[发明专利]复合物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有基底和施加到所述基底上的溶胶-凝胶层的复合物以及制造所述复合物的方法。

背景技术

在现有技术中，已知许多提供具有涂层的基底的方法，特别是为了使得基底功能化而并入结构。尤其热冲压法是已知的，其中在高于基底软化点的温度下使冲压模具与基底表面接触。在玻璃基底的情况中，通常这些温度高于500℃。该方法具有如下缺点，成形工具的磨损导致成本高。此外，仅能够使用具有特定熔化和凝固行为的特殊基底。另外，可结构化面积的大小以及多种结构受到严重限制。

另一种方法是提供具有待结构化聚合物层的基底。然后，可以例如借助于冲压模具使所述聚合物层结构化。这种聚合物层的重要缺点在于，由于有机组分的比例高而导致其热稳定性不足。通常，这种层仅在最高达约100℃时稳定。

此外，存在一种溶胶-凝胶纳米压印的方法，其中将冲压模具压入溶胶-凝胶层内，随后进行热交联。在大面积的刚性基底情况下，几乎不使用这种方法。这些方法是以触变冲压法为基础的。在此情况中，使触变漆(lacquer)结构化，由于漆的触变性能而保存了由此得到的形式。通常，以热方式或通过UV光在不与冲压模具接触的条件下进行固化作用。通过添加各种添加剂可实现漆的高触变性能，所述各种添加剂通常会影响透射或机械耐受性以及漆的使用时限。

含薄层漆的溶剂的冲压也是已知的。在此情况中，由于在溶胶中溶剂的含量高，所以在工业可实现的制造步骤中最通常地仅能够制造最高达5μm厚度的层，这是因为在结构化厚层的制造中次优的网络形成和张力裂缝形成性能。此外，制造的厚层仅在最高达约200℃的温度下才稳定，在更高施加负荷温度下从5μm层厚开始分别显示裂缝。

因此，需要提供一种包含在基底上的可结构化层的复合物，其即使在更高的层厚下也不会显示裂缝。通过经济的工艺应当可制造这些复合物且所述复合物应当具有优异的温度稳定性。此外，其应当为透明的，从而其适合于光学应用。

发明内容

本发明的主题是解决现有技术的问题。

通过下述方法能够制造根据本发明的复合物。此处，基底具有用于获得溶胶-凝胶层的涂料组合物。

所述复合物包含基底，所述基底在其至少一个表面上带有溶胶-凝胶层。该溶胶-凝胶层是温度稳定的并是结构化的。当实施本文中所述的方法步骤时且当实现涂料组合物的组成时，则将得到具有期望性能的复合物。在此情况中，溶胶-凝胶层的厚度优选为至少5μm、更优选为至少10μm，所述厚度比现有技术中相应的厚度高。通过溶胶-凝胶层由于其组成且也由于所使用的制造方法而具有200至10,000N/mm²、优选500至10,000N/mm²的弹性模量的事实，使得实现所述厚度变为可能。这种性能导致实现了如下优势，即使在高施加温度负荷的情况中所述溶胶-凝胶层也不会显示裂缝。

通过在溶胶-凝胶层中无机网络的高取代度，可实现所述弹性模量。优选地，为了实现这种性能，可使用温度稳定的有机硅化合物。由此，制造一个层，其在热负荷的情况中的收缩率非常低，由此不会引起收缩张力。此外，实现了层网络的特殊柔性且使层张力松弛。

另外，所述溶胶-凝胶层优选含有至少一种聚硅氧烷。所述聚硅氧烷支持所需要弹性的调节。聚硅氧烷在溶胶-凝胶层中的比例应当优选为溶胶-凝胶层的至少10重量％且至多80重量％、进一步优选至少35重量％且至多65重量％。根据本发明，聚硅氧烷包含具有如下通式(I)的硅氧烷单元：

R_nSiO_(4-n)/2(n＝0、1、2、3)   I

因此，硅氧烷单元可以为单-、双-、三-或四官能的。在符号说明中，这可通过字符M(单)、D(双)、T(三)和Q(四)来表示：[M]＝R₃SiO_1/2、[D]＝R₂SiO_2/2、[T]＝RSiO_3/2和[Q]＝SiO_4/2。将各个单元分别称作M、D、T和Q单元。因此，由Q单元构成的网络与石英玻璃的构成相对应。