DE3687750T2

DE3687750T2 - Angestrichenes oder kaschiertes material.

Info

Publication number: DE3687750T2
Application number: DE8686117564T
Authority: DE
Inventors: Chia-Cheng Lin; Thomas George Rukavina
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 2006-12-18
Also published as: EP0233355A3; US4741931A; EP0233355A2; US4743503A; JPS62195061A; DE3687750D1; EP0233355B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein laminiertes Produkt und ein beschichtetes Produkt. Beide Produkte enthalten eine Grundierung, die ein Titanat/Organosilancopolymer enthält.
GB-A-728.751 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Copolymers, bei dem eine Mischung aus einem Titansäureester, vorzugsweise Tetra-n-butyl-titanat oder Tetra-nbutylamid, und ein Alkoxysilan, vorzugsweise Di-n-butyldi-n-butoxysilan oder Tetra-n-butoxysilan mit einer Wassermenge umgesetzt wird, die nicht ausreicht, alle hydrolysierbaren organischen Gruppen zu hydrolysieren, die in einem organischen Lösemittel mit niedrigem Siedepunkt, wie z. B. einem Alkohol oder einem aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff, gelöst sind.
Dieses Dokument beschreibt zusätzlich ein Verfahren, das Fasern, Fäden und Geweben wasserabstoßende Eigenschaften verleiht, indem die Materialien mit einem gelösten wasserfreien Lösemittel behandelt werden, das 1 bis 10% des obigen Copolymers enthält, das Lösemittel entfernt wird und die behandelten Materialien der Wirkung von Feuchtigkeit ausgesetzt werden.
GB-A-2 068 397 beschreibt eine Siliconzusammensetzung, enthaltend eine Organosiliciumverbindung mit mindestens einem an Silicium gebundenen Alkoxylrest pro Molekül, ein Organotitanat und eine Organohydrogensiliciumverbindung, enthaltend mindestens eine SiH-Gruppe pro Molekül, und gegebenenfalls ein organisches Lösemittel, das die Haftung zwischen Silicongummi und einem Substrat unterstützt.
US-A-3.321.359 beschreibt, daß die Haftung eines gehärteten Polysiloxans auf einem festen Material, z. B. Aluminium, verbessert wird, wenn zuerst eine Grundierung aufgetragen wird, die eine Verbindung aus Organosilan und einer hydrolysierbaren Titanverbindung enthält.
In US-A-3.794.556 wird berichtet, daß eine Grundierungszusammensetzung, enthaltend eine Mischung aus einem Tetraalkoxylsilan oder dessen Hydrolysat und einem Tetraalkyltitanat, zum Kleben von Siliconelastomeren an Titanträger und Polymerträger, wie gehärtete Oberflächen und Polyurethane, verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Veränderung von Oberflächeneigenschaften von Trägern und speziell auf Grundierungen, die die Haftung von verschiedenen Materialien an Trägeroberflächen aus Glas, Kunststoff, Metall oder Oxid verbessern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein mehrschichtiges Verbundmaterial zu schaffen, das durch eine Grundierung, enthaltend ein Copolymer aus Titanat und Organosilan, verbunden ist.
Die erste erfindungsgemäße Ausführungsform schafft ein solches Produkt durch Verbinden eines harten Polymeren als Träger und einer elastomeren Zwischenschicht, bei der es sich um ein Vinylpolymer handelt, mittels einer Grundierung.
Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform schafft durch die Verbindung über eine Grundierung eines harten, organischen polymeren Trägers und einer anorganischen Beschichtung ein beschichtetes Produkt.
Somit wird somit ein laminiertes Produkt geschaffen, enthaltend:
a) einen harten, polymeren Träger
b) eine an dem Träger haftende elastomere Zwischenschicht und
c) eine Titanat/Organosilancopolymer enthaltende Grundierung zwischen dem polymeren Träger und der elastomeren Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein Vinylpolymer ist.
Der harte, polymere Träger wird vorzugsweise aus einer Gruppe gewählt, die aus Polyacrylaten und Polycarbonaten besteht.
Vorzugsweise ist die Grundierung ein Reaktionsprodukt aus Titan(IV)-butoxid und Methacryloxypropyltrimethoxysilan.
Zusätzlich wird ein beschichtetes Produkt geschaffen, enthaltend:
a) einen harten, organischen, polymeren Träger;
b) eine anorganische Beschichtung auf diesem Träger; und
c) zwischen diesem Träger und dieser Beschichtung eine Grundierung, die ein Copolymer aus Titanat und Organosilan enthält.
Die vorliegende Erfindung liefert Polymere aus Titanat/Organosilan, die die Haftung von Beschichtungen an Trägern wirksam verbessern können, was von der Art der organischen Komponente des Polymers abhängt. Die Grundierungen der vorliegenden Erfindung aus Titanat/Organosilan helfen, die Haftung eines organischen Films, z. B. einer Vinylzwischenschicht, an solchen Oberflächen wie gerecktem Acrylpolymer oder einem Träger aus gerecktem Acrylpolymer mit einer Beschichtung aus Metalloxid zu verbessern.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Zusammensetzungen enthalten beides, sowohl aus Titanatgruppen als auch Organosilangruppen. Eine Grundierung aus Titanat/Organosilan, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, läßt sich einfach durch das Auflösen oder teilweise Hydrolysieren von entsprechenden Titanat- und Organosilanverbindungen, vorzugsweise Titantetraalkoxiden und Trialkoxyorganosilanen, in einem geeigneten Lösemittel formulieren. Es werden solche organischen Lösemittel wie Alkohole, besonders Isopropanol, bevorzugt.
Eine bevorzugte Grundierung, die erfindungsgemäß verwendet wird, enthält Tetrabutyltitanat und Trialkoxyorganosilan, gelöst in Propan-2-ol. Eine besonders bevorzugte Grundierung ist eine äquimolare Mischung von Tetrabutyltitanat und Trialkoxyorganosilan, gelöst in Propan-2-ol, mit einer Konzentration von etwa 0,5 bis 1%.
Eine Lösung einer Grundierung aus Titanat/Organosilan, die erfindungsgemäß verwendet wird, kann mit irgendwelchen geeigneten Mitteln, wie Tauchen oder Sprühen, auf eine Trägerfläche aufgebracht werden. Dabei ist Fließbeschichten ein bevorzugtes Auftragungsverfahren. Die Grundierung der vorliegenden Erfindung kann bei Umgebungstemperatur aufgetragen werden. Das Lösemittel kann bei Umgebungstemperatur verdampft werden, oder die Verdampfung kann durch Erhitzen beschleunigt werden. Eine Warmhärtung der erfindungsgemäßen Grundierung aus Titanat/Organosilan ist jedoch nicht notwendig.
Die Herstellung der Titanat/Organosilanpolymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, basiert auf folgendem Reaktionsablauf. Zuerst wird das Trialkoxyorganosilan hydrolysiert.
RxSi(OR')4-x + H&sub2;O → RxSi(OR')4-x-1OH + R'OH
Dann reagiert das hydrolysierte Organosilan mit der Tetraalkoxytitanverbindung.
RxSi(OR')4-x-1OH + Ti(OR'')&sub4; → RxSi(OR')4-x-1OTi(OR'')&sub3; + R''OH
Die organische Komponente R kann irgendeine aus dem großen Bereich der organischen Gruppen sein, was von den gewünschten Eigenschaften der Zusammensetzung abhängt. Die Anzahl der organischen Komponenten R kann von 1 bis 3 reichen, was wiederum von den gewünschten Eigenschaften abhängt. R' ist vorzugsweise Methyl oder Ethyl, kann aber Propyl, Butyl oder höhere Homologe sein, wenn die Reaktion säurekatalysiert wird. R'' ist vorzugsweise Butyl.
In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Molverhältnis von Silan zu Wasser etwa 1, und das Molverhältnis von Silan zu Titanat ist auch etwa 1. Das am meisten bevorzugte Titanat ist Tetrabutyltitanat, und die bevorzugten Silane sind Trimethoxy- und Triethoxyorganosilane. Die Reaktionen werden vorzugsweise mit anorganischen Säuren, wie Chlorwasserstoff oder Salpetersäure, katalysiert.
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung von spezifischen Beispielen noch deutlicher.

BEISPIEL I

Es wurde eine Zusammensetzung aus Titanat/Organosilan durch das Hydrolysieren von 24,84 g Methacryloxypropyltrimethoxysilan in 100 g Propan-2-ol, das 1,8 g Wasser enthielt, hergestellt. Die Lösung wurde auf 50ºC erhitzt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurden 28,4 g Tetrabutyltitanat zugesetzt, und die Reaktionsmischung wurde weitere 20 Minuten auf 50ºC gehalten. Die auf diese Weise gebildete klare Lösung aus Titanat/Organosilan eignet sich als Grundierung von Flugzeugscheiben, weil die organische Methacryloxypropylgruppe die Haftung von Beschichtungen auf einer Acrylpolymerträgerfläche begünstigt.

BEISPIEL II

Es wurde eine Grundierungszusammensetzung hergestellt, indem 12,42 g Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 13,61 g Tetrabutyltitanat in 200 g Propan-2-ol, enthaltend 1,35 g Wasser, 15 Minuten lang gemischt wurden. Die auf diese Weise hergestellte Grundierungslösung wurde folgendermaßen verwendet. Durchsichtige Flachglasproben wurden gereinigt und jeweils eine Oberfläche mit der Grundierung beschichtet. Zwischen die grundierten Glasflächen wurde eine klare Vinylzwischenschicht gebracht. Das Ganze wurde in einer Tüte vakuumverpackt und in einen Autoklaven bei etwa 135ºC (275ºF) angeordnet. Die Grundierung verbessert die Haftung zwischen dem Glas und dem Vinyl.
Die obigen Beispiele dienen lediglich der Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung. Es können verschiedene andere Zusammensetzungen aus Organosilan und Titanat, wie z. B. Titanisopropoxid, hydrolysiert und in verschiedenen Konzentrationen und Lösemitteln zur Reaktion gebracht werden, um die Titanat/Organosilangrundierungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die Grundierungen der vorliegenden Erfindung können zur Verbesserung der Haftung einer Vielzahl von Materialien zusätzlich zu Acrylpolymerträgern, Vinylzwischenschichten und Metalloxidfilmen, wie Polycarbonaten, Polysilicaten und Polysiloxanen, verwendet werden.

Claims

1. Laminiertes Produkt, enthaltend

a. einen harten polymeren Träger,

b. eine an dem Träger haftende elastomere Zwischenschicht und

c. eine Titanat/Organosilancopolymer enthaltende Grundierung zwischen dem polymeren Träger und der elastomeren Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein Vinylpolymer ist.

2. Laminiertes Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der harte polymere Träger aus der aus Polyacrylaten und Polycarbonaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Laminiertes Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierung ein Reaktionsprodukt von Titan(IV)-Butoxid und Methacryloxypropyltrimethoxysilan ist.

4. Beschichtetes Produkt, enthaltend einen harten organischen, polymeren Träger, eine anorganische Beschichtung auf dem Träger und eine Titanat/Organosilancopolymer enthaltende Grundierung zwischen dem Träger und der Beschichtung.