NON-REFLECTING COATING COMPOSITIONS AND PROCESS FOR PREPARING THEM

Abstract: 1. Coating agent for delustering coatings on transparent surfaces made from glass and plastics, in particular for delustering coatings on viewing screens, made from a thermally curable lacquer and a finely divided pigment based on silicic acid, characterised in that a polysiloxane lacquer, consisting of hydrolysis products of trialkoxysilanes and/or partial condensates of trisilanols, dissolved in lower aliphatic alcohols is used as the lacquer, and a mixture of a silicic acid, prepared thermally in an arc at approximately 3,500 degrees C or by flame hydrolysis at 550 to 1,250 degrees C, and a hydrophobic silicic acid prepared thermally by reacting the silanol groups, is used as the pigment, wherein the silicic acids in total are present in the lacquer in amounts of 0.5 to 15 wt%, and the hydrophobic silicic acid accounts for 5 to 40 wt% of the total silicic acid.

Description: Beschichtungsmittel für Entspiegelungsschichten und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel für Entspiegelungsschichten auf durchsichtigen Flächen aus Glas oder Kunststoffen, insbesondere für Entspiegelungsschichten auf Bildschirmen, aus einem thermisch härtbaren Lack und einem feinteiligen Pigment auf Kieselsäurebasis, und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Bildschirmgeräte, wie sie in der Datenverarbeitung, in der Büroorganisation oder in der Computertechnik Verwendung finden, Fernsehbildschirme, Skalenabdeckungen an Phonogeräten, Instrumentenabdeckungen in Automobilen und sonstige durchsichtige Flächen aus Glas oder Kunststoffen weisen meist glänzende Oberflächen auf, von denen störende Lichtreflexionen ausgehen, die das visuelle Erkennen von Informationen erschweren und zu gesundheitlichen Schäden führen können. Es ist daher wichtig, solche Flächen zu entspiegeln, ohne dass die Durchsicht wesentlich beeinträchtigt wird. Es sind bisher eine Reihe Methoden bekanntgeworden, Bildschirme weitgehend zu entspiegeln. Eine Möglichkeit besteht im Aufbringen einer dünnen Schicht eines transparenten Lackes auf dem Bildschirm. Die hierfür verwendeten Lacke sind jedoch nicht ausreichend beständig gegenüber dem chemischen und mechanischen Angriff von Putzmitteln. In der EP-OS 1 02 830 wird ein Beschichtungsmittel für Entspiegelungsschichten beschrieben, das aus einem durch UV-Strahlv aushärtbaren Acrylatlack besteht, der ein feinteiliges festes Polyacrylat enthält. Solche Entspiegelungsschichten besitzen auf verschiedenen Unterlagen nur eine ungenügende Haftfestigkeit und sind auch nicht abriebbeständig genug. Aus der EP-OS 85 190 sind Beschichtungsmittel für Entspiegelungsschichten bekannt, die aus einem Firnis und Silikat oder eine Kieselsäure enthaltenden wässrigen Dispersionen bestehen. Diese Beschichtungsmittel sind allerdings nicht lagerfähig, sondern dürfen erst unmittelbar vor ihrer Verwendung hergestellt werden. Ebenfalls bekannt sind Lacke, in denen feine Teilchen aus Siliziumdioxid, Titandioxid oder Aluminiumoxid dispergiert sind (EP-OS 1 02 830). Jedoch sind auch diese Entspiegelungsmittel nicht lagerfähig, da sich die Teilchen mit der Zeit absetzen und dadurch unterschiedliche Entspiegelungsschichten liefern. Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungsmittel für Entspiegelungsschichten auf durchsichtigen Flächen aus Glas oder Kunststoffen zu entwickeln, insbesondere für Entspiegelungsschichten auf Bildschirmen, aus einem thermisch härtbaren Lack und einem feinteiligen Pigment auf Kieselsäurebasis, das lagerungsbeständig ist und haftfeste, abrieb- und chemikalienbeständige Entspiegelungsschichten liefert, die störende Reflexionen entscheidend mindern, ohne die Durchsicht wesentlich zu beeinträchtigen. Ausserdem sollte ein Verfahren zur Herstellung solcher Beschichtungsmittel gefunden werden. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Lack ein Polysiloxanlack und als Pigment ein Gemisch aus einer thermisch hergestellten Kieselsäure und einer hydrophobierten thermisch hergestellten Kieselsäure verwendet wird. Vorzugsweise enthält der Polysiloxanlack Hydrolyseprodukte von Trialkoxysilanen und/oder Teilkondensate von Trisilanolen, gelöst in niederen aliphatischen Alkoholen, und gegebenenfalls kolloidales Siliziumdioxid. Besonders bewährt hat sich ein Polysiloxanlack, dessen Feststoffgehalt nach DIN 53216 20 bis 30 % beträgt und aus kolloidalem Siliziumdioxid und Teilkondensaten von Trisilanolen besteht. Die Feststoffbestandteile der Polysilozanlacke enthalten zumindest zum Teil stets freie Hydroxylgruppen, über die sie bei Anwendung erhöhter Temperatur durch Kondensation vernetzt werden können. Die Zusammensetzung der im Lack vor-. handenen Lösungsmittel muss dem jeweiligen Substrat (anorganische und organische Gläser) angepasst werden, um eine gute Haftfestigkeit der Entspiegelungsschichten zu erzielen. Bevorzugt werden hierfür ein- und zweiwertige aliphatische Alkohole eingesetzt. Vorzugsweise werden die thermisch hergestellten Kieselsäuren im Lichtbogen bei etwa 35000 C oder durch Flammenhydrolyse bei 550 bis 1250 C gewonnen. Nicht geeignet sind durch chemische Fällung erzeugte Kieselsäuren. Diese thermisch hergestellen Kieselsäuren besitzen im Herstellungszustand BET-Oberflächen von 150 bis 330 mê/g und mittlere Primärteilchengrössen von 6 bis 40 nm. Die Sekundäraggregate weisen Durchmesser von 2 bis 15 Jun auf. Die erforderlichen hydrophoben Kieselsäuren werden vorteilhafterweise aus hydrophilen, durch Flammenhydrolyse erzeugten Kieselsäuren durch Umsetzung der Silanolgruppen mit beispielsweise Dimethyldichlorsilan hergestellt. Die Kieselsäuren liegen im Polysiloxanlack vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 15 Gew. %, insbesondere in Mengen von 1 bis 8 Gew. % vor, wobei die hydrophobierte Kieselsäure 5 bis 40 * insbesondere 8 bis 30 % der Gesamtkieselsäure ausmacht. Die hydrophobierte Kieselsäure ist dafür verantwortlich, dass die thermisch hergestellten Kieselsäuren im Polysiloianlack ein gutes Schwebeverhalten zeigen und damit ein Absetzen in Vorratsbehältern auch während längerer Verarbeitungszeiten verhindert wird. Um eine deutliche Reduzierung der Spiegelrefleze als auch eine Beibehaltung der Bildschärfe und hohe Transmissionswerte bei guter Oberflächenglätte zu erreichen, muss die Kieselsäure in fein verteilter Form vorliegen. Bewährt ha ben sich Korngrössen Ci n Nl, wobei die Körnigkeit mit einem Grindometer nach DIN 53203 gemessen wird. Die Herstellung der Beschichtungsmittel erfolgt daher vorzugsweise derart, dass die Kieselsäuren mit einem Teil des Polysiloxanlackes solange gemahlen werden, bis die SOrnig- keit des pastösen Gemisches, gemessen mit einem Grindometer, einen Wert vonK im erreicht hat, und anschliessend mit dem Rest des Polysiloxanlackes versetzt wird. Vorteilhafterweise verwendet man hierzu eine Kugelmühle. Nach einer Dispergierzeit von 30 bis 50 Stunden erhält man Lacke, die Entspiegelungsschichten mit hoher Bildschärfe liefern. Zur Erzielung hoher Leuchtdichten kann den Beschichtungsmitteln eine färbende Substanz zugesetzt werden, die ausserdem so gewählt werden kann, dass eine optische Anpassung der Entspiegelungsschicht an die Farbe der Unterlage erfolgt. Die Beschichtungsmittel können auf die zu entspiegelnden Unterlagen nach den üblichen technischen Verfahren aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Tauchen, Fluten oder Spritzen. Zur besseren Verarbeitung kann dem Beschichtungsmittel noch eine Silikonharzlösung zugesetzt werden. Durch Erwärmen auf beispielsweise 80 bis 1200 C entstehen Entspiegelungsschichten, die eine ausgezeichnete Reflexminderung unter Beibehaltung der Bildschärfe und eines hohen Transmissionswertes zeigen. Ausserdem sind sie beständig gegen Säuren, Laugen und viele organische Lösungsmittel, wie Aceton, Xylol oder Isopropanol, besitzen antistatische Oberflächeneigenschaften und sind beständig gegen mechanischen Abrieb. Die Schichten haben normalerweise eine Dicke von 3 bis 10 P . Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemässe Beschichtungsmittel näher erläutern: 1. In einer Kugelmühle wird eine Nischung aus 129,75 Ge wichtsteilen eines Polysiloxanlackes (SICRALAN MRL), 14,70 Gewichtsteilen einer thermisch hergestellten Kiesel säure (TS 100) und 5,55 Gewichtsteilen hydrophobierter Kieselsäure (AEROSIL R 972) mit ca. 400 g Porzellankugeln von ca. 1,5 cm Durchmesser während 50 Stunden bei 90 Um drehungen pro Minute zu einer Paste dispergiert, die einen Grindometerwert 41 Zm aufweist. Aus 9,5 Gewichts teilen dieser Paste, 89,5 Gewichtsteilen Polysiloxanlack (SICRALAN MRL) und 1 Gewichtsteil eines gelösten Sili konharzes (BYK 301) wird mit einem Flügelrührer (2000 U/min) in fünf Minuten eine Beschichtungsmasse herge stellt, die auf glasklare Acrylglasscheiben durch Tau chen aufgebracht, während 2 bis 3 Minuten abgelüftet und 60 Minuten bei 800 C getrocknet wird. Die Schicht dicke beträgt 6 m. Tabelle I zeigt einige Eigenschaften derart beschichteter und unbeschichteter Acrylglasscheiben. Tabelle I EMI6.1 <tb> Eigenschaften <SEP> Acrylglas <SEP> Acrylglas <tb> <SEP> beschichtet <SEP> lnbeschichtet <tb> eflektormeterwert <SEP> <tb> (nach <SEP> DIN <SEP> 67530) <tb> 200 <SEP> 48,5 <SEP> 112 <tb> 600 <SEP> 76,5 <SEP> 143 <tb> 850 <SEP> 85,1 <SEP> 134 <tb> Transparenz <tb> (nach <SEP> Länge,mit <SEP> <tb> Grünfilter <SEP> VG9) <tb> Abriebtest <SEP> nach <SEP> dem <tb> Taberverfahren <SEP> (DIN <SEP> 52347 <tb> Abriebzahl <SEP> nach <SEP> 100 <SEP> Um- <SEP> 7 <SEP> 32 <SEP> <tb> drehungen <SEP> <tb> Haftfestigkeit <SEP> <tb> (DIN <SEP> 53 <SEP> 151) <SEP> 0-1 <SEP> <tb> Alterungsbeständigkeit <tb> (Xenontest <SEP> ohne <SEP> Verän- <SEP> 3000 <tb> derung) <SEP> Stunden <tb> 2. In der gleichen Kugelmühle wie im Beispiel 1 wird eine Mischung aus 114,3 Gewichtsteilen eines Polysiloxan lackes (SICRALAN MRL), 25,95 Gewichtsteilen thermisch hergestellter Kieselsäure (TT 600) und 9,75 Gewichts teilen hydrophobierter Kieselsäure (AEROSIL R 972) wäh rend 40 Stunden mit 60 Umdrehungen pro Minute zu einer Paste mit einem Grindometerwert < i m dispergiert. 24,4 Gewichtsteile dieser Paste werden mit 74,6 Gewichtstei len des Polysiloxanlackes und 1 Gewichtsteil einer Silikonharzlösung versetzt. Mit diesem Beschichtungs mittel wird ein organisches Glas auf Polycarbonatbasis beschichtet und die Schicht 1 Stunde bei 120 getrocknet. Die Tabelee II zeigt einige Eigenschaften derart beschichteter und unbeschichteter Polycarbonatscheiben, wobei die Werte analog Tabelle I bestimmt wurden. Tabelle II EMI7.1 <tb> <SEP> Polycarbonat <SEP> Polycarbonat <tb> Eigenschaften <SEP> beschichtet <SEP> unbeschichtet <tb> Reflektometerwert <tb> 200 <SEP> 13,3 <SEP> 102 <tb> 600 <SEP> 24,8 <SEP> 151 <tb> 850 <SEP> 83,4 <SEP> 151 <tb> Transparenz <SEP> 86,0 <SEP> % <SEP> 90,5 <SEP> % <tb> Abriebtest <SEP> 10 <SEP> 36 <tb> aftfestigkeit <SEP> 0-i <tb> Alterungsbeständig- <SEP> 1000 <tb> keit <SEP> Stunden <tb> 3. In einer Kugelmühle gemäss Beispiel 1 und 2 wird eine Mischung aus 129,75 Gewichtsteilen Polysiloxanlack, 14,70 Gewichtsteilen einer thermischen Kieselsäure (TK 900) und 5,55 Gewichtsteilen einer hydrophobierten Kieselsäure zu einer Paste dispergiert, 16,0 Gewichts teile dieser Paste mit 84 Gewichtsteilen Polysilozan- lack versetzt und dieses Beschichtungsmittel nach dem Homogenisieren auf Acrylglasscheiben aufgebracht. Die Tabelle III zeigt einige Eigenschaftswerte Tabelle III Eigenschaften Acrylglas Acrylglas beschichtet unbeschichtet Refl ektormeterwert 200 44,0 112,0 600 75,0 143,5 850 89,5 134,5 Transparenz 91,0 % 92,5 % 4. Ein Beschichtungsmittel der Zusammensetzung gemäss Bei spiel 1 wird auf ein anorganisches Glas aufgebracht und 60 Minuten bei 110 bis 1200 C getrocknet. Die Schicht besitzt einen Gitterschnittkennwert nach DIN 5je51 von 1.

Claims: Patentansprüche: 1. Beschichtungsmittel für Entspiegelungsschichten auf durchsichtigen Flächen aus Glas und Kunitstoffen, ins besondere für Entspiegelungsschichten auf Bildschirmen, aus einem thermisch härtbaren Lack und einem feintei ligen Pigment auf Kieselsäurebasis, dadurch gekennzeichnet, dass als Lack ein Polysiloxanlack und als Pigment ein Gemisch aus einer thermisch hergestellten Kieselsäure und einer hydrophobierten thermisch hergestellten Kie selsäure verwendet wird. 2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Polysiloxanlack Hydrolyseprodukte von Trial koxysilanen und/oder Teilkondensate von Trisilanolen, gelöst in niederen aliphatischen Alkoholen, und gegen benenfalls kolloidales Siliziumdioxid enthält. 3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt des Polysiloxanlackes nach DIN 53216 20 bis 30 % beträgt und aus kolloidalem Silizium dioxid und Teilkondensaten von Trisilanolen besteht. 4. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeiehnet, dass als thermisch hergestellte Kieselsäure eine im Licht bogen bei etwa 35000 C oder durch Flammenhydrolyse bei 550 bis 1250 C gewonnene Kieselsäure verwendet wird. 5. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kieselsäuren insgesammt in Mengen von 0,5 bis 15 Gew. % im Lack vorhanden sind. 6. Beschichtungsmittel nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobierte thermisch hergestellte Kiesel säure 5 bis 40 % der Gesamtkieselsäuremenge ausmacht. 7. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass die Kieselsäuren eine Korngrösse - 1 Zm besitzen. 8. Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln aus Polysiloxanlacken und thermisch hergestellten Kiesel säuren gemäss Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeiehnet, dass die Kieselsäuren mit einem Teil des Lackes solange gemahlen werden, bis die Körnigkeit des pastösen Gemisches gemessen mit einem Grindometer, einen Wert von L 1 111 erreicht hat, und anschliessend mit dem Rest des Polysi loxanlackes versetzt wird.

Inventors: ALDINGER, WERNER, DR., EISENMENGER, EDITH, POLLMANN, RICHARD, Pöllmann, Richard
Applicants: DEGUSSA AKTIENGESELLSCHAFT, GFO GESELLSCHAFT FUR OBERFLACHENTECHNIK M.B.H.
Application year: 1986
Main classification: C09D183
IPC codes: C09D183, C08J7, C03C17, C09D5