DE3034524A1

DE3034524A1 - Verfahren zum beschichten der oberflaeche von polycarbontharz-formkoerpern

Info

Publication number: DE3034524A1
Application number: DE19803034524
Authority: DE
Inventors: Yasuji Himeji Hyogo Ohomori; Ikeda Amagasaki Saizo; Shigeru Hyogo Soejima
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1981-04-16
Also published as: DE3034524C2

Description

Bes cht e ibung
Die Erfindung betrifft eir Verfahren zum Beschichten der Oberfläche von Polycarbonatharz-Formkörpern, sie betrifft insbesondere ein Verfahrer zum Oberflächenbeschichten, bei dem auf die Oberfläche eirles Polycarbonatharz-Formkörpers eine Schicht aus einer Grtndiermasse (Primer) aufgebracht wird, bevor die Oberfläche mit einem Oberflächenüberzugsmaterial aus einem Silkonharz beschichtet wird zur Erzielung einer harten Oberfläche, sie betrifft speziell ein Verfahren zum Beschichten der Oberfläche eines Polycarbonatharz-Formkörpers, bei dem auf die Oberfläche des Polycarbonatharz-Formkörpers uerst eine Schicht aus einer Grundiermasse (Primer) aufgebracht und erhitzt wird und danach ein Überzugsmaterial auf gebracht und gehärtet wird, das im wesentlichen besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat eines Alkyltrialkoxysilans, wobei die Grundiermasse (Primer) enthält oder besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat (A) von Silanverbindungen, die umfassen ein Phenyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel c6H5Si((3R )3 ---(A-1) worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, und ein Alhyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel R2Si(OR3)3 ---(A-2) worin R2 und R3 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, in einem Molverhältnis (A-l):(A-2) von 1:0 bis 10, zur Verbesserung der Haftfähigkeit, der Abriebsbeständigkeit und Beständigkeit gegen heißes Wasser, gegen Umwelteinflüsse im Freien und Lösungsmittel des Uberzugsfilms, ohne daß eine färbende Kontamination auftritt.
Kunststoffe werden für die verschiedensten Zwecke eingesetzt, weil sie im allgemeinen ausgezeichnete Eigenschaften, wie z.B. eine leichte Formbarkeit, ein geringes Gewicht, eine hohe Schlag£estigkeit, eine leichte Verarbeitbarkeit und dgl., aufweisen. Sie besitzen aber auch nachteilige Eigenschaften, wie z.B. eine geringe Härte der Oberfläche, so daß die oberflächen leicht zerkratzt werden. Zu anderen nachteiligen Eigenschaften gehören ihre geringe Lösungsmittelbeständigkeit. Diese Eigenschaften setzen den Wert der Kunststoffprodukte auf dem Markt herab.
Um diese nachteiligen Eigenschaften zu verbessern, wurde nun eine Gegenmaßnahme vorgeschlagen, die das Aufbringen und Härten eines hydrolysierten Teilkondensats eines Alkyltrialkoxysilans auf eine Oberfläche eines Kunstharz-Formkörpers (geformten Kunstharzproduktes) umfaßt (vgl.
die japanische Offenlegungsschrift 50 (1975)-143 822 und die japanische Patentpublikation 54 (1979)-37 828). Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Gegenmaßnahme bei einem Polycarbonatharz keinen zufriedenstellenden Effekt ergibt. Das vorgeschlagene Überzugsmaterial weist eine geringe Haftung an dem Polycarbonatharz auf. Deshalb wurde die Verwendung einer Grundiermasse (Primer) zur Verbesserung der schlechten Haftung vorgeschlagen. Ein Beispiel für eine solche Grundiermasse (Primer) ist y-Aminopropyltriäthoxysilan, das in Beispiel 5 der japanischen Offenlegungsschrift 50 (1975)-143 822 beschrieben ist. Die bisher vorgeschlagenen Grundiermassen (Primer) weisen zwar eine zufriedenstellende anfängliche Haftung auf, ihre Beständigkeit gegen Eintauchen in heißes Wasser ist jedoch gering. Die Haftung des Uberzugsfilms wird daher schlechter (nimmt ab), wenn dieser für einen langen Zeitraum in heißem Wasser gehalten wird.
Um das obengenannte Problem zu lösen, wurden nun weitere Untersuchungen mit Grundiermassen (Primer) durchgeführt, die zu einem Verfahren zum Beschichten der Oberfläche eines Polycarbonatharz-Formkörpers geführt haben, das zu zufriedenstellenden Oberflächeneigenschaften, wie z.B einer ausgezeichneten Haftung eines Überzugsmaterials, einer Transparenz, einer verbesserten Abriebsbeständigkeit, einer hohen Beständigkeit gegen Eintauchen in heisses Wasser, einer verbesserten Witterungsbeständigkeit und einer ausgezeichneten Lösungsmittelbeständigkeit, führt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Beschichten der Oberfläche eines Polycarbonatharz-Formkörpers (geformten Polycarbonatharz-Produkts), das darin besteht, daß auf die Oberfläche des Polycarbonat-Formkörpers eine Schicht aus einer Grundiermasse (Primer) aufgebracht und erhitzt wird und danach ein Uberzugsmaterial aufgebracht und gehärtet wird, das im wesentlichen besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat (unvollständigen bzw.
partiellen Kondensatr) eines Alkyltrialkoxysilanss wobei die Grundiermasse (der Primer) enthält oder besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat (A) von Silanverbindungen, die umfassen ein Phenyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel c61i5Si(0R1 )3 ---(A-1) worin R1 eine Alkylgrup>e mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, und ein Alkyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel R2Si(OR3)@ ---(A-2) R Si(OR )3 ---(A-2) worin R2 und R3 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, in einem Molverhältnis (A-1):(A-2) von 1:0 bis 10.
Die erfindungsgemäße Grundiermasse (Primer) kann außerdem einen Härtungskatalysator (C) sowie das hydrolysierte Teilkondensat (A) der obengenannten Silanverbindungen enthalten.
Die erfindungsgemäße Grundiermasse (Primer) kann ferner einen Ultraviolettabsorber (E) sowie das hydrolysierte Teilkondensat (A) der Silanverbindungen und den Härtungskatalysator (C) enthalten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Grundiermasse (Primer) einen Härtungskatalysator Cc'), eine Epoxyverbindung (D) und einen Ultraviolettabsorber (E) sowie das hydrolysierte Teilkondensat (A) der obengenannten Silanverbindungen enthalten.
Die erfindungsgemäß verwendete Grundiermasse (Primer) kann außerdem eine Lösung (B), die eine Carbonsäure der allgemeimen Formel R4COOH, worin R4 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, enthält, sowie das hydrolysierte Teilkondensat (A) der Silanverbindungen, den Härtungskatalysator (C'), die Epoxyverbindung (D) und den Ultraviolettabsorber (E) enthalten.
Die aus der Kombination der Komponenten (A), (B), (C'), (D) und (E) bestehende Grundiermasse (Primer) ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders wertvoll, weil eine Gruldiermasse (Primer) dieses Typs eine besonders gute Oberflächenbeschichtung eines Polycarbonatharz-Formkörpers liefern kann, bei der keine Abnahme der Haftung (Adhäsion) und keine Rißbildung in dem Überzugs film während des Verwitterungstestes auftritt und welche die obengenannten vorteilhaften Eigenschaften besitzt.
Zu Beispielen für Polycarbonatkarz-Formkörper, auf die das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist, gehören Formkörper (geformte Produkte) aus aromatischen Polycarbonaten, z.B. solchen, die aus Bisphenol A und Phosgen hergestellt worden sind, und Formkörper (geformte Produkte) aus aliphatischen Polycarbonaten, wie z.B. Diäthylenglykolbisal ly lcarbonat.
Das Phenyltrialkoxysilan (A-l), das erfindungsgemäß als Gruniermassen-Komponente (Primer-Komponente) verwendet wird, wird dargestellt dtlrch die allgemeine Formel C6H5Si(OR )3 (A-1) worin R1 eine C1-C4-Alkylgruppe,wie z.B. Methyl, Äthyl, Propyl oder Butyl, bedeutet. Ein typischer Vertreter für das Phenyltrialkoxysilan ist Phenyltriäthoxysilan.
Das Alkyltrialkoxysilan (A-2), das mit dem PhenyltriaDF oxvsilan (A-1) kondensiert werden kann unter Bildung des Rondensats (A),wird durch die allgemeine Formel dargestellt R2Si(oR3)3 (A-2) worin R2 und R3 jeweils eine Cl-C4-Alkylgruppe, wie z.B.
Methyl, Äthyl, Propyl oder Butyl, bedeuten. Ein typischer Vertreter für das Alkoxytrialkoxysilan ist Methyltriäthoxysilan.
Das für die erfindungsgemäße Grundiermasse (Primer) verwendete hydrolysierte Teilkondensat (unvollständige oder partielle Kondensat)(A) kann aus dem Phenyltrialkoxysilan (A-1) und dem Alkyltrialkoxysilan (A-2) hergestellt werden, wobei das Molverhältnis zwischen der zuerst genannten Verbindung (A-1) und der zuletzt genannten Verbindung (A-2) 1:0 bis 10, vorzugsweise 1:0 bis 1,beträgt. Eines der bevorzugten hydrolysierten Teilkondensate (A) wird deshalb nur aus dem Phenyltrialkoxysilan (A-1) allein hergestellt. Die anfängliche Haftung an dem Polycarbonatharz ist ausgezeichnet, wenn das hydrolysierte Teilkondensat verwendet wird, das aus A-1 und A-2 in einem Molverhältnis von 1:0 bis 10 he-gestellt worden ist. Im Hinblick auf die Fähigkeit, die Haftung (Adhäsion) in heissem Wasser beizubehalten, ist jedoch ein Molverhältnis von 1:0 bis 1, d.h. ein solches bei dem die Menge an Phenyltrialkoxysilan (A-1) größer ist als diejenige an Alkyltrialkoxysilan (A-2) besonders bevorzugt.
Das hydrolysierte Teilkondensat (A) der obengenannten Silanverbindungen ist ein vorläufig hydrolysiertes Kondensat, das hergestellt wird durch 1- bis 10-stündiges Erhitzen des Phenyltrialkoxysilans oder einer Mischung aus dem Phenyltrialkoxysilan und dem Alkyltrialkoxysilan in einer wäßrigen Lösung, die eine geringe Menge einer Säure enthält, wobei die Temperatur unter Rückfluß bei 50 bis 800C gehalten wird, wie in der japanischen Patentpublikation 49 (1974)-15 079 beschrieben.
Die Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) kann hergestellt werden, indem man zuerst die erhaltene vorläufig hydrolysierte Kondensat lösung kondensiert und dann das kondensierte Produkt in einem oder mehreren Lösungsmitteln, z.B. in einem Alkohol, wie Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol, einer organischen Carbonsäure, wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, einem Keton, wie Methyläthylketon und Methylisobutylketon, einem Ester, wie Äthylacetat, Äthyllactat und Butylacetat, und einem Äther, wie Methylcellosolve und Äthylcellosolve, löst. Die Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) kann erforderlichenfalls ein oberflächenaktives Mittel, einen Ultraviolettabsorber, einen Farbstoff un-d dgl. enthalten. Auf diese Weise wird die Grundiermassenlösung (Lisung A) hergestellt.
Die Lösung A kann einen Härtungskatalysator (C) enthalten zum Zwecke der Beschleumigung der Härtungsreaktion des Überzugs films.
Zu 3eispielen für Härtungskatalysatoren (C) für die Lö-Lösung A gehören quaternäre Ammoniumhydroxide, wie Tetraäthylammoniumhydroxid und Trimethylbenzylammoniumhydroxid, Aminosilanverbindungen, wie y-Aminopropyltriäthoxys ilan und N-ß- (Aminoäthyl)-y-aminopropyltrimethoxysilan, Alkalimetallsalze von anorganischen Säuren, wie Natriumphew phat und Natriumborat, Alkalimetallsalze von organischen Carbonsäuren, wie Natriumacetat, Natriumoleat und Natriumnaphthenat, und organische Amine und cyclische Amidine und ihre Salze, wie z.B. das Tetranatriumsalz von Äthylendiamintetraessigsäure (EDTA), Triäthylamin und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7.
Bei einer der repräsentativen Ausführungsformen der Erfindung wird eine Grundiermasse (Primer) verwendet, die enthält oder besteht aus den Komponenten (A), (B), (C'), (D) und (E). Ein Verfahren zur Herstellung einer Grundiermasse (Primer) dieses Typs wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst werden die Epoxy-verbindung (D) und der Ultraviolettabsorber (E) beide der obengenannten Lösung A zugesetzt zur Herstellung der Lösung ADE. Dann wird die Lösung ADE mit der Komponenten B gemischt. Bei der Romponente B handelt es sich um eine Lösung, die hergestellt worden ist durch Verdünnen einer Carbonsäure der allgemeinen Formel R COOH (worin R4 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet), wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure oder Valeriansäure, mit einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. einem Alkohol, einem Keton, einem Ester oder einem Äther. Die die Komponenten (A), (B), (D) und (E) enthaltende Lösung wird als Lösung ADEB bezeichnet.
Die Komponente(C'), d.h. ein Härtungskatalysator, wird dann zu der so erhaltenen Lösung ADEB zugegeben unter Bildung der Grundiermassenlösung (Primer-Lösung). In dem Verfahren zur Herstellung der Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) wird die Komponente (C') vorzugsweise nicht der Lösung A direkt zugegeben. Die Komponente (C') wird deshalb vorzugsweise einer Mischung aus der Lösung A und der Komponente ¢) zugegeben. Der Grund ist der, daß die direkte Zugabe der Komponente (C') zu der Lösung A zur Bildung eines Gels führen kann.
Zu besonders bevorzugten Beispielen für verwendbare Härtungskatabsatoren (C') gehören Aminosilanverbindunga} wie y-Aminopropyltriäthoxysilan und N-ß- (Aminoäthyl)-y-aminopropyltrimethoxysilan, und organische Amine und cyclische Amidine und ihre Salze, wie z.B. Triäthylamin und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7. Der Härtungskatalysator kann allein oder in Form einer Kombination aus 2 oder mehr Katalysatoren verwendet werden.
Die der Grundiermassenlisung (Primer-Lösung) zuzugebende Menge des Härtungskatalysators variiert in Abhängigkeit von der Art des Härtungskatalysators, sie liegt jedoch vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 20 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teilender Komponente A. Eine Menge von weniger als 0,05 Gew.-Teilenführt zu einer geringen Härttngs geschwindigkeit und zu einer schlechten Haftung und eine Menge von mehr als 20 Gew.-Teilen ergibt zwar eine höhere Härtungsgeschwindigkeit, jedoch auch eine geringe Beständigkeit gegen Wasser. In der Grundiermasse (Primer), welche die Komponenten A bis E umfaßt, dient der Härtungskatalysator (C') der Aushärtung sowohl der Komponente (D) als auch der Komponente (A).
Zu Beispielen für die Epoxyverbindungen, d.h. für die Komponenten (D), gehören Polyglycidyläther, z.B. solche, die hergestellt werden durch Umsetzung zwischen Epichlorhydrin und polyvalenten Phenolen, wie Bisphenol A,Brenzkatechin und Resorcin, oder polyvalenten Alkoholen, wie (Poly)äthylenglycol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Diglycerin und Sorbit, Polyglycidylester, hergestellt durch Umsetzung zwischen Epichlorhydrin und Hexahydrophthalsäure, und cyclische Epoxyharze, z.B. solche, die eine Epoxygruppe in der cyclischen Gruppe enthalten, wie 3 ,4-Epoxycyclohexylmethyl-3 ,4-epoxycyclohexancarboxylat. Verwendbar sind auch Alkoxysilane, die in der Molekülstruktur eine Epoxygruppe enthalten, wie z.B. y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, y-Glycidoxypropyldimethoxysilans t-Glycidoxypropyltriäthoxysilan, ß- (3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan, 6-(3,4-Epoxycyclohexyl)äthylmethyldimethoxysilan und dgl. Besonders bevorzugt sind der Polyglycidyläther aus Epichlorhydrin und Bisphenol A und die cyclischen Epoxyharze.
Die Menge der Epoxyverbindung, d.h. der Komponente (D), die der Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) zugesetzt werden soll, liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1 bis 10 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der Komponente A, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 2 bis 10 Gew-Teilen, bezogen auf die gleiche Basis. Eine Menge von mehr als 10 Gew.-Teilen verschlechtert die Haftung der Grundiermasse (Primer) an der behandelten Harzoberfläche und eine Menge von weniger als 1 Gew.-Teil führt zu einer Rißbildung in dem beschichteten Produkt während des Verwitterungsbeständigkeitstests.
Zu Beispielen für Ultraviolettabsorber, d.h. die Komponenten (E), die erfindungsgemäß verwendet werden können, gehören Absorber vom Benzophenon-Typ, wie 2,31-Dihydroxy-4,4-dimethoxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon und 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon, sowie Absorber vom Benzotriazol-Typ, wie 2-(2-Hydroxy-5'-methyl phenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)-5,6-dichlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-tert-butylphenyl)-benzotriazol, 2-(2' -Hydroxy-3' -methyl-5'-tert-butylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2' -Hydroxy-5'-phenylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2-Hydroxy-5-octoxyphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl )-5-chlorbenzotriazol und 2-(2-Hydroxy-3-tert-butyl-5-methylphenyl)-5, 6-dichlorbenzotriazol. Besonders bevorzugt sind die Ultraviolettabsorber vom Benzotriazol-Typ.
Die Menge des Ultraviolettabsorbers, die der Grundiermasse (Primer) zugesetzt werden soll, kann weitgehend variieren in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Ultraviolettabsorbers und der Art der verwendeten Silanverbindungen, der Art des verwendeten Lösungsmittels und der Dicke der aufzubringenden Überzugsschicht. Im allgemeinen liegt die Menge des Ultraviolettabsorbers innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 3 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der Komponente A.
Die hier beschriebenen Ultraviolettabsorber weisen im allgemeinen eine geringe Löslichkeit in der alkoholischen Lösung des Organopolysiloxans auf. Daher werden die Ultraviolettabsorber vorzugsweise in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln, wie solchen vom aromatischen, Keton- und Estertyp, der Lösung A zugesetzt.
Der Feststoffgehalt der Grundiermassenlösung (Primer-Lösung (Lösung A) liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 10 bis 30 Gew.-%.
Die Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) kann unter Anwendung eines beliebigen Verfahrens, beispielsweise des Tauchverfahrens, des Sprühverfahrens, des Fließbeschichtungsverfahrens oder des Spinnbeschichtungsverfahrens in Form einer Schicht auf einen Polycarbonatharz-Formkörper aufgebracht werden und dann wird die aufgebrachte Grundiermassenlösung erhitzt unter Bildung eines getrockneten und gehärteten Uberzugsfilms. Bezüglich der Temperatur beim Erhitzen der aufgebrachten Primermassenlösung besteht keine spezifische Beschränkung, sofern die Temperatur die Wärmeverformungstemperatur des Basismaterials, nämlich des Polycarbonatharzes, nicht übersteigt. Im allgemeinen wird das Erhitzen zum Aushärten des überzugsfilms auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 70 bis 140°C 50 Minuten bis 12 Stunden lang durchgeführt. Die Härtung des Überzugsfilms wird notwendigerweise bis zu einem solchen Grade durchgeführt, daß der Grundierüberzugsfilm sich nicht mehr ablöst, wenn später ein Oberflächenüberzug aufgebracht wird. Unter diesen Bedingungen kann eine zufriedenstellende Haftung (Adhäsion) erzielt werden. Wenn die Härtung des Grundierüberzugsfilms den vorgeschriebenen Wert übersteigt, nimmt die Haftung zwischen der Grundierüberzugsschicht und der Oberflächenüberzugsschicht ab. Es ist daher erforderlich, den Grad der Härtung innerhalb des geeigneten Bereiches auszuwählen.
Die Dicke der aufgebrachten Grundiermassenlösungsschicht kann innerhalb eines breiten Bereiches ausgewählt werden, so daß sie den vorgegebenen Zweck erfüllt, die Dicke liegt jedoch vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 10 tim.
Der Feststoffgehalt der die Komponenten (A), (B), (C'), (D) und (E) enthaltenden Grundiermassenlösung (Lösung A-E) liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 2 bis 30 Gew.-%. Der Wert des Feststoffgehaltes kann eingestellt werden durch Variieren der Lösungsmittelmenge für die Romponente (B).
Bezüglich der Temperatur zum Erhitzen der aufgebrachten Lösung A-E besteht keine spezifische Beschränkung, sofern die Temperatur die Wärmeverformungstemperatur des Basismaterials, nämlich des Polycarbonatharzes, nicht übersteigt. Im allgemeinen wird das Erhitzen zum Aushärten des aufgebrachten Films 5 Minuten bis 12 Stunden lang bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 60 bis 130°C durchgeführt. Die Erhitzungstemperatur wird vorzugsweise aus Temperaturen innerhalb des Bereiches von 110 bis 120°C ausgewählt und die Erhi-zungsdauer liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 10 Minuten bis 2 Stunden. Der Grad der AushäSung und die Dicke der aufgebrachten Grundiermassenlösung, wie sie für die Lösung A vorgeschrieben sind, sind auch anwendbar bei Verwendung der Lösung A-E.
Das Überzugsmaterial, d.h. das Endbeschichtungsmaterial bzw. Oberflächenbeschicntungsmaterial, das erfindungsgemäß verwendet werden soll, ist ein solches, das im wesentlichen besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat eines Alkyltrialkoxysilans. Das erfindungsgemäß zu verwendende Alkyltrialkoxysilan wird vorzugsweise aus solchen der allgemeinen Formel ausgewählt R7SitoR8)3 worin R7 und R8 jeweils vorzugsweise eine Cl-C4-Alkylgruppe, z.B. Methyl, Äthyl, Propyl oder Butyl, bedeuten.
Ein typischer Vertreter für das Alkyltrialkoxysilan ist Methyltriäthoxysian.
Das hydrolysierte Teilkondensat des Alkyltrialkoxysilans kann hergestellt werden durch Erhitzen des Alkyltrialkoxysilans in einer wäßrigen Phase, die eine geringe Menge einer Säure enthält, auf 50 bis 800C für einen Zeitraum von 1 bis 10 Stunden, wie in den US-Patentschriften 3 389 114 und 3 451 838 angegeben. Dem Alkyltrialkoxysilan kann ein Tetraalkoxysilan zugesetzt werden, um es einer partiellen Cohydrolyse zu unterwerfen zur Verbesserung der Härte des Uberzugsfilms. Alternativ kann das hydrolysierte Teilkondensat des Tetraalkoxysilans mit dem hydrolysierten Teilkondensat des Alkyltrialkoxysilans gemischt werden, um es in das Überzugsmaterial einzuarbeiten.
Das Überzugsmaterial kann hergestellt werden durch Kondensieren des auf diese Weise erhaltenen hydrolysierten Teilkondensat des Alkyltrialkoxysilans oder der Mischung der Kondensate und Auflösen des kondensierten Produktes in einem oder mehreren Lösungsmitn, z.B. in Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol, in Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, in Ketonen, wie Methyläthylketon und Methylisobutylketon, in Estern, wie Äthylacetat, Äthyll&ctat und Butylacetat, und in Äthern, wie Methylcellosolve und Äthylcellosolve. Zu dem so hergestellten Uberzugsmaterial werden außerdem zugegeben ein Härtungskatalysator, ein oberflächenaktives Mittel und dgl. Erforderlichenfalls können auch andere Zusätze, wie z.B. ein Ultraviolettabsorber und ein Farbstoff, in das Überzugsmaterial eingearbeitet werden.
Zu Beispielen für die Härtungskatalysatoren, die zugegeben werden zur Beschleunigung der Härtungsreaktion des Überzugsfilms, gehören quaternäre Ammoniumhydroxide, wie Tetraäthy lammoniumhydroxicl und Trimethylbenzylammoniumhydroxid, Alkalimetallsalze von anorganischen Säuren, wie Natriumphosphat und Natriumborat, Alkalimetallsalze von organischen Carbonsäuren, wie Natriumacetat, Natriumoleat und Natriumnaphthenat, und organische Amine und cyclische Amidine und ihre Salze, wie das Tetranatriumsalz von Äthylendiamintetrae;sigsäure (EDTA), Triäthylamin und 1, 8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7.
Der Feststoffgehalt des Oberflächenüberzugmaterials liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 1 bis 40 Gew.-vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 10 bis 30 Gew.-% Das wie vorstehend hergestellte Oberflächenüberzugsmaterial kann unter Anwendung eines beliebigen Verfahrens, beispielsweise des Tauchverfahrens, des Sprühverfahrens, des Fließbeschichtungsverfahrens oder des Spinnbeschichtungsverfahrens, auf den mit der G:-undiermasse (dem Primer) beschich- 3034524 teten Polycarbonatharz-Formkörper auf gebracht werden und dann wird die so aufgebrachte Oberflächenbeschichtungslösung erhitzt zur Herstellung eines getrockneten und gehärteten OberElächenüberzlgsfilms. Damit ist dann das erfindungsgemäße Verfahren beendet.
Die Dicke der aufgebrachten Oberflächenüberzugsmaterialschicht kann so ausgewählt werden, daß sie den vorher festgelegten Zweck des beschichteten Produkts erfüllt, die Dicke liegt jedoch im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 1 bis 20 pn.
DieBedingungen für die Durchführung des Wärmehärtungsverfahrens werden im allgemeinen ausgewählt aus Temperaturen innerhalb des Bereiches von 50 bis 140°C und Behandlungszeiten innerhalb des Bereiches von 15 Minuten bis 12 Stunden. Bevorzugt sind eine Temperatur von 80 bis 130°C und eine Behandlungszeit von 2 bis 3 Stunden.
Die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichteten Polycarbonatharz-Formkörper zeichnen sich dadurch aus, daß sie eine hervorragende Haftung (Adhäsion) des Überzugs films, Abriebsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Eintauchen in heißes Wasser, Verwitterungsbeständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit aufweisen. Das er findungsgemäße Verfahren kann daher mit Vorteil auf die Herstellung von Fensterscheiben für Automobile, Elektrofahrzeuge und Flugzeuge, Fensterscheiben für Gebäude, Skigondeln, Linsen für Sonnenbrillen, Linsen für Schutzbrillen, ophthalmische Linsen, Linsen für optische Vorrichtungen und dgl. angewendet werden, um diese Produkte gegen Kratzer zu schützen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Beispiel 1 In ein mit einem Rückflußkühler ausgestattetes Reaktionsgefäß wurden 720 g (3 Mol) Phenyltriäthoxysilan, 162 g .3 (9 Mol) Wasser und 1 cm einer 0,1 n Chlorwasserstoffsäure eingeführt und gut damit gemischt. Die Mischung wurde dann unter Rückfluß 4 Stunden lang erhitzt. Mit fortschreitender Reaktion wurde die zu Beginn heterogene Phase homogen. Die Lösung wurde durch Eindampfen des Äthanols eingeengt, wobei man ein festes hydrolysiertes Teilkondensat von Phenyltriäthoxy3ilan erhielt.
In 50 Teilen (alle Teile und Prozente beziehen sich hier, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht) Äthanol wurden 30 Teile des oben erhaltenen festen hydrolysierten Teilkondensats von Phenyltriäthoxysilan gelöst. Zu der Lösung wurden 20 Teile Essigsäure und 5 Teile y-Aminopropyltriäthoxysilan (Härtungskatalysator) zugegeben und diese wurden gut miteinander gemischt zur Herstellung einer Grundiermassenlösung (Pimer-Lösung). Diese Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) hatte eine Viskosität von 7 cP (O.entipoise), gemessen bei 20°C unter Verwendung eines Brookfie ld-Viskos imeter.s.
Ein Oberflächenbeschichturlgsmaterial wurde wie folgt hergestellt: 356 g (2 Mol) Methyltriäthoxysilan, 108 g (6 Mol) Wasser und 1 cm3 einer 0,1 n Chlorwasserstoffsäure wurden gut miteinander gemischt und 4 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Das gebildete Äthanol wurde durch Verdampfen entfernt, wobei man ein hydrolysiertes Teilkondensat von Methyltriäthoxysilan erhielt. 30 Teile des dabei erhaltenen hydrolysierten Teilkondensats von Methyltriäthoxysilan, 50 Teile Äthanol (technische Qualität), 20 Teile Essigsäure, 3 Teile einer wäßrigen TetraXthylammoniumhydroxidlösung (10 %-ig) und 0,5 Teile eines oberflächenaktiven Mittels wurden gut miteinander gemischt zur Herstellung eines Oberflächellbeschichtungsmaterials.
In die vorher hergestellte Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) wurde eine 10 mm x 200 mm x 2 mm große Polycarbonatharz-Folie bzw. -Platte eingetaucht, die vorher gewaschen und getrocknet worden war. Die eingetauchte Folie (Platte) wurde ohne Anwendung einer Vibrationsbewegung mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/Min. aus der Lösung herausgenommen. Die so behandelte Folie (Platte) wurde sofort in einen Heißluftofen eingeführt und eine Stunde lang auf 70°C erhitzt. Dann wurde das Erhitzen 5 Stunden lang bei 90°c fortgesetzt.
Die auf diese Weise mit einer Grundiermasse (Primer) beschichtete Folie (Platte) wurde in das Oberflächenbeschichtungsmaterial eingetaucht und ohne Anwendung einer Vibrationsbewegung mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/Min. aus der Beschichtungslösung herausgenommen. Die so behandelte Folie (Platte) wurde erneut sofort in einen Heißluftofen eingeführt und 5 Stunden lang auf 90°C erhitzt, wobei man eine Polycarbonatfolie bzw. -platte mit einem gehärteten Oberflächenfilm erhielt. Die beschichtete Folie (Platte) wurde wie folgt bewertet: (1) Messung der AbriebsbeständiSkeit Die Oberfläche der beschichteten Folie (Platte) wurde in einer Taber-Abriebstestvorrichtung (hergestellt von der Firma Yasuda Seiki, Japan) bei einer Belastung von 500 g und unter Verwendung des Rades CS-1OF über 100 c len einem Abrieb ausgesetzt. Dann wurden in einem Trübungsmeßgerät (Haze-Meter, hergestellt von der Firma Suga Testing Machine K.K., Japan) die Gesamtlichtdurchlässigkeit und die Lichtstreuung des Überzugs films gemessen. Die Abriebsbeständigkeit wurde ausgedrückt durch den Wert der Trübung, errechnet aus der folgenden Gleichung: Lichtstreuung Trübung (%) = ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ x 100 Gesamtlichtdurchlässigkeit (2) Anfangshaftung (Anfangsadhäsion) Eine zu untersuchende Folie (Platte) wurde auf einer Kreuzschnitt-Testvorrichtung(hergestellt von der Firma Toyo Seiki Corp., Japan) befestigt und mittels einer Rasierklinge mit einer Schneide wurden unter einer Belastung von 200 g in Abständen in der Länge und in der Breite 11 Schnittlinien angebracht. Ein Klebestreifen aus regenerierter Cellulose wurde an er kreuzweise eingeschnittenen Fläche befestigt und dann wurde der Klebestreifen in vertikaler Richtung fest von der Folie (Platte) abgezogen.
Dann wurde die Ablösung das Überzugs films festgestellt.
Die Anfangshaftung (Anfangsadhäsion) wurde ausgedrückt durch die Anzahl der zurückbleibenden Quadrate, bezogen auf 100 kreuzweise eingeschnittene Quadrate (Numerator/-Denominator).
(3) Beständigkeit gegen Eintauchen in heißes Wasser Die beschichtete Folie (platte) wurde in bei 100°C oder 60°C gehaltenes heißes Wasser eingetaucht und die so be handelte Folie (Platte) wurde dann dem vorstehend beschriebenen Anfangshaftungstest unterworfen. Das Ergebnis wurde ausgedrückt durch die Zeit, bei welcher die Haftung(Adhäsion) abzunehmen begann.
(4) Verwitterungsbes tändigkeit Die beschichtete Folie (Platte) wurde in einem Weather-O-Meter vom Sonnenscheintyp bestrahlt und die bestrahlte Folie (Platte) wurde dann dem vorstehend beschriebenen Anfangshaftungstest unterzogen. Die Ergebnisse wurden ausgedrückt durch die Zeitdauer der Bestrahlung (Belichtung), bei der die Haftung (Adhäsion) abzunehmen begann. Die Zeitdauer der Bestrahlung (Belichtung), bei der eine Rißbildung in dem Überzugsfilm der Folie (Platte) aufzutreten begann, wurde ebenfalls aufgezeichnet und sie ist unter der Uberschrift' Aussehen 'angegeben.
(5) Lösun«smittelbestänciSkeit Auf die beschichtete Folie (Platte) wurde Aceton in einer solchen Menge und in einer solchen Weise aufgebracht, daß das Aceton nicht überlief und dann wurde das Aussehen des beschichteten Films beurteilt. Die Lösungsmittelbestandigkeit wurde ausgetlrückt durch die Zeitdauer, bei welcher der beschichtete Film zu quellen oder sich abzulösen begann. Wenn die Acetonmenge abnahm durch spontane Verdampfung wahrend des Beobachtungszeitraums, wurde Aceton zugegeben, um die Beobachtung fortzusetzen.
Die in den Tests (1) bis (5) erzielten Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle I angegeben.
Beispiel 2 Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die 720 g (3 Mol) Pheryltriäthoxysilan durch 480 g (2 Mol) Phenyltriäthoxysilan und 178 g (1 Mol) Methyltriäthoxysilan ersetzt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Beispiel 3 Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die 720 g (3 Mol) Phenyltriäthoxysilan durch 240 g (1 Mol) Phenyltriäthoxysilan und 356 g (2 Mol) Methyltriäthoxysilan ersetzt wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Vergleichsbeispiel 1 Die in Beispiel 1 beschriebene Polycarbonat-Folie wurde dem gleichen Test wie in 33eispiel 1 unterworfen, jedoch ohne Beschichtung. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Vergleichsbeispiel 2 Die in Beispiel 1 beschriebene Polycarbonatfolie wurde in Abwesenheit der Grundiermassenschicht (Primer-Schicht) mit dem Oberflächenüberzugsmaterial beschichtet und dann dem Test unterworfen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Vergleichsbeispiel 3 Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die Grundiermasse (Primer) durch y-Aminopropyltriäthoxysilan ersetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Beispiel 4 Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die Polycarbonatfolie durch eine durch Formgießen aus Diäthylenglykolbisallylcarbonat hergestellte Folie ersetzt wurde und die in Beispiel 2 verwendete Grundiermasse (Primer) verwendet und 3 Stunden lang bei 900C gehärtet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Beispiel 5 Die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die 720 g(3 Mol) Phenyltriãthoxysilan durch 576 g (2,4 Mol) Phenyläthoxysilan und 107 g (0,6 Mol) Methyltriäthoxysilan ersetzt wurden. Damit wurde eine Polycarbonatfolie mit einem Überzugsfilm auf der Oberfläche hergestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle I ersichtlich, waren die in den Beispielen 1 bis 5 hergestellten beschichteten Folien in bezug auf die Anfangshaftung, die Abriebsbeständigkeit, die Beständigkeit gegen Eintauchen in heißes Wasser, die Verwitterungsbeständigkeit und die Lösungsmittelbeständigkeit den in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergesXilten Folien eindeutig überlegen.
Beispiel 6 In ein mit einem RückflußMihler ausgestattetes Reaktionsgefäß wurden 720 g (3 Mol) Phenyltriäthoxysilan, 160 g (9 Mol) Wasser und 1 cm3 einer 0,1 n Chlorwasserstoffsäure eingeführt und gut durchgemischt. Die Mischung wurde dann 4 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Mit fortschreitender Reaktion wurde die anfänglich heterogene Phase homogen. Die Lösung wurde durch Verdampfen des gebildeten Äthanols eingeengt, wobei man ein festes hydrolysiertes Teilkondensat von Phenyltriäthoxysilan erhielt.
In 300 Teilen n-Butanol wurden 100 Teile des auf diese Weise erhaltenen festen hydrolysierten Teilkondensats von Phenyltriäthoxysilan, 6 Teile Epikote 828 (Handelsname für einen Bisphenol A-Polyglycidyläther, erhältlich von der Firma Shell Chemical Cord.) und 1 Teil Tinun 327 (Handelsname für einen Ultraviolettabsorber vom Benzotriazol-Typ, erhältlich von der Firma Ciba-Geigy Cord.) gelöst. Zu der Lösung wurden 30 Teile Essigsäure zugegeben. Zu der resultierenden Lösung wurden unter Rühren und Albühlen auf eine Temperatur unterhalb 20°C langsam 16 Teile Y-Aminopropyltriäthoxysilan zugegeben. Dazu wurden ferner 7 Teile Wasser zugegeben und die Mischung wurde dann gut durchgemischt: zur Herstellung einer Grundiermassenlösung (Primer-Lösung). Diese Grundiermassenlösung (Prirner-Lösung) hatte eine Viskosität von 10 cP, gemessen bei 20C unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters.
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 angegeben wurde ein Oberflächenbeschichtungsmaterial hergestellt.
Eine 100 mm x 100 mm x 2 mm große Polycarbonatharzfolie bzw. -platte wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt zur Herstellung einer Folie, die sowohl mit der erhaltenen Grundiermasse (Primer) als auch mit dem Oberflächenüberzugsmaterial beschichtet war. In den Verfahren wurden die Bedingungen zum Erhitzen der mit der Grundiermasse beschichteten Folie zum Trocknen derselben so gewählt, daß sie eine Stunde lang auf 1200C erhitzt wurde. Die beschichtete Folie wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die in den Bewertungstests erzielten Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle II angegeben.
Beispiel 7 Die in Beispiel 6 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die 720 g (3 Mol) Phenyltriäthoxysilan durch 960 g (4 Mol) Phenyltriäthoxysilan und 178 g (1 Mol) Methyltriäthoxysilan ersetzt wurden.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 8 Die Verfahren des Beispiels 6 wurden wiederholt, wobei diesmal die 720 g (3 Mol) Phenyltriäthoxysilan durch 240 g (1 Mol) Phenyltriäthoxysilan und 356 g (2 Mol) Methyltriäthoxysilan ersetzt wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 9 Die in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal das Epikote 828 (Handelsname für einen Bisphenol A-Polyglycidyläther, erhältlich von der Firma Shell Chemical Corp.) in. einer Menge von 6 Teilen anstelle von 3 Teilen verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 10 Die in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal das Y Aminopropyltriäthoxysilan durch N-B-(Aminoäthyl)-y-aminopropyltrimethoxysilan ersetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 11 Die in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal das -Aminopropyltriäthoxysilan durch 0,3 Teile 1,8-Diazabicyclo[5.4.03undecen-7 ersetzt wurde.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 12 Die in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal das Epikote 828 (Handelsname für einen Bisphenol A-PolyslycidyLäther , erhältlich von der Firma Shell Chemical Corp.) durch 6 Teile y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan ersetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 13 Die in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal das Tinuvin 327 (Handelsname für einen Ultraviolettabsorber vom Benzotriazol-Typ, erhältlich von der Firma Ciba-Geigy Corp.) durch Tinuvin P (Handelsname für einen Ultraviolettabsorber vom Benzotriazol-Typ, erhältlich von der Firma Ciba-Geigy Corp) ersetzt wurde.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Beispiel 14 Die in Beispiel 9 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal die Polycarbonatfolie durch eine solche aus Polydiäthylenglykol ersetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Vergleichsbeispiel 4 Die in Beispiel 6 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal das Epikote 828 (Handelsname für einen Bisphenol A-Polyglycidyläther, erhältlich von der Firma Shell Chemical Corp.) in einer Menge von 20 Teilen anstelle von 6 Teilen verwendet wurde.
Beispiel 15 flie in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal die Grundiermassenlösung <Primer-Lösung) außerdem 1 Teil Tinuvin 327 enthielt. Die auf diese Weise beschichtete Polycarbonatfolie wurde in bezug auf ihre Verwitterungsbeständigkeit hin untersucht. Die Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle III angegeben.
Beispiel 16 Die in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die Grundiermassenlösung (Primer-Lösung) außerdem 1 Teil Tinuvin 327 enthielt, Die auE diese Weise beschichtete Polycarbonatfolie wurde auf ihre Verwitterungsbeständigkeit hin untersucht. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle Ilt angegeben. Tabelle 1 Beisp. Grundiermassen- Anfangs- Abriebs- Beständigkeit Verwitterungs- Lösungs-Nr. komponente A haftung bestän- gegen Eintau- beständigkeit mitteldigkeit chen in hei@es (Std.) bestän-Wasser digkeit Haftung Aus-100°C 60°C sehen (Min.) (Std.) (Tage) 1 Phenyltriäthoxy- 100 1,5 >72 >10 400 250 15 silan 100 2 Phenyltriäthoxy silan 2 100 1,2 >72 >10 400 250 15 Methyltriäthoxy- 1 100 silan 3 Phenyltriäthoxysilan 1 100 1,7 >10 >3 250 150 15 Methyltri- 2 100 äthoxysilan 4 Phenyltriäthoxysilan 2 100 1,5 >72 >10 400 250 15 Methyltri- 1 100 äthoxysilan 5 Phenyltriäthoxysilan 4 100 1,5 >72 >10 400 250 15 Methyltri- 1 100 äthoxysilan Tabelle 1 (Fortsetzung) Vgl. Grundiermassen- Anfangs- Abriebs- Beständigkeit Verwitterungs- Lösungs-Beisp.komponente A haftung bestän- gegen Eintau- beständigkeit mittelbe-Nr. digkeit chen in heißes (Std.) ständig-Wasser keit Haftung Aus-100°C 60°C (Min.) sehen 1 - (es wurde kein (Std.) (Tage) - 35 Überzug aufgebracht - - - - -2 es wurde kein Grundierüberzug aufge- 0 15 - - - - 2 bracht (nur Ober- 100 flächenüberzug) 3 Y-Aminopropyltri 100 1,9 >1 >1 100 - 5 äthoxysilan 100 Tabelle II Beisp. Anfangs- Abriebs- Beständigkeit gegen Verwitterungsbe- Lösungsmittel-Nr. haftung bestän- Eintauchen in heißes ständigkeit (Std.) beständigkeit digkeit Wasser Haftung Aussehen (Min.) 100°C 60°C (Std.) (Tage) 100 6 1,5 >72 >10 1 500 1 000 >15 100 7 " 1,2 >72 >10 1 200 1300 " 8 " 1,7 >10 >3 600 500 " 9 " 1,5 >72 >10 1 000 1 100 " 10 " 1,5 >10 >3 600 500 " 11 " 1,7 <72 >10 800 700 " 12 " 1,5 >72 >10 1 000 800 " 13 " 1,5 >72 >10 800 700 " 14 " 1,5 >72 >10 2 000 2 000 " Vgl.
0 Beisp. 1,8 100 4 Bemerkungen: Die Zusammensetzungen der in den Beispielen und in den Vergleichsbeispielen verwendeten Grundiermassen (Primer) waren folgende: Nachfolgend bedeuten PS = Phenyltriäthoxysilan und MS = Methyltriäthoxysilan Beisp. A B C D Nr.
6 PS y-Aminopropyl- Epikote 828 Tinuvin triäthoxysilan 6 Teile 327 1 Teil 16 Teile 7 PS , 4 MS l PS 8 ½ " " " MS 9 PS 4/1 " Epikote 828 " MS @ Teile 3 3 Teile 10 " N-ß-(Amino- Epikote 828 äthyl)-γ-amino- 6 Teile propyltrimethoxysilan 16 Teile 11 " l,8-Diazabicyclo- " " [5.4.0]undecen-7 0,3 Teile 12 " γ-Aminopropyl- γ-Glycidoxy- " triäthoxysilan porpyltri-16 Teile methoxysilan 6 Teile 13 " " Epikote 828 Tinuvin P 6 Teile 1 Teil 14 " " " Tinuvin 327 1 Teil Vgl.
Beisp.
4 " " Epikote 828 20 Teile Tabelle III Verwitterungsbeständigkeit (Std.) Haftung Aussehen Beisp. 15 700 250 Beisp. 16 700 250 Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims

Verfahren zum Beschichten der Oberfläche von Polycarbonatharz-Formkörpern und die dabei erhaltenen Produkte Patentansprüche ; Verfahren zum Beschichten der Oberfläche eines Polycarbonatharz-Formkörpers, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß auf die Oberfläche des Polycarbonatharz-Formkörpers zuerst ein Überzug aus einer Grundiermasse (Primer) aufgebracht und erhitzt wird und dann ein Überzugsmaterial aufgebracht und gehärtet wird, das im wesentlichen besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat eines Alkyltrialkoxysilans, wobei die Grundiermasse (Primer) enthält oder besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat (A) von Silanverbindungen, die umfassen ein Phenyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel C6H5Si(OR1)3 ---(A-I) worin R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, und ein Alkyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel R2Si(oR3)3 ---(A-2) worin R2 und R3 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlens toffatomen bedeuten, in einem Molverhältnis (A-1):(A-2) von 1:0 bis 10.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen dem Phenyltrialkoxysilan und dem Alkyltrialkoxysilan 1:0 bis 1 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem hydrolysierten Teilkondensat (A) um ein solches handelt, das aus dem Phenyltrialkoxysilan (A-1) hergestellt wurde.
4. Verfahren nach mindes ens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundiermassenlösung (Primerlösung) außerdem einen Härtungskatalysator enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundiermassenlösung (Primerlösung) ferner einen Ultraviolet-Absorber enthält.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Phenyltrialkoxysilan um Phenyltriäthoxysilan handelt.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Alkyltrialksilan um Methyltriäthoxysilan handelt.
8. Verfahren zum Beschichten der Oberfläche eines Polycar bonatharz-Formkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Polycarbonatharz-Formkörpers ein Überzug aus einer Grundiermasse (Primer) aufgebracht und erhitzt wird und daß dann ein Uberzugsmaterial aufgebracht und gehärtet wird, das im wesentlichen besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat eines Alkyltrialkoxysilans, wobei die Grundiermasse (Primer) enthält oder besteht aus einem hydrolysierten Teilkondensat (A) von Silanverbindungen, die umfassen ein Phenyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel C6H5Si(OR3)3 ---(A-1) worin R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, und ein Alkyltrialkoxysilan der allgemeinen Formel R2Si(OR3)3 ---(A-2) worin R2 und R3 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 @ohlenstoffatomen bedeuten, in einem Molverhältnis (A-l):(A-2) von 1:0 bis 10, einem Härtungskatalysato , einer Epoxyverbindung un1 einem Ultraviolettabsorber.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundiermasse (Prime-) außerdem eine eine Carbonsäure der allgemeinen Formel R4COOH, worin R4 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgrup@e mit l bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, enthaltende Lösung enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungskatalysator ausgewählt wird aus der Gruppe γ-Aminopropyltriäthoxysilan, N-ß-(Aminoäthyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, Triäthylamin und 1, 8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungskatalysator in einer Menge von 0,05 bis 20 Gew. = Teilen auf 100 Gew.-Teilen des hydrolysierte: Teilkondensats (A) der Silanverbindungen zugegeben wird
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Epoxyverbindung um einen Polyglycidyläther, hergestellt aus Epichlorhydrin und Bisphenol A, oder ein cyclisches Epoxyd harz handelt,
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüch@ 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxyverbindung in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des hydrolysierten Teilkondens's (A) der Silanverbindungen zugegeben wird.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraviolettabsorber aus Banzotriazol-Ultraviolattabsorbern ausgewählt wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraviolettabsorber in einer Menge von 0,5 bis 3 Gew -Teilen auf 100 GewTeile des hydrolysierten Teilkondensats (A) der Silanverbindungen zugegeben wird.
16. Verfahren nach mindestans einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen dem Phenyltrialkoxysilan und dem Alkyltrialkoxysilan 1:0 bis 1 beträgt.
17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem hydrolysierten Teilkondensat (A) um ein solches handelt, das aus dem Phenyltrialkoxysilan (A-1) hergestellt worden ist.
18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Grundiermassenlösung (Primer-Lösung innerhalb des Bereiches von 2 bis 30 Gew.-% liegt.
19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundiermasse (Primer) 10 Minuten bis 2'Stunden lang auf 110 bis 1200C erhitzt wird.
20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der auf die Oberfläche des Polycarbonatharz-Formkörpers aufgebrachten Schicht aus der Grundiermasse (Primer) innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 10 pin liegt.
21. Polycarbonatharz-Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20 beschichtet worden ist.