DD283827A5

DD283827A5 - Transparente deckschicht fuer sichtscheiben oder andere transparente glas- oder kunststoffsubstrate aus weichelastischem polyurethan

Info

Publication number: DD283827A5
Application number: DD89328947A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Holzer; Udo Gelderie; Cornelia Breuer
Original assignee: ��`��@��@ ��@�� k��
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1990-10-24
Also published as: JPH0220580A; FI892590A0; FI93018C; JP2894723B2; NO892124D0; ATE97928T1; ES2062060T3; BR8902416A; NO892124L; FI93018B; AU3500089A; ZA893965B; FI892590L; DK256289A; NZ229302A; DE68911034D1; EP0344069B1; KR900018274A; EP0344069A2; DE68911034T2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine transparente Deckschicht fuer Sichtscheiben oder andere transparente Glas- oder Kunststoffsubstrate aus weichelastischem Polyurethan, mit beschlaghemmender Wirkung. Die Reaktionsmischung fuer die Herstellung der Deckschicht enthaelt auszer einem trifunktionellen Polyisocyanat und einem trifunktionellen Polyol ein difunktionelles sulfoniertes bzw. sulfonatgruppenhaltiges Polyetherpolyol, ein nichtionisches Polyether-Polysiloxan und ein nichtionisches Tensid in Form eines ethoxylierten Fettalkohols und/oder eines ethoxylierten Fettamins.{transparente Deckschicht; Sichtscheiben; Polyurethan, beschlaghemmend; Reaktionsgemisch; trifunktionelles Polyisocyanat; trifunktionelles Polyetherpolyol; Polyether-Polysiloxan; Tensid; Fettalkohol; ethoxyliertes Fettamin}

Description

CH₃-(CH₂)_n-O(C₂H₄O)_m-H verwendet wird, wobei

n = 10bis16undm = 4bis10

bedeuten.

6. Transparente Deckschicht nach Anspruch 4, dadurch gekonnzeichnet, daß der Anteil des ethoxylierten Fettalkohols in der Reaktionsmischung 8,3 bis 15,5 Masseanteile in % beträgt.

7. Transparente Deckschicht nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein nichtionisches Tensid in Form eines ethoxylierten Fettamins mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,2 bis 6,5 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 1600 bis 520g/mol der Formel

- H

CH₃-(CH₂J_n - N

- H

* C *f -111

verwendet wird, wobei

η = 10 bis 16 und m = 4 bis 15

bedeuten.

H. Transparente Deckschicht nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des ethoxylierten Fettamins in der Reaktionsmischung 11,0 bis 18,5 Masseanteile in % beträgt.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine transparente Deckschicht für Sichtscheiben oder andere transparente Glas- oder Kunststoffsubstrate, aus weichelastischem Polyurethan, mit beschlaghemmendor Wirkung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Transparente weichelastische Deckschichten mit beschlaghemmenden Eigenschaften sind Gegenstand der DE-OS 3704294. Sie haben einerseits die Eigenschaft, daß sie bei den üblichen Beanspruchunysarten, die bei härteren Kunststoffen zu oberflächlichen Deformationen und kratzerartigen Eindrücken führen, lediglich eine elastische Verformung erfahren, die sich nach kurzer Zeit wiederzurückbildet. Andererseits haben sie den Vorteil, daß sie eine ausgeprägte beschlaghemmende Wirkung aufweisen. Die beschlaghemmende Wirkung beruht dabei auf einem synergistischen Effekt von sulfonierten! bzw. sulfonatgruppenhaltigen Polyether^olyol und eines gleichzeitig vorhandenen nichtionischen Polyether-Polysiloxans, die der das Polyurethan bildenden Reaktionsmischung zugesetzt werden.

Die beschlaghemmende Wirkung dieser bekannten Deckschichten ist bei mittleren Temperaturen durchaus zufriedenstellend. Bei Temperaturen unterhalb von +10°C und nach längerem Kontakt mit Wasser ist die beschlaghemmende Wirkung jedoch bei erhöhten Anforderungen noch nicht voll befriedigend.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Sichtscheiben und dgl. soweit zu verbessern, daß auch bei Temperaturen unterhalb von +10⁰C ein Beschlagen der Scheiben mit Sicherheit verhindert wird. Dies ist zum Beispiel bei Sichtscheiben für Kraftfahrzeuge infolge der damit verbundenen Erhöhung der Verkehrssicherheit von besonderer Bedeutung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt comit die Aufgabe zugrunde, die beschlaghemmende Wirkung der bekannten Deckschichten weiter zu verbessern, so daß sie die gewünschte Wirkung im wesentlichen υ η ve rmindert auch bei Temperaturen unterhalb von HO⁰C und nach längerem Kontakt mit Wasser aufweisen

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Reaktionsmischung folgende Komponenten aufweist:

a) ein trifunktionelles aliphatisches, auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat aufgebautes Polyisocyanat mit Biuret- oder Isocyanuratstruktur mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 12,6 bis 28 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 450g/mol;

b) ein trifunktionelles Polyol auf der Basis von Trimethylolpropan und Propylenoxid mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5,1 bis 12,8 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 400g/mol, oder ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5,1 bis 17 Masseanteilen in % entsprechend einem m&^:eron Molekulargewicht von 1000 bis 300g/mol;

c) einen difunktionellen sulfonierten bzw. sulfonatgruppenhaltigen Polyoxyalkylenether von 1,2- oder 1,3-Diolen mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 0,5 bis 13,2 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 6500 bis 250gAnol der Formel

	= HO—CH,	oder	HOH₂C	Ic'	CH_QOH V
R			C₂H₅-		S
X = η = m = η + η	j—CH—~ - I OH
	H-, Natrium- oder Ammoniumion, 0 bis 100, Obis 30,

bedeuten;

d) ein nichtionisches Copolymeres auf der Basis von in der Seitenkette polyoxyalkylenmodifiziertem Dimethylpolysiloxan (Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymer) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500 bis 2000g/mol der allgemeinen Formel

(CH₂J₃-O-(C₂H₄O)₈-(C₃H₆O)₁₃-CH₃₁

wobei das Verhältnis x/y = 5/1 bis 1/1,

a = 80-100Gew.-%,und b = 10-0Gew.-%

bedeuten, und

e) wenigstens ein nichtionisches Tensid in Form eines ethoxylierten Fettalkohols und/oder eines ethoxylierten Fittamins. Die Mengen der die Isocyanatkomponente bildenden Bestandteile der Reaktionsmischung und der die Polyolkomponente bildenden Bestandteile sind so zu wählen, daß das Verhältnis der NCO-Gruppen zu den OH-Gruppen 1,0 bis 2,5 beträgt. Vorzugsweise werden die genannten Komponenten der Reaktionsmischung in folgenden anteiligen Mengen eingesetzt: Trifunktionellss Isocyanat 36 bis 50 Masseanteile in %, trifunktionelles Polyo! 42,5 bis 18,7 Masseanteile in %, difunktioneller sulfonierter bzw. sulfonatgruppenhaltiger Polyoxyalkylenether 4,8 bis 5,5 Masseanteile in % und nichtionisches Copolymer 3,8 bis 4,8 Masseanteile in %.

Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der Reaktionsmischung vor allem die Alterungsbeständigkeit der Deckschicht erhöht wird. Insbesondere wurde beobachtet, daß der beschlaghemmende Effekt nach Lagerung der Deckschicht in Wasser länger erhalten bleibt. Selbst wenn nach längerer Lagerung der Deckschicht in Wasser bei Temperaturen unterhalb von +1O⁰C der beschlaghemmende Effekt vorübergehend nachgelassen hat, regeneriert sich die Deckschicht vollständig, wenn man sie einige Zeit bei Raumtemperatur lagert, so daß sich die ursprünglich vorhandene beschlaghemmende Wirkung wieder voll entfaltet. Auch im nicht gealterten Zustand bietet die erfindungsgemäße Deckschicht gegenüber der eingangs genannten Deckschicht insoweit Vorteile, als sie weniger empfindlich ist gegenüber Schwankungen in der Zusammensetzung der Reaktionsmischung und in den Polymerisationsbedingungen.

Als nichtionische Tenside in Form ethoxylierter Fettalkohole kommen insbesondere ethoxylierte Fettalkohole mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,4 bis 4,9 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 700 bis 350g/mol der Formel

CH₃-(CHj)_n-O-(C₂H₄O)_1n-H

in Betracht, wobei η = 10 bis 16 und m = 4 bis 10 bedeuten. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt mit einem mittleren Fettalkohol dieser Zusammensetzung mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 480g/mol entsprechend einem Gehalt an OH-Gruppen von etwa 3,5 Masseanteilen in %, in diesem Fall betragen η = 13 und M = 6 in der genannten chemischen Formel. Als nichtionische Tenside in Form ethoxylierter Fctternir·:. ,^saban sich insbesondere ethoxylierte F^eH<"«in - mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,2 bis 6,5 Masseanteilen in % entsprechen i einem mittleren Molekulargewicht von 1600 Dis 420g/mol der Formel

CH₃-(CH₂J_n - N

bewährt, wobei N = 10bis16undn = 4bis5bodeuten.

Bevorzugt wird ein ethoxyliertes Fettamin dieser Zusammensetzung mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000g/mol

und einem Gehalt an OH-Gruppen von etwa 3,4 Masseanteilen in % verwendet, in diesem Fall betragen N = 13 und m = 9.

Der Anteil des nichtionischen Tensids in der Reaktionsmischung beträgt im Falle des ethoxylierten Fettalkohols

zweckmäßigerweise zwischen 8,3 und 15,5 Masseanteile in % und im Falle des ethoxylierten Fettamins zweckmäßigerweisezwischen 11,0 und 18,5 Masseanteile in %.

Als difunktionellesulfonierte bzw. sulfonatgruppenhaltige Polyetherpolyole werden vorzugsweise Polyether-1,3-diole mit

einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1300g/mol verwendet. Derartige Polyetherpolyole und Verfahren zu ihrer

Herstellung sind in der DE-PS 3407 563 näher beschrieben. Um die mechanischen Eigenschaften der weichelastischen Polyurethan-Deckschichten zu verbessern, kann es zweckmäßig sein,

der Reaktionsmischung zusätzlich ein difunktionelles Isocyanatharnstoffaddukt auf der Basis von Isophorondiisocyanatzuzufügen, und zwar in einer Menge von 4,0 bis 18,7 Masseanteilen in% bezogen auf die Reaktionsrnischung. Ebenso kann eszur

Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zweckmäßig sein, der Reaktionsmischung gegebenenfalls zusätzlich zu dem

difunktionellen Isocyanatharnstoffaddukt ein difunktionelles Polyesterpolyol mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2 bis 5

Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 1700 bis 680g/mol in einer Menge von 2,8 bis 8,0 Masseanteilen in % bezogen auf die Reaktionsmischung zuzufügen. Für die Beurteilung der mechanisch-physikalischen Eigenschaften der weichelastischen Polyurethan-Deckschichten werden als

repräsentative Eigenschaften der Ε-Modul, die AbrasionsfestigkeU und die Mikroritzhärte bestimmt, die in ihrer Gesamtheit eine

Aussage darüber zulassen, ob die Deckschicht die erforderlichen Selbstheileigenschaften und das notwendige Gebrauchsverhalten aufweisen. Der Ε-Modul wird dabei nach der Methode bestimmt, wie sie in der DIN 53.457 beschrieben ist. Zur Bestimmung der Abriebfestigkeit wird das in der ECE-Form r-43 beschriebene Verfahren angewendet, indem auf die

rotierende Probr -»ährend 100 Umdrehungen zwei abrasiv wirkende Reibrollen mit einer Belastung von 500g zur Einwirkungkommen. Zur Be>_ .eilung des durch diese Beanspruchung erfolgten Abriebs wird sodann mit Hilfe des in der ECE-Norm R-43ebenfalls beschriebenen Verfahrens die Trübungszunahme im Vergleich zu der ursprünglichen Trübung vor der Behandlunggemessen, die in % angegeben wird. Die Mikroritzhärte wird nach dem Verfahren von Erichsen bestimmt, bei dem eine

Versuchseinrichtung verwendet wird, wie sie in der DIN 53.799 beschrieben ist mit der Ausnahme, daß der verwendete

kegelförmige Ritzdiamant einen Kegelwinkel von 50" und einen Verrundungsradius von 15 Mikrometer an der Kegelspitzeaufweist. Zur Beurteilung der Ritzhärte wird dasjenige höchste Belastungsgewicht des Ritzdiamenten angegeben, bei dem nochkeine bleibende sichtbare Verletzung der Oberfläche erkennbar ist.

Au'grund von Erfahrungen weiß man, daß selbstheilende durchsichtige Polyurethan-Deckschichten als Splitterschutzschichten

dann einsetzbar sind, wenn der Ε-Modul dieser Schichten zwischen 2 und 20N/mm², die Trübungszunahme durch Abrasionnach ECE 4-43 unterhalb von 4%, und die Mikroritzhärte nach Erichsen oberhalb von 10p liegen.

Auch hydrophile Deckschichten sind also nur dann für den praktischen Dauereinsatz brauchbar, wenn die genannten Eigenschaften innerhalb dieser Grenzen liegen. Zur Beurteilung der Benetzbarkeit der Deckschicht und damit der beschlaghemmenden Wirkung wird mit Hilfe eines Goniometer-Mikroskops der Randwinkel von auf die Oberfläche der Deckschicht aufgebrachten Wassertropfen gemessen. Bei

den bekannten Deckschichten aus weichelastischem Polyurethan, die keine beschlaghemmende Wirkung aufweisen, beträgt die

Größe des Randwinkels 70 bis 80°. Bei Deckschichten mit beschlaghemmender Wirkung hingegen beträgt die Größe des Randwinkels nur noch einige Grad und kann sogar bis aut Null Grad herabgesetzt werden. Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele Im Rahmen der beanspruchten Zusammensetzungen beschrieben und die an

diesen Deckschichten jeweils gemessenen mechanischen und beschlagheminenden Eigenschaften wiedergegeben, wobei

Beispiel 1 eine nicht erfindungsgemäße Deckschicht betrifft und lediglich zum Vergleich dient. Bei allen Ausführungsbeispielen werden aus der Reaktionsmischung Folien hergestellt, indem die Reaktionsmischung nach Homogenisierung in einer Schichtdicke von 0,5 mm auf etwa 6O⁰C warme Glasplatten aufgegossen wird. Die aufgegossene Schicht läßt man während einer Zeit von 30 Minuten bei einer Temperatur von 90°C aushärten. Anschließend werden die Folien

vo der Gießunterlage abgezogen. Die Folien werden dann 48 Stunden lang bei einer Temperatur von 20°C und einer relativen

Luftfeuchtigkeit von 50% konditioniert. Die mechanischen Eigenschaften, nämlich der Ε-Modul, die Trübungszunahme durch Abrasion und die Mikroritzhärte, werden

bei Raumtemperatur bestimmt.

Der Randwinkel als Maß für das BeneUungsverhalten wird jeweils auf beiden Oberflächen der Folien bestimm; diejenige Oberfläche, die mit der Glasoberfläche in Berührung stand, wird nachfolgend als Seite A bezeichnet, während diejenige Oberfläche, die beim Gieß- und Aushärtevorgang der Umgebungsluft ausgesetzt war, in den nachfolgenden Beispielen als Seite B bezeichnet wird. Der Randwinkel wird bei einigen Ausführungsbeispielen nach drei verschiedenen Vorbehandlungen der Folien gemessen: Die erste Messung (Messung I) erfolgt nach der Konditionierung der Folie parallel zu der Bestimmung der mechanischen

eigenschaften bei einer Temperatur von 20°C. Die zweite Messung (Messung II) wird im Anschluß daran bei einer Temperaturvon +1O⁰C vorgenommen. Die dritte Messung (Messung III) erfolgt ebenfalls bei einer Temperatur von +1O⁰C, nachdem zuvordie Folie 2 Stunden lung in Wasser von +1O⁰C gelegt und anschließend 16 Stunden lang bei 20°C und 50% relativer

Luftfeuchtigkeit getrocknet wurde. Boi denjenigen Ausführungsbeispielen, die nur eine Angabe über das Benetzungsverhalten

enthalten, erfolgte die Messung nach der Konditionierung der Folie bei einer Temperatur von 2O⁰C.

Ausfuhrungsbeispiele: Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Es wird eine Deckschicht hergestellt, wie sie in der DE-OS 3704294 beschrieben ist. Zur Herstellung der Reaktionsmischung werden 50g eines im wesentlichen trifunktionellen biuretgruppenhaltigen Polyisocyanats auf Basis des 1,6-Hexamethylendiisocyanats mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 23 Massenanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 550g/mol, 42,5g eines trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropans mit einem OH-Gehalt von 11 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500 g/mol, sowie 8,5 g eines difunktionellen sulfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,6 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1300g/mol der eingangs genannten Formel verwendet, bei der

HOH₂C R =

X = Natriumion, η = 20 und m = 3 sind.

Ferner enthält die Reaktionsmischung 5 g eines nichtionischen Polyether-Polysiloxans

(Diemethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymer) der eingangs angegebenen Formel mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 700g/mol, wobei das Verhältnis

x/y = 1/1,

a = 100Gew.-%und

b = 0Gew.-%

beträgt.

Dem Polyo! werden 0,05g Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 1,0g eines sterisch gehinderten Amins als Lichtschubmittel

zugegeben.

Für die mechanischen Eigenschaften und das Benetzungsverhalten werden folgende Werte gemessen: Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 8,1 ±0,2 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 3,1% Mikroritzhärte 28 p

Benetzungsverhalten: Messung I Messung Il Messung III Seite A 0°C 13⁰C 4O⁰C

Seite B 5⁰C 20°C 42⁰C

Man erkennt, daß das Benetzungsverhalten unter den Bedingungen, unter denen die Messungen Il und III durchgeführt werden, nicht zufriedenstellend ist.

Beispiel 2 Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Deckschicht wird eine Reaktionsmischung verwendet, der sowohl ein difunktionelles

sulfonatgruppenhaltlges Polyetherpolyol, ein nichtionisches Polyether-Polysiloxan als auch zusätzlich ein ethoxyllerter

Fettalkohol als nichtionisches Tensid zugesetzt werden.

7 : diesem Zweck werden 50g eines im wesentlichen trifunktionellen biuretgruppenhaltigen Polyisocyanats auf Basis des1,6-Hexamethylendiisocyanats mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 23 Masseanteilen in % entsprechend einemmittlerer, Molekulargewicht von etwa 550g/mol, 25g eines trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropans mit einem

OH-Gehalt von 11 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500g/mol, 8g eines

difunktionellen sulfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,6-MasseanteIlen in %entsprechend einem -.-.!nieren Molekulargewicht von etwa 1300g/mol der eingangs genannten Formel, bei der

H₂OH

R =

X = Natriumion, η = 20 und m «= 3 sind,

5 g des In Beispiel 1 genannten Dimethylsiloxan-Monomethylpolyetherslloxan-Copolymers sowie 8 g eines ethoxylierten

Fettalkohols der eingangs angegebenen Formel mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 350g/mol entsprechend einem Gehalt an OH-Gruppen von 4,9%, wobei in der chemischen Formel η = 10 und m = 4 sind, miteinander vermischt. Als Additive

werden dem Polyol 0,05g Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 1,0g eines sterisch gehinderten Amins als Lichtschutzmittelzugegeben.

Für die mechanischen Eigenschaften und das Benetzungsverhalten dieser Folie werden folgende Werte gemessen: Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 6,6+ 0,4 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 2,6% Mikrorifchärte 26 p

Benetzungsverhalten: Messung I Messung Il Messung III Seite A Ö«C 5°C 5°C

Seite B 6⁰C 8⁰C 5°C

Die mechanischen Eigenschaften dieser Deckschicht liegen mithin innerhalb der geforderten Grenzen. Das Benetzungsverhalten bei niedrigen Temperaturen und insbesondere nach der Wässerung ist gegenüber dem Vergleichsbeispiel erheblich verbessert.

Beispiel 3 Es wird eine Reaktionsmischung aus folgenden Komponenten hergestellt:

- 50g eines im wesentlichen trifunktionellen biuretgruppenhaltigen Polyisocyanats auf Basis des 1,6-Hexamethylendiisocyanats mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 23 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 550g/mcl;

- 29g eines trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropant mit einem OH-pehalt von 11 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500g/mol;

- 6g eines difunktionellen sulfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,6 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1300g/mol;

- 5g des in Beispiel 1 genannten Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymers;

- 12g eines ethoxylierten Fettalkohols der eingangs angegebenen Formel mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,5 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 480g/mol, wobei in der chemischen Formel n = 13 und m = 6 sind.

Als Additive werden dem Polyol 0,05g Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 1 ,Og eines sterisch gehinderten Amins als Lichtschutzmittel zugegeben.

An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie werden für die mechanischen Eigenschaften und für das Benetzungsverhalten folgende Werte gemessen:

Mechanische Eigenschaften: E-Modul 7,4 ± 0,4 NOmm²

Trübungszunahme durch Abrasion 3,1 % Mikroritzhärte 26 p

Benetzungsverhalten: Messung I Messung II Messung III SeiteA O⁰C B⁰C 5⁰C

Seite B 5⁰C 9⁰C 7⁰C

Die mechanischen Eigenschaften liegen innerhalb der geforderten Grenzen. Das Benetzungsverhalten bei niedrigen Temperaturen und insbesondere nach der Wässerungsbehandlung ist gegenüber dem Vergleichsbeispiel deutlich verbessert.

Beispiel 4 Es wird eine Reaktionsmischung aus folgenden Komponenten hergestellt:

- SOg des in den voraufgehenden Beispielen genannten trifunktionellen Polyisocyanats mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 23 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 550g/mol;

- 29g eines trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropans mit einem OH-Gel.alt von 11 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500g/mol;

- 4g eines difunktionellen sutfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,6 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1300g/mol der eingangs genannter· Formel, bei der

HOH₂C CH₂OH

R =

X = Natriumion, η = 20 und m = 3 sind,

- 5g des in Beispiel 1 gsnannten Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymers;

- 16g eines ethoxylierten Fettalkohols der eingangs angegebenen Formel mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 700g/mol entsprechend einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,4%, wobei in der chemischen Formel η = 16 und m = 10 sind.

Als Additive werden dem Polyol 0,05g Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 1,0g eines sterisch gehinderten Amins als Lichtschutzmittel zugegeben. An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie werden folgende Werte für die mechanischen Eigenschaften und für das Benetzungsverhalten gemessen:

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 4,5 ±0,4 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 2,2 % Mikroritzhärte 27 ρ

Benetzungsverhalten: Messung I Messung Il Messung III SeiteA O⁰C 5⁰C 5⁰C

Seite B 5°C 7⁰C " 5°C

Auch in diesem Fall liegen die mechanischen Eigenschaften innerhalb der geforderten Grenzen. Das Benetzungsverhalten ist bei niedrigen Temperaturen und insbesondere nach der Wässerung gegenüber dem Vergleichsbeispiel deutlich verbessert.

Beispiel5 Die Reaktionsmischung weist folgende Zusammensetzung auf:

- 50g des in den voraufgehenden Beispielen genannten trifunktionellen Polyisocyanats mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 23 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 550g/mol;

- 20g eines trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropans mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 11 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500g/mol;

- 5g des in Beispiel 4 gemannten difunktionellen sulfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols mit einem Gehalt an OH-Grupperi von 2,6 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1300g/rnol;

- 5g des in Beispiel 1 genannten Dimethylsilojon-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymers;

- 15g eines ethoxylierten Fettamins der eingangs angegebenen Formel mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 520g/mol entsprechend einem Gehalt an OH-Gruppen von 6,5 Masseanteilen in %, wobei in der chemischen Formel N = 10 und M = 4 sind.

Als Additive werden dem Polyol 0,05g Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 1,0g eines sterisch gehinderten Amins als Lichtschutzmittel zugegeben.

An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie werden folgende Werte für die mechanischen Eigenschaften und für das Benetzungsverhalten gemessen:

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 9,5 ±0,8 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 2,7 % MikroritzhSrte 33 ρ

Benetzungsverhalten: Messung I Messung Il Messung III SeiteÄ O⁰C 5⁰C 6⁷C Seite B 7⁰C 1O⁰C 1O⁰C

Auch diese Deckschicht weist mechanische Eigenschaften auf, die innerhalb der geforderten Grenzen liegen. Das Benetzungsverhalten ist bei niedrigen Temperaturen und insbesondere nach der Wässerung gegenüber dem Vergleichsbeispiel deutlich verbessert.

Beispiele Es wird eine Reaktionsmischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

- 50g des in den voraufgehenden Beispielen beschriebenen trifunktionellen Polyisocyanate;

- 28g des in den voraufgehenden Beispielen beschriebenen trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropans;

- 6g des in Beispiel 4 genannten difunktionellen sulfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols;

- 11 g eines ethoxylierten Fettamins der eingangs angegebenen Formel mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 10OOg/mol entsprechend einem Gehalt an OH-Gruppen, von 3,4 Masseanteilen tn %, wobei η = 13 und m = 9 sind.

An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie werden folgende Worte für die mechanischen Eigenschaften und füi das Benetzungsverhalten gemessen:

Mechanischo Eigenschaften:

t-Modul 8,3 ±0,3 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 1,8 % Mikroritzhärte 25 p

Benetzungsverhalten: Messung I Messung Il Messung III SeiteA O⁰C 5°C 7⁰C

Seite B 8⁰C 10°C 11°C

Auch diese Deckschicht weist mithin Eigenschaften auf, die einerseits hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften innerhalb der geforderten Grenzen liegen und die andererseits hinsichtlich des Benetzungsverhaltens bei niedrigen Temperaturen und nach Wässerung deutlich besser sind als die Deckschicht nach dem Vergleichsbeispial.

Beispiel 7 Es wird eine Reaktionsmischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

- 25g des in den voraufgehenden Beispielen beschriebenen trifunktionellen Polyols auf Basis des Trimethylolpropans;

- 8g des in Beispiel 4 genannten difunktionellen sulfonalgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols;

- 5g des in Beispiel 1 genannten Dimethylsilox. i-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymers;

- 20g eines ethoxylierten Fettamins der eingangs angegebenen Formel mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1570g/mol entsprechend einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,2 Masseanteilen in %, wobein = 16 und m = 15 sind.

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 6,3 ±0,4 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 2,7% Mikroritzhärte 28 p

Benetzungsverhalten: Messung I Messung Il Messung III SeiteA O⁰C 6⁰C 6⁰C

Seite B 4°C 8°C 7⁰C

Auch bei dieser Deckschicht ist das ßenetzungsverhalten bei niedrigen Temperaturen und nach Wässerung deutlich besser als bei der Deckschicht nach dem Vergleichsbeispiel, während die mechanischen Eigeruchaften ebenfalls innerhalb der geforderten Grenzen liegen.

Beispiele

Es wird eine Reaktionsmischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

- 36,11 g des In Beispiel 3 beschriebenen trifunktionellen Polyisocyanate;

- 4,01 g eines difunktionellen Isocyanatharnstoffaddukts auf der Basis von Isophorondüsocyanat mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 28 Masseanteilen In % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 300g/mol;

- 32,76g eineo Polycaprolactons mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,5 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 537g/mol,

- 8,02g eines difunktionellen Polyee'.erpolyols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,3 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 1030g/mol,

- 4,41 g eines difunktionellen sulfonatgruppenhaltigen Polyether-1,3-diols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,6 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1300g/mol,

- 10,03 eines ethoxyllerten Fettalkohols der eingangs angegebenen Formel mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,5 Masseanteilen in % entsprechend einom mittleren Molekulargewicht von etwa 48Gg/mol, wobei in der chemischen Formel N = 13und M = 6sind,

- 3,81 g des in Beispiel 1 genannten Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymers,

- 0,019g Dibutylzinndilaurat, und

- 0,39g eines sterisch gehinderten Amins als Lichtschutzmittel. Die Reaktionsmischung hat ein NCO/OH-Verhältnis von 1,0.

An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie werden folgenao Werte für die mechanischen Eigenschaften und für das Benetzungsverhalten gemessen:

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 6,2 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 2,12 % Mikroritzhärte 38 p

Benetzungsverhalten:

Seite A O⁰C

Seite B 3 "C

Beispiel 9

Von den im Beispiel 8 genannten Komponenten werden folgende Mengen abgewogen und daraus die Reaktionsmischung hergestellt:

- 40,83g trifur.ktionelles Polyisocyanat

- 10,21 g difunktionelles Isocyanatharnstoffaddukt

- 21,84g Polycaprolacton

- 5,46 g difunktioneller Polyesterpolyol

- 5,46g difunktioneller sulfonatgruppenhaltiger Polyether-1,3-diol

- 10,92 g ethoxilierter Fettalkohol

- 4,75 g Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymer

- 0,024g Dibutvlzinndilaurat, und

- 0,SOg sterisch gehindertes Amin.

Die Reaktionsmischung hat ein NCO/OH-Verhältnis von 1,8.

An einer aus dieser Raaktionsmischung hergestellten Folie wurden folgende Werte für die mechanischen Eigenschaften und für das Benetzungsverhalten gemessen:

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 7,2 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 2,56% Mikroritzhärte 34 p

Benetzungsverhahen.

Seite A O⁰C

Seite B 3 ⁰C

Beispiel 10

- 42,8Oy trifunktionelles Polyisocyanat

- 10,70g difunktionelles Isocyanathainstoffaddukt

- 20,65g Polycaprolacton

- 5,16g difunktioneller Polyesterpolyol

- 5,14g difunktioneller sulfonatgruppenhaltiger Polyether-1,3-diol

- 10,32g ethoxilierter Fettalkohol

- 4,71 g Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymer

- 0,024g Dibutylzinndilaurat, und

- 0,50g sterisch gehindertes Amin.

-10- 283

Die Reaktionsmischung hat ein NCO/OH-Verhältnisvon 2,0. An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie wurden folgende Werte für die mechanischen Eigenschaften und für

das BeneUuhgsverhalter. gemessen:

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 7,4 N/mm²

Trübungs'unahmedurchAbrasion 3,74% Mikroritz rte 33 p

Benetzungsverhältnisse:

Seite A O⁰C

Seite B 4⁰C

Beispiel 11 Von den im Beispiel 8 genannten Komponenten werden folgende Mengen abgewogen und daraus die Reaktionsmischung

hergestellt:

- 39,57 g trifunktionelles Polyisooyanat

- 18,71 g difunktionelles Isocyanatharnstoffaddukt

- 18,68g Polycaprolacton

- 2,83g difunktionellerPolyesterpolyol

- 4,97g difunktionellersulfonatgruppenhaltigerPolyether-1,3-d!ol

- 9,89g ethoxilinrter Fettalkohol

- 4,81 g Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymer

- 0,025 g Dibutylzinndilaurat, und

- 0,50g sterisch gehindertes Amin.

Die Reaktionsmischung hat ein NCO/OH-Verha'itnis von 2,5. An einer aus dieser Reaktionsmischung hergestellten Folie wurden folgende Werte für die mechanischen Eigenschaften und für

das Banetzungsverhalten gemessen:

Mechanische Eigenschaften:

E-Modul 13,6 N/mm²

Trübungszunahme durch Abrasion 3,90% Mikroritzhärte 30 p

Benetzungsvorhalten:

Seite A O⁰C

Seite B 24 ⁰C

Claims

-1- 283 Ö27

Patentansprüche:

1. Transparente Deckschicht für Sichtscheiben oder andere transparente Glas- oder Kunststoffsubstrate, aus weichelastischem Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Reaktionsmischung hergestellt ist, die folgende Komponenten aufweist:

a) ein trifunktionelles t liphatisches, auf'der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat aufgebautes Polyisocyanat mit Eliurst- oder Isocyanuratstruktur mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 12,6 bis 28 Masseanteilon in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa45g/mol;

b) ein trifunktionelles Polyol auf der Basis von Trimethylolpropan und Propylenoxid mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5,1 bis 12,8 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 400g/mol, oder ein trifunktionelles Polycaprolyton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5,1 bis 17 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 1000 bis 300g/mol;

c) einen difunktionellen sulfonierten taw. sulfonatgruppenhaltigen Polyoxyalkylenether von 1,2- oder 1,3-Diolen mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 05 bis 13,2 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von etwa 6500 bis 250g/mol der Formel

R-CH₂O-(C₂H₄O-)n-(C₃H₆O-)_m-CH₂CH₂CH₂-SO₃X,

wobei

HOH₂C

CH₂OH

R = HO —C !,

-CH oder

OH

C₂H₅

X = H-, Natrium-oder Ammoniumion,
η = Obis 100,
m = Obis 30,
η + m>1
bedeuten,

d) ein nichtionisches Copolymeres auf der Basis von in der Seitenkette polyoxyalkylenmodifiziertemDimethylpolysiloxan(Dimethylsiloxan-Monomethylpolyethersiloxan-Copolymer) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500 bis 2000g/mol der allgemeinen Formel

(CH₃J₃Si-O

CH₃
-Si-O

CH,

Si-O

(CH₂)₃-0-(C₂H₄0)_a-(C₃H₆0)_b-CH₃

wobei das Verhältnis x/y = 5/1 bis 1/1,

a = 80-100 Gew.-%, und
b = 20-0Gew.-%
bedeuten, und
e) wenigstens ein nichtionisches Tensid in Form eines ethoxylierten Fettalkohols und/oder eines ethoxylierten Fettamins.
2. Transparente Deckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung zusät7iich 4.0 bis 18,7 Masseanteile in % eines difunKtionellen Isocyanathamstoffaddukts auf der Basis von Isophorondiisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 23 bis 29 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 365 bis 290g/nrK enthält.
3. Transparente Deckschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung zusätzlich 2,8 bis 8,0 Masseanteile in % eines difunktionellen Polyesterpolylols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2 bis 5 Masseanteilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 1700 bis 680g/mol enthält.
4. Transparente Deckschicht nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der NCO-Gruppen zu den OH-Gruppen in der Reaktionsmischung 1,0 bis 2,5 beträgt.
5. Transparente Deckschicht nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein nichtionisches Tensid in Form eines ethoxylierten Fettalkohols mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,4 bis 4,9 Masseantoilen in % entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 700 bis 350g/mol der Formel