EP2225330A2 - Verfahren zum funktionalisieren von hartstoffpartikeln - Google Patents

Abstract

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

Description

Verfahren zum Funktionalisieren von Hartstoffpartikeln

Partikel haben eine große wirtschaftliche Bedeutung, insbesondere wenn sie in Oberflä- chenbeschichtungen eingesetzt werden, die abriebfeste Oberflächen für verschiedenste Werkstoffe schaffen sollen. Dabei werden die Partikel in der Regel in polymerisierbare Oberflächenbeschichtungen eingemischt, die nach dem Aushärten auf der zu beschichtenden Oberfläche eine Matrix aus Kunstharzen bilden. Die Oberflächenbeschichtungen sind meist auf die jeweilige Oberfläche und auf die Auftragsverfahren abgestimmt.

Zu den Hartstoffpartikeln zählen z.B. Korund, Carbide, insbesondere Siliziumcarbid und Wolframcarbid, Bornitrid, Diamanten und Silikate. Im Folgenden wird häufig auf Korund Bezug genommen. Es wird ausdrücklich angemerkt, dass Korund dann stellvertretend auch für andere Hartstoffpartikel steht.

Korund wird zum Beispiel in großem Maßstab bei der Beschichtung von HoIz- und/ oder Holzwerkstoff-Oberflächen eingesetzt, insbesondere bei der Beschichtung von Fußbodenelementen mit wärmehärtenden, duroplastischen Kunstharzen. Korund trägt auch hier in besonderem Maße dazu bei, die Abriebfestigkeit der Oberflächenbe- schichtung zu verbessern. In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass die Transparenz der Beschichtung verbessert wird, wenn silanisierter Korund verwendet wird. Der Ko- rund wird silanisiert, um die Polarität der Korundoberfläche besser an die Polarität des jeweiligen Kunstharzes anzupassen, so dass die Mischbarkeit des Korunds mit dem Kunstharz verbessert wird. Im Ergebnis verbessert sich dadurch dann die Transparenz der Oberflächenbeschichtung.

Neben duroplastischen Oberflächenbeschichtungen für Fußbodenelemente, z. B. auf der Basis von Melaminharz, gewinnt jedoch zunehmend auch die Lackierung der Oberflächen an Bedeutung. Strahlungshärtende Lacke werden in dünner Schicht auf die Oberfläche von Werkstücken, hier z. B. von Holzwerkstoffen aufgetragen, um -unter Einsatz von Hartstoffpartikeln - abriebfeste Beschichtungen zu erzeugen.

Problematisch ist jedoch die dauerhafte, sichere Einbindung der Hartstoffpartikel in den Lack der Oberflächenbeschichtung. Durch das frühe Herausbrechen der Hartstoff- partikel aus der Kunstharz-Matrix wird die Abriebfestigkeit der Oberflächenbeschichtung stark beeinträchtigt. Dieses Phänomen ist unabhängig vom jeweils gewählten Kunstharz, Hartstoff oder von der Art der zu beschichtenden Oberfläche.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, polymerisierbare, Hartstoffpartikel enthaltende Oberflächenbeschichtungen vorzuschlagen, die eine dauerhaft hohe Abriebfestigkeit aufweisen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Funktionalisieren von Hartstoffpartikeln nach Anspruch l, mit funktionalisierten Hartstoffpartikeln nach Anspruch 14, mit Beschichtungsmitteln, die funktionalisierte Hartstoffpartikel enthalten (Anspruch 16) und mit Werkstücken, insbesondere Fußbodenpaneelen, die mindestens abschnittsweise mit derartigen Oberflächenbeschichtungen versehen sind (Ansprüche 18,19).

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Hartstoffpartikel erfolgt durch Umsetzen mindestens eines Hartstoffpartikels mit mindestens einem Ankermolekül, wobei ein Ankermolekül mindestens eine Silan-Haftgruppe und mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist. Silan-Haftgruppe und polymerisierbare Gruppe sind über eine Brückengruppe verbunden, die im einfachsten Fall aus einem Kohlenstoffatom besteht.

Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird der Begriff Ankermolekül verwendet für ein Molekül, das mindestens eine, bevorzugt zwei oder drei Silan-Haftgruppen aufweist, die mit der Oberfläche des Hartstoffpartikels eine chemische Bindung eingehen, und das mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist, die bevorzugt mit dem polymerisierbaren Beschichtungsmittel der Oberflächenbeschichtung eine Vernetzungsreaktion eingeht. Dadurch wird der Hartstoffpartikel, typischerweise Korund, mittels chemischer Bindungen fest in die Matrix des Kunstharzes eingebunden und ein Ausbrechen der Partikel aus der ausgehärteten Oberflächenbeschichtung infolge Benutzung wird weitgehend verhindert.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass sich die polymerisierbare Gruppe unter den Reaktionsbedingungen, die zum Anlagern der Silan-Haftgruppe an die Oberfläche des Hartstoffpartikels führt, inert verhält. Die polymerisierbare Gruppe reagiert bevorzugt unter den Reaktionsbedingungen, z. B. Wärme oder Strahlung, die zum Aushärten des polymerisierbaren Beschichtungsmittels der Oberflächenbeschichtung führen.

Erfindungsgemäß wird damit ein wesentlicher Fehler behoben, der sich beim Einsatz hartstoffhaltiger Oberflächenbeschichtungen gezeigt hat. Die Effizienz des eingesetzten Hartstoffes im Abriebverhalten der Oberflächenbeschichtung wird deutlich dadurch reduziert, dass die Hartstoffpartikel (auch silanisierte Hartstoffpartikel) nicht optimal in die Polymermatrix einer Oberflächenbeschichtung integriert werden. Sie werden unter dem Einfluss abrasiver Beanspruchung relativ schnell aus der Lackoberfläche herausgebrochen. Hier schafft die erfindungsgemäße Lösung Abhilfe. Der erfindungsgemäß funktionalisierte Hartstoff ist durch „Einbau" von ausgewählten polymerisierbaren Gruppen dauerhaft in die Oberflächenbeschichtung eines Werkstoffs, z. B. eines Holzwerkstoffs, von Holz, von Schleifmitteln oder von Kupplungsscheiben eingebun- den.

Korund ist ein häufig eingesetzter Hartstoff. Erfindungsgemäß geeignet sind aber auch alle anderen Hartstoffe, insbesondere die vorgenannten Carbide, Nitride, Oxide und Silikate sowie Diamant. Bevorzugt werden Hartstoffe mit einer Dichte von mehr als 1,5 g/cm3, vorteilhaft mit einer Dichte von 1,75 g/cms bis 4,5 g/cm3.

Nach einer bevorzugten Ausführung erfolgt die Funktionalisierung von Hartstoffpartikeln in einem unter den Reaktionsbedingungen einer Hydrolyse inerten Lösungsmittel. Inert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Lösungsmittel unter den Bedingun- gen der Hydrolyse weder mit der Silan-Haftgruppe noch mit der polymerisierbaren Gruppe reagiert. Wasser wird aufgrund seiner stark hydrolysierenden Eigenschaften nicht als Lösungsmittel eingesetzt. Es werden also bevorzugt inerte, nicht-wässrige Lösungsmittel eingesetzt. Typische inerte Lösungsmittel sind Alkohole, Ester- oder Etherlösungen. Bevorzugte Lösungsmittel sind flüssige, polymerisierbare Monomere, die mit dem Beschichtungs- mittel der späteren Oberflächenbeschichtung reagieren. Es können auch Mischungen der vorgenannten Lösungsmittel eingesetzt werden. Bei der Auswahl des oder der po- lymerisierbaren Monomere, die als Lösungsmittel eingesetzt werden, wird es bevorzugt, wenn die Monomere keine reaktiven OH-Gruppen aufweisen. Dadurch werden die oben beschriebenen, unerwünschten Kondensationsreaktionen zwischen Silan und Lösungsmittel vermieden. Bevorzugte polymerisierbare Monomere sind unter anderem Alkene (z.B. Butadien), Dicarbonsäuren und Dicarbonsäurederivate, Diole, Acrylsäure- ester, Acrylate, Methacrylate, Alkylmethacrylate, Phtalsäureester und /oder Diamine.

Das Anbinden der Silan-Haftgruppen an die Oberfläche des Hartstoffpartikels erfolgt in der Regel in Gegenwart von leicht unterstöchiometrischen Mengen von Wasser, die eine gezielte Reaktion der Silan-Haftgruppen mit der Hartstoffoberfläche ermöglichen. Das molare Verhältnis zwischen den hydrolysierbaren Gruppen des Silans und Wasser (ausgedrückt als ROR- Wert) sollte unter 0,8, bevorzugt unter 0,6, vorteilhaft unter 0,4, besonders bevorzugt unter 0,2 eingestellt werden.

Meist wird bereits dem Lösungsmittel ein Katalysator zugesetzt, der die Hydrolyse der Silan-Haftgruppen vereinfacht. Typischerweise wird eine Base oder eine Säure (organisch oder mineralisch) eingesetzt, beispielsweise Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Ameisen- oder Essigsäure sowie Natronlauge, Ammoniak oder Ammoniumhydroxid. Da in der Regel verdünnte Basen oder Säuren eingesetzt werden, wird die mit dem Katalysator zugesetzte Wassermenge genutzt, um den gewünschten RO R- Wert einzustellen.

Wie vorstehend erläutert, sind für ein Ankermolekül jeweils mindestens eine Silan- Haftgruppe und mindestens eine polymerisierbare Gruppe für die chemische Vernet- zung der Hartstoffpartikel mit der Polymermatrix der Oberflächenbeschichtung erforderlich. Bevorzugt werden jedoch Ankermoleküle eingesetzt, die zwei, drei oder mehr Silan-Haftgruppen und zwei oder mehr polymerisierbare Gruppen aufweisen. Es können nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung auch Mischungen verschiede- ner Ankermoleküle eingesetzt werden.

Bevorzugt sind die polymerisierbaren Gruppen des Ankermoleküls auf die polymeri- sierbaren Gruppen des Beschichtungsmittels abgestimmt und reagieren mit diesen 5 Gruppen, so dass eine Polymermatrix entsteht, in das die Hartstoffpartikel durch chemische Bindungen weitaus besser eingebunden sind als bisher.

Zur Umsetzung der Erfindung sind grundsätzlich ein oder mehrere Ankermoleküle der allgemeinen Formel O geeignet, wobei in der Formel i die Reste R gleich oder verschieden sind und polymerisierbare unter den Reaktionsbedingungen der Hydrolyse, nicht-hydrolysierbare Gruppen darstellen,5 - die Reste X am Siliziumatom gleich oder verschieden sind und hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxygruppen, allgemein Silan-Haftgruppen, bedeuten und a den Wert 1,2 oder 3 hat, oder einem davon abgeleiteten Oligomer. Der Wert a ist bevorzugt 1. 0 In der allgemeinen Formel 1 sind die hydrolysierbaren Gruppen X (Silan-Haftgruppen), die gleich oder voneinander verschieden sein können, beispielsweise Wasserstoff oder Halogen (F, Cl, Br, oder I), Alkoxy (vorzugsweiseCi-6-Alkoxy, wie z.B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und Butoxy), Aryloxy (vorzugsweise C6-io-Aryloxy, wie z. B. Phenoxy), Acy- loxy (vorzugsweise C2-7-Acyloxy, wie z. B. Acetoxy oder Propionoxy) Alkylcarbonyl5 (vorzugsweise C 2-7-Alkylcarbonyl, wie z. B: Acetyl), Amino, Monoalkylamino oder Di- alkylamino mit vorzugsweise 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Bevorzugte hydrolysierbare Reste sind Halogene, Alkoxygruppen und Acyloxygruppen. Besonders bevorzugte hydrolysierbare Gruppen sind C1-4 Alkoxygruppen, insbesondere Methoxy- und Ethoxygruppen. O

Bei den polymerisierbaren unter den Reaktionsbedingungen der Hydrolyse, nicht- hydrolysierbaren Resten R, die gleich oder verschieden sein können, handelt es sich um nicht hydrolysierbare Reste R mit einer funktionellen Gruppe, über die eine Vernetzung mit der Polymermatrix einer Oberflächenbeschichtung möglich ist. Die Reste R sind inert unter den Reaktionsbedingungen, unter denen die Silan-Haftgruppen sich an die Oberfläche der Hartstoffpartikel anlagern.

Der nicht-hydrolysierbare Rest R mit einer funktionellen Gruppe, über die eine Vernetzung möglich ist, kann z. B. ausgewählt sein aus einer Gruppe, die als funktionelle Gruppe eine Epoxid- (z. B: Glycidyl- oder Glycidyloxy-), Hydroxy-, Ether-, Amino-, Monoalkylamino, Dialkylamino- gegebenenfalls substituierte Anilino-, Amid-, Carboxy- , Alkinyl-, Acryl-, Acryloxy-, Methacryl-, Methacryloxy-, Mercapto,- Cyano-, Alkoxy-, Isocyanato-, Aldehyd-, Alkylcarbonyl-, Säureanhydrid- und/oder Phosphorsäuregruppe umfasst. Bevorzugte Beispiele für die bevorzugt polymerisierbaren, nicht- hydrolysierbaren Reste R mit funktionelle Gruppen, über die eine Vernetzung möglich ist, sind ein Gycidyl, oder eine Glycidyloxy-(Ci-2θ)-alkylen-Rest, ein Acryloxy-(Ci-ό)- alkylen-Rest, wie z. B. ein Acryloxymethyl-, ein Acryloxyethyl- oder ein Acryloxypropyl- rest oder ein Methacryloxy-(Ci-6)alkylen-Rest, wie z. B. ein Methacryloxymethyl-, ein Methacryloxyethyl- oder ein Methacryloxypropylrest. Besonders bevorzugte Reste sind y-Gylcidyloxypropyl und Acryloxypropyl sowie Methacryloxypropyl.

Diese funktionellen Gruppen sind über Alkyl-, Alkylen-, Alkenylen-, oder Arylen- Brückengruppen, die durch Sauerstoff- oder -NH-Gruppen unterbrochen sein können, an das Siliziumatom gebunden. Die Brückengruppen enthalten vorzugsweise 1 bis 8 und insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Beispiele für nicht hydrolysierbare Reste R mit Alkenyl- oder Alkinylgruppen sind C2-6-Alkenyl, wie z. B. Vinyl, l-Propenyl, 2- Propenyl und Butenyl und C2-6-Alkinyl wie z. B. Acetylenyl und Propargyl.

Konkrete Beispiele für entsprechende Ankermoleküle sind y-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, - y-Glycidyloxypropyltriethoxysilan,

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

Bei den im Zusammenhang mit der Erfindung „polymerisierbar" genannten Gruppen handelt es sich insbesondere um polymerisierbare, polyaddierbare und / oder polykon- densierbare Gruppen, es werden erfindungsgemäß unter der Polymerisationsreaktion alle Reaktionen verstanden, über die eine Vernetzung mit dem polymerisierbaren Be- Schichtungsmittel der Oberflächenbeschichtung möglich ist. Bevorzugt werden die polymerisierbaren Gruppen so ausgewählt, dass über gegebenenfalls katalysierte Polymerisations-, additions- und / oder -Kondensationsreaktionen eine organische Vernetzung und Einbindung der Hartstoffpartikel in die Polymermatrix der Oberflächenbeschichtung ausgeführt werden kann.

Zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens wird unter den allgemein bekannten und verfügbaren Hartstoffpartikeln Korund am häufigsten als Hauptkomponente eingesetzt. Beim Herstellen einer Dispersion beträgt das Verhältnis Lösungsmittel : Hartstoff vorteilhaft i : 1,5 bis 1 : 3, bevorzugt 1 : 2,0 bis 1 : 2,5, jeweils ausgedrückt in Gewichts-%.

Bezogen auf den eingesetzten Hartstoff ist also nur ein kleiner Anteil von Ankermolekülen erforderlich, um die Hartstoffpartikel besser in polymerisierbare Beschichtungen einzubinden. Bezogen auf den eingesetzten Hartstoff wird lediglich bis zu 0,001 Ge- wichts-% an Ankermolekülen eingesetzt, bevorzugt bis zu 0,01 Gewichts-%, besonders bevorzugt bis zu 0,1 Gewichts-%, vorteilhaft bis zu 1,0 Gewichts-% des Hartstoffes. Es ist also nur eine geringe Menge an Ankermolekülen erforderlich, um eine signifikante Verbesserung der Haftung oder Einbindung des Hartstoffs in polymerisierbaren Be- schichtungsmittel bzw. Oberflächenbeschichtungen zu ermöglichen, indem die Haft- gruppen an die Oberfläche des Hartstoffs anbinden. Als besonderer Vorteil der Erfindung ist anzusehen, dass in Folge der verbesserten Einbindung von Hartstoff, meist von Korund in die Polymermatrix von Oberflächenbeschichtungen auch größere Hartstoffpartikel eingesetzt werden können. Größere Hartstoffpartikel sind wesentlich kosten- günstiger als weit zerkleinerte Partikel.

Um das Absetzen des funktionalisierten Hartstoffs in flüssigem Medium, z. B. in einem Lösungsmittel aus flüssigen, polymerisierbaren Monomeren, während Transport und Lagerung zu verhindern oder auch, um unerwünschte Reaktionen von Lösungsmittel und/ oder Ankermolekül während Transport und Lagerung zu verhindern, kann ein Stabilisator zugesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist der funktionalisierte Hartstoff als Verfahrenserzeugnis, Gegenstand der Erfindung sind aber auch polymerisierbare Beschichtungsmittel, die neben polymerisierbaren Monomeren und/oder Oligomeren auch Hartstoffpartikel aufweisen, die mit mindestens einem Ankermolekül verbunden sind, deren mindestens eine Silan-Haftgruppe mit der Oberfläche des Hartstoffpartikels verbunden ist, und die mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweisen, die mit den Monomeren und/oder Oligomeren des Beschichtungsmittels über Addition oder Kondensation po- lymerisieren. Es kann sich hierbei sowohl um z. b. wärmehärtende als auch um strah- lungshärtende Oberflächenbeschichtungen handeln.

Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Werkstück, insbesondere ein Holzwerkstoffpa- neel, das mindestens abschnittsweise mit einem polymerisierten Beschichtungsmittel überzogen ist, das Hartstoffpartikel, insbesondere Korund enthält, wobei die Hartstoffpartikel mit einem Ankermolekül verbunden sind, die mindestens eine Haftgruppe eines Silans aufweisen, die mit der Oberfläche des Hartstoffs chemisch gebunden ist, und wobei das Ankermolekül mindestens eine polymerisierte Gruppe aufweist, die mit dem Beschichtungsmittel eine chemisch verbunden ist über eine vorangegangene Additions- , Kondensations- und/oder Polymerisationsreaktion. Typische Einsatzbereiche für erfindungsgemäß beschichtete Oberflächen sind Werkbänke, Arbeitsflächen oder Fußböden.

Gegenstand der Erfindung sind weiter Schleifmittel und Kupplungsscheiben, die auf die vorbeschriebene Weise mit einer Beschichtung versehen sind, die erflndungsgemäß funktionalisierte Hartstoffpartikel enthält. Details der Erfindung werden an dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert:

1. Herstellung von funktionalisiertem Korund Zunächst wird eine Dispersion von Korund in Lösungsmittel hergestellt. Hierzu werden 6o Gewichts-% Korund unter Verwendung eines Dispergierrührers für 15 Minuten in 40 Gewichts-% 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3-4-Epoxycyclohexan eingerührt. Das 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3-4-Epoxycyclohexan dient als inertes Lösungsmittel. Anschließend wird zu dieser Dispersion 1 Gewichts-% (bezogen auf den eingesetzten Korund) eines Ankermoleküls, hier γ-Gylcidyloxypropyltriethoxysilan zugegeben und ebenfalls für 15 Minuten gerührt. Das vorgenannte Ankermolekül weist drei Silan-Haftgruppen und als polymerisierbare Gruppe eine Epoxy-Gruppe auf.

Dann wird 0,1 molare Salzsäure in einer Menge zugegeben, dass sich ein ROR- Wert von 0,8 einstellt. Die Dispersion wird nach Zugabe der Salzsäure noch einmal für 30 Minuten gerührt, wobei die Temperatur nicht über 50 ⁰C ansteigt.

Die Dispersion, enthaltend funktionalisierten Korund, ist für mindestens einen Mo- nat lagerfähig. An Stelle von Korund können auch andere Hartstoffpartikel eingesetzt werden, insbesondere solche mit einer Dichte von über 1,5 g/cm³ wie z.B. Bornitrid, Siliziumcarbid oder Diamanten.

2. Herstellung eines Beschichtungsmittels, enthaltend funktionalisier- ten Korund

Die vorstehend beschriebene Dispersion enthaltend funktionalisierten Korund wird mit einem flüssigen, UV-härtenden Expoxidlack, z. B. Uvacure 1533 von Firma Cy- tec, in einem Gewichts-Verhältnis von 3 : 2 gemischt. Das Gewichtsverhältnis zwischen Epoxidlack und Korund-Dispersion kann in einem weiten Bereich gewählt werden, je nach dem, wie viel Korundpartikel für die jeweilige Oberflächenbeschich- tung erforderlich sind.

Dieses Beschichtungsmittel ist für mindestens einen Monat lagerfähig. 3. Beschichten eines Werkstücks mit einer Oberflächenbeschichtung, enthaltend funktionalisierten Korund

Dem vorstehend beschriebenen Beschichtungsmittel werden 2 % eines kationischen Photostarters (z. B. Additol PCPK von Firma Cytec) zugesetzt, um eine gleichmäßige und schnelle Aushärtung des Expoxidlacks zu gewährleisten. Mittels Walzenauftrag werden 60 g/m² dieses Beschichtungsmittels auf MDF-Platten appliziert und anschließend durch Einwirken von UV- Licht zu einer abriebfesten Oberflächenbeschichtung ausgehärtet.

Erfindungsgemäß beschichtete MDF-Platten wurden einem Abrasionstest unterzogen. Als Vergleich werden MDF-Platten herangezogen, die mit dem gleichen UV- härtenden Epoxidlack, enthaltend eine gleiche Menge Korund, der jedoch lediglich silanisiert, nicht funktionalisiert ist, beschichtet ist und der unter den gleichen Be- dingungen ausgehärtet ist wie die erfindungsgemäß beschichteten MDF-Platten.

Der Abriebtest nach EN 13329 zeigte, dass alle beschichteten Platten die Abriebklasse AC3 erreichten. Er ergab für die erfindungsgemäß mit funktionalisiertem Korund beschichteten Platten jedoch um mindestens 15 % verbesserte Testergebnisse. Es können also entweder insgesamt abriebfestere Oberflächen oder vorgegebene

Abriebwerte mit geringerem Einsatz an Korund erzielt werden.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Funktionalisieren von Hartstoffpartikeln durch Umsetzen mindestens eines Ankermoleküls mit mindestens einem Hartstoffpartikel, wobei ein Ankermolekül mindestens eine Silan-Haftgruppe und mindestens eine polyme- risierbare Gruppe sowie eine Brückengruppe mit mindestens einem Kohlen- stoffatom aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des mindestens einen Ankermoleküls und des mindestens einen Hartstoffpartikels in einem unter den Reaktionsbedingungen einer Hydrolyse inerten Lösungsmit- tel, bevorzugt in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel, insbesondere organischen Lösungsmittel oder Mischungen davon stattfindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Silan mit der allgemeinen Formel Ra(SiX)4-a eingesetzt wird, wobei die Reste R gleich oder verschieden sind und unter den Reaktionsbedingungen der Hydrolyse nicht hydrolysierbare, polymerisierbare Gruppen darstellen, die Reste X gleich oder verschieden sind und hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxygruppen bedeuten und a den Wert 1,2 oder 3 hat, oder einem davon abgeleiteten Oligomer; der Wert a ist bevorzugt 1.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als hydrolysierbare Gruppen Wasserstoff oder Halogen (F, Cl, Br, oder I), Alkoxy (vorzugs- weiseCi-6-Alkoxy, wie z.B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und Butoxy), Aryloxy (vorzugsweise C6-io-Aryloxy, wie z. B. Phenoxy), Acyloxy (vorzugsweise C2-7- Acyloxy, wie z. B. Acetoxy oder Propionoxy) Alkylcarbonyl (vorzugsweise C 2-7-

Alkylcarbonyl, wie z. B: Acetyl), Amino, Monoalkylamino oder Dialkylamino mit vorzugsweise 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome oder eine Mischung davon eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Reste R ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Epoxid- (z. B: Glycidyl- oder GIy- cidyloxy-), Hydroxy-, Ether-, Amino-, Monoalkylamino, Dialkylamino-, substi- tuierte Anilino-, Amid-, Carboxy-, Alkenyl-, Alkinyl-, Acryl-, Acryloxy-, Methac- ryl-, Methacryloxy-, Mercapto,- Cyano-, Alkoxy,- Isocyanato-, Aldehyd-, Alkyl- carbonyl-, Säureanhydrid- und/oder Phosphorsäuregruppen oder eine Mischung davon aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Brückengruppe Alkyl-, Alkylen-, Alkenylen-, oder Arylen-Gruppen, die durch Sauerstoffoder -NH-Gruppen unterbrochen sein können, an das Siliziumatom gebunden sind, insbesondere solche Gruppen, die 1 bis 8 und insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen.

7. Verfahren nach einem der Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis inertes Lösungsmittel : Hartstoffpartikel in einem Bereich 1 : 1,5 bis 1 : 3,0, bevorzugt 1 : 2,0 bis 1 : 2,0, angegeben als Gewichts-%, eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf das eingesetzte Korund, bis zu 0.001 Gewichts-% Ankermoleküle eingesetzt werden, bevorzugt bis zu 0,01 Gewichts-%, besonders bevorzugt bis zu 0,1 Gewichts-%, vorteilhaft bis zu 1,0 Gewichts-% Ankermoleküle.

9. Hartstoff, insbesondere Korund, verbunden einem Ankermolekül, dessen mindestens eine Haftgruppe eines Silans mit der Oberfläche des Hartstoffs chemisch gebunden ist, wobei das Ankermolekül mindestens eine polymerisierbare Gruppe aufweist, die mit einem polymerisierbaren Beschichtungsmittel, in das der Hartstoff einzumischen ist, über Addition oder Kondensation polymerisier- bar ist.

10. Beschichtungsmittel mit polymerisierbaren Mono- und/oder Oligomeren und Hartstoff, wobei der Hartstoff, insbesondere Korund, mit einem Ankermolekül verbunden ist, dessen mindestens eine Haftgruppe eines Silans mit der Oberfläche des Hartstoffes chemisch gebunden ist, und das mindestens eine polymeri- sierbare Gruppe aufweist, die mit dem polymerisierbaren Mono- und/oder Oli- gomeren über Addition oder Kondensation polymerisierbar ist.

11. Werkstück, das mindestens abschnittsweise mit einem polymerisierten Be- schichtungsmittel überzogen ist, das Hartstoff, insbesondere Korund enthält, wobei der Hartstoff verbunden ist mit einem Ankermolekül, das mindestens eine Haftgruppe eines Silans aufweist, die mit der Oberfläche des Hartstoffes chemisch gebunden ist, und wobei das Ankermolekül mindestens eine Verbindung aufweist, die durch Addition, Kondensation oder Polymerisation mit dem polymerisierten Beschichtungsmittel entstanden ist.

12. Holzwerkstoffpaneel, Schleifmittel oder Kupplungsscheibe, die jeweils mindes- tens abschnittsweise mit einem polymerisierten Beschichtungsmittel überzogen sind, das Hartstoff enthält, wobei der Hartstoff, insbesondere Korund, verbunden ist mit einem Ankermolekül, das mindestens eine Haftgruppe eines Silans aufweist, die mit der Oberfläche des Hartstoffes chemisch gebunden ist, und wobei das Ankermolekül mindestens eine Verbindung aufweist, die durch Addi- tion, Kondensation oder Polymerisation mit dem polymerisierten Beschichtungsmittel entstanden ist.