EP0981583B1

Nanostructured moulded bodies and layers and method for producing same

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Expired 13 May 2018, 8.4 years ago.

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21 claims: 3 independent, 18 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Herstellung von nanostrukturierten Schichten, umfassend die folgenden Stufen:a) Bereitstellung einer nanoskalige anorganische Feststoffteilchen mit polymerisierbaren und/oder polykondensierbaren organischen Oberflächengruppen enthaltenden fließfähigen Masse;b) Aufbringen der Masse von Stufe a) auf ein Substrat;und c) Polymerisation und/oder Polykondensation der Oberflächengruppen der Feststoffteilchen unter Bildung einer gehärteten Schicht, wobei Stufe c) eine photochemische Polymerisation/Polykondensation einschließt.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als zusätzliche Stufe eine thermische Nachbehandlung, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 150°C, der Schicht von Stufe c) umfasst.
  3. 3
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als zusätzliche Stufe eine thermische Verdichtung der Schicht bei einer Temperatur von mindestens 250°C, vorzugsweise mindestens 400°C, umfasst.
  4. 4
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nanoskaligen Teilchen aus solchen von Metallverbindungen, insbesondere Oxiden, Sulfiden, Seleniden und Telluriden von Metallen und Mischungen derselben, ausgewählt sind.
  5. 5
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nanoskaligen Teilchen aus solchen von SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZnO, Ta 2 O 5 , SnO 2 und Al 2 O 3 und Mischungen derselben ausgewählt sind.
  6. 6
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisierbaren und/oder polykondensierbaren Oberflächengruppen ausgewählt sind aus organischen Resten, die über eine (Meth)acryl-, Vinyl-, Allyl- oder Epoxygruppe verfügen.
  7. 7
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Stufe a) eingesetzten Feststoffteilchen durch Oberflächenmodifizierung von nanoskaligen Feststoffteilchen mit den entsprechenden Oberflächengruppen hergestellt wurden.
  8. 8
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Stufe a) eingesetzten Feststoffteilchen unter Verwendung mindestens einer Verbindung mit entsprechenden polymerisierbaren/polykondensierbaren Gruppen hergestellt werden.
  9. 9
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der anorganischen Feststoffteilchen nach dem Sol-Gel-Verfahren erfolgt.
  10. 10
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Feststoffteilchen von Stufe a) zusätzlich fluorierte Oberflächengruppen, vorzugsweise solche der Formel R f -CH 2 -CH 2 -, worin R f einen Perfluoralkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt, aufweisen.
  11. 11
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Stufe c) in Anwesenheit von nicht an die Feststoffteilchen gebundenen polymerisierbaren und/oder polykondensierbaren monomeren oder oligomeren Spezies durchgeführt wird.
  12. 12
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Stufe c) in Anwesenheit eines Thermostarters und/oder Photostarters durchgeführt wird.
  13. 13
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Substrat um ein solches aus Kunststoff, Metall oder Glas handelt.
  14. 14
    Verfahren zur Herstellung von hochkratzfesten nanostrukturierten Schichten auf Kunststoffsubstraten nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Stufen:a) Bereitstellen einer Dispersion von nanoskaligen Metalloxidteilchen in einem mindestens ein hydrolysierbares Silan mit polymerisierbarer/polykondensier-barer Gruppe umfassenden System in einer Konzentration von mindestens 15 Gew.-% und anschließende Vorhydrolyse des Silans;b) Auftragen der Masse von Stufe a) auf ein Kunststoffsubstrat;und c) photochemische Härtung der auf das Kunststoffsubstrat aufgebrachten Schicht.
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metalloxidteilchen um solche von Al 2 O 3 , TiO 2 und/oder ZrO 2 handelt.
  16. 16
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan über eine Meth(acryl)gruppe, Vinylgruppe oder Allylgruppe verfügt.
  17. 17
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe a) die Metalloxidteilchen in einer Konzentration von mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, eingesetzt werden.
  18. 18
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhydrolyse von Stufe a) in Abwesenheit von separat zugegebenem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird.
  19. 19
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführung von Stufe b) ein Photoinitiator zugesetzt wird.
  20. 20
    Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffsubstrat ein solches aus Poly(meth)acrylaten, Polycarbonaten oder Polystyrol ist.
  21. 21
    Mit einer nanostrukturierten Schicht versehenes Substrat, erhältlich nach dem Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 20.
Independent claims21