TR201809381T4 - Yüksek çizik dirençli hidrofil katmanlı cam. - Google Patents

Abstract

Buluşun konusu: - bisüre özellikler içeren poliüretan dizili hidrofil katman içeren bir cam; - bu camın üretimi için bir yöntem, burada a) en az bir izosiyanat içeren bir solüsyon, bir poliol ve poliol özellikli bir bisüre, polivinilpirolidon, filmojen ajan ve bir çözücü bir cam altkatman üzerine yerleştirilmektedir, b) altkatman ve solüsyonu içeren cam kurutulmaktadır, ve c) 100 ila 150°C arasında bir sıcaklığa çıkartılmaktadır ve - bu camın, özellikle cam üzerinde nemin yoğunlaşmasının azaltılması amacıyla bir ulaşım aracı, bina, iç mekan, aynalar, ev aletleri, sokak mobilyaları için kullanımıdır.

Description

TARIFNAME YÜKSEK ÇIZIK DIRENÇLI HIDROFIL KATMANLI CAM Mevcut bulus hidrofil katmanli bir cam, üretim yöntemi ve kullanimiyla ilgilidir.

Ulasim araçlarinin camlarinin görünürlügü, yogunlasma nedeniyle azalabilmektedir. Bulanikligin ortadan kaldirilmasi için bilinen çözümler, havalandirmanin iyilestirilmesini veya isitmali camlar kullanilmasini içermektedir. Özellikle elektrikli araçlarin akülerinin zarar görmesinin engellenmesi için, pasif bir çözüm tercih edilmektedir. polivinilpirolidon ve bir filmojen. ajan içeren. bir hidrofil katmanla kaplanmis bir altkatman içeren bir cam tanimlanmaktadir. Bu cam, görünürlügü etkileyen ve damlacik seklinde ortaya çikan yogunlasmanin olusumunu geciktirmekte ve engellemektedir. Aksine, yogunlasma, görünürlügü etkilemeyen tek tip bir film tabakasi seklinde çökelme egilimindedir.

Cam çizikleri ve özellikle hidrofil katman, yogunlasmanin disinda camdan görünürlügü engelleyebilecek diger ana fenomenlerden biridir. Bu nedenle, bulus bu tür camlarin ve özellikle bu tür hidrofil katmanin çizik direncini arttirma amacindadir.

Bu amaç, istem l'e göre iki bisüre özellikleri birlestiren poliüretan dizili hidrofil bir katman içeren bir cam amacinda olan bulus ile gerçeklestirilmektedir. Bulus kapsaminda, Bisüre özellikler, her biri bir nitrojen atomuna tek bir bag ile baglanan iki hidrojen atomu ile çift bag ile bir karbon atomuna bagli bir komsu molekülün bir oksijen atomu arasinda hidrojen bagi ile ek bir fiziksel çapraz baglanma baslatmaktadir. Bulus dogrultusunda, cam, yapisi cam, Vitroseramik, polisiloksan gibi silikon bilesigi, alumin (safir) tipli kristalin oksit...veya özellikle 150°C olmak üzere hidrofil katmanin elaborasyon sicakliklarina dayanikli saydam polimer bir malzemeden olusmaktadir. Bir polikarbonat, bir polimetilmetakrilat, bir iyonomerik reçine, bir poliamid, bir poli(tereftalat, etilen) gibi bir poliester, bir poliolefinden bahsedilebilmektedir. Saydam altkatman, sert bir levha, esnek bir film içerebilmektedir.

Bulusun cami, monolitik olabilmektedir, ancak hidrofil katman da levhali veya çoklu (ikili, üçlü..-) bir cami olusturan saydam bir altkatmani kaplayabilmektedir.

Bulusun caminin diger tercih edilen özelliklerine göre: - hidrofil katman polivinilpirolidon içermektedir; örnegin polivinilpirolidon lineerleri gibi moleküler zincirler kovalent bagla baglanmadan, örnegin polivinilpirolidon varliginda olusmasiyla, poliüretan dizisinde dügümlenebilmektedir; - hidrofil katman, avantajli olarak tercihen hidroksi özelligi olan bir poliester ile degistirilen en az bir polidimetilsiloksan içeren filmojen bir ajan içermektedir; - hidrofil katman en az %75 ila 99 oraninda poliüretan, %1 ila 15 oraninda polivinilpirolidon, ve %0,01 ila 3 oraninda filmojen ajan içermektedir; - polivinilpirolidon agirliginda ortalama molekül agirligi - hidrofil katman 0,1 ila 250 um, tercihen 1 ila 100 pm, ve özellikle tercihen, 3 ila 50 pm arasinda› bir kalinliga sahiptir; ve - hidrofil katman, en az bir aminosilan (cam malzemenin önceden belirtilen tanimina bakiniz) içeren bir birincil adhesyonun müdahalesiyle cam bir altkatmana baglanmaktadir.

Bulusun bir diger amaci ise, önceden belirtildigi gibi bir hidrofil katman içeren bir camin üretim yöntemidir, burada: a)en az bir izosiyanat içeren bir solüsyon, bir poliol ve poliol özellikli bir bisüre, polivinilpirolidon, filmojen ajan ve bir çözücü bir cam altkatman üzerine yerlestirilmektedir, b)altkatman ve solüsyonu içeren cam kurutulmaktadir, ve c)lOO ila 150°C arasinda bir sicakliga çikartilmaktadir.

Izosiyanat (polizosiyanat, tri- ve/veya bi-izosiyanat), poliüretan dizisinde bulunan, bisürenin poliol özelliginde oldugu gibi poliol ile tepkimeye girmektedir.

Bulusun yönteminin diger tercih edilen özelliklerine göre: - bisürenin hidroksi özellikleri 1 ila 25, tercihen %3 ila 22 oraninda poliollarin toplaminin hidroksi özelliklerinin mollerini temsil etmektedir; - izosiyanat heksametilen-1,6- diizosiyanat, bir oligomer veya bir homopolimer ve halkali alifatik bir diizosiyanat, tekli veya aralarinda karistirilmis sekilde bunlarin arasindan seçilmektedir; - poliol, polietilen glikol, polipropilen eter poliol ve 1,4-bütanediol arasindan tekli veya aralarinda karistirilmis sekilde seçilmektedir; - solüsyon, tercihen dibütileten dilaürat olmak üzere bir katalizör içermektedir; - solüsyon, 0,7 ila 1,3 ve tercihen 0,8 ile 1,15 arasinda bir molekül orani [NCO] /[OH] sunmaktadir.

Bulusun bir diger amaci da, bir kara, hava ve su tasima araci için, özellikle bir elektrikli tasit veya baska bir motorlu tasit için, örnegin bina için bir ön cam, arka cam, yan cam veya tavan cami olarak, iç donanimlar, aynalar için , ev aletleri, sokak mobilyasi, özellikle cam üzerinde nem yogusmasini azaltmak amaciyla, burada tanimlandigi gibi hidrofil bir katman içeren bir camin kullanimini içermektedir.

Bulus, simdi asagidaki örnekle tanimlanacaktir.

Kimyasal ürünler Poliüretan dizinin formülasyonunda kullanilan izosiyanatlar Bayer sirketi tarafindan saglanmistir. Desmodurß N3200, 480g.mol`l agirliginda üç özellikli bir izosiyanattir.

Diizosiyanat heksametilen bisüre yapisi üzerine dayandirilmaktadir. Desmodur W, 262g.mol'1 mol agirliginda halkali aliftik bir diizosiyanattir. Formülleri, burada sematik olarak temsil edilmektedir. (7) () (XINHNÄNÄNM Dnnim/ur .\`3.I°()(I CçýýN Qgsc Dn/lzm/HI' H' Izosiyanatlar, atil ortam altinda saklanmaktadir. NCO gruplarinin dozaji, NF EN ISO l4896'a göre asido-bazik dozaj ile gerçeklestirilmistir.

Kullanilan poliol, 200g.mol*'li bir polietilen glikoldür (PEG). PEG ve reaksiyonun katalizörü olarak kullanilan dibütileten dilorat (DBTL), Aldrich'in ticari ürünleridir.

Bir poliester yoluyla degistirilen polidimetilsiloksandan olusan ve hidroksi özellikli filmojen ajan BYK-370'dir ve BYK- Chemie GmbH sirketi tarafindan saglanmistir.

Anti buhar ajani rolü gören polivinilpirolidon (PVP), Luvitec® K9O markasi altinda BASF tarafindan saglanmaktadir.

Son olarak, formülasyonun çözücüsü, diaseton alkol (DAA), VWR tarafindan saglanmaktadir.

Bis-üre bilesikleri, iki üre özelligi içeren, aromatik bir kalp etrafina yerlestirilen ve yanal alkil zincirlerine baglanan monomerlerdir. Poliüretan zincirlerine dahil edilmeleri amaciyla, yanal alkil zincirlerine hidroksil özelligi verilmektedir.

Sentez, asagidaki reaksiyon semasina göre, diklorometanda bir diizosiyanat ve bir amino-alkol arasinda yogunlastirma yoluyla tek bir adimda gerçeklestirilmektedir. Üç bis-üre tolüen 2,4 diizosiyanat bütanol saklanmistir. reaksiyonlarin monomeri, amino-Z-propanol Diklorometan, 6-amino-l- heksanol, önlenmesi VWR tarafindan Hzmeeepwetw Aldrich tarafindan sentezlenmektedir. amaciyla, saglanmistir kullanimdan önce distile edilmis ve kurutulmustur. sentezinden sonraki ürünleri, ve DAA'da çözünürlügünü göstermektedir. 2-amino-l- 4°C'de Buradaki asagidaki örnekte her bir bis-üreye atfedilen numarayi, formülünün sematik bir temsilini Tablo 1 - Sentezlenen bis-üre monomerlerinin bilesimi Çözünürl DiizosiyaAmino- ük Bilesim Formül nat alkol DAA'da Amino- p , Bis_ o [si/l i“ .. 2- o` i ,L 1 :L A urel TDI x 8 (Bis 1) M=324.38g.moi-1 Bis- amino- üre4 TDI l- a“ ,\ 7-5 (Bis 4) heksan “RJ”\/\v/\wkyß»F\s*3/“v”\f`v Bis- amino- üre5 TDI 1- `Ü ö E/sî// E K/ 2_4 (Bis 5› bütano /JI »/ solüsyonu, azot altinda ve O°C'de, solüsyonuna eklenmistir. Elde edilen beyaz çökelti daha sonra filtrelenmis ve diklorometan ile yikanmistir ve çözücünün vakum altinda buharlastirilmasindan sonra geri kazanilmistir.

Nihai ürünün RMN spektrumu son olarak, ürünün safliginin onaylanmasi için gerçeklestirilmistir.

Formülasyon Formülasyonun yukari yönünde, DAA'da %15 PVP kütlesi içeren stok bir solüsyon, çözünme ve çalkalama yoluyla hazirlanmistir.

Formülasyonlar,çözücüde %35 kütleli kuru bir ekstrakt için hazirlanmistir. Örnek formülasyonlar Bir kutuda, stok solüsyonu tartilmaktadir ve daha sonra hesaplanan PEG kütlesi pipetlenmektedir.. Solüsyon, ortam sicakligina getirilmektedir ve izosiyanattan hesaplanan kütle karisima eklenmektedir. Filmojen ajan (BYK-370) ve katalizör (DBTL) arkasi arkasina, yeterli miktarda çözücü ile eklenmektedir. Nihai solüsyon, ortam sicakligina getirilmektedir.

Bis-üreli formülasyonlar Sentezlenen bisüre bilesikleri asagida ortam sicakliginda ve DAA'da çalkalama altindadir. DAA'da bis-üre kütle konsantrasyonu, diziye eklemek istenen bis-üre molekülünün miktarina baglidir. Stok solüsyon, PEG, izosiyanat, BYK ve DBTL'nin hesaplanan kütleleri sirasiyla solüsyona eklenmektedir ve her bir eklemede çalkalanmaktadir.

Altkatmana yerlestirilen nemli filmin kalinligi lOO pm'dir.

Formüle edilen filmler daha sonra, kapali ve havalandirilmis bir firin içine yerlestirilmistir. Çözücü, 50°C'de buharlastirilmistir ve pisirme adimi 120°C'de gerçeklestirilmistir. Pisirmeden sonra filmin kalinligi, 40 pm'dir. Açiklanan ana formülasyonlarin bilesimi asagidaki tabloda gösterilmistir. r N3200 (% W (% 1 4 5 Kalinlik NCO 40pm titrasyonReferans 100 100 A1 100 90 10 A2 100 90 10 A3 100 95 5 Kalinlik NCO 40pm titrasyonReferans 100 100 A'4 100 85 15 A'5 100 85 15 A'6 100 90 10 Kalinlik NCO 40pm titrasyonReferans 90 10 100 B1 90 10 90 10 B2 90 10 90 10 Kalinlik NCO B' 90 10 85 15 Tüm durumlarda, hidrofil katmanin kalinligi 40 um kurudur. bir orani ve bazi durumlarda yerlestirilen solüsyonda %21 veya 22 diizosiyanati ifade etmektedir.

Ayrica sunlari içermektedir: 0,2 ila 7 polivinilpirolidon kütle (Örnekte %3,5), ve - %0,00l ila 1,5 kütleli (Örnekte %O,l3) BYK-370.

DBTL'den elde edilen miktarlar, %0,00l ila 1 arasinda (örnekte Referans Örnekler, bisüre disindaki örnek formülasyonlari göstermektedir.

PEG ve bisüre miktarlari, hidroksi özellikli konsantrasyon, izosiyanat özellikli konsantrasyona esit olacak sekildedir.

Katmanlarin çizige direnci, birçok. uygulama için önemli bir parametre oldugunu kanitlamaktadir. Çizik testleri, küre sekline sahip metalik bir uç -O.75mm- yardimiyla 413 modelli (Erichsen DIN53799) bir Universal Scratch Test üzerinde gerçeklestirilmistir. l'den lON arasina giden asamali bir sarj, performansinin degerlendirilmesi için katman üzerine uygulanmistir. Tabakanin çizige karsi direnci, kaplama üzerinde çiplak gözle görünür bir* iz birakan en düsük sarj yoluyla verilmektedir.

Iki olay gözlemlenmektedir: kendi kendini tamir etme ve uyarilmayla kendini tamir etme.

Belli denemeler sonrasinda, çizikler Erichsen testinde uygulanan belli bir kuvvetten sonra ortaya Çikmaktadir ancak asamali olarak ortadan kaybolmaktadir, ancak uygulanan kuvvetin maksimum degerine kadar. Çiziklerin ortaya çikma kuvveti ve çiziklerin ortadan kaybolmasinin maksimum. degeri arasindaki alan kendi kendini tamir etmenindir. Diger denemelerde, veya kendi kendini tamir etmenin belli durumlarinda, çizikler sadece su ile 30 saniye temas etmesiyle ortadan kaybolmaktadir, bu 30 saniyeden sonra örnegin silmeyle; ancak bu durum sadece Erichsen testinde uygulanan maksimum kuvvet degerine kadar gözlemlenmektedir, ve uyarilmayla kendini tamir etme alanini tanimlamaktadir.

Katmanlarin çizige direnci, kuru kosullarda degerlendirilmektedir. Sonuçlar, ekli Sekil 1'de histogram sekli altinda kaydedilmektedir. Özelllikle, baslangiç ürünü gibi Desmodur W diizosiyanatsiz olusturulan katmanlari ilgilendirmektedir.

Al'in bisüre l'i, AO'a göre, uyarilmayla kendini tamir etme (yaklasik 3 dk) yoluyla çizige direncin artmasini saglamaktadir.

A2'nin bisüre 4'ü, AO'a göre, kendi kendini tamir etme (yaklasik 2 dk) yoluyla çizige direncin artmasini saglamaktadir.

A'6'nin bisüre 5'i, A'O'a göre kendi kendini tamir etme (yaklasik 3 dk) yoluyla çizige direncin artmasini saglamaktadir.

Benzer egilimler « çalkalama 21 » ve « çalkalama 22 » ölçülü iki grup arasinda, birincisi için daha iyi çizik direnci ile görülmektedir.

Yine Erichsen testi ile, kismen diizosiyanat Desmodur W'den olusan katmanlarda nemli kosullarda çizige direnç test edilmektedir. Sonuçlar Sekil 2'de gösterilen histogramda kaydedilmektedir.

Diollerin %10 molü bisüreden olustugunda çizige dirençte bir artis gözlemlenmektedir: çiziklerin ortaya çikmasi Erichsen testinde uygulanan kuvvetten daha düsük bir degerdedir, ancak daha yüksek bir degere kadar çiziklerin kendi kendini tamir etmesi bisürenin yoklugundaki çiziklerin ortaya çikisinin degerinden yüksektir.

Bl'de bisüre l'in kullanimi uyarilmayla kendini tamir etmeyi B2'de bisüre 4'ün kullanimi kendi kendine tamir etmeyi (2 dk.dan fazla) ve uyarilmayla kendini tamir etmeyi saglamaktadir.

Diizosiyanatsiz olusturulan hidrofil katmanlarin kuru kosullarda çizik direnci, triizosiyanatin bir kismi diizosiyanatla degistirilen (karsilastirma BO/AO, Bl/Al, B2/A2, B'4/A'4, B'S/A'S) hidrofil katmanlarin nemli kosullardaki çizik direncinden yüksektir. Çizik direnci yine çalkalama 22'ye göre çalkalama 21'deki denemelerde daha yüksektir. Bir ikinci deneme serisinde, PEG'in bir kismi, Desmophen® 1380 BT ticari ismi altinda Bayer sirketi tarafindan piyasaya sürülen üç özellikli polipropilen eter poliol ile degistirilmektedir. Formülasyonlarin bilesimleri asagidaki tabloda gösterilmektedir.

Desmodur Bisüre Reaktifler N3200 (% 4 Desmophen (% mol) Formülasyon mol) (% mol) Kalinlik NCO Çizik direnci Sekil 3'te gösterilmektedir. Bir kez daha bisüre içeriginin kendi kendini tamir etme yoluylar çizik direncini arttirdigi gözlemlenmektedir.

Claims (1)

1. ISTEMLER .Poliüretan dizili hidrofil bir katman içeren bir cam olup, özelligi; tolüen, , amino-Z-propanol, sirasiyla 6-amino-l-heksanol, sirasiyla 2-amino-l-bütanolden elde edilen bisüre l, sirasiyla bisüre 4, sirasiyla bisüre 5 bilesiklerinin en az birinden meydana gelmesidir. .Istem l'e göre cam olup, özelligi; hidrofil katmanin polivinilpirolidon içermesi ile karakterize edilir. .Önceki istemlerden birine göre cam olup, özelligi; hidrofil katmanin filmojen bir ajan içermesi ile karakterize edilir. .Istem 3'e göre cam olup, özelligi; filmojen ajanin tercihen bir poliester ile degistirilen, özellikle hidroksi özellikli en az bir polidimetilsiloksan içermesi ile karakterize .Istem 3 veya 4'e göre cam olup, özelligi; hidrofil katmanin en az %75 ila %99 oraninda poliüretan, %1 ila %15 oraninda polivinilpirolidon, ve %0,01 ila %3 oraninda filmojen ajan içermesi ile karakterize edilir. .Istem 2 ila 5'ten herhangi birine göre cam olup, özelligi; polivinilpirolidonun ortalama molekül agirliginin l,l.lO6 ila 1,8.106 g/mol olmasi ile karakterize edilir. .Önceki istemlerden birine göre cam olup, özelligi; hidrofil katmanin 0,1 ila 250 um, tercihen 1 ila 100 pm, ve özellikle tercihen 3 ila 50 nm arasinda bir kalinliga sahip olmasi ile karakterize edilir. .Önceki istemlerden birine göre cam olup, özelligi; hidrofil katmanin en az bir aminosilan içeren bir birincil adhesyonun araya girmesiyle bir cam altkatmana baglanmasi ile karakterize edilir. .Önceki istemlerden birine göre hidrofil katman içeren bir camin üretim yöntemi olup, a) en az bir izosiyanat içeren bir solüsyon, bir poliol ve poliol özellikli bir bisüre, polivinilpirolidon, filmojen ajan ve bir çözücü bir cam altkatman üzerine yerlestirilmektedir, b) altkatman ve solüsyonu içeren camin kurutulmasi, ve c) 100 ila 150°C arasinda bir sicakliga çikartilmasidir. 10. Istem 9'a göre yöntem olup, özelligi; bisürenin hidroksi özelliklerinin, poliollarin toplaminin hidroksi özelliklerinin. %1 ila 25, tercihen %3 ila 22'sini temsil 11. Isteni 9'a göre yönteni olup, özelligi; izosiyanatin tek veya birbirleri arasinda karistirilan heksametilen-1,6- diizo-siyanat, bir oligomer veya bir homopolimer, ve bir halkali diizosiyanat alifatik arasindan seçilmesi ile karakterize edilir. 12. Istem 9'a göre yöntem olup, özelligi; poliolun tek veya birbirleri arasinda karistirilan polietilen glikol, polipro- pilen eter poliol ve 1,4-bütanediol arasindan seçilmesi ile karakterize edilir. 13. Istem 9'a göre yöntem olup, özelligi; solüsyonun bir katalizör, tercihen dibütilen dilorat içermesi ile karakterize edilir. 14. Istem 9'a göre yöntem olup, özelligi; solüsyonun 0,7 ila 1,3, tercihen 0,8 ila 1,15 arasinda bir molekül orani [NCO] /[OH] sunmasi ile karakterize edilir. 15. Istem 1 ila 8'den birine göre hidrofil katman içeren bir camin kullanimi olup, özelligi; özellikle cam üzerindeki nem yogunlasmasinin azaltilmasi amaciyla bir kara, hava ve su tasima araci, özellikle bir elektrikli tasit veya baska bir motorlu tasit, örnegin bina, bir ön cam, arka cam, yan cam veya tavan cami olarak, iç donanimlar, aynalar, ev aletleri, sokak mobilyasi için olmasidir.