DE10051182A1 - Nanopartikel mit hydrophoben und oleophoben Eigenschaften, deren Verarbeitung und Verwendung - Google Patents
Nanopartikel mit hydrophoben und oleophoben Eigenschaften, deren Verarbeitung und VerwendungInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung sind Nanopartikel mit Substituenten, die wenigstens aus Kohlenwasserstoffketten und/oder perfluorierten Kohlenstoffketten bestehen, wobei die perfluorierten Kohlenstoffketten einen Anteil im Bereich von 5 bis 100 Gew.-% der Substituenten bilden, ein Verfahren zum Aufbringen oder Applizieren dieser Nanopartikel und ein mit diesen Nanopartikeln beschichtetes Substrat.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Nanopartikel mit hydrophoben und oleophoben
Eigenschaften sowie deren Herstellung und Verwendung.
Seit einiger Zeit sind Nanopartikel von besonderem wissenschaftlichen und
wirtschaftlichen Interesse, da sie über besondere Eigenschaften verfügen, die sie für
viele verschiedene Anwendungen und Anwendungsbereiche als einsetzbar
erscheinen läßt. Beispiele hierfür sind harte Beschichtungen zum Schutz weicher
Oberflächen, schmutzabweisende Beschichtungen oder Beschichtungen, die ein
Beschlagen von Glasoberflächen verhindern und dergl. .
Um Oberflächen hydrophobe Eigenschaften zu verleihen sind aus dem Stand der
Technik eine ganze Reihe von Möglichkeiten bekannt. Dabei ist zum Erreichen von
langzeitstabilen, UV-beständigen sowie Öl- und wasserabweisenden Oberflächen der
Einsatz von fluorierten Verbindungen und insbesondere von perfluorierten
Verbindungen praktisch unabdingbar. Die größte Zahl der industriellen
Anwendungen wird dabei durch Polyfluorethylene abgedeckt. Das wohl bekannteste
Produkt unter diesen ist das unter der Marke "TEFLON" von DuPont vertriebene
Polytetrafluorethylen. Im Grunde handelt es sich bei den Polyfluorethylenen um
Abfallprodukte der Weltraumforschung. Sie finden jedoch weitreichende Anwendung
als antihaft- oder wasserabweisende Beschichtungen, z. B. für Pfannen, Textilien, im
Elektronikbereich, in der Medizintechnik, als Entformungshilfen oder Formtrennmittel
in der Industrie oder in der Forschung.
Aufgrund ihrer durchaus gewünschten Oberflächeneigenschaften besitzen solche
fluorierten und perfluorierten Verbindungen bzw. Polymere häufig nur geringe bzw.
schlechte Hafteigenschaften. Hierdurch ist ein dauerhaftes Aufbringen auf
verschiedenen Substraten nur mit erhöhtem Aufwand oder nur schlecht zu erreichen.
Weitere Nachteile dieser Verbindungen liegen in ihrer mangelnden Transparenz und
in ihrem für viele Anwendungen unwirtschaftlich hohen Preis. Ferner sind sie für viele
Anwendungen von unzureichender Härte. Dies ist aus dem häuslichen Bereich
allgemein von mit Polyfluorethylenen beschichteten Pfannen und Töpfen bekannt.
Deren Antihaftbeschichtung zerkratzt nämlich leicht, was in der Unbrauchbarkeit des
Kochgeschirrs resultiert.
Eine weitere Möglichkeit zur Hydrophobierung von Oberflächen ist durch die
Silanchemie gegeben. Seit Beginn der 60er Jahre ist die oberflächenaktive Wirkung
von Silanen mit fluorierten Seitenketten bekannt. Derartige Fluorsilane werden
mittlerweile eingesetzt, um Glas und Keramiksubstrate an der Oberfläche zu
fluorieren. Diese Fluorsilane finden darüberhinaus in neuerer Zeit als mehrere
Moleküllagen aufweisende Schichten auf Sanitärkeramik und zur
Betonsteinhydrophobierung Anwendung, wobei insgesamt die gute
schmutzabweisende Wirkung und die Transparenz dieser Fluorsilane hervorzuheben
sind.
Nachteilig ist allerdings, daß diese nur wenige Moleküllagen aufweisenden Schichten
oft nur eine unzureichende chemische Beständigkeit und Abriebbeständigkeit zeigen.
Ferner besteht ein Problem aufgrund der mangelnden Oberflächenhydrophobie, das
durch den Substrateinfluß durch die nur einige Moleküllagen aufweisende Schicht
hervorgerufen wird. Dieser Einfluß führt dazu, daß die fluorierten Seitenketten je
nach Medium an der Oberfläche und Oberflächenenergie des Substrats zum
Substrat weisen und nicht an der Oberfläche ausgerichtet werden können. Hierdurch
geht die erwünschte Wirkung der Beschichtung verloren, d. h. sie tritt entweder gar
nicht oder nur in geringem Umfang auf.
Aus der EP 0 587 667 B1 sind Beschichtungen bzw.
Beschichtungszusammensetzungen bekannt, bei denen die fluorierten Silane, nicht
in Schichten von wenigen Moleküllagen auf den Substratoberflächen vorliegen,
sondern in Schichten von mehreren µm. Die Synthese der offenbarten
Beschichtungen erfolgt dabei nach einem Sol-Gel-Verfahren. Hierbei handelt es sich
um eine kontrollierte Hydrolyse und Kondensation von Alkoxiden oder Halogeniden
von Silizium, Titan, Zirkonium, Aluminium usw.. Dabei lassen sich durch eine
entsprechende Derivatisierung der Alkoxide gezielt organische Substituenten
einführen. Hierdurch kann eine Modifikation des anorganischen Netzwerkes erfolgen.
Ebenso können die organischen Substituenten, wenn sie polymerisierbare Gruppen
enthalten, organische Polymereinheiten bilden, die direkt an das anorganische
Netzwerk gebunden sind.
Durch den Einbau von Alkoxysilanen mit perfluorierten Seitengruppen sind
Materialien zugänglich, bei denen während des Aushärtprozesses eine
thermodynamisch bedingte Anreicherung der perfluorierten Gruppen an der
Grenzfläche Beschichtung-/Luft erfolgt. Hierdurch werden an der Oberfläche
hydrophobe und oleophobe Eigenschaften bzw. freie Oberflächenenergien von 18
bis 20 mJ/m2 erreicht. Im Vergleich dazu besitzen PTFE eine freie
Oberflächenenergie von ca. 20 mJ/m2. Gleichzeitig hält man eine extrem niedrige
Konzentration perfluorierter Seitenketten an der Grenzfläche Beschichtung/Substrat.
Hierdurch wird die sehr gute Haftung der transparenten Kompositmaterialien auf den
meisten Substraten, wie z. B. Metallen, Glas und Polymeren etc., beibehalten. Solche
sogenannten Gradientenmaterialien können durch herkömmliche
Beschichtungsverfahren, wie z. B. Sprühen, Tauchen, Fluten, Schleudern usw., auf
entsprechende Substrate aufgebracht werden.
Obwohl solche Gradientenmaterialien schon über verbesserte Eigenschaften
hinsichtlich ihrer Haftfähigkeit an unterschiedlichen Substraten verfügen, besitzen sie
den Nachteil, daß die eigentliche Wirkschicht aufgrund der Gradientenbildung nur
wenige Moleküllagen dick ist, wobei zwar nicht unbedingt ein Substrateinfluß auf die
Oberfläche zu verzeichnen ist, sondern ein Einfluß der Silanmatrix. Es hat sich
weiterhin gezeigt, daß insbesondere bei chemischer und mechanischer Belastung
die nur wenige Moleküllagen dicken fluorierten Oberflächen dieser Schichten sehr
schnell abgetragen werden, wodurch die Oberflächen an Wirkung verlieren und die
Oberflächenhydrophobie leidet, bzw. nicht mehr gegeben ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Material oder einen Werkstoff
anzugeben, der die aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile möglichst
weitgehend vermeidet. Darüberhinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung der vorgenannten Materialien anzugeben, sowie deren
Verwendung.
Die vorliegende Aufgabe wird durch Nanopartikel mit den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen dieser Nanopartikel
sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8. Diese Aufgabe wird ferner durch
Angabe eines Verfahrens gemäß dem beigefügten Anspruch 9 gelöst, wobei die sich
anschließenden Ansprüche 10 bis 21 vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens
betreffen. Schließlich wird die vorliegende Aufgabe durch ein Substrat gemäß dem
Anspruch 22 gelöst. Die Ansprüche 23 bis 25 betreffen vorteilhafte
Ausführungsformen dieses Substrats.
Erfindungsgemäß weisen die Nanopartikel Substituenten auf, die einen im Bereich
von 5 bis 100 Gew.-% variierbaren Anteil an perfluorierten Kohlenstoffketten
aufweisen. Hierdurch stehen dem Fachmann Nanopartikel zur Verfügung, die jeweils
hinsichtlich ihrer hydrophoben und oleophoben Eigenschaften ein definiertes
Verhalten zeigen, entsprechend dem gewählten Anteil an den unterschiedlichen
Substituenten. Ferner wird eine kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen
Nanopartikel ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind 0 bis 95 Gew.-% der Substituenten von
Kohlenwasserstoffketten gebildet, wobei die Kohlenwasserstoffketten und/oder die
perfluorierten Kohlenstoffketten bevorzugt 1 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen und
besonders bevorzugt 3 bis 20 Kohlenstoffatome. Die Substituenten können dabei
auch verzweigt sein oder cyclische Strukturelemente aufweisen.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Nanopartikel weisen die Substituenten, d. h. die Kohlenwasserstoffketten und/oder
die perfluorierten Kohlenstoffketten funktionelle Gruppen auf. Der sich hieraus
ergebende besondere Vorteil ist die Möglichkeit die Kohlenwasserstoffketten
und/oder die perfluorierten Kohlenstoffketten über diese funktionellen Gruppen weiter
umzusetzen. Die Nanopartikel oder die Substituenten können so z. B. vernetzt
werden oder auch Reaktionen mit Substratoberflächen eingehen. Dem Fachmann ist
dabei geläufig die funktionellen Gruppen entsprechend ihrer gewünschten Reaktivität
und der beabsichtigten Reaktionspartner auszuwählen, wodurch gesteuert wird, ob
eine Reaktion dieser funktionellen Gruppen beispielsweise bei der Herstellung der
Nanopartikel eintritt oder erst bei deren Weiterverarbeitung.
Weiterhin ist möglich, daß die Nanopartikel über die funktionellen Gruppen der
Substituenten bei der Applikation mit dem umgebenden Medium oder darin
enthaltenen Substanzen bzw. Verbindungen reagieren, wobei eine derartige
Reaktion praktisch ausschließlich von den funktionellen Gruppen und dem
genannten Medium oder darin enthaltenen Substanzen bzw. Verbindungen abhängt
und bestimmt wird. Das Medium ist dabei sehr variabel und besteht bevorzugt aus
Wasser, Alkoholen, organischen Harzen oder Mischungen derselben und enthält
optional anorganische Strukturen, wie z. B. Wasserglas, glasartige Sol-Gel-Systeme
oder anorganisch-organische Strukturen wie, z. B. Ormocere.
Beispiele für derartige funktionelle Gruppen sind Doppelbindungen, Amingruppen,
Epoxygruppen, Methacrylgruppen, Hydroxygruppen, Carbonylgruppen und
Halogene. Hierbei kann einer der Substituenten aus Kohlenwasserstoff oder
perfluoriertem Kohlenstoff auch mehrere verschiedene funktionelle Gruppen tragen.
Grundsätzlich können die genannten Substituenten auch andere als die
angegebenen funktionellen Gruppen tragen, solange deren Reaktivität und deren
chemische Eigenschaften sich nicht nachteilig auf die Eigenschaften der fertigen
Nanopartikel auswirken.
Die Nanopartikel können allgemein auf der Basis jeder beliebigen und mit
Kohlenwasserstoffketten und/oder perfluorierten Kohlenstoffketten substituierbaren
Matrix gebildet sein. Diese Matrices sind bevorzugt von anorganischen Strukturen
auf der Basis von Si, AI, B, Pb, Sn, Ti, Zr, V und Zn gebildet, insbesondere von
Silanstrukturen und/oder Siloxan Strukturen. Beispiele derartiger Matrices oder
Ausgangsverbindungen für diese sind dem Fachmann bekannt und z. B. in der EP 0 587 667
beschrieben. Alternativ können polymerisierbare organische Monomere mit
entsprechenden funktionellen Gruppen die Matrix der erfindungsgemäßen
Nanopartikel bilden. Erfindungsgemäß ist es dabei besonders bevorzugt, wenn der
Anteil der Matrix an der Gesamtmasse der Nanopartikel bis zu 85 Gew.-% beträgt.
Wird der Matrixanteil an der Gesamtmasse der Nanopartikel über diesen Wert
erhöht, wirkt sich das leicht Nachteilig auf die Eigenschaften derselben aus, weil der
durch die Substituenten ausgeübte Effekt zu klein wird und gegenüber den durch die
Matrix bewirkten Eigenschaften zurücktritt.
Die erfindungsgemäßen Nanopartikel weisen bevorzugt eine Größe im Bereich von 2
bis 300 nm auf, stärker bevorzugt von 15 bis 200 nm und am stärksten bevorzugt
von 30 bis 160 nm.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Aufbringen der
erfindungsgemäßen Nanopartikel auf ein Substrat, wobei die Nanopartikel in einem
Lösungsmittel dispergiert werden und die erhaltene Dispersion auf ein Substrat
aufgebracht und nachfolgend getrocknet wird.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt dabei darin, daß auf sehr einfache und
somit kostengünstige Weise Oberflächen erhältlich sind, die z. B. Schmutz abweisen
oder ein Anhaften von Ablagerungen zumindest stark erschweren, transparent sind
und eine große Durchfeuchtungsbeständigkeit zeigen. Weiterhin zeigen diese
Beschichtungen ein gutes Haftvermögen an dem Substrat.
Das zum Dispergieren der Nanopartikel verwendete Lösungsmittel besteht bevorzugt
aus Wasser, Alkoholen, organischen Harzen oder aus Mischungen von diesen.
Durch eine entsprechende Wahl des Lösungsmittels lassen sich dabei die
Eigenschaften der Herzustellenden Beschichtung in vorteilhafter Weise besonders
gut und vielfältig variieren, indem durch das Lösungsmittel bestimmt wird, ob und wie
die in der Dispersion enthaltenen Nanopartikel sich bei der Applikation und während
des Trocknens verhalten. Hierdurch lassen sich bestimmte Reaktionen bevorzugen.
So z. B. eine Verbindung mit dem Substrat, ein Vernetzen der Nanopartikel
untereinander und/oder ein Vernetzen der Nanopartikel mit dem Lösungsmittel. Die
reaktiven Zentren der Nanopartikel können dabei die funktionellen Gruppen der
Substituenten sein oder an den Matrices vorhandene funktionelle Gruppen, wie z. B.
Si-OH-Gruppen.
Optional sind in dem Lösungsmittel weitere Substanzen enthalten. Bei diesen
Substanzen handelt es sich bevorzugt um anorganische Strukturen wie Wasserglas,
anorganisch-organische Strukturen wie Ormocere und/oder Nanomere, die ebenfalls
mit den erfindungsgemäßen Nanopartikeln Reaktionen eingehen können und so das
Spektrum der erhältlichen Oberflächeneigenschaften weiter vergrößern können.
Dem Lösungsmittel können insbesondere auch Dispergierhilfsmittel zugesetzt
werden, wobei es sich hierbei bevorzugt um Tenside handelt. Hierdurch wird die
Dispersion der Nanopartikel und die Stabilität der Dispersion verbessert, was sich
besonders vorteilhaft auf die Gleichmäßigkeit der Beschichtung auswirkt.
Weitere Hilfsmittel können dem Lösungsmittel ebenfalls zugesetzt werden. Bei
diesen Hilfsmitteln handelt es sich im allgemeinen um Mattierungsmittel, Farbstoffe
oder Farbmittel, Antifoulingmittel, Antistatikmittel, Antibeschlagmittel und/oder Mittel
zur Einstellung der Dispersion der Viskosität der Dispersion.
Das Aufbringen oder die Applikation der Nanopartikel auf das jeweilige Substrat
erfolgt bevorzugt durch ein Naßverfahren, wie z. B. Sprühen, Schütten, Fluten,
Tauchen oder Schleudern. Der Fachmann wird dabei das den Umständen und für
das jeweilige Substrat am besten geeignete Verfahren zum Aufbringen der
Nanopartikel wählen.
Das Trocknen erfolgt allgemein in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur
bis etwa 350°C für einen Zeitraum von einer Sekunde bis zu mehreren Stunden und
erfolgt gewöhnlich in einem Umluftofen oder mittels UV-, IR-, Elektronen- oder
Mikrowellenstrahlung. Durch die geeignete Wahl der Trocknungsbedingungen läßt
sich dabei besonders gut das Verhalten der Nanopartikel und somit die
resultierenden Oberflächeneigenschaften der Beschichtung beeinflussen.
Insbesondere läßt sich Steuern, wie die erfindungsgemäßen Nanopartikel mit dem
Substrat, miteinander und/oder mit dem umgebenden Medium reagieren.
Als Substrat finden vorteilhafter Weise eine Vielzahl von Materialien Anwendung.
Bevorzugt sind Substrate aus Keramik, Holz, Metall, Stein, Kunststoff und/oder Beton
und es können Oberflächen Beschichtet werden, die so unterschiedlich sind wie
beispielsweise Keramikfliesen, Glasflächen, Häuserfronten oder auch
Sanitäreinrichtungen aus Keramik, Stein oder Metall, um nur einige Beispiele zu
nennen. Von besonderem Vorteil ist auch, daß z. B. Substrate mit
Oberflächenstrukturen in der Größenordnung von 80 nm bis 100 µm mit den
erfindungsgemäßen Nanopartikeln besonders gut beschichtet werden können, wobei
nach der Beschichtung Oberflächen erhältlich sind, die eine Oberflächenrauhigkeit
insbesondere von glatt bis 100 µm aufweisen.
Vorteilhafter Weise ist auch ein mehrfaches Aufbringen der erfindungsgemäßen
Nanopartikel auf ein Substrat möglich. Hierbei kann der Trocknungsschritt zwischen
zwei Applikationsvorgängen ganz entfallen oder auch nur teilweise durchgeführt
werden. Insbesondere werden bei einem mehrfachen Aufbringen der
erfindungsgemäßen Nanopartikel wenigstens zwei unterschiedliche Dispersionen
verwendet, d. h. Dispersionen, die sich in ihrer Zusammensetzung hinsichtlich der
enthaltenen zusätzlichen Substanzen und/oder der Zusammensetzung bzw. des
Aufbaus der Nanopartikel unterscheiden. Im allgemeinen erfolgt bei einer derartigen
Ausgestaltung des Verfahrens im ersten Applikationsschritt eine Abdichtung des
Substrats durch ein Verschließen der Poren des Substrats und in dem oder den
nachfolgenden Applikationsschritt(en) die Haupthydrophobierung desselben, was
sich besonders gut durch z. B. eine Variation des Fluor- und/oder Silananteil des
Nanomers bewirken läßt. Die Variationsmöglichkeiten beim Trocknen zwischen den
einzelnen Applikationsschritten ermöglicht dabei ein besonders gutes aneinander
Haften der einzelnen Applikationslagen oder -schichten.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen dabei ausschließlich dem
Verständnis der Erfindung und keinesfalls zur Beschränkung derselben.
Zu 5 g Zonyl BA (Fa Du Pont, Gemisch perfluorierter Alkohole) werden 2,5 g
Dynasilan MTMO [CAS 4420-74-0, Fa. Sivento] zugegeben und gerührt. nach 5 min
werden 1 Tropfen 0,07%ige Platinlösung zugetropft und auf 80°C Wasserbad erhitzt.
Es erfolgt eine Homogenisierung des Gemisches. Nach Abkühlen werden 0,3 g
HNO3 konz zugegeben und 15 min gerührt. Das Gemisch wird in 20 g Butylglykol
aufgenommen und weitere 20 min gerührt. Es entstehen Lösungen mit
fluorkettenhaltigen Nanopartikeln im Bereich zwischen 2 und 50 nm. Die Lösung
wurde filtriert (5 µm Filter), auf Edelstahlplatten und Keramischen Fliesen (10 × 10 cm)
gesprüht und für 15 min bei 250°C im Umlufttrockenschrank gehärtet. Man erhält
eine hydrophobe/oleophobe Oberfläche mit Kontaktwinkeln gegen Wasser von ca.
120° und gegen Öl von ca. 70°. Die Abriebbeständigkeit gegen Reiben mit einem
Tuch war sehr gut.
Zu 5 g Zonyl BA (Fa Du Pont, Gemisch perfluorierter Alkohole) werden 2,5 g
Isocyanopropyltriethoxysilan zugegeben und unter rühren auf 80°C Wasserbad
erhitzt. Es erfolgt eine Homogenisierung des Gemisches. Nach Abkühlen werden 0,3 g
0,1%ige HCl zugegeben und 60 min gerührt. Das Gemisch wird in 20 g
Isopropanol aufgenommen und weitere 20 min gerührt. Es entstehen Lösungen mit
fluorkettenhaltigen Nanopartikeln im Bereich zwischen 2 und 50 nm. Die Lösung
wurde filtriert (5 µm Filter), auf Edelstahlplatten und Keramischen Fliesen (10 × 10 cm)
gesprüht und für 15 min bei 200°C im Umlufttrockenschrank gehärtet. Man erhält wie
in Beispiel eins eine hydrophobe/ oleophobe Oberfläche mit Kontaktwinkeln gegen
Wasser von ca. 120° und gegen Öl von ca. 70°. Die Abriebbeständigkeit gegen
Reiben mit einem Tuch war sehr gut.
Zu 5 g Zonyl TM (Fa Du Pont, Gemisch perfluorierter Verbindungen) werden 2,5 g
Isocyanopropyltriethoxysilan zugegeben und unter rühren auf 80°C Wasserbad
erhitzt. Es erfolgt eine Homogenisierung des Gemisches. Nach Abkühlen werden 0,3 g
0,1%ige HCl zugegeben und 60 min gerührt. Das Gemisch wird in 20 g
Isopropanol aufgenommen und weitere 20 min gerührt. Es entstehen Lösungen mit
fluorkettenhaltigen Nanopartikeln im Bereich zwischen 2 und 50 nm. Die Lösung
wurde filtriert (5 µm Filter), auf Edelstahlplatten und Keramischen Fliesen (10 × 10 cm)
gesprüht und für 15 min bei 200°C im Umlufttrockenschrank gehärtet. Man erhält wie
in Beispiel eins eine hydrophobe/oleophobe Oberfläche mit Kontaktwinkeln gegen
Wasser von ca. 120° und gegen Öl von ca. 70°. Die Abriebbeständigkeit gegen
Reiben mit einem Tuch war sehr gut.
Zu 6,2 g Methacryloxypropyltrimethoxysilan MEMO (Fa. Degüssa-Hüls) werden 12 g
Perfluoralkylethylacrylat AC600 (Fa. Clariant) zugegeben und gerührt. Anschließend
werden 0,04 g Dicyclohexylperoxydicarbonat (Fa. Peroxid-Chemie GmbH)
zugegeben und unter Rühren auf 150°C erhitzt. Nach ca. 10 Min. ist die Reaktion
abgeschlossen und man erhält ein viskoses und klares Reaktionsgemisch von
fluorierten Nanopartikeln. Das Gemisch wird anschließend durch Rakeln auf
Glasplatten und keramischen Fliesen aufgebracht und 20 Min. bei 150°C im
Umlufttrockenschrank getrocknet. Man erhält eine hydrophobe/oleophobe Oberfläche
mit Kontaktwinkeln gegen Wasser von ca. 100°C und gegen Öl von ca. 60°.
Die vorliegende Erfindung stellt somit Nanopartikel bereit, die sich auf einfache und
wirtschaftliche Weise verarbeiten lassen und ein Beschichten von
unterschiedlichsten Substraten ermöglicht. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt
dabei in der Tatsache, daß kein Gradientenmaterial oder ein Monolayer hergestellt
wird wie aus dem Stand der Technik bekannt, sondern Nanopartikel, die über
enthaltene funktionelle Gruppen untereinander vernetzen können oder
beispielsweise über einen Silananteil am Substrat anbinden können. Ferner weisen
die Nanopartikel aber auch ausreichend hydrophobe Substituenten, insbesondere
perfluorierte Seitengruppen auf, die einen Matrix- oder Substrateinfluß ausschließen
oder zumindest minimieren, wobei gleichzeitig eine besonders hohe Dauerhaftigkeit
und Durchfeuchtungsbeständigkeit der Beschichtung und des beschichteten
Substrats gegeben ist. Hierbei ist besonders hervorzuheben, daß eine sehr große
Variationsmöglichkeit bei der Kombination von funktionellen Gruppen und fluorierten
Substituenten ein breites Anwendungsspektrum hinsichtlich der zu beschichtenden
Substrate und der erhältlichen Oberflächeneigenschaften der beschichteten
Substrate durch die Erfindung gegeben ist.
Claims (25)
1. Nanopartikel mit Substituenten, die wenigstens aus
Kohlenwasserstoffketten und/oder perfluorierten Kohlenstoffketten
bestehen, wobei die perfluorierten Kohlenstoffketten einen Anteil im
Bereich von 5 bis 100 Gew.-% der Substituenten bilden.
2. Nanopartikel gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kohlenwasserstoffketten einen Anteil im Bereich von 0 bis 95 Gew.-%
der Substituenten bilden.
3. Nanopartikel gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kohlenwasserstoffketten und/oder die perfluorierten
Kohlenstoffketten jeweils 1 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen,
insbesondere 3 bis 20 Kohlenstoffatome.
4. Nanopartikel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kohlenwasserstoffketten und/oder die perfluorierten
Kohlenstoffketten funktionelle Gruppen aufweisen.
5. Nanopartikel gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die funktionellen Gruppen ausgewählt sind aus der aus
Doppelbindungen, Amingruppen, Epoxygruppen, Methacrylgruppen,
Hydroxygruppen, Carbonylgruppen und/oder Halogen bestehenden
Gruppe.
6. Nanopartikel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nanopartikel als Matrix organische Strukturen, anorganische
Strukturen, Silianstrukturen und/oder Siloxan Strukturen aufweisen.
7. Nanopartikel gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Nanopartikeln eine oder mehrere der genannten Strukturen
in einem Anteil von bis zu 85 Gew.-% der Gesamtmasse der
Nanopartikeln denselben vorliegen.
8. Nanopartikel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Größe im Bereich von 2 bis 300 nm aufweisen,
insbesondere 15 bis 200 nm und am stärksten bevorzugt von 30 bis
160 nm.
9. Verfahren zur Aufbringung oder Applikation von Nanopartikeln gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 8 auf ein Substrat,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nanopartikel in einem Lösungsmittel dispergiert werden und die
erhaltene Dispersion auf ein Substrat aufgebracht und nachfolgend
getrocknet wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lösungsmittel aus Wasser, Alkoholen, organischen Harzen
oder aus Mischungen aus diesen besteht.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Lösungsmittel optional weitere Substanzen enthalten sind.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in dem Lösungsmittel enthaltenen Substanzen aus
anorganischen Strukturen wie Wasserglas oder aus organisch
organischen Strukturen wie Ormoceren und/oder Nanomeren bestehen.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Lösungsmittel Dispergierhilfsmittel zugesetzt werde,
insbesondere Tenside.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Lösungsmittel weiterhin Mattierungsmittel, Farbstoffe,
Farbmittel, Antifoulingmittel, Antistatikmittel, Antibeschlagmittel
und/oder Mittel zur Einstellung der Viskosität zugesetzt werden.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufbringen der Nanopartikel auf das Substrat durch Sprühen,
Schütten, Fluten, Tauchen oder Schleudern der die Nanopartikel und
die optionalen Additive enthaltenden Dispersion erfolgt.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trocknen bei Temperaturen im Bereich von Raumtemperatur
bis 350°C für einen Zeitraum von einer Sekunde bis zu mehreren
Stunden erfolgt.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trocknen im Umluftofen erfolgt oder Mittels UV-, IR-,
Elektronen- oder Mikrowellenstrahlung.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat aus Keramik, Holz, Metall, Stein, Kunststoff und/oder
Beton besteht.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat Strukturen in der Größenordnung von 80 nm bis 100 µm
aufweist.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufbringen oder die Applikation der Nanopartikel und,
gegebenenfalls, das nachfolgende Trocknen wenigstens einmal
wiederholt wird.
21. Verfahren gemäß Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der wenigstens zweimaligen Applikation der Nanopartikel
zumindest zwei verschiedene Dispersionen von Nanopartikeln
verwendet werden.
22. Substrat mit einer Beschichtung aus Nanopartikeln gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 8.
23. Substrat gemäß Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Substrat um eine unstrukturierte oder strukturierte
Keramik handelt.
24. Substrat gemäß Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberfläche des Substrats nur eine geringe Neigung zum
Anhaften von Ablagerungen besitzt.
25. Substrat gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24,
erhältlich mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 9 bis
21.
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DE2000151182 DE10051182A1 (de) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | Nanopartikel mit hydrophoben und oleophoben Eigenschaften, deren Verarbeitung und Verwendung |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10051182A1 (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1432285A2 (de) * | 2003-12-30 | 2004-06-23 | Phonak Ag | Hydrophobe Beschichtung einzelner Komponenten von Hörgeräten |
EP1432286A2 (de) * | 2004-01-12 | 2004-06-23 | Phonak Ag | Hörhilfe mit Brennstoffzelle |
WO2004106252A1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Nanogate Coating Systems Gmbh | Hydrophobic and/or oleophobic coating for glass surfaces with adhesion sites for sealants |
WO2005068399A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Newsouth Innovations Pty Limited | Method of making a surface hydrophobic |
WO2005070544A2 (de) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Horst Sonnendorfer | Vorrichtung zum verringern von kapillarkräften |
WO2006037148A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-13 | Newsouth Innovations Pty Limited | Hydrophobic and lyophobic coating |
DE102008036267A1 (de) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Oleophobisierung von polymerhaltigen Formkörpern, oleophobisierte Formkörper sowie deren Verwendung |
WO2010069312A1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Widex A/S | Method of coating a hearing aid component and a hearing aid |
US8058463B2 (en) | 2007-12-04 | 2011-11-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Compnay | Fluorosilanes |
US8153834B2 (en) | 2007-12-05 | 2012-04-10 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Surface modified inorganic particles |
WO2012146544A1 (de) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische anordnung mit beschichtung und getriebeanordnung mit einer solchen anordnung |
-
2000
- 2000-10-16 DE DE2000151182 patent/DE10051182A1/de not_active Ceased
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004106252A1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Nanogate Coating Systems Gmbh | Hydrophobic and/or oleophobic coating for glass surfaces with adhesion sites for sealants |
EP1432285A3 (de) * | 2003-12-30 | 2004-12-22 | Phonak Ag | Hydrophobe Beschichtung einzelner Komponenten von Hörgeräten |
EP1432285A2 (de) * | 2003-12-30 | 2004-06-23 | Phonak Ag | Hydrophobe Beschichtung einzelner Komponenten von Hörgeräten |
US7267847B2 (en) | 2003-12-30 | 2007-09-11 | Phonak Ag | Hydrophobic coating of individual components of hearing aid devices |
US7372971B2 (en) | 2004-01-12 | 2008-05-13 | Phonak Ag | Hearing device with fuel cell |
EP1432286A2 (de) * | 2004-01-12 | 2004-06-23 | Phonak Ag | Hörhilfe mit Brennstoffzelle |
EP1432286A3 (de) * | 2004-01-12 | 2004-09-01 | Phonak Ag | Hörhilfe mit Brennstoffzelle |
WO2005068399A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Newsouth Innovations Pty Limited | Method of making a surface hydrophobic |
WO2005070544A2 (de) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Horst Sonnendorfer | Vorrichtung zum verringern von kapillarkräften |
WO2005070544A3 (de) * | 2004-01-27 | 2005-09-01 | Horst Sonnendorfer | Vorrichtung zum verringern von kapillarkräften |
WO2006037148A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-13 | Newsouth Innovations Pty Limited | Hydrophobic and lyophobic coating |
US8058463B2 (en) | 2007-12-04 | 2011-11-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Compnay | Fluorosilanes |
US8420826B2 (en) | 2007-12-04 | 2013-04-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fluoroalkyl silanes |
US8501952B2 (en) | 2007-12-04 | 2013-08-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fluoroalkyl silanes |
US8153834B2 (en) | 2007-12-05 | 2012-04-10 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Surface modified inorganic particles |
DE102008036267A1 (de) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Oleophobisierung von polymerhaltigen Formkörpern, oleophobisierte Formkörper sowie deren Verwendung |
WO2010069312A1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Widex A/S | Method of coating a hearing aid component and a hearing aid |
WO2012146544A1 (de) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische anordnung mit beschichtung und getriebeanordnung mit einer solchen anordnung |
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