DE102007060376B3

DE102007060376B3 - Verfahren zum Funktionalisieren von Korund

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Publication number: DE102007060376B3
Application number: DE200710060376
Authority: DE
Original assignee: Kronotec AG
Current assignee: Kronotec AG
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: CN101945954A; US20110020656A1; EP2225330A2; WO2009074334A2; WO2009074334A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Funktionalisieren von Korund durch Umsetzen mindestens eines Ankermoleküls mit mindestens einem Korundpartikel, wobei ein Ankermolekül mindestens eine Silan-Haftgruppe und mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist. Die Erfindung betrifft weiter einen funktionalisierten Korund und Oberflächenbeschichtungen, die funktionalisierten Korund enthalten sowie ein Werkstück, insbesondere Holzwerkstoffpaneel, das mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist, die funktionalisierten Korund enthält.

Description

Korundpartikel haben eine große wirtschaftliche Bedeutung, insbesondere wenn sie in Oberflächenbeschichtungen eingesetzt werden, die abriebfeste Oberflächen für verschiedenste Werkstoffe schaffen sollen. Dabei werden die Korundpartikel in der Regel in polymerisierbare Oberflächenbeschichtungen eingemischt, die nach dem Aushärten auf der zu beschichtenden Oberfläche eine Matrix aus Kunstharzen bilden. Die Oberflächenbeschichtungen sind meist auf die jeweilige Oberfläche und auf die Auftragsverfahren abgestimmt.
Korund wird zum Beispiel in großem Maßstab bei der Beschichtung von Holz- und/oder Holzwerkstoff-Oberflächen eingesetzt, insbesondere bei der Beschichtung von Fußbodenelementen mit wärmehärtenden, duroplastischen Kunstharzen. Korund trägt auch hier in besonderem Maße dazu bei, die Abriebfestigkeit der Oberflächenbeschichtung zu verbessern. In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass die Transparenz der Beschichtung verbessert wird, wenn silanisierter Korund verwendet wird. Der Korund wird silanisiert, um die Polarität der Korundoberfläche besser an die Polarität des jeweiligen Kunstharzes anzupassen, so dass die Mischbarkeit des Korunds mit dem Kunstharz verbessert wird. Im Ergebnis verbessert sich dadurch dann die Transparenz der Oberflächenbeschichtung.
Neben duroplastischen Oberflächenbeschichtungen für Fußbodenelemente, z. B. auf der Basis von Melaminharz, gewinnt jedoch zunehmend auch die Lackierung der Oberflächen an Bedeutung. Strahlungshärtende Lacke werden in dünner Schicht auf die Oberfläche von Werkstücken, hier z. B. von Holzwerkstoffen aufgetragen, um -unter Einsatz von Korund-abriebfeste Beschichtungen zu erzeugen.
Problematisch ist jedoch die dauerhafte, sichere Einbindung des Korunds in den Lack der Oberflächenbeschichtung. Durch das frühe Herausbrechen der Korundpartikel aus der Kunstharz-Matrix wird die Abriebfestigkeit der Oberflächenbeschichtung stark be einträchtigt. Dieses Phänomen ist unabhängig vom jeweils gewählten Kunstharz oder von der Art der zu beschichtenden Oberfläche.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, polymerisierbare, Korund enthaltende Oberflächenbeschichtungen vorzuschlagen, die eine dauerhaft hohe Abriebfestigkeit aufweisen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Funktionalisieren von Korund nach Anspruch 1, mit funktionalisiertem Korund nach Anspruch 14, mit Beschichtungsmitteln, die funktionalisierte Korundpartikel enthalten (Anspruch 16) und mit Werkstücken, insbesondere Fußbodenpaneelen, die mindestens abschnittsweise mit derartigen Oberflächenbeschichtungen versehen sind (Ansprüche 18, 19).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung funktionalisierten Korunds erfolgt durch Umsetzen mindestens eines Korundpartikels mit mindestens einem Ankermolekül, wobei ein Ankermolekül mindestens eine Silan-Haftgruppe und mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist. Silan-Haftgruppe und polymerisierbare Gruppe sind über eine Brückengruppe verbunden, die im einfachsten Fall aus einem Kohlenstoffatom besteht.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird der Begriff Ankermolekül verwendet für ein Molekül, das mindestens eine, bevorzugt zwei oder drei Silan-Haftgruppen aufweist, die mit der Oberfläche des Korundpartikels eine chemische Bindung eingehen, und das mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist, die bevorzugt mit dem polymerisierbaren Beschichtungsmittel der Oberflächenbeschichtung eine Vernetzungsreaktion eingeht. Dadurch wird der Korund mittels chemischer Bindungen fest in die Matrix des Kunstharzes eingebunden und ein Ausbrechen der Partikel aus der ausgehärteten Oberflächenbeschichtung infolge Benutzung wird weitgehend verhindert.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass sich die polymerisierbare Gruppe unter den Reaktionsbedingungen, die zum Anlagern der Silan-Haftgruppe an die Oberfläche des Korundpartikels führt, inert verhält. Die polymerisierbare Gruppe reagiert bevorzugt unter den Reaktionsbedingungen, z. B. Wärme oder Strahlung, die zum Aushärten des polymerisierbaren Beschichtungsmittels der Oberflächenbeschichtung führen.
Erfindungsgemäß wird damit ein wesentlicher Fehler behoben, der sich beim Einsatz korundhaltiger Oberflächenbeschichtungen gezeigt hat. Die Effizienz des eingesetzten Korunds im Abriebverhalten der Oberflächenbeschichtung wird deutlich dadurch reduziert, dass die Korundpartikel (auch silanisierte Korundpartikel) nicht optimal in die Polymermatrix einer Oberflächenbeschichtung integriert werden. Sie werden unter dem Einfluss abrasiver Beanspruchung relativ schnell aus der Lackoberfläche herausgebrochen. Hier schafft die erfindungsgemäße Lösung Abhilfe. Der erfindungsgemäß funktionalisierte Korund ist durch „Einbau" von ausgewählten polymerisierbaren Gruppen dauerhaft in die Oberflächenbeschichtung eines Werkstoffs, z. B. eines Holzwerkstoffs oder von Holz eingebunden.
Nach einer bevorzugten Ausführung erfolgt die Funktionalisierung von Korundpartikeln in einem unter den Reaktionsbedingungen einer Hydrolyse inerten Lösungsmittel. Inert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Lösungsmittel unter den Bedingungen der Hydrolyse weder mit der Silan-Haftgruppe noch mit der polymerisierbaren Gruppe reagiert. Wasser wird aufgrund seiner stark hydrolysierenden Eigenschaften nicht als Lösungsmittel eingesetzt. Es werden also bevorzugt inerte, nicht-wässrige Lösungsmittel eingesetzt.
Typische inerte Lösungsmittel sind Alkohole, Ester- oder Etherlösungen. Bevorzugte Lösungsmittel sind flüssige, polymerisierbare Monomere, die mit dem Beschichtungsmittel der späteren Oberflächenbeschichtung reagieren. Es können auch Mischungen der vorgenannten Lösungsmittel eingesetzt werden. Bei der Auswahl des oder der polymerisierbaren Monomere, die als Lösungsmittel eingesetzt werden, wird es bevorzugt, wenn die Monomere keine reaktiven OH-Gruppen aufweisen. Dadurch werden die oben beschriebenen, unerwünschten Kondensationsreaktionen zwischen Silan und Lösungsmittel vermieden. Bevorzugte polymerisierbare Monomere sind unter anderem Alkene (z. B. Butadien), Dicarbonsäuren und Dicarbonsäurederivate, Diole, Acrylsäureester, Acrylate, Methacrylate, Alkylmethacrylate, Phtalsäureester und/oder Diamine.
Das Anbinden der Silan-Haftgruppen an die Oberfläche des Korundpartikels erfolgt in der Regel in Gegenwart von leicht unterstöchiometrischen Mengen von Wasser, die eine gezielte Reaktion der Silan-Haftgruppen mit der Korundoberfläche ermöglichen. Das molare Verhältnis zwischen den hydrolysierbaren Gruppen des Silans und Wasser (ausgedrückt als ROR-Wert) sollte unter 0,8, bevorzugt unter 0,6, vorteilhaft unter 0,4, besonders bevorzugt unter 0,2 eingestellt werden.
Meist wird bereits dem Lösungsmittel ein Katalysator zugesetzt, der die Hydrolyse der Silan-Haftgruppen vereinfacht. Typischerweise wird eine Base oder eine Säure (organisch oder mineralisch) eingesetzt, beispielsweise Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Ameisen- oder Essigsäure sowie Natronlauge, Ammoniak oder Ammoniumhydroxid. Da in der Regel verdünnte Basen oder Säuren eingesetzt werden, wird die mit dem Katalysator zugesetzte Wassermenge genutzt, um den gewünschten ROR-Wert einzustellen.
Wie vorstehend erläutert, sind für ein Ankermolekül jeweils mindestens eine Silan-Haftgruppe und mindestens eine polymerisierbare Gruppe für die chemische Vernetzung der Korundpartikel mit der Polymermatrix der Oberflächenbeschichtung erforderlich. Bevorzugt werden jedoch Ankermoleküle eingesetzt, die zwei, drei oder mehr Silan-Haftgruppen und zwei oder mehr polymerisierbare Gruppen aufweisen. Es können nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung auch Mischungen verschiedener Ankermoleküle eingesetzt werden.
Bevorzugt sind die polymerisierbaren Gruppen des Ankermoleküls auf die polymerisierbaren Gruppen des Beschichtungsmittels abgestimmt und reagieren mit diesen Gruppen, so dass eine Polymermatrix entsteht, in das die Korundpartikel durch chemische Bindungen weitaus besser eingebunden sind als bisher.
Zur Umsetzung der Erfindung sind grundsätzlich ein oder mehrere Ankermoleküle der allgemeinen Formel

R_a(SiX)_4-a Formel 1

geeignet, wobei in der Formel 1

– die Reste R gleich oder verschieden sind und polymerisierbare unter den Reaktionsbedingungen der Hydrolyse, nicht-hydrolysierbare Gruppen darstellen,
– die Reste X am Siliziumatom gleich oder verschieden sind und hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxygruppen, allgemein Silan-Haftgruppen, bedeuten und
– a den Wert 1, 2 oder 3 hat, oder einem davon abgeleiteten Oligomer. Der Wert a ist bevorzugt 1.

In der allgemeinen Formel 1 sind die hydrolysierbaren Gruppen X (Silan-Haftgruppen), die gleich oder voneinander verschieden sein können, beispielsweise Wasserstoff oder Halogen (F, Cl, Br, oder I), Alkoxy (vorzugsweise C_1-6-Alkoxy, wie z. B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und Butoxy), Aryloxy (vorzugsweise C_6-10-Aryloxy, wie z. B. Phenoxy), Acyloxy (vorzugsweise C_2-7-Acyloxy, wie z. B. Acetoxy oder Propionoxy) Alkylcarbonyl (vorzugsweise C_2-7-Alkylcarbonyl, wie z. B: Acetyl), Amino, Monoalkylamino oder Dialkylamino mit vorzugsweise 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Bevorzugte hydrolysierbare Reste sind Halogene, Alkoxygruppen und Acyloxygruppen. Besonders bevorzugte hydrolysierbare Gruppen sind C_1-4Alkoxygruppen, insbesondere Methoxy- und Ethoxygruppen.
Bei den polymerisierbaren unter den Reaktionsbedingungen der Hydrolyse, nicht-hydrolysierbaren Resten R, die gleich oder verschieden sein können, handelt es sich um nicht hydrolysierbare Reste R mit einer funktionellen Gruppe, über die eine Vernetzung mit der Polymermatrix einer Oberflächenbeschichtung möglich ist. Die Reste R sind inert unter den Reaktionsbedingungen, unter denen die Silan-Haftgruppen sich an die Oberfläche der Korund-Partikel anlagern.
Der nicht-hydrolysierbare Rest R mit einer funktionellen Gruppe, über die eine Vernetzung möglich ist, kann z. B. ausgewählt sein aus einer Gruppe, die als funktionelle Gruppe eine Epoxid- (z. B: Glycidyl- oder Glycidyloxy-), Hydroxy-, Ether-, Amino-, Monoalkylamino, Dialkylamino- gegebenenfalls substituierte Anilino-, Amid-, Carboxy-, Alkinyl-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Mercapto-, Cyano-, Alkoxy-, Isocyanato-, Aldehyd-, Alkylcarbonyl-, Säureanhydrid- und/oder Phosphorsäuregruppe umfasst. Bevorzugte Beispiele für die bevorzugt polymerisierbaren, nicht- hydrolysierbaren Reste R mit funktionelle Gruppen, über die eine Vernetzung möglich ist, sind ein Gycidyl, oder eine Glycidyloxy-(C_1-20)-alkylen-Rest, ein Acryloxy-(C_1-6)-alkylen-Rest, wie z. B. ein Acryloxymethyl-, ein Acryloxyethyl- oder ein Acryloxypropylrest oder ein Methacryloxy-(C_1-6)alkylen-Rest, wie z. B. ein Methacryloxymethyl-, ein Methacryloxyethyl- oder ein Methacryloxypropylrest. Besonders bevorzugte Reste sind y-Gylcidyloxypropyl und Acryloxypropyl sowie Methacryloxypropyl.
Diese funktionellen Gruppen sind über Alkyl-, Alkylen-, Alkenylen-, oder Arylen-Brückengruppen, die durch Sauerstoff- oder -NH-Gruppen unterbrochen sein können, an das Siliziumatom gebunden. Die Brückengruppen enthalten vorzugsweise i bis 8 und insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Beispiele für nicht hydrolysierbare Reste R mit Alkenyl- oder Alkinylgruppen sind C_2-6-Alkenyl, wie z. B. Vinyl, i-Propenyl, 2-Propenyl und Butenyl und C_2-6-Alkinyl wie z. B. Acetylenyl und Propargyl.
Konkrete Beispiele für entsprechende Ankermoleküle sind

– y-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan,
– y-Glycidyloxypropyltriethoxysilan,
– 3-Isocynattopropyltrieethxysilan,
– 3-Aminopropyltrimethoxysilan,
– N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethxysilan,
– 3-Acryloxypropyltrimethoxysilan,
– 3-Acryloxypropyltriethoxysilan,
– 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,
– 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan.

Bei den im Zusammenhang mit der Erfindung „polymerisierbar" genannten Gruppen handelt es sich insbesondere um polymerisierbare, polyaddierbare und/oder polykondensierbare Gruppen, es werden erfindungsgemäß unter der Polymerisationsreaktion alle Reaktionen verstanden, über die eine Vernetzung mit dem polymerisierbaren Beschichtungsmittel der Oberflächenbeschichtung möglich ist. Bevorzugt werden die polymerisierbaren Gruppen so ausgewählt, dass über gegebenenfalls katalysierte Polymerisations-, additions- und/oder -Kondensationsreaktionen eine organische Vernetzung und Einbindung der Korundpartikel in die Polymermatrix der Oberflächenbe schichtung ausgeführt werden kann.
Zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens wird Korund als Hauptkomponente eingesetzt. Beim Herstellen einer Dispersion beträgt das Verhältnis Lösungsmittel:Korund vorteilhaft 1:1,5 bis 1:3, bevorzugt 1:2,0 bis 1:2,5, jeweils ausgedrückt in Gewichts-%.
Bezogen auf den eingesetzten Korund ist also nur ein kleiner Anteil von Ankermolekülen erforderlich, um das Korund besser in polymerisierbare Beschichtungen einzubinden. Bezogen auf das eingesetzte Korund wird lediglich bis zu 0,001 Gewichts-% an Ankermolekülen eingesetzt, bevorzugt bis zu 0,01 Gewichts-%, besonders bevorzugt bis zu 0,1 Gewichts-%, vorteilhaft bis zu 1,0 Gewichts-% des Korunds. Es ist also nur eine geringe Menge an Ankermolekülen erforderlich, um eine signifikante Verbesserung der Haftung oder Einbindung des Korunds in polymerisierbaren Beschichtungsmittel bzw. Oberflächenbeschichtungen zu ermöglichen, indem die Haftgruppen an die Oberfläche des Korunds anbinden. Als besonderer Vorteil der Erfindung ist anzusehen, dass in Folge der verbesserten Einbindung von Korund in die Polymermatrix von Oberflächenbeschichtungen auch größere Korund-Partikel eingesetzt werden können. Größere Korund-Partikel sind wesentlich kostengünstiger als weit zerkleinerte Partikel.
Um das Absetzen des funktionalisierten Korunds in flüssigem Medium, z. B. in einem Lösungsmittel aus flüssigen, polymerisierbaren Monomeren, während Transport und Lagerung zu verhindern oder auch, um unerwünschte Reaktionen von Lösungsmittel und/oder Ankermolekül während Transport und Lagerung zu verhindern, kann ein Stabilisator zugesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist der funktionalisierte Korund als Verfahrenserzeugnis, Gegenstand der Erfindung sind aber auch polymerisierbare Beschichtungsmittel, die neben polymerisierbaren Monomeren und/oder Oligomeren auch Korund aufweisen, der mit mindestens einem Ankermolekül verbunden ist, dessen mindestens eine Silan-Haftgruppe mit der Oberfläche des Korundpartikels verbunden ist, und das mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist, die mit den Monomeren und/oder Oligomeren des Beschichtungsmittels über Addition oder Kondensation polymerisieren. Es kann sich hierbei sowohl um z. b. wärmehärtende als auch um strahlungshärtende Oberflächenbeschichtungen handeln.
Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Werkstück, insbesondere ein Holzwerkstoffpaneel, das mindestens abschnittsweise mit einem polymerisierten Beschichtungsmittel überzogen ist, das Korund enthält, wobei der Korund mit einem Ankermolekül verbunden ist, das mindestens eine Haftgruppe eines Silans aufweist, die mit der Oberfläche des Korunds chemisch gebunden ist, und wobei das Ankermolekül mindestens eine polymerisierte Gruppe aufweist, die mit dem Beschichtungsmittel eine chemisch verbunden ist über eine vorangegangene Additions-, Kondensations- und/oder Polymerisationsreaktion. Typische Einsatzbereiche für erfindungsgemäß beschichtete Oberflächen sind Werkbänke, Arbeitsflächen oder Fußböden.
Details der Erfindung werden an dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert:
1. Herstellung von funktionalisiertem Korund
Zunächst wird eine Dispersion von Korund in Lösungsmittel hergestellt. Hierzu werden 60 Gewichts-% Korund unter Verwendung eines Dispergierrührers für 15 Minuten in 40 Gewichts-% 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3-4-Epoxycyclohexan eingerührt. Das 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3-4-Epoxycyclohexan dient als inertes Lösungsmittel. Anschließend wird zu dieser Dispersion 1 Gewichts-% (bezogen auf den eingesetzten Korund) eines Ankermoleküls, hier γ-Gylcidyloxypropyltriethoxysilan zugegeben und ebenfalls für 15 Minuten gerührt. Das vorgenannte Ankermolekül weist drei Silan-Haftgruppen und als polymerisierbare Gruppe eine Epoxy-Gruppe auf.
Dann wird 0,1 molare Salzsäure in einer Menge zugegeben, dass sich ein ROR-Wert von 0,8 einstellt. Die Dispersion wird nach Zugabe der Salzsäure noch einmal für 30 Minuten gerührt, wobei die Temperatur nicht über 50°C ansteigt.
Die Dispersion, enthaltend funktionalisierten Korund, ist für mindestens einen Monat lagerfähig.
2. Herstellung eines Beschichtungsmittels, enthaltend funktionalisierten Korund
Die vorstehend beschriebene Dispersion enthaltend funktionalisierten Korund wird mit einem flüssigen, UV-härtenden Expoxidlack, z. B. Uvacure 1533 von Firma Cytec, in einem Gewichts-Verhältnis von 3:2 gemischt. Das Gewichtsverhältnis zwischen Epoxidlack und Korund-Dispersion kann in einem weiten Bereich gewählt werden, je nach dem, wie viel Korundpartikel für die jeweilige Oberflächenbeschichtung erforderlich sind.
Dieses Beschichtungsmittel ist für mindestens einen Monat lagerfähig.
3. Beschichten eines Werkstücks mit einer Oberflächenbeschichtung, enthaltend funktionalisierten Korund
Dem vorstehend beschriebenen Beschichtungsmittel werden 2% eines kationischen Photostarters (z. B. Additol PCPK von Firma Cytec) zugesetzt, um eine gleichmäßige und schnelle Aushärtung des Expoxidlacks zu gewährleisten. Mittels Walzenauftrag werden 60 g/m² dieses Beschichtungsmittels auf MDF-Platten appliziert und anschließend durch Einwirken von UV-Licht zu einer abriebfesten Oberflächenbeschichtung ausgehärtet.
Erfindungsgemäß beschichtete MDF-Platten wurden einem Abrasionstest unterzogen. Als Vergleich werden MDF-Platten herangezogen, die mit dem gleichen UV-härtenden Epoxidlack, enthaltend eine gleiche Menge Korund, der jedoch lediglich silanisiert, nicht funktionalisiert ist, beschichtet ist und der unter den gleichen Bedingungen ausgehärtet ist wie die erfindungsgemäß beschichteten MDF-Platten.
Der Abriebtest nach EN 13329 zeigte, dass alle beschichteten Platten die Abriebklasse AC3 erreichten. Er ergab für die erfindungsgemäß mit funktionalisiertem Korund beschichteten Platten jedoch um mindestens 15% verbesserte Testergebnisse. Es können also entweder insgesamt abriebfestere Oberflächen oder vorgegebene Abriebwerte mit geringerem Einsatz an Korund erzielt werden.

Claims

Verfahren zum Funktionalisieren von Korund durch Umsetzen mindestens eines Ankermoleküls mit mindestens einem Korundpartikel, wobei ein Ankermolekül mindestens eine Silan-Haftgruppe und mindestens eine polymerisierbare Gruppe sowie eine Brückengruppe mit mindestens einem Kohlenstoffatom aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des mindestens einen Ankermoleküls und des mindestens einen Korundpartikels in einem unter den Reaktionsbedingungen einer Hydrolyse inerten Lösungsmittel stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Lösungsmittel nicht-wässrige Lösungsmittel, insbesondere organische Lösungsmittel oder Mischungen davon eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Alkohole, Ether, Ester, und/oder flüssige, polymerisierbare Monomere oder Mischungen davon eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Alkene, Dicarbonsäuren, Diole, Acrylate, Methacrylate, Phtalsäureester und/oder Diamine oder Mischungen davon als Lösungsmittel eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des mindestens einen Ankermoleküls und des mindestens einen Korundpartikels in Gegenwart eines Katalysators, bevorzugt einer Säure oder einer Base erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator eine Säure oder eine Base eingesetzt wird aus der Gruppe, die umfasst Natronlauge, Ammoniak, Ammoniumhydroxid, mineralische Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, organische Säuren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Silan mit der allgemeinen Formel R_a(SiX)_4-a eingesetzt wird, wobei die Reste R gleich oder verschieden sind und unter den Reaktionsbedingungen der Hydrolyse nicht hydrolysierbare, polymerisierbare Gruppen darstellen, die Reste X gleich oder verschieden sind und hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxygruppen bedeuten und a den Wert 1,2 oder 3 hat, oder einem davon abgeleiteten Oligomer; der Wert a ist bevorzugt 1.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als hydrolysierbare Gruppen Wasserstoff oder Halogen (F, Cl, Br, oder I), Alkoxy (vorzugsweise C_1-6-Alkoxy, wie z. B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und Butoxy), Aryloxy (vorzugsweise C_6-10-Aryloxy, wie z. B. Phenoxy), Acyloxy (vorzugsweise C_2-7-Acyloxy, wie z. B. Acetoxy oder Propionoxy) Alkylcarbonyl (vorzugsweise C_2-7-Alkylcarbonyl, wie z. B: Acetyl), Amino, Monoalkylamino oder Dialkylamino mit vorzugsweise 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome oder eine Mischung davon eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Reste R ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Epoxid- (z. B: Glycidyl- oder Glycidyloxy-), Hydroxy-, Ether-, Amino-, Monoalkylamino, Dialkylamino-, substituierte Anilino-, Amid-, Carboxy-, Alkenyl-, Alkinyl-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Mercapto-, Cyano-, Alkoxy-, Isocyanato-, Aldehyd-, Alkylcarbonyl-, Säureanhydrid- und/oder Phosphorsäuregruppen oder eine Mischung davon aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Brückengruppe Alkyl-, Alkylen-, Alkenylen-, oder Arylen-gruppen, die durch Sauerstoff- oder -NH-Gruppen unterbrochen sein können, an das Siliziumatom gebunden sind, insbesondere solche Gruppen, die 1 bis 8 und insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis inertes Lösungsmittel:Korund in einem Bereich 1:1,5 bis 1:3,0, bevorzugt 1:2,0 bis 1:2,0, angegeben als Gewichts-%, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf das eingesetzte Korund, bis zu 0.001 Gewichts-% Ankermoleküle eingesetzt werden, bevorzugt bis zu 0,01 Gewichts-%, besonders bevorzugt bis zu 0,1 Gewichts-%, vorteilhaft bis zu 1,0 Gewichts-% Ankermoleküle.
Korund, erhalten nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 13.
Korund, verbunden einem Ankermolekül, dessen mindestens eine Haftgruppe eines Silans mit der Oberfläche des Korunds chemisch gebunden ist, wobei das Ankermolekül mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist, die mit einem polymerisierbaren Beschichtungsmittel, in das das Korund einzumischen ist, über Addition oder Kondensation polymerisierbar ist.
Beschichtungsmittel mit polymerisierbaren Mono- und/oder Oligomeren und Korund, wobei der Korund mit einem Ankermolekül verbunden ist, dessen mindestens eine Haftgruppe eines Silans mit der Oberfläche des Korunds chemisch gebunden ist, und das mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist, die mit dem polymerisierbaren Mono- und/oder Oligomeren über Addition oder Kondensation polymerisierbar ist.
Beschichtungsmittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es strahlungshärtend oder wärmehärtend ist.
Werkstück, das mindestens abschnittsweise mit einem polymerisierten Beschichtungsmittel überzogen ist, das Korund enthält, wobei der Korund verbunden ist mit einem Ankermolekül, das mindestens eine Haftgruppe eines Silans aufweist, die mit der Oberfläche des Korunds chemisch gebunden ist, und wobei das Ankermolekül mindestens eine Verbindung aufweist, die durch Addition, Kondensation oder Polymerisation mit dem polymerisierten Beschichtungsmittel entstanden ist.
Holzwerkstoffpaneel, das mindestens abschnittsweise mit einem polymerisierten Beschichtungsmittel überzogen ist, das Korund enthält, wobei der Korund verbunden ist mit einem Ankermolekül, das mindestens eine Haftgruppe eines Silans aufweist, die mit der Oberfläche des Korunds chemisch gebunden ist, und wobei das Ankermolekül mindestens eine Verbindung aufweist, die durch Addition, Kondensation oder Polymerisation mit dem polymerisierten Beschichtungsmittel entstanden ist.