DE19910876A1 - Verfahren zur Herstellung einer bewitterungsbeständigen Beschichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer bewitterungsbeständigen Beschichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Witterungsbeständigen Beschichtung auf Substraten, bei dem auf dem Substrat eine Beschichtung durch hydrolytische Kondensation einer hydrolisierbaren Siliciumverbindung hergestellt wird, wobei die hydrolytische Kondensation mit einer hydrolysierbaren Siliciumverbindung durchgeführt wird, die ein blockiertes Isocyanat aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bewitterungsbeständigen Beschichtung bei dem eine Beschichtung aus einer hydrolysierbaren Silici­ umverbindung aufgebracht wird, die ein kovalent ge­ bundenes, blockiertes Isocyanat aufweist.
Beschichtungen auf Substraten auf der Basis von hy­ drolysierbaren Siliciumverbindungen sind bekannt. Insbesondere die Stoffklasse der sogenannten "ORMOCERE" wurde in den letzten Jahren eingehend, insbesondere mit Bezug auf Beschichtungen von ver­ schiedenen Substraten untersucht. In der EP 0 450 625 A1 ist eine derartige "ORMOCERE"-Beschichtung zum Beschichten von Kunststoffsubstraten beschrieben. Hierbei werden hydrolysierbare Siliciumverbindungen auf einem Substrat abgeschieden, durch Bestrahlung gehärtet und anschließend einer thermischen Nachhär­ tung unterzogen. Weitere derartige Verfahren und Be­ schichtungen sind aus der EP 0 365 027 A2 wie auch aus der DE 38 36 815 bekannt.
Nachteilig bei all diesen, bisher aus dem Stand der Technik bekannten hybriden Sol-Gel-Schichten (ORMOCE- RE) ist, daß die bisher zugänglichen Schichten nicht im Außenbereich eingesetzt werden konnten, da unter dem Einfluß von Licht, Feuchtigkeit und/oder Tempera­ turwechsel keine stabilen Schichten erhältlich waren.
Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Herstellen von Beschichtungen auf Substraten anzugeben das zwar auf der Basis der bisher im Stand der Technik bekannten hybriden Sol-Gel-Schichten mit (ORMOCERE) beruhen soll, das aber zu Schichten führt, die auch unter Be­ witterungsverhältnissen wie sie im Außenbereich vor­ liegen, über längere Zeit stabil bleiben.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale dea Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird somit der Einsatz von blockier­ ten Isocyanatosilanen im Sol-Gel-Prozeß vorgeschla­ gen. Erst durch Temperaturerhöhung wird das Isocyanat deblockiert und kann mit verschiedenen zum Teil be­ kannten weiteren hydrolysierbaren Siliciumverbindun­ gen und/oder Metallverbindungen und/oder organischen Polymeren Verknüpfungsreaktionen eingehen. Die wich­ tigsten sind dabei die Umsetzung mit Hydroxygruppen, Aminen, Wasser und die der jeweiligen Reaktionspro­ dukte mit einem weiteren Isocyanat. In Fig. 1 ist ein entsprechendes Reaktionsschema wiedergegeben, das die Reaktionsmöglichkeiten der Isocyanate mit Aminen, Wasser und Hydroxygruppen zeigt.
Überraschenderweise hat es sich nun herausgestellt, daß die Beschichtungen, die mit derartigen blockier­ ten Isocyanatosilanen hergestellt worden sind, über­ legene Eigenschaften in bezug auf die Haftung, Ver­ gilbung, Rißbildung und den Glanzverlust aufweisen. Die Anmelderin konnte zeigen, daß die neuen Schicht­ materialien bis zu 1500 Stunden im QUV-B Test (40°C/60°C) ohne erkennbare Veränderung stabil sind.
Erfindungsgemäß wird die bewitterungsbeständige Be­ schichtung so hergestellt, daß die hydrolytische Kon­ densation mit 20 bis 100 Mol-% bevorzugt 50 bis 90 Mol-%, bezogen auf die monomeren Ausgangskomponen­ ten durchgeführt wird, wobei eine hydrolysierbare Siliciumverbindung der allgemeinen Formel I
Xm-Si-R4-m-Yn I
eingesetzt wird. Die Reste in der allgemeinen Formel I haben dabei folgende Bedeutung:
X ist gleich oder verschieden und kann Wasserstoff, Halogen, Alkoxy, Acyloxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbo­ nyl oder -NR'2(R' -H und/oder Alkyl) bedeuten und die Reste R, die gleich oder verschieden sein können, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Arylalkenyl, Alkenylaryl, Arylalkinyl oder Alkinylla­ ryl darstellen, wobei diese Reste durch O- oder S- Atome oder die Gruppe -NR' oder NHC(O)O- unterbrochen sein können und einen oder mehrere Substituenten aus der Gruppe der Halogene und der gegebenenfalls sub­ stitutierten Amino-, Amid-, Aldehyd-, Keto-, Alkyl­ carbonyl-, Carboxy-, Mercapto-, Cyano-, Hydroxy-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl, Sulfonsäure-, Phosphor­ säure-, Acryloxy-, Methacryloxy-, Epoxy- oder Vinyl­ gruppen tragen können und Y ein blockiertes Isocyanat ist mit m = 1 bis 3 und n = 1 bis 3. Bei den Verbin­ dungen der allgemeinen Formel I sind besonders bevor­ zugt: mit 3,5-Dimethylpyrazol oder mit 1,2,4 Triazol blockiertes 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan.
Wie aus der allgemeinen Formel I hervorgeht, weist der Rest R am Silicium 1 bis 3 Isocyanatgruppen auf. Diese Isocyanatgruppen können mit allen aus dem Stand der Technik bisher bekannten Blockierungsreagenzien für Isocyanate umgesetzt und so blockiert werden. Zwei Beispiele sind in Fig. 2 wiedergegeben. Das Iso­ cyanatosilan wurde dabei in stöchiometrischer Menge mit 3,5 Dimethylpyrazol und 1,2,4 Triazol umge­ setzt. Die so erhaltenen blockierten Isocyanato­ silane können dann ohne weitere Reinigungsschritte zum Synthetisieren der Beschichtungssysteme einge­ setzt werden.
Die wie vorstehend beschrieben hergestellten bloc­ kierten Verbindungen können dann mit jeder Art von hydrolysierbaren Siliciumverbindungen und Metallalk­ oxiden co-kondensiert werden um ein anorganisches Netzwerk zu generieren. Auch ist eine Vernetzung mit rein organischen Verbindungen möglich.
Bevorzugte Verbindungen mit denen die blockierten Isocyanatosilane umgesetzt werden können, sind durch die allgemeine Formel II definiert
Xm-Si-R4-m-Zn II
In der Formel II besitzen dabei die Reste X, R und der Index m die gleiche Bedeutung wie vorstehend bei der allgemeinen Formel I angegeben während n 1 bis 4 sein kann. Der Rest Z kann dabei eine oder mehrere Hydroxygruppen, eine Aminogruppe oder eine Epoxyfunk­ tion tragen. Diese Verbindungen können dann wie im Reaktionsschema nach Fig. 1, mit dem blockierten Iso­ cyanat umgesetzt werden. Bevorzugt ist hierbei, wenn Verbindungen der allgemeinen Formel II eingesetzt werden, die über mehrere funktionelle Gruppen Z ver­ fügen, d. h. z. B. sogenannte Silanpolyole oder Silane, die mehrere NH2-Gruppen oder Epoxygruppen tragen. In den Fig. 3 bis 6 sind bevorzugte Herstel­ lungsbeispiele von derartigen hydroxyfunktionalisier­ ten Silanen und Epoxyverbindungen angegeben. Fig. 2 zeigt dabei die Additionsreaktion von Mercaptosilan an Epoxypropanol, Fig. 4 die Additionsreaktion von 3- Aminopropyltriethoxysilan (AMEO) an Epoxypropanol und Fig. 5 die Synthese eines hydroxyfunktionalisierten Polysiloxans. Fig. 6 gibt das Reaktionsschema der Synthese eines Silans aus den Edukten Isocyanatopro­ pyltriethoxysilan und Epoxypropanol wieder.
Bei der Herstellung der bewitterungsbeständigen Be­ schichtung nach der Erfindung ist es auch möglich, wie bisher schon aus der hybriden Sol-Gel-Chemie im Stand der Technik bekannt, daß die Hydrolyse in Ge­ genwart von 0 bis 40 Mol-% einer Metallverbindung der allgemeinen Formel III
MeRx III
durchgeführt wird. Beispiele für Metalle sind hierbei Zinn, Titan, Zirkon und Aluminium. Der Rest R der gleich oder verschieden sein kann, ist aus Halogen, Alkoxy, Alkoxycarbonyl und Hydroxy ausgewählt, wobei es auch möglich ist, daß einige dieser Reste ganz oder teilweise durch einen Chelatliganden ersetzt sein können. Für den Fall, daß das Metall Aluminium ist, ist X gleich 3 und für die Fälle, für die das Metall Titan, Zinn und Zirkon ist, ist X gleich 4.
Besonders hervorzuheben beim erfindungsgemäßen Her­ stellungsverfahren ist es, daß auch zusätzlich noch vor, während oder nach der Hydrolyse eine organische Verbindung (nicht siliciumhaltig) zugegeben werden kann. In diesem Falle ist es nur erforderlich, daß die organische Verbindung mindestens eine Hydroxy­ gruppe, eine Aminogruppe oder eine Anhydridfunktion aufweist, damit eine entsprechende Reaktion mit dem deblockierten Isocyanat durchgeführt werden kann. Spezielle Beispiele hierfür sind Benzol-tricarbonsäu­ reanhydrid (BTCA), Tris-(Hydroxyethyl)-Isocyanurat, 2,2-Bis-(4 Hydroxycyclohexyl)-propan (hydriertes Bisphenol A, HBPA).
Bei der Herstellung der bewitterungsbeständigen Be­ schichtung kann mit den vorstehend näher beschriebe­ nen Edukten in einer an und für sich bekannten Weise die hydrolytische Kondensation auch in Gegenwart ei­ nes sauren oder basischen Kondensationskatalysators durchgeführt werden. Grundsätzlich können auch bei dem Verfahren nach der Erfindung bei der Hydrolyse Additive zugesetzt werden, die ausgewählt sind aus organischen Verbindungen, Verlaufsmittel, Färbemit­ tel, UV-Stabilisatoren, Füllstoffe, Viskositätsreg­ ler, Gleitmittel, Netzmittel, Antiabsetzmittel und/oder Oxydationsinhibitoren oder Mischungen davon. In bezug auf die Kondensationskatalysatoren und die Additive wird auf den Offenbarungsgehalt der DE 38 36 815 sowie auf die EP 0 450 625 A1 Bezug genommen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei dem erfin­ dungsgemäßen Beschichtungsverfahren die Substrat­ oberfläche vor dem Aufbringen des Beschichtungsmate­ rials vorbehandelt wird. Als Vorbehandlungsverfahren kommen hierbei alle bisher aus dem Stand der Technik bekannten Vorbehandlungsverfahren in Frage, besonders das Aufbringen eines Primers, d. h. eines Haftvermitt­ lers oder Verfahren bei denen die Oberfläche ausge­ heizt, ausgelaugt oder mittels wäßriger bzw. organi­ scher Medien vorgereinigt und/oder einer elektrischen Entladung ausgesetzt wird.
Zur Aushärtung der Beschichtung ist es dabei vorgese­ hen, diese einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 120 bis 300°C auszusetzen. Wie im Stand der Technik bisher bei den schon bekannten hybriden Sol- Gel-Schichten beschrieben, kann auch in Abhängigkeit von den Ausgangssystemen eine Behandlung mit Strah­ lung vorzugsweise mit IR, UV oder mit Mikrowellen erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen näher beschrieben.
Beispiel 1
Beispiel 1 betrifft die Herstellung des Systems I aus DMP-IPTES, GPTES und BTCA (Benzoltricarbonsäure-anhy­ drid), die gemischt und mit der stöchiometrischen Wassermenge hydrolysiert wurden. Die Edukte wurden im Verhältnis von einem Teil BTCA zu drei Teilen DMP- IPTES und drei Teilen GPTES eingesetzt. Die Hydrolyse wurde durch die eingesetzte Carbonsäure BTCA katalysiert. Die möglichen Vernetzungsreaktionen sind in Abb. 7 wiedergegeben.
Das Beschichtungsmaterial wurde 45 min bei 180°C ausgehärtet. Die Schichten waren fest und transparent, die Schichtdicke betrug 3 µm. Die mechanischen Eigenschaften wurden mit Hilfe von Mikrohärte-Messungen bestimmt. Um die mechanischen Eigenschaften weiter zu verbessern, wurde bei der Synthese Tetraethoxysilan (TEOS) zur Erhöhung der anorganischen Quervernetzung in zwei unterschied­ lichen Mengen zugesetzt. Es wurden 2 (System Ia) bzw. 4 Teile (System Ib) TEOS, bezogen auf die eingesetzte Stoffmenge der aromatischen Säure, hinzugefügt. Durch diese Veränderung konnten die Universalhärte und die anderen mechanischen Kenndaten deutlich verbessert werden (Tab. 1).
Tab. 1
Veränderung der Universalhärte mit zunehmendem TEOS-Gehalt (45 min bei 180°C getempert)
Die Stabilität der Systeme gegenüber Feuchtigkeit ist hoch. Ein Kurzzeittest von 4 Tagen Kondenswasser­ klimaprüfung hat gezeigt, daß keine Veränderungen der Schichten auftreten.
System I und dessen Varianten bieten daher eine neue ausgezeichnete Möglichkeit, hybride Beschichtungsma­ terialien herzustellen, die neben ausgezeichneter mechanischer Beständigkeit auch Stabilität gegenüber Feuchtigkeit aufweisen. Durch den ausschließlichen Einsatz von Ethoxysilanen zeichnen sie sich auch durch Methanolfreiheit aus.
Beispiel 2
Beispiel 2 zeigt die Synthese des Systems II. Als Edukte wurden BTCA und das blockierte Isocyanatosilan (DMP-IPTES) im Verhältnis 1 : 3 verwendet. DMP-IPTES wurde im Überschuß eingesetzt, um die Carboxylgruppen möglichst vollständig umzusetzen. Die überschüssigen Isacyanatgruppen können verschiedene andere Vernet­ zungsreaktionen eingehen (vgl. Fig. 1).
Die Synthese verläuft ähnlich wie die von System I. Die Hydrolyse ist nach 1 h Reaktionszeit bei RT ab­ geschlossen. Ein Vergleich der IR-Spektren des Be­ schichtungssols und der gehärteten Schicht zeigte, daß die für Fünfring-Imide charakteristische Bande bei 1770 cm-1 beim Härten entsteht. Noch deutlicher als die IR-Spektren zeigten die Raman-Spektren das Entstehen der Imidverknüpfungen beim Härtungsprozeß.
Aus den spektroskopischen Untersuchungen kann geschlossen werden, daß die organische Vernetzung im gewünschten Sinn stattgefunden hat. Fig. 8 stellt den wahrscheinlichen Reaktionsablauf dar. Die Reak­ tion läuft in drei Schritten ab. Zuerst werden die Isocyanatgruppen deblockiert. Diese reagieren daraufhin mit den Carboxylgruppen unter Abspaltung von CO2 zu Amiden. Ein Teil der Amidgruppen kann daraufhin unter Abspaltung von Wasser mit einer in ortho-Position befindlichen Carboxylfunktion ein cy­ clisches Imid bilden.
Die Schichten sind nach der thermischen Härtung von 30 min bei 180°C hart und transparent. Die mechani­ schen Eigenschaften wurden mit Hilfe der Mikrohärte­ messung untersucht. Tab. 2 faßt die Ergebnisse zusammen.
Tab. 2
Mechanische Kenndaten von System II (30 min bei 180°C gehärtet)
Beispiel 3
Das System III entspricht im wesentlichen System II. Anstelle von einem Drittel der in System II einge­ setzten Menge DMP-IPTES wurde jedoch APTES verwendet. Dies hat den Vorteil, daß ein Amid aus BTCA und APTES vor dem Härtungsschritt gebildet werden kann (Fig. 9).
Diese Umsetzung wurde vor der Hydrolyse durchgeführt, um eine Öffnung des Anhydrides durch Wasser zu ver­ hindern. Das gesamte Reaktionsgemisch wurde schließlich hydrolysiert und zum Beschichten ein­ gesetzt. Der Reaktionsverlauf ist dem in Fig. 8 ähnlich, es wird nur weniger Blockierungsmittel (DMP) und CO2 freigesetzt, wodurch sich die Schrumpfungs­ neigung während der Härtungsreaktion verringert. So können Schichtdicken oberhalb 10 µm erreicht werden.
Die Schichten sind transparent und hart. Die mechanischen Eigenschaften wurden wieder mit Hilfe des Mikrohärtemeßgerätes untersucht. Tab. 3 faßt die Ergebnisse zusammen. Sie entsprechen etwa denen von System II.
Tab. 3
Mechanische Kenndaten von Systemen III (30 min bei 180°C gehärtet)
System III ist wie System II methanolfrei und läßt sich bei RT lagern, ohne daß unerwünschte Reaktionen stattfinden. Die reaktiven organischen Gruppen sind geschützt (blockierte Isocyanate) oder haben schon reagiert (Amid-Bildung).
Beispiel 4
Die bisher beschriebenen Systeme mit DMP-IPTES nutzen zum Härten entweder eine Kombination vieler Reak­ tionen, von denen eine die Urethanbildung ist, oder das Isocyanat als verkapptes Amin, mit dessen Hilfe Imide oder Amide entstehen. Im Unterschied dazu ist das System IV ein Beschichtungssystem, welches ausschließlich Urethanverknüpfungen als organische Bindeglieder besitzt. Verwendet wurden dazu nur Edukte, die aliphatische oder cycloaliphatische Grup­ pen enthalten. Dadurch ist der Aufbau des Systems dem der 1K- oder 2K-Polyurethanlacke ähnlich, die u. a. in der Automobilindustrie als bewitterungsstabile Systeme eingesetzt werden.
System IV besteht aus einem Co-Hydrolysat von DMP- IPTES und ASB, welchem zur organischen Vernetzung Tris-(hydroxyethyl)-isocyanurat (THEIC) zugesetzt wurde. Fig. 10 zeigt die Triol-Komponente THEIC und das Produkt der Härtungsreaktion des Systems.
Die mechanischen Eigenschaften von Schichten wurden wie in den vorangegangenen Untersuchungen mit Hilfe von Mikrohärte-Messungen bestimmt (Tabelle 4).
Tab. 4
Mechanische Kenndaten von System IV (30 min bei 180°C gehärtet)
Mit der Lagerung bei RT verändert sich die Härte dieses Systems. Tabelle 6 zeigt die Veränderung nach 3,5 Monaten Lagerung bei RT.
Tab. 6
Mechanische Kenndaten von Systemen IV (30 min bei 180°C gehärtet) nach 3,5 Monaten Lagerung bei RT
Beispiel 5
System V ist eine Abwandlung von Formulierung IV. Anstelle des dreifach vernetzenden THEIC wurde als hydroxygruppen-tragende Komponente 2,2-Bis-(4- hydroxycyclohexyl)-propan eingesetzt. Die Verbindung kann auch als hydriertes Bisphenol A (HBPA) bezeich­ net werden.
Aufgrund der im Vergleich zu System IV erwarteten weitmaschigeren, organischen Verknüpfungen wurde zum Ausgleich der anorganische Anteil erhöht. Neben 50 mol-% DMP-IPTES wurden 30 mol-% ASB und 20 mol-% TEOS eingesetzt. Das Verhältnis von blockierten Isocyanat­ zu Hydroxygruppen betrug 1,2 : 1. Die mechanischen Eigenschaften einer Schicht, die nach Härtung bei 180 °C erhalten wurden, sind in Tabelle 6 dargestellt.
Tab. 6
Mechanische Kenndaten von System V (45 min bei 180°C)
Aufgrund des hohen anorganischen Anteils ist System V härter als System IV.
Bewitterungsbeständigkeit von System IV und V
Zur Untersuchung der Bewitterungsbeständigkeit wurde der QUV-B Test der Firma Q-Panel durchgeführt. Als Substrat wurde Aluminium eingesetzt. Die Proben wer­ den cyclisch 4 h bei 40°C mit Wasser betaut und 4 h bei 60°C trocken mit UV-B Licht bestrahlt. Sie sind neben der Belastung durch Feuchtigkeit und UV-Licht auch einem regelmäßigen Temperatur- und Feuchtig­ keitswechsel ausgesetzt.
Die Systeme IV und V wurden 1500 h im QUV-B-Test be­ wittert. In verschiedenen Zeitabständen wurden dem Test Proben entnommen und charakterisiert.
Schon bei der visuellen Beurteilung der Proben ist zu erkennen, daß die Schichten ein hohes Maß an Bewit­ terungsstabilität besitzen. Auch nach 1500 h sind keine gravierenden Schädigungen der Oberfläche (wie Vergilbung, Rißbildung, Ablösung) zu erkennen.
Veränderung des Glanzes während der Bewitterung
Da Beschichtungen nicht nur Schutzanforderungen zu genügen, sondern in den meisten Fällen auch dekorative Aufgaben zu erfüllen haben, darf sich der optische Eindruck auch nach Bewitterung nicht gravierend ändern. Glanzmessungen sind ein gutes Mit­ tel, den optischen Eindruck meßtechnisch zu erfassen und Veränderungen zu quantifizieren. Da die Degradation einer Schicht meist mit dem Verlust der optischen Qualität einhergeht, kann auf diese Weise auch eine Aussage über die Beständigkeit des Systems gemacht werden. Die Glanzmessungen wurden unter Einstrahlwinkeln von 20°, 60° und 85° durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Fig. 11 und Fig. 12 darge­ stellt. Sie bestätigen die visuelle Beurteilung der Proben. System IV erleidet während der Bewitterungs­ phase praktisch keinen Glanzverlust. Der Glanz steigt sogar zunächst etwas an, bevor er nach 1000 h wieder leicht zurückgeht.
Mikromechanische Untersuchungen
Um ein möglichst umfassendes Bild der Veränderungen durch die Belastung im QUV-B Test zu erhalten, wurden unbewitterte und bewitterte Proben auch mit Hilfe der Mikrohärtemessung charakterisiert.
Die Fig. 13 und 14 zeigen, daß sich weder die Uni­ versalhärte noch die plastische Universalhärte durch die Bewitterung drastisch verändern.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung einer bewitterungsbe­ ständigen Beschichtung auf Substraten wie Glas-, Metall- oder Polymeroberflächen bei dem auf dem Substrat eine Beschichtung durch hydrolytische Kondensation mindestens einer hydrolysierbaren Siliciumverbindung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrolytische Kondensation mit 20-100 Mol-%, bezogen auf die monomeren Ausgangs­ komponenten, mit einer hydrolysierbaren Silici­ umverbindung der allgemeinen Formel I
Xm-Si-R4-m-Yn I
durchgeführt wird, wobei X gleich oder verschie­ den sein kann und Wasserstoff, Halogen, Alkoxy, Acyloxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl oder -NR'2(R'-H und/oder Alkyl) bedeuten und die Re­ ste R, die gleich oder verschieden sein können, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Arylalkyl, Alky­ laryl, Arylalkenyl, Alkenylaryl, Arylalkinyl oder Alkinyllaryl darstellen, wobei diese Reste durch O- oder S-Atome oder die Gruppen -NR' oder -N(H)C(O)O (Urethan) unterbrochen sein können und einen oder mehrere Substituenten aus der Gruppe der Halogene und der gegebenenfalls sub­ stituierten Amino-, Amid-, Aldehyd-, Keto-, Al­ kylcarbonyl-, Carboxy-, Mercapto-, Cyano-, Hy­ droxy-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl- Sulfonsäure-, Phosphorsäure-, Acryloxy-, Methacryloxy-, Epoxy- oder Vinylgruppen tragen können und Y ein bloc­ kiertes Isocyanat ist, mit m = 1 bis 3 und n = 1 bis 3.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Blockierung des Isocyanats Dime­ thylpyrazol, Butanonoxim, Acetonoxim, Malonsäu­ redialkylester, ∈-Caprolactam eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hydrolyse in Gegenwart von 0-80 Mol-% einer weiteren Siliciumverbindung der allgemeinen Formel II
Xm-Si-R4-mZn II
durchgeführt wird, wobei X, R, m die im Pa­ tentanspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen und n = 1-4 ist sowie Z = OH, NH2, NH (CH2)2NH2 oder eine Epoxyfunktion ist.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse in Gegenwart von 0-40 Mol-% einer Metallver­ bindung der allgemeinen Formel III
MeRx
durchgeführt wird, wobei Me für Titan, Zirkon, Zinn oder Aluminium, steht und R das gleich oder verschieden sein kann, ausgewählt ist aus Halo­ gen, Alkoxy, Alkoxycarbonyl und Hydroxy, wobei einige dieser Reste ganz oder teilweise durch einen Chelatliganden ersetzt sein können und X für Al3 und für Ti und Zr4 ist.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse in Gegenwart von einer weiteren Verbindung der allgemeinen Formel IV
R-Xp IV
durchgeführt wird, wobei R für einen organischen nicht siliciumhaltigen Rest steht und X = OH, NH2 oder ein Anhydrid ist, mit p = 1 bis 5, vor­ zugsweise p = 1 bis 3, besonders bevorzugt p = 2.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hydroly­ sierbare Siliciumverbindung der allgemeinen For­ mel I bevorzugt mit DMP oder 1,2,4-Triazol block. 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan ist.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydroly­ sierbare Siliciumverbindung der allgemeinen For­ mel II bevorzugt 3-Aminopropyl-triethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyl-trimethoxysilan, DAMO, ist.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin­ dung der allgemeinen Formel IV bevorzugt BTCA, THEIC, HBPA ist.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hydroly­ tische Kondensation in Gegenwart eines sauren, basischen oder metallorganischen Kondensations­ katalysators durchgeführt wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Hy­ drolyse Additive zugesetzt werden die ausgewählt sind aus organischen Verbindungen, Verlaufsmit­ tel, Färbemittel, UV-Stabilisatoren, Füllstof­ fen, Viskositätsreglern, Gleitmitteln, Netzmit­ teln, Antiabsetzmitteln und/oder Oxidationsinhi­ bitoren oder Mischungen davon.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sub­ stratoberfläche vor der Aufbringung des Be­ schichtungsmaterials mit einem Primer behandelt, ausgeheizt, ausgelaugt, mittels wäßriger bzw. organischen Medien vorgereinigt und/oder einer elektrischen Entladung ausgesetzt wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ schichtung durch Wärmebehandlung bei einer Tem­ peratur bis 300°C vorzugsweise 110 bis 240°C und/oder durch Behandlung mit Strahlung vorzugs­ weise IR, Elektronenstrahlen, UV oder Mikrowel­ len ausgehärtet wird.
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