CH643578A5

CH643578A5 - Masse fuer beschichtungen.

Info

Publication number: CH643578A5
Application number: CH697979A
Authority: CH
Inventors: Don H Rotenberg; Patricia M Cuffe; Bernard L Laurin
Original assignee: Ao Inc
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1984-06-15
Also published as: DE2930862A1; FR2440390B1; CA1111978A; GB2032935A; AU522350B2; GB2032935B; NL7905412A; AU4935079A; US4186026A; JPS5560555A; FR2440390A1; BR7904879A

Description

Die Erfindung betrifft Massen für Beschichtungen insbesondere abriebfeste Beschichtungsgemische, die eine besonders hohe Resistenz gegen Haarrissbildung sowohl auf Substraten mit hoher Affinität zu Wasser als auch auf Substraten mit geringer Affinität zu Wasser aufweisen.

In der US-PS 3 894 881 ist ein Beschichtungsgemisch beschrieben, das aus getrennt hydrolisierten siliciumhaltigen Materialien besteht, die danach vereinigt und dann auf dem Substrat vernetzt bzw. ausgehärtet werden. Das Material enthält ein Metallsalz als Katalysator.

Aus der US-PS 4 064 308 ist eine abriebfeste Anti-Beschlag-Beschichtung aus Poly vinylalkohol, der mit einem Gemisch von Zirconnitrat und Formaldehyd vernetzt ist, bekannt.

Es wurden nun verbesserte abriebfeste Massen für Beschichtungen gefunden, die eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Haarrissbildung auf Wasser absorbierenden Substraten ermöglichen. Als wasserabsorbierende Substrate sind z.B. Materialien, wie Poly-(diäthylenglykol-bis-allyl-carbonat), Cellulosepropionat und Celluloseacetatbutyrat geeignet. Diese Materialen werden vorzugsweise als Materialien für Linsen, z.B. Brillengläser, verwendet. Andere üblichen Linsenmaterialien, wie übliche Polycarbonatharze oder Polymethylmethacrylate absorbieren nicht genügend Wasser, so dass die Probleme der Haarrissbildung hier unter normalen Umweltbedingungen nicht auftreten. Materialien mit einer hohen Affinität zu Wasser, wie z.B. die oben erwähnten, weisen im allgemeinen grössenmässige Änderungen bei Veränderung der Luftfeuchtigkeit auf. Diese Dimensionsänderungen verursachen oft die Bildung von Haarrissen in der abriebsfesten Beschichtung. Diese Haarrissbildung kann nunmehr durch Verwendung eines gleichzeitig hydrolysierten Gemisches aus Tetraäthylorthosilikat, gewissen Silanen und Formaldehyd verhindert werden. Das Formaldehyd erhöht die Flexibilität der Beschichtung, so dass sie in einem cyclischen Feuchtigkeitstest besteht. Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Möglichkeit abriebfeste Beschichtungen, die beständig sind gegen Dimensionsveränderungen, wenn sie auf Wasser absorbierenden Substraten verwendet werden, herzustellen. Die erfin-dungsgemässe Masse ist aber auch zur Beschichtung von Substraten einsetzbar, die keine hohe Affinität zu Wasser aufweisen.

Die erfindungsgemässen Massen enthalten das Hydrolyseprodukt eines Gemisches von:

(a) 20 bis 50 Gewichtsprozent Tetraäthylorthosilikat,

(b) 37 bis 60 Gewichtsprozent eines Silans, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyltrimethoxysilan, Dimethyl-dimethoxysilan, Äthyltriäthoxysilan, Diäthyldiäthoxysilan, Äthyltrimethoxysilan und Methyltriäthoxysilan und

(c) 13 bis 35 Gewichtsprozent Formalin.

Vorzugsweise enthalten die Massen, die für Substrate mit hoher Affinität zu Wasser vorgesehen sind, das Hydrolyseprodukt eines Gemisches von etwa 25 Gewichtsprozent der Komponente (a), etwa 50 Gewichtsprozent der Komponente (b) und etwa 25 Gewichtsprozent der Komponente (c). Zur Beschichtung von Substraten mit relativ niederer Affinität zu Wasser eignen sich Massen, die das Hydrolyseprodukt eines Gemisches von etwa 33 Gewichtsprozent der Komponente (a), etwa 42 Gewichtsprozent der Komponente (b) und etwa 25 Gewichtsprozent der Komponente (c) enthalten.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung der neuen Massen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man: -

(a) 20 bis 50 Gewichtsprozent Tetraäthylorthosilikat,

(c) 13 bis 35 Gewichtsprozent Formalin, miteinander mischt und die Mischung mit einer wässrigen Alkohol-Säure-Lösung hydrolysiert.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der neuen Massen zur Herstellung von Beschichtungen auf Substraten, z.B. zum Beschichten von Linsen aus wasserabsorbierenden Kunststoffen.

Beispiel 1

Eine Lösung von 256,7 Gramm Tetraäthylorthosilikat, 513,5 Gramm Methyltrimethoxysilan und256,7 Gramm Formalin (37%iges Formaldehyd) wurde kräftig gerührt, während eine Lösung von 136,9 Gramm Wasser, 68,5 Gramm Essigsäure und 308,1 Gramm einer 50/50-Mischung von Iso-propyl- und n-Butylalkohol langsam aus einem Tropftrichter

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hinzugegeben wurden, um zu verhindern, dass die Temperatur bei der Exothermen Reaktion auf mehr als 32°C ansteigt. Nach der Zugabe der wässrigen Alkohol-Säure-Lösung wurde die Reaktionsmischung zugedeckt und für weitere fünf Tage gealtert.

10 Poly(diäthylglykol-bis-allylcarbonat) Linsen (CR -39) wurden hydrolisiert, in die Lösung eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 25,4 cm /Minute herausgezogen. Die beschichteten Linsen wurden in einem Umluftofen bei Temperaturen von 104°C für acht Stunden gehärtet. Alle 10 Linsen passierten 3 Zyklen eines Feuchtigkeitstestes, wobei die Linsen für acht Stunden bei einer Temperatur von 71 °C in einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95° und dann für sechzehn Stunden bei Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit aufbewahrt wurden.

Vergleichsbeispiel

8 Linsen (CR-39) wurden hydrolisiert und in eine Lösung einer abriebfesten Beschichtungsmasse getaucht, die von der

Dow-Corning unter der Nr. Q 6312 vertrieben wird und die in der US-PS 3 986 997 beschrieben ist. Die Beschichtung der Linsen und das Trocknen der Linsen wurden nach dem Verfahren der US-PS 3 986 997 vorgenommen. Diese so behan-5 delten 8 Linsen wurden dem zyklischen Feuchtigkeitstest wie oben beschrieben, ausgesetzt. Alle 8 Linsen überstanden den zweiten Zyklus nicht.

Beispiel 2

Das Verfahren zur Herstellung des Beschichtungsmaterials nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Menge an Tetraäthylorthosilikat auf 33 Gew.% und die Menge des Methyltrimethoxysilans auf 42 Gew.% geändert wurde. Die Menge des Formalins wurde bei 25 Gew.% belassen. Es wurden Polycarbonat-Linsen mit diesem Material, das etwa fünf Tage gealtert worden war, beschichtet. Die Beschichtung wies nach drei Zyklen des Feuchtigkeitstests keine Haarrisse auf.

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Claims

643578 PATENTANSPRÜCHE

1. Massen für Beschichtungen, enthaltend das Hydrolyseprodukt eines Gemisches von:

(a) 20 bis 50 Gewichtsprozent Tetraäthylorthosilikat,

(b) 37 bis 60 Gewichtsprozent eines Silans, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyltrimethoxysilan, Diemthyl-dimethoxysilan, Äthyltriäthoxysilan, Diäthyldiäthoxysilan, Äthyltrimethoxysilan und Methyltriäthoxysilan und

(c) 13 bis 35 Gewichtsprozent Formalin.

2. Massen nach Patentanspruch 1 für Beschichtungen von Substraten mit hoher Affinität zu Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Hydrolyseprodukt eines Gemisches von etwa 25 Gewichtsprozent der Komponente (a), etwa 50 Gewichtsprozent der Komponente (b) und etwa 25 Gewichtsprozent der Komponente (c) enthalten.

3. Massen nach Patentanspruch 1, für Beschichtungen von Substraten mit relativ niedriger Affinität zu Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Hydrolyseprodukt eines Gemisches von etwa 33 Gewichtsprozent der Komponente (a), etwa 42 Gewichtsprozent der Komponente (b) und etwa 25 Gewichtsprozent der Komponente (c) enthalten.

4. Massen nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponent (b) Methyltrimethoxysilan ist.

5. Verfahren zur Herstellung von Massen nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man:

(a) 20 bis 50 Gewichtsprozent Tetraäthylorthosilikat,

6. Verwendung der Massen nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Beschichtungen auf Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass man Substrate mit einer dieser Massen beschichtet und die beschichteten Substrate dann härtet.

7. Verwendung nach Patenanspruch 6 zum Beschichten von Linsen aus wasserabsorbierenden Kunststoffen.