DE2446279A1

DE2446279A1 - Pigmentfreie waessrige ueberzugszubereitung

Info

Publication number: DE2446279A1
Application number: DE19742446279
Authority: DE
Inventors: Harold Arthur Clark
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1974-06-25
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1976-01-08
Also published as: GB1454960A; NL157046B; AU7323074A; DE2446279B2; SU621319A3; CH621818A5; AT340017B; US3986997A; FR2276360A1; SE410865B; JPS512736A; JPS5239691B2; BE821403A; FR2276360B1; HK33479A; ATA17875A; NL7412522A; CA1026504A; SE7411424L

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzüberzugszubereitung und bezieht sich insbesondere auf einen transparenten abriebfesten Überzug sowie eine stabile Dispersion aus kolloidalem Siliciumdioxid und Siliconharz.

Es besteht ein Bedarf nach transparenten Glasmaterialien, die weniger zerbrechlich sind als Glas. Aus synthetischen organischen Polymeren lassen sich transparente Verglasungsmaterialien herstellen, und diese Materialien, wie Polycarbonate oder Acry!materialien, werden als Glas für Autos, Omnibusse und Luftfahrzeuge sowie Fenster von Gebäuden verwendet. Diese Polymeren können zwar leicht zu den gewünschten Gegenständen geformt werden, die leichter und bruchfester sind als Glas, doch ist ihre Abriebfestigkeit verhältnismäßig niedrig. Dieser Mangel an Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit stellt ein ernsthaftes Hindernis für die Verwendung dieser transparenten Polymermaterialien dar. Wegen dieser mangelnden Abriebfestigkeit lassen sich die Polymermaterialien auch nur begrenzt für andere Zwecke verwenden, wie als verglasende Dekorationsarchitekturplatten und Spiegel.

809882/0867

Es gibt bereits kratzfeste Überzugsmassen, wie siliciumdioxidhaltige Lösungen und polykieselsäurehaltige fluorierte Copolymer Zubereitungen. Diese Materialien haben jedoch nur begrenzte wirtschaftliche Bedeutung erlangt, da sie schwierig anzuwenden sind, eine mäßige Feuchtigkeitsbeständigkeit haben oder teuer sind. Die erfindungsgemäße Zubereitung bassiert auf verhältnismäßig wohlfeilen, im Handel erhältlichen Materialien, die sich leicht auf Träger aufbringen lassen, und eine abriebfeste Oberfläche mit guter Wetterfestigkeit ergeben.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Zubereitung, die sich als Schutzüberzug für feste Träger eignet. Es soll dabei ein abriebfesterer Überzug für feste Träger, und insbesondere für transparente Träger geschaffen werden. Ferner hat die Erfindung die Schaffung von Dispersionen zum Ziel, aus denen sich die erfindungsgemäßen überzüge herstellen lassen,

Die erfindungsgemäße unpigmentierte Überzugszubereitung besteht aus einer Dispersion von kollidalem Siliciumdioxid in einer Lösung des Teilkondensats eines Silanols der Formel RSi(OH)₃, worin R für Alkyl mit 1 bis einschließlich 3 Kohlenstoffatomen, Vinyl, 3,3,3-Trifluorpropyl, gamma-Glycidoxypropyl oder gamma-Methacryloxypropyl steht, in einem Gemisch aus niederem aliphatischem Alkohol und Wasser, wobei die Zubereitung 10 bis 50 Gewichtsprozent Feststoffe enthält, und die Feststoffe praktisch aus 10 bis 70 Gewichtsprozent kolloidalem Siliciumdioxid und 30 bis 90 Gewichtsprozent des Teilkondensats bestehen, und wobei die Zubereitung eine zur Einstellung eines pH-Wertes von 3,0 bis 6,0 ausreichende Säuremenge enthält.

Wie oben erwähnt, besteht der Anteil nichtflüchtiger Feststoffe der Überzugszubereitung aus einem Gemisch aus kolloidalem Siliciumdioxid und dem Teilkondensat eines Silanols. Der vorwiegende Anteil des Teilkondensats oder Siloxanols stammt von der Kondensation von CH₃Si(OH)₃. Ein geringerer Anteil

hiervon kann gewünschtenfalls aus einer Cokondensation mit C₃H₅Si(OH)₃, C₃H₇Si (OH₃J₃, CH₂=CHSi(OH₃J₃, CH₂=CHCCOO (CH₂J₃Si (OH)₃,

CH₀CHCH₀O(CH₀)_Si(OH), oder Gemischen hiervon herrühren. Aus

Wirtschaftlichkeitsgründen und den Gründen optimaler Eigenschaften des gehärteten Überzugs verwendet man zur Formulierung der Zubereitung vorzugsweise Monomethyltrisilanol.

Wie in den Beispielen im einzelnen beschrieben werden wird, werden die Trisilanole in situ gebildet, indem man die entsprechenden Trialkoxysilane zu sauren wässrigen Dispersionen von kolloidalem Siliciumdioxid gibt. Geeignete Trialkoxysilane enthalten Methoxy-, Äthoxy-, Isopropoxy- oder t-Butoxysubstituenten, aus denen sich bei Hydrolyse der entsprechende Alkohol bildet, wodurch wenigstens ein Teil des in der Überzugszubereitung vorhandenen Alkohols entsteht. Nach Bildung des Silanols in dem sauren wässrigen Medium kommt es zu einer Kondensation der Hydroxysubstituenten unter Bildung von -Si-O-Si-Bindungen. Die Kondensation ist nicht vollständig, und am Siloxan bleibt daher eine ziemliche Menge siliciumgebundener Hydroxylgruppen vorhanden, wodurch das Polymer in dem Lösungsmittel aus Wasser und Alkohol löslich wird. Dieses lösliche Teilkondensat läßt sich als Siloxanolpolymer bezeichnen, das über zumindest eine siliciumgebundene Hydroxylgruppe auf je drei SiO-Einheiten verfügt. Während des Härtens des Überzugs auf einem Träger kondensieren diese restlichen Hydroxygruppen unter Bildung eines Silsesquioxans der Formel RSiO₃,,,.

Die Siliciumdioxidkomponente der Zubereitung liegt in Form von kolloidalem Siliciumdioxid vor. Wässrige kolloidale Siliciumdioxiddispersionen haben im allgemeinen eine Teilchengröße im Bereich von 5 bis 150 Millimikron Durchmesser.

509882/08 67

24A6279

Diese Siliciumdioxiddispersionen werden nach bekannten Verfahren hergestellt und sind im Handel erhältlich. Vorzugsweise hat das verwendete Siliciumdioxid eine Teilchengröße von 10 bis 30 Millimikron, da die hiermit hergestellten Dispersionen stabiler sind und Überzüge mit besseren optischen Eigenschaften ergeben. Kolloidale Siliciumdioxide dieser Art sind verhältnismäßig frei von Natriumoxid und anderen Alkalioxiden, und sie enthalten normalerweise weniger als 2 Gewichtsprozent, und vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent Natriumoxid. Sie sind sowohl als saure als auch basische Hydrosole erhältlich. Kolloidales Siliciumdioxid unterscheidet sich von anderen in Wasser dispergierbaren Formen von SiO₂, wie Lösungen aus nichtstückiger Polykieselsäure oder Alkalisilikaten, die sich erfindungsgemäß nicht verwenden lassen.

Das Siliciumdioxid wird in einer Lösung des Siloxanols dispergiert, die von einem Colösungsmittel aus niederem aliphatischem Alkohol und Wasser getragen wird. Als niedere aliphatische Alkohole eignen sich beispielsweise Methanol, Äthanol, Isopropanol oder t-Buty!alkohol ο Es können auch Gemische solcher Alkohole verwendet werden« Der bevorsugte Alkohol ist Isopropanol. Bei Einsatz von Alkoholgemischen verwendet man vorzugsweise wenigstens 50 Gewichtsprozent Isopropanol im Gemisch, wodurch sich ein überzug mit optimaler Haftung herstellen läßt. Damit das Siloxanol wirklich löslich ist, sollte das Lösungsmittelsystem etwa 20 bis 75 Gewichtsprozent Alkohol enthalten. Wahlweise kann man auch ein weiteres mit Wasser mischbares polares Lösungsmittel verwenden, wie Aceton, 2-Butoxyäthanol und dergleichen, und zwar in geringerer Menge, beispielsweise einer Menge von nicht mehr als 20 Gewichtsprozent des Colösungsmittelsystems. Damit man einen überzug mit optimalen Eigenschaften erhält und eine sofortige Gelierung der Überzugszubereitung vermeiden kann, muß eine zur Einstellung des pH-Wertes auf 3,0 bis 6,0 ausreichende Säuremenge vorhanden sein. Als Säuren eignen sich sowohl organische als auch anorganische Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Essig-

509882/086 7

säure, Chloressigsäure, Zitronensäure, Benzoesäure, Dirne thyMalonsäure, Ameisensäure, Glutarsäure, Glycolsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Toluolsulfonsäure, Oxalsäure und dergleichen. Die jeweils verwendete Säure hat einen direkten Einfluß auf die Geschwindigkeit der Silanolkondensation, die ihrerseits wiederum die Haltbarkeit bzw. Lagerbarkeit der Zubereitung bestimmt. Die stärkeren Säuren, wie Chlorwasserstoff säure oder Toluolsulfonsäure, ergeben wesentlich kürzere Lager- oder Badbeständigkeiten und erfordern nur eine kürzere Alterung, bis man das gewünschte lösliche Teilkondensat erhält. Vorzugsweise setzt man soviel mit Wasser mischbare Carbonsäure aus der Gruppe Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure oder Maleinsäure zu, daß man bei der Überzugszubereitung einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 5,5 erhält. Die Alkalisalze dieser Säuren sorgen für eine gute Badbeständigkeit und sind darüberhinaus löslich, so daß man diese Säuren zusammen mit Siliciumdioxiden verwenden kann, die wesentliche Mengen Alkalimetall oder Alkalioxid enthalten (nämlich Mengen von über 0,2 % Natriumoxid).

Die Überzugsmassen lassen sich leicht herstellen, indem man Trialkoxysilane, wie RSi(OCH₃J₃, zu kolloidalen Siliciumdioxidhydrosolen gibt und den pH-Wert durch Zusatz der organischen Säure auf die gewünschte Höhe einstellt. Man kann die Säure entweder dem Silan oder dem Hydrosol vor dem Vermischen der beiden Komponenten zusetzen, sofern das Vermischen rasch erfolgt. Die Menge an zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes erforderlicher Säure hängt vom Alkaligehalt des Siliciumdioxids ab, sie macht normalerweise jedoch weniger als ein Gewichtsprozent der Zubereitung aus. Durch Hydrolyse der Alkoxysubstituenten des Silans entsteht Alkohol, und bei der Hydrolyse von einem Mol CH₃Si(OC₂H₅)₃ werden so beispielsweise drei Mol Äthanol gebildet. Je nach der in der fertigen Zubereitung ge-

509882/0867

wünschten prozentualen Feststoffraenge kann man noch weiter Alkohol, Wasser oder ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel zugeben. Man sollte die Zubereitung gut durchmischen und kurzzeitig altern lassen, damit sich das Teilkondensat mit Sicherheit bildet. Die so erhaltene Zubereitung ist eine klare oder nur leicht trübe niederviskose Flüssigkeit, die mehrere Tage stabil ist. Die Kondensation von =SiOH setzt sich nur sehr langsam fort, und die Zubereitung bildet eventuell Gelstrukturen. Die Farbbeständigkeit der Zubereitung läßt sich verlängern, indem man die Dispersion auf unter Raumtemperatur hält, beispielsweise einer Temperatur von 5 ⁰C.

Die Zubereitung kann mit gepufferten latenten Kondensationskatalysatoren versetzt werden, wodurch sich optimal abriebfeste fertige überzüge bei milderen Härtungsbedingungen herstellen lassen. Alkalisalze von Carbonsäuren, wie Kaliumformiat, sind eine Klasse solcher latenter Katalysatoren. Eine weitere Klasse solcher latenter Katalysatoren sind die Amincarboxylate und quaternären Ammoniumcarboxylate. Die Katalysatoren müssen in dem Colösungsmittelsystem natürlich löslich oder wenigstens mit diesem mischbar sein. Die Katalysatoren sind in dem Ausmaß latent, daß sie bei Raumtemperatur die Badbeständigkeit der Zubereitung nicht merklich verkürzen. Nach Erhitzen dissoziieren die Katalysatoren jedoch unter Bildung einer die Kondensation beschleunigenden aktiven Katalysatorart, beispielsweise eines Amins. Zur Vermeidung von Einflüssen auf den pH-Wert der Zubereitung werden gepufferte Katalysatoren verwendet. Bestimmte im Handel erhältliche kolloidale Siliciumdioxiddispersionen enthalten freies Alkalimetall, das während der Einstellung des pH-Wertes unter in situ Bildung der Carboxylatkatalysatoren mit der organischen Säure reagiert. Dies ist besonders dann der Fall wenn man von einem Hydrosol mit einem pH-Wert von 8 oder 9 ausgeht. Die Zubereitungen lassen sich durch Zusatz

509882/0867

von Carboxylaten katalysieren, wie Dimethylaminacetat, Äthanolaminacetat, Dimethylanilinformiat, Tetraäthylammoniumbenzoat, Natriumacetat, Natriurapropionat, Natriumformiat oder Benzyltrimethylanunoniumacetat. Die Katalysatormenge läßt sich je nach den gewünschten Härtungsbedingungen variieren, bei einem Katalysatorgehalt von etwa 1,5 Gewichtsprozent in der Zubereitung ist die Badbeständigkeit jedoch kürzer, wobei die optischen Eigenschaften des damit hergestellten Überzugs schlechter sein können. Vorzugsweise werden etwa 0,05 bis 1 Gewichtsprozent Katalysator verwendet.

Damit die Dispersionsform möglichst stabil ist und der daraus hergestellte gehärtete überzug gleichzeitig über optimale Eigenschaften verfügt, verwendet man vorzugsweise eine überzungszubereitung mit einem pH-Wert von 4 bis 5, wobei der Feststoffgehalt bei 10 bis 25 Gewichtsprozent liegt, der Siliciumdioxidanteil eine Teilchengröße im Bereich von 5 bis 30 Millimikron hat, das Teilkondensat CH₃Si(OH)₃ in einer Menge von 35 bis 55 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, in einem Colösungsmittelsystem aus Methanol, Isopropanol und Wasser vorhanden ist, die Alkohole 30 bis 60 Gewichtsprozent des Colösungsmittels ausmachen und der Katalysator Natriumacetat oder Benzyltrimethylammoniumacetat ist und in einer Menge von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent der Zubereitung vorhanden ist. Eine derartige Zubereitung ist verhältnismäßig stabil, verfügt über eine Badbeständigkeit von etwa einem Monat und läßt sich nach Aufbringen auf einen Träger bei einer Temperatur von 75 bis 125 ⁰C in verhältnismäßig kurzer Zeit unter Bildung eines transparenten abriebfesten Oberflächenüberzugs härten.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen lassen sich nach üblichen Verfahren auf feste Träger aufbringen, wie durch Bestreichen, Besprühen oder Tauchen, unter Bildung eines zusammenhängenden Oberflächenfilms. Träger aus weichem Kunststoffolienmaterial

509882/0867

ergeben zwar die besten überzüge nach dem Auftrag, die

Zubereitung kann jedoch auch auf andere Träger aufgebracht werden, wie Holz, Metall, gedruckte Oberflächen, Leder, Glas, Keramikwaren oder Textilien» Wie oben erwähnt, eignen sich die Zubereitungen besonders als Überzüge für dimensionsstabile synthetische organische Polymerträger in Folienoder Filmform, wie Acry!polymere, beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polyester, wie Polyäthylenterephthalat, oder Polycarbonate, wie Polydiphenylolpropancarbonat und PoIydiäthylenglycoHbis-allyicarbonat, Polyamide, Polyimide, Copolymere von Äcrylnitrll-Styrol, Styrol-Äcrylnitril-Butadien-Copolymere, Polyvinylchlorid, Butyrate? Polyäthylen und dergleichen. Mit diesen Subereitusigen überzogene transparente Polymermaterialien eignen sich zur Herstellung flacher oder gewölbter Schutsscheiben, wie Fenster, Oberlichter oder Windschutzscheiben, und %wa.z insbesondere für Transportmittel. Mit den erfindungsgemäßen Zubereitungen lassen sich auch Kunststofflinsen überziehen, wie Augenlinsen auf Acryl oder PolycarbonatbasiSo Bei bestimmten Änwendungsarten, bei denen man eine hohe optische Auflösung braucht, ist ein Filtrieren der Überzugszubereitung vor dem Auftragen auf den Träger zweckmäßig» Bei anderen Änwendungsarten, wie aur Herstellung korrosionsbeständiger überzüge auf Metalien, schadet die durch Verwendung bestimmter Formulierungen, wie zitronensäure- oder natriumcitrathaltiger Formulierungen, erhaltene Trübung bswo unscharfe (weniger als 5 %) nicht, so daß ein Filtrieren unterbleiben kann»

Durch Wahl einer geeigneten Formulierung, unter Einschluß eines entsprechenden Lösungsmittels, entsprechender Anwendungsbedingungen und Vorbehandlung (unter Einschluß der Verwendung von Grundiermitteln) des Trägers, lassen sich die überzüge auf praktisch alle festen Oberflächen binden.

609882/0867

-9- 2U6279

Durch Entfernung des Lösungsmittels und der flüchtigen Materialien erhält man einen harten lösungsmittelbeständigen Oberflächenüberzug. Die Zubereitung trocknet an der Luft zwar zu einer nicht mehr klebenden Masse, für eine Kondensation der restlichen Silanole in dem Teilkondensat ist jedoch ein Erhitzen auf 50 bis 150 ⁰C erforderlich. Dieses abschließende Härten führt zur Bildung eines Silsesquioxans der Formel RSiO-^₂ und starken Verbesserung der Abriebfestigkeit des Überzugs. Die Überzugsstärke läßt sich durch die jeweilige Anwendungstechnik variieren, im allgemeinen arbeitet man jedoch mit überzügen von etwa 0,5 bis 20 Mikron Stärke,und vorzugsweise 2 bis 10 Mikron Stärke. Besonders dünne Überzüge erhält man durch Schleuderbeschichtung.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Man gibt Eisessig (0,2 g) zu 200 g einer im Handel erhältlichen wässrigen Dispersion von kolloidalem Siliciumdioxid, die einen Ausgangs-pH-Wert von 3,1 hat und 34 % SiO₂ mit einer Teilchengröße von etwa 15 Millimikron enthält und deren Natriuraoxidgehalt weniger als 0,01 Gewichtsprozent ausmacht. Die angesäuerte Dispersion wird unter Rühren dann mit Methyltrimethoxysilan (138 g) versetzt, wodurch sich Methanol und Methyltrisilanol bilden. Nach etwa 1-stündigem Stehen stabilisiert sich der pH-Wert der Zubereitung bei 4,5. Teilmengen der Zubereitung werden zur Einstellung des pH-Wertes einzelner Proben mit Ammoniumhydroxid oder Eisessig vermischt, wodurch man Zubereitungen mit pH-Werten von 3,7 bis 5,6 erhält. Diese Zubereitungen werden 4 Tage gealtert, damit es mit Sicherheit zur Bildung des Teilkondensats von CH₃Si(OH)₃ in der Siliciumdioxid-Methanol-Wasser-Dispersion kommt. Die erhaltene Zubereitung enthält 40 %

509882/0867

2A46279

Feststoffe, von denen die Hälfte SiO₂ und die andere Hälfte Siloxan ist, und 2war berechnet auf dem Grundgewicht von

ι das in der gehärteten Zubereitung vorhanden ist.

Mit 6 g einer jeden Zubereitung werden biaxial orientierte gestreckte Polymethylmethacrylatplatten fließbeschichtet. Die Acrylplatten haben Abmessungen von 101,6 χ 152,4 χ 4,75 mm und werden vorher mit Isopropanol gereinigt. Man läßt die beschichteten Platten 1,5 Stunden bei Raumtemperatur an der Luft trocknen und härtet sie dann 4 Stunden bei 85 ⁰C in einem Zwangsumluftofen.

Teilmengen der gealterten Zubereitungen werden durch Zugabe von Isopropanol auf 25 Gewichtsprozent Feststoffgehalt verdünnt, auf Acrylplatten aufgetragen und in der gleichen Weise gehärtet. Andere Teilmengen der Zubereitungen altert man insgesamt 8 Tage, worauf man sie auf Acrylplatten aufzieht und genauso härtet.

Haft- und Abriebfestigkeit aller überzüge werden bestimmt. Die Haftung, die durch Abziehen eines Klebstreifens von einem 3,17 mm kreuzschraffierten Gitter des Überzugs gemessen wird, ist hervorragend bis gut, mit Ausnahme eines teilweisen Mißerfolgs bei einigen überzügen aus den 8 Tage gealterten Zubereitungen. Zur Bestimmung der Abriebfestigkeit werden die überzüge unter Verwendung einer Stahlwolle mit der Nummer O000 bei einer Belastung von 1,76 kg/cm durch kreisförmige Bewegung über fünf volle Umdrehungen gescheuert. Die Zunahme der optischen Trübung bzw. Unscharfe der abgescheuerten Fläche wird dann mit einem Gardner-Großflächentrübungsmeßgerät ermittelt. Die Werte der Abriebfestigkeit für die Überzüge bei verschiedenen pH-Werten und verschiedenen Tagen der Alterung der Zubereitungen sind in Tabelle I zusammengefaßt.

509802/0867

Nicht überzogene Platten der gleichen gestreckten Acrylfolie ergeben bei der Untersuchung nach diesem Verfahren eine prozentuale Trübungs- bzw. Unscharfezunähme von 32 bis 35 %. Diese Werte zeigen den deutlichen Einfluß des pH-Wertes des prozentualen Feststoffgehaltes sowie der Alterung. Zubereitungen mit pH-Werten von 4,5 und 5,0 sind langer als 21 Tage stabil und ergeben die beste Kratzfestigkeit.

Eine Teilmenge der auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellten und mit Isopropanol auf einen Feststoffgehait von 25 % verdünnten Zubereitung wird nach 4 Tage langer Alterung durch Zugabe von 0,28 Gewichtsprozent Benzyltrimethylammoniumacetat katalysiert. Die katalysierte Zubereitung wird durch Fließbeschichtung auf transparente glasfaserverstärkte Polyesterplatten aufgetragen, die im Handel als Glasiermaterial für Sonnenenergiekollektoren verfügbar sind» Die überzüge werden 6 Stunden bei 7O ⁰C gehärtet. Die äabei erhaltenen Überzüge haften hervorragend und ergeben eine etwas bessere LichttransmissioRo Die Äbriebfestigkeit der überzüge ist gut. Aufgrund von Untersuchungen an anderen Trägern ist es klar, daß Langzeitbewitterungsuntersuchungen eine wesentliche Verbesserung der Wetterbeständigkeit der Platten ergeben.

Beispiel 2

Eine Überzugszubereitung mit einem Gehalt von 37 Gewichtsprozent Feststoffen, von denen 50 % SiO₂ sind, wird hergestellt, indem man eine basische kolloidale Dispersion von Siliciumdioxid mit einer Korngröße von 13 bis 14 Millimikron (die einen pH-Wert von 9,8 hat und über einen Uatriumoxidgehalt von 0,32 % verfügt), zu Methyltrimethyloxysilan gibt, das man vorher durch Zusatz von 2,5 Gewichtsprozent Eisessig

509882/0867

Λ ο i Λ*

angesäuert hat. Nach 4-stündigem Vermischen wird die Zubereitung in Teilmengen aufgeteilt, die man dann durch Zusatz von Eisessig auf pH-Werte von 3,9, 4,5 und 5,0 einstellt. Die Zubereitungen werden hierauf durch Zugabe von Isopropanol auf 25 % Feststoffgehalt verdünnt, 4 Tage gealtert, auf Acrylplatten aufgetragen, gehärtet und wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht. Alle Platten zeigen nach Scheuern mit Stahlwolle keine Trübungs- bzw. Unscharfeänderungα Diese Härtezunahme im Vergleich zum überzug gemäß Beispiel 1, insbesondere dem mit der Zubereitung mit einem pH-Wert von 3^7 erhaltenen Überzug, ist der katalytischen Wirkung von Natriumacetat zuzuschreiben, das bei Zugabe des kolloidalen Siliciumdioxids zu dem angesäuerten Silan entsteht. Die unverdünnten Zubereitungen (37 % Feststoffgehalt) sind weniger stabil und gelieren aufgrund der Gegenwart des Katalysators innerhalb einer 4-tägigen Alterungsperiode.

Eine Überzugszubereitung, die gleich ist wie oben beschrieben, und einen pH-Wert von 4,5 sowie einen Feststoffgehalt von 25 % hat, wird 3 Tage gealtert und dann zum Tauchüberziehen von β Spodumenkeramikwärmeaustauscherkernen verwendet. Die restliche Überzugszubereitung verdünnt man hierauf mit einem 50s50 Isopropanol zu Wasser-Colösungsmittel auf 20 % Feststoffgehalt und verwendet sie zum Tauchüberziehen von 6 Cordieritwärmeaustauscherkernen, die verhältnismäßig kleine Luftdurchlässe haben. Alle überzogenen Probestücke werden 6 Stunden bei 100 ⁰C gehärtet. Jeweils 3 Kerne jeder Art werden weitere 20 Stunden bei 350 ⁰C gehärtet. Alle beschichteten Kerne verfügen über eine bessere Festigkeit und sind widerstandsfester gegenüber heißen korrodierenden Gasen.

Beispiel 3

Unter Verwendung verschiedener Trimethoxysilane stellt man eine Reihe von ÜberzugsZubereitungen her. Die Herstellung dieser Zubereitungen erfolgt durch Zugabe der entsprechenden Menge Silan zu der in Beispiel 1 beschriebenen wässrigen

809882/08S7

kolloidalen Siliciumdioxiddispersion, die man vorher durch Zusatz von 1 Gewichtsprozent Eisessig auf einen pH-Wert von etwa 4,5 angesäuert hat. Die Feststoffe bestehen aus 50 Gewichtsprozent SiO₀ und 50 Gewichtsprozent des Teilkondensats von RSi(OH)₀, und zwar berechnet als RSiO-,-. Nach 3 Tagen

O 3 f μ

werden die Zubereitungen mit Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 20 % verdünnt. In den Fällen, bei denen der Substituent R für CF₀CH₀CH₀-, CH-CHCH-0(CH-K oder

CH₀=CHCOO(CH₀)-, steht, kommt es innerhalb dieser Zeitspanne

von 3 Tagen zur Gelierung. Es werden frische Zubereitungen hergestellt und mit Isopropanol nach 4 Stunden auf 20 % Feststoff gehalt verdünnt, die man dann 2 Tage stehen läßt.

Die Zubereitungen werden auf saubere gestreckte Acrylplatten, wie sie vorher beschrieben wurden, aufgetragen, worauf man sie 15 Hinuten an der Luft trocknen läßt und dann 4 Stunden bei 85 ⁰C härtet. Die überzogenen Platten werden durch den beschriebenen Stahlwolleabriebversuch bezüglich ihrer Abriebfestigkeit untersucht. Die unter Verwendung der verschiedenen Silane erhaltenen Ergebnisse gehen aus Tabelle II hervor. Zur Formulierung der obigen Zubereitungsart verwendet man ein Gemisch von Silanen. Ein Gemisch aus 90 Gewichtsprozent CH₃Si(OCH₃)₃ und 10 Gewichtsprozent CF₃CH₂CH₂Si(OCH₃)₃, das anstelle des Monomethyltrimethoxysilans in der Zubereitung verwendet wird, ergibt einen überzug mit einer Trübungs- bzw. Unscharfeänderung von 2,0 %. Ein ähnliches Gemisch, das man aus einem Gemisch von 80 % CH₃Si(OCH₃)₃ und 20 % CH₂=CHCCOO(CH)₃Si(OCH₃)₃ herstellt, verfügt über eine CH₃

gleiche Abriebfestigkeit.

509882/0867

• /f.

Die aus dieser Tabelle hervorgehenden Werte zeigen die Notwendigkeit der Verwendung von Zubereitungen, die eine überwiegende Menge des Teilkondensats von CH₃Si(OH)₃ enthalten. Gehärtete überzüge auf der Basis anderer Silsesquioxane, wie C₃H₇SiO₃,.,, und CH₂=CHCCOO(CH₂).3SiO₃,^ sind weicher als

CH₃

die Acryloberfläche selbst.

Beispiel 4

Eine angesäuerte wässrige kolloidale Dispersion der in Beispiel 1 beschriebenen Art wird mit verschiedenen Mengen Methyltrimethoxysilan versetzt, worauf man die pH-Werte der Zubereitungen auf 4,5 einstellt. Nach 4-tägiger Alterung werden die Zubereitungen mit Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 20 % verdünnt und durch Fließbeschichten auf Acrylplatten aufgetragen, worauf man sie an der Luft trocknet und 2 Stunden bei 85 ⁰C härtet. Die Abriebfestigkeiten (prozentuale Änderungen der Trübung bzw. Unscharfe nach dem Stahlwollversuch) der verschiedenen überzüge sind wie folgt:

Zusammensetzung des gehärteten % Änderung der Trübung Überzugs bzw. Unschräfe

10 % CH₃SiO₃^₂

90	%	SiO₂	3/2
20	%	CH₃SiO
80	%	SiO₂	3/2
30 70	% %	CH₃SiO SiO₂	3/2
40 60	% %	CH₃SiO SiO₂	3/2
50	%	CH₃SiO
50	%	SiO^

1,0 2,0

0,4 Überzug blättert nach dem Härten ab.

609882/0867

Die oben angegebenen Werte zeigen, daß im Überzug eine Minimummenge (wenigstens 25 bis 30 Gewichtsprozent) an CH₃SiO₃ >2 vorhanden sein muß.

Beispiel 5

Verschiedene Mengen Natriumacetat werden zu einer angesäuerten kolloidalen Dispersion gegeben, die ursprünglich praktisch frei von Alkalisalzen ist. Die Dispersion versetzt man mit soviel Methyltrimethoxysilan, daß man einen 50:50 SiO-XCH₃SiO überzug erhält, und die pH-Werte einer jeden Zubereitung werden durch Zugabe von Eisessig auf 4,5 eingestellt. Nach 1 bis Tagen verdünnt man die Zubereitungen mit Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 20 %, trägt sie auf Acry!platten auf und härtet sie 4 Stunden bei 85 ⁰C. Die Abriebfestigkeit (prozentuale Änderung der Trübung bzw. Unscharfe nach dem Scheuern mit Stahlwolle) der so erhaltenen Überzüge ist wie folgt:

Gew.-% an in der ursprünglichen %-Änderung der Trübung Siliciumdioxiddispersion vorhan- bzw. Unscharfe nach dem denem Natriumacetat Scheuern

0 1,0⁺

0,0625 0,3⁺

0,125 0,3

0,25 0,5

0,50 0,8

1,0 0,3

2,0 14,8

Beschichtung nach 4 Tagen, in allen anderen Fällen erfolgt Beschichtung nach 1 Tag.

509882/0867

2U6279

Äquivalente Ergebnisse (nämlich Änderung der Trübung bzw. Unscharfe von weniger als 1 %) erhält man bei Verwendung von Trimethylbenzylammoniumacetat in Mengen von 0,05 bis 0,25 Gewichtsprozent der Zubereitung. Nach obigen Verfahren kann man die optimale Menge für jeden der in der Beschreibung erwähnten Katalysatoren ohne weiteres ermitteln.

Beispiel 6

Zu Vergleichszwecken verwendet man Äthylorthosilicat als SiO₂-Quelle, wie dies in US-PS 3 642 681 beschrieben ist. 100 g Äthylorthosilicat werden durch Zusatz zu 47 g Äthanol ■ in 45 g 0,1 η wässriger Salzsäure hydrolysiert. Nach 1 Stunde versetzt man die Proben des hydrolysieren CC₂H₅O) .Si mit solchen Mengen verschiedener Silane, daß man eine Zubereitung erhält, bei der 50 % der Feststoffe aus SiO₅ bestehen. Diese Lösungen werden mit Isopropanol und Essigsäure so verdünnt, daß man 10-prozentige Lösungen erhält, die Äcrylplatten benetzen würden» Nach Beschichten erhitzt man die Platten zum völligen Aushärten 16 Stunden auf 85 ⁰C. Die ÄJbriebfestigkeit wird nach dem oben beschriebenen Stahlwolleversuch ermittelt® Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind wie folgt:

zur Äthylorthosilicatlösung % Trübungs-bzw. Un-

zugesetztes Silan Schärfeänderung

CH₃Si(OCH₃)₃ CH₂=CHSi(OCH₃J₃

CH₂-CHCCOO(CH₂)₃Si(OCH₃)₃ CH.,

18	,7
25	,1
21	,5

509882/0867

Obige Werte zeigen die schlechtere Wirkungsweise von Siliciumdioxidlösungen von hydrolysiertem Äthylorthosilicat, wenn man dies bei einer ansonsten gleichen Zubereitung einsetzt. Damit man eine bessere Abriebfestigkeit erhält, muß das Siliciumdioxid daher in Form einer kolloidalen Dispersion vorliegen.

Beispiel 7

Man säuert Methyltrimethoxysilan (50,0 g) mit 1,0g Essigsäure an. Das angesäuerte Silan versetzt man mit einer kolloidalen Siliciumdioxiddispersion (66,7 g) der in Beispiel 2 beschriebenen Art, wodurch man eine Methanol-Wasser-Dispersion aus Siliciumdioxid und löslichem Teilkondensat erhält. Die Feststoffe bestehen zu 40 % aus SiO₂ und zu 60 % aus dem Teilkondensat CH₃Si(OH)₃, und zwar berechnet als CH₃SiO-W-' Nach Verdünnen mit Isopropanol auf einen Feststoff gehalt von 22,5 % wird der pH-Wert der Zubereitung auf 5,35 eingestellt. Die Zubereitung wird nach 5 Tagen filtriert und auf Polydiäthylenglycolbisalkylcarbonat-Platten aufgetragen, die vorbehandelt werden, indem man sie über Nacht in einer 10-prozentigen Kaliumhydroxidlösung tränkt. Der Überzug wird 2 Stunden bei 100 ⁰C gehärtet.

Ein zweiter Teil der beschriebenen Überzugszubereitung wird durch Zusatz von 0,1 Gewichtsprozent Trimethylbenzylammoniumacetat katalysiert und dann auf versilberte Acrylplatten (Spiegel) sowie auf Polycarbonatplatten aufgetragen, die man wie oben beschrieben vorbehandelt. Die katalysierten Überzüge werden 2 Stunden bei 85 ⁰C gehärtet.

Beide beschichteten Plattenarten werden wie oben beschrieben mit Stahlwolle gescheuert und dann untersucht, wobei man Trübungs- bzw. Unscharfeänderungen von weniger als 1 % erhält.

S09882/0867

Die beschichteten Polycarbonatplatten werden durch den Tabor-Abriebversuch getestet. Die Überzüge werden so lange abgescheuert, bis man eine 10-prozentige Trübung bzw. Unscharfe erhält, wobei man die Umdrehungszahlen als das Vielfache der Anzahl an Umdrehungen ermittelt, die zur Bildung des gleichen Trübungs- bzw. Unscharfewertes auf nichtbeschichteten Acrylplatten erforderlich sind. Die dabei erhaltenen Versuchsergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.

Wie Polymethylmethacrylat so eignet sich auch das PoIydiäthylenglycolbisallylcarbonat besonders gut zur Herstellung optischer Linsen. Nach ihrer Formung lassen sich solche Linsen mit den erfindungsgemäßen Zubereitungen überziehen, wodurch sich ihre Lebensdauer verlängern läßt.

Platten aus handelsüblichem transparentem Polycarbonat werden mit einer 5-prozentigen Lösung eines silanmodifizierten Epoxiharzes in Dowanol-EM grundiert, worauf man sie an der Luft trocknen läßt. Das Epoxigrundiermittel ist ein Gemisch aus etwa 20 % ß-Aminoäthyl-gamma-aminopropyltrimethoxysilan in einem handelsüblichen flüssigen Epoxid. Die grundierten Platten werden mit der gleichen Zubereitung, wie bei Beispiel 1 beschrieben (pH = 3,9), beschichtet, die mit Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 25 % verdünnt und durch Zusatz von 0,2 Gewichtsprozent Trimethylbenzylammoniumacetat katalysiert ist. Der hiermit erhaltene Überzug hält sich im Querschraffur-Klebstreifenversuch, und seine Abriebfestigkeit ist ausgezeichnet.

Andere Polymerträger, auf die sich der erfindungsgemäße Überzug mit gleich guten Ergebnissen auftragen läßt, sind Polyvinylchlorid, Polystyrol, Siliconharz und Siliconkautschuk, cellulosische Thermoplasten, Polyester und dergleichen.

509682/0867

" ¹⁹ " 2A46279

Beispiel8

Mit 18,9 Teilen Essigsäure angesäuertes Methyltrimethoxsilan (75,7 Teile) vermischt man mit 126,1 Teilen der in Beispiel 1 beschriebenen kolloidalen Siliciumdioxiddispersion mit einem Feststoffgehalt von 50 %. Das Vermischen verläuft leicht exotherm, und das Gemisch wird daher gekühlt. Nach 5-stündigem Stehen werden zur Einstellung eines pH-Wertes von 4,5 weitere 8 Teile Essigsäure zugesetzt. Nach 11 Stunden verdünnt man die Zubereitung durch Zugabe von 100 Teilen Isopropanol. Die Zubereitung wird hierauf 3,5 Tage gealtert und dann durch Tauchbeschichtung auf gestreckte Acrylplatten aufgetragen. Der erhaltene Überzug wird an der Luft getrocknet und abschließend 4 Stunden bei 85 ⁰C gehärtet.

Die beschichteten Platten werden in eine Befeuchtungskammer gegeben, die auf einer Temperatur von 74 ⁰C und auf 100 % Feuchtigkeit gehalten wird. Andere beschichtete Platten werden unter den in ASTM-G-25-70 beschriebenen Bedingungen in ein Bewitterungsgerät gegeben. Zu Vergleichszwecken untersucht man ferner eine im Handel erhältliche Acrylplatte, die mit einem Polykieselsäure/Fluorolefin-Hydroxyalkylvinyläther-Copolymer überzogen ist. Die beim Stahlwolleabriebversuch

(1,76 kg/cm ) nach der angegebenen Anzahl von Umdrehungen und der erwähnten Aussetzungszeit erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt. Eine weitere, mit der obigen erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtete Acrylplatte wird über 21 Tage in einem Bewitterungsgerät gelassen, und auf ihr sind nach Scheuern mit Stahlwolle bei 1,76
bar.

2
1,76 kg/cm Belastung und 5 Umdrehungen keine Kratzer sieht-

Andere wie oben beschichtete und gehärtete Acrylplatten werden zur Bestimmung ihrer Eignung als Scheiben (Windschutzscheiben) für Transportfahrzeuge anderen Testverfahren unterzogen. Hierzu legt man einen in einem besonderen Lösungsmittel

509882/086 7

getränkten Gazebausch auf den gehärteten überzug, bedeckt das Ganze mit einem Uhrglas und beläßt es 24 Stunden bei Raumtemperatur. Bei Einwirkung von Benzol, Toluol, Xylol, Trichloräthan, Aceton, Äthylacetat, Butylamin, Methanol, Isopropanol, Dauergefrierschutzmittel, Benzin oder Motoröl läßt sich dabei kein merkbarer Einfluß feststellen.

Eine andere so beschichtete Acrylplatte wird mit einem Scheibenwischerblatt gescheuert, das mit 0,06 kg/cm Länge belastet ist, und sich bogenförmig mit 80 Zyklen pro Minute bewegt. In Intervallen von 5 Minuten sprüht man auf die Oberfläche der Testplatte eine 15-prozentige Natriumchloridlösung auf. Der Versuch wird nach 12 420 Zyklen abgebrochen, worauf sich kein sichtbarer Effekt auf der Bogenoberflache feststellen läßt.

Die Wärmeschockeigenschaften des Überzugs werden durch zyklische Temperaturänderung einer beschichteten Platte von -18 ⁰C auf 70 ⁰C innerhalb etwa 20 Minuten untersucht. Nach 6 solchen Zyklen ist der überzug noch intakt, ohne daß sich ein Effekt auf die optischen Eigenschaften feststellen läßt.

Obige Werte zeigen, daß die erfindungsgemäßen überzüge neben ihrer Abriebfestigkeit auch hervorragend wetterbeständig, lösungsmittelfest und wärmestabil sind.

Beispiel 9

Eine ähnliche Überzugszubereitung wie bei Beispiel 8, die jedoch kein Isopropanol enthält, wird auf saubere Aluminiumplatten gesprüht. Nach 24 Stunden langem Trocknen an der Luft werden die beschichteten Platten in einen Nebelzyklengerät untersucht. Nach 100 Stunden langem Test läßt sich auf den Platten nur eine geringe Korrosion (2%) fest-

5098Ö2/Ö867

stellen, wobei der Überzug keine Blasen bildet. Diese Daten zeigen die Eignung der erfindungsgemäßen Zubereitungen als korrosionsfeste Überzüge für Metall.

Beispiel 10

Die Eignung verschiedener organischer Säuren zur Formulierung erfindungsgemäßer Zubereitungen wird gezeigt, indem man Ameisenäure und Maleinsäure mit einem 50/50 Isopropanol-Wasser-Colösungsmittel zu 25-prozentigen Lösungen verdünnt. Oxalsäure verdünnt man dann mit dem gleichen Colösungsmittel zu einer 12,5-prozentigen Lösung. Jede verdünnte Säure gibt man zu 10,0 g Anteilen von wässrigem kolloidalem Siliciumdioxid, das über Teilchen von 13 bis 14 Millimikron verfügt und einen Feststoffgehalt von 30 %, einen pH-Wert von 9,8 und einen Natriumoxidgehalt (titrierbares Alkali) von 0,32 % hat. Es wird eine zur Einstellung des pH-Wertes auf 3,5 bis 4,1 ausreichende Menge Säure zugegeben. Jede der angesäuerten Siliciumdioxidzubereitungen versetzt man mit Methyltrimethoxysilan (6,0 g). Nach 30 Minuten langem Vermischen verdünnt man die Zubereitungen durch Zugabe von Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 25 %, worauf sie etwa 18 Stunden gealtert werden. Die oxalsäurehaltige Zubereitung enthält eine geringe Menge Niederschlag, der beim Altern ausgefallen ist. Die gealterten Zubereitungen werden durch Fließbeschichten auf Mikrokopiergläser aufgetragen, an der Luft getrocknet und dann 2,5 Stunden bei 100 ⁰C gehärtet.

Die klaren gehärteten Überzüge untersucht man bezüglich ihrer Abriebfestigkeit, indem man ihre Oberfläche mit einem Radiergummi zu beschädigen versucht. Die mit Ameisensäure angesäuerte Zubereitung ist hervorragend abriebfest, und die maleinsäuresowie oxalsäurehaltigen überzüge sind ebenfalls sehr abriebfest.

S09882/Ö86?

Beispiel 11

Das in Beispiel 10 beschriebene Verfahren wird unter Verwendung einer 25-prozentigen Lösung aus Glycolsäure und einer kolloidalen Siliciumdioxiddispersion, die etwa 0,05 % Natriumoxid enthält und einen End-pH-Wert von 3,1 hat, wiederholt. Nach Verdünnen mit Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 25 % liegt der pH-Wert bei 3,6. Nach etwa 4-stündigem Altern katalysiert man etwa 25 g der Zubereitung mit 0,15 g einer 10-prozentigen Lösung von Benzyltrimethylammoniumacetat, wodurch der pH-Wert auf 4,7 ansteigt. Nach Auftragen auf Glasobjektträger und Härten und Untersuchung mit einem Radiergummi ist der klare Überzug gut bis sehr gut abriebfest.

Die Überzugszubereitung wird dann weiter durch Zusatz von 0,5 g 10-prozentiger Isopropanollösung von Triäthylamin katalysiert, wodurch der pH-Wert auf 5,2 ansteigt. Hieraus hergestellte überzüge auf Glasobjektträgern sind äußerst abriebfest, ergeben nach dem Härten jedoch eine leichte Verringerung der Lichtdurchlässigkeit (etwa 3 % Trübung bzw. Unschräfe). Diese geringe Menge an Trübung bzw. Unscharfe stört nicht, solange der Überzug nicht auf dem Gebiet der Optik verwendet wird.

Beispiel 12

Drei verschiedene wässrige kolloidale Siliciumdioxide werden zur Bildung einer Dispersion mit 32 % Feststoffgehalt vermischt, die ein Drittel 50 bis 70 Millimikron große Teilchen, ein Drittel 15 bis 17 Millimikron große Teilchen und ein Drittel 6 bis 7 Millimikron große Teilchen enthält, und einen Natriumoxidgehalt von etwa 0,2 Gewichtsprozent aufweist. Zu 87,5 g kolloidaler Siliciumdioxid-

S09Ö82/0867

dispersion wird Essigsäure (2,25 g in 10 ml Wasser) gegeben. Nach dem Ansetzen werden rasch 45 g Methyltrimethoxysilan zugesetzt/ worauf man das Gemisch schüttelt. Nach 45 Minuten wird die Hydrolyse als beendet angesehen, worauf man 57,75 g Isopropanol zugibt, und so eine Überzugszubereitung mit einem Feststoffgehalt von 25 % (berechnet auf dem Gewicht aus SiO₂ + CH₃SiO₃.₂) und einen pH-Wert von 5,4 erhält.

Nach 2-tägiger Alterung wird die Lösung/Dispersion aus kolloidalem Siliciumdioxid und Teilkondensat filtriert, und mit einer Teilmenge hiervon beschichtet man eine 3,2 mm starke gestreckte Acrylplatte. Nach 30 Minuten langem Trocknen an der Luft wird der überzug 4 Stunden bei 80 ⁰C gehärtet.

Nach Behandeln des Überzuges mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Stahlwolletest läßt sich keine Trübungs- bzw. Unscharfeänderung feststellen. Die Umdrehungszahl wird auf 25 erhöht, wobei immer noch kein meßbarer Abrieb festzustellen ist. Hie-

2

rauf erhöht man die Belastung von 1,76 kg/cm auf 2,46 kg/cm , und nach 10 Umdrehungen zeigt sich keine meßbare Trübungsbzw. Unscharfeänderung. Die außergewöhnliche Härte dieses Überzugs wird auf die dichtere Teilchenpackung zurückgeführt, die man mit dem Gemisch verschiedener Teilchengrößen erhält.

Eine zweite Menge der gealterten Überzugszubereitung wird durch Fließbeschichten auf ein 2,54 mm starkes Formstück aus handelsüblichem Styrol-Acrylnitril-Copolymer aufgetragen, das man vorher mit dem in Beispiel 7 beschriebenen silanmodifizierten Epoxi behandelt hat. Nach 30 Minuten langer Lufttrocknung wird der überzug 6 Stunden bei 75 C gehärtet.

Der gehärtete überzug erweist sich nach dem Stahlwollescheuerversuch als hervorragend abriebfest. Ein Teil des Überzugs wird unter Verwendung einer Rasierklinge in 1,5 mm große Quadrate querschraffiert, wobei man bis auf den Styrol-AcrylnitriI-Träger durchschneidet. Der querschraffierte überzug läßt sich nicht abheben, wenn man einen vorher auf die zugeschnittene Oberfläche aufgepreßten druckempfindlichen

609882/0 86 7

Klebstreifen rasch abzieht. Diese Werte zeigen die gute Abriebfestigkeit und Haftung, die aus der erfindungsgemäßen Zubereitung hergestellte überzüge aufweisen.

509882/0867

Tabelle I Abriebfestigkeit - % Trübungs- bzw. Unschärfeänderung

pH der Masse

3,7

4,5

5,0

5,6

% Feststoffe in der Masse

oo %-Trübungs- bzw.

ro Unschärfeänderung

"** 4 Tage gealterte

° Zubereitung

40

25 40

0,4

0,8 0,4

0,5

%-Trübungs- bzw. Unschärfeänderung 8 Tage gealterte Zubereitung

kleine Gelteilchen in der Probe

Tabelle II

In der Überzugsmasse verwendetes Silan

Abriebfestigkeit des Überzugs (%-Trübungs- bzw. Unschärfeänderung)

CH₃Si(OCH₃)₃ C₃H₅Si(OCH₃) CH=CHSi(OCH₃J₃

co C-H-Si (OCH,)

CF₃CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

CH₂=CHCOO(CH₂)₃Si(OCH₃) CH.,

3,2 gelierte Zubereitung

9,0 45,5 33,5 50,7

CH₂ - CHCH₂O(CH₂J₃Si (OCH)

39,0

Tabelle III

Taborabrieb (X Aery!material) Platte Minimal abgescheuerte Fläche Maximal abgescheuerte Fläche

nicht überzogenes Polycarbonat 24 X 24 X

Öl

*■> 40 SiO₀: 60 CH-,SiO,_/o

% nicht katalysiert 580 X 375 X

00

O> 40 SiO₂:60 CH₃Si0_3/2

katalysiert 670 X 350 X

-ff

CD NJ

CD

Tabelle IV

Aussetzungsbedingungen

Überzugsmaterial Abriebfestigkeit (%-Trübungs- bzw. Unscharfeänderung)

5 10

Umdrehungen Umdrehungen Umdrehungen

Aussehen vor dem Abscheuern

50% SiO, 50% SiO

3/2

Beginn

(keine Aussetzung) Polykieselsäure/ Fluorcopolymer

0,8

2,2

1,0.

3,5

gut

ausgezeichnet

Stunden -

50% SiO

50%

Befeuchtungskammer Polykieselsäure/ κ> Fluorcopolymer

40,2

0,2

1/9

gut

permantente Wasserflecken

Stunden

50% SiO₂

50% CH₀SiO

³ 3/2 0,6

1,4

5,6

Befeuchtungskammer Polykieselsäure/

Fluorcopolymer 44,0

gut

permanente Wasserflecken

Tage

50% SiO

50% 0,5

0,7

0,5

gut

Bewitterungsgerät

Polykieselsäure/ Fluorcopolymer 1,8

5,4

15,7

gut

Claims

P atentansprüche

1. Pigmentfreie wässrige Überzugs5ubereitung, gekennzeichnet durch eine Dispersion von kolloidalem Siliciumdioxid in einer Lösung des Teilkondensats eines Silanols der Formel RSi(OH)₃, worin R für Alkyl mit 1 bis einschließlich 3 Kohlenstoffatomen, Vinyl, 3,3,3-Trifluorpropyl, gamma-Glycidoxypropyl oder gamma-Methacryloxypropyl steht, in einem Gemisch aus niederem aliphatischen! Alkohol und Wasser, wobei wenigstens 70 Gewichtsprozent des Silanols als CH₃Si(OH)₃ vorliegen, die Zubereitung 10 bis 50 Gewichtsprozent Feststoffe enthält, die praktisch aus 10 bis 70 Gewichtsprozent kolloidalem Siliciumdioxid und 30 bis 90 Gewichtsprozent des Teilkondensats bestehen, und die Zubereitung ferner eine zur Einstellung eines pH-Wertes von 3,0 bis 6,0 ausreichende Menge einer Säure enthält.

2. Überzugszubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholmenge in dem Colösungsmittel aus Alkohol und Wasser 20 bis 75 Gewichtsprozent beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Colösungsmittels.

3. Zubereitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 50 Gewichtsprozent des Alkohols Isopropanol sind.

4. Zubereitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Colösungsmittel aus Alkohol und Wasser ein mit Wasser mischbares polares Lösungsmittel in einer Menge von bis zu 20 Gewichtsprozent enthält, und zwar bezogen auf das Gewicht des Trägermediums.

δ 09 S82/0867

-30- 2U6279

5. Zubereitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Lösungsmittel Aceton ist.

6. Zubereitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wasser mischbare organische Säure Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure oder Maleinsäure ist.

7. Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 0,05 bis 1,5 Gewichtsprozent eines gepufferten latenten Silanolkondensationskatalysators enthält.

8. Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Katalysator das Natriumsalz einer mit Wasser mischbaren organischen Säure enthält.

9. Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Katalysator ein Carbonsäuresalz eines Amins enthält.

10. Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Katalysator ein quaternäres Ammoniumsalz enthält.

11. Zubereitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsalz Benzyltrimethylammoniumacetat ist.

5 098 8 2/0867

2U6279

12. Zubereitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilkondensat CH₃Si(OH)₃ ist.

13. Zubereitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilkondensat in einer Menge von 40 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Feststoffmenge, vorhanden ist.

14. Zubereitung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der niedere aliphatische Alkohol ein Gemisch aus Methanol und Isopropanol ist.

509882/0867