EP1789478A1 - Inorganically coated synthetic body, method for producing the same and its use - Google Patents

Inorganically coated synthetic body, method for producing the same and its use

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Publication number
EP1789478A1
EP1789478A1 EP05768188A EP05768188A EP1789478A1 EP 1789478 A1 EP1789478 A1 EP 1789478A1 EP 05768188 A EP05768188 A EP 05768188A EP 05768188 A EP05768188 A EP 05768188A EP 1789478 A1 EP1789478 A1 EP 1789478A1
Authority
EP
European Patent Office
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plastic
polymerization
coating
plastic body
coated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05768188A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Patrick Becker
Rolf Neeb
Ghirmay Seyoum
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Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Plastic body with inorganic coating plastic body with inorganic coating, method of manufacture and uses
  • the invention relates to plastic bodies with inorganic coating and process for their preparation and their use.
  • EP-A-0 193 269 relates to substrates coated with silica particles.
  • the coating is very uniform with respect to the layer thickness, adheres extremely firmly to the substrate and has good antireflective properties.
  • US Pat. No. 4,571,361 describes antistatic plastic films. This slides from z. As cellulose acetate or polyethylene terephthalate with polymerizable coating systems, the z. As antimony tin oxide particles may contain coated. This gives films with abrasion-resistant coatings and low surface resistances in the range less than or equal to 10 7 ⁇ .
  • EP-B 0 447 603 describes antistatic coating compositions comprising a silicate solution and a conductive solution. Both solutions are mixed to hydrolyze and polycondensate to said coating compositions, which has a chemical bond between the silicate and the conductive material.
  • the coating compositions are suitable for the production of antistatic, non-dazzling anti-glare screens made of glass or plastic panels.
  • release agents to polymerizable liquids which are polymerized in the Kammerpolymerisations vide is known.
  • US 5,134,210 very generically names a variety of suitable substances, in particular dioctylsulfosuccinate to give acceptable results.
  • substrates such. As glass or plastic body with inorganic layers, the z. B. may have antistatic properties to provide. As a rule, the coatings are applied to the substrate surface by means of coating systems which can be cured by drying or polymerization. Coated substrates are obtained with quite satisfactory properties in terms of abrasion resistance and z. B. electrical conductivity.
  • plastic bodies having improved properties with respect to the abrasion resistance of the surface. Furthermore, very uniform layer thicknesses of the inorganic coatings and a high uniformity of the surfaces can be achieved.
  • the plastic body can also be easily removed from the polymerization, so that the process can be operated as a whole uncritically and in large series largely without interference.
  • the invention relates to a
  • a plastic body is to be understood as meaning any plastic object in virtually any shape which is accessible in the course of the method according to the invention.
  • Preferred plastic body can, for. B. have the shape of flat plates.
  • the plastic body can, for. B. have an E-modulus according to ISO 527-2 of at least 1500 MPa, preferably at least 2000 MPa.
  • Plates can with z. B. have a thickness in the range of 1 mm to 200 mm, in particular 3 to 30 mm. Typical dimensions, for example, for solid panels are in the range of 3 ⁇ 500 to 2000 ⁇ 2000 to 6000 mm (thickness ⁇ width ⁇ length).
  • the inorganic coating can be single or multi-sided depending on the application. For flat plates, it will be preferable to coat one or both of the large areas. However, it is also possible to coat the smaller edge surfaces or make an all-round coating of all surfaces.
  • the method comprises at least the method steps a) to f)
  • Coating of a substrate by means of knife coating, flooding or dipping with a coating composition comprising a silicon-based adhesion promoter and inorganic particles in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1 in a solvent, which may optionally additionally contain flow control agents,
  • the substrate must be coatable and suitable for the construction of a polymerization chamber.
  • a polymerization chamber for this purpose, in particular flat plates made of a hard, solid material such. As ceramic, metal or more preferably glass. Sheets of plastic or plastic films may also be suitable.
  • plastic films of polyethylene terephthalate may be suitable. Films may be suitable for building a polymerization chamber on a hard substrate, e.g. B be placed on a glass plate, glued or mounted.
  • the substrate may be made of a plastic.
  • polycarbonates include in particular polycarbonates, polystyrenes, polyesters, for example polyethylene terephthalate (PET), which may also be modified with glycol, and polybutylene terephthalate (PBT), cycloolefinic copolymers (COC), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymers and / or poly (meth) acrylates ,
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • COC cycloolefinic copolymers
  • acrylonitrile / butadiene / styrene copolymers and / or poly (meth) acrylates
  • Polycarbonates, cycloolefinic polymers and poly (meth) acrylates are preferred, with poly (meth) acrylates being particularly preferred.
  • Polycarbonates are known in the art. Polycarbonates can be formally considered as polyesters of carbonic acid and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds. They are readily accessible by reaction of diglycols or bisphenols with phosgene or carbonic acid diesters by polycondensation or transesterification reactions.
  • polycarbonates are preferred which are derived from bisphenols.
  • bisphenols include, in particular, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane (bisphenol B), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl ) cyclohexane (bisphenol C), 2,2'-methylenediphenol (bisphenol F), 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane (tetrabromobisphenol A) and 2,2-bis (3,5-bis) dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane (tetramethyl bisphenol A).
  • aromatic polycarbonates are prepared by interfacial polycondensation or transesterification, details of which are set forth in Encycl. Polym. Be. Engng. 11, 648-718 are shown.
  • the bisphenols are emulsified as an aqueous alkaline solution in inert organic solvents such as methylene chloride, chlorobenzene or tetrahydrofuran, and in one Step reaction reacted with phosgene.
  • Amines are used as catalysts, and in the case of sterically hindered bisphenols also phase transfer catalysts are used.
  • the resulting polymers are soluble in the organic solvents used.
  • Cycloolefinic polymers are polymers obtainable using cyclic olefins, especially polycyclic olefins.
  • Cyclic olefins include, for example, monocyclic olefins, such as cyclopentene, cyclopentadiene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene and alkyl derivatives of these monocyclic olefins having 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl or propyl, such as methylcyclohexene or dimethylcyclohexene, and acrylate and / or methacrylate derivatives of these monocyclic Links.
  • cycloalkanes having olefinic side chains can also be used as cyclic olefins, such as cyclopentyl methacrylate.
  • bridged, polycyclic olefin compounds Preference is given to bridged, polycyclic olefin compounds. These polycyclic olefin compounds may have the double bond both in the ring, which are bridged polycyclic cycloalkenes, as well as in side chains. These are vinyl derivatives, allyloxycarboxy derivatives and (meth) acryloxy derivatives of polycyclic cycloalkane compounds. These compounds may further include alkyl, aryl or aralkyl substituents.
  • Illustrative polycyclic compounds include, but are not limited to, bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (norbornene), bicyclo [2.2.1] hept-2,5-diene (2,5-norbornadiene), ethyl -bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (ethylnorbomene), ethylidenebicyclo [2.2.1] hept-2-ene (ethylidene-2-norbornene), phenylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, bicyclo [4.3 .0] nona-3,8-diene, tricyclo [4.3.0.1 2 ' 5 ] - 3-decene, tricyclo [4.3.0.1 2i5 ] -3,8-decene- (3,8-dihydro-dicyclopentadiene), tricyclo [4.4 .0.1 2> 5 ] -3-undecene,
  • the cycloolefinic polymers are prepared using at least one of the cycloolefinic compounds described above, in particular the polycyclic hydrocarbon compounds.
  • further olefins can be used which can be copolymerized with the aforementioned cycloolefinic monomers. These include u.a. Ethylene, propylene, isoprene, butadiene, methyl pentene, styrene and vinyl toluene.
  • olefins especially the cycloolefins and polycycloolefins, can be obtained commercially.
  • many cyclic and polycyclic olefins are available through Diels-Alder addition reactions.
  • the preparation of the cycloolefinic polymers can be carried out in a known manner, as described, inter alia, in Japanese Patent Nos. 11818/1972, 43412/1983, 1442/1986 and 19761/1987 and Japanese Patent Laid-Open Nos.
  • the cycloolefinic polymers can be polymerized in a solvent using, for example, aluminum compounds, vanadium compounds, tungsten compounds or boron compounds as a catalyst.
  • the polymerization can be carried out under ring opening or under opening of the double bond, depending on the conditions, in particular the catalyst used.
  • cycloolefinic polymers by radical polymerization using light or an initiator as a radical generator.
  • This type of polymerization can be carried out both in solution and in substance.
  • Another preferred plastic substrate comprises poly (meth) acrylates. These polymers are generally obtained by radical polymerization of mixtures containing (meth) acrylates. These have been set out above, and depending on the preparation, both monofunctional and polyfunctional (meth) acrylates can be used.
  • these mixtures contain at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably at least 80% by weight, based on the weight of the monomers, of methyl methacrylate.
  • compositions to be polymerized may also contain other unsaturated monomers which are copolymerizable with methyl methacrylate and the abovementioned (meth) acrylates. Examples of this were explained in more detail in particular under component E).
  • these comonomers are used in an amount of 0 to 60 wt .-%, preferably 0 to 40 wt .-% and particularly preferably 0 to 20 wt .-%, based on the weight of the monomers, wherein the compounds individually or can be used as a mixture.
  • the polymerization is generally started with known free-radical initiators, which are described in particular under component D). These compounds are often used in an amount of 0.01 to 3 wt .-%, preferably from 0.05 to 1 wt .-%, based on the weight of the monomers.
  • the aforementioned polymers may be used singly or as a mixture. It is also possible to use various polycarbonates, poly (meth) acrylates or cycloolefinic polymers which differ, for example, in molecular weight or in the monomer composition.
  • the plastic substrates can be produced by Gußsch.
  • suitable (meth) acrylic mixtures are added in a mold and polymerized.
  • Such (meth) acrylic mixtures generally have the above-described (meth) acrylates, in particular methyl methacrylate.
  • the (meth) acrylic mixtures may contain the copolymers described above, and in particular for adjusting the viscosity, polymers, in particular poly (meth) acrylates.
  • the weight average molecular weight M w of the polymers prepared by cast-chamber processes is generally higher than the molecular weight of polymers used in molding compositions. This results in a number of known advantages.
  • the weight-average molecular weight of polymers prepared by cast-chamber processes is in the range of 500,000 to 10,000,000 g / mol, without limitation.
  • Preferred plastic substrates produced by the casting chamber method can be obtained commercially from Cyro Inc. USA under the trade name ®Acrylite.
  • the substrates may contain conventional additives of all kinds, if they are made of plastic. These include, inter alia, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers and organic phosphorus compounds such as phosphoric acid esters, phosphoric acid diesters and phosphoric acid monoesters, phosphites, phosphorinanes, phospholanes or phosphonates, pigments, weathering agents and plasticizers.
  • additives include, inter alia, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers and organic phosphorus compounds such as phosphoric acid esters, phosphoric acid diesters and phosphoric acid monoesters, phosphites, phosphorinanes, phospholanes or phosphonates, pigments, weathering agents and plasticizers.
  • additives include, inter alia, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants
  • molding compositions which comprise poly (meth) acrylates are commercially available under the trade name ®Acrylite from the company Cyro Inc. USA.
  • Preferred molding compositions comprising cycloolefinic polymers may be sold under the tradename ®Topas of Ticona and ⁇ Zeonex of Nippon Zeon.
  • Polycarbonate molding compositions are available, for example, under the trade name ®Makrolon from Bayer or ®Lexan from General Electric.
  • the plastic substrate particularly preferably comprises at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight, based on the total weight of the substrate, of poly (meth) acrylates, polycarbonates and / or cycloolefinic polymers.
  • the plastic substrates are made of polymethyl methacrylate, wherein the polymethyl methacrylate may contain conventional additives.
  • plastic substrates may have an oil absorption coefficient ⁇ 1 ISSOO 117799 // 1 of at least 10 kJ / m 2 , preferably at least 15 kJ / m 2 .
  • the shape and size of the plastic substrate are not essential to the present invention.
  • plate or tabular substrates are often used which have a thickness in the range of 1 mm to 200 mm, in particular 5 to 30 mm.
  • the paint composition contains a coupling agent and inorganic particles in a weight ratio of 1 to 9 to 9 to 1.
  • the adhesion promoter may consist of colloidally dissolved SiO 2 particles or of silane condensates. Preference is given to 1 -2 wt .-% S1O 2 and 2.5 to 7.5 wt .-% of further inorganic particles in a solvent or solvent mixture, which optionally contain additional flow aid and water.
  • the flow aid can z. B. in a concentration of 0.01 to 2, preferably 0.1 to 1 wt .-%.
  • Other binders or polymerizing organic components are preferably not or if at all contained only in small, non-critical amounts.
  • the term inorganic means that the carbon content of the inorganic coating is at most 25% by weight, preferably at most 17% by weight and most preferably at most 10% by weight, based on the weight of the inorganic coating (a ). This size can be determined by elemental analysis.
  • silane condensates which contain colloidally dissolved SiO 2 particles.
  • Such solutions can be obtained by the sol-gel method, wherein in particular tetraalkoxysilanes and / or tetrahalosilanes are condensed.
  • water-containing coating compositions are prepared from the aforementioned silane compounds by hydrolyzing organosilicon compounds with an amount of water sufficient for hydrolysis, ie> 0.5 mole of water per mole of the groups intended for hydrolysis, such as alkoxy groups, preferably with acid catalysis.
  • acids for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc., or organic acids such as carboxylic acids, organic sulfonic acids, etc., or acidic ion exchangers may be added, wherein the pH of the hydrolysis reaction is usually between 2 and 4.5 , preferably at 3.
  • the coating composition preferably contains inorganic particles in the form of 1 to 2, preferably 1, 2 to 1, 8 wt .-% SiO 2 and 2.5 to 7.5, preferably 3 to 7, particularly preferably 4 to 6 wt .-% antimony Tin oxide particles in water as a solvent.
  • the pH is preferably set to be alkaline so that the particles do not agglomerate.
  • the particle size of these oxide particles is not critical, but the transparency is dependent on the particle size.
  • the particles have a size of at most 300 nm, wherein they are in particular in a range of 1 to 200 nm, preferably 1 to 50 nm.
  • the colloidal solution is preferably applied at a pH greater than or equal to 7.5, in particular greater than or equal to 8 and particularly preferably greater than or equal to 9.
  • Basic colloidal solutions are cheaper than acidic solutions.
  • basic colloidal solutions of oxide particles are particularly simple and storable for a long time.
  • the coating compositions described above can be sold commercially under the trade name ®Ludox (Grace, Worms); ® Levasil (Bayer, Leverkusen); ⁇ Klebosol, (Clariant).
  • the particles in addition to the mentioned flow aid, for. B. in a concentration of 0.1 to 1, preferably 0.3 to 0.5 wt .-%.
  • the paint composition may be mixed prior to use of individual components.
  • You can z. B. use a commercially available 10 to 15% antimony tin oxide solution or suspension in water (solution 1) and mix them with a usable silica sol solution (solution 2) and a dilution solution (solution 3).
  • the silica sol solution can first in concentrated form z.
  • the concentrated solution can again be adjusted to about 30% strength in H 2 O as a ready-to-use solution (solution 2). Preference is given to adding a distribution or a flow aid.
  • surfactants preferred is the addition of [fatty alcohol + 3-ethylene oxide, Genapol X 80].
  • the coating composition may comprise further flow control agents, for example nonionic flow control agents.
  • nonionic flow control agents for example ethoxylates are preferred, in particular esters and alcohols and phenols can be used with ethoxy groups. These include, inter alia No ⁇ ylphenolethoxylate.
  • the ethoxylates comprise in particular 1 to 20, in particular 2 to 8, ethoxy groups.
  • the hydrophobic radical of the ethoxylated alcohols and esters preferably comprises 1 to 40, preferably 4 to 22, carbon atoms, both linear and branched alcohol and / or ester radicals can be used.
  • Such products can be obtained commercially, for example, under the trade name ⁇ Genapol X80.
  • nonionic flow control agent is limited to an amount that exhibits substantially no adverse effect on the antistatic coating.
  • the coating composition is admixed with 0.01 to 4% by weight, in particular 0.1 to 2% by weight, of one or more nonionic leveling aids, based on the total weight of the coating composition.
  • solution 3 As diluent (solution 3), fully demineralized H 2 O (deionized water) adjusted to about pH 9.0 with NaOH can be used. Appropriately, a flow aid may also be included here.
  • Leveling agents having at least one anionic group are known in the art, these leveling agents generally having carboxy, sulfonate and / or sulfate groups. Preferably, these flow control agents comprise at least one sulfonate group.
  • Flow control agents having at least one anionic group include anionic flow control agents and amphoteric flow control agents, which also comprise a cationic group in addition to an anionic group. Of these, anionic flow control agents are preferred. With anionic flow control agents in particular the production of deformable plastic bodies is possible.
  • the flow control agents having at least one anionic group comprise 2 to 20, more preferably 2 to 10 carbon atoms, wherein the organic radical may contain both aliphatic and aromatic groups.
  • anionic flow control agents are used which comprise an alkyl or a cycloalkyl radical having 2 to 10 carbon atoms.
  • the flow control agents having at least one anionic group can have further polar groups, for example carboxy, thiocarboxy or imino, carboxylic acid ester, carbonic acid ester, thiocarboxylic acid esters, dithiocarboxylic acid ester thiocarbonic acid ester, dithiocarbonic acid ester and / or dithiocarbonic acid amide groups.
  • polar groups for example carboxy, thiocarboxy or imino, carboxylic acid ester, carbonic acid ester, thiocarboxylic acid esters, dithiocarboxylic acid ester thiocarbonic acid ester, dithiocarbonic acid ester and / or dithiocarbonic acid amide groups.
  • X is independently an oxygen or a sulfur atom
  • Y is a group of the formula OR 2 , SR 2 or NR 2 , wherein R 2 is independently an alkyl group of 1 to 5, preferably 1 to 3 carbon atoms and R 3 is an alkylene group of 1 to 10, preferably 2 to 4 carbon atoms and M is a cation, in particular an alkali metal ion, in particular potassium or sodium, or an ammonium ion.
  • the coating composition In general, from 0.01 to 1% by weight, in particular from 0.03 to 0.1% by weight, of one or more leveling agents having at least one anionic group, based on the total weight of the coating composition, is added to the coating composition.
  • Such compounds can be obtained in particular from Raschig AG under the trade name Raschig OPX® or Raschig DPS® and z. B. in a concentration of 0.1 to 1, preferably 0.4 to 0.6 wt .-% may be included.
  • a substrate for. As a glass plate, by knife coating, flooding, dipping the paint composition is dried.
  • This can be z. B. in the temperature range of 50 to 200, preferably from 80 to 120 0 C, wherein the temperature of the temperature resistance of the substrate is to be adjusted.
  • a drying time of 0.1 to 5, preferably 2 to 4 hours is sufficient to obtain a nearly fully cured coating.
  • the lacquer layer Since the lacquer layer has been formed from a solution which has a solids content of inorganic particles, the layer consists of a continuous three-dimensional network, which is constructed from spherical structures and inevitably has a certain void content. This structure structure is known from EP-A 0 193 269. Process step c):
  • coated substrates for the construction of a polymerization chamber, wherein coated sides are located in the interior of the chamber.
  • a polymerization chamber is a sealed space in which a liquid polymerizable mixture can be filled and in which it can be polymerized until a polymerized plastic body is obtained, which can be seen as a solid after opening the chamber.
  • Polymerization chambers are well known z. B. from the production of cast polymethyl methacrylate (see, for example, DE 25 44 245, EP-B 570 782 or EP-A 656 548).
  • a polymerizable liquid from radically polymerizable monomers optionally with a polymeric portion in the polymerization.
  • the polymerizable liquid may contain other soluble or insoluble additives such.
  • pigments fillers, UV absorbers. It can z. B also impact modifier or light scattering particles of multi-shell constructed and / or crosslinked plastic particles may be included.
  • Free-radically polymerizable monomers are, for. B. monomers having one or more vinylic group, for.
  • methyl methacrylate other esters of methacrylic acid, eg. Ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, esters of acrylic acid (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate) or styrene and styrene derivatives such as ⁇ -methylstyrene or p-methylstyrene.
  • Crosslinking monomers such as.
  • allyl methacrylate or di (meth) acrylates may also, but preferably only in smaller amounts, for. B. 0.1 to 2 wt .-%, may be included. It may be a homogeneous solution z. B. from 100% methyl methacrylate or a monomer mixture, for. B. predominantly, 80 to 99% by weight of methyl methacrylate and 1 to 20 wt .-% of further copolymerizable monomers such. For example, methyl acrylate.
  • the solution or the monomer mixture may have polymeric components, for example, a mixture of 70 to 95 wt .-% of methyl methacrylate and 5 to 30 wt .-% polymethylmethacrylate be filled.
  • the plastic body produced in the polymerization chamber can be easily detached from the previously coated substrates, wherein the electrically conductive coating is transferred to the plastic body.
  • the plastic body should in particular have no turbidity or cracks. During the polymerization, there should be no detachment from the walls of the polymerization chamber and associated deformations.
  • the previously coated substrates should not be damaged. Since glass plates are preferably used as coated substrates, glass breakage should be avoided when removing the plastic body.
  • a defined release agent mixture is added to the polymerizable liquid. In particular, this measure contributes to a largely trouble-free production process with high throughput rates and a low scrap content.
  • the polymerizable liquid contains 0.16 to 0.28, preferably 0.18 to 0.25 wt .-% of a release agent mixture of a C ⁇ - C 20 - Alkyl sulfosuccinate, preferably a C 8 - Cio-alkyl sulfosuccinate and a Ce - C-20-alkyl phosphate, preferably a Cs - Cio-alkyl phosphate.
  • the term C 6 - C ⁇ o-alkyl sulfosuccinate and C 6 - C 2O -AI kylphosphat includes mixtures of the two classes of substances with a.
  • the proportion of C 6 - C 2 o-alkylsulfosuccinate is preferably not more than 0.1, more preferably 0.02 to 0.08 wt .-% in total.
  • the proportion of C 6 - C 2 o-alkyl phosphate is preferably not more than 0.2, more preferably 0.12 to 0.18 wt .-% in total.
  • a suitable C 6 - C 2 o-alkylsulfosuccinate is z.
  • a suitable C 6 - C20-AI kylphosphat is z.
  • B. (mono) nonyl phosphate or dinonyl phosphate. Particularly preferred is a mixture of (mono) nonyl phosphate or dinonyl phosphate.
  • the proportions of (mono) nonyl phosphate and dinonyl phosphate in the mixture can, for. B. 9 to 1 to 1 to 9, preferably 6 to 4 to 4 to 6.
  • a release agent mixture of a C 6 - C ⁇ o-alkylsulfosuccinate and a C 6 - C2o-alkyl phosphate in a polymerizable liquid from radically polymerizable monomers, optionally with a polymeric portion, can therefore advantageously for the purpose of improving the replacement of a plastic body produced by the casting process from Polymerization chamber can be used.
  • the use of the release agent mixture in the sense described is therefore not limited to the method according to the invention, although there particularly advantageous use.
  • polymerization initiators examples include: azo compounds such as 2,2'-azobis (isobutyronitrile) or 2.2 l -Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), redox systems, such as the combination of tertiary amines with peroxides or preferably peroxides ( See, for example, H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, "Acrylic and Methacrylic Compounds", Springer, Heidelberg, 1967 or Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, pp. 386ff, J. Wiley, New York , 1978).
  • azo compounds such as 2,2'-azobis (isobutyronitrile) or 2.2 l -Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)
  • redox systems such as the combination of tertiary amines with peroxides or preferably peroxides
  • peroxide polymerization initiators examples include dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctoate, tert-butyl perisononanoate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, dibenzoyl peroxide or 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane. It is also possible to carry out the polymerization preferably with a mixture of different polymerization initiators having a different half-life, for example dilauroyl peroxide and 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, in order to keep the free radical stream constant during the polymerization and at different polymerization temperatures.
  • the amounts of polymerization initiator used are generally from 0.01 to 2 wt .-% based on the monomer mixture.
  • the polymerization is usually carried out in such an arrangement of the chambers, which ensures a temperature control or heat dissipation, so can - lying horizontally in racks - chambers, for example in hot air ovens at high air velocity, in autoclaves using water spray or in water-filled tanks under polymerization being held.
  • the polymerization is initiated by heating. To dissipate the considerable heat of polymerization, especially in the gel area, targeted cooling is necessary.
  • the polymerization temperatures are usually between 15 and 70 ° C at atmospheric pressure. In the autoclave, they are expediently about 90 to 100 ° C.
  • the residence time of the polymerization chamber in the temperature control medium varies according to the manner of the polymerization batch and the reaction between a few hours and several days.
  • B molecular weight regulator
  • z As dodecylmercaptan be added.
  • the temperature should be increased again for a short time towards the end of the polymerization, for example to about 100 0 C 1 to about 120 0 C. It is expedient to cool slowly, with the polymer plates separated from the mold plates and can be removed. When the polymerization chamber is filled with the monomer liquid, it penetrates into the cavities of the coating of the substrate. SiO 2 and antimony-tin oxide may, for. Example in the form of an interpenetrating network. During the polymerization, therefore, there is a certain penetration of the inorganic layer with the resulting polymer of the plastic body. Thus, a coating structure is formed which differs structurally from post-applied coatings as known in the art.
  • thermoforming in which the plastic bodies are preferably left in the polymerization chamber after the polymerization and after cooling are heated again for, eg, 2 to 8 hours to 40 to 120 ° C. escape and internal stresses in the plastic body can be lowered.
  • the plastic body can be removed with one-sided or multi-sided inorganic coating.
  • a polymethyl methacrylate plastic plate is produced with one- or two-sided electrically conductive coating.
  • the plastic body obtainable by the process according to the invention preferably has an electrically conductive coating having a surface resistance of less than or equal to 10 10 1, preferably less than or equal to 10 7 , and contains 0.16 to 0.28, preferably 0.18 to 0.25 Wt .-% of a release agent mixture of a C 6 - C 2 o-alkyl sulfosuccinate, preferably a Cs - C-io-alkyl sulfosuccinate and a Ce - C 2 o-alkyl phosphate, preferably a C 8 - Cio-alkyl phosphate.
  • a tyndall effect that indicates a cloudiness is not recognizable.
  • Rainbow interference effects which indicate an uneven layer distribution, are hardly or not at all visible on the coated surfaces.
  • the determination of the surface resistance of the coating may, for. B. according to DIN EN 613402 / IEC 61340 with an ohmmeter from the company. Wolfgang Warmbier, model SRM-110 be performed.
  • the plastic body is preferably made of a polymethylmethacrylate, d. H. a polymer which is predominantly composed of methyl methacrylate or a polystyrene.
  • the plastic may contain additives and auxiliaries such as impact modifiers, pigments, fillers, UV absorbers, etc.
  • the plastic body may also be translucent or transparent.
  • the layer thickness of the electrically conductive coating is in the range from 200 to 5000, preferably 250 to 1000, particularly preferably in the range from 300 to 400 nm.
  • the plastic body has on the inorganic coated surface a rubbing resistance according to DIN 53 778 of at least 10,000, preferably at least 12,000, in particular at least 15,000 cycles.
  • the determination of the adhesion of the coating according to the wet rub test according to DIN 53778 can z. B. with a wet scrub tester from. Gardner, model M 105 / A are performed.
  • the Kunststoffstof ⁇ bir can be used for.
  • enclosures clean rooms, machine covers, incubators, displays, screens and screen covers, rear projection screens, medical equipment and electrical appliances.
  • the process according to the invention makes it possible to produce plastic bodies having a coating structure which differs structurally from subsequently applied coatings, as known from the prior art.
  • the coating transferred from the coated substrate to the polymer plastic body during its polymerization is of high quality.
  • a Tyndall effect which would indicate a cloudiness is not recognizable.
  • Rainbow interference effects which indicate an uneven layer distribution, are hardly or not at all visible on the coated surfaces.
  • the abrasion resistance is increased compared to conventionally coated Kunststoffkörpem.
  • the plastic body can be easily removed from the polymerization, so that the process can be operated as a whole uncritically and in large series largely without interference. Examples
  • the coating composition thus prepared was then applied by flooding on a glass plate and dried for 3 h at 100 0 C.
  • Glass panes were used for the construction of a polymerization chamber with a circulating cord.
  • the polymerization chamber is a polymerizable solution of methyl methacrylate, the 0.1 wt .-% of a polymerization initiator (2,2'-azobis (2,4-dimezhylvaleronitrile)) and a release agent mixture of 0.05 wt .-% Diisooctylsuccinat and 0 , 15 wt .-% of a mixture of Monononylphosphat and Dinonylphoshat contains filled.
  • the chamber is incubated in a water bath at 50 0 C for 3 hours, then the clamp fixation removed and then annealed for 3.5 h at 115 0 C in a drying oven.
  • the coating is transferred from the glass felts to the polymethylmethacrylate (PMMA) surface.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • the coated polymethyl methacrylate plate is light from the glass sheets removable, can be removed from the chamber without glass breakage or breaking of the polymethylmethacrylate on the edge and shows a good appearance, without turbidity or streaks.
  • the determination of the layer thickness of the extremely thin layers can be carried out by thin section in a transmission electron microscope.
  • the thickness of the layer was in the range of 350 to 400 nm depending on the flood direction.
  • the determination of the adhesion of the coating was carried out according to the wet scrub test according to DIN 53778 with a wet scrub tester from Gardner, model M 105 / A. A value of 20,000 cycles at a total layer thickness of 350 nm was determined.
  • the surface resistance of the coating was determined in accordance with DIN EN 613402 / IEC 61340 using an ohmmeter from Wolfgang Warmbier, Model SRM-110. A value of 10 6 ⁇ at a total layer thickness of 350 nm was determined.
  • the plate showed good optical properties.
  • Example 1 was essentially repeated except that the coating agent was applied directly to the PMMA plate by means of flooding. The thus coated plate was then dried at 80 ° C for 30 minutes.
  • Comparative Example 1 was substantially repeated, but the PMMA plate was first equipped with an adhesion-promoting layer (PLEX 9008L, available from Röhm GmbH & Co. KG) and then the coating agent was applied by the flood process. The thus coated plate was then dried for 30 min at 8O 0 C.
  • an adhesion-promoting layer PLEX 9008L, available from Röhm GmbH & Co. KG
  • the adhesion of the coating proved to be non-durable and could be removed by means of a conventional wipe by repeated rubbing of the PMMA plate.
  • Example 1 is substantially repeated except that the composition of the coating composition is changed so that the antimony-tin-oxide solution (12% in water, available from Leuchtstoffwerk Breitmaschine GmbH) is applied directly to the glass plate. It is not possible to obtain a uniform course of the coating.
  • Example 1 is substantially repeated except that the composition of the coating agent is changed to use 95 parts by weight of the first solution and 5 parts by weight of the antimony-tin oxide solution (12% in water, available from Leuchtstoffwerk Breitmaschine GmbH) ,
  • the coated plates After transferring the coating to the PMMA plates, the coated plates show turbidity (Tyndall effect).
  • the surface resistance is> 10 9 ⁇ .
  • Example 1 was repeated but with different release agents or other release agents. The results are shown in the table below. Diisooctylsuccinate alone (Ex 5 to 10), mono- and dinonyl phosphate alone (Ex 11), other release agents (Ex 12 - 15) or too low a content of mono- and dinonyl phosphate in the release agent mixture (Ex 16) led to unsatisfactory results. For comparison, Example 1 is given again in the last line. TT o

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Abstract

The invention relates to a method for producing a synthetic body from a synthetic material, obtained by radical polymerization, which is coated on one or several sides with an Si-containing or inorganic substance. According to the inventive method, a substrate is coated with a lacquer composition which contains inorganic particles dissolved in a solvent which may optionally also contain a flow-control agent. One or more substrates that are coated in this manner can be used to construct a polymerization chamber, the coated sides facing the interior of the chamber. After radical polymerization of a monomer mixture in the presence of a polymerization initiator and a separating agent mixture the inward inorganic coating is transferred from the substrate to or onto the surfaces of the radically polymerized synthetic material or the corresponding synthetic body. The invention also relates to the corresponding synthetic bodies and their uses and to the use of the separating agent mixture in the polymerization casting method.

Description

Kunststoffkörper mit anorganischer Beschichtung, Verfahren zur Herstellung sowie VerwendungenPlastic body with inorganic coating, method of manufacture and uses
Die Erfindung betrifft Kunststoffkörper mit anorganischer Beschichtung und Verfahren zu Ihrer Herstellung sowie deren Verwendung.The invention relates to plastic bodies with inorganic coating and process for their preparation and their use.
Stand der TechnikState of the art
EP-A 0 193 269 betrifft Substrate, die mit Silica-Partikeln beschichtet sind. Die Beschichtung ist sehr gleichmäßig in Bezug auf die Schichtdicke, haftet außerordentlich fest am Substrat und weist gute antireflektierende Eigenschaften auf.EP-A-0 193 269 relates to substrates coated with silica particles. The coating is very uniform with respect to the layer thickness, adheres extremely firmly to the substrate and has good antireflective properties.
US 4,571 ,361 beschreibt antistatisch ausgerüstete Kunststofffolien. Dabei werden Folien aus z. B. Celluloseacetat oder Polyethylentherephthalat mit polymerisierbaren Lacksystemen, die z. B. Antimon-Zinn-Oxid-Teilchen enthalten können beschichtet. Man erhält Folien mit abriebfesten Beschichtungen und geringem Oberflächenwiderständen im Bereich kleiner/gleich 107Ω.US Pat. No. 4,571,361 describes antistatic plastic films. This slides from z. As cellulose acetate or polyethylene terephthalate with polymerizable coating systems, the z. As antimony tin oxide particles may contain coated. This gives films with abrasion-resistant coatings and low surface resistances in the range less than or equal to 10 7 Ω.
EP-B 0 447 603 beschreibt antistatische Beschichtungszusammensetzungen enthaltend eine Silikat-Lösung und eine leitfähige Lösung. Beide Lösungen werden gemischt, um zu hydrolysieren und zu der genannten Beschichtungszusammensetzungen zu polykondensieren, die eine chemische Bindung zwischen dem Silikat und dem leitfähigen Material aufweist. Die Beschichtungszusammensetzungen eignet sich zur Herstellung antstatischer, nicht blendender Bildwidergabeschirme aus Glas- oder Kunststoffpaneel. Der Zusatz von Trennmitteln zu polymerisationsfähigen Flüssigkeiten, die im Kammerpolymerisationsverfahren polymerisiert werden, ist bekannt. US 5,134,210 nennt sehr allgemein eine Vielzahl geeigneter Substanzen, wobei insbesondere Dioctylsulfosuccinat zu annehmbaren Resultaten führen soll.EP-B 0 447 603 describes antistatic coating compositions comprising a silicate solution and a conductive solution. Both solutions are mixed to hydrolyze and polycondensate to said coating compositions, which has a chemical bond between the silicate and the conductive material. The coating compositions are suitable for the production of antistatic, non-dazzling anti-glare screens made of glass or plastic panels. The addition of release agents to polymerizable liquids which are polymerized in the Kammerpolymerisationsverfahren is known. US 5,134,210 very generically names a variety of suitable substances, in particular dioctylsulfosuccinate to give acceptable results.
Aufgabe und LösungTask and solution
Es ist bekannt, Substrate wie z. B. Glas oder Kunststoffkörper mit anorganischen Schichten, die z. B. antistatische Eigenschaften aufweisen können, zu versehen. Dabei werden in der Regel die Beschichtungen mittels Lacksystemen, die durch Trocknung oder Polymerisation gehärtet werden können, auf die Substratoberfläche aufgebracht. Man erhält beschichtete Substrate mit durchaus befriedigenden Eigenschaften in Bezug auf Abriebfestigkeit und z. B. elektrische Leitfähigkeit.It is known, substrates such. As glass or plastic body with inorganic layers, the z. B. may have antistatic properties to provide. As a rule, the coatings are applied to the substrate surface by means of coating systems which can be cured by drying or polymerization. Coated substrates are obtained with quite satisfactory properties in terms of abrasion resistance and z. B. electrical conductivity.
Es wurde als Aufgabe gesehen ein Verfahren bereitzustellen, das es ermöglicht, Kunststoffkörper mit anorganischen Beschichtungen zu versehen, wobei eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Anbindung an die Kunststoffoberfläche erreicht werden soll. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren leicht ausführbar sein und in der Produktion mit möglichst geringem Ausschuss anwendbar sein. It was seen as an object to provide a method which makes it possible to provide plastic body with inorganic coatings, with an improved compared to the prior art connection to the plastic surface is to be achieved. In particular, the method according to the invention should be easy to carry out and be applicable in production with the lowest possible scrap.
Die Aufgabe wird gelöst durch einThe task is solved by a
Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers aus einem durch radikalische Polymerisation erhältlichen Kunststoff mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung durch die VerfahrensschritteProcess for the production of a plastic body from a plastic obtainable by free-radical polymerization with one-sided or multi-sided inorganic coating by the process steps
a) Beschichtung eines Substrates mittels Rakeln, Fluten oder Tauchen mit einer Lackzusammensetzung, enthaltend einen Haftvermittler auf Silicium-Basis und anorganische Partikel im Gewichts-Verhältnis von 1 zu 9 bis 9 zu 1 in einem Lösemittel, das gegebenenfalls zusätzlich Verlaufhilfsmittel enthalten kann, b) Trocknen der Lackzusammensetzung auf dem Substrat, wodurch man das beschichtete Substrat erhält, c) Verwendung einer oder mehrerer derart beschichteter Substrate zum Aufbau, einer Polymerisationskammer, wobei die beschichteten Seiten im Innern der Kammer liegen, d) Einfüllen einer polymerisationsfähigen Flüssigkeit aus radikalisch polymerisierbaren Monomeren gegebenenfalls mit polymerem Anteil in die Polymerisationskammer, wobei die polymerisationsfähige Flüssigkeit 0,16 bis 0,28 Gew.-% eines Trennmittelgemisches aus einem Cβ - C20- Alkylsulfosuccinat und einem Cβ - C20-AI kylphosphat enthält, e) Radikalische Polymerisation der polymerisationsfähigen Flüssigkeit in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators, wobei die innen liegende anorganische Beschichtung vom Substrat in bzw. auf die Oberflächen des radikalisch polymerisierten Kunststoffs bzw. des Kunststoffkörpers übergeht und f) Entnahme des beschichten Kunststoffkörpers mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung aus der Polymerisationskammer. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Kunststoffkörper mit verbesserten Eigenschaften in Bezug auf die Scheuerfestigkeit der Oberfläche erhalten. Es können weiterhin sehr gleichmäßige Schichtdicken der anorganischen Beschichtungen und eine hohe Gleichmäßigkeit der Oberflächen erzielt werden. Die Kunststoffkörper lassen sich zudem leicht aus der Polymerisationskammer entfernen, so dass das Verfahren insgesamt unkritisch und auch in großen Serien weitgehend ohne Störungen betrieben werden kann.a) coating of a substrate by means of knife coating, flooding or dipping with a coating composition comprising a silicon-based adhesion promoter and inorganic particles in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1 in a solvent, which may optionally contain additional flow control agents, b) C) using one or more such coated substrates for construction, a polymerization chamber, wherein the coated sides are inside the chamber, d) filling a polymerizable liquid of radically polymerizable monomers optionally with polymer fraction into the polymerization chamber, the polymerizable liquid containing 0.16 to 0.28% by weight of a release agent mixture of a Cβ - C 20 alkyl sulfosuccinate and a Cβ - C 2 0 alkyl phosphate, e) free radical polymerization of the polymerizable fluid in the presence of a polymerization initiator, wherein the internal inorganic coating passes from the substrate into or onto the surfaces of the free-radically polymerized plastic or of the plastic body, and f) removal of the coated plastic body with one-sided or multi-sided inorganic coating from the polymerization chamber. By means of the method according to the invention, it is possible to obtain plastic bodies having improved properties with respect to the abrasion resistance of the surface. Furthermore, very uniform layer thicknesses of the inorganic coatings and a high uniformity of the surfaces can be achieved. The plastic body can also be easily removed from the polymerization, so that the process can be operated as a whole uncritically and in large series largely without interference.
Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention
Die Erfindung betrifft einThe invention relates to a
Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers aus einem durch radikalische Polymerisation erhältlichen Kunststoff mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung.Process for the production of a plastic body from a plastic obtainable by free-radical polymerization with one-sided or multi-sided inorganic coating.
Unter einem Kunststoffkörper ist jeder Kunststoff-Gegenstand in praktisch beliebiger Gestalt zu verstehen, der im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens zugänglich ist. Bevorzugte Kunststoffkörper können z. B. die Gestalt von flachen Platten aufweisen. Es sind jedoch auch andere Kunststoffkörper wie Wellplatten, Würfel, Quader, runde Stäbe etc. denkbar. Der Kunststoffkörper kann z. B. einen E-Modul nach ISO 527-2 von mindestens 1500 MPa, bevorzugt mindestens 2000 MPa aufweisen. Platten können mit z. B. eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 200 mm, insbesondere 3 bis 30 mm aufweisen. Übliche Abmessungen z.B. für massive Platten liegen im Bereich von 3 x 500 bis 2000 x 2000 bis 6000 mm (Dicke x Breite x Länge). Die anorganische Beschichtung kann je nach Einsatzzweck ein- oder mehrseitig erfolgen. Bei flachen Platten wird man bevorzugt eine oder beide der großen Flächen beschichten. Es ist jedoch auch möglich auch die kleineren Kantenflächen zu beschichten oder eine Rundum-Beschichtung aller Flächen vorzunehmen.A plastic body is to be understood as meaning any plastic object in virtually any shape which is accessible in the course of the method according to the invention. Preferred plastic body can, for. B. have the shape of flat plates. However, other plastic bodies such as corrugated sheets, cubes, cuboids, round bars, etc. are conceivable. The plastic body can, for. B. have an E-modulus according to ISO 527-2 of at least 1500 MPa, preferably at least 2000 MPa. Plates can with z. B. have a thickness in the range of 1 mm to 200 mm, in particular 3 to 30 mm. Typical dimensions, for example, for solid panels are in the range of 3 × 500 to 2000 × 2000 to 6000 mm (thickness × width × length). The inorganic coating can be single or multi-sided depending on the application. For flat plates, it will be preferable to coat one or both of the large areas. However, it is also possible to coat the smaller edge surfaces or make an all-round coating of all surfaces.
Das Verfahren umfaßt zumindest die Verfahrensschritte a) bis f)The method comprises at least the method steps a) to f)
Verfahrensschritt a) :Process step a):
Beschichtung eines Substrates mittels Rakeln, Fluten oder Tauchen mit einer Lackzusammensetzung, enthaltend einen Haftvermittler auf Silicium-Basis und anorganische Partikel im Gewichts-Verhältnis von 1 zu 9 bis 9 zu 1 in einem Lösemittel, das gegebenenfalls zusätzlich Verlaufhilfsmittel enthalten kann,Coating of a substrate by means of knife coating, flooding or dipping with a coating composition comprising a silicon-based adhesion promoter and inorganic particles in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1 in a solvent, which may optionally additionally contain flow control agents,
Unter einem Substrat ist zunächst ein praktisch beliebiger Gegenstand in Bezug auf Form und Material zu verstehen, sofern sich dieser für die Zwecke der Erfindung eignet. Insbesondere muß das Substrat beschichtbar sein und sich für den Aufbau einer Polymerisationskammer eignen. Hierzu eignen sich insbesondere flache Platten aus einem harten, festen Werkstoff, wie z. B. Keramik, Metall oder besonders bevorzugt Glas. Platten aus Kunststoff oder Kunststofffolien können ebenfalls geeignet sein. Insbesondere können Kunststofffolien aus Polyethylentherephthalat geeignet sein. Folien können um für den Aufbau einer Polymerisationskammer geeignet zu sein, auf einem harten Substrat, z. B auf eine Glasplatte aufgelegt, geklebt oder aufgezogen sein. Das Substrat kann aus einem Kunststoff bestehen. Hierzu gehören insbesondere Polycarbonate, Polystyrole, Polyester, beispielsweise Polyethylentherephtalat (PET), die auch mit Glykol modifiziert sein können, und Polybutylentherephtalat (PBT), cycloolefinische Copolymere (COC), Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymere und/oder Poly(meth)acrylate.Under a substrate is initially a virtually arbitrary object in terms of shape and material to understand, if this is suitable for the purposes of the invention. In particular, the substrate must be coatable and suitable for the construction of a polymerization chamber. For this purpose, in particular flat plates made of a hard, solid material such. As ceramic, metal or more preferably glass. Sheets of plastic or plastic films may also be suitable. In particular, plastic films of polyethylene terephthalate may be suitable. Films may be suitable for building a polymerization chamber on a hard substrate, e.g. B be placed on a glass plate, glued or mounted. The substrate may be made of a plastic. These include in particular polycarbonates, polystyrenes, polyesters, for example polyethylene terephthalate (PET), which may also be modified with glycol, and polybutylene terephthalate (PBT), cycloolefinic copolymers (COC), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymers and / or poly (meth) acrylates ,
Bevorzugt sind hierbei Polycarbonate, cycloolefinische Polymere und Poly(meth)acrylate, wobei Poly(meth)acrylate besonders bevorzugt sind.Polycarbonates, cycloolefinic polymers and poly (meth) acrylates are preferred, with poly (meth) acrylates being particularly preferred.
Polycarbonate sind in der Fachwelt bekannt. Polycarbonate können formal als Polyester aus Kohlensäure und aliphatischen oder aromatischen Dihydroxy- Verbindungen betrachtet werden. Sie sind leicht zugänglich durch Umsetzung von Diglykolen oder Bisphenolen mit Phosgen bzw. Kohlensäurediestern durch Polykondensations- bzw. Umesterungsreaktionen.Polycarbonates are known in the art. Polycarbonates can be formally considered as polyesters of carbonic acid and aliphatic or aromatic dihydroxy compounds. They are readily accessible by reaction of diglycols or bisphenols with phosgene or carbonic acid diesters by polycondensation or transesterification reactions.
Hierbei sind Polycarbonate bevorzugt, die sich von Bisphenolen ableiten. Zu diesen Bisphenolen gehören insbesondere 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,2-Bis-(4-hydroxypheπyl)-butan (Bisphenol B), 1 ,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan (Bisphenol C), 2,2'-Methylendiphenol (Bisphenol F), 2,2-Bis(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)propan (Tetrabrombisphenol A) und 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propan (Tetramethylbisphenol A).Here, polycarbonates are preferred which are derived from bisphenols. These bisphenols include, in particular, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane (bisphenol B), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl ) cyclohexane (bisphenol C), 2,2'-methylenediphenol (bisphenol F), 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane (tetrabromobisphenol A) and 2,2-bis (3,5-bis) dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane (tetramethyl bisphenol A).
Üblich werden derartige aromatische Polycarbonate durch Grenzflächenpolykondensation oder Umesterung hergestellt, wobei Einzelheiten in Encycl. Polym. Sei. Engng. 11 , 648-718 dargestellt sind.Typically, such aromatic polycarbonates are prepared by interfacial polycondensation or transesterification, details of which are set forth in Encycl. Polym. Be. Engng. 11, 648-718 are shown.
Bei der Grenzflächenpolykondensation werden die Bisphenole als wäßrige, alkalische Lösung in inerten organischen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Methylenchlorid, Chlorbenzol oder Tetrahydrofuran, emulgiert und in einer Stufenreaktion mit Phosgen umgesetzt. Als Katalysatoren gelangen Amine, bei sterisch gehinderten Bisphenolen auch Phasentransferkatalysatoren zum Einsatz. Die resultierenden Polymere sind in den verwendeten organischen Lösungsmitteln löslich.In the interfacial polycondensation, the bisphenols are emulsified as an aqueous alkaline solution in inert organic solvents such as methylene chloride, chlorobenzene or tetrahydrofuran, and in one Step reaction reacted with phosgene. Amines are used as catalysts, and in the case of sterically hindered bisphenols also phase transfer catalysts are used. The resulting polymers are soluble in the organic solvents used.
Über die Wahl der Bisphenole können die Eigenschaften der Polymere breit variiert werden. Bei gleichzeitigem Einsatz unterschiedlicher Bisphenole lassen sich in Mehrstufen-Polykondensationen auch Block-Polymere aufbauen.The choice of bisphenols allows the properties of the polymers to be varied widely. With simultaneous use of different bisphenols, block polymers can also be built up in multistage polycondensations.
Cycloolefinische Polymere sind Polymere, die unter Verwendung von cyclischen Olefinen, insbesondere von polycyclischen Olefinen erhältlich sind.Cycloolefinic polymers are polymers obtainable using cyclic olefins, especially polycyclic olefins.
Cyclische Olefine umfassen beispielsweise monocyclische Olefine, wie Cyclopenten, Cyclopentadien, Cyclohexen, Cyclohepten, Cycloocten sowie Alkylderivate dieser monocyclischen Olefine mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl oder Propyl, wie beispielsweise Methylcyclohexen oder Dimethylcyclohexen, sowie Acrylat- und/oder Methacrylatderivate dieser monocyclischen Verbindungen. Darüber hinaus können auch Cycloalkane mit olefinischen Seitenketten als cyclische Olefine verwendet werden, wie beispielsweise Cyclopentylmethacrylat.Cyclic olefins include, for example, monocyclic olefins, such as cyclopentene, cyclopentadiene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene and alkyl derivatives of these monocyclic olefins having 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl or propyl, such as methylcyclohexene or dimethylcyclohexene, and acrylate and / or methacrylate derivatives of these monocyclic Links. In addition, cycloalkanes having olefinic side chains can also be used as cyclic olefins, such as cyclopentyl methacrylate.
Bevorzugt sind verbrückte, polycyclische Olefinverbindungen. Diese polycyclischen Olefinverbindungen können die Doppelbindung sowohl im Ring aufweisen, es handelt sich hierbei um verbrückte polycyclische Cycloalkene, als auch in Seitenketten. Hierbei handelt es sich um Vinylderivate, Allyloxycarboxyderivate und (Meth)acryloxyderivate von polycyclischen Cycloalkanverbindungen. Diese Verbindungen können des weiteren Alkyl-, Aryl- oder Aralkylsubstituenten aufweisen. Beispielhafte polycyclische Verbindungen sind, ohne dass hierdurch eine Einschränkung erfolgen soll, Bicyclo[2.2.1]hept-2-en (Norbornen), Bicyclo[2.2.1]hept-2,5-dien (2,5-Norbomadien), Ethyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-en (Ethylnorbomen), Ethylidenbicyclo[2.2.1]hept-2-en (Ethyliden-2-norbomen), Phenylbicyclo[2.2.1]hept-2-en, Bicyclo[4.3.0]nona-3,8-dien, Tricyclo[4.3.0.12'5]- 3-decen, Tricyclo[4.3.0.12i5]-3,8-decen-(3,8-dihydrodicyclopentadien), Tricyclo[4.4.0.12>5]-3-undecen, Tetracyclo[4.4.0.12'5,17'10]-3-dodecen, Ethyliden- tetracyclo[4.4.0.12i5.17i10]-3-dodecen,Preference is given to bridged, polycyclic olefin compounds. These polycyclic olefin compounds may have the double bond both in the ring, which are bridged polycyclic cycloalkenes, as well as in side chains. These are vinyl derivatives, allyloxycarboxy derivatives and (meth) acryloxy derivatives of polycyclic cycloalkane compounds. These compounds may further include alkyl, aryl or aralkyl substituents. Illustrative polycyclic compounds include, but are not limited to, bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (norbornene), bicyclo [2.2.1] hept-2,5-diene (2,5-norbornadiene), ethyl -bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (ethylnorbomene), ethylidenebicyclo [2.2.1] hept-2-ene (ethylidene-2-norbornene), phenylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, bicyclo [4.3 .0] nona-3,8-diene, tricyclo [4.3.0.1 2 ' 5 ] - 3-decene, tricyclo [4.3.0.1 2i5 ] -3,8-decene- (3,8-dihydro-dicyclopentadiene), tricyclo [4.4 .0.1 2> 5 ] -3-undecene, tetracyclo [4.4.0.1 2 ' 5 , 1 7 ' 10 ] -3-dodecene, ethylidenetetracyclo [4.4.0.1 2i5 .1 7i10 ] -3-dodecene,
Methyloxycarbonyltetracyclo[4.4.0.12i5,17i10]-3-dodecen, Ethyliden-9- ethyltetracyclo[4.4.0.12'5,17-10]-3-dodecen, Pentacyclo[4.7.0.12'5,O,O3'13,19'12]-3- pentadecen, Pentacyclo[6.1.13>6.02i7.09'13]-4-pentadecen, Hexacyclo[6.6.1.13-6.110i13.02i7.09i14]-4-heptadecen, Dimethylhexacyclo[6.6.1.13-6.110'13.02'7.09'14]-4-heptadecen, Bis(allyloxycarboxy)tricyclo[4.3.0.12'5]-decan,Methyloxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2i5 , 17i10 ] -3-dodecene, ethylidene-9-ethyltetracyclo [4.4.0.1 2 ' 5 , 1 7 - 10 ] -3-dodecene, pentacyclo [4.7.0.1 2 ' 5 , O, O 3 '13 , 1 9 ' 12 ] -3- pentadecene, pentacyclo [6.1.1 3> 6 .0 2i7 .0 9 '13 ] -4-pentadecene, hexacyclo [6.6.1.1 3 - 6 .1 10i13 .0 2i7 .0 9i14 ] -4-heptadecene, dimethylhexacyclo [6.6.1.1 3 - 6 .1 10 '13 .0 2 ' 7 .0 9 '14 ] -4-heptadecene, bis (allyloxycarboxy) tricyclo [4.3.0.1 2 ' 5 ] decane,
Bis(methacryloxy)tricyclo[4.3.0.12i5]-decan, Bis(acryloxy)tricyclo[4.3.0.12-5]- decan.Bis (methacryloxy) tricyclo [4.3.0.1 2i5 ] decane, bis (acryloxy) tricyclo [4.3.0.1 2 - 5 ] decane.
Die cycloolefinischen Polymere werden unter Verwendung von zumindest einer der zuvor beschriebenen cycloolefinischen Verbindungen, insbesondere der polycyclischen Kohlenwasserstoffverbindungen hergestellt. Darüber hinaus können bei der Herstellung der cycloolefinischen Polymere weitere Olefine verwendet werden, die mit den zuvor genannten cycloolefinischen Monomeren copolymerisiert werden können. Hierzu gehören u.a. Ethylen, Propylen, Isopren, Butadien, Methyl penten, Styrol und Vinyltoluol.The cycloolefinic polymers are prepared using at least one of the cycloolefinic compounds described above, in particular the polycyclic hydrocarbon compounds. In addition, in the preparation of the cycloolefinic polymers further olefins can be used which can be copolymerized with the aforementioned cycloolefinic monomers. These include u.a. Ethylene, propylene, isoprene, butadiene, methyl pentene, styrene and vinyl toluene.
Die meisten der zuvor genannten Olefine, insbesondere auch die Cycloolefine und Polycycloolefine, können kommerziell erhalten werden. Darüber hinaus sind viele cyclische und polycyclische Olefine durch Diels-Alder- Additionsreaktionen erhältlich. Die Herstellung der cycloolefinischen Polymere kann auf bekannte Art und Weise erfolgen, wie dies u.a. in den japanischen Patentschriften 11818/1972, 43412/1983, 1442/1986 und 19761/1987 und den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 75700/1975, 129434/1980, 127728/1983, 168708/1985, 271308/1986, 221118/1988 und 180976/1990 und in den Europäischen Patentanmeldungen EP-A-O 610 851 , EP-A-O 485 893, EP-A-O 407 870 und EP-A-O 688 801 dargestellt ist.Most of the aforementioned olefins, especially the cycloolefins and polycycloolefins, can be obtained commercially. In addition, many cyclic and polycyclic olefins are available through Diels-Alder addition reactions. The preparation of the cycloolefinic polymers can be carried out in a known manner, as described, inter alia, in Japanese Patent Nos. 11818/1972, 43412/1983, 1442/1986 and 19761/1987 and Japanese Patent Laid-Open Nos. 75700/1975, 129434/1980, 127728 / 1983, 168708/1985, 271308/1986, 221118/1988 and 180976/1990 and in the European patent applications EP-AO 610 851, EP-AO 485 893, EP-AO 407 870 and EP-A-0 688 801.
Die cycloolefinischen Polymere können beispielsweise unter Verwendung von Aluminiumverbindungen, Vanadiumverbindungen, Wolframverbindungen oder Borverbindungen als Katalysator in einem Lösungsmittel polymerisiert werden.The cycloolefinic polymers can be polymerized in a solvent using, for example, aluminum compounds, vanadium compounds, tungsten compounds or boron compounds as a catalyst.
Es wird angenommen, dass die Polymerisation je nach den Bedingungen, insbesondere dem eingesetzten Katalysator, unter Ringöffnung oder unter Öffnung der Doppelbindung erfolgen kann.It is assumed that the polymerization can be carried out under ring opening or under opening of the double bond, depending on the conditions, in particular the catalyst used.
Darüber hinaus ist es möglich, cycloolefinische Polymere durch radikalische Polymerisation zu erhalten, wobei Licht oder ein Initiator als Radikalbildner verwendet wird. Dies gilt insbesondere für die Acryloylderivate der Cycloolefine und/oder Cycloalkane. Diese Art der Polymerisation kann sowohl in Lösung als auch in Substanz erfolgen.In addition, it is possible to obtain cycloolefinic polymers by radical polymerization using light or an initiator as a radical generator. This applies in particular to the acryloyl derivatives of cycloolefins and / or cycloalkanes. This type of polymerization can be carried out both in solution and in substance.
Ein weiteres bevorzugtes Kunststoffsubstrat umfasst Poly(meth)acrylate. Diese Polymere werden im allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Mischungen erhalten, die (Meth)acrylate enthalten. Diese wurden zuvor dargelegt, wobei, je nach Herstellung, sowohl monofunktionelle als auch polyfunktionelle (Meth)acrylate verwendet werden können.Another preferred plastic substrate comprises poly (meth) acrylates. These polymers are generally obtained by radical polymerization of mixtures containing (meth) acrylates. These have been set out above, and depending on the preparation, both monofunctional and polyfunctional (meth) acrylates can be used.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten diese Mischungen mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomere, Methylmethacrylat.According to a preferred aspect of the present invention, these mixtures contain at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably at least 80% by weight, based on the weight of the monomers, of methyl methacrylate.
Neben den zuvor dargelegten (Meth)acrylaten können die zu polymerisierenden Zusammensetzungen auch weitere ungesättigte Monomere aufweisen, die mit Methylmethacrylat und den zuvor genannten (Meth)acrylaten copolymerisierbar sind. Beispiele hierfür wurden insbesondere unter Komponente E) näher ausgeführt.In addition to the (meth) acrylates set out above, the compositions to be polymerized may also contain other unsaturated monomers which are copolymerizable with methyl methacrylate and the abovementioned (meth) acrylates. Examples of this were explained in more detail in particular under component E).
Im allgemeinen werden diese Comonomere in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt, wobei die Verbindungen einzeln oder als Mischung verwendet werden können.In general, these comonomers are used in an amount of 0 to 60 wt .-%, preferably 0 to 40 wt .-% and particularly preferably 0 to 20 wt .-%, based on the weight of the monomers, wherein the compounds individually or can be used as a mixture.
Die Polymerisation wird im allgemeinen mit bekannten Radikalinitiatoren gestartet, die insbesondere unter Komponente D) beschrieben sind. Diese Verbindungen werden häufig in einer Menge von 0,01 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt.The polymerization is generally started with known free-radical initiators, which are described in particular under component D). These compounds are often used in an amount of 0.01 to 3 wt .-%, preferably from 0.05 to 1 wt .-%, based on the weight of the monomers.
Die zuvor genannten Polymere können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Hierbei können auch verschiedene Polycarbonate, Poly(meth)acrylate oder cycloolefinische Polymere eingesetzt werden, die sich beispielsweise im Molekulargewicht oder in der Monomerzusammensetzung unterscheiden.The aforementioned polymers may be used singly or as a mixture. It is also possible to use various polycarbonates, poly (meth) acrylates or cycloolefinic polymers which differ, for example, in molecular weight or in the monomer composition.
Des weiteren können die Kunststoffsubstrate durch Gusskammerverfahren erzeugt werden. Hierbei werden beispielsweise geeignete (Meth)acrylmischungen in einer Form gegeben und polymerisiert. Derartige (Meth)acrylmischungen weisen im allgemeinen die zuvor dargelegten (Meth)acrylate, insbesondere Methylmethacrylat auf. Des weiteren können die (Meth)acrylmischungen die zuvor dargelegten Copolymere sowie, insbesondere zur Einstellung der Viskosität, Polymere, insbesondere Poly(meth)acrylate, enthalten.Furthermore, the plastic substrates can be produced by Gußkammerverfahren. Here, for example, suitable (meth) acrylic mixtures are added in a mold and polymerized. Such (meth) acrylic mixtures generally have the above-described (meth) acrylates, in particular methyl methacrylate. In addition, the (meth) acrylic mixtures may contain the copolymers described above, and in particular for adjusting the viscosity, polymers, in particular poly (meth) acrylates.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw der Polymere, die durch Gusskammerverfahren hergestellt werden, ist im allgemeinen höher als das Molekulargewicht von Polymeren, die in Formmassen verwendet werden. Hierdurch ergeben sich eine Reihe bekannter Vorteile. Im allgemeinen liegt das Gewichtsmittel des Molekulargewichts von Polymeren, die durch Gusskammerverfahren hergestellt werden im Bereich von 500 000 bis 10 000 000 g/mol, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.The weight average molecular weight M w of the polymers prepared by cast-chamber processes is generally higher than the molecular weight of polymers used in molding compositions. This results in a number of known advantages. In general, the weight-average molecular weight of polymers prepared by cast-chamber processes is in the range of 500,000 to 10,000,000 g / mol, without limitation.
Bevorzugte Kunststoffsubstrate, die nach dem Gusskammerverfahren hergestellt wurden, können von Cyro Inc. USA kommerziell unter dem Handelsnamen ®Acrylite erhalten werden.Preferred plastic substrates produced by the casting chamber method can be obtained commercially from Cyro Inc. USA under the trade name ®Acrylite.
Darüber hinaus können die Substrate sofern sie aus Kunststoff bestehen übliche Zusatzstoffe aller Art enthalten. Hierzu gehören unter anderem Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Fliessverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphorsäureester, Phosphorsäuredieester und Phosphorsäuremonoester, Phosphite, Phosphorinane, Phospholane oder Phosphonate, Pigmente, Verwitterungsschutzmittel und Weichmacher. Die Menge an Zusatzstoffen ist jedoch auf den Anwendungszweck beschränkt.In addition, the substrates may contain conventional additives of all kinds, if they are made of plastic. These include, inter alia, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers and organic phosphorus compounds such as phosphoric acid esters, phosphoric acid diesters and phosphoric acid monoesters, phosphites, phosphorinanes, phospholanes or phosphonates, pigments, weathering agents and plasticizers. However, the amount of additives is limited to the purpose of use.
Besonders bevorzugte Formmassen, die Poly(meth)acrylate umfassen, sind unter dem Handelsnamen ®Acrylite von der Fa. Cyro Inc. USA kommerziell erhältlich. Bevorzugte Formmassen, die cycloolefinische Polymere umfassen, können unter dem Handelsnamen ®Topas von Ticona und ©Zeonex von Nippon Zeon bezogen werden. Polycarbonat-Formmassen sind beispielsweise unter dem Handelsnamen ®Makrolon von Bayer oder ®Lexan von General Electric erhältlich.Particularly preferred molding compositions which comprise poly (meth) acrylates are commercially available under the trade name ®Acrylite from the company Cyro Inc. USA. Preferred molding compositions comprising cycloolefinic polymers may be sold under the tradename ®Topas of Ticona and © Zeonex of Nippon Zeon. Polycarbonate molding compositions are available, for example, under the trade name ®Makrolon from Bayer or ®Lexan from General Electric.
Besonders bevorzugt umfasst das Kunststoffsubstrat mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Substrats, Poly(meth)acrylate, Polycarbonate und/oder cycloolefinische Polymere. Besonders bevorzugt bestehen die Kunststoffsubstrate aus Polymethylmethacrylat, wobei das Polymethylmethacrylat übliche Additive enthalten kann.The plastic substrate particularly preferably comprises at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight, based on the total weight of the substrate, of poly (meth) acrylates, polycarbonates and / or cycloolefinic polymers. Particularly preferably, the plastic substrates are made of polymethyl methacrylate, wherein the polymethyl methacrylate may contain conventional additives.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können Kunststoffsubstrate eine S Scchhllaaggzzäähhiiggkkeeiitt g geemmääßß I ISSOO 117799//1 von mindestens 10 kJ/m2, bevorzugt mindestens 15 kJ/m2 aufweisen.According to a preferred embodiment, plastic substrates may have an oil absorption coefficient ≥ 1 ISSOO 117799 // 1 of at least 10 kJ / m 2 , preferably at least 15 kJ / m 2 .
Die Form sowie die Größe des Kunststoffsubstrats sind nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. Im Allgemeinen werden häufig platten- oder tafelförmige Substrate eingesetzt, die eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 200 mm, insbesondere 5 bis 30 mm aufweisen.The shape and size of the plastic substrate are not essential to the present invention. In general, plate or tabular substrates are often used which have a thickness in the range of 1 mm to 200 mm, in particular 5 to 30 mm.
Die Lackzusammensetzung, enthält einen Haftvermittler und anorganische Partikel im Gewichts-Verhältnis von 1 zu 9 bis 9 zu 1.The paint composition contains a coupling agent and inorganic particles in a weight ratio of 1 to 9 to 9 to 1.
Der Haftvermittler kann aus kolloidal gelösten SiO2 Partikeln oder aus Silankondensaten bestehen. Bevorzugt sind 1 -2 Gew.-% S1O2 und 2,5 bis 7,5 Gew.-% weiterer anorganischer Partikeln in einem Lösemittel oder Lösemittelgemisch, das gegebenenfalls zusätzlich Verlaufhilfsmittel und Wasser enthalten. Das Verlaufhilfsmittel kann z. B. in einer Konzentration von 0,01 bis 2 bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-% enthalten sein. Andere Bindemittel oder polymerisierende organische Komponenten sind bevorzugt nicht oder wenn überhaupt nur in geringen, unkritischen Mengen enthalten.The adhesion promoter may consist of colloidally dissolved SiO 2 particles or of silane condensates. Preference is given to 1 -2 wt .-% S1O 2 and 2.5 to 7.5 wt .-% of further inorganic particles in a solvent or solvent mixture, which optionally contain additional flow aid and water. The flow aid can z. B. in a concentration of 0.01 to 2, preferably 0.1 to 1 wt .-%. Other binders or polymerizing organic components are preferably not or if at all contained only in small, non-critical amounts.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff anorganisch, dass der Kohlenstoffanteil der anorganischen Beschichtung maximal 25 Gew.-%, vorzugsweise maximal 17 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der anorganischen Beschichtung (a), beträgt. Diese Größe kann mittels Elementaranalyse bestimmt werden.In the context of the present invention, the term inorganic means that the carbon content of the inorganic coating is at most 25% by weight, preferably at most 17% by weight and most preferably at most 10% by weight, based on the weight of the inorganic coating (a ). This size can be determined by elemental analysis.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können auch Silankondensate eingesetzt werden, die kolloidal gelöste SiO2-Partikel enthalten. Derartige Lösungen können nach dem Sol-Gel-Verfahren erhalten werden, wobei insbesondere Tetraalkoxysilane und/oder Tetrahalogensilane kondensiert werden.According to a further aspect of the present invention, it is also possible to use silane condensates which contain colloidally dissolved SiO 2 particles. Such solutions can be obtained by the sol-gel method, wherein in particular tetraalkoxysilanes and / or tetrahalosilanes are condensed.
Üblich werden aus den zuvor genannten Silanverbindungen wasserhaltige Beschichtungsmittel dargestellt, indem man siliciumorganischen Verbindungen, mit einer zur Hydrolyse ausreichenden Menge Wasser, d.h. > 0,5 Mol Wasser pro Mol der zur Hydrolyse vorgesehenen Gruppen, wie z.B. Alkoxygruppen hydrolysiert, vorzugsweise unter Säurekatalyse. Als Säuren können z.B. anorganische Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure usw., oder organische Säuren, wie Carbonsäuren, organische Sulfonsäuren usw., oder saure Ionenaustauscher zugesetzt werden, wobei der pH der Hydrolysereaktion in der Regel zwischen 2 und 4,5, vorzugsweise bei 3 liegt. Die Beschichtungszusammensetzung enthält bevorzugt anorganische Teilchen in Form von 1 bis 2, bevorzugt 1 ,2 bis 1 ,8 Gew.-% Siθ2 und 2,5 bis 7,5, bevorzugt 3 bis 7, besonders bevorzugt 4 bis 6 Gew.-% Antimon-Zinn-Oxid- Teilchen in Wasser als Lösemittel. Der pH-Wert ist bevorzugt alkalisch eingestellt, damit die Partikel nicht agglomerieren. Die Teilchengröße dieser Oxid-Partikel ist unkritisch, wobei jedoch die Transparenz von der Partikelgröße abhängig ist. Bevorzugt weisen die Partikel höchstens eine Größe von 300 nm auf, wobei sie insbesondere in einem Bereich von 1 bis 200 nm, bevorzugt 1 bis 50 nm liegen.Conventionally, water-containing coating compositions are prepared from the aforementioned silane compounds by hydrolyzing organosilicon compounds with an amount of water sufficient for hydrolysis, ie> 0.5 mole of water per mole of the groups intended for hydrolysis, such as alkoxy groups, preferably with acid catalysis. As acids, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc., or organic acids such as carboxylic acids, organic sulfonic acids, etc., or acidic ion exchangers may be added, wherein the pH of the hydrolysis reaction is usually between 2 and 4.5 , preferably at 3. The coating composition preferably contains inorganic particles in the form of 1 to 2, preferably 1, 2 to 1, 8 wt .-% SiO 2 and 2.5 to 7.5, preferably 3 to 7, particularly preferably 4 to 6 wt .-% antimony Tin oxide particles in water as a solvent. The pH is preferably set to be alkaline so that the particles do not agglomerate. The particle size of these oxide particles is not critical, but the transparency is dependent on the particle size. Preferably, the particles have a size of at most 300 nm, wherein they are in particular in a range of 1 to 200 nm, preferably 1 to 50 nm.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die kolloidale Lösung vorzugsweise bei einem pH-Wert größer oder gleich 7,5, insbesondere größer oder gleich 8 und besonders bevorzugt größer oder gleich 9 aufgetragen.According to a particular aspect of the present invention, the colloidal solution is preferably applied at a pH greater than or equal to 7.5, in particular greater than or equal to 8 and particularly preferably greater than or equal to 9.
Basische kolloidale Lösungen sind preiswerter als saure Lösungen. Darüber hinaus sind basische kolloidale Lösungen von Oxid-Partikel besonders einfach und über eine lange Zeit lagerfähig.Basic colloidal solutions are cheaper than acidic solutions. In addition, basic colloidal solutions of oxide particles are particularly simple and storable for a long time.
Die zuvor beschriebenen Beschichtungsmittel können kommerziell unter dem Handelsnamen ®Ludox (Fa. Grace, Worms); ®Levasil (Fa. Bayer, Leverkusen); ©Klebosol, (Fa. Clariant) erhalten werden.The coating compositions described above can be sold commercially under the trade name ®Ludox (Grace, Worms); ® Levasil (Bayer, Leverkusen); © Klebosol, (Clariant).
Bevorzugt ist auch, um eine gute Verteilung der Partikel zu begünstigen, zusätzlich das erwähnte Verlaufhilfsmittel enthalten, z. B. in einer Konzentration von 0,1 bis 1 , bevorzugt 0,3 bis 0,5 Gew.-%.Preferably, in order to promote a good distribution of the particles, in addition to the mentioned flow aid, for. B. in a concentration of 0.1 to 1, preferably 0.3 to 0.5 wt .-%.
Die Lackzusammensetzung kann vor Gebrauch aus einzelnen Komponenten, gemischt werden. Man kann z. B. eine handelsübliche 10 bis 15 %-ige Antimon-Zinn-Oxid-Lösung bzw. Suspension in Wasser (Lösung 1 ) verwenden und diese mit einer gebrauchsfähig eingestellten Kieselsol-Lösung (Lösung 2) und einer Verdünnungslösung (Lösung 3) mischen.The paint composition may be mixed prior to use of individual components. You can z. B. use a commercially available 10 to 15% antimony tin oxide solution or suspension in water (solution 1) and mix them with a usable silica sol solution (solution 2) and a dilution solution (solution 3).
Die Kieselsol-Lösung kann zunächst in konzentrierter Form z. B. SiO2 Partikel im Größenbereich von 10 bis 100 nm, bevorzugt 7 bis 50 nm enthalten und in Form einer 20 bis 30 %-igen alkalisch eingestellten, wässrigen Lösung bzw. Suspension vorliegen. Man kann die konzentrierte Lösung wiederum etwa 30 %-ig in H2O als gebrauchsfähige Lösung (Lösung 2) einstellen. Bevorzugt setzt man ein Verteilungs- bzw. ein Verlaufshilfsmittel hinzu. Geeignet sind z. B. Tenside, bevorzugt ist der Zusatz von [Fettalkohol+3-Ethylenoxid, Genapol X 80].The silica sol solution can first in concentrated form z. B. SiO 2 particles in the size range of 10 to 100 nm, preferably 7 to 50 nm and present in the form of a 20 to 30% alkaline, aqueous solution or suspension. The concentrated solution can again be adjusted to about 30% strength in H 2 O as a ready-to-use solution (solution 2). Preference is given to adding a distribution or a flow aid. Suitable z. As surfactants, preferred is the addition of [fatty alcohol + 3-ethylene oxide, Genapol X 80].
Neben dem Verlaufshilfsmittel mit anionischen Gruppen kann die Beschichtungszusammensetzung weitere Verlaufshilfsmittel, zum Beispiel nichtionische Verlaufshilfsmittel umfassen. Hiervon sind insbesondere Ethoxylate bevorzugt, wobei insbesondere Ester sowie Alkohole und Phenole mit Ethoxygruppen eingesetzt werden können. Hierzu gehören unter anderem Noπylphenolethoxylate.In addition to the flow control agent with anionic groups, the coating composition may comprise further flow control agents, for example nonionic flow control agents. Of these, in particular ethoxylates are preferred, in particular esters and alcohols and phenols can be used with ethoxy groups. These include, inter alia Noπylphenolethoxylate.
Die Ethoxylate umfassen insbesondere 1 bis 20, insbesondere 2 bis 8 Ethoxygruppen. Der hydrophobe Rest der ethoxylierten Alkohole und Ester umfasst vorzugsweise 1 bis 40, vorzugsweise 4 bis 22 Kohlenstoffatome, wobei sowohl lineare als auch verzweigte Alkohol- und/oder Esterreste eingesetzt werden können. Derartige Produkte können kommerziell beispielsweise unter dem Handelsnamen ©Genapol X80 erhalten werden.The ethoxylates comprise in particular 1 to 20, in particular 2 to 8, ethoxy groups. The hydrophobic radical of the ethoxylated alcohols and esters preferably comprises 1 to 40, preferably 4 to 22, carbon atoms, both linear and branched alcohol and / or ester radicals can be used. Such products can be obtained commercially, for example, under the trade name © Genapol X80.
Die Zugabe an nichtionischem Verlaufshilfsmittel ist auf eine Menge beschränkt, die im wesentlichen keine nachteilige Wirkung auf die antistatische Beschichtung zeigt. Im allgemeinen wird der Beschichtungszusammensetzung 0,01 bis 4 Gew.-, insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-% eines oder mehrerer nichtionischer Verlaufshilfsmittel zugegeben, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung.The addition of nonionic flow control agent is limited to an amount that exhibits substantially no adverse effect on the antistatic coating. In general, the coating composition is admixed with 0.01 to 4% by weight, in particular 0.1 to 2% by weight, of one or more nonionic leveling aids, based on the total weight of the coating composition.
Als Verdünnungsmittel (Lösung 3) kann man vollentmineralisiertes H2O (VE- Wasser), das mit NaOH auf etwa pH 9,0 eingestellt wurde, verwenden. Zweckmäßiger Weise kann auch hier ein Verlaufshilfsmittel enthalten sein.As diluent (solution 3), fully demineralized H 2 O (deionized water) adjusted to about pH 9.0 with NaOH can be used. Appropriately, a flow aid may also be included here.
Verlaufshilfsmittel mit mindestens einer anionischen Gruppe sind in der Fachwelt bekannt, wobei diese Verlaufshilfsmittel im allgemeinen Carboxy-, Sulfonat- und/oder Sulfatgruppen aufweisen. Vorzugsweise umfassen diese Verlaufshilfsmittel mindestens eine Sulfonatgruppe. Verlaufshilfsmittel mit mindestens einer anionischen Gruppe umfassen anionische Verlaufshilfsmittel und amphotere Verlaufshilfsmittel, die neben einer anionischen Gruppe auch eine kationische Gruppe umfassen. Hiervon sind anionische Verlaufshilfsmittel bevorzugt. Mit anionischen Verlaufshilfsmitteln ist insbesondere die Herstellung von umformbaren Kunststoff körpern möglich.Leveling agents having at least one anionic group are known in the art, these leveling agents generally having carboxy, sulfonate and / or sulfate groups. Preferably, these flow control agents comprise at least one sulfonate group. Flow control agents having at least one anionic group include anionic flow control agents and amphoteric flow control agents, which also comprise a cationic group in addition to an anionic group. Of these, anionic flow control agents are preferred. With anionic flow control agents in particular the production of deformable plastic bodies is possible.
Vorzugsweise umfassen die Verlaufshilfsmittel mit mindestens einer anionischen Gruppe 2 bis 20, besonders bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoffatome, wobei der organische Rest sowohl aliphatische als auch aromatische Gruppen enthalten kann. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden anionische Verlaufshilfsmittel eingesetzt, die einen Alkyl- oder einen Cycloalkylrest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen umfassen.Preferably, the flow control agents having at least one anionic group comprise 2 to 20, more preferably 2 to 10 carbon atoms, wherein the organic radical may contain both aliphatic and aromatic groups. According to a particular aspect of the present invention anionic flow control agents are used which comprise an alkyl or a cycloalkyl radical having 2 to 10 carbon atoms.
Die Verlaufshilfsmittel mit mindestens einer anionischen Gruppe können weitere polare Gruppen, beispielsweise Carboxy-, Thiocarboxy- oder Imino-, Carbonsäureester-, Kohlensäureester-, Thiocarbonsäureester, Dithiocarbosäureester- Thiokohlensäureester-, Dithiokohlensäureester- und/oder Dithiokohlensäureamidgruppen aufweisen.The flow control agents having at least one anionic group can have further polar groups, for example carboxy, thiocarboxy or imino, carboxylic acid ester, carbonic acid ester, thiocarboxylic acid esters, dithiocarboxylic acid ester thiocarbonic acid ester, dithiocarbonic acid ester and / or dithiocarbonic acid amide groups.
Besonders bevorzugt werden Verlaufshilfsmittel der Formel (I) eingesetztParticularly preferred leveling agents of the formula (I) are used
worin X unabhängig ein Sauerstoff oder ein Schwefelatom, Y eine Gruppe der Formel OR2, SR2 oder NR2 , worin R2 unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R3 eine Alkylengruppe mit 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und M ein Kation, insbesondere ein Alkalimetallion, insbesondere Kalium oder Natrium, oder ein Ammoniumion darstellt. wherein X is independently an oxygen or a sulfur atom, Y is a group of the formula OR 2 , SR 2 or NR 2 , wherein R 2 is independently an alkyl group of 1 to 5, preferably 1 to 3 carbon atoms and R 3 is an alkylene group of 1 to 10, preferably 2 to 4 carbon atoms and M is a cation, in particular an alkali metal ion, in particular potassium or sodium, or an ammonium ion.
Im allgemeinen wird der Beschichtungszusammensetzung 0,01 bis 1 Gew.-, insbesondere 0,03 bis 0,1 Gew.-% eines oder mehrerer Verlaufshilfsmittel mit mindestens einer anionischen Gruppe zugegeben, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung.In general, from 0.01 to 1% by weight, in particular from 0.03 to 0.1% by weight, of one or more leveling agents having at least one anionic group, based on the total weight of the coating composition, is added to the coating composition.
Derartige Verbindungen können insbesondere von Raschig AG unter dem Handelsnamen Raschig OPX® oder Raschig DPS® erhalten werden und z. B. in einer Konzentration von 0,1 bis 1 , bevorzugt 0,4 bis 0,6 Gew.-% enthalten sein. Um eine einsatzbereite Beschichtungszusammensetzung zu erhalten mischt man bevorzugt zunächst die Lösungen 2 und 3, Z. B. im Verhältnis 1 zu 1 bis 1 zu 2, z. B. 1 zu 1 ,5, und das Gemisch dann mit Lösung 1 , im Verhältnis von etwa 1 zu 1.Such compounds can be obtained in particular from Raschig AG under the trade name Raschig OPX® or Raschig DPS® and z. B. in a concentration of 0.1 to 1, preferably 0.4 to 0.6 wt .-% may be included. In order to obtain a ready-to-use coating composition, it is preferable to first mix solutions 2 and 3, for example in a ratio of 1: 1 to 1: 2, e.g. B. 1 to 1, 5, and the mixture then with solution 1, in the ratio of about 1 to 1.
Verfahrensschritt b) :Process step b):
Trocknen der Lackzusammensetzung auf dem Substrat, wodurch man das beschichtete Substrat erhält.Drying the lacquer composition on the substrate to obtain the coated substrate.
Nach der Beschichtung eines Substrates, z. B. einer Glasplatte, mittels Rakeln, Fluten, Tauchen trocknet man die Lackzusammensetzung. Dies kann z. B. im Temperaturbereich von 50 bis 200, bevorzugt von 80 bis 120 0C geschehen, wobei die Temperatur der Temperaturbeständigkeit des Substrat anzupassen ist. In der Regel ist eine Trocknungszeit von 0,1 bis 5, bevorzugt 2 bis 4 Stunden ausreichend, um eine nahezu vollständig ausgehärtete Beschichtung zu erhalten. Man kann nach der Trockenphase noch eine Standphase, z. B. 12 bis 24 Stunden bei Raumtemperatur anschließen, um eine vollständige Aushärtung zu gewährleisten, bevor die beschichteten Substrate weiterverwendet werden.After coating a substrate, for. As a glass plate, by knife coating, flooding, dipping the paint composition is dried. This can be z. B. in the temperature range of 50 to 200, preferably from 80 to 120 0 C, wherein the temperature of the temperature resistance of the substrate is to be adjusted. In general, a drying time of 0.1 to 5, preferably 2 to 4 hours is sufficient to obtain a nearly fully cured coating. You can after the dry phase still a stance phase, z. B. 12 to 24 hours at room temperature to ensure complete curing before the coated substrates are reused.
Da die Lackschicht aus einer Lösung entstanden ist, die einen Feststoff antei I aus anorganischen Partikeln aufweist, besteht die Schicht aus einem kontinuierlichen dreidimensionalen Netzwerk, das aus kugelartigen Strukturen aufgebaut ist und zwangläufig einen gewissen Hohlraumanteil aufweist. Dieser Strukturaufbau ist aus der EP-A 0 193 269 bekannt. Verfahrensschritt c) :Since the lacquer layer has been formed from a solution which has a solids content of inorganic particles, the layer consists of a continuous three-dimensional network, which is constructed from spherical structures and inevitably has a certain void content. This structure structure is known from EP-A 0 193 269. Process step c):
Verwendung einer oder mehrerer derart beschichteter Substrate zum Aufbau einer Polymerisationskammer, wobei beschichtete Seiten im Innern der Kammer liegen.Use of one or more coated substrates for the construction of a polymerization chamber, wherein coated sides are located in the interior of the chamber.
Man kann nun eines oder mehrere der im vorangegangenen Verfahrensschritt beschichteten Substrate zum Aufbau einer Polymerisationskammer verwenden. Unter einer Polymerisationskammer ist ein abgedichteter Raum zu verstehen, in den ein flüssiges polymerisationsfähiges Gemisch gefüllt werden kann und in dem dieses solange polymerisiert werden kann, bis man einen polymerisierten Kunststoffkörper erhält, den man nach Öffnen der Kammer als Festkörper entnehmen kann. Polymerisationskammern sind hinlänglich bekannt z. B. aus der Herstellung von gegossenem Polymethylmethacrylat (s. z. B. DE 25 44 245, EP-B 570 782 oder EP-A 656 548).It is now possible to use one or more of the substrates coated in the preceding process step to build up a polymerization chamber. A polymerization chamber is a sealed space in which a liquid polymerizable mixture can be filled and in which it can be polymerized until a polymerized plastic body is obtained, which can be seen as a solid after opening the chamber. Polymerization chambers are well known z. B. from the production of cast polymethyl methacrylate (see, for example, DE 25 44 245, EP-B 570 782 or EP-A 656 548).
Hat man im vorhergehenden Verfahrensschritt z. B. eine Glasplatte einseitig durch Fluten beschichtet, kann man diese nun, mit der beschichteten Seite nach Innen zum Aufbau einer Polymerisationskammer verwenden, die aus zwei in einem Abstand voneinander gegenüberliegenden, planparallelen Glasplatten besteht. Die weitere, zweite Glasplatte kann in diesem Fall eine normale, unbeschichtete Platte sein. Der Abstand wird durch entsprechende Seitenteile, bzw. Rahmen gewährleistet. Aus der Herstellung von gegossenem Polymethylmethacrylat sind insbesondere Polymerisationskammer aus zwei Glasplatten mit einer umlaufenden elastischen Schnur zur Abdichtung bekannt. Die Elastizität der Schnur dient dem Ausgleich des Schrumpfes während der Polymerisation. Die Kammer wird durch entsprechende Klammern fest zusammengehalten. Es sind Öffnungen zum Einfüllen und zur Entlüftung vorhanden. Verfahrensschritt d) :If you have in the previous process step z. As a glass plate coated on one side by flooding, you can now use this, with the coated side inward to build a polymerization chamber, which consists of two spaced apart, plane-parallel glass plates. The other, second glass plate can be a normal, uncoated plate in this case. The distance is ensured by corresponding side parts, or frame. From the production of cast polymethyl methacrylate in particular polymerization chamber of two glass plates with a circumferential elastic cord for sealing are known. The elasticity of the cord serves to compensate for the shrinkage during the polymerization. The chamber is firmly held together by appropriate clips. There are openings for filling and venting. Process step d):
Einfüllen einer polymerisationsfähigen Flüssigkeit aus radikalisch polymerisierbaren Monomeren, gegebenenfalls mit polymerem Anteil, in die Polymerisationskammer, wobei die polymerisationsfähige Flüssigkeit 0,16 bis 0,28 Gew.-% eines Trennmittelgemisches aus einem Cβ - C20- Alkylsulfosuccinat und einem Ce ~ C2o-Alkylphosphat enthält.Charging a polymerizable liquid of radically polymerizable monomers, optionally with a polymeric portion, in the polymerization, wherein the polymerizable liquid 0.16 to 0.28 wt .-% of a release agent mixture of a Cβ - C 20 - alkyl sulfosuccinate and a Ce ~ C 2 o -Alkyl phosphate.
Man füllt nun eine polymerisationsfähige Flüssigkeit aus radikalisch polymerisierbaren Monomeren gegebenenfalls mit polymerem Anteil in die Polymerisationskammer. Geeignet sind im Prinzip alle im Kammerverfahren polymerisationsfähigen Flüssigkeiten, bzw. Monomeren oder Monomeren/Polymeren-Gemische. Die polymerisationsfähige Flüssigkeit kann weitere lösliche oder unlösliche Zusatzstoffe wie z. B. Pigmente, Füllstoffe, UV- Absorber enthalten. Es können z. B auch Schlagzähmodifizierer oder Lichtstreuteilchen aus mehrschalig aufgebauten und/oder vernetzten Kunststoffteilchen enthalten sein.It now fills a polymerizable liquid from radically polymerizable monomers optionally with a polymeric portion in the polymerization. In principle, all liquids which can be polymerized in the chamber process or monomers or monomer / polymer mixtures are suitable. The polymerizable liquid may contain other soluble or insoluble additives such. As pigments, fillers, UV absorbers. It can z. B also impact modifier or light scattering particles of multi-shell constructed and / or crosslinked plastic particles may be included.
Radikalisch polymerisierbare Monomere sind z. B. Monomere mit einer oder mehreren vinylischen Gruppe, z. B. Methylmethacrylat, weitere Ester der Methacrylsäure, z. B. Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Ester der Acrylsäure (z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Cyclohexylacrylat) oder Styrol und Styrolderivate, wie beispielsweise α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol. Vernetzende Monomere, wie z. B. Triallylcyanurat, Allylmethacrylat oder Di-(Meth)acrylate, können ebenfalls, bevorzugt jedoch nur in geringeren Mengen, z. B. 0,1 bis 2 Gew.-%, enthalten sein. Es kann sich um eine homogene Lösung z. B. aus 100 % Methylmethacrylat handeln oder um eine Monomermischung, z. B. überwiegend, 80 bis 99 Gew.- % Methylmethacrylat und 1 bis 20 Gew.-% weiterer copolymerisierbarer Monomere, wie z. B. Methylacrylat. Die Lösung bzw. das Monomergemisch kann polymere Anteile aufweisen, beispielsweise kann ein Gemisch aus 70 bis 95 Gew.-% Methylmethacrylat und 5 bis 30 Gew.-% Polymethylmethacrylat eingefüllt werden.Free-radically polymerizable monomers are, for. B. monomers having one or more vinylic group, for. For example, methyl methacrylate, other esters of methacrylic acid, eg. Ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, esters of acrylic acid (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate) or styrene and styrene derivatives such as α-methylstyrene or p-methylstyrene. Crosslinking monomers, such as. As triallyl cyanurate, allyl methacrylate or di (meth) acrylates, may also, but preferably only in smaller amounts, for. B. 0.1 to 2 wt .-%, may be included. It may be a homogeneous solution z. B. from 100% methyl methacrylate or a monomer mixture, for. B. predominantly, 80 to 99% by weight of methyl methacrylate and 1 to 20 wt .-% of further copolymerizable monomers such. For example, methyl acrylate. The solution or the monomer mixture may have polymeric components, for example, a mixture of 70 to 95 wt .-% of methyl methacrylate and 5 to 30 wt .-% polymethylmethacrylate be filled.
TrennmittelgemischRelease agent mixture
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung liegt darin, dass sich die in der Polymerisationskammer hergestellten Kunststoffkörper gut von den zuvor beschichteten Substraten ablösen lassen, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung auf die Kunststoffkörper übergeht. Die Kunststoffkörper sollen insbesondere keine Trübungen oder Risse aufweisen. Während der Polymerisation soll es nicht zu einer Ablösung von den Wänden der Polymerisationskammer und damit verbundenen Verformungen kommen. Bei Entnahme der beschichteten Kunststoffkörper sollen die zuvor beschichteten Substrate nicht beschädigt werden. Da bevorzugt Glasplatten als beschichtete Substrate eingesetzt werden, soll bei der Entnahme der Kunststoffkörper Glasbruch vermieden werden. Aus diesem Grund wird der polymerisationsfähigen Flüssigkeit anspruchsgemäß ein definiertes Trennmittelgemisch zugesetzt. Diese Maßnahme trägt insbesondere zu einem weitgehend störungsfreien Herstellungsverfahren mit hohen Durchsatzraten bei geringem Ausschussanteil bei.An important aspect of the invention is that the plastic body produced in the polymerization chamber can be easily detached from the previously coated substrates, wherein the electrically conductive coating is transferred to the plastic body. The plastic body should in particular have no turbidity or cracks. During the polymerization, there should be no detachment from the walls of the polymerization chamber and associated deformations. When removing the coated plastic body, the previously coated substrates should not be damaged. Since glass plates are preferably used as coated substrates, glass breakage should be avoided when removing the plastic body. For this reason, according to the claims, a defined release agent mixture is added to the polymerizable liquid. In particular, this measure contributes to a largely trouble-free production process with high throughput rates and a low scrap content.
Die polymerisationsfähige Flüssigkeit enthält 0,16 bis 0,28, bevorzugt 0,18 bis 0,25 Gew.-% eines Trennmittelgemisches aus einem Cε - C20- Alkylsulfosuccinat, bevorzugt ein C8 - Cio-Alkylsulfosuccinat und einem Ce - C-20-Alkylphosphat, bevorzugt einem Cs - Cio-Alkylphosphat. Der Begriff C6 - C^o-Alkylsulfosuccinat und C6 - C2O-AI kylphosphat schließt Gemische der beiden genannten Substanzklassen mit ein.The polymerizable liquid contains 0.16 to 0.28, preferably 0.18 to 0.25 wt .-% of a release agent mixture of a Cε - C 20 - Alkyl sulfosuccinate, preferably a C 8 - Cio-alkyl sulfosuccinate and a Ce - C-20-alkyl phosphate, preferably a Cs - Cio-alkyl phosphate. The term C 6 - C ^ o-alkyl sulfosuccinate and C 6 - C 2O -AI kylphosphat includes mixtures of the two classes of substances with a.
Der Anteil des C6 - C2o-Alkylsulfosuccinats beträgt bevorzugt insgesamt nicht mehr als 0,1 , besonders bevorzugt 0,02 bis 0,08 Gew.-%. Der Anteil des C6 - C2o-Alkylphosphat beträgt bevorzugt insgesamt nicht mehr als 0,2, besonders bevorzugt 0,12 bis 0,18 Gew.-%.The proportion of C 6 - C 2 o-alkylsulfosuccinate is preferably not more than 0.1, more preferably 0.02 to 0.08 wt .-% in total. The proportion of C 6 - C 2 o-alkyl phosphate is preferably not more than 0.2, more preferably 0.12 to 0.18 wt .-% in total.
Ein geeignetes C6 - C2o-Alkylsulfosuccinat ist z. B. Diisooctylsulfosuccinat, das gegebenenfalls als Natrium-Salz, Na- Diisooctylsulfosuccinat vorliegen kann.A suitable C 6 - C 2 o-alkylsulfosuccinate is z. B. Diisooctylsulfosuccinat, which may optionally be present as sodium salt, Na Diisooctylsulfosuccinat.
Ein geeignetes C6 - C20-AI kylphosphat ist z. B. (Mono)nonylphosphat oder Dinonylphosphat. Besonders bevorzugt ist ein Gemisch aus (Mono)nonylphosphat oder Dinonylphosphat. Die Anteile des (Mono)nonylphosphats und des Dinonylphosphats im Gemisch können z. B. 9 zu 1 bis 1 zu 9, bevorzugt 6 zu 4 bis 4 zu 6 betragen.A suitable C 6 - C20-AI kylphosphat is z. B. (mono) nonyl phosphate or dinonyl phosphate. Particularly preferred is a mixture of (mono) nonyl phosphate or dinonyl phosphate. The proportions of (mono) nonyl phosphate and dinonyl phosphate in the mixture can, for. B. 9 to 1 to 1 to 9, preferably 6 to 4 to 4 to 6.
Eines Trennmittelgemisch aus einem C6 - C^o-Alkylsulfosuccinat und einem C6 - C2o-Alkylphosphat in einer polymerisationsfähigen Flüssigkeit aus radikalisch polymerisierbaren Monomeren, gegebenenfalls mit polymerem Anteil, kann demnach vorteilhafterweise zum Zwecke der Verbesserung der Ablösung eines im Gussverfahren hergestellten Kunststoffkörpers aus der Polymerisationskammer verwendet werden. Die Verwendung des Trennmittelgemischs im beschriebenen Sinne ist daher nicht auf das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt, wenn auch dort besonders vorteilhaft einsetzbar. Verfahrensschritt e) :A release agent mixture of a C 6 - C ^ o-alkylsulfosuccinate and a C 6 - C2o-alkyl phosphate in a polymerizable liquid from radically polymerizable monomers, optionally with a polymeric portion, can therefore advantageously for the purpose of improving the replacement of a plastic body produced by the casting process from Polymerization chamber can be used. The use of the release agent mixture in the sense described is therefore not limited to the method according to the invention, although there particularly advantageous use. Process step e):
Radikalische Polymerisation der polymerisationsfähigen Flüssigkeit in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators, wobei die innen liegende anorganische Beschichtung vom Substrat in bzw. auf die Oberflächen des radikalisch polymerisierten Kunststoffs bzw. des Kunststoffkörpers übergeht.Radical polymerization of the polymerizable liquid in the presence of a polymerization initiator, wherein the internal inorganic coating from the substrate into or on the surfaces of the radically polymerized plastic or the plastic body passes.
Man setzt der polymerisationsfähigen Lösung bzw. dem Gemisch aus radikalisch pol ymerisi erbaren Monomeren gegebenenfalls mit polymerem Anteil bevorzugt vor dem Einfüllen in Polymerisationskammer einen Polymerisationsinitiator in gleichmäßiger Verteilung zu. Anschließend kann man die polymerisationsfähige Flüssigkeit zum Kunststoff z. B. bei 40 bis 80 0C polymerisieren.It is the polymerizable solution or the mixture of free-radically pol ymerisi erbaren monomers optionally with a polymeric portion preferably before filling in the polymerization chamber, a polymerization initiator in a uniform distribution. Then you can the polymerizable liquid for plastic z. B. at 40 to 80 0 C polymerize.
Beispielhaft für Polymerisationsinitiatoren seien genannt: Azoverbindungen wie 2,2'-Azobis-(isobutyronitril) oder 2,2l-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), Redox- Systeme, wie beispielsweise die Kombination von tertiären Aminen mit Peroxiden oder bevorzugt Peroxide (vgl. hierzu beispielsweise H. Rauch- Puntigam, Th. Völker, "Acryl- und Methacryl Verbindungen", Springer, Heidelberg, 1967 oder Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1 , Seiten 386ff, J. Wiley, New York, 1978). Beispiele geeigneter Peroxid- Polymerisationsinitiatoren sind Dilauroylperoxid, tert.-Butylperoctoat, tert.- Butylperisononanoat, Dicyclohexylperoxidicarbonat, Dibenzoylperoxid oder 2,2- Bis-(tert.-butylperoxy)-butan. Man kann auch bevorzugt die Polymerisation mit einem Gemisch verschiedener Polymerisationsinitiatoren unterschiedlicher Halbwertzeit durchführen, beispielsweise Dilauroylperoxid und 2,2-Bis-(tert.- butylperoxy)-butan, um den Radikalstrom im Verlauf der Polymerisation sowie bei verschiedenen Polymerisationstemperaturen konstant zu halten. Die eingesetzten Mengen an Polymerisationsinitiator liegen im allgemeinen bei 0,01 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Monomerengemisch.Examples of polymerization initiators are: azo compounds such as 2,2'-azobis (isobutyronitrile) or 2.2 l -Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), redox systems, such as the combination of tertiary amines with peroxides or preferably peroxides ( See, for example, H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, "Acrylic and Methacrylic Compounds", Springer, Heidelberg, 1967 or Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, pp. 386ff, J. Wiley, New York , 1978). Examples of suitable peroxide polymerization initiators are dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctoate, tert-butyl perisononanoate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, dibenzoyl peroxide or 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane. It is also possible to carry out the polymerization preferably with a mixture of different polymerization initiators having a different half-life, for example dilauroyl peroxide and 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, in order to keep the free radical stream constant during the polymerization and at different polymerization temperatures. The amounts of polymerization initiator used are generally from 0.01 to 2 wt .-% based on the monomer mixture.
Die Polymerisation wird gewöhnlich in einer solchen Anordnung der Kammern durchgeführt, welche eine Temperaturkontrolle bzw. Wärmeabfuhr gewährleistet, so können die - etwa horizontal in Gestellen liegenden - Kammern beispielsweise in Heißluftöfen mit hoher Luftgeschwindigkeit, in Autoklaven unter Anwendung von Sprühwasser oder in wassergefüllten Becken unter Polymerisationsbedingungen gehalten werden. Die Polymerisation wird durch Erwärmen in Gang gebracht. Zur Abführung der beträchtlichen Polymerisationswärme, speziell im Gelbereich, ist gezieltes Kühlen notwendig. Die Polymerisationstemperaturen liegen üblicherweise zwischen 15 und 70 °C bei Normaldruck. Im Autoklaven betragen sie zweckmäßig ca. 90 bis 100 0C. Die Verweilzeit der Polymerisationskammer im Temperiermedium variiert entsprechend der Art und Weise des Polymerisationsansatzes und der Durchführung zwischen wenigen Stunden und mehreren Tagen.The polymerization is usually carried out in such an arrangement of the chambers, which ensures a temperature control or heat dissipation, so can - lying horizontally in racks - chambers, for example in hot air ovens at high air velocity, in autoclaves using water spray or in water-filled tanks under polymerization being held. The polymerization is initiated by heating. To dissipate the considerable heat of polymerization, especially in the gel area, targeted cooling is necessary. The polymerization temperatures are usually between 15 and 70 ° C at atmospheric pressure. In the autoclave, they are expediently about 90 to 100 ° C. The residence time of the polymerization chamber in the temperature control medium varies according to the manner of the polymerization batch and the reaction between a few hours and several days.
Neben dem Polymerisationsinitiator können weitere Zusatzstoffe wie z. B. Molekulargewichtsregler, z. B. Dodecylmercaptan, zugegeben werden. Bevorzugt wird jedoch ohne Molekulargewichtsregler polymerisiert, um hohe Molekulargewichte zu realisieren.In addition to the polymerization initiator further additives such. B. molecular weight regulator, z. As dodecylmercaptan be added. Preferably, however, polymerized without molecular weight regulator to realize high molecular weights.
Im Interesse einer möglichst weitgehenden Umsetzung (> 99 % Polymerisat) sollte die Temperatur gegen Ende des Polymerisationsvorgangs noch einmal für kurze Zeit erhöht werden, beispielsweise auf über 100 0C1 etwa auf 120 0C. Man lässt zweckmäßigerweise langsam abkühlen, wobei sich die Polymerisatplatten von den Formplatten trennen und entnommen werden können. Bei Befüllen der Polymerisationskammer mit der Monomer-Flüssigkeit dringt diese in die Hohlräume der Beschichtung des Substrates ein. SiO2 und Antimon-Zinn-Oxid kann z. B. in Form eines interpenetrierenden Netzwerkes vorliegen. Während der Polymerisation kommt es daher zu einer gewissen Durchdringung der anorganischen Schicht mit dem entstehenden Polymer des Kunststoffskörpers. Es entsteht somit eine Beschichtungsstruktur, die sich strukturell von nachträglich aufgebrachten Beschichtungen wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, unterscheidet.In the interests of the widest possible reaction (> 99% polymer), the temperature should be increased again for a short time towards the end of the polymerization, for example to about 100 0 C 1 to about 120 0 C. It is expedient to cool slowly, with the polymer plates separated from the mold plates and can be removed. When the polymerization chamber is filled with the monomer liquid, it penetrates into the cavities of the coating of the substrate. SiO 2 and antimony-tin oxide may, for. Example in the form of an interpenetrating network. During the polymerization, therefore, there is a certain penetration of the inorganic layer with the resulting polymer of the plastic body. Thus, a coating structure is formed which differs structurally from post-applied coatings as known in the art.
Gegebenenfalls kann noch ein sogenanntes „Tempern" erfolgen, bei dem die Kunststoffkörper nach der Polymerisation bevorzugt noch in der Polymerisationskammer belassen werden und nach dem Abkühlen nochmals für z. B. 2 bis 8 Stunden auf 40 bis 1200C erhitzt werden. Dadurch kann Restmonomeres entweichen und innere Spannungen im Kunststoffkörper können gesenkt werden.Optionally, a so-called "tempering" may take place, in which the plastic bodies are preferably left in the polymerization chamber after the polymerization and after cooling are heated again for, eg, 2 to 8 hours to 40 to 120 ° C. escape and internal stresses in the plastic body can be lowered.
Verfahrensschritt f) :Process step f):
Entnahme des beschichten Kunststoffkörpers mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung aus der Polymerisationskammer.Removal of the coated plastic body with single or multi-sided inorganic coating from the polymerization chamber.
Nach der Demontage bzw. dem Öffnen der Polymerisationskammer kann der Kunststoffkörpers mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung entnommen werden. Bevorzugt wird eine Polymethylmethacrylat- Kunststoffplatte mit ein- oder zweiseitiger elektrisch leitfähiger Beschichtung hergestellt. KunststoffkörperAfter dismantling or opening the polymerization chamber, the plastic body can be removed with one-sided or multi-sided inorganic coating. Preferably, a polymethyl methacrylate plastic plate is produced with one- or two-sided electrically conductive coating. Plastic body
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Kunststoffkörper weist bevorzugt eine elektrisch leitfähige Beschichtung mit einem Oberflächenwiderstand von kleiner/gleich 1O10 Q1 bevorzugt kleiner/gleich 107 Ω auf und enthält 0,16 bis 0,28, bevorzugt 0,18 bis 0,25 Gew.-% eines Trennmittelgemisches aus einem C6 - C2o-Alkylsulfosuccinat, bevorzugt einem Cs - C-io-Alkylsulfosuccinat und einem Ce - C2o-Alkylphosphat, bevorzugt einem C8 - Cio-Alkylphosphat.The plastic body obtainable by the process according to the invention preferably has an electrically conductive coating having a surface resistance of less than or equal to 10 10 1, preferably less than or equal to 10 7 , and contains 0.16 to 0.28, preferably 0.18 to 0.25 Wt .-% of a release agent mixture of a C 6 - C 2 o-alkyl sulfosuccinate, preferably a Cs - C-io-alkyl sulfosuccinate and a Ce - C 2 o-alkyl phosphate, preferably a C 8 - Cio-alkyl phosphate.
Ein Tyndall-Effekt, der auf eine Trübung hinweist ist nicht erkennbar. Regenbogen-Interferenzeffekte, die auf eine ungleichmäßige Schichtverteilung hindeuten, sind auf den beschichteten Oberflächen kaum oder gar nicht auszumachen. Die Bestimmung des Oberflächenwiderstands der Beschichtung kann z. B. nach DIN EN 613402 / IEC 61340 mit einem Ohmmeter der Fa. Wolfgang Warmbier, Modell SRM-110 durchgeführt werden.A tyndall effect that indicates a cloudiness is not recognizable. Rainbow interference effects, which indicate an uneven layer distribution, are hardly or not at all visible on the coated surfaces. The determination of the surface resistance of the coating may, for. B. according to DIN EN 613402 / IEC 61340 with an ohmmeter from the company. Wolfgang Warmbier, model SRM-110 be performed.
Der Kunststoffkörper besteht bevorzugt aus einem Polymethylmethacrylat, d. h. einem Polymerisat, das überwiegend aus Methylmethacrylat aufgebaut ist, oder einem Polystyrol. Der Kunststoff kann Zusatz und Hilfsstoffe wie Schlagzähmodifizierer, Pigmente, Füllstoffe, UV-Absorber etc. enthalten. Der Kunststoffkörper kann auch transluzent oder transparent sein.The plastic body is preferably made of a polymethylmethacrylate, d. H. a polymer which is predominantly composed of methyl methacrylate or a polystyrene. The plastic may contain additives and auxiliaries such as impact modifiers, pigments, fillers, UV absorbers, etc. The plastic body may also be translucent or transparent.
Die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Beschichtung liegt im Bereich von 200 - 5000, bevorzugt 250 bis 1000, besonders bevorzugt im Bereich von 300 bis 400 nm. Der Kunststoffkörper weist auf der anorganisch beschichteten Fläche eine Scheuerfestigkeit nach DIN 53 778 von mindestens 10 000, bevorzugt mindestens 12 000, insbesondere mindestens 15 000 Zyklen auf. Die Bestimmung der Haftung der Beschichtung gemäß dem Nassscheuertest nach DIN 53778 kann z. B. mit einem Nassscheuertestgerät der Fa. Gardner, Modell M 105/A durchgeführt werden.The layer thickness of the electrically conductive coating is in the range from 200 to 5000, preferably 250 to 1000, particularly preferably in the range from 300 to 400 nm. The plastic body has on the inorganic coated surface a rubbing resistance according to DIN 53 778 of at least 10,000, preferably at least 12,000, in particular at least 15,000 cycles. The determination of the adhesion of the coating according to the wet rub test according to DIN 53778 can z. B. with a wet scrub tester from. Gardner, model M 105 / A are performed.
Der Kunststofϊkörper kann verwendet werden z. B. für Einhausungen, für die Ausstattung von Reinsträumen, für Maschinenabdeckungen, für Inkubatoren, für Displays, für Bildschirme und Bildschirmabdeckungen, für Rückprojektionsschirme, für medizinische Apparaturen und für Elektrogeräte.The Kunststofϊkörper can be used for. For enclosures, clean rooms, machine covers, incubators, displays, screens and screen covers, rear projection screens, medical equipment and electrical appliances.
Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kunststoffkörpem mit einer Beschichtungsstruktur, die sich strukturell von nachträglich aufgebrachten Beschichtungen wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, unterscheidet.The process according to the invention makes it possible to produce plastic bodies having a coating structure which differs structurally from subsequently applied coatings, as known from the prior art.
Die vom beschichteten Substrat auf den polymeren Kunststoffkörper während dessen Polymerisation transferierte Beschichtung ist von hoher Qualität. Ein Tyndall-Effekt, der auf eine Trübungen hinweisen würde ist nicht erkennbar. Regenbogen-Interferenzeffekte, die auf eine ungleichmäßige Schichtverteilung hindeuten, sind auf der beschichteten Oberflächen kaum oder gar nicht auszumachen. Die Abriebfestigkeit ist gegenüber konventionell beschichteten Kunststoffkörpem erhöht. Die Kunststoffkörper lassen sich leicht aus der Polymerisationskammer entfernen, so dass das Verfahren insgesamt unkritisch und auch in großen Serien weitgehend ohne Störungen betrieben werden kann. BeispieleThe coating transferred from the coated substrate to the polymer plastic body during its polymerization is of high quality. A Tyndall effect, which would indicate a cloudiness is not recognizable. Rainbow interference effects, which indicate an uneven layer distribution, are hardly or not at all visible on the coated surfaces. The abrasion resistance is increased compared to conventionally coated Kunststoffkörpem. The plastic body can be easily removed from the polymerization, so that the process can be operated as a whole uncritically and in large series largely without interference. Examples
Beispiel 1example 1
25 Gewichtsteile eines anionischen Kieselsols (Feststoffgehalt 30 %; ©Levasil erhältlich von Bayer AG) wurden mit 0,4 Gewichtsteile eines ethoxylierten25 parts by weight of an anionic silica sol (solids content 30%, © Levasil available from Bayer AG) were mixed with 0.4 parts by weight of an ethoxylated
Fettsäurealkohols (©Genapol X80) mit voll entsalztem Wasser zu 100Fatty acid alcohol (© Genapol X80) with 100% deionized water
Gewichtsteilen ergänzt und mit einer Lösung, bestehend aus 0,5 GewichtsteileParts by weight and with a solution consisting of 0.5 parts by weight
(O-Ethyl-dithiokohlensäure-(3-sulfopropyl)-ester, Kaliumsalz; ©Raschig OPX erhältlich von Raschig AG) mit wässriger NaOH-Lösung bei einem pH-Wert von(O-ethyldithiocarbonic acid (3-sulfopropyl) ester, potassium salt; © Raschig OPX available from Raschig AG) with aqueous NaOH solution at a pH of
9 zu 100 Gewichtsteilen ergänzt, im Verhältnis 1 : 1 ,5 gemischt.9 to 100 parts by weight, in the ratio 1: 1, 5 mixed.
50 Gewichtsteile dieser ersten Lösung wurden mit 50 Gewichtsteilen einer50 parts by weight of this first solution was mixed with 50 parts by weight of
Antimon-Zinn-Oxid-Lösung (12 % ig in Wasser; erhältlich von LeuchtstoffwerkAntimony Tin Oxide Solution (12% in water, available from Phosphor
Breitungen GmbH) gemischt.Breitungen GmbH) mixed.
Das so hergestellte Beschichtungsmittel wurde sodann im Flutverfahren auf eine Glasscheibe appliziert und für 3 h bei 100 0C getrocknet. Die beschichtetenThe coating composition thus prepared was then applied by flooding on a glass plate and dried for 3 h at 100 0 C. The coated ones
Glasscheiben wurden für den Bau einer Polymerisationskammer mit umlaufender Schnur eingesetzt.Glass panes were used for the construction of a polymerization chamber with a circulating cord.
In die Polymerisationskammer wird eine polymerisationsfähige Lösung aus Methylmethacrylat, die 0,1 Gew.-% eines Polymerisationsinitiators (2,2'-Azobis- (2,4-dimezhylvaleronitril)) sowie ein Trennmittelgemisch aus 0,05 Gew.-% Diisooctylsuccinat und 0,15 Gew.-% eines Gemisches aus Monononylphosphat und Dinonylphoshat enthält, gefüllt. Die Kammer wird in einem Wasserbad bei 50 0C für 3 Stunden inkubiert, danach die Klammerfixierung entfernt und anschließend für 3,5 h bei 115 0C in einem Trockenschrank getempert. Bei der Polymerisation des Methylmethacrylats wird die Beschichtung von den Glaspallten auf die Polymethylmethacrylat(PMMA)-Oberfläche übertragen. Die beschichtete Polymethylmethacrylat-Platte ist von den Glasscheiben leicht ablösbar, kann ohne Glasbruch oder Ausbrechen des Polymethylmethacrylats am Rand aus der Kammer entnommen werden und zeigt eine gute Optik, ohne Trübungen oder Schlieren.In the polymerization chamber is a polymerizable solution of methyl methacrylate, the 0.1 wt .-% of a polymerization initiator (2,2'-azobis (2,4-dimezhylvaleronitrile)) and a release agent mixture of 0.05 wt .-% Diisooctylsuccinat and 0 , 15 wt .-% of a mixture of Monononylphosphat and Dinonylphoshat contains filled. The chamber is incubated in a water bath at 50 0 C for 3 hours, then the clamp fixation removed and then annealed for 3.5 h at 115 0 C in a drying oven. In the polymerization of the methyl methacrylate, the coating is transferred from the glass felts to the polymethylmethacrylate (PMMA) surface. The coated polymethyl methacrylate plate is light from the glass sheets removable, can be removed from the chamber without glass breakage or breaking of the polymethylmethacrylate on the edge and shows a good appearance, without turbidity or streaks.
Die Bestimmung der Schichtdicke der extrem dünnen Schichten kann mittels Dünnschnitt im Transmissionselektronenmikroskop erfolgen. Die Dicke der Schicht lag in Abhängigkeit von der Flutrichtung im Bereich von 350 bis 400 nm.The determination of the layer thickness of the extremely thin layers can be carried out by thin section in a transmission electron microscope. The thickness of the layer was in the range of 350 to 400 nm depending on the flood direction.
Die Bestimmung der Haftung der Beschichtung wurde gemäß dem Nassscheuertest nach DIN 53778 mit einem Nassscheuertestgerät der Fa. Gardner, Modell M 105/A durchgeführt. Es wurde ein Wert von 20000 Zyklen bei einer Schichtdicke von insgesamt 350 nm bestimmt.The determination of the adhesion of the coating was carried out according to the wet scrub test according to DIN 53778 with a wet scrub tester from Gardner, model M 105 / A. A value of 20,000 cycles at a total layer thickness of 350 nm was determined.
Die Bestimmung des Oberflächenwiderstands der Beschichtung wurde nach DIN EN 613402 / IEC 61340 mit einem Ohmmeter der Fa. Wolfgang Warmbier, Modell SRM-110 durchgeführt. Es wurde ein Wert von 106 Ω bei einer Schichtdicke von insgesamt 350 nm bestimmt.The surface resistance of the coating was determined in accordance with DIN EN 613402 / IEC 61340 using an ohmmeter from Wolfgang Warmbier, Model SRM-110. A value of 10 6 Ω at a total layer thickness of 350 nm was determined.
Die Platte zeigte gute optische Eigenschaften.The plate showed good optical properties.
Verqleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Das Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt, wobei jedoch das Beschichtungsmittel direkt auf die PMMA-Platte mittels Fluten appliziert wurde. Die so beschichtete Platte wurde anschließend 30 min bei 80°C getrocknet.Example 1 was essentially repeated except that the coating agent was applied directly to the PMMA plate by means of flooding. The thus coated plate was then dried at 80 ° C for 30 minutes.
Die Haftung der Beschichtung erwies sich als nicht dauerhaft und konnte mittels eines herkömmlichen Wischtuchs durch mehrfaches Reiben von der PMMA- Platte abgelöst werden. Vergleichsbeispiel 2The adhesion of the coating proved to be non-durable and could be removed by means of a conventional wipe by repeated rubbing of the PMMA plate. Comparative Example 2
Das Vergleichsbeispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt, wobei jedoch die PMMA-Platte zunächst mit einer haftvermittelnden Schicht (PLEX 9008L, erhältlich bei Fa. Röhm GmbH & Co. KG) ausgerüstet und anschließend das Beschichtungsmittel im Flutverfahren appliziert wurde. Die so beschichtete Platte wurde anschließend 30 min bei 8O0C getrocknet.Comparative Example 1 was substantially repeated, but the PMMA plate was first equipped with an adhesion-promoting layer (PLEX 9008L, available from Röhm GmbH & Co. KG) and then the coating agent was applied by the flood process. The thus coated plate was then dried for 30 min at 8O 0 C.
Die Haftung der Beschichtung erwies sich als nicht dauerhaft und konnte mittels eines herkömmlichen Wischtuchs durch mehrfaches Reiben von der PMMA- Platte abgelöst werden.The adhesion of the coating proved to be non-durable and could be removed by means of a conventional wipe by repeated rubbing of the PMMA plate.
Verαleichsbeispiel 3Comparative Example 3
Das Beispiel 1 wird im wesentlichen wiederholt, wobei jedoch die Zusammensetzung des Beschichtungsmittels dahingehend geändert wird, dass die Antimon-Zinn-Oxid-Lösung (12 %-ig in Wasser; erhältlich von Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH) direkt auf die Glasplatte appliziert wird. Dabei ist es nicht möglich einen gleichmäßigen Verlauf der Beschichtung zu erhalten.Example 1 is substantially repeated except that the composition of the coating composition is changed so that the antimony-tin-oxide solution (12% in water, available from Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH) is applied directly to the glass plate. It is not possible to obtain a uniform course of the coating.
Die Übertragung der Beschichtung auf die PMMA-Platte ist ungleichmäßig. Zum Teil treten starke Interferenzen in Form von Regenbogenfarben auf, was auf Schichtdickenschwankungen der Beschichtung hinweist. Vergleichsbeispiel 4The transfer of the coating to the PMMA plate is uneven. In some cases, there are strong interferences in the form of rainbow colors, which indicates layer thickness variations of the coating. Comparative Example 4
Das Beispiel 1 wird im wesentlichen wiederholt, wobei jedoch die Zusammensetzung des Beschichtungsmittels dahingehend geändert wird, dass 95 Gewichtsteile der ersten Lösung und 5 Gewichtsanteile der Antimon-Zinn- Oxid-Lösung (12 % ig in Wasser; erhältlich von Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH) eingesetzt werden.Example 1 is substantially repeated except that the composition of the coating agent is changed to use 95 parts by weight of the first solution and 5 parts by weight of the antimony-tin oxide solution (12% in water, available from Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH) ,
Nach dem Übertragen der Beschichtung auf die PMMA-Platten zeigen die beschichteten Platten Trübungen (Tyndall-Effekt). Der Oberflächenwiderstand beträgt > 109 Ω.After transferring the coating to the PMMA plates, the coated plates show turbidity (Tyndall effect). The surface resistance is> 10 9 Ω.
Vergleichsbeispiele 5 - 16Comparative Examples 5-16
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit anderen Trennmitteln oder anderen Trennmittelgehalten. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle wiedergegeben. Diisooctylsuccinat allein (Bsp. 5 bis 10), Mono- und Dinonylphosphat allein (Bsp.11 ), andere Trennmittel (Bsp. 12 - 15) oder ein zu geringer Gehalt an Mono- und Dinonylphosphat im Trennmittelgemisch (Bsp. 16) führten zu unbefriedigenden Resultaten. Zum Vergleich ist in der letzten Zeile nochmals Beispiel 1 angegeben. TT oExample 1 was repeated but with different release agents or other release agents. The results are shown in the table below. Diisooctylsuccinate alone (Ex 5 to 10), mono- and dinonyl phosphate alone (Ex 11), other release agents (Ex 12 - 15) or too low a content of mono- and dinonyl phosphate in the release agent mixture (Ex 16) led to unsatisfactory results. For comparison, Example 1 is given again in the last line. TT o
OO
ΪΛΪΛ
O OO O
W H UW H U
oO
OO
O OO O
W H UW H U

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers aus einem durch radikalische Polymerisation erhältlichen Kunststoff mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung durch die Verfahrensschritte1. A process for producing a plastic body from a plastic obtainable by free-radical polymerization with single or multi-sided inorganic coating by the method steps
a) Beschichtung eines Substrates mittels Rakeln, Fluten oder Tauchen mit einer Lackzusammensetzung, enthaltend einen Haftvermittler auf Silicium-Basis und anorganische Partikel im Gewichts-Verhältnis von 1 zu 9 bis 9 zu 1 in einem Lösemittel, das gegebenenfalls zusätzlich Verlaufhilfsmittel enthalten kann, b) Trocknen der Lackzusammensetzung auf dem Substrat, wodurch das beschichtete Substrat erhalten wird, c) Verwendung einer oder mehrerer derart beschichteter Substrate zum Aufbau, einer Polymerisationskammer, wobei die beschichteten Seiten im Innern der Kammer liegen, d) Einfüllen einer polymerisationsfähigen Flüssigkeit aus radikalisch polymerisierbaren Monomeren, gegebenenfalls mit polymerem Anteil in die Polymerisationskammer, wobei die polymerisationsfähige Flüssigkeit 0,16 bis 0,28 Gew.-% eines Trennmittelgemisches aus einem C6 - C2o- Alkylsulfosuccinat und einem Ce - C-20-Alkylphosphat enthält, e) Radikalische Polymerisation der polymerisationsfähigen Flüssigkeit in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators, wobei die innen liegende anorganische Beschichtung vom Substrat in bzw. auf die Oberflächen des radikalisch polymerisierten Kunststoffs bzw. des Kunststoffkörpers übergeht und f) Entnahme des beschichten Kunststoffkörpers mit ein- oder mehrseitiger anorganischer Beschichtung aus der Polymerisationskammer. a) coating of a substrate by means of knife coating, flooding or dipping with a coating composition comprising a silicon-based adhesion promoter and inorganic particles in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1 in a solvent, which may optionally contain additional flow control agents, b) C) use of one or more substrates coated in such a manner to build up a polymerization chamber, wherein the coated sides lie inside the chamber, d) filling a polymerizable liquid from radically polymerisable monomers, c) drying the coating composition on the substrate optionally with polymer content in the polymerization chamber, wherein the polymerizable fluid from 0.16 to 0.28 wt .-% of a release agent mixture of a C 6 - C 2 o alkyl sulfosuccinate and a Ce - C contains 2 0-alkyl phosphate, e) Radical Polymerization of the polymerizable liquid t in the presence of a polymerization initiator, wherein the internal inorganic coating passes from the substrate into or onto the surfaces of the free-radically polymerized plastic or the plastic body, and f) removal of the coated plastic body with one-sided or multi-sided inorganic coating from the polymerization chamber.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper die Gestalt einer flachen Platte hat.2. The method according to claim 1, characterized in that the plastic body has the shape of a flat plate.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch radikalische Polymerisation erhältliche Kunststoff ein Polymethylmethacrylat oder ein Polystyrol ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic obtainable by free-radical polymerization is a polymethyl methacrylate or a polystyrene.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler aus kolloidal gelösten SiÜ2 Partikeln oder Silankondensaten besteht.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the adhesion promoter consists of colloidally dissolved SiÜ 2 particles or silane condensates.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackzusammensetzung, 1 bis 2 Gew.-% Siθ2- Partikel und 2,5 bis 7,5 Gew.-% Antimon-Zinn-Oxid-Teilchen in Wasser als Lösemittel enthält.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the lacquer composition, 1 to 2 wt .-% SiO 2 particles and 2.5 to 7.5 wt .-% antimony tin oxide particles in Contains water as solvent.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackzusammensetzung zusätzlich ein Tensid oder Gemische von Tensiden als Verlaufshilfsmittel enthält.6. The method according to claim 5, characterized in that the coating composition additionally contains a surfactant or mixtures of surfactants as leveling agents.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Substrat eine Glasplatte, eine Kunststoffplatte oder eine Kunststofffolie ist.7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the substrate to be coated is a glass plate, a plastic plate or a plastic film.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffplatte oder Kunststofffolie aus Polyethylentherephthalat besteht. 8. The method according to claim 7, characterized in that the plastic plate or plastic film consists of polyethylene terephthalate.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit der Lackzusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 120 0C getrocknet wird.9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the substrate is dried with the paint composition at a temperature in the range of 80 to 120 0 C.
10.Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisationsfähige Flüssigkeit bei 40 bis 8O0C polymerisiert wird10.Verfahren according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the polymerizable liquid is polymerized at 40 to 8O 0 C.
11.Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Polymerisationskammer, bestehend im Wesentlichen aus zwei Platten mit umlaufender Dichtschnur eingesetzt wird.11.Verfahren according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that a polymerization chamber, consisting essentially of two plates with circumferential sealing cord is used.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Polymethylmethacrylat-Kunststoffplatte mit ein- oder zweiseitiger elektrisch leitfähiger Beschichtung herstellt wird.12. The method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that a polymethyl methacrylate plastic plate is produced with one- or two-sided electrically conductive coating.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisationsfähige Flüssigkeit in Verfahrensschritt d) ein Trennmittelgemisch aus Na- Diisooctylsulfosuccinat und einem Gemisch aus Monononyl- und Dinonylphosphat enthält.13. The method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the polymerizable liquid in process step d) contains a release agent mixture of Na- Diisooctylsulfosuccinat and a mixture of monononyl and dinonyl phosphate.
14. Kunststoffkörper, erhältlich nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13. 14. Plastic body, obtainable by a process according to one or more of claims 1 to 13.
15. Kunststoffkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass er eine elektrisch leitfähige Beschichtung mit einem Oberflächenwiderstand von kleiner/gleich 1010 Ω aufweist und 0,16 bis 0,28 Gew.-% eines Trennmittelgemisches aus einem C6 - Cao-Alkylsulfosuccinat und einem C6 - C2O-AI kyl phosphat enthält.15. Plastic body according to claim 14, characterized in that it has an electrically conductive coating having a surface resistance of less than or equal to 10 10 Ω and 0.16 to 0.28 wt .-% of a release agent mixture of a C 6 - Cao alkyl sulfosuccinate and a C 6 - C 2O- AII kyl phosphate.
16. Kunststoffkörper nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Beschichtung im Bereich von 200 - 5000 nm liegt.16. Plastic body according to claim 14 or 15, characterized in that the layer thickness of the electrically conductive coating in the range of 200 - 5000 nm.
17. Kunststoffkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganisch beschichtete Fläche eine Scheuerfestigkeit nach DIN 53 778 von mindestens 10 000 Zyklen aufweist.17. Plastic body according to one or more of claims 14 to 16, characterized in that the inorganic coated surface has a rub resistance according to DIN 53 778 of at least 10,000 cycles.
18. Verwendung des Kunststoffkörpers nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17 für Einhausungen, für die Ausstattung von Reinräumen, für Maschinenabdeckungen, für Inkubatoren, für Displays, für Bildschirme und Bildschirmabdeckungen, für Rückprojektionsschirme, für medizinische Apparaturen und für Elektrogeräte.18. Use of the plastic body according to one or more of claims 14 to 17 for enclosures, for the equipment of clean rooms, for machine covers, for incubators, for displays, for screens and screen covers, for rear projection screens, for medical equipment and for electrical appliances.
19. Verwendung eines Trennmittelgemischs aus einem C6 - C20- Alkylsulfosuccinat und einem C6 - C2O-AI kyl phosphat in einer polymerisationsfähigen Flüssigkeit aus radikalisch polymerisierbaren Monomeren, gegebenenfalls mit polymerem Anteil, zum Zwecke der Verbesserung der Ablösung eines im Gussverfahren, insbesondere gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, hergestellten Kunststoffkörpers aus der Polymerisationskammer. 19. The use of a release agent mixture of a C 6 - C 20 - alkyl sulfosuccinate and a C 6 - C 2 O-AI alkyl phosphate in a polymerizable liquid of radically polymerizable monomers, optionally with polymeric component, for the purpose of improving the detachment of the casting process, in particular according to claims 1 to 13, produced plastic body from the polymerization chamber.
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