專利名稱：復合物及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有基底和施加到所述基底上的溶膠-凝膠層的復合物以及制造所述復合物的方法。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，已知許多提供具有涂層的基底的方法，特別是為了使得基底功能化而并入結構。尤其熱沖壓法是已知的，其中在高于基底軟化點的溫度下使沖壓模具與基底表面接觸。在玻璃基底的情況中，通常這些溫度高于500°C。該方法具有如下缺點，成形工具的磨損導致成本高。此外，僅能夠使用具有特定熔化和凝固行為的特殊基底。另外，可結構化面積的大小以及多種結構受到嚴重限制。另一種方法是提供具有待結構化聚合物層的基底。然后，可以例如借助于沖壓模具使所述聚合物層結構化。這種聚合物層的重要缺點在于，由于有機組分的比例高而導致其熱穩(wěn)定性不足。通常，這種層僅在最高達約10(TC時穩(wěn)定。此外，存在一種溶膠-凝膠納米壓印的方法，其中將沖壓模具壓入溶膠-凝膠層內，隨后進行熱交聯(lián)。在大面積的剛性基底情況下，幾乎不使用這種方法。這些方法是以觸變沖壓法為基礎的。在此情況中，使觸變漆(lacquer)結構化，由于漆的觸變性能而保存了由此得到的形式。通常，以熱方式或通過UV光在不與沖壓模具接觸的條件下進行固化作用。通過添加各種添加劑可實現(xiàn)漆的高觸變性能，所述各種添加劑通常會影響透射或機械耐受性以及漆的使用時限。含薄層漆的溶劑的沖壓也是已知的。在此情況中，由于在溶膠中溶劑的含量高，所以在工業(yè)可實現(xiàn)的制造步驟中最通常地僅能夠制造最高達5 u m厚度的層，這是因為在結構化厚層的制造中次優(yōu)的網(wǎng)絡形成和張力裂縫形成性能。此外，制造的厚層僅在最高達約2000C的溫度下才穩(wěn)定，在更高施加負荷溫度下從5 u m層厚開始分別顯示裂縫。因此，需要提供一種包含在基底上的可結構化層的復合物，其即使在更高的層厚下也不會顯示裂縫。通過經濟的工藝應當可制造這些復合物且所述復合物應當具有優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。此外，其應當為透明的，從而其適合于光學應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主題是解決現(xiàn)有技術的問題。通過下述方法能夠制造根據(jù)本發(fā)明的復合物。此處，基底具有用于獲得溶膠-凝膠層的涂料組合物。所述復合物包含基底，所述基底在其至少一個表面上帶有溶膠-凝膠層。該溶膠-凝膠層是溫度穩(wěn)定的并是結構化的。當實施本文中所述的方法步驟時且當實現(xiàn)涂料組合物的組成時，則將得到具有期望性能的復合物。在此情況中，溶膠-凝膠層的厚度優(yōu)選為至少5i!m、更優(yōu)選為至少IOy m，所述厚度比現(xiàn)有技術中相應的厚度高。通過溶膠-凝膠層由于其組成且也由于所使用的制造方法而具有200至10，000N/mm2、優(yōu)選500至10，OOON/mm2的彈性模量的事實，使得實現(xiàn)所述厚度變?yōu)榭赡?。這種性能導致實現(xiàn)了如下優(yōu)勢，即使在高施加溫度負荷的情況中所述溶膠-凝膠層也不會顯示裂縫。通過在溶膠-凝膠層中無機網(wǎng)絡的高取代度，可實現(xiàn)所述彈性模量。優(yōu)選地，為了實現(xiàn)這種性能，可使用溫度穩(wěn)定的有機硅化合物。由此，制造一個層，其在熱負荷的情況中的收縮率非常低，由此不會引起收縮張力。此外，實現(xiàn)了層網(wǎng)絡的特殊柔性且使層張力松弛。
另外，所述溶膠-凝膠層優(yōu)選含有至少一種聚硅氧烷。所述聚硅氧烷支持所需要彈性的調節(jié)。聚硅氧烷在溶膠-凝膠層中的比例應當優(yōu)選為溶膠-凝膠層的至少10重量％且至多80重量％、進一步優(yōu)選至少35重量％且至多65重量％。根據(jù)本發(fā)明，聚硅氧烷包含具有如下通式(I)的硅氧烷單元RnSiO(4_n)/2(n = 0、1、2、3) I因此，硅氧烷單元可以為單_、雙_、三-或四官能的。在符號說明中，這可通過字符 M(單)、D(雙)、T(三)和 Q(四)來表示[M] = R3SiOl72, [D] = R2SiO272 , [T] = RSiO372和[Q] = SiO4720將各個單元分別稱作M、D、T和Q單元。因此，由Q單元構成的網(wǎng)絡與石英玻璃的構成相對應。可分成如下類別分別具有結構[MDnM]的線性聚硅氧烷R3SiO[R2SiO]nSiR3(例如聚(二甲基硅氧烷))；具有三官能或四官能硅氧烷單元作為支化元素的支化聚硅氧烷，結構[MnDniTJt5在此情況中，支化位點位于鏈或環(huán)中。環(huán)狀聚硅氧烷具有由雙官能硅氧烷單元構成的環(huán)狀形式，結構[Dn]。此處，聚硅氧烷聚合物中的硅原子可帶有彼此獨立選擇的不同取代基。在此情況中，優(yōu)選地，基團R彼此獨立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基、苯基和/或環(huán)氧基、乙稀基、稀丙基以及含氣燒基；其中尤其優(yōu)選甲基取代和/或苯基取代的聚娃氧燒。在一種聚合物中，還可存在與上述基團R不同的基團。當選擇這些聚硅氧烷時，則溶膠-凝膠層的彈性進一步提聞并由此獲得具有更聞耐受:性的層。特別地，甲基取代和/或苯基取代的有機聚硅氧烷提供了具有良好耐熱性的溶膠-凝膠層。基本上，存在一種關系聚硅氧烷中苯基的數(shù)目越高，則溶膠-凝膠層的溫度耐受性更好。在根據(jù)本發(fā)明的特殊實施方式中，聚硅氧烷的特征在于，優(yōu)選> 80%、尤其優(yōu)選>90%的高比例的T單元。此處，在聚硅氧烷分子中所有硅氧烷單元的T單元的數(shù)值比例為平均值。在根據(jù)本發(fā)明的另外實施方式中，所使用的聚硅氧烷的特征在于，D單元的比例為約5至40%。尤其通過聚硅氧烷的T和D單元的比例調節(jié)層的根據(jù)本發(fā)明的E模量。T單元的比例增高會提高E模量且D單元的比例增高會降低E模量。特別地，根據(jù)本發(fā)明，還可將低聚、聚合和/或多面倍半硅氧烷用作聚硅氧烷。例如在US 3, 585, 065,US 4, 107, 148,US 3，170，890 和 US 4，879，344 中描述了合適的聚硅氧烷。作為參考，將這些出版物的內容并入本說明書中。在根據(jù)本發(fā)明的特殊實施方式中，使用耐熱性聚酯改性的聚硅氧烷作為聚硅氧烷。例如在 DE 3535283、EP 0103367、US 4，076，695、EP 0444751、US 5，227，435、US3, 701, 815, EP 0212125,DE 102005051579中提及了這種聚酯改性的聚硅氧烷。例如EvonikIndustries 以商品名 Silikoftal HTT、Silikoftal HTL、SilikoftalHTL-2、Silikoftal HTL-3和Silikoftal HTS出售各種聚酯改性的聚硅氧烷。因此，聚硅氧烷是指具有優(yōu)選被共價鍵合至聚硅氧烷的聚酯部分的聚硅氧烷。在此情況中，基于聚酯改性的聚硅氧烷的固體含量，在聚硅氧烷中聚酯的含量可為5至80重量％、尤其優(yōu)選20至70重量％、尤其優(yōu)選30至50重量％。也可通過聚硅氧烷的聚酯含量調節(jié)聚硅氧烷改性的溶膠-凝膠層的E模量。優(yōu)選地，在此情況中，聚酯改性的聚硅氧烷的聚酯部分由e -己內酯、鄰苯二甲酸、三羥甲基丙烷、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、雙酚A、季戊四醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷葡萄糖、1，4_環(huán)己烷二甲醇、聚乙烯醇和/或新戊二醇的反應產物構成。在優(yōu)選實施方式中，聚酯改性的聚硅氧烷的聚酯部分的平均分子質量(數(shù)均)為I, 000 至 50，000g/mol、優(yōu)選 1，500 至 30，000g/mol、尤其優(yōu)選 2，000 至 25，000g/mol。
此外，通過使用聚酯改性的聚硅氧烷，能夠大大降低層的收縮和由此造成的結構化層形成裂縫的趨勢。在根據(jù)本發(fā)明的特殊的不受天氣影響的實施方式中，在聚酯改性的聚硅氧烷中，還含有線性二羧酸如己二酸。也可通過添加這些線性羧酸調節(jié)層的E模量。優(yōu)選地，線性二羧酸被共價鍵合在聚酯中，然后其為聚合物的結構元素。此外，在加熱下通過與聚硅氧烷網(wǎng)絡和/或聚酯網(wǎng)絡的烷氧基和/或羥基反應，將聚酯改性的聚硅氧烷并入溶膠-凝膠網(wǎng)絡中。此處，在反應期間，將水或醇消除并形成Si-O-Si和/或Si-O-C的共價連接。在根據(jù)本發(fā)明的特殊實施方式中，通過氫鍵將聚硅氧烷并入溶膠-凝膠網(wǎng)絡中。為了確保所需要的溫度穩(wěn)定性，通常聚硅氧烷應具有0. 5至I. 5、優(yōu)選I. 0至I. 5的取代度。取代度是指在聚硅氧烷中每個硅原子根據(jù)式(I)的烷基和芳基取代基R的平均數(shù)。優(yōu)選地，使用在高使用溫度下具有自縮合趨勢的聚硅氧烷。為此需要高羥基官能度和/或具有醇化物基團的官能性，根據(jù)本發(fā)明其基于聚硅氧烷為I至7. 5重量％、優(yōu)選2至5重量％的羥基和/或醇化物基團。此外，需要高比例的羥基和/或醇化物基團官能性，以通過Si-O-Si連接將聚硅氧烷前體共價鍵合至混合-聚合溶膠-凝膠網(wǎng)絡中。為了根據(jù)本發(fā)明調節(jié)光學層的性能，重要的是，選擇的聚硅氧烷(樹脂或在溶液中)與混合-聚合溶膠-凝膠組分相容。優(yōu)選地，這是指通過縮合反應將聚硅氧烷反應并入溶膠-凝膠網(wǎng)絡中。在此情況中，重要的是，將聚硅氧烷均勻并入層網(wǎng)絡中并由此不會造成例如相分離和由此造成的層中的缺陷如霧化、散射、折射率變化或層的不均勻性。本發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)，為了該目的，特別合適的是球形類別的聚硅氧烷。在此情況中，必須考慮交聯(lián)度、平均分子質量、SiO2的含量、其它有機添加劑如聚酯的含量、以及苯基與甲基之比。另外，通過選擇聚硅氧烷可影響溶膠-凝膠前體在絲網(wǎng)上的使用時限和/或絲網(wǎng)印刷能力和/或停留時間。為此，醇化物基團的含量、硅烷醇基團的含量、所使用的聚硅氧烷的氟和/或環(huán)氧化物基團的比例是重要的。此外，通過選擇聚硅氧烷可影響溶膠-凝膠前體的沖壓能力和所獲得的層的厚度。此處，特別地，在聚硅氧烷中T和D單元的比例、所使用的聚硅氧烷的聚酯的比例、氟的比例以及環(huán)氧化物基團的比例是重要的。為了根據(jù)本發(fā)明對性能進行最佳調節(jié)，應使用在150°C下的粘度為0. I至lOPas、優(yōu)選2至5Pas的聚硅氧烷。
基于聚娃氧燒的重量，優(yōu)選的聚娃氧燒具有I. 0至7. 5重量％、優(yōu)選2至6重量％的羥基含量和/或醇化物基團含量。優(yōu)選地，在使用的聚硅氧烷中苯基與甲基之比應為I. 0/1至2. 7/1、更優(yōu)選I. 0/1至 I. 3/1、最優(yōu)選 I. 1/1 至 I. 2/1。優(yōu)選地，使用聚硅氧烷和/或聚倍半硅氧烷的混合物。尤其優(yōu)選地，使用聚酯改性的聚硅氧烷和/或苯基/甲基取代的聚硅氧烷和含氟和/或環(huán)氧化物-官能化的聚硅氧烷的混合物。在此情況中，在聚硅氧烷的總質量中含氟的和/或環(huán)氧化物-官能化聚硅氧烷的比例優(yōu)選為< 5重量％、尤其優(yōu)選< 2重量％。在聚硅氧烷的總質量中聚酯改性的硅氧烷的比例優(yōu)選高于50重量％、尤其優(yōu)選高于80重量％。 優(yōu)選地，聚硅氧烷的玻璃化轉變溫度應高于40°C、還優(yōu)選高于45°C。為了使制造期間第一層的收縮率最小化，應使用含有0. 2重量％或更低的有機溶劑、還優(yōu)選0. I重量％或更低的有機溶劑的聚硅氧烷。優(yōu)選地，此處使用聚硅氧烷樹脂。另外，在特殊實施方式中，這種樹脂的特征在于，SiO2的含量為50重量％至65重量％、優(yōu)選50重量％至55重量％，所述量是在700 V下的熱負荷之后確定的。在根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式中，聚硅氧烷的SiO2含量還可為75重量％至85重量％。在此情況中，通過在1000°C下熱處理I小時之后的熱解損失來確定SiO2的含量。例如，也可通過本領域技術人員已知的溫度記錄法進行這種確定。例如在H. Ge ^ wein,“Entwicklung hochfester Net shape Oxidkeramiken im System Al2O3-SiO2-ZrO2，，，F(xiàn)orschungszentrum Karlsruhe, Wissenschaftliche Berichte, FZKA7186, 2005 中可發(fā)現(xiàn)合適的方法。在特殊實施方式中，所使用的聚硅氧烷和/或聚倍半硅氧烷的優(yōu)選平均分子質量為 I, 500 至 300，000g/mol、優(yōu)選 2，000 至 5，000g/mol 和 / 或 200，000 至 300，000g/mol 和/或1，500至2，500g/mol。換言之，還可添加具有不同分子量的不同聚硅氧烷的混合物。如果本文中未進行其它說明，則平均分子質量是指數(shù)均Mn?？赏ㄟ^包括如下步驟的方法制造復合物 利用涂料組合物對基底進行涂覆，使得在基底的至少一個表面上得到初生層。 對所述層進行固化以得到溶膠-凝膠層。在所述層固化期間，發(fā)生溶膠-凝膠轉化，其間，涂料組合物(溶膠)轉化成凝膠。隨后，進行如下所述的任選的其它固化步驟。其中該方法相對于現(xiàn)有技術的方法的優(yōu)勢尤其在于，利用所述方法，可獲得更大設計自由度的方法。其有助于另外在剛性材料如玻璃或玻璃陶瓷上的局部受限區(qū)域上，精細結構化地或作為完整的區(qū)域提供層。且能夠在可重現(xiàn)結果的條件下實施該方法并使得可制造具有各個結構化層的相同制品。在固化之前，在由此制造的基底上的溶膠-凝膠層具有結構。優(yōu)選借助于下述沖壓模具實施該操作。在根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式中，該方法還包括 利用功能層對溶膠-凝膠層進行涂覆的步驟。所述功能層可提供在表面官能性意義上具有另外性能的溶膠-凝膠層。例如通過利用疏水涂覆溶液進行涂覆可實現(xiàn)該功能層。從而可實現(xiàn)由此涂覆的表面具有改進的抗污垢性能的效果。還可利用金屬層或漆層對溶膠-凝膠層進行涂覆。如上所述，通過并入結構對溶膠-凝膠層進行改性。優(yōu)選地，利用該方法并入具有光學功能的結構如衍射或折射結構。可使復合物中的溶膠-凝膠層結構化，使得結構的深度高于5 Pm、優(yōu)選高于20 V- m、尤其優(yōu)選最高達200 V- m、進一步優(yōu)選10 y m至50 y m。根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠層的實施方式優(yōu)選承受至少170°C、特別為220°C且還優(yōu)選250°C的溫度負荷并持續(xù)至少10分鐘。所述溶膠-凝膠層的層厚度大，以有助于結構的深度。令人驚奇的是，利用根據(jù)本發(fā)明的材料和根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠制造不含裂縫且溫度穩(wěn)定的這種高的層厚度。主要通過并入溶膠-凝膠層來實現(xiàn)該目的，即通過使用合適的涂料組合物和嚴格遵守根據(jù)本發(fā)明的方法來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的復合物不僅具有高的溫度穩(wěn)定性，而且在暴露于例如250°C的溫度下也不會變色，仍保持其光學性能。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式中，尤其通過使用聚酯改性的聚硅氧烷能夠解釋該特征。此外，所述復合物因其混合-聚合組成和硅氧烷改性而具有特殊的耐候性和抗UV性。利用溶膠-凝膠層表面的結構化和組成的變化，能夠實現(xiàn)具有抗污垢性的層。對溶膠-凝膠層進行設計，使其對基底具有高粘附性。因此，不需要粘合劑且根據(jù)本發(fā)明，在基底與溶膠-凝膠層之間優(yōu)選不存在另外的層，尤其是不存在粘合劑層。由于溶膠-凝膠層的組成，該層為幾乎不含孔的致密層。幾乎不含孔是指所述層具有低于10體積％、優(yōu)選低于5體積％、尤其優(yōu)選低于2體積％的孔隙率。根據(jù)本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)勢，其僅需要非常少量的有機溶劑，所述有機溶劑在工作時的環(huán)境相容性和安全性方面具有正面影響。而且，利用下述溶膠的涂料組合物，可保證因溶膠使用時限的最優(yōu)化而實現(xiàn)足夠的工藝穩(wěn)定性。當使用根據(jù)本發(fā)明的方法時，關于下述樣件能夠實現(xiàn)高于80%、優(yōu)選高于90%的結構再現(xiàn)性。溶膠-凝膠層的優(yōu)異性能的原因在于，其包含優(yōu)選利用聚硅氧烷改性的混合-聚合溶膠-凝膠材料。因此，可實現(xiàn)彈性模量、表面能、機械和化學耐受性以及可能的透明度方面的特殊性能。此外，可將該方法用于工業(yè)中，使得能夠以成本高效的方式制造所述復合物。能夠非常容易地大面積地施加所述溶膠-凝膠層，如從下述方法所能看到的。優(yōu)選地，甚至基底的整個表面都具有溶膠-凝膠層。此處，待涂覆的面積的大小優(yōu)選為至少
0.lm2、進一步優(yōu)選至少0. 25m2。優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠層具有優(yōu)選已經根據(jù)下述方法在其整個表面上并入的結構。在優(yōu)選實施方式中，所述結構化面積的尺寸至少為0. lm2、進一步優(yōu)選至少為0. 25m2。優(yōu)選地，所述基底為剛性基底。剛性基底為通常由易碎的斷裂材料構成的基底，所述材料例如為聚合物、玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷。通常，剛性基底為具有厚度為優(yōu)選0. 3至100mm、進一步優(yōu)選10至50mm的基底的玻璃、陶瓷和玻璃陶瓷。這些可以為例如含鐵的或鐵還原的鈉鈣玻璃、耐腐蝕玻璃如硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃或堿還原的玻璃、具有球形調節(jié)光分散性能的光學玻璃如由Schott AG或Corning出售的玻璃、或透明或容量色、(volume-colored)的玻璃陶瓷。在此情況中，剛性基底可以為化學或熱回火的。在特殊實施方式中，所述基底可以為管或具有0. 05至1，000m、優(yōu)選I至50m曲率半徑的已經彎曲的基底。優(yōu)選存在于溶膠-凝膠層中的折射結構優(yōu)選具有高于5 的結構深度。當并入衍射結構時，其優(yōu)選具有高于0. 2 y m的結構深度。優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠層具有折射和衍射結構。當將具有裝飾功能的結構并入溶膠-凝膠層中時，則其具有結構深度為200nm至100 ii m的隨機粗糙度。當制造啞光(brush-finished)表面時,則沖壓具有小于5，OOOnm、優(yōu)選小于3，OOOnm、尤其優(yōu)選小于1，500nm的結構深度?！敖Y構深度”是指沖壓入層中的結構的平均深度。優(yōu)選地，溶膠-凝膠層具有宏觀橫向結構，能夠利用絲網(wǎng)印刷、移印、噴墨印刷或平版印刷以成本高效的方式施加所述宏觀橫向結構。此處，橫向結構是指僅將漆局部施加在基底上且稍后通過沖壓法使該漆結構化。因此，由于涂覆方法，所以基底表面未被完全涂覆并且因此也未完全結構化。在此情況中，所述結構的橫向分辨率因所使用涂覆方法的分辨率而為> ^^!!!、尤其優(yōu)選〉20i!m、尤其特別優(yōu)選> lOOiim。通常能夠實現(xiàn)的絲網(wǎng)印刷法的橫向分辨率為>20 Pm。對根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠層進行設計，使其能夠在一個單一涂覆步驟中，優(yōu)選利用絲網(wǎng)印刷制得。在優(yōu)選實施方式中，對所述層進行沖壓，因此其具有沖壓印記。為了并入結構，優(yōu)選地，按如下所述首先制備樣件當通過沖壓步驟使溶膠-凝膠層結構化時，則需要沖壓模具。根據(jù)本發(fā)明制造沖壓模具需要使用所謂的樣件。所述樣件為帶有后來在溶膠-凝膠層中實現(xiàn)的結構的制品。因此，樣件是溶膠-凝膠層結構形式的基礎。因此可保證，另外在沖壓模具隨時間而磨損的情況中，能夠從樣件開始再次制造相同的沖壓模具。因此，其優(yōu)選由耐久性材料如金屬制成。在可選的方式中，當然也可以通過將待實現(xiàn)的溶膠-凝膠層結構以負性形式(negative form)直接并入沖壓模具生還(green stamp die body)中來簡單制備沖壓模具。以此方式，能夠以簡單的方式優(yōu)選在清潔之前形成模型。優(yōu)選地，在使用之前對樣件進行清潔，從而其不含污垢和軟毛。為了制造沖壓模具，則優(yōu)選地使樣件與聚合物塊接觸，從而將樣件的結構轉印到聚合物塊上。在優(yōu)選實施方式中，將聚合物塊澆鑄在清潔的樣件上。優(yōu)選地，所述聚合物塊為有機硅成型材料。在將樣件結構轉印到聚合物塊上之后，優(yōu)選地將所述塊硬化。通過使用本領域技術人員已知的方法，然而優(yōu)選使用熱來實施所述硬化。有時，復雜結構可包括聚合物塊與樣件之間的氣泡。優(yōu)選地，通過使用低壓將其除去。將由此得到的沖壓模具從模型中移出并通?？梢粤⒓词褂谩Ｔ跊_壓步驟之后，可以利用普通的清潔溶液、特別是利用乙醇或異丙醇對這些沖壓模具進行清潔，并再次使用。在對基底進行涂覆的步驟中，施加涂覆溶液以形成初生層。所述涂料組合物為溶 膠，因此優(yōu)選膠體分散體。在溶膠-凝膠轉化之后，涂料組合物可在基底上形成固體層。能夠以連續(xù)和成本高效的沉淀方式實現(xiàn)對基底進行涂覆的步驟，因此其適用于所述制造。利用其中通過液體涂覆法將涂料組合物的初生層、因此為溶膠-凝膠層施加到基底表面的一個側面上，能夠實現(xiàn)該目的。可能的液體涂覆法是本領域技術人員已知的。
在優(yōu)選實施方式中，對涂料組合物進行設計，使其能夠通過絲網(wǎng)印刷進行涂覆。從而有助于初生層的部分施加。這導致明顯的優(yōu)勢通過能夠保持應不具有溶膠-凝膠層的區(qū)域且用于顯示用途、接觸用途或粘接接合處所通常需要的自由區(qū)域不含結構化層的事實，在這些區(qū)域中不需要對層的不平坦性、不均一性和雜質進行耗時控制。作為涂覆方法，可使用一側的絲網(wǎng)印刷、移印、浸涂、輥涂、流涂、利用刮刀進行的涂覆、噴涂或其它普通的液體涂覆技術。能夠以單側、雙側或多側的方式對基底進行涂覆。尤其優(yōu)選絲網(wǎng)印刷，因為利用絲網(wǎng)印刷能夠施加已經橫向結構化的初生層。所述涂料組合物任選包含顆粒，其中優(yōu)選所述顆粒為納米顆粒。所述顆?？梢詾闊o定形、混合或結晶類別。根據(jù)本發(fā)明，還可使用不同種類的顆粒的混合物。關于顆粒的材料組成，尤其可對關于基底和/或功能層的結構化層的折射率進行調節(jié)。在優(yōu)選實施方式中，以使得結構化層自身功能化而不再需要單獨的功能層的方式選擇所述顆粒。因此例如，可并入導電顆粒以防止靜電電荷。在另外的實施方式中，在結構化層中，含有疏水性顆 粒。在另外的實施方式中，結構化層具有光催化活性和/或以靶向方式調節(jié)層的折射率，因為添加了二氧化鈦(TiO2)。特別優(yōu)選二氧化硅(SiO2)顆粒，因為在使用二氧化硅顆粒時，基于樣件的結構深度，結構收縮率僅為0至25%。當然，在優(yōu)選實施方式中，在復合物的溶膠-凝膠層中含有能夠添加至涂料組合物中的顆粒。優(yōu)選地，所述顆粒具有不規(guī)則形式和/或纖維形式。優(yōu)選地，所述顆粒的直徑為5至15nm并優(yōu)選其長度為5至150nm。在可選方案中，還能夠使用具有5至125nm的不同尺寸的顆粒。所述顆粒還可具有球形形式。除非另有說明，否則在該說明書中，關于顆粒尺寸所給出的信息是指根據(jù)動態(tài)光散射法確定的根據(jù)費雷特(Ferret)的直徑。所述涂料組合物包含溶膠-凝膠前體。優(yōu)選地，將烷氧基硅烷用作溶膠-凝膠前體。優(yōu)選利用有機交聯(lián)基團官能化的燒氧基娃燒。特別優(yōu)選地，其為環(huán)氧基官能化的和甲基丙烯酸酯官能化的烷氧基硅烷。對于根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式，尤其優(yōu)選使用UV可激發(fā)的自由基可聚合的混合-聚合物。優(yōu)選地，所述涂料組合物包含無定形或混合-聚合的Si02。在特殊實施方式中，將無機SiO2納米顆粒添加至涂料組合物中。優(yōu)選地，涂料組合物的納米顆粒的體積比高于10%、進一步優(yōu)選高于20%。優(yōu)選地，作為醇類分散液添加納米顆粒。優(yōu)選地，所述涂料組合物還包含無定形或納米結晶金屬氧化物和/或金屬氟化物形式的顆粒。優(yōu)選的金屬氧化物為二氧化鈦(銳鈦礦和/或金紅石，TiO2)、二氧化鋯(ZrO2)、Y2O3穩(wěn)定的氧化鋯、氧化鋁(勃姆石、a -A1203、y -Al2O3)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫(ITO)、氟化鎂(MgF2)和氟化鈣(CaF2)。優(yōu)選地，還能夠使用其混合-聚合的衍生物或化合物。所述金屬氧化物能夠以顆粒的形式存在。特別地，所述涂料組合物包含硅、鈦、鋯、鋁、鋅、鎂、鈣、錫或其混合物的溶膠-凝膠前體。尤其優(yōu)選溶膠-凝膠前體SiORxRy、TiORxXy, ZrORxXy,AIORxXy,ZnORxXy,MgORxXy,CaORxXy和SnORxXy。此處，R和X是指烷基和/或芳基基團。指數(shù)X和y為整數(shù)，優(yōu)選彼此獨立地選自0至3、特別是0至2中的整數(shù)。在實施方式中，溶膠-凝膠前體的粒度為0. 05至200nm、尤其優(yōu)選I至lOOnm。此處，特別地，顆粒的形式可以為球形和/或也可以為不規(guī)則形狀。在根據(jù)本發(fā)明的特殊實施方式中，將具有高于2. I、尤其優(yōu)選高于2. 3的高折射率的納米顆粒添加至聚硅氧烷改性的溶膠-凝膠前體中。例如，銳鈦礦的折射率高于2. 5且金紅石的折射率高于2. 7。在此情況中，基于層中固體的總含量的無定形和/或結晶顆粒的質量比例，優(yōu)選高于5重量％、尤其優(yōu)選高于10重量％。在尤其優(yōu)選的實施方式中，作為溶膠-凝膠前體，所述涂料組合物包含UV可固化的混合-聚合、水解的和縮合的烷氧基硅烷前體，特別地為利用聚硅氧烷官能化的縮水甘油基丙基二乙氧基娃燒和/或縮水甘油基丙基二甲氧基娃燒和/或甲基丙稀酸氧基丙基二乙氧基硅烷和/或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和/或甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和/或甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。優(yōu)選使用甲基-和/或苯基-官能化的聚硅氧烷。因此優(yōu)選地，在基底上的溶膠-凝膠層包含本文中所述的溶膠-凝膠前體、尤其是烷氧基硅烷與本文中所述的聚硅氧烷的反應產物。此處，優(yōu)選地，作為溶膠-凝膠前體，使用得自溶膠-凝膠的混合-聚合物，其得自具有通式R1Si (OR) 3和任選R2Si (OR) 3或R1R2Si (OR) 2的硅烷與具有通式Si (OR) 4的四烷氧基硅烷在酸性水解和縮合反應環(huán)境中的反應。優(yōu)選地，R1為UV可固化的有機官能，優(yōu)選自由基可聚合官能，尤其優(yōu)選基于甲基丙烯酸酯的官能。OR為醇化物基團，優(yōu)選乙醇化物。R2為芳族或脂族有機基團，優(yōu)選甲基和/或苯基。優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠前體的特征在于，T與Q單元之比為3 : I至5 : I、優(yōu)選3. 5 I至4. 5 I。在優(yōu)選實施方式中，所述溶膠-凝膠前體的特征在于，其不含M和/或D單元。在涂料組合物中使用聚硅氧烷，導致更具有彈性的溶膠-凝膠層。其原因在于，溶膠-凝膠層的交聯(lián)度比在不添加聚硅氧烷的條件下使用單體前體的情況中的低。已經在之前，將聚硅氧烷聚合成了大分子，因此其干擾了溶膠-凝膠層中其它強烈交聯(lián)的結構。此夕卜，聚硅氧烷前體具有高比例的T和/或D單元。這很可能是本發(fā)明的溶膠-凝膠層具有根據(jù)本發(fā)明的彈性和耐溫性的原因。尤其優(yōu)選的另外的混合-聚合溶膠-凝膠前體為乙烯基硅烷、烯丙基硅烷、氨基甲酸乙酷娃燒和這些如體的混合物。在乙稀基娃燒中，尤其優(yōu)選乙稀基燒氧基娃燒，特別是乙稀基二乙氧基娃燒和/或乙稀基二甲氧基娃燒。在稀丙基娃燒中，尤其優(yōu)選稀丙基燒氧基娃燒，特別是稀丙基二乙氧基娃燒和/或稀丙基二甲氧基娃燒。在氣基甲酸乙酷娃燒中，尤其優(yōu)選二甲基丙烯酸酯氨基甲酸乙酯烷氧基硅烷，特別是甘油-1，3-二甲基丙烯酸酯氨基甲酸乙酯三乙氧基硅烷。在優(yōu)選實施方式中，向所述涂料組合物中添加一種或多種氨基-官能化的硅烷。優(yōu)選的氨基官能化的硅烷為3-氨基丙基三甲氧基硅烷、[3-(甲基氨基)丙基]三甲氧基娃燒、[3_(苯基氨基)丙基]二甲氧基娃燒、[3_( 二乙基氨基)丙基]二甲氧基娃燒、3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基二甲氧基娃燒、N_[3_( 二甲氧基娃基)丙基]乙二胺、1-[3-(三甲氧基硅基)丙基]脲、二(3-(甲基氨基)丙基)三甲氧基硅烷以及這些組分的混合物。氣基_官能化的娃燒提聞了層的交聯(lián)和層在基底處的粘附力。此外，所述涂料組合物可包含一種或多種疏基娃燒。疏基娃燒提聞了層在基底處的粘附力。在優(yōu)選實施方式中，所述涂料組合物包含多官能有機單體和/或有機硅烷。優(yōu)選地，這些單體具有2或3或4個有機可交聯(lián)官能團。這種基團的優(yōu)選物質為二甲基丙烯酸酯、二環(huán)氧化物、二甲基丙烯酸酯硅烷、二環(huán)氧化物硅烷、二甲基丙烯酸酯氨基甲酸乙酯硅、烷以及這些物質的混 合物。尤其優(yōu)選如下物質或其混合物三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、癸二醇二甲基丙烯酸酯、十二烷醇二甲基丙烯酸酯、雙酚A 二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A 二甲基丙烯酸酯、二-GMA(2，2_ 二-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)苯基丙烷)和3，4_環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯以及異氰酸酯、特別是二 -和/或三異氰酸酯與含OH基的甲基丙烯酸酯的反應產物。例如，這些物質可以為I摩爾六亞甲基二異氰酸酯與2摩爾2-羥乙基甲基丙烯酸酯、I摩爾(三(6-異氰酸根合己基)縮二脲)與3摩爾羥乙基甲基丙烯酸酯或I摩爾三甲基六亞甲基二異氰酸酯與2摩爾羥乙基甲基丙烯酸酯的反應產物。這些化合物也被稱作氨基甲酸乙酯二甲基丙烯酸酯。作為優(yōu)選的聚硅氧烷，使用支化的聚硅氧烷。尤其優(yōu)選使用三官能和/或四官能聚硅氧烷。還優(yōu)選環(huán)狀聚硅氧烷和/或具有環(huán)形式的聚硅氧烷。在特殊實施方式中，可向涂料組合物中添加所謂的聚倍半硅氧烷化合物(POSS)作為聚硅氧烷。溶膠-凝膠層的聚硅氧烷的比例應優(yōu)選為基于所述溶膠-凝膠層至少10重量％且至多80重量％、進一步優(yōu)選至少35重量％且至多65重量％。從而所述涂料組合物是環(huán)境友好、安全的且能夠通過絲網(wǎng)印刷進行涂覆，優(yōu)選其具有不高于20重量％、進一步優(yōu)選低于10重量％的溶劑含量。優(yōu)選地，此處使用具有低于2巴的低蒸汽壓(在室溫下)和/或高于120°C的沸點的溶劑。優(yōu)選的溶劑為二乙二醇單乙醚。因此，例如在涂料組合物的制造中，實施從揮發(fā)性醇到二乙二醇單乙醚的溶劑交換。從而可實現(xiàn)，在絲網(wǎng)印刷方法中，在涂料組合物的連續(xù)施加期間，絲網(wǎng)不會堵塞。然而，在優(yōu)選實施方式中，涂料組合物不含溶劑。優(yōu)選地，向涂覆溶液中添加添加劑以防止缺陷、層的不平坦性、相分離效果、氣泡和/或起泡。這些添加劑合計為涂覆溶液的最高達5重量％、優(yōu)選最高達2重量％。優(yōu)選的添加劑為脫氣劑、消泡劑、流平劑和分散劑。其能夠商購得自例如公司TEGO(EVONIK)且其為本領域技術人員已知的漆添加劑。具體地，其為純的和/或有機改性(具有低分子量)的聚硅氧烷、有機聚合物、氟官能化的聚合物、聚醚改性的聚硅氧烷、聚丙烯酸酯和/或堿性或酸性脂肪酸衍生物。在特殊實施方式中，所述涂料組合物可還含有UV或熱交聯(lián)有機或混合-聚合組分。為了引發(fā)基于輻射的聚合，最通常的是向涂料組合物中添加UV引發(fā)劑。本領域技術人員已知的這些光引發(fā)劑是例如在公司BASF以商品名Irgacure制備的。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，使用利用UV輻射在高于300nm的波長下能夠被激發(fā)的自由基光引發(fā)劑。當使用本文中所述的涂料組合物時，則能夠將厚的膜施加到基底上，而相對于所施加的濕膜厚度其幾乎不顯示任何收縮，因為其僅含有少量溶劑或根本不含溶劑。利用某些涂料組合物，簡單地對初生層進行預固化是適當?shù)?，其中?yōu)選地，通過光化學工藝來進行預固化處理。當隨后通過UV光進行固化處理時，這特別具有優(yōu)勢。但通過熱處理、尤其是利用IR輻射設備也可實現(xiàn)這種預固化處理。當?shù)谝粚討敒榻Y構化的時，則在初生層上施加沖壓模具。能夠以連續(xù)或靜態(tài)方式實施該操作。在一個實施方式中，沖壓模具具有溶膠-凝膠層。所述沖壓模具將期望的結構壓入初生層中。優(yōu)選地，在該步驟中，在0.01至5巴的接觸壓力下將沖壓模具壓在初生層上。在特殊實施方式中，在真空下實施該步驟?，F(xiàn)在，在任選的結構化期間，存在至少包含基底、初生層和沖壓模具組件的復合物。此處，優(yōu)選地，向復合物施壓，使得將所述組件彼此壓緊。然后，將初生層固化。優(yōu)選地，以熱和/或光化學方式進行固化處理。尤其優(yōu)選光化學固化處理。在另一實施方式中，不向復合物施加壓力，因為在固化處理之前仍為液體的待結構化層的涂料組合物被拉伸而自身轉變?yōu)闆_壓模具的結構。在任選的方法步驟中，用手、利用輥或利用低壓來除去氣泡，其中在此情況中，低壓為低于900毫巴。通過該固化步驟，結構化層成為固體，從而能夠將沖壓模具除去。如上所述，使用沖壓模具的結構化步驟是任選步驟。僅當溶膠-凝膠層應當帶有結構時實施所述步驟。當期望不含結構時，當然可在不使用沖壓模具的條件下對初生層進行干燥以得到不含結構的溶膠-凝膠層。當以熱方式將第一層固化時，則溫度為50至150°C。利用在200至400nm波長下具有最大發(fā)射的UV光源進行光化學固化。在特殊實施方式中，能夠已經在該步驟期間，進行了硬化處理。這意味著，不需要另外的硬化步驟。通過UV光可進行這種固化。在固化或任選的硬化之后，再次將所使用的沖壓模具除去，如果使用了沖壓模具。在除去沖壓模具之后，溶膠-凝膠層以結構化厚層形式存在。優(yōu)選地，溶膠-凝膠層的層厚度為約最高達200 ym。沖壓模具的結構限定了在結構化層中獲得的結構。優(yōu)選地,溶膠-凝膠層的層厚度為至少5 V- m、優(yōu)選至少10 V- m、更優(yōu)選至少20 u m。任選地，在除去沖壓模具之后將溶膠-凝膠層硬化。特別地，當利用UV光已經進行了第一固化步驟時，將其熱硬化。此處，除了有機單體的另外有利交聯(lián)之外，主要另外，Si-O網(wǎng)絡的羥基(尤其是消除醇化物基團)進一步交聯(lián)(縮合)。從而，主要實現(xiàn)了聚硅氧烷網(wǎng)絡與溶膠-凝膠網(wǎng)絡的有利共價連接。優(yōu)選地，在150至300°C的溫度下、尤其優(yōu)選在220至270°C的溫度下進行該交聯(lián)反應。在可選的實施方式中，進行硬化的溫度優(yōu)選為50至1，000°C、進一步優(yōu)選100至500°C。當將溶膠-凝膠層的有機組分燒掉時，則將溫度調節(jié)至至少250°C、優(yōu)選> 300°C、尤其優(yōu)選> 500°C。已經顯示，在將有機組分完全燒掉的情況中也將保持所述結構。所述結構相對于樣件結構的收縮，隨著再加工溫度的下降和涂料組合物的顆粒含量在0至60%的量內的增大而下降。然而，結構的收縮可利用樣件的結構來補償，樣件的深度稍高于溶膠-凝膠層中的最終期望結構。
在特殊實施方式中，所述方法的特征在于，以在100至1，000°C、尤其優(yōu)選450至740°C溫度范圍內的熱方式進行溶膠-凝膠層的硬化。溶膠-凝膠層的組成的特征在于，其含有至少25至100重量％、尤其優(yōu)選40至80重量％、特別優(yōu)選45至65重量％的SiO2。在根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式中，SiO2的含量為50至58重量％。在此情況中，SiO2的含量是指在700°C下對結構化層的材料熱處理I小時之后殘留的SiO2固體含量。在結構化溶膠-凝膠層中結構的優(yōu)選深度為I ii m至100 ii m、優(yōu)選4 ii m至40 ii m、尤其優(yōu)選10至30 y m。可將周期性或統(tǒng)計性結構用作結構，其中優(yōu)選結構為透鏡結構、正弦曲線結構、折射線格柵、折射十字格柵、衍射線格柵、衍射十字格柵、衍射蛾眼結構、衍射光學元件、數(shù)字、代碼，特別是條形碼和/或產品代碼、金字塔形結構、倒轉的金字塔形結構、安全設施、全息結構、用于OLED或用于LED的去耦合結構、用于光元件的散射結構和/或用于店面或天花板元件的日光的光導結構。但還能夠存在啞光表面的復制線、不同類型的散射層和蝕刻表面以及觸覺結構。 所述溶膠-凝膠層對隨后層的結構起決定作用。這意味著隨后施加的功能層如金屬層或漆層優(yōu)選采用所述溶膠-凝膠層的表面結構。優(yōu)選地，所述涂料組合物含有水解的和縮合的環(huán)氧-或甲基丙烯酸酯-官能化的烷氧基硅烷以作為溶膠-凝膠前體。因此，所述溶膠-凝膠層含有源自所述前體的混合-聚合物。特別有利的是，使用環(huán)氧化物官能化的烷氧基硅烷，因為利用所述物質，可降低結構的收縮率，使得結構的準確度更好。當根據(jù)本發(fā)明制備溶膠-凝膠層時，優(yōu)選其具有高于70%、優(yōu)選高于80 %的無機交聯(lián)度。根據(jù)本發(fā)明，這會造成優(yōu)勢，特別是在層的彈性和耐受性方面。借助于29Si-NMR確定所述無機交聯(lián)度。為了實現(xiàn)該目的，在制造方法期間，優(yōu)選所述涂料組合物含有甲基_、乙基-或苯基-取代的烷氧基硅烷?？蛇x地，還可含有其它有機交聯(lián)組分。優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠層含有復合材料，所述復合材料為聚硅氧烷與至少一種烷氧基硅烷的反應產物。利用根據(jù)本發(fā)明的制造，這種復合物具有0. 5至I. 5、優(yōu)選0. 7至
I.5且尤其優(yōu)選0. 8至I. 3的取代度。取代度是復合物中每個硅原子的硅-碳鍵的平均數(shù)。通過29Si-NMR可確定取代度。優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠層包含烷氧基硅烷前體的混合-聚合物，其中作為烷氧基硅烷前體，特別優(yōu)選(3-縮水甘油醚氧基丙基)三乙氧基硅烷和(3-甲基丙烯酰氧基丙基)二甲氧基娃燒。優(yōu)選地，添加的聚娃氧燒為苯基甲基聚娃氧燒。這種復合材料的羥基含量為I至5重量％、優(yōu)選I至4重量％。硅-碳之比(Si C比)為溶膠-凝膠層的復合材料中硅與碳的物質的量之比。優(yōu)選地，該比例為20 : I至I : 5、特別是10 : I至I : 2、尤其優(yōu)選7 I至2 : I。通過元素分析可確定該比例。優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠層的有機交聯(lián)度高于30%、尤其優(yōu)選高于50%。利用拉曼測量可確定該交聯(lián)度，且例如通過在1269CHT1下測量環(huán)氧環(huán)的能帶的強度可進行所述測量。作為比較，使用在1299CHT1下屬于CH2的振動能帶。優(yōu)選地，由于優(yōu)選的制造方法，所述溶膠-凝膠層具有0. 01至100/mm、優(yōu)選0. 05至10/mm且特別是0. I至2/mm的P -OH含量。根據(jù)WO 2009/998915中所述的方法測量^ -OH的含量。所述層的層厚度為10至50 ii m。低含量的P-OH直接與低表面能的溶膠-凝膠層連接。因此，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠層具有低表面能，大約優(yōu)選低于25mN/m、尤其低于15mN/m的極性部分以及優(yōu)選低于40mN/m、尤其低于35mN/m的分散部分。這種效果導致相對于水的接觸角優(yōu)選高于50°、特別地高于75°且優(yōu)選高于85°，由此溶膠-凝膠層具有疏水性能并由此具有一定的抗污垢效果。主要地，這種效果的原因同樣是所述溶膠-凝膠層而不是其任選的結構，其中Si-O網(wǎng)絡的高取代度和低孔隙率明顯有助于這種效果。通過沖壓結構，可進一步提高所述效果。在特殊實施方式中，能夠制造超疏水和超疏油表面。優(yōu)選地，由于所述網(wǎng)絡的高取代度，在300°C的負荷下持續(xù)半小時之后所述溶膠-凝膠層的最大質量損失為30重量％、尤其優(yōu)選15重量％。根據(jù)本發(fā)明，所述復合物可包含多個基底。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，可在幾乎任意一種基底上建造層。由于本發(fā)明允許通過顆粒的靶向使用將溶膠-凝膠層的折射率調節(jié)為基底的折射率，所以甚至可得到透明的復合物?？蓪⑦@種效果有利地用于透明基底的根據(jù)本發(fā)明的涂層中。因此，尤其優(yōu)選透明基底。在一個實施方式中，所述基底選自透明塑料如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚烯烴和環(huán)烯烴共聚物。然而，尤其優(yōu)選無機基底，因為最通常地，其具有比有機基底更好的耐溫性。尤其優(yōu)選鈉鈣玻璃，特別是貧鐵的鈉鈣玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃和玻璃陶瓷、尤其是透明玻璃陶瓷以及不同玻璃、玻璃陶瓷和/或陶瓷的層壓物。所述玻璃可以為化學和/或熱回火的且可具有環(huán)的形式和/或具有彎曲形式。所述玻璃可以為小瓶、安瓿或注射器的形式。此外，根據(jù)本發(fā)明，將所述復合物用于顯微透鏡系統(tǒng)、藥物包裝、建筑領域的光導系統(tǒng)、照明技術的復合材料、OLED的去耦合層以及LED的去耦合層中，優(yōu)選用在彎曲的基底上。根據(jù)本發(fā)明的方法使得可將具有或不具有表面結構的期望層直接施加到成品上。同時，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠層具有屏障的功能，尤其是對于擴散的屏障。在特定實施方式中，在涂覆步驟之前，將底漆施加到基底表面上。在優(yōu)選實施方式中，實施對基底表面進行調整的步驟。在另外的實施方式中，所述溶膠-凝膠層具有至少一個功能層。所述功能層可具有抗靜電、疏水、親水、疏油、光催化、熱催化、反射、光活化、著色和/或導電設計。在優(yōu)選實施方式中，具有溶膠-凝膠層的基底在300至800nm的波長范圍內具有> 90%的透射率和< 5%、優(yōu)選< 2%、尤其優(yōu)選< I %的吸收并具有5 u m、還優(yōu)選10 y m的
層厚度。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠層的特殊實施方式的折射率為I. 4至I. 6。優(yōu)選地，其為I. 45至I. 55。在根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式中，聚硅氧烷改性的溶膠-凝膠層的折射率為I. 6至I. 7。優(yōu)選地，將所述折射率調節(jié)至基底的折射率且與所使用基底的折射率之差不大于0. 05。根據(jù)本發(fā)明的層在UV固化之后的彈性模量為200至4，000N/mm2、優(yōu)選300至3，000N/mm2、尤其優(yōu)選 500 至 2，000N/mm2。根據(jù)本發(fā)明的層在140至300°C下的熱固化之后彈性模量 為500至10，000N/mm2、優(yōu)選 750 至 6，000N/mm2、尤其優(yōu)選 1，250 至 5，000N/mm2。換言之，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠層的彈性模量為200至4，000N/mm2或500至10，000N/mm2。優(yōu)選地，在另一優(yōu)選實施方式中，彈性模量為500至4，000N/mm2或> 4，000至10，000N/mm2。根據(jù)本發(fā)明的層的機械性能、尤其是楊氏彈性模量優(yōu)選分別通過使用納米壓痕儀來確定，根據(jù)納米壓痕儀的測量進行計算而得到。本領域技術人員從文獻中可得知這種方法。所述方法與例如Q. Liao等人在Mech. ofMat.(材料機械)42(2010) 1043-1047 中或在 Thin Solid Films (固體薄膜)516 (2008) 1056-1062 中所述的Hertz的模型一致。在特殊實施方式中，使用的基底例如在未涂覆側上帶有另外的裝飾或功能層，如導電透明層、導電金屬層、多層抗反射涂層、多孔抗反射涂層、光學過濾涂層、IR反射涂層、防粘涂層、防指紋涂層、易于清潔的涂層、屏障層和/或帶色的陶瓷釉涂層。
在優(yōu)選實施方式中，所述結構化溶膠-凝膠層包含用于覆蓋玻璃板的裝飾層，例如能夠用于例如家用器具領域或建筑領域(室內和室外用途)或汽車工業(yè)領域或飛機建造或機械工程(例如電梯)領域中。將裝飾層沖壓入所述溶膠-凝膠層中。在此情況中，覆蓋板的特征在于，其充當一種面板。在現(xiàn)有技術中，這種面板由例如不銹鋼制成。因此，根據(jù)本發(fā)明，可將所述復合物用于或用作冰箱門、烘箱窗格玻璃、汽船、用于氣體用途的烹飪板、玻璃切割板、電視或電子器件的襯里、排氣缸和電梯。在此情況中，能夠將結構并入類似于拉絲金屬的外觀或噴沙表面和/或蝕刻玻璃的溶膠-凝膠層中。然后，能夠簡單地將各種結構用作樣件以提供上述沖壓模具。通常，使用此處的統(tǒng)計性結構，其具有40nm至IOiim的結構深度。在拉絲的不銹鋼結構的情況中，其為例如具有優(yōu)選最高達3 U m深度、尤其優(yōu)選最高達2 ii m結構深度的圓形或線性形式的拉絲標記結構。在特殊實施方式中，通過液體涂覆法或沉積法如濺射或CVD將具有金屬外觀的一個或多個層施加到所述結構化層上，以實現(xiàn)不銹鋼的光學外觀。在此情況中，具有金屬外觀的這些層可由金屬或半金屬或有機和/或無機漆構成。優(yōu)選使用具有不銹鋼、鉻、鋁、銅、鉬或銠的變色時刻(color point)的金屬層。優(yōu)選地，為了沉積具有金屬外觀的層，可使用濺射法和/或光澤顏色和/或有顏色的溶膠-凝膠顏色和/或有顏色的或著色的有機顏料。在此情況中，具有金屬外觀的層的厚度為50至500nm、優(yōu)選60至200nm。優(yōu)選地，使用不銹鋼靶材、Cr靶材、Cu靶材和/或Al靶材以通過濺射法制造具有金屬外觀的層。在特殊實施方式中，通過合適的工藝控制將Cr層的變色時刻調節(jié)為不銹鋼的變色時刻。在特殊實施方式中，具有金屬外觀的層可具有幾個保護層。此外，在優(yōu)選實施方式中，在具有金屬外觀的層上，可施加有機、聚硅氧烷基和/或溶膠-凝膠基密封層。這可以為例如環(huán)氧-和/或聚氨酯基抗刮擦涂層(BSH試驗> 1，000g)。
具體實施例方式實施例實施例I將0. 06摩爾GPTES (縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷)和0. 02摩爾TEOS (四乙氧基硅烷)和0. 02摩爾PTEOS (苯基三乙氧基硅烷)添加至容器中并利用2. 3g在其中已經溶解了 0. 344g PTSH(對甲苯磺酸)的水進行水解。在攪拌三小時之后，利用旋轉蒸發(fā)儀將揮發(fā)性反應產物除去。在IOg如此得到的水解產物中，溶解5g苯基與甲基之比為I. 2/1、分子質量為2，OOO至7，000且SiO2的含量為約52%的聚硅氧烷樹脂。隨后，向所述涂料組合物中添加陽離子光引發(fā)劑Irgacure 250在I-甲氧基-2-丙醇中的20%的溶液I. 5ml。隨后，利用旋轉蒸發(fā)儀將揮發(fā)性組分除去。借助于刮刀，使用在涂覆輥系統(tǒng)與基底表面之間90 的間隙寬度，將初生層施加到硼硅浮法(boro-float)玻璃基底的一個側面上。在UV燈下將初生層預固化10秒。將具有顯微透鏡結構的有機硅沖壓模具(PDMS)施加到初生層上，所述初生層仍處于可延展條件下并隨后通過沖壓模具在UV燈直接照射下將所述層硬化(暴露時間5分鐘)。在除去沖壓模具之后，將沖壓模具的結構轉印至初生層內。第一層的最終層厚度為約25pm。在UV固化之后，溶膠-凝膠層的彈性模量為800N/mm2+/-10%，且在200°C下熱固化I小時之后，彈性模量為2，000N/mm2+/-10%。實施例2將0. 06摩爾GPTES(縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷)和0. 02摩爾TEOS(四乙氧基硅烷)和0. 01摩爾MTEOS (甲基三乙氧基硅烷)和0. 01摩爾DMDEOS (二甲基二乙氧基硅烷)添加至容器中并利用2. 3g在其中已經溶解了 0. 344g PTSH(對甲苯磺酸)的水進行水解。在攪拌三小時之后，利用旋轉蒸發(fā)儀將產生的揮發(fā)性反應產物從混合物中除去。在IOg水解產物中，添加苯基聚硅氧烷樹脂在乙醇中的50%的溶液8. 5g。最后，向所述涂料組合物中添加陽離子光引發(fā)劑Irgacure 250在I-甲氧基-2-丙醇中的20%的溶液3g。隨后，利用旋轉蒸發(fā)儀在80°C和100毫巴下將揮發(fā)性溶劑除去。利用使用34絲網(wǎng)的絲網(wǎng)印刷，將具有約40iim厚度的初生層施加到鈉鈣玻璃基底上。隨后，將該層在室溫下靜置2小時。在將溶劑蒸發(fā)之后，在UV燈下將殘留的初生層預固化10秒。隨后，將具有光導結構的結構化有機硅沖壓模具(PDMS)施加到初生層上，所述初生層仍處于潤濕條件下并通過沖壓模具在UV燈直接照射下將所述層硬化(暴露時間5分鐘)。在除去沖壓模具之后，將沖壓模具的結構轉印至初生層內。第一層的最終層厚度為約30i!m。在UV固化之后，溶膠-凝膠層的彈性模量為1，200N/mm2+/-10%，且在240°C下熱固化I小時之后，彈性模量為2，500N/mm2+/-10%。實施例3將0. 06摩爾GPTES(縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷)和0. 02摩爾TEOS(四乙氧基硅烷)和0. 01摩爾MTEOS(甲基三乙氧基硅烷)和0. 01摩爾DroEOS(二苯基二乙氧基硅烷)添加至容器中并利用2. 3g在其中已經溶解了 0. 344g PTSH(對甲苯磺酸)的水進行水解。在攪拌三小時之后，利用旋轉蒸發(fā)儀將產生的揮發(fā)性反應產物從混合物中除去。向IOg水解產物中，添加苯基與甲基之比為I. 3/1、分子質量為2，000至4，000、SiO2的含量為約52%且硅烷醇基團的含量為6重量％的聚硅氧烷樹脂在丁醇中的50%的溶液8. 5g0最后，向所述涂料組合物中添加陽離子光引發(fā)劑Irgacure 250在I-甲氧基-2-丙醇中的20%的溶液3g。隨后，利用旋轉蒸發(fā)儀在80°C和100毫巴下將揮發(fā)性溶劑除去。利用輥涂，將具有約150 iim厚度的初生層施加到鈉鈣玻璃基底上。隨后，在室溫、下將該層靜置2小時。
在將溶劑蒸發(fā)之后，在UV燈下將殘留的初生層預固化10秒。隨后，將具有光導結構的結構化有機硅沖壓模具(PDMS)施加到初生層上，所述初生層仍處于潤濕條件下并通過沖壓模具在UV燈直接照射下將所述層硬化(暴露時間5分鐘)。在除去沖壓模具之后，將沖壓模具的結構轉印至得到的溶膠-凝膠層內。固化的漆的最終層厚度為約60 u m。在230°C下熱固化I小時之后，溶膠-凝膠層的彈性模量為2，600N/mm2+/-10%。實施例4將0. 08摩爾MPTES (甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)和0. 02摩爾TEOS (四乙氧基硅烷)添加至容器中并利用I. 44g在其中已經溶解了 0.344g PTSH(對甲苯磺酸)的水進行水解。在攪拌三小時之后，利用旋轉蒸發(fā)儀將產生的揮發(fā)性反應產物從混合物中除去。在IOg水解產物中，添加聚酯改性的聚硅氧烷在甲氧基丙基乙酸酯和異丙醇中的75%的溶液6. Ogo最后，向所述涂料組合物中添加Ig自由基光引發(fā)劑Irgacure 819。利用使用54絲網(wǎng)的絲網(wǎng)印刷，將具有約20 iim厚度的初生層施加到鈉鈣玻璃基底上。隨后，利用IR燈在約60°C下將該層干燥I小時。隨后，將具有光學透鏡結構的結構化有機硅沖壓模具(PDMS)施加到初生層上，所述初生層仍處于潤濕條件下并通過沖壓模具在UV燈直接照射下將所述層硬化(暴露時間2分鐘)。在除去沖壓模具之后，將沖壓模具的結構轉印至得到的溶膠-凝膠層內。固化的漆的最終層厚度為約lOiim。在UV固化之后，溶膠-凝膠層的彈性模量為3，360N/mm2+/-10%，且在280°C下熱固化0. 2小時之后，彈性模量為4，200N/mm2+/-10%。實施例5將0. 08摩爾MPTES (甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)和0. 018摩爾TEOS (四乙氧基硅烷)添加至容器中并利用I. 15g在其中已經溶解了 0.21g PTSH(對甲苯磺酸)的水進行水解。在攪拌三小時之后，利用旋轉蒸發(fā)儀將產生的揮發(fā)性反應產物從混合物中除去。然后，向IOg水解產物中，添加聚酯改性的聚硅氧烷在甲氧基丙基乙酸酯和異丙醇中的75%的溶液15g。隨后，向其中添加高折射納米顆粒(TiO2，銳鈦礦，16nm)在丙醇中的20重量％的溶液30g。最后，向所述涂料組合物中添加Ig自由基光引發(fā)劑Irgacure 819。隨后，利用旋轉蒸發(fā)儀在室溫和30毫巴下將揮發(fā)性溶劑除去。利用絲網(wǎng)印刷，將具有約40 iim厚度的初生層施加到鈉鈣玻璃基底上。隨后，利用IR燈在60°C下將該層干燥I分鐘。隨后，將具有光學線格柵結構的結構化有機硅沖壓模具(PDMS)施加到初生層上，所述初生層仍處于潤濕條件下并通過沖壓模具在UV燈直接照射下將所述層硬化(暴露時間4分鐘)。在除去沖壓模具之后，將沖壓模具的結構轉印至得到的溶膠-凝膠層內。固化的漆的最終層厚度為約20 ii m且漆器的折射率為約I. 6。
在UV固化之后，溶膠-凝膠層的彈性模量為2，100N/mm2+/-10%，且在270°C下熱固化0. 2小時之后，彈性模量為2，800N/mm2+/-10%。實施例6將0. 08摩爾MPTES (甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)和0. 018摩爾TEOS (四乙氧基硅烷)添加至容器中并利用2.3g在其中已經溶解了 0.21g PTSH(對甲苯磺酸)的水進行水解。在攪拌三小時之后，利用旋轉蒸發(fā)儀將產生的揮發(fā)性反應產物從混合物中除去。向IOg水解產物中，添加聚酯改性的聚硅氧烷在甲氧基丙基乙酸酯和異丙醇中的75%的溶液5. Og以及0. 5g甘油-I，3- 二甲基丙烯酸酯氨基甲酸乙酯三乙氧基硅烷。最后，向所述涂料組合物中添加Ig自由基光引發(fā)劑Irgacure 819。利用使用54絲網(wǎng)的絲網(wǎng)印刷，將具有約20iim厚度的初生層施加到鈉鈣玻璃基底上。隨后，利用IR燈在約60°C下將該層干燥I分鐘。隨后，將具有光學透鏡結構的結構化有機硅沖壓模具(PDMS)施加到初生層上，所述初生層仍處于潤濕條件下并通過沖壓模具在UV燈直接照射下將所述層硬化(暴露時間2分鐘)。在除去沖壓模具之后，將沖壓模具的結構轉印至得到的溶膠-凝膠層內。固化的漆的平均最終層厚度為約14 Pm。
在UV固化之后，溶膠-凝膠層的彈性模量為3，500N/mm2+/-10%，且在280°C下熱固化0. 2小時之后，彈性模量為4，800N/mm2+/-10%。
權利要求
1.具有基底和結構化溶膠-凝膠層的復合物，其中所述溶膠-凝膠層具有200至10，000N/mm2的彈性模量，其中所述溶膠-凝膠層包含至少一種烷氧基硅烷與至少一種聚硅氧烷的反應產物，其中所述聚硅氧烷的平均分子量為至少1，500且至多300，OOOg/mol。
2.根據(jù)權利要求I所述的復合物，其中所述基底為玻璃陶瓷、玻璃、陶瓷或聚合物塑料。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的復合物，其中通過沖壓產生所述結構化溶膠-凝膠層。
4.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其中所述溶膠-凝膠層具有結構深度為2 ii m至200 u m的沖壓結構。
5.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其中所述溶膠-凝膠層的SiO2含量為10至70重量％。
6.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其中所述溶膠-凝膠層的無機交聯(lián)度聞于70 % o
7.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其可通過將涂料組合物施加到所述基底上的方法制得，所述復合物包含至少一種烷氧基硅烷和至少一種聚硅氧烷。
8.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其中所述溶膠-凝膠層的P-OH含量為 0.01 至 100/mm。
9.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其中所述聚硅氧烷的取代度為0.5至I.5。
10.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的復合物，其中所述聚硅氧烷為聚酯改性的聚硅氧烷。
11.用于制造前述權利要求中至少一項所述的復合物的方法，所述方法包括如下步驟 利用涂料組合物對基底進行涂覆以在所述基底上得到初生層； 將結構并入所述初生層中；以及 將所述初生層固化。
12.根據(jù)權利要求I至10中至少一項所述的復合物用于如下方面的用途顯微透鏡系統(tǒng)、建筑領域中的光導系統(tǒng)、OLED的去耦合層、LED的去耦合層、指紋掃描器件、手持式掃描儀、照相機的光學器件、家用器具用裝飾層和面板、汽車內飾、飛機內飾、室內建筑、店面元件中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合物及其制造方法。具體地，本發(fā)明提供了一種復合物，其包含在基底上的結構化溶膠-凝膠層。所述溶膠-凝膠層因其制造方法而對源自外部的機械應力和其它影響具有極好的耐受性。因為所述溶膠-凝膠層能夠具有幾乎任意一種隨意結構，所述復合物適用于許多技術領域中。例如，所述結構可導致光學效果并可用于光學系統(tǒng)中。
文檔編號B05D5/00GK102627913SQ201210025050
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權日2011年2月4日
發(fā)明者伊夫琳·魯?shù)霞獱?沃伊特, 弗蘭齊斯卡·巴克, 沃爾克·哈格曼, 約爾格·舒馬赫爾, 馬蒂亞斯·布克梅爾 申請人:肖特公開股份有限公司