzung durch Spritzen aufgebracht werden soll. Die erfindungsgemäßen Beschich­ tungszusammensetzungen können weiterhin andere Bestand­ teile enthalten, beispielsweise andere Metalloxide, wie Zinnoxid und Zirkonoxid.

Claims (17)

1. Beschichtungszusammensetzung zum Erzeugen von UV- Strahlen absorbierenden Beschichtungen, die bei 320 nm eine Extinktion von mindestens 0,5 pro µm Schichtdicke aufweisen, enthaltend das Polymerisationsreaktionsprodukt eines Organoalkoxysilans der allgemeinen Formel RxSi(OR′)4-xin der R ein organischer Rest ist, R′ eine niedere Alkyl­ gruppe ist und x kleiner als 4 ist und 0 sein kann und einem Titanalkoxid oder kolloidalem Titandioxid, wobei das Molverhältnis ausgedrückt als Titandioxid zu Sili­ ciumdioxid im Reaktionsprodukt von 0,1-0,5 beträgt.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R in der allgemeinen Formel des Organoalkoxysilans gleich oder verschieden und niederes Alkyl, Vinyl, Meth­ oxyethyl, Phenyl, γ-Glycidoxypropyl oder Methacryloxypro­ pyl ist.
3. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R′ in der allgemeinen Formel des Organoalkoxysilans gleich oder verschieden und Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist.
4. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel des Organoalkoxysilans R γ-Glycidoxypropyl und R′ Methyl ist.
5. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel des Organoalkoxysilans x 0 und R′ Ethyl ist.
6. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Titanalkoxid in der allgemeinen Formel Ti(OR′′)4 genügt, in der R′′ eine niedere Alkylgruppe ist.
7. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Titanalkoxid Titanisopropoxid (Ti(OC3H7)4) ist.
8. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin organisches Lösemittel enthält.
9. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösemittel ein Glykol ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Beschichtungszusammen­ setzung zum Erzeugen von UV-Strahlen absorbierenden Be­ schichtungen, die bei 320 nm eine Extinktion von minde­ stens 0,5 pro µm Schichtdicke aufweisen durch
  • (a) teilweises Hydrolysieren eines Organoalkoxysilans der allgemeinen Formel RxSi(OR′)4-xin der R ein organischer Rest ist, R′ eine niedere Alkylgruppe ist und x kleiner als 4 ist und 0 sein kann mit Wasser in einem organischen Lösemittel,
  • (b) Zugeben eines Titanalkoxids oder kolloidalem Titan­ dioxid zur Lösung des teilweise hydrolysierten Orga­ noalkoxysilans,
  • (c) Umsetzen des teilweise hydrolisierten Organoalkoxysi­ lans mit dem Titanalkoxid oder kolloidalem Titandi­ oxid,
  • (d) Zugeben von weiterem Wasser, um das Reaktionsprodukt von (c) zu hydrolysieren.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man zum teilweisen Hydrolysieren des Organoalkoxysi­ lans Alkohol verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkohol Ethanol oder 2-Propanol verwendet.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Titanalkoxid Titanisopropoxid verwendet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Organoalkoxysilan und Titanalkoxid oder kol­ loidales Titandioxid in solchen Mengen verwendet, daß das Molverhältnis, ausgedrückt als Titandioxid zu Silicium­ dioxid im Reaktionsprodukt von 0,1 bis 0,5 beträgt.
15. Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder Erhalten nach einem der Ansprüche 10 bis 14 zum Beschichten eines Trägers, Trock­ nen der aufgebrachten Beschichtung und Erwärmen der Be­ schichtung auf mindestens 750°C, so daß die Schicht eine Extinktion bei 320 nm von mindestens 0,5 pro µm Schicht­ dicke aufweist.
16. Verwendung nach Anspruch 15 zum Beschichten von Glas.
17. Verwendung nach Anspruch 15 zum Beschichten der Ober­ fläche von Quarzlampen.
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