EP1711562A2 - Partikel mit funktionellem multilayeraufbau - Google Patents

Partikel mit funktionellem multilayeraufbau

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Publication number
EP1711562A2
EP1711562A2 EP05700958A EP05700958A EP1711562A2 EP 1711562 A2 EP1711562 A2 EP 1711562A2 EP 05700958 A EP05700958 A EP 05700958A EP 05700958 A EP05700958 A EP 05700958A EP 1711562 A2 EP1711562 A2 EP 1711562A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polymers
particles
pigments
silanes
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05700958A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Hennemann
Marc Entenmann
Margarete MÜLLER
Renate Bonn-Walter
Adalbert Huber
Ulrich SCHÖNEFELD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP1711562A2 publication Critical patent/EP1711562A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09C2200/402—Organic protective coating
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    • C09C2200/408—Organosilicon materials, e.g. silanes, silicones comprising additional functional groups, e.g. –NH2, -C=C- or -SO3
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    • Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer

Definitions

  • the present invention relates to particles with a functional multilayer structure based on substrates, characterized in that the substrates are coated with one or more layers of one or more polymers and one or more layers of one or more silanes, processes for their preparation and their use ,
  • Particulate materials are increasingly being used in a number of technical systems and materials, which can take on a variety of tasks in these systems. For example, they are used for corrosion protection, as a barrier, for mechanical reinforcement but also for coloring.
  • the particulate materials are used in a variety of different ways
  • Application media used such as Varnishes, paints, plastics, whereby the particulate materials have their own individual requirements.
  • the materials should be well compatible with the surrounding application medium, but must also be sufficiently stable for long periods.
  • platelet-shaped effect pigments based on platelet-shaped substrates are used in many ways for coloring, and in a whole series of application media that differ greatly from the composition.
  • a fundamental problem here is the tendency of platelet-shaped effect pigments to form agglomerates, in which the pigments lie in a stack-like manner and are difficult to separate again owing to strong adhesion. This is all the more serious since, when flake-like effect pigments are incorporated into application media, high shear forces must not be exerted because of the fragility of the thin flakes.
  • Compatibility of the particulate materials with the application media is not only problematic with platelet-shaped materials, but also with any particulate materials.
  • WO 99/51690 describes pigments with improved dispersing properties, one pigment, e.g. Graphite, coated with polyamides, polycarbonates, polyethers etc., and the use of these surface-modified pigments in inks, toners and plastics.
  • EP 0 703 192 describes crosslinked resin-coated SiO 2 particles comprising 0.6 to 17 ⁇ m-sized SiO 2 particles which are coated with a vinyl-containing silane in order to then radically polymerize a vinyl monomer to form a polymer.
  • Particles coated in this way serve as a means of controlling the thickness of a liquid crystal layer in an LCD display.
  • the coating therefore serves the sole purpose of ensuring that the particles function as a spacer, ie dispersion of these particles in the liquid-crystal medium is in no way desired. These particles are therefore unsuitable for use in paints, varnishes or plastics because they do not have sufficient dispersibility in these media.
  • the methods described for surface modification of particles for example the precipitation polymerization of a monomeric compound in the presence of the particles to be coated or the polymerisation of a monomer onto a functionalized surface, the so-called grafting-from methods (see EP 0 703 192) often fail due to insufficient bonding of the occupancy material on one already modified, eg silane-coated surface, on the necessary, complex functionalization of the surface or on the special requirements when carrying out the reaction, such as, for example, polymerization under a protective gas atmosphere.
  • the layer sequence is often not freely selectable, that is to say the layer sequence cannot be adapted to the requirements but has to be adapted to the process parameters.
  • the essential step is often not the silane modification, but the coating of the surface with polymers.
  • modified particles in the application media should be stable and, in particular in the case of pigments, should lead to a uniform coloring without changing the essential color properties or the gloss.
  • additional stabilization of the particulate materials, in particular in the case of platelet-shaped materials, is desired in order to enable their problem-free use even in applications with high mechanical or thermal loads.
  • the present invention accordingly relates to particles with a multilayer structure based on substrates, the substrates being coated with one or more layers of one or more polymers and one or more layers of one or more silanes are.
  • the present invention furthermore relates to processes for the production of these pigments and their use in paints, water-based paints, powder coatings, paints, printing inks, security elements, plastics, concrete, in cosmetic formulations, in agricultural films and tarpaulins and for the production of pigment preparations and
  • the particles according to the invention with a multilayer structure have the advantage that they can be individually adapted to the application medium with regard to their application properties.
  • the layers of one or more silanes perform a barrier function, the one or more polymer layers stabilize the particles against agglomeration but also against mechanical influences.
  • the compatibility of the particles with a matrix also consisting of polymers, for example with a binder matrix is significantly increased.
  • the multilayer structure proves to be stable, which means that the applied layers of silanes and polymers are not detached.
  • the products obtained are thus obtained in a purer form during production, so that a disruptive monomer content or complex cleaning can be avoided here.
  • the particles according to the invention with a multilayer structure are based on substrates, wherein the substrates can in principle have any shape, preferably they are platelet-shaped.
  • the substrates can in principle have any shape, preferably they are platelet-shaped.
  • platelet-shaped particles are mechanically loaded by shear forces when incorporated into applications.
  • These particles can be additionally stabilized by the layer structure of silanes and polymers according to the invention, which enables their use in mechanically demanding applications.
  • Suitable substrates are SiO 2 , TiO 2 particles, effect pigments, holographic pigments, pearlescent pigments, interference pigments, multi-layer pigments, metal effect pigments and / or BiOCI pigments, the substrates are preferably effect pigments, pearlescent pigments or metal layer pigments, interference pigments.
  • Effect pigments, pearlescent pigments, interference pigments, metallic effect pigments or multilayer pigments which can be used according to the present invention are based in particular on carriers, the latter preferably being platelet-shaped.
  • carriers the latter preferably being platelet-shaped.
  • platelet-shaped T1O 2 synthetic or natural mica, glass platelets, metal platelets, platelet-shaped SiO 2 , Al 2 O 3 or platelet-shaped iron oxide are suitable.
  • the metal platelets can consist of aluminum, titanium, bronze, steel or silver, preferably aluminum and / or titanium.
  • the metal platelets can be passivated by appropriate treatment.
  • the support is coated with one or more transparent, semi-transparent and / or opaque layers containing metal oxides, metal oxide hydrates, metal suboxides, metals, metal fluorides, metal nitrides, metal oxynitrides or mixtures of these materials.
  • the metal oxide, metal oxide hydrate, metal suboxide, metal, metal fluoride, Metal nitride, metal oxynitride layers or the mixtures thereof can be low (refractive index ⁇ 1.8) or high refractive index (refractive index> 1.8).
  • Suitable metal oxides and metal oxide hydrates are all metal oxides or metal oxide hydrates known to the person skilled in the art, such as, for. B. aluminum oxide, aluminum oxide hydrate, silicon oxide, silicon oxide hydrate, iron oxide, tin oxide,
  • the titanium suboxides can be used as metal suboxides. Suitable metals are e.g. Chromium, aluminum, nickel, silver, gold, titanium, copper or alloys, as
  • Metal fluoride is suitable, for example, magnesium fluoride.
  • the nitrides or oxynitrides of the metals titanium, zirconium and / or tantalum can be used as metal nitrides or metal oxynitrides.
  • Metal oxide, metal, metal fluoride and / or metal oxide hydrate layers are preferred, and metal oxide and / or are very particularly preferred
  • Metal oxide hydrate layers applied to the carrier Furthermore, multilayer structures made of high and low refractive metal oxide, metal oxide hydrate, metal or metal fluoride layers can also be present, with high and low refractive layers alternating. Layer packages consisting of a high and a low refractive index layer are particularly preferred, it being possible for one or more of these layer packages to be applied to the support.
  • the order of the high and low refractive index layers can be adapted to the carrier in order to include the carrier in the multilayer structure.
  • the metal oxide, metal oxide hydrate, metal suboxide, metal, metal fluoride, metal nitride, metal oxynitride layers can be mixed or doped with colorants or other elements. Suitable colorants or other elements are, for example, organic or inorganic color pigments such as colored metal oxides, e.g. Magnetite, chromium oxide or color pigments such as Berlin blue, ultramarine,
  • the outer layer on the carrier is a high-index metal oxide.
  • This outer layer can additionally be part of a layer package on the above-mentioned layer packages or in the case of high-index supports and, for example, of TiO 2 , titanium suboxides, Fe 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, ZrO 2 , Ce 2 O 3 , CoO, Co 3 O 4 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 and / or mixtures thereof, such as, for example, llmenite or pseudobrookite. TiO 2 is particularly preferred.
  • the thickness of the metal oxide, metal oxide hydrate, metal suboxide, metal, metal fluoride, metal nitride, metal oxynitride layers or a mixture thereof is usually 3 to 300 nm and in the case of metal oxide, metal oxide hydrate, metal suboxide, metal fluoride, Metal nitride, metal oxynitride layers or a mixture thereof preferably 20 to 200 nm.
  • the thickness of the metal layers is preferably 4 to 50 nm.
  • Platelet-shaped carriers and / or platelet-shaped carriers coated with one or more transparent, semi-transparent and / or opaque layers generally have a thickness between 0.05 and 5 ⁇ m, in particular between 0.1 and 4.5 ⁇ m.
  • the expansion in length or width is usually between 1 and 250 ⁇ m, preferably between 2 and 200 ⁇ m and in particular between 2 and 100 ⁇ m.
  • One or more layers of one or more polymers and one or more layers of one or more silanes are applied to the substrates described above.
  • the one or more layers of silanes and polymers are preferably present as alternating layers of silanes and polymers, that is to say the layers of silanes and polymers alternate. If a layer of one or more silanes is first applied to the substrate, a layer of one or more polymers is preferably subsequently applied, and vice versa.
  • This mutual structure can exist several times in succession, whereby both an odd and an even number of layers can be present, e.g. two, three, four, five, six layers or a multiple thereof. The order can be adjusted as required.
  • the substrate is coated with a layer of one or more polymers and a layer of one or more silanes applied thereon, or the substrate with a layer of one or more silanes and a layer of one or more polymers applied thereon is coated.
  • the substrate is coated with a layer of one or more polymers and a layer of one or more silanes applied thereon, or the substrate with a layer of one or more silanes and a layer of one or more polymers applied thereon is coated.
  • exactly one layer of one or more silanes and one layer of one or more polymers are preferably applied to the substrate.
  • the one or more polymers can be selected from the group of polyethers, polyacrylates, polyvinyl caprolactams, cellulose, polystyrenes, polyvinyl alcohols, polyvinyl acetates, polysiloxanes, derivatives of the polymers mentioned or from mixtures thereof.
  • the polymers are preferably LCST and / or UCST polymers or polymers with solvolysable groups. LCST polymers or UCST polymers
  • Polymers which are soluble in a solvent at low or high temperatures and when the temperature is increased or decreased and Reaching the so-called LCST or UCST (lower or upper critical solution temperature) from the solution as a separate phase.
  • LCST or UCST lower or upper critical solution temperature
  • Such polymers are described, for example, in the literature in "Polymers”, HG Elias, Hüthig and Wepf-Verlag, Switzerland, 1996 on pages 183 ff. In the case of the polymers with solvolysable groups, these are split off during solvolysis, the polymer on the Substrate fails.
  • Suitable LCST polymers for the present invention are, for example, those as described in WO 01/60926 and WO 03/014229.
  • Particularly suitable LCST polymers are polyalkylene oxide derivatives, preferably polyethylene oxide (PEO) derivatives, polypropylene oxide (PPO) derivatives, olefinically modified PPO-PEO block copolymers, acrylate-modified PEO-PPO-PEO three-block copolymers, and also polymers or their derivatives from the class of
  • LCST polymers are siloxane polymers or polyethers modified with olefinic or silanolic groups.
  • Suitable UCST polymers are in particular polystyrene, polystyrene copolymers and polyethylene oxide copolymers.
  • All functional groups known to the person skilled in the art are suitable, in particular silanol, amino, hydroxyl, olefin, hydroxyl, epoxy, acid anhydride and acid groups.
  • the LCST or UCST polymers preferably have molar masses in the range from 300 to 500,000 g / mol, in particular from 500 to 20,000 g / mol.
  • the one or more polymer layers can additionally also contain additives which additionally increase or decrease the chemical and / or mechanical stability of the particles or give the particles UV-filtering properties or a coloring effect.
  • Additives are e.g. All kinds of nanoparticles, plasticizers, antioxidants, radical scavengers, UV filters, dyes, microtitans or their mixtures.
  • the additives are preferably mixed into the solution of the polymer as a dispersion, the same solvent as that of the polymer solution preferably being used.
  • the properties of the particles can be adapted to the individual needs of the user, or several functionalities, such as Coloring and UV filter can be combined in one type of particle.
  • Another essential component of the particles according to the invention are the one or more layers of one or more silanes.
  • Organosilanes of the general formula are suitable as silanes
  • Y alkyl, amino, substituted amino, hydroxy, hydroxyalkyl, siloxane
  • the organosilanes consist of an anchor group (X 4-nm Z), which can bind to the surface of the substrate, at least one hydrophobic group (R, B) and one or more alkyl or functional groups (Y).
  • the anchor group preferably consists of alkoxysilanes which can be converted into corresponding hydroxyl groups by hydrolytic reaction conditions.
  • the latter in which first a silane layer and subsequently a polymer layer is applied to the substrate, the latter can bind, for example, to a calcined metal oxide surface of the substrate and effect the anchoring via oxygen bridges.
  • the organosilane can be adapted to the requirements.
  • reaction of the functional groups with corresponding functionalities in the application media can produce additional bonds between the particles and the medium via the organosilane.
  • the surface of the particles according to the invention is modified with a combination of organic functionalities adapted to the feed medium.
  • the use of mixtures of different organosilanes is also suitable for this.
  • the hydrophobicity of the particle surface can be improved by integrating alkyl-containing coupling reagents, e.g. Alkylsilanes, can also be adjusted.
  • organosilanes In addition to the organosilanes, the use of their hydrolyzates and their homogeneous and heterogeneous oligomers and / or polymers is also preferred, which can likewise be used alone or in combination with the silanes already described. Mixtures of different organosilanes, in particular with functional groups Y which differ from one another, are particularly preferred, the use of which ensures a particular range of applications.
  • organosilanes are propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, i-octyltrimethoxysilane, n- Octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, preferably vinyltrimethoxysilane.
  • Suitable oligomeric, alcohol-free organosilane are, among others, those sold under the trade name "Dynasylan ®" by the company. Sivento products, such. As Dynasylan HS 2926, Dynasylan HS 2909, Dynasylan HS2907, Dynasylan HS 2781, Dynasylan HS 2776, Dynasylan HS 2627.
  • oligomeric vinylsilane and aminosilane hydrolyzate are suitable as organic coatings, such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-
  • Examples of polymeric silane systems are described in WO 98/13426 and are described, for. B. from Sivento under the trademark Hydrosil ® .
  • the present invention furthermore relates to processes for producing the particles according to the invention, substrates being coated with one or more layers of one or more polymers and one or more layers of one or more silanes.
  • Coating with one or more layers of one or more polymers is preferably carried out by precipitation in water and / or organic solvents, by polycondensation reactions, by polyaddition reactions and / or by radical polymerization.
  • Precipitation of the polymers is particularly preferred, that is to say the use of polymer precipitation processes.
  • polymer precipitation methods for surface modification of particles are called the Lower Critical Solution Temperature, the Upper Critical Solution Temperature and the Solvolysis technology.
  • the substrate is mixed with an LCST and / or UCST polymer or polymers with solvolysable groups or a polymer mixture, optionally in the presence of a solvent.
  • the LCST polymer is dissolved at a temperature below the LCST, while the UCST polymer is dissolved at a temperature above the UCST.
  • the LCST temperature is 0.5 to 90 ° C., preferably 35 to 80 ° C.
  • the UCST temperature is 5 to 90 ° C., in particular 35 to 60 ° C.
  • additives are added.
  • the temperature is then raised, generally by about 5 ° C., via the LCST or lowered below the UCST, the polymer precipitating and settling on the particle surface.
  • immobilization takes place in the form of a crosslinking of the polymer on the particle surface, the polymer being irreversibly fixed on the particle surface.
  • the immobilization can be radical, cationic, anionic or by Condensation reactions take place.
  • the LCST or UCST polymers are preferably crosslinked by free radicals or by condensation reactions.
  • Layer in water is preferably potassium peroxodisulfate or ammonium peroxodisulfate in concentration ranges from 1 to 100% by weight, based on the olefinic LCST or UCST polymer used for the coating.
  • the crosslinking takes place depending on the LCST or UCST temperature of the polymer at 0 to 35 ° C below
  • a catalyst e.g. of an Fe (II) salt, or at 40 to 100 ° C by direct thermal decomposition of the radical initiator.
  • the thickness of the polymer layers is usually in the range from 2 to 500 nm, preferably from 5 to 300 nm and in particular from 5 to 200 nm.
  • the choice of solvent depends on the solubility of the polymer used.
  • the solvent is preferably water or a water-miscible organic solvent.
  • the water-miscible solvents also include those solvents which have gaps in the mixture with water. In these cases, the proportions are chosen so that there is miscibility.
  • suitable solvents are mono- and polyalcohols, e.g.
  • esters such as methyl acetate, monoesters of ethylene glycol or propylene glycol, are also suitable with acetic acid, butyrolactone, but also ketones, such as, for example, acetone or methyl ethyl ketone or amides, such as, for example, formamide, dimethylformamide, dimethylacetamine, N-methylpyrrolidone and hexamethylphosphoric acid triamide, or sulfoxides and sulfones, such as dimethyl sulfoxide and sulfolane, and alkane carboxylic acids or acetic acid such as formic acid.
  • Preferred solvents are water and alcohols or glycols.
  • Another object of the present invention is the use of the particles according to the invention in paints, water-based paints, powder coatings, paints, printing inks, toners, security elements, plastics, concrete, in cosmetic formulations, in agricultural films and tarpaulins and for the production of pigment preparations and dry preparations.
  • the particles according to the invention are particularly suitable for products and formulations of decorative cosmetics, such as, for example, nail polishes, coloring powders, lipsticks or eye shadows, soaps, toothpastes, etc.
  • decorative cosmetics such as, for example, nail polishes, coloring powders, lipsticks or eye shadows, soaps, toothpastes, etc.
  • the particles according to the invention Particles in the formulations can also be combined with any type of cosmetic raw materials and auxiliaries. These include oils, fats, waxes, film formers, preservatives and auxiliary substances that generally determine application properties, such as thickeners and rheological additives such as bentonites, hectorites, silicon dioxide, calcium
  • the formulations containing particles according to the invention can be of the lipophilic, hydrophilic or hydrophobic type.
  • the particles according to the invention can each contain only one of the two phases or can be distributed over both phases.
  • the pH values of the aqueous formulations can be between 1 and 14, preferably between 2 and 11 and particularly preferably between 5 and 8. There are no limits to the concentrations of the particles according to the invention in the formulation. Depending on the application, they can be between 0.001 (rinse-off products, e.g. shower gels) - 100% (e.g. gloss effect articles for special applications when using effect pigments as a substrate).
  • the particles according to the invention can also be combined with cosmetic active ingredients. Suitable active ingredients are e.g. Insect repellents, UV A / BC protective filters (e.g. OMC, B3, MBC), anti-aging ingredients, vitamins and their derivatives (e.g. vitamins A, C, E etc.), self-tanners (e.g. DHA, erythrolosis etc.) and others cosmetic active ingredients such as Bisabolol, LPO, ectoin, emblica, allantoin, bioflavanoids and their derivatives.
  • cosmetic active ingredients such as Bis
  • Printing inks are suitable for a large number of binders, in particular water-soluble types, for example based on acrylates, methacrylates, polyesters, polyurethanes, nitrocellulose, ethyl cellulose, polyamide, polyvinyl butyrate, phenolic resins, maleic resins, starch or polyvinyl alcohol.
  • the lacquers can be water- or solvent-based lacquers, the selection of the lacquer components being subject to the general knowledge of the person skilled in the art.
  • the particles according to the invention can be used in films and plastics, e.g. in agricultural films, infrared reflecting films and disks, gift films, plastic containers and moldings for all applications known to the person skilled in the art. All common plastics are suitable as plastics for incorporating the particles according to the invention, e.g. Thermosetting or thermoplastic.
  • the description of the possible applications and the plastics, processing methods and additives that can be used can be found e.g. in RD 472005 or in R. Glausch, M. Kieser, R. Maisch, G. Pfaff, J. Weitzel, Pearlescent Pigments, Curt R. Vincentz Verlag, 1996, 83 ff., the disclosure content of which is included here.
  • the criterion for the examination is the DOl (Distinctness of Image), which is the sharpness of the side edges of a surface of an object describes the reflected image.
  • DOl Distinctness of Image
  • the highest possible level of DOl is desirable in order to achieve a high level of reflectivity and gloss.
  • the particles coated according to the present invention have a high initial value for the DOl when they are incorporated into coating systems and a low DOl drop when exposed to water, for example in the course of a condensation test. Flocculation in the coating medium and aggregation during the drying process are suppressed extremely strongly and the wetting is greatly improved by the outer polymer layer. In general, these particles show a more universal applicability in a wide variety of polymer matrix systems.
  • the corresponding polymer layer For use in systems with higher mechanical loads, the corresponding polymer layer must be adjusted in its thickness compared to the silane layer. Often, e.g. when used in powder coating systems, a certain incompatibility with the coating matrix is desired in order to produce, for example, so-called leafing effects (the floating of pigments on the surface when incorporated in a binder matrix). It can be advantageous here to carry out the layer sequence in the opposite way. A corresponding layer sequence is often also more thermally stable, so that thermally demanding applications of these particles in plastics are also possible. A thick polymer layer, for example, also reduces the separation in the powder coating application, so that the particles according to the invention are preferably used in powder coatings,
  • Liquid coating systems, plastics and in systems with high mechanical energy input can be used, whereby the layer sequence and composition, as well as the thickness of the individual layers can be specifically adapted to the requirements.
  • the particles according to the invention with a multilayer structure are also suitable for use in Mixtures with organic dyes and / or pigments, such as transparent and opaque white, colored and black pigments as well as with platelet-shaped iron oxides, organic pigments, holographic pigments, LCPs (Liquid Crystal Polymers) and conventional transparent, colored and black gloss pigments based on metal oxide-coated platelets based on mica, glass, Al2O 3 , F ⁇ 2 ⁇ 3 , SiO 2 , etc.
  • the particles according to the invention can be mixed in any ratio with commercially available pigments and fillers.
  • fillers e.g. natural and synthetic mica, nylon powder, pure or filled melanin resins, talcum, glasses, kaolin, oxides or hydroxides of aluminum, magnesium, calcium, zinc, BiOCI, barium sulfate, calcium sulfate, calcium carbonate, magnesium carbonate, carbon, as well as physical or chemical combinations of these substances to call.
  • particle shape of the filler According to e.g. be platelet-shaped, spherical or acicular.
  • the particles according to the invention are furthermore suitable for the production of flowable pigment preparations and dry preparations containing one or more particles, binders and optionally one or more additives.
  • Dry preparations are also understood to mean preparations which contain 0 to 8% by weight, preferably 2 to 8% by weight, in particular 3 to 6% by weight, of water and / or a solvent or solvent mixture.
  • the dry preparations are preferably in the form of pellets, granules, chips, sausages or briquettes and have particle sizes of 0.2-80 mm.
  • the dry preparations are used in particular in the manufacture of printing inks and in cosmetic formulations.
  • paints water-based paints, powder coatings, paints, printing inks, toners, security elements, plastics, concrete, cosmetic formulations, agricultural films, tarpaulins, pigment preparations and dry preparations containing particles with a multilayer structure according to the present invention are also the subject of the present invention.
  • Example 1 100 g of Iriodin 225 ® are in 600 ml of distilled water at 75 ° C
  • the pigment When incorporated into conventional paint systems and water-based paint systems, the pigment generally has both a high initial value for the DOl and a low DOl drop. It is essential that this pigment can be used universally in a wide variety of coating systems, so that the advantages described occur almost independently of the coating system. Compared to silane-coated effect pigments, this pigment also has increased mechanical stability against shear loads.
  • Example 2
  • Iriodin ® 103 100 g of Iriodin ® 103 are stirred in 300 ml of distilled water with 3 g of an amino-functionalized polypropylene oxide (LCST temperature 40 ° C.) at room temperature. It is heated to 45 ° C. and stirred at this temperature for 15 minutes. After further heating to 75 ° C, another 300 ml of distilled water are added. After the slow addition of 0.5 g of aminopropyltrimethoxysilane, 1.5 g of vinyltrimethoxysilane are also slowly added dropwise. After 45 minutes of stirring at 75 ° C., the after-coated effect pigment is filtered off, washed and dried at 130 ° C. in a forced air oven.
  • LCST temperature 40 ° C. an amino-functionalized polypropylene oxide
  • this pigment Due to its thicker polymer layer, this pigment is suitable for systems with increased mechanical energy input, i.e. also for powder coating applications, since its hydrophobic surface shows excellent leafing and low separation properties during application in many powder coating systems. Due to the thermally stable silane coating as the outermost layer, it can also be used successfully in plastics with high thermal loads.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Partikel mit funktionellem Multilayeraufbau auf der Basis von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate mit einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Polymeren und einer oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren Silanen beschichtet sind, Verfahren zu Ihrer Herstellung sowie deren Verwendung.

Description

Partikel mit funktionellem Multilayeraufbau
Die vorliegende Erfindung betrifft Partikel mit funktionellem Multilayeraufbau auf der Basis von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate mit einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Polymeren und einer oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren Silanen beschichtet sind, Verfahren zu Ihrer Herstellung sowie deren Verwendung.
in einer Reihe von technischen Systemen und Werkstoffen werden zunehmend partikelförmige Materialien eingesetzt, die in diesen Systemen eine Vielfalt von Aufgaben übernehmen können. So werden sie beispielsweise zum Korrosionsschutz, als Barriere, zur mechanischen Verstärkung aber auch zur Farbgebung eingesetzt. Dabei werden die partikelförmigen Materialien in einer Vielzahl unterschiedlicher
Applikationsmedien eingesetzt, wie z.B. Lacken, Farben, Kunststoffen, wobei an die partikelförmigen Materialien ganz individuelle Anforderungen gestellt werden. Primär sollen die Materialien mit dem sie umgebenden Applikationsmedium gut verträglich sein, müssen aber auch für zum Teil lange Zeiträume ausreichend stabil sein. So werden beispielsweise plättchenförmige Effektpigmente auf der Basis plättchenförmiger Substrate vielfältig zur Farbgebung angewendet, und das in einer ganzen Reihe sich stark von der Zusammensetzung unterscheidender Applikationsmedien. Ein grundsätzliches Problem ist dabei die Neigung von plättchenförmigen Effektpigmenten zur Bildung von Agglomeraten, in denen die Pigmente stapeiförmig aufeinander liegen und auf Grund von starker Adhäsion nur schwer wieder zu separieren sind. Dies ist umso schwerwiegender, als bei der Einarbeitung von plättchenförmigen Effektpigmenten in Anwendungsmedien wegen der leichten Zerbrechlichkeit der dünnen Plättchen keine hohen Scherkräfte ausgeübt werden dürfen. Die
Verträglichkeit der partikelförmigen Materialien mit den Applikationsmedien ist dabei nicht nur bei plättchenförmigen Materialien, sondern bei jeglichen partikelförmigen Materialien problematisch.
Zur Umgehung dieser Probleme wurde vielfach vorgeschlagen, die partikelförmigen Materialien einer Nachbehandlung zu unterziehen, die die
Anwendungseigenschaften dieser Materialien verbessern soll. Vielfach handelt es sich bei der Nachbehandlung um eine Beschichtung der partikelförmigen Materialien mit Silanen oder Polymeren. So beschreibt die WO 99/51690 Pigmente mit verbesserten Dispergiereigenschaften, wobei ein Pigment, z.B. Graphit, mit Polyamiden, Polycarbonaten, Polyether etc. beschichtet wird, sowie die Verwendung dieser oberflächenmodifizierten Pigmente in Tinten, Tonern und Kunststoffen.
EP 0 703 192 beschreibt quervernetzte harzbeschichtete SiO2-Partikel umfassend 0.6 bis 17 μm große Siθ2-Partikel, die mit einem vinylhaltigen Silan beschichtet werden, um anschließend darauf radikalisch ein Vinylmonomer zu einem Polymer zu polymerisieren. Auf diese Weise beschichtete Partikel dienen als Mittel um die Dicke einer Flüssigkristallschicht in einem LCD-Display zu kontrollieren. Die Beschichtung dient also dem alleinigen Zweck, eine Abstandshalterfunktion der Partikel zu gewährleisten, das heißt eine Dispergierung dieser Partikel im Flüssigkristallmedium ist auf keinen Fall erwünscht. Diese Partikel sind daher ungeeignet, um sie in Farben, Lacken oder Kunststoffen einzusetzen, da sie über keine ausreichende Dispergierbarkeit in diesen Medien verfügen.
Die beschriebenen Methoden zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln, z.B die Fällungspolymerisation einer monomeren Verbindung in Anwesenheit der zu beschichtenden Partikel oder die Aufpolymerisation eines Monomeren auf eine funktionalisierte Oberfläche, die sogenannten Grafting-From-Methoden (siehe EP 0 703 192) scheitern oftmals an einer ungenügenden Anbindung des Belegungsmaterials an einer bereits modifizierten, z.B. silanbeschichteten Oberfläche, an der notwendigen, aufwändigen Funktionalisierung der Oberfläche oder an den speziellen Erfordernissen bei der Reaktionsführung, wie z.B. der Polymerisation unter Schutzgasatmosphäre. Ferner ist die Schichtenfolge oftmals nicht frei wählbar, das heißt die Schichtenfolge kann nicht an die Erfordernisse sondern muss an die Verfahrensparameter angepasst werden. Wesentlicher Schritt ist dabei oftmals nicht die Silanmodifizierung, sondern die Belegung der Oberfläche mit Polymeren.
Es bestand daher die Aufgabe, partikelförmige Materialien so zu modifizieren, dass sie in einer Vielzahl unterschiedlicher Medien und Applikationen dispergierbar sind, bzw. ihre Anwendungseigenschaften individuell an das Applikationsmedium angepasst werden können. Darüber hinaus sollen die modifizierten Partikel in den Applikationsmedien stabil sein und, insbesondere im Falle von Pigmenten, zu einer gleichmäßigen Einfärbung führen, ohne die wesentlichen Farbeigenschaften oder den Glanz zu verändern. Weiterhin ist eine zusätzliche Stabilisierung der partikelförmigen Materialien, insbesondere bei plättchenförmigen Materialien, erwünscht, um ihren problemlosen Einsatz auch in Anwendungen mit hoher mechanischer oder thermischer Belastung zu ermöglichen.
Es hat sich gezeigt, dass Partikel mit Multilayeraufbau gemäß der vorliegenden Erfindung dieses komplexe Anforderungsprofil erfüllen und damit den Einsatzbereich von partikelförmigen Materialien auch in mechanisch oder thermisch anspruchsvollen bzw. schwer applizierbaren Anwendungen erweitern.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demgemäß Partikel mit Multilayeraufbau auf der Basis von Substraten, wobei die Substrate mit einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Polymeren und einer oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren Silanen beschichtet sind. Weiterhin sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser Pigmente sowie deren Verwendung in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitselementen, Kunststoffen, Beton, in kosmetischen Formulierungen, in Agrarfolien und Zeltplanen und zur Herstellung von Pigmentpräparationen und
Trockenpräparaten.
Die erfindungsgemäßen Partikel mit Multilayeraufbau haben den Vorteil, dass sie in bezug auf ihre Anwendungseigenschaften individuell an das Applikationsmedium angepasst werden können. Die Schichten aus ein oder mehreren Silanen üben eine Barrierefunktion aus, die ein oder mehreren Polymerschichten stabilisieren die Partikel gegenüber Agglomeration aber auch gegenüber mechanischen Einflüssen. Je nach Wahl der Polymere wird die Verträglichkeit der Partikel mit einer ebenfalls aus Polymeren bestehenden Matrix, z.B. mit einer Bindemittelmatrix, wesentlich verstärkt. Der Multilayeraufbau erweist sich dabei als stabil, das heißt eine Ablösung der aufgebrachten Schichten aus Silanen und Polymeren erfolgt nicht. Dabei ist es von Vorteil, dass eine chemische Anbindung der Silane an die Polymere, wie es beim Stand der Technik der Fall ist, nicht erforderlich ist, das heißt, das Silan und das Polymer müssen in bezug auf ihre Struktur und Reaktivität nicht aufeinander abgestimmt werden. Dies erweitert die Variabilität im Hinblick auf die erwünschten Eigenschaften der Partikel und erlaubt die optimale Kombination der Eigenschaften der eingesetzten Silane mit denen der eingesetzten Polymere. Werden die Polymerschichten nicht durch Aufpolymerisation gebildet, sondern, wie in der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise durch Präzipitation von Polymeren hergestellt, so kann auch auf eine aufwendige Schutzgasatmosphäre verzichtet werden. Weiterhin werden zusätzlich die Partikel durch das Verfahren mit weniger Fremdstoffen belastet. Die erhaltenen Produkte fallen somit bei der Produktion gleich in reinerer Form an, so dass ein störender Monomergehalt, bzw. eine aufwändige Reinigung hier vermieden werden kann. Die erfindungsgemäßen Partikel mit Multilayeraufbau basieren auf Substraten, wobei die Substrate prinzipiell jede Form haben können, vorzugsweise sind sie plättchenförmig. Insbesondere plättchenförmige Partikel werden bei Einarbeitung in Applikationen durch Scherkräfte mechanisch belastet. Durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau aus Silanen und Polymeren können diese Partikel zusätzlich stabilisiert werden, was ihre Anwendung in mechanisch anspruchsvollen Applikationen ermöglicht.
Als Substrate eignen sich SiO2-, TiO2-Partikel, Effektpigmente, holographische Pigmente, Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Mehrschichtpigmente, Metalleffektpigmente und/oder BiOCI-Pigmente, vorzugsweise handelt es sich bei den Substraten um Effektpigmente, Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Mehrschichtpigmente oder Metalleffektpigmente.
Gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzbare Effektpigmente, Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Metalleffektpigmente oder Mehrschichtpigmente basieren insbesondere auf Trägern, wobei letzterer vorzugsweise plättchenförmig ist. Beispielsweise eignen sich plättchenförmiges T1O2, synthetischer oder natürlicher Glimmer, Glasplättchen, Metallplättchen, plättchenförmiges SiO2, AI2O3 oder plättchenförmiges Eisenoxid. Die Metallplättchen können unter anderem aus Aluminium, Titan, Bronze, Stahl oder Silber bestehen, vorzugsweise Aluminium und/oder Titan. Die Metallplättchen können dabei durch entsprechende Behandlung passiviert sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger mit einer oder mehreren transparenten, semitransparenten und/oder opaken Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder Mischungen dieser Materialien beschichtet sein. Die Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder die Mischungen hieraus können niedrig- (Brechzahl < 1.8) oder hochbrechend (Brechzahl > 1.8) sein. Als Metalloxide und Metalloxidhydrate eignen sich alle dem Fachmann bekannten Metalloxide oder Metalloxidhydrate, wie z. B. Aluminiumoxid, Aluminiumoxidhydrat, Siliziumoxid, Siliziumoxidhydrat, Eisenoxid, Zinnoxid,
Ceroxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Chromoxid, Titanoxid, insbesondere Titandioxid, Titanoxidhydrat sowie Mischungen hieraus, wie z.B. Ilmenit oder Pseudobrookit. Als Metallsuboxide können beispielsweise die Titansuboxide eingesetzt werden. Als Metalle eignen sich z.B. Chrom, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Titan, Kupfer oder Legierungen, als
Metallfluorid eignet sich beispielsweise Magnesiumfluorid. Als Metallnitride oder Metalloxynitride können beispielsweise die Nitride oder Oxynitride der Metalle Titan, Zirkonium und/oder Tantal eingesetzt werden. Bevorzugt sind Metalloxid-, Metall-, Metallfluorid und/oder Metalloxidhydratschichten und ganz besonders bevorzugt Metalloxid- und/oder
Metalloxidhydratschichten auf den Träger aufgebracht. Weiterhin können auch Mehrschichtaufbauten aus hoch- und niedrigbrechenden Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metall- oder Metallfluoridschichten vorliegen, wobei sich vorzugsweise hoch- und niedrigbrechende Schichten abwechseln. Insbesondere bevorzugt sind Schichtpakete aus einer hoch- und einer niedrigbrechenden Schicht, wobei auf dem Träger eine oder mehrere dieser Schichtpakete aufgebracht sein können. Die Reihenfolge der hoch- und niedrigbrechenden Schichten kann dabei an den Träger angepasst werden, um den Träger in den Mehrschichtaufbau mit einzubeziehen. In einer weiteren Ausführungsform können die Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten mit Farbmitteln oder anderen Elementen versetzt oder dotiert sein. Als Farbmittel oder andere Elemente eignen sich beispielsweise organische oder anorganische Farbpigmente wie farbige Metalloxide, z.B. Magnetit, Chromoxid oder Farbpigmente wie z.B. Berliner Blau, Ultramarin,
Bismutvanadat, Thenards Blau, oder aber organische Farbpigmente wie z.B. Indigo, Azopigmente, Phthalocyanine oder auch Karminrot oder Elemente wie z.B. Yttrium oder Antimon. Effektpigmente enthaltend diese Schichten zeigen eine hohe Farbenvielfalt in bezug auf ihre Körperfarbe und können in vielen Fällen eine winkelabhängige Änderung der Farbe (Farbflop) durch Interferenz zeigen.
Die äußere Schicht auf dem Träger ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein hochbrechendes Metalloxid. Diese äußere Schicht kann zusätzlich auf den oben genannten Schichtpaketen oder bei hochbrechenden Trägern Teil eines Schichtpaketes sein und z.B. aus TiO2, Titansuboxiden, Fe2O3, SnO2, ZnO, ZrO2, Ce2O3, CoO, Co3O4, V2O5, Cr2O3 und/oder Mischungen davon, wie zum Beispiel llmenit oder Pseudobrookit, bestehen. TiO2 ist besonders bevorzugt.
Beispiele und Ausführungsformen der oben genannten Materialien und Pigmentaufbauten finden sich z.B. auch in den Research Disclosures RD 471001 und RD 472005, deren Offenbarungen hiermit unter Bezugnahme mit eingeschlossen sind.
Die Dicke der Metalloxid-, Metalloxid hyd rat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus beträgt üblicherweise 3 bis 300 nm und im Falle der Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus vorzugsweise 20 bis 200 nm. Die Dicke der Metallschichten beträgt vorzugsweise 4 bis 50 nm.
Die Größe der Träger und damit der Effektpigmente ist an sich nicht kritisch. Plättchenförmige Träger und/oder mit einer oder mehreren transparenten, semitransparenten und/oder opaken Schichten beschichtete plättchenförmige Träger weisen in der Regel eine Dicke zwischen 0.05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0.1 und 4.5 μm auf. Die Ausdehnung in der Länge bzw. Breite beträgt üblicherweise zwischen 1 und 250 μm, vorzugsweise zwischen 2 und 200 μm und insbesondere zwischen 2 und 100 μm.
Auf den oben beschriebenen Substraten sind eine oder mehrere Schichten aus ein oder mehreren Polymeren und eine oder mehrere Schichten aus ein oder mehreren Silanen aufgebracht. Vorzugsweise liegen die ein oder mehreren Schichten aus Silanen und Polymeren als alternierende Schichten aus Silanen und Polymeren vor, das heißt, die Schichten aus Silanen und Polymeren wechseln sich ab. Wird auf das Substrat zunächst eine Schicht aus ein oder mehreren Silanen aufgebracht, wird vorzugsweise anschließend eine Schicht aus ein oder mehreren Polymeren aufgebracht, und umgekehrt. Dieser wechselseitige Aufbau kann mehrmals hintereinander vorliegen, wobei sowohl eine ungerade als auch eine gerade Anzahl an Schichten vorliegen kann, z.B. zwei, drei, vier, fünf, sechs Schichten oder ein Vielfaches hiervon. Die Reihenfolge kann dabei beliebig an die Erfordernisse angepasst werden. Bevorzugt liegt ein Aufbau vor, bei dem das Substrat mit einer Schicht aus einem oder mehreren Polymeren und einer darauf aufgebrachten Schicht eines oder mehrerer Silane beschichtet ist, oder das Substrat mit einer Schicht aus einem oder mehreren Silanen und einer darauf aufgebrachten Schicht eines oder mehrerer Polymere beschichtet ist. Insgesamt ist damit vorzugsweise genau eine Schicht eines oder mehrerer Silane und eine Schicht eines oder mehrerer Polymere auf das Substrat aufgebracht.
Die ein oder mehreren Polymere können ausgewählt sein aus der Gruppe der Polyether, Polyacrylate, Polyvinylcaprolactame, Cellulose, Polystyrole, Polyvinylalkohole, Polyvinylacetate, Polysiloxane, Derivate der genannten Polymere oder aus Mischungen hieraus. Vorzugsweise handelt es sich bei den Polymeren um LCST- und/oder UCST-Polymere oder um Polymere mit solvolysierbaren Gruppen. LCST-Polymere bzw. UCST-Polymere sind
Polymere, die bei niedrigen bzw. hohen Temperaturen in einem Lösemittel löslich sind und bei Erhöhung bzw. Erniedrigung der Temperatur und Erreichen der sogenannten LCST bzw. UCST (lower bzw. upper critical solution temperature) aus der Lösung als gesonderte Phase abgeschieden werden. Derartige Polymere werden z.B. in der Literatur in „Polymere", H.G. Elias, Hüthig und Wepf-Verlag, Zug, 1996 auf den Seiten 183 ff. beschrieben. Bei den Polymeren mit solvolysierbaren Gruppen werden diese bei der Solvolyse abgespalten, wobei das Polymer auf dem Substrat ausfällt.
Geeignete LCST-Polymere für die vorliegende Erfindung sind beispielsweise solche, wie sie in der WO 01/60926 und WO 03/014229 beschrieben werden. Besonders geeignete LCST-Polymere sind Polyalkylenoxid-Derivate, vorzugsweise Polyethylenoxid (PEO)-Derivate, Polypropylenoxid (PPO)-Derivate, olefinisch modifizierte PPO-PEO-Block- Copopolymere, Acrylat-modifizierte PEO-PPO-PEO-Dreiblock-Copolymere, sowie Polymere bzw. deren Derivate aus der Klasse der
Polymethylvinylether, Poly-N-vinylcaprolactame, Ethyl-(hydroxyethyl)- cellulosen, Poly-(N-isopropylacrylamid) sowie Polysiloxane. Besonders bevorzugte LCST-Polymere sind mit olefinischen oder silanolischen Gruppen modifizierte Siloxan-Polymere oder Polyether.
Geeignete UCST-Polymere sind insbesondere Polystyrol, Polystyrol- Copolymere und Polyethylenoxid-Copolymere.
Bevorzugt werden LCST- bzw. UCST-Polymere mit solvolysierbaren bzw. funktionellen Gruppen verwendet, die starke Wechselwirkungen und/oder chemische Bindungen mit dem Substrat oder dem Anwendungsmedium, wie z.B. der Lackmatrix, eingehen können. Alle dem Fachmann bekannten funktioneilen Gruppen sind geeignet, insbesondere Silanol-, Amino-, Hydroxyl-, Olefin-, Hydroxyl-, Epoxy-, Säureanhydrid- und Säuregruppen.
Die LCST- bzw. UCST-Polymere besitzen vorzugsweise Molmassen im Bereich von 300 bis 500000 g/mol, insbesondere von 500 bis 20000 g/mol. Die ein oder mehreren Polymerschichten können zusätzlich auch Additive enthalten, die die chemische und/oder mechanische Stabilität der Partikel zusätzlich erhöhen oder erniedrigen bzw. den Partikeln UV-filtemde Eigenschaften oder eine farbgebende Wirkung verleihen. Geeignete
Additive sind z.B. Nanopartikel aller Art, Weichmacher, Antioxidantien, Radikalfänger, UV-Filter, Farbstoffe, Mikrotitan oder deren Gemische. Die Additive werden der Lösung des Polymeren vorzugsweise als Dispersion zugemischt, wobei bevorzugt dasselbe Lösemittel wie das der Polymerlösung zum Einsatz kommt. Durch den Einschluss von
Fremdstoffen, wie z.B. Nanopartikeln, Weichmachern oder Farbstoffen können die Eigenschaften der Partikel den individuellen Bedürfnissen des Anwenders angepasst werden, bzw. es können mehrere Funktionalitäten, wie z.B. Farbgebung und UV-Filter, miteinander in einer Sorte Partikel kombiniert werden.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Partikel sind die ein oder mehreren Schichten eines oder mehrer Silane. Als Silane eignen sich Organosilane der allgemeinen Formel
X .n-mZ-Rn(-B-Y)m
mit X = OH, Halogen, Alkoxy, Aryloxy
Z = Si R = Alkyl, Phenyl oder Wasserstoff
B = organische, zumindest bifunktionelle Gruppe (Alkylen,
Alkylenoxyalkylen)
Y = Alkyl-, Amino-, substituierte Amino-, Hydroxy-, Hydroxyalkyl-, Siloxan-,
Acetoxy, Isocyanat-, Vinyl-, Acryloyl-, Epoxy-, Epoxypropyloxy-, Imidazol- oder Ureidogruppe n, m = 0,1 ,2,3 mit n+m < 3 bestehen. Die Organosilane bestehen aus einer Ankergruppe (X4-n-mZ), die z.B. an die Oberfläche des Substrates binden kann, wenigstens einer hydrophoben Gruppe (R,B) sowie einer oder mehrerer Alkyl- bzw. funktioneller Gruppen (Y). Bevorzugt besteht die Ankergruppe aus Alkoxysilanen, die durch hydrolytische Reaktionsbedingungen in entsprechende Hydroxygruppen überführt werden können. Letztere können im Falle der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der auf dem Substrat zunächst eine Silanschicht und nachfolgend eine Polymerschicht aufgebracht ist, z.B. an eine kalzinierte Metalloxidoberfläche des Substrates binden und die Verankerung über Sauerstoffbrücken bewirken.
Durch die Wahl geeigneter funktioneller Gruppen kann das Organosilan den Anforderungen angepasst werden. Darüber hinaus können, je nach Beschichtungsreihenfolge, durch Reaktion der funktionellen Gruppen mit entsprechenden Funktionalitäten in den Applikationsmedien zusätzliche Bindungen zwischen Partikel und Medium über das Organosilan erzeugt werden. In einer besonderen Ausführungsform wird die Oberfläche der erfindungsgemäßen Partikel mit einer dem Einsatzmedium angepassten Kombination von organischen Funktionalitäten modifiziert. Hierzu eignet sich auch der Einsatz von Mischungen verschiedener Organosilane. Die Hydrophobie der Partikeloberfläche kann durch Integration von alkylhaltigen Kupplungsreagenzien, wie z.B. Alkylsilanen, ebenfalls angepasst werden. Neben den Organosilanen ist auch der Einsatz ihrer Hydrolysate sowie ihrer homogenen und heterogenen Oligomere und/oder Polymere bevorzugt, die ebenfalls alleinig oder in Kombination mit den bereits beschriebenen Silanen eingesetzt werden können. Im besonderen bevorzugt sind Mischungen verschiedener Organosilane, insbesondere mit voneinander unterschiedlichen funktionellen Gruppen Y, deren Einsatz eine besondere Anwendungsbreite gewährleistet.
Beispiele für Organosilane sind Propyltrimethoxysilan, Propyltriethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, n-Octyltrimethoxysilan, i-Octyltrimethoxysilan, n- Octyltriethoxysilan, n-Decyltrimethoxysilan, Dodecyltrimethoxysilan, Hexadecyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Octadecyltrimethoxysilan vorzugsweise Vinyltrimethoxysilan. Als oligomere, alkoholfreie Organosilanhydrolysate eignen sich unter anderem die unter dem Handelsnamen „Dynasylan®" von der Fa. Sivento vertriebenen Produkte, wie z. B. Dynasylan HS 2926, Dynasylan HS 2909, Dynasylan HS2907, Dynasylan HS 2781 , Dynasylan HS 2776, Dynasylan HS 2627. Darüber hinaus eignet sich oligomeres Vinylsilan als auch Aminosilanhydrolysat als organische Beschichtung. Funktionalisierte Organosilane sind beispielsweise 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-
Methacryloxytrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, beta-(3,4- Epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilan, gamma-lsocyanatopropyltri- methoxysilan, 1 ,3-bis(3-glycidoxypropyl)-1 ,1 ,3,3,-tetramethyldisiloxan, Ureidopropyltriethoxysilan, bevorzugt sind 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3- Methacryloxytrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, beta-(3,4- Epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilan, gamma-lsocyanatopropyltri- methoxysilan. Beispiele für polymere Silaπsysteme sind in WO 98/13426 beschrieben und werden z. B. von der Fa. Sivento unter dem Warenzeichen Hydrosil® vertrieben.
Weiterhin sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Partikel, wobei Substrate mit einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Polymeren und einer oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren Silanen beschichtet werden.
Vorzugsweise erfolgt die Beschichtung mit einer oder mehreren Schichten eines oder mehrerer Polymere durch Ausfällung in Wasser und/oder organischen Lösemitteln, durch Polykondensationsreaktionen, durch Polyadditionsreaktionen und/oder durch radikalische Polymerisation. Besonders bevorzugt ist die Ausfällung der Polymeren, das heißt der Einsatz von Polymerpräzipitationsverfahren. Namentlich sollen hier als bevorzugte Polymerpräzipitationsverfahren zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln die Lower Critical Solution Temperature, die Upper Critical Solution Temperature und die Solvolyse-Technologie genannt werden. Diese Verfahren haben den Vorteil, dass sie zum einen einfach in der verfahrenstechnischen Anwendung, und zum anderen unempfindlich in bezug auf die Art und Funktionalität der Oberfläche sind. Diese Verfahren zeichnen sich durch die Einfachheit ihrer Anwendung aus, da bereits von vorgefertigten Polymeren ausgegangen wird. Ein Multilayeraufbau mit mehreren alternierenden Silan -und Polymerschichten wird dadurch überhaupt erst praktikabel, was bei Fällungspolymerisationen und Grafting From-Methoden infolge der Komplexität mit jeder neuen Schicht schwieriger wird. Die bei den letztgenannten Verfahren anfallenden Mengen unverbrauchter Monomere, die eine höchst unerwünschte Verunreinigung darstellen, da sie chemisch aktiv sind und zusätzlich physikalische Parameter wie die Härte und Elastizität einer Polymermatrix negativ beeinflussen können, lassen sich ebenfalls reduzieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Substrat mit einem LCST- und/oder UCST-Polymeren oder Polymeren mit solvolysierbaren Gruppen bzw. einem Polymerengemisch, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösemittels, gemischt. Das LCST- Polymer wird bei einer Temperatur unterhalb der LCST gelöst, während das UCST-Polymer bei einer Temperatur oberhalb der UCST gelöst wird. In der Regel beträgt die LCST-Temperatur 0.5 bis 90°C, vorzugsweise 35 bis 80°C, während die UCST-Temperatur bei 5 bis 90°C, insbesondere bei 35 bis 60°C liegt. Danach erfolgt gegebenenfalls die Zugabe von Additiven. Anschließend wird die Temperatur, in der Regel um ca. 5°C, über die LCST erhöht bzw. unterhalb die UCST erniedrigt, wobei das Polymer ausfällt und sich auf der Partikeloberfläche absetzt. Zuletzt findet eine Immobilisierung in Form einer Vernetzung des Polymers auf der Partikeloberfläche statt, wobei das Polymer irreversibel auf der Partikeloberfläche fixiert wird. Die Immobilisierung kann radikalisch, kationisch, anionisch oder durch Kondensationsreaktionen stattfinden. Vorzugsweise werden die LCST- bzw. UCST-Polymere radikalisch oder durch Kondensationsreaktionen vernetzt.
Für eine radikalische Vernetzung (Immobilisierung) der abgeschiedenen
Schicht in Wasser wird vorzugsweise Kaliumperoxodisulfat oder Ammoniumperoxodisulfat in Konzentrationsbereichen von 1 bis 100 Gew.- %, bezogen auf das zur Belegung verwendete olefinische LCST- bzw. UCST-Polymer, eingesetzt. Die Vernetzung erfolgt in Abhängigkeit von der LCST- bzw. UCST-Temperatur des Polymeren bei 0 bis 35°C unter
Verwendung eines Katalysators, wie z.B. eines Fe(ll)-Salzes, oder bei 40 bis 100°C durch direkten thermischen Zerfall des radikalisehen Initiators.
Die Dicke der Polymerschichten liegt üblicherweise im Bereich von 2 bis 500 nm, vorzugsweise bei 5 bis 300 nm und insbesondere bei 5 bis 200 nm.
Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Lösemittel benötigt, so richtet sich die Wahl des Lösemittels nach der Löslichkeit des verwendeten Polymers. Vorzugsweise ist das Lösemittel Wasser oder ein mit Wasser mischbares organisches Lösemittel. Zu den mit Wasser mischbaren Lösemitteln zählen auch solche Lösemittel, die Mischungslücken mit Wasser aufweisen. In diesen Fällen werden die Mengenverhältnisse so gewählt, dass Mischbarkeit vorliegt. Beispiele für geeignete Lösemittel sind Mono- und Polyalkohole wie z.B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Glykol, Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol, Polybutylenglykol sowie die Mono- und Diether mit Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol der Polyalkylenglykole, darüber hinaus Ether, wie z.B. Tetrahydrofuran, Dioxan, 1 ,2-Propandiolpropylether, 1 ,2-Butan-1- methylether, Ethylenglykolmonomethylether,
Diethylenglykolmonomethylether. Weiterhin eignen sich Ester, wie z.B. Essigsäuremetyhlester, Monoester von Ethylenglykol oder Propylenglykol mit Essigsäure, Butyrolacton, aber auch Ketone, wie z.B. Aceton oder Methylethylketon oder Amide, wie z.B. Formamid, Dimethylformamid, Dimethylacetamind, N-Methylpyrrolidon und Hexamethylphosphorsäuretriamid, oder Sulfoxide und Sulfone, wie Dimethylsulfoxid und Sulfolan, und Alkancarbonsäuren wie Ameisensäure oder Essigsäure. Bevorzugte Lösemittel sind Wasser und Alkohole bzw. Glykole.
Die Aufbringung der ein oder mehreren Silane erfolgt bevorzugt durch Ausfällung in Lösung bei Temperaturen oberhalb von 60CC, vorzugsweise oberhalb von 70°C. Verfahren dieser Art sind dem Fachmann bekannt und z.B. in WO 98/13426, EP 0 416 395, EP 0 679 700, EP 0 634 459 oder EP 0 268 918 beschrieben, deren Offenbarungen hiermit unter Bezugnahme mit eingeschlossen sind. Als Lösemittel eignen sich organische Lösemittel, Wasser oder Mischungen hieraus, bevorzugt wird Wasser verwendet. Die für die Aufbringung der organischen Beschichtung nötige Reaktionszeit liegt bei mindestens 5 Minuten, vorzugsweise erfolgt sie über einen Zeitraum von 10 bis 90 Minuten, kann aber auch beliebig verlängert werden. Die erhaltenen Partikel werden nach für den Fachmann gebräuchlichen Methoden aufgearbeitet und isoliert, z.B. durch Filtration, Trocknung und Siebung.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Partikel in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Tonern, Sicherheitselementen, Kunststoffen, Beton, in kosmetischen Formulierungen, in Agrarfolien und Zeltplanen und zur Herstellung von Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten.
Im Falle von Kosmetika eignen sich die erfindungsgemäßen Partikel besonders für Produkte und Formulierungen der dekorativen Kosmetik, wie z.B. Nagellacke, farbgebende Puder, Lippenstifte oder Lidschatten, Seifen, Zahnpasten etc. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Partikel in den Formulierungen auch mit jeder Art von kosmetischen Roh- und Hilfsstoffen kombiniert werden. Dazu gehören u.a. öle, Fette, Wachse, Filmbildner, Konservierungsmittel und allgemein anwendungstechnische Eigenschaften bestimmende Hilfsstoffe, wie z.B. Verdicker und rheologische Zusatzstoffe wie etwa Bentonite, Hektorite, Siliziumdioxid, Ca-
Silikate, Gelatine, hochmolekulare Kohlenhydrate und/oder oberflächenaktive Hilfsmittel, etc. Die erfindungsgemäßen Partikel enthaltenden Formulierungen können dem lipophilen, hydrophilen oder hydrophoben Typ angehören. Bei heterogenen Formulierungen mit diskreten wässrigen und nicht-wässrigen Phasen können die erfindungsgemäßen Partikel in jeweils nur einer der beiden Phasen enthalten oder auch über beide Phasen verteilt sein.
Die pH-Werte der wässrigen Formulierungen können zwischen 1 und 14, bevorzugt zwischen 2 und 11 und besonders bevorzugt zwischen 5 und 8 liegen. Den Konzentrationen der erfindungsgemäßen Partikel in der Formulierung sind keine Grenzen gesetzt. Sie können -je nach Anwendungsfall - zwischen 0,001 (rinse-off-Produkte, z.B. Duschgele) - 100 % (z.B. Glanzeffekt-Artikel für besondere Anwendungen bei Verwendung von Effektpigmenten als Substrat) liegen. Die erfindungsgemäßen Partikel können weiterhin auch mit kosmetischen Wirkstoffen kombiniert werden. Geeignete Wirkstoffe sind z.B. Insect Repellents, UV A/BC-Schutzfilter (z.B. OMC, B3, MBC), Anti-Ageing- Wirkstoffe, Vitamine und deren Derivate (z.B. Vitamin A, C, E etc.), Selbstbräuner (z.B. DHA, Erythrolose u.a.) sowie weitere kosmetische Wirkstoffe wie z.B. Bisabolol, LPO, Ectoin, Emblica, Allantoin, Bioflavanoide und deren Derivate.
Bei Einsatz der Partikel in Lacken und Farben sind alle dem Fachmann bekannten Anwendungsbereiche möglich, wie z.B. Pulverlacke,
Automobillacke, Druckfarben für den Tief-, Offset-, Sieb- oder Flexodruck sowie für Lacke in Außenanwendungen. Für die Herstellung der Druckfarben ist eine Vielzahl von Bindern, insbesondere wasserlösliche Typen, geeignet, z.B. auf der Basis von Acrylaten, Methacrylaten, Polyestem, Polyurethanen, Nitrocellulose, Ethylcellulose, Polyamid, Polyvinylbutyrat, Phenolharzen, Maleinharzen, Stärke oder Polyvinylalkohol. Bei den Lacken kann es sich um wasser- oder lösemittelbasierte Lacke handeln, wobei die Auswahl der Lackbestandteile dem Allgemeinwissen des Fachmanns unterliegt.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Partikel in Folien und Kunststoffen verwendet werden, so z.B. in Agrarfolien, infrarotreflektierende Folien und Scheiben, Geschenkfolien, Kunststoffbehältnissen und Formkörpern für alle dem Fachmann bekannten Anwendungen. Als Kunststoffe eignen sich alle gängigen Kunststoffe für die Einarbeitung der erfindungsgemäßen Partikel, z.B. Duromere oder thermoplastische Kunststoffe. Die Beschreibung der Anwendungsmöglichkeiten und der einsetzbaren Kunststoffe, Verarbeitungsverfahren und Additive finden sich z.B. in der RD 472005 oder in R. Glausch, M. Kieser, R. Maisch, G. Pfaff, J. Weitzel, Perlglanzpigmente, Curt R. Vincentz Verlag, 1996, 83 ff., deren Offenbarungsgehalt hier mit umfasst ist.
Es hat sich z.B. als vorteilhaft erwiesen, im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei plättchenförmigen Effektpigmenten als Partikel zur Anwendung in Flüssiglacksystemen diese zuerst mit einer Silanschicht, die als Wassersperrschicht fungiert, und danach mit einer Polymerschicht zu belegen, wobei der Polymerschicht die Rolle der Stabilisierung der Partikel, der mechanischen Stabilisierung und der Wechselwirkungsausbildung mit der Matrix, bevorzugt einer Bindemittelmatrix zukommt. Ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung der erfindungsgemäßen Partikel ist die Veränderung ihrer Eigenschaften bei Einarbeitung in Lacken. Als ein
Kriterium zur Untersuchung dient dabei die DOl (Distinctness of image), die die Schärfe der Seitenränder eines an einer Oberfläche eines Objektes reflektierten Abbildung beschreibt. Insbesondere bei Effektpigmenten ist ein möglichst hohes Maß an DOl erwünschenswert, um ein hohes Maß an Reflektivität und Glanz zu erreichen. Die gemäß der vorliegenden Erfindung beschichteten Partikel, z.B. Effektpigmente, besitzen, wenn sie in Lacksysteme eingearbeitet werden, einen hohen Anfangswert für die DOl und bei Belastung mit Wasser, z.B. im Zuge eines Kondenswassertests, einen geringen DOl-Abfall. Flockulation im Lackmedium und Aggregation beim Trockenvorgang werden extrem stark zurückgedrängt und die Benetzung wird durch die äußere Polymerschicht stark verbessert. Allgemein zeigen diese Partikel eine universellere Anwendbarkeit in den unterschiedlichsten Polymermatrixsystemen.
Zur Anwendung in Systemen mit höherer mechanischer Belastung muss die entsprechende Polymerschicht in ihrer Dicke gegenüber der Silanschicht angepasst werden. Oftmals ist, z.B. bei der Anwendung in Pulverlacksystemen, eine gewisse Unverträglichkeit mit der Lackmatrix erwünscht um beispielsweise sogenannte Leafing-Effekte (das Aufschwimmen von Pigmenten an der Oberfläche bei Einarbeitung in einer Bindemittelmatrix) zu erzeugen. Hier kann es von Vorteil sein, die Schichtabfolge in umgekehrter Weise vorzunehmen. Eine entsprechende Schichtabfolge zeigt sich oftmals auch thermisch beständiger, so dass auch thermisch anspruchsvolle Anwendungen dieser Partikel in Kunststoffen möglich werden. Eine dicke Polymerschicht verringert zum Beispiel auch die Separierung bei der Pulverlackapplikation, so dass die erfindungsgemäßen Partikel bevorzugt in Pulverlacken,
Flüssiglacksystemen, Kunststoffen und in Systemen mit hohem mechanischen Energieeintrag eingesetzt werden, wobei die Schichtenfolge und Zusammensetzung, sowie die Dicke der einzelnen Schichten speziell den Erfordernissen angepasst werden können.
Die erfindungsgemäßen Partikel mit Multilayeraufbau eignen sich in den oben genannten Anwendungsgebieten ebenso zur Verwendung in Abmischungen mit organischen Farbstoffen und/oder Pigmenten, wie z.B. transparenten und deckenden Weiß-, Bunt- und Schwarzpigmenten sowie mit plättchenförmigen Eisenoxiden, organischen Pigmenten, holographischen Pigmenten, LCPs (Liquid Crystal Polymers) und herkömmlichen transparenten, bunten und schwarzen Glanzpigmenten auf der Basis von metalloxidbeschichteten Plättchen auf Basis von Glimmer, Glas, AI2O3, Fβ2θ3, SiO2, etc. Die erfindungsgemäßen Partikel können in jedem Verhältnis mit handelsüblichen Pigmenten und Füllern gemischt werden.
Als Füllstoffe sind z.B. natürlicher und synthetischer Glimmer, Nylon Powder, reine oder gefüllte Melaninharze, Talcum, Gläser, Kaolin, Oxide oder Hydroxide von Aluminium, Magnesium, Calcium, Zink, BiOCI, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kohlenstoff, sowie physikalische oder chemische Kombinationen dieser Stoffe zu nennen. Bezüglich der Partikelform des Füllstoffes gibt es keine Einschränkungen. Sie kann den Anforderungen gemäß z.B. plättchenförmig, sphärisch oder nadeiförmig sein.
Die erfindungsgemäßen Partikel sind weiterhin geeignet zur Herstellung von fließfähigen Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten enthaltend ein oder mehrere erfindungsgemäße Partikel, Bindemittel und optional ein oder mehrere Additive. Unter Trockenpräparate sind auch Präparate zu verstehen, die 0 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-%, insbesondere 3 bis 6 Gew.-%, an Wasser und/oder eines Lösemittels oder Lösemittelgemisches enthalten. Die Trockenpräparate liegen vorzugsweise als Pellets, Granulate, Chips, Würstchen oder Briketts vor und weisen Teilchengrößen von 0,2-80 mm auf. Die Trockenpräparate finden insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Druckfarben und in kosmetischen Formulierungen. Wegen der breiten Anwendbarkeit sind Lacke, Wasserlacke, Pulverlacke, Farben, Druckfarben, Toner, Sicherheitselemente, Kunststoffe, Beton, kosmetische Formulierungen, Agrarfolien, Zeltplanen, Pigmentpräparationen und Trockenpräparate enthaltend Partikel mit Multilayeraufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu begrenzen.
Beispiele:
Beispiel 1 : 100g Iriodin® 225 werden in 600 ml destilliertem Wasser auf 75°C unter
Rühren erwärmt. Es werden 1g Aminopropyltrimethoxysilan und danach 1g Vinyltrimethoxysilan langsam zugetropft. Nach 30 Minuten Rühren bei 75°C wird abfiltriert, gewaschen. Es wird erneut das Pigment in 300 ml Wasser aufgenommen, bei 20°C 1.5% eines olefinfunktionalisierten Polypropylenoxids zugetropft, auf 66°C erwärmt und nach der Zugabe von 1g Kaliumperoxodisulfat radikalisch vernetzt, indem 60 Minuten bei dieser Temperatur nachgerührt wird. Es wird abfiltriert, das nachbeschichtete Pigment mit Wasser gewaschen und im Umluftofen bei 130°C getrocknet. Eingearbeitet in konventionelle Lacksysteme und Wasserlacksysteme weist das Pigment im allgemeinen sowohl einen hohen Anfangswert für die DOl als auch einen geringen DOl-Abfall auf. Wesentlich ist, dass dieses Pigment universell in verschiedensten Lacksystemen eingesetzt werden kann, so dass die beschriebenen Vorteile nahezu unabhängig von Lacksystem auftreten. Verglichen mit silanbeschichteten Effektpigmenten weist dieses Pigment ferner eine erhöhte mechanische Stabilität gegenüber Scherbelastungen auf. Beispiel 2:
100g Iriodin® 103 werden in 300 ml destilliertem Wasser mit 3g eines amino-funktionalisierten Polypropylenoxids (LCST-Temperatur 40°C) bei Raumtemperatur gerührt. Es wird auf 45°C erwärmt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gerührt. Nach der weiteren Erwärmung auf 75°C werden nochmals 300 ml destilliertes Wasser zugegeben. Nach der langsamen Zugabe von 0.5g Aminopropyltrimethoxysilan werden 1.5g Vinyltrimethoxysilan ebenfalls langsam zugetropft. Nach 45 Minuten Rühren bei 75°C wird das nachbeschichtete Effektpigment abfiltriert, gewaschen und bei 130°C im Umluftofen getrocknet.
Dieses Pigment eignet sich aufgrund seiner dickeren Polymerschicht für Systeme mit erhöhtem mechanischem Energieeintrag, also auch für Pulverlackanwendungen, da es wegen seiner hydrophoben Oberfläche in vielen Pulverlacksystemen ausgezeichnete Leafing- und geringe Separationseigenschaften bei der Applikation zeigt. Aufgrund der thermisch stabilen Silanbeschichtung als äußerste Schicht kann es auch mit Erfolg in Kunststoffen mit hoher thermischer Belastung eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Partikel mit Multilayeraufbau auf der Basis von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate mit einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Polymeren und einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Silanen beschichtet sind.
2. Partikel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich um alternierende Schichten aus Polymeren und Silanen handelt.
3. Partikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate mit einer Schicht aus einem oder mehreren Polymeren und einer darauf aufgebrachten Schicht eines oder mehrerer Silane beschichtet sind.
4. Partikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate mit einer Schicht aus einem oder mehreren Silanen und einer darauf aufgebrachten Schicht eines oder mehrerer Polymere beschichtet sind.
5. Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate plättchenförmig sind.
6. Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe aus SiO2-, TiO∑- Partikeln, Effektpigmenten, holographischen Pigmenten, Perlglanzpigmenten, Interferenzpigmenten, Mehrschichtpigmenten, Metalleffektpigmenten und/oder BiOCI-Pigmenten.
7. Partikel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektpigmente, holographischen Pigmente, Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Mehrschichtpigmente und/oder Metalleffektpigmente auf Trägern aus natürlichem oder synthetischem Glimmer, AI2O3-, TiO2-, SiO2-, Fe2O3-, Glas-, Keramik-, Metall- oder Graphitplättchen basieren.
8. Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe der Polyether, Polyacrylate, Polyvinylcaprolactame, Cellulose, Polystyrole, Polyvinylalkohole, Polyvinylacetate, Polysiloxane, Derivate der genannten Polymere oder aus Mischungen hieraus.
9. Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Polymeren um LCST- und/oder UCST-Polymere oder Polymere mit solvolysierbaren Gruppen handelt.
10. Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Polymerschichten zusätzlich Additive enthalten.
11. Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, die ein oder mehreren Silane ausgewählt sind aus der Gruppe der Organosilane mit der allgemeinen Formel
X4-n-mZ-Rn(-B-Y)| m mit X = OH, Halogen, Alkoxy, Aryloxy Z = Si R = Alkyl, Phenyl oder Wasserstoff B = organische, zumindest bifunktionelle Gruppe (Alkylen, Alkylenoxyalkylen) Y = Alkyl-, Amino-, substituierte Amino-, Hydroxy-, Hydroxyalkyl-, Siloxan-, Acetoxy, Isocyanat-, Vinyl-, Acryloyl-, Epoxy-, Epoxypropyloxy-, Imidazol- oder Ureidogruppe n, m = 0,1 ,2,3 mit n+m < 3 bestehen.
12. Verfahren zur Herstellung von Partikeln mit Multilayeraufbau gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Substrate mit einer oder mehreren Schichten aus einem oder mehreren Polymeren und einer oder mehreren Schichten aus ein oder mehreren Silanen beschichtet werden.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit ein oder mehreren Polymeren durch Ausfällung in Wasser und/oder organischen Lösemitteln, durch Polykondensationsreaktionen, durch Polyadditionsreaktionen und/oder durch radikalische Polymerisation erfolgt.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Polymeren um LCST- und/oder UCST-Polymere oder Polymere mit solvolysierbaren Gruppen handelt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Silane durch Ausfällung in Wasser und/oder organischen Lösemitteln aufgebracht werden.
16. Verwendung von Partikeln mit Multilayeraufbau gemäß Anspruch 1 in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Tonern, Sicherheitselementen, Kunststoffen, Beton, in kosmetischen Formulierungen, in Agrarfolien und Zeltplanen und zur Herstellung von Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten.
7. Lacke, Wasserlacke, Pulverlacke, Farben, Druckfarben, Toner, Sicherheitselemente, Kunststoffe, Beton, kosmetische Formulierungen, Agrarfolien, Zeltplanen, Pigmentpräparationen und Trockenpräparate enthaltend Partikel mit Multilayeraufbau gemäß Anspruch 1.
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