1 ,73

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein transparenter Klebstoff mit einem Brechungsindex im Bereich von 1 ,7 bis 1 ,73, dessen Herstellung und Verwendung insbesondere dessen Verwendung für Beschichtungen und Verklebungen.

Aus der DE 10 201 1 014 100 A1 ist ein transparentes Schutzsystem bekannt, das mindestens ein Bauteil aus einem Einkristall oder aus einer polykristallinen Keramik aufweist und eine RIT > 10% besitzt, wobei es in besonders vorteilhafter Weise nicht zwangsläufig erforderlich ist, die Einkristalle oder die Keramik zu polieren, so dass die aus einem solchen Poliervorgang resultierenden Herstellungskosten eliminiert sind.

Im Idealfall kann gemäß DE 10 201 1 014 100 A1 auch ein vor dem Polieren durchzuführender Schleifvorgang entfallen und das mindestens eine Bauteil aus Keramik oder Einkristall unmittelbar nach seiner Herstellung verwendet mit einem Matrixmaterial kombiniert werden. Wenn das Matrixmaterial zumindest annähernd den gleichen Brechungsindex bzw. den gleichen Brechungsindex wie das mindestens eine Bauteil aufweist, wird in vorteilhafter Weise jeder optische Fehler der Oberfläche des mindestens einen Bauteils ausgeglichen, so dass bspw. eine schlechte Polierqualität akzeptiert werden kann, bzw. das mindestens eine Bauteil nicht geschliffen und poliert zu werden braucht.

Erfindungsgemäß ist der transparente Klebstoff einer mit einem Brechungsindex im Bereich von 1 ,7 bis 1 ,73 auf Basis von Thioacrylate der allgemeinen Formel 1

und einem Polymensationsinitiator.

Vorzugsweise enthält der Klebstoff Pentabromphenylmethacrylat der allgemeinen Formel 2

als Comonomer in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-%. Weiterhin bevorzu t enthält der Klebstoff Bisacrylaten der allgemeinen Formel 3

als Vernetzer in einer Menge von 0 bis 5,0 Gew.-%.

Vorzugsweise enthält der Klebstoff als Polymerisationsinitiator einen Photoinitiator in einer Menge von 2,0 bis 5,0 Gew.-% bevorzugt 2,0 bis 3,0 Gew.-%. Bevorzugt ist der Photoinitiatoren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyketonen, Monoacylphosphinen, Bisacylphosphinen und/oder Benzoylderivaten. Ganz besonders bevorzugt ist als Photoinitiato-ren im erfindungsgemäßen Klebstoff 1 -Hydroxy-cyclohexylphenylketon, 2,4,6- Trimethylbenzoylbisphenylphos-'phinoxid, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl) ^_, phosphin- oxid oder 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propanon enthalten.

Weiterhin enthält der Klebstoff anorganische, nanoteilige Partikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metalloxiden in einer Menge von 0 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise Oxide der Elemente Aluminium, Zink oder Titan und besonders bevorzugt enthält der erfindungsgemäße Klebstoff Zinkoxid in einer Menge von 0 bis 12 Gew.-%. Unter nanoteiligen Partikeln werden im Sinne dieser Anmeldung Partikel mit einer Partikelgröße von 1 bis 150 nm verstanden, bestimmt durch dynamische Lichtstreuung (DLS) mit Hilfe von Laserstrahlbeugung gemäß der DIN ISO Norm 13320-1 .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines transparenten Klebstoffs erfolgt in der Weise, dass ein Thioacrylate der allgemeinen Formel 1

und einem Polymerisationsinitiator gemischt und gehärtet werden. Vorzugsweise wird der Photoinitiator in einer Menge von 2,0 bis 5,0 Gew.-% bevorzugt 2,0 bis 3,0 Gew.-% zugesetzt. Der Photoinitiatoren wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyketonen, Monoacylphosphinen, Bisacylphosphinen und/oder Benzoylderivaten. Ganz besonders bevorzugt wird als Photoinitiato-r im erfindungsgemäßen Klebstoff 1 -Hydroxy-cyclohexylphenylketon, 2,4,6- Trimethylbenzoylbisphenylphos-'phinoxid, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl) ^_, phosphin- oxid oder 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propanon eingesetzt. Die Härtung erfolgt vorzugsweise durch aktinische Strahlung, besonders bevorzugt durch Bestrahlung mit einer UVA-Lampe bei einer Strahlungsintensität zwischen 10 mW/cm ² und 40 mW/cm ² .

Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren Pentabromphenylmethacrylat der allgemeinen Formel 2

in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-% und/oder ein Bisacrylat der allgemeinen Formel 3

in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-% zugesetzt.

Vorteilhafter Weise werden der Klebstoffmasse noch anorganische, nanoteilige Partikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metalloxiden der Elemente Aluminium, Zink oder Titan und besonders bevorzugt Zinkoxid in einer Menge von 0 bis 12 Gew.-% zugesetzt. Die anorganischen, nanoteiligen Partikel werden im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise als Dispersion in Ethanol und/oder Isopropanol der Klebstoffmasse zugesetzt.

Überaschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Einbettung von Keramiken oder Einkristallen, die unpoliert bzw. ggf. nicht nur unpoliert sondern auch ungeschliffen sein können, in ein aus dem erfindungsgemäßen Klebstoff bestehenden Matrixmaterial, dessen Brechungsindex dem Brechungsindex der Keramik oder des Einkristalls mindestens annähernd, d.h. in einem Bereich von ±10% entspricht, ein transparentes Schutzsystem realisiert werden kann, das auf eine preisgünstige Art und Weise auch eine komplexe Geometrie des Schutzsystems ermöglicht. Der gemäß vorliegender Erfindung bereitgestellte Klebstoff ist nun in besonderer Weise geeignet, als Matrixmaterial im Sinne der DE 10 201 1 014 100 A1 eingesetzt zu werden. Mit ihm ist es überraschenderweise möglich, einen in weiten Bereichen variablen optischen Brechungsindex n _B einzustellen. Der bevorzugte erfindungsgemäße Klebstoff weist einen optischen Brechungsindex n _B von > 1 ,7 auf.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffs mit einem optischen Brechungsindex, der an dem des mindestens einen Bauteils wunschgemäß angepasst ist, verschwinden die optischen Grenzen zu dem mindestens einen Bauteil aus polykristallinem Keramikmaterial oder aus Einkristall. Damit stellt nur noch der erfindungsgemäße Klebstoff selbst die Grenze zur Umgebung dar, an der es zu einer Reflexion und/oder Brechung kommen kann. In Kombination beispielsweise mit Glas- oder anderen Scheiben ist dann in einem entsprechenden Verbund nur noch die äußerste Lage relevant.

In besonders vorteilhafter Weise kann der erfindungsgemäße Klebstoff verwendet werden zur Herstellung von transparenten Ballistik-Schutzsystemen, von strahlverschleißresistenten Sichtfenstern für Strahlkabinen, von Fenstern für spanende Anlagen (kratzbeständig und hoch fest), von transparenten architektonischen Elementen, von transparenten Bestandteilen im Schmuckbereich, wie beispielsweise von Zifferblatt-Gläsern in Armbanduhren, von Chemiefenstern mit hoher Beständigkeit gegen Säuren und Laugen und/oder von Fenstern für Messsensoren.

Die Erfindung wird nachfolgen an Hand von Beispielen näher erläutert ohne das dadurch der Schutzbereich nur auf die beispielhaft dargestellten Gegenstände beschränkt ist.

Beispiel 1

In einem Reaktionsgefäß werden unter Ausschluss von Feuchtigkeit 20 g

Pentabromphenylmethacrylat in 200 ml Essigester unter Rühren gelöst.

Anschließend werden unter ständigem Rühren 80 g 2-Naphthalinthioethylacrylat und 2,0 g 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan-1 - on als Initiator hinzu gefügt. Die leicht viskose Lösung besitzt eine hellbraune Farbe und ist für Verklebungen und Beschichtungen einsatzfähig. Beispiel 2

In die nach Beispiel 1 hergestellte Lösung werden in einem Reaktionsgefäß unter Feuchtigkeitsausschluss 10,0 g einer ethanolischen Nano-Zinkoxid-Dispersion, 40 Gew.-% in Ethanol, < 130 nm Partikelgröße bestimmt durch dynamische

Lichtstreuung (DLS) Dichte= 1 ,2 - 1 ,3 g/cm ³ h inzugefügt. Es wird einige Zeit gut durchgerührt und eine braune stabile Dispersion erhalten. Nach Entfernen des Lösungsmittelgemischs ist der Klebstoff einsatzfähig.

Viskosität: 350 mPas

Die Härtung erfolgt mit einer UV A-Lampe, die eine Strahlungsintensität von mindestens 10 mW/cm ² besitzt. Die Bestrahlungszeit richtet sich nach der Dicke der zu fügenden Glas-/Keramik-Teile und beträgt in der Regel 5 Minuten. Man erhält eine transparente farblose Klebefuge. Die gefügten Teile zeigen eine hohe Klimastabilität und sind auch im feuchtwarmen Wechselklima stabil.

Die gefügten Teile sind bis 170° C unverändert fest verbunden.

n= 1 ,72 (633 nm)

Scherfestigkeit: 6,4 N/mm ²

Beispiel 3 In einem Reaktionsgefäß werden unter Feuchtigkeitsausschluss 100 g 2-

Naphthalinthioethylacrylat mit 2,0g 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan-1 - on unter Rühren homogen vermischt Die leicht gelbe Lösung ist für Beschichtungen bzw. als Klebstoff einsatzfähig.

Beispiel 4

In die nach Beispiel 3 hergestellte Klebstofflösung werden in einem

Reaktionsgefäß unter Feuchtigkeitsausschluss 15,0 g einer ethanolischen Nano- Zinkoxid Dispersion, Sigma Aldrich 40 Gew.-% in Ethanol, < 130 nm Partikelgröße bestimmt durch DLS, Dichte= 1 ,2 - 1 ,3 g/cm ³ hinzugefügt. Man rührt einige Zeit gut durch und erhält eine hellbraune stabile Dispersion. Nach Entfernen des

Lösungsmittelgemischs ist der Klebstoff einsatzfähig.

Viskosität: 300 mPas

Die Härtung erfolgt mit einer UV A-Lampe, die eine Strahlungsintensität von mindestens 10 mW /cm ² besitzt. Die Bestrahlungszeit richtet sich nach der Dicke der zu fügenden Glas-/Keramik-Teile und beträgt in der Regel 5 Minuten. Man erhält eine transparente farblose Klebefuge. Die gefügten Teile zeigen eine hohe Klimastabilität und sind auch im feuchtwarmen Wechselklima stabil.

Die gefügten Teile sind bis 170° C unverändert fest verbunden.

n= 1 ,72 (633 nm)

Scherfestigkeit: 1 1 ,8 N/mm ²