EP2864381A1 - Process for producing a composite material - Google Patents

Process for producing a composite material

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Publication number
EP2864381A1
EP2864381A1 EP13731744.2A EP13731744A EP2864381A1 EP 2864381 A1 EP2864381 A1 EP 2864381A1 EP 13731744 A EP13731744 A EP 13731744A EP 2864381 A1 EP2864381 A1 EP 2864381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
alkyl
formaldehyde
compounds
cycloalkyl
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13731744.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arno Lange
Gerhard Cox
Hannes Wolf
Szilard Csihony
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.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to EP13731744.2A priority Critical patent/EP2864381A1/en
Publication of EP2864381A1 publication Critical patent/EP2864381A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/21Cyclic compounds having at least one ring containing silicon, but no carbon in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/28Chemically modified polycondensates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/80Siloxanes having aromatic substituents, e.g. phenyl side groups

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a composite material
  • WO 2010/1 12581 and WO 2010/128144 In the twin polymerization, compounds having several arylmethyl groups attached to a metal or semimetal atom via one or two heteroatom (s), preferably one or two oxygen atoms, are polymerized.
  • heteroatom preferably one or two oxygen atoms
  • the twin polymerization provides composite materials typically having at least one oxide phase and at least one organic polymer phase wherein the phase domains have a co-continuous configuration and dimensions in the range of a few nanometers (spacing between adjacent identical phases). It is believed that the particular phasing and short spacing of adjacent phases is a consequence of the kinetic coupling of the polymerization of the arylmethyl units in the twin monomers on the one hand and the formation of the silicon dioxide on the other hand. As a result, the phase constituents form more or less synchronously, and phase separation into the inorganic phase and the organic phase takes place already during the polymerization of the twin monomers.
  • Preferred twin monomers are spiro-cyclic compounds as described in U.S. Pat
  • WO 2009/083083 are described.
  • two 1-oxy-2- (oxymethyl) aryl groups are linked together via their oxygen atoms with a metal or semimetal atom to form a spirocyclic structure.
  • An example of such a spirocyclic compound is 2,2'-spirobi [4H-1,2,2-benzodioxasiline]:
  • the spirocyclic compounds can be prepared comparatively easily by reacting 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromatics, such as 1-hydroxy-2-hydroxymethylbenzene (saligenin), with metal alkoxides or semimetal alkoxides according to the method described in WO 2009/083083, the preparation of Starting materials, namely the 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromaten, comparatively expensive.
  • 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromatics are formally monoaddition products of formaldehyde to hydroxyaromatics
  • the addition of formaldehyde to hydroxyaromatics such as phenol generally does not lead to the desired monoadduct, but to the ⁇ , ⁇ -bishydroxymethyl compound (see Ree. Trav. Chim.
  • DE 1816241 discloses the preparation of soluble metal- or semimetal-containing phenol-formaldehyde resins in which either certain metal or semimetal phenolates are reacted with substoichiometric amounts of formaldehyde or novolacs, ie phenol-formaldehyde condensates, with selected inorganic metal - or semi-metal compounds are reacted.
  • the production of composite materials with a phase structure whose phase domains have dimensions in the nanometer range is not described.
  • M is B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As or Sb,
  • n 1, 2 or 3
  • n 0 or 1
  • r is 0, 1 or 2
  • p 1, 2 or 3
  • z. B. is an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6,
  • n + r + p 1, 2, 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M
  • Ar is phenyl or naphthyl, wherein the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or one or more, for. 1, 2 or 3, substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, alkyl or
  • R is alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl wherein aryl is unsubstituted or may have one or more substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b wherein R a and R b are as previously defined having at least one compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in a reaction medium which is substantially anhydrous, can produce composite materials having an arrangement of the phase domains similar to those of nanocomposite materials prepared by twin polymerization as described in US Pat State of the art described are available.
  • the present invention thus relates to a process for the production of composite materials, which consists essentially of a) at least one oxide phase and
  • M is B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As or Sb,
  • n 1, 2 or 3
  • n 0 or 1
  • r 0, 1 or 2
  • p 1, 2 or 3
  • z. B. is an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6,
  • n + r + p 1, 2, 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M
  • Ar is phenyl or naphthyl, wherein the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or one or more, for. 1, 2 or 3, substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, alkyl or
  • R is alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl wherein aryl is unsubstituted or may have one or more substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b wherein R a and R b are as previously defined having at least one compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in a reaction medium which is substantially anhydrous.
  • the process according to the invention has a number of advantages.
  • the process according to the invention provides composite materials as are also obtained in the twin polymerization, ie. H. Composite materials consisting of a) at least one oxide phase and
  • the oxide phase and the organic polymer phase consist essentially of phase domains in which the mean spacing of adjacent phase domains of identical phases is very small.
  • the twin polymerization are not difficult to access starting materials such as those mentioned above Spiro compounds or labile arylmethyl (semimetals) such as tetrakis (furylmethyl-oxy) silane necessary to get to the desired composite materials.
  • starting materials such as those mentioned above Spiro compounds or labile arylmethyl (semimetals) such as tetrakis (furylmethyl-oxy) silane necessary to get to the desired composite materials.
  • easily accessible and comparatively stable starting materials can be used with the compounds of the formula I, which makes it possible to produce the composite materials on a larger scale.
  • the process according to the invention makes it possible to selectively modify the material properties of the composite material obtainable thereafter.
  • the properties of the inorganic polymer phase can be modified by copolymerizing mixtures of different compounds of the formula I which differ in the nature of the metal, semimetal or nonmetal.
  • the properties of the organic polymer phase can be modified by copolymerizing mixtures of different compounds of the formula I which differ in the nature of the aryl group.
  • the method according to the invention provides composite materials which consist of at least one oxide phase and at least one organic polymer phase, the oxidic phase and the organic polymer phase consisting essentially of phase domains in which the mean spacing of adjacent phase domains of identical phases is very small is.
  • the average spacing of adjacent phase domains of identical phases is typically less than 200 nm, often less than 50 nm, more preferably less than 10 nm.
  • adjacent phase domains of identical phases is meant two phase domains of two identical phases separated by a phase domain of the other phase, for example two phase domains of the oxide phase separated by a phase domain of the organic polymer phase, or two phase domains of the polymer phase separated by a phase domain of the oxide phase.
  • Formula I is to be understood as a so-called gross formula, it indicates the type and number of the structural units characteristic of the compounds of formula I, namely the atom M and the groups bonded to the atom M, ie the aryloxy group ArO, the oxygen atom O, the carbon -bonded radicals R and the hydrogen atoms H.
  • the units [(ArO) m MO n RrHp] q can form mono- or polycyclic structures or linear structures for q> 1.
  • Compounds of the formula I can be regarded as compounds based on monohydroxyaromatics which formally have 1, 2 or 3 aryloxy groups Ar-O or anions derived from monohydroxyaromatics by deprotonation of the aromatic hydroxy function, where the monohydroxyaromatic or aromatic OH) aryloxy group (s) or anion (s) Ar-O is bonded via the deprotonated oxygen atom of the hydroxy group of the monohydroxyaromatic to a metal, metalloid or non-metal atom M.
  • the radical Ar-0 in formula I corresponds to an aryloxy group or an aryloxy anion derived by deprotonation of the aromatic hydroxy function of a hydroxyaromatic.
  • Suitable monohydroxyaromatic Ar-OH are especially phenol, ⁇ -naphthol or ß-naphthol, which are unsubstituted or one or more, for.
  • substituents which are typically selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl.
  • the compounds of the formula I have one or more atoms M and, in the case of several atoms M, can have linear, branched, monocyclic or polycyclic structures.
  • the compounds of the formula I have formally 1, 2 or 3 hydrogen atoms bound to the atom M.
  • the compounds of the formula I can also formally have 1 or 2 substituents R on the atom M, where the substituents R are selected from alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl, where aryl is unsubstituted or can have one or more substituents which are independent of one another are selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl.
  • the compounds of the formula I can also formally have an oxygen atom on the atom M.
  • the total number of groups bound to the atom M is typically determined by the valence of the atom M to which the above-mentioned groups are bound, and corresponds to the sum m + 2n + r + p.
  • alkyl, alkenyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and aryl are collective terms for monovalent organic radicals having the usual meaning for them, wherein alkyl and alkoxy typically 1 to 20, often 1 to 10 and especially 1 to 4 carbon atoms and cycloalkyl and cycloalkoxy typically have 3 to 20, often 3 to 10 and in particular 5 or 6 carbon atoms.
  • the possible number of carbon atoms of a radical is typically given by the prefix C x -C y , where x is the minimum and y is the maximum carbon number.
  • Alkyl is a saturated, linear or branched hydrocarbon radical which typically has 1 to 20, frequently 1 to 10 and in particular 1 to 4 carbon atoms and which is, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, Isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, 2-methylbutyl, 1-methylbutyl, 3-pentyl, n -hexyl, n-heptyl, n-octyl, 1-methylheptyl, 2-methylheptyl, 2-ethylhexyl, n-nonyl , 1-methylnonyl, n-decyl, 3-propylheptyl and the like.
  • Alkenyl is an olefinically unsaturated, linear or branched hydrocarbon radical which typically has 2 to 20, frequently 2 to 10 and in particular 2 to 6 carbon atoms and which is, for example, vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-methylethenyl, 1 -Methyl-1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl,
  • Alkoxy stands for an alkyl radical bonded via an oxygen atom, as defined above, which typically has 1 to 20, frequently 1 to 10 and in particular 1 to 4 carbon atoms and which is, for example, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy , 2-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, n-pentyloxy, 2-methylbutyloxy, 1-methylbutyloxy, n-hexyloxy, n-heptyloxy, n-octyloxy, 1-methylheptyloxy, 2-methylheptyloxy, 2-ethylhexyloxy, n- Nonyloxy, 1-methylnonyloxy, n-decyloxy, 3-propy
  • Cycloalkyl is a mono-, bi- or tricyclic, saturated cycloaliphatic radical which has typically 3 to 20, often 3 to 10 and in particular 5 or 6 carbon atoms and which, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, bicyclo [2.2.1] hept-1-yl, bicyclo [2.2.1] hept-2-yl, bicyclo [2.2.1] hept-7-yl, bicyclo [2.2.2] octan-1-yl, bicyclo [2.2 .2] octan-2-yl, 1-adamantyl or 2-adamantyl.
  • Cycloalkyloxy represents a mono-, bi- or tricyclic, saturated cycloaliphatic radical bonded via an oxygen atom, which has typically 3 to 20, often 3 to 10 and in particular 5 or 6 carbon atoms and which is, for example, cyclopropyloxy, cyclobutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, cycloheptyloxy , Cyclooctyloxy, bicyclo [2.2.1] hept-1-yloxy, bicyclo [2.2.1] hept-2-yloxy, bicyclo [2.2.1] hept-7-yloxy, bicyclo [2.2.2] octane-1 -yloxy, bicyclo [2.2.2] octan-2-yloxy, 1-adamantyloxy or 2-adamantyloxy.
  • Aryl is a mononuclear or polynuclear aromatic hydrocarbon radical such as phenyl, 1-naphthyl or
  • the atoms M are selected from B, Si, Sn and P, in particular from Si and Sn.
  • M is Si, d. h.
  • the compound of the formula I is selected from compounds of the formula I in which the atom M comprises at least 90 mol%, based on the total amount of atoms M, of silicon.
  • r in formula I is 0, ie, the atom M carries no radicals R.
  • at least two mutually different compounds of formula I are copolymerized with formaldehyde or a formaldehyde equivalent, wherein in at least one of the compounds of the formula I is the variable r is 0 and in at least one further compound of the formula I the variable r is 0.
  • the variables m, n, r, p, Ar and R in formula I taken alone or in combination, and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M, preferably have the following meanings: m 1, 2 or 3;
  • n O or l
  • r 0, 1 or 2;
  • p 1, 2 or 3;
  • Ar is phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, cycloalkyl, in particular C 3 -C 10 -alkyl,
  • Cycloalkyl, alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy, cycloalkoxy, in particular C 3 -C 10 -cycloalkoxy, and NR a R b are selected, wherein R a and R b independently of one another represent hydrogen, alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, or cycloalkyl , in particular C3-Cio-cycloalkyl;
  • R if present, C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl.
  • variables m, n, r, p, Ar and R in formula I by themselves or in combination and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M, preferably have the following meanings: m 1, 2 or 3 ;
  • n O or l
  • r is 0 or 1;
  • Ar is phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents selected from alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy;
  • R if present, C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl.
  • the individual radicals Ar can be identical or different. Likewise, if there are several radicals R, they may be the same or different.
  • a preferred embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which q is 1. Such compounds can be considered as ortho-esters of the atom M underlying oxo acid.
  • the variables m, n, r, p, M, Ar and R have the meanings given above and in particular, individually or in combination, one of the preferred or particularly preferred meanings.
  • a particularly preferred embodiment of the compounds of formula I are those compounds wherein M is selected from B, Si, Sn and P, m is 2 or 3, n is 0 or 1, r is 0, p is 1 or 2 and q is 1.
  • Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkyl. Alkoxy, are selected.
  • a very particularly preferred embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which M is selected from B, Si and Sn, m is 2 or 3, n is 0, r is 0, p is 1 or 2 and q stands for 1
  • Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkyl. Alkoxy, are selected.
  • a specific embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which M is Si, m is 1, 2 or 3, n is 0, r is 0 or 1, p is 1, 2 or 3 and q is 1 stands.
  • Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings, and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkyl. C4 alkoxy are selected.
  • Examples of compounds of the formula I which are preferred according to the invention in which q is 1 are diphenoxymethylsilane, triphenoxysilane and diphenoxysilane.
  • Another specific embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which M is Si, m is 1, 2 or 3, n is 0, r is 0 or 1, p is 1, 2 or 3 and q stands for 1
  • Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are unsubstituted by alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C4 alkoxy are selected.
  • R has the meanings described for formula I; in particular, R is methyl, ethyl, phenyl, vinyl or allyl.
  • Examples of preferred compounds of formula I of this embodiment are diphenoxymethylsilane, triphenoxysilane and diphenoxysilane.
  • Also suitable as compounds of the formula I are "condensation products" of compounds of the formula I where q is 1. These compounds generally have the empirical formula of formula I, wherein q is an integer greater than 1, z. B. an integer in the range of 2 to 20 and in particular for 3, 4, 5 or 6 stands.
  • Such compounds are derived formally by condensation of compounds of the formula I with q equal to 1, wherein formally two units each ArO condense to form a molecule Ar-O-Ar and a unit M (ArO) m-20 n + iRrH p was removed , Accordingly, they are essentially made up of the structural elements of the following formula Ia,
  • n 0,
  • m + 2n + r + p is 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M.
  • the condensation product is cyclic and q is 3, 4 or 5.
  • q is 3, 4 or 5.
  • k is 1, 2 or 3 and -A- is a group> M (ArO) m-20 n RrH p , where M, Ar and R are the meanings given above for formula I and m, n, r and p have the meanings mentioned above in connection with structure Ia.
  • condensation product is linear and saturated at the ends with one ArO unit each.
  • ArO unit each
  • Ar - [- O-A-] s -OAr (Ic) where s is an integer in the range from 2 to 20 and -A- is a group> M (ArO) m-20 n RrHp, where M, Ar and R are the meanings mentioned above for formula I and m, n, r and p have the meanings previously mentioned in connection with structure 1a.
  • This embodiment is particularly preferred if compounds have a distribution with respect to the number of repeat units, that is, with different s.
  • mixtures may be present in which at least 99%, 90%, 80% or 60% of the mass is present as an oligomer mixture with s equal to 2 to 6 or s equal to 4 to 9 or s equal to 6 to 15 or s equal to 12 to 20 ,
  • condensation products are triphenoxycyclotrisiloxane or tet raphenoxycyclotetrasiloxane.
  • the compounds of formula I are known or can be prepared in analogy to known methods for the preparation of phenolates, see, for. Senn, WADC Technical Report 54-339, SRI (1955), DE 1816241, Z. Anorg. Gen. Chem. 551, 61-66 (1987), Houben-Weyl, Vol. VI-2 35-41, Z. Chem. 5,122-130 (1965).
  • the compounds of the formula I comprise at least two mutually different compounds V1 and V2.
  • the compounds V1 and V2 preferably differ in at least one of the following features (1) to (4): (1) difference in Ar, (2) difference in M, (3) difference in r, d. h., number of radicals R, (4) difference in p, d. h., number of hydrogen atoms bound to M.
  • compound V1 is selected from compounds of the formula I in which M is B, Si, Sn or P and in particular B, Si or Sn, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, in particular 0 , r is 0, p is
  • the compound V2 is selected, for example, from compounds of the formula I in which M is selected from B, Si, Sn or P and M is in particular Si or Sn, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, in particular 0 stands, r for 1 or
  • Ar in the compounds V1 and V2 may be identical or different, Ar having the abovementioned meanings and in particular the preferred meanings and in particular being phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl , in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy.
  • R then preferably represents C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl.
  • the molar ratio of compound V1 to compound V2 of this embodiment can be varied over wide ranges and typically ranges from 1: 1000 to 1000: 1, often in the range of 100: 1 to 1: 100 or in the range of 50: 1 to 1: 50 lie.
  • the compounds of the formula I comprise at least two mutually different compounds V1 and V2, the compound V1 being selected from compounds of the formula I in which M is B, Al, Ga, In, Ge, Sn, P, As or Sb and in particular B, Sn or P, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, r is 0, 1 or 2, p is 1, 2 or 3 and the Compound V2 is selected from compounds of the formula I in which M is Si, m is 1, 2 or 3, n is 0, r is 0, 1 or 2, p is 1, 2 or 3.
  • Ar in the compounds V1 and V2 may be identical or different, Ar having the abovementioned and in particular the preferred meanings and in particular being phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular Ci-C4-alkyl, and alkoxy, in particular Ci-C4-alkoxy, are selected.
  • R then preferably represents C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl.
  • the molar ratio of compound V1 to compound V2 of this embodiment can be varied over wide ranges and typically ranges from 1: 1000 to 1000: 1, often in the range of 100: 1 to 1: 100 or in the range of 50: 1 to 1: 50 lie.
  • the compounds of the formula I can also be used together with one or more compounds of the formula II:
  • M ' is a metal, metalloid or oxoacid-forming non-metal other than carbon and nitrogen, preferably one of the meanings given in formula I for M, in particular one of the meanings mentioned therein as being preferred;
  • a 1, 2, 3, 4, 5 or 6
  • b 0, 1 or 2
  • c 0, 1 or 2
  • d is 1 or an integer> 1, e.g. an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6,
  • a + b + 2c is 1, 2, 3, 4, 5 or 6 and corresponds to the valence of M ', Ar 'has one of the meanings given in formula I for Ar, in particular one of the meanings mentioned there as preferred;
  • R ' has one of the meanings given in formula I for R, in particular one of the meanings mentioned there as preferred.
  • M ' represents a metal or semimetal or a non-metal other than carbon or nitrogen which forms oxo acids, the metals, semi-metals and non-metals being selected, as a rule, from the non-nitrogen and carbon elements of the following groups of the periodic table IA, such as Li, Na or K, IIA, such as Mg, Ca, Sr or Ba, INA, such as B, Al, Ga or In, IVA, such as Si, Ge or Sn, VA, such as P, As or Sb, VIA, like S, Se or Te, IVB, like Ti or Zr, VB, like V, VIB like Cr, Mo or W and VIIB, like Mn.
  • IA such as Li, Na or K
  • IIA such as Mg, Ca, Sr or Ba
  • INA such as B, Al, Ga or In
  • IVA such as Si, Ge or Sn
  • VA such as P, As or Sb, VIA, like S, Se or Te
  • IVB like Ti or Zr,
  • M ' is an element selected from the group consisting of elements of INA, IVA, VA and IVB other than carbon and nitrogen of the periodic table, in particular a second, third and fourth period element. More preferably, M 'is selected from B, Si, Sn, Ti and P. In a particularly preferred embodiment of the invention, M' is B or Si and especially Si.
  • b in formula II is 0, d. that is, the atom M 'carries no residues R'.
  • variables a, b, c, Ar 'and R' in formula II either alone or in combination and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M ', preferably have the following meanings: a 2, 3 or 4 ;
  • b 0, 1 or 2;
  • R ' if present, C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 6 -cycloalkyl or phenyl.
  • the variables a, b, c, Ar 'and R' in formula II, taken alone or in combination, and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M ' preferably have the following meanings:
  • a 1, 2, 3 or 4;
  • Ar 'phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are selected from alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy.
  • a preferred embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which d is the number 1. Such compounds can be considered as ortho-esters of the central atom M 'underlying oxo-acid.
  • the variables a, b, c, M ', Ar' and R ' have the abovementioned meanings and especially in combination one of the preferred or particularly preferred meanings.
  • Ar ' has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and is in particular phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 - Alkoxy, are selected.
  • Ar ' has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and is in particular phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 - Alkoxy, are selected.
  • a specific embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which M 'is Si, a is 4, c is 0 and b is 0.
  • Ar ' has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings, and in particular represents phenyl which is unsubstituted or is 1, 2 or 3 subunits. having substituents which are selected from alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy.
  • Another specific embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which M 'is Si, a is 1, 2 or 3, c is 0 and b is 4-a.
  • Ar ' has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 Alkoxy, are selected.
  • R ' has the meanings described for formula II; in particular, R 'is methyl, ethyl, phenyl, vinyl or allyl.
  • Examples of preferred compounds of formula II of this embodiment are methyl (triphenoxy) silane, dimethyl (diphenoxy) silane, trimethyl (phenoxy) silane, phenyl (triphenoxy) silane and diphenyl (diphenoxy) silane.
  • c is 0 or 1 and in particular 0,
  • b is 0 or 1 and especially 0,
  • a + b + 2c is 3, 4, 5 or 6 and corresponds to the valence of M '.
  • M 'in the formula A' is Si, Sn, B and P.
  • the condensation product is cyclic and d is 3, 4 or 5.
  • Such compounds can be described in particular by the following structure IIb:
  • k is 1, 2 or 3 and -A'- is a group> M '(ArO) a-2 (0) c (R') b, wherein M ', Ar' and R 'are as above for formula II and a, c and b have the meanings mentioned above in connection with structure IIa.
  • the condensation product is linear and saturated at the ends with an Ar'O unit.
  • such compounds can be described by the following structure IIc, Ar '- [- O-A'-] d -OAr' (IIc) where d is an integer in the range of 2 to 20, and -A ' - is a group> M '(Ar'0) a-2 (0) c (R') b, wherein M ', Ar' and R 'are the meanings given above for formula II and a, b and c are the above in the context of structure IIa.
  • condensation products are triphenyl metaborate, hexaphenoxyacotrisiloxane or octaphenoxycyclotetrasiloxane.
  • the compounds of formula II are known or can be prepared in analogy to known methods for the preparation of phenates, see, for. Senn, WADC Technical Report 54-339, SRI (1955), DE 1816241, Z. Anorg. Gen. Chem. 551, 61-66 (1987), Houben-Weyl, Vol. VI-2 35-41, Z. Chem. 5,122-130 (1965).
  • the molar ratio of the compound of the formula I to the compound of the formula II can be varied over a wide range typically in the ranging from 1: 1000 to 1000: 1, often in the range of 100: 1 to 1: 100 or in the range of 50: 1 to 1:50.
  • the compounds of the formula I or the mixture of the compound of the formula I with the compound of the formula II on the one hand and formaldehyde or the formaldehyde equivalent on the other hand used in an amount such that the molar ratio of formaldehyde, or the molar ratio from the formaldehyde contained in the formaldehyde equivalent to the aryloxy groups ArO or Ar'O present in the compounds of the formula I and, if appropriate, the formula II, preferably at least 0.9: 1, in particular at least 1: 1, especially at least 1, 01: 1, very particularly preferably at least 1, 05: 1 and especially at least 1, 1: 1.
  • Greater excesses of formaldehyde are generally not critical, but not necessary, so that one typically uses formaldehyde or the formaldehyde equivalent in an amount such that the molar ratio of formaldehyde, or the molar ratio of formaldehyde contained in the formaldehyde equivalent, to the in the compounds of formula I and optionally of the formula II aryloxy ArO or Ar'O present a value of 10: 1, preferably 5: 1 and in particular 2: 1 does not exceed.
  • formaldehyde or the formaldehyde equivalent in an amount such that the molar ratio of formaldehyde or the molar ratio of the formaldehyde contained in the formaldehyde equivalent to the aryloxy groups ArO present in the compounds of the formula I and optionally of the formula II or Ar'O in the range of 1: 1 to 10: 1, in particular in the range of 1, 01: 1 to 5: 1 and especially in the range of 1, 05: 1 to 1: 5 or 1, 1: 1 to 2: 1 lies.
  • a formaldehyde equivalent is meant a compound which releases formaldehyde under polymerization conditions.
  • the formaldehyde equivalent is preferably an oligomer or polymer of formaldehyde, ie a substance having the empirical formula (CH 2 O) Z , where z denotes the degree of polymerization.
  • formaldehyde ie a substance having the empirical formula (CH 2 O) Z , where z denotes the degree of polymerization.
  • These include, in particular, trioxane (3 formaldehyde units) and paraformaldehyde (higher oligomer (CH 2 O) z ).
  • the copolymerization is carried out using formaldehyde and formaldehyde equivalents selected from gaseous formaldehyde, trioxane and paraformaldehyde.
  • the copolymerization of the compounds of the formula I and optionally of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents takes place in the presence of catalytic amounts of an acid.
  • the acid is added an amount of from 0.1 to 10% by weight, in particular from 0.2 to 5% by weight, based on the compounds of the formula I and, if appropriate, of the formula II.
  • Preferred acids here are Bronsted acids, for example organic carboxylic acids such.
  • trifluoroacetic acid oxalic acid or lactic acid and organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid.
  • organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid.
  • inorganic Bronsted acids such as HCl, H2SO4 or HCIO4.
  • the Lewis acid for example, BF3, BC, SnCU, TiCU, or AICI3 can be used.
  • the use of complexed or dissolved in ionic liquids Lewis acids is also possible.
  • the copolymerization can also be catalyzed with bases.
  • bases are amines such as triethylamine or dimethylaniline, hydroxides and basic salts of alkali metals and alkaline earth metals such as LiOH, NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , Ba (OH) 2 or Na 3 P0 4 and alkoxides of alkali metals and alkaline earth metals such as Na-methylate, Na-ethylate, K-tert-butylate or Mg-ethylate.
  • amines such as triethylamine or dimethylaniline
  • hydroxides and basic salts of alkali metals and alkaline earth metals such as LiOH, NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , Ba (OH) 2 or Na 3 P0 4
  • alkoxides of alkali metals and alkaline earth metals such as Na-methylate, Na-ethylate, K-tert-butylate or Mg-eth
  • the copolymerization can also be thermally initiated, i. h., the copolymerization is carried out without the addition of an acid by heating a mixture of the compounds of formula I and optionally of formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents.
  • the temperatures required for the copolymerization are typically in the range of 50 to 250 ° C, in particular in the range of 80 to 200 ° C.
  • the polymerization temperatures are typically in the range of 50 to 200 ° C and in particular in the range of 80 to 150 ° C.
  • the polymerization temperatures are typically in the range of 120 to 250 ° C and in particular in the range of 150 to 200 ° C.
  • the copolymerization can in principle be carried out as a so-called batch or as an addition process.
  • the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I with at least one compound of the formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in the desired amount in the reaction vessel and those for the copolymerization required conditions are carried out as a so-called batch or as an addition process.
  • At least one of the two components, ie the compounds) of the formula I and optionally the formula II and / or the compound which is selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents at least partially fed in the course of the polymerization until the desired ratio from the compound of the formula I and, if appropriate, of the formula II to the compound which is maldehyde and formaldehyde equivalents is selected.
  • the addition is followed by a post-reaction phase.
  • the implementation is as a batch.
  • Formaldehyde and formaldehyde equivalents are selected, it is carried out so that the polymerization conditions are not interrupted until the total amount of the compounds of formula I and optionally of formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents have been added to the reaction vessel ,
  • the copolymerization of the compounds of formula I or the mixture of at least one compound of formula I and at least one compound of formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents may be carried out neat or in an inert diluent.
  • Suitable diluents are, for example, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, 1, 2-dichloroethene or hydrocarbons such as toluene, xylene or hexane and mixtures thereof.
  • the copolymerization of the compounds of formula I or of the mixture of at least one compound of formula I and at least one compound of formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents is carried out with substantial absence of water, i. h.,
  • the concentration of water at the beginning of the polymerization is less than 0.1 wt .-%, based on the total amount of monomer to be polymerized.
  • copolymerization of the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents may be followed by purification steps and optionally drying steps.
  • the copolymerization of the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents can be followed by a calcination.
  • the organic polymeric material formed in the copolymerization of the compounds of the formula I or of the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents is carbonized to the carbon phase.
  • the copolymerization of the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents may be followed by oxidative removal of the organic polymer phase.
  • the organic polymeric material formed during the copolymerization of the organic constituents is oxidized, and a nanoporous oxidic or nitridic material is obtained.
  • the composite material obtainable by the process according to the invention has at least one oxide phase which contains the metal, semimetal or non-metal M or M 'and at least one organic polymer phase resulting from the polymerization of the aryloxy groups ArO or Ar'O with the formaldehyde ,
  • the dimensions of the phase domains in the composite material thus obtained are usually in the range of a few nanometers, but it is possible to obtain materials with domain sizes of up to 100-200 nm.
  • the phase domains of the oxide phase and the phase domains of the organic phase typically have a co-continuous arrangement, i. that is, both the organic phase and the inorganic or organometallic phase penetrate each other and form essentially no discontinuous regions.
  • the distances between adjacent phase boundaries, or the distances between the domains of adjacent identical phases, are extremely low and are on average at most 10 nm, preferably at most 5 nm and in particular at most 2 nm. A macroscopically visible separation into discontinuous domains of the respective phase occurs not up.
  • the mean distance between the domains of adjacent identical phases can be determined by means of combined X-ray small-angle scattering (SAXS) via the scattering vector q (measurement in transmission at 20 ° C., monochromatized CuK a radiation, 2D detector ( Image plate), slit collimation).
  • SAXS X-ray small-angle scattering
  • continuous phase domain discontinuous phase domain and co-continuous phase domain
  • co-continuous arrangement of a two-component mixture is understood to mean a phase-separated arrangement of the two phases, wherein within a domain of the respective phase each region of the phase interface of the domain can be connected to each other by a continuous path, without the path a phase interface passes through / intersects.
  • the composite materials obtainable according to the invention can be converted in a manner known per se into nanoporous inorganic materials by oxidatively removing the organic constituents of the nanocomposite material according to the invention.
  • the nanostructure of the inorganic phase contained in the nanocomposite material according to the invention is maintained and results, depending on the selected compounds of the formula I, an oxide of the (semi-) metal or the non-metal or a mixed form.
  • the oxidation is typically carried out by heating in an oxygen-containing atmosphere as in the above cited essay by Spange et al. described. As a rule, heating is carried out with access of oxygen at a temperature in the range from 400 to 1500 ° C., in particular in the range from 500 to 1000 ° C.
  • the heating is typically carried out in an oxygen-containing atmosphere, e.g. As in air or other oxygen / nitrogen mixtures, wherein the volume fraction of oxygen can be varied over wide ranges and, for example, in the range of 5 to 50 vol .-%, based on the total gas mixture.
  • an oxygen-containing atmosphere e.g. As in air or other oxygen / nitrogen mixtures, wherein the volume fraction of oxygen can be varied over wide ranges and, for example, in the range of 5 to 50 vol .-%, based on the total gas mixture.
  • the composite materials obtainable according to the invention can also be converted into an electroactive nanocomposite material which, in addition to an inorganic phase of a (semi-) metal, which may be both oxidic and (semi-) metallic, has a carbon phase C.
  • Such materials are obtainable by calcining the composite material obtainable according to the invention with substantial or complete exclusion of oxygen.
  • the carbon phase C and the inorganic phase form substantially co-continuous phase domains, with the average spacing of two adjacent domains of identical phases typically being at most 10 nm.
  • the calcination is carried out at a temperature in the range from 400 to 2000.degree. C., in particular in the range from 500 to 1000.degree.
  • the calcination is then usually carried out with substantial exclusion of oxygen.
  • the oxygen partial pressure in the reaction zone in which the calcination is carried out is low and will preferably not exceed 20 mbar, in particular 10 mbar.
  • the calcination is carried out in an inert gas atmosphere, e.g. B. under nitrogen or argon.
  • the inert gas atmosphere less than 1 vol .-%, in particular less than 0.1 vol .-% oxygen contain.
  • the calcination is carried out under reducing conditions, for.
  • Example 2 in an atmosphere containing hydrogen (Hb), hydrocarbon gases such as methane, ethane or propane, or ammonia (NH3), optionally as a mixture with an inert such as nitrogen or argon.
  • Hb hydrogen
  • hydrocarbon gases such as methane, ethane or propane
  • ammonia NH3
  • calcination may be carried out in an inert gas stream or in a gas stream containing reducing gases such as hydrogen, hydrocarbon gases or ammonia.
  • the composite materials obtainable in accordance with the invention are particularly advantageously used for the production of gas storage materials, rubber mixtures, low-K dielectrics and electrode materials for lithium-ion batteries.
  • the preparation was carried out according to the method described by G. Fester (Dissertation 2009, Bergakademie Freiberg / Sa, Example 20 f.).
  • Example 2 The mixture was cooled to room temperature, filtered with suction through a D4 frit, washed with xylene and hexane and dried in a vacuum oven. 25 g of a finely divided powder were obtained. The primary particles showed the typical twin structure domain structures with dimensions in the range of 2-5 nm (determined by TEM).
  • Example 2 The primary particles showed the typical twin structure domain structures with dimensions in the range of 2-5 nm (determined by TEM).
  • the primary particles showed the typical twin structure domain structures with dimensions in the range of 3-5 nm (determined by TEM).

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Abstract

The present invention relates to a process for producing a composite material composed of a) at least one oxidic phase and b) an organic polymer phase, comprising the copolymerization of at least one compound which is described by the following general formula I [(ArO)mMOnRrHp]q(I) in which M is B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As or Sb, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, r is 0, 1 or 2, p is 1, 2 or 3, q is 1 or an integer > 1, for example an integer from 2 to 20, especially an integer from 3 to 6, m + 2n + r + p is 1, 2, 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M, Ar is phenyl or naphthyl, where the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or may have one or more, for example 1, 2 or 3, substituents selected from independently alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NRaRb in which Ra and Rb are each independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl, R is alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl, where aryl is unsubstituted or may have one or more substituents selected independently from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NRaRb in which Ra and Rb are each as defined above, with at least one compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents, in a reaction medium which is essentially anhydrous, to obtain a composite material having an arrangement of phase domains similar to those nanocomposite materials obtainable by twin polymerization as described in the prior art, and to the use of the composite material for production of gas storage materials, rubber mixtures, low-K dielectrics and electrode materials for lithium ion batteries.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials  Process for producing a composite material
Beschreibung: Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials aus Description: The present invention relates to a method for producing a composite material
a) wenigstens einer oxidischen Phase und a) at least one oxide phase and
b) wenigstens einer organischen Polymerphase. In jüngerer Zeit wurde verschiedentlich die Herstellung von Kompositmaterialien durch sogenannte Zwillingspolymerisation beschrieben (siehe z. B. Spange et al., Angew. Chem. Int. Ed., 46 (2007) 628-632, WO 2009/083083, WO 2009/133086, b) at least one organic polymer phase. More recently, the production of composite materials by so-called twin polymerization has been variously described (see, for example, Spange et al., Angew Chem. Int. Ed., 46 (2007) 628-632, WO 2009/083083, WO 2009/133086 .
WO 2010/1 12581 und WO 2010/128144). Bei der Zwillingspolymerisation werden Verbindungen polymerisiert, die mehrere Arylmethylgruppen besitzen, die über ein oder zwei Heteroatom(e), vorzugsweise ein oder zwei Sauerstoffatom(e), an ein Metall- oder Halbmetallatom gebunden sind. WO 2010/1 12581 and WO 2010/128144). In the twin polymerization, compounds having several arylmethyl groups attached to a metal or semimetal atom via one or two heteroatom (s), preferably one or two oxygen atoms, are polymerized.
Die Zwillingspolymerisation liefert Kompositmaterialien, die typischerweise wenigstens eine oxidische Phase und wenigstens eine organische Polymerphase, worin die Pha- sendomänen eine co-kontinuierliche Anordnung sowie Abmessungen im Bereich weniger Nanometer (Abstand zwischen benachbarten identischen Phasen) besitzen, aufweisen. Man nimmt an, dass die spezielle Phasenanordnung und die geringen Abstände benachbarter Phasen eine Folge der kinetischen Kopplung der Polymerisation der Arylmethyl-Einheiten in den Zwillingsmonomeren einerseits und der Bildung des Silizi- umdioxids andererseits ist. Infolgedessen bilden sich die Phasenbestandteile mehr oder weniger synchron, und es findet bereits während der Polymerisation der Zwil- lingsmonomere eine Phasenseparation in die anorganische Phase und die organische Phase statt. Bevorzugte Zwillingsmonomere sind spirocyclische Verbindungen, wie sie in The twin polymerization provides composite materials typically having at least one oxide phase and at least one organic polymer phase wherein the phase domains have a co-continuous configuration and dimensions in the range of a few nanometers (spacing between adjacent identical phases). It is believed that the particular phasing and short spacing of adjacent phases is a consequence of the kinetic coupling of the polymerization of the arylmethyl units in the twin monomers on the one hand and the formation of the silicon dioxide on the other hand. As a result, the phase constituents form more or less synchronously, and phase separation into the inorganic phase and the organic phase takes place already during the polymerization of the twin monomers. Preferred twin monomers are spiro-cyclic compounds as described in U.S. Pat
WO 2009/083083 beschrieben werden. In diesen spirocyclischen Verbindungen sind zwei 1 -Oxy-2-(oxymethyl)arylgruppen über ihre Sauerstoffatome mit einem Metall- oder Halbmetallatom zu einer spirocyclischen Struktur miteinander verknüpft. Ein Beispiel für eine derartige spirocyclische Verbindung ist 2,2'-Spirobi[4H-1 ,3,2-benzodioxasilin]:  WO 2009/083083 are described. In these spirocyclic compounds, two 1-oxy-2- (oxymethyl) aryl groups are linked together via their oxygen atoms with a metal or semimetal atom to form a spirocyclic structure. An example of such a spirocyclic compound is 2,2'-spirobi [4H-1,2,2-benzodioxasiline]:
Zwar lassen sich die spirocyclischen Verbindungen nach der in WO 2009/083083 beschriebenen Methode vergleichsweise einfach durch Umsetzung von 1 -Hydroxy-2- hydroxymethylaromaten wie 1 -Hydroxy-2-hydroxymethylbenzol (Saligenin) mit Metallalkoxiden bzw. Halbmetallalkoxiden herstellen, jedoch ist die Herstellung der Aus- gangsmaterialien, nämlich der 1 -Hydroxy-2-hydroxymethylaromaten, vergleichsweise aufwendig. Zwar stellen 1 -Hydroxy-2-hydroxymethylaromaten formal Monoadditions- produkte von Formaldehyd an Hydroxyaromaten dar, jedoch führt die Addition von Formaldehyd an Hydroxyaromaten wie Phenol in der Regel nicht zum gewünschten Monoaddukt, sondern zur ο,ο-Bishydroxymethylverbindung (siehe Ree. Trav. Chim. Pays-Bas 62, 57 (1943)). Weiterhin ist bekannt, o-Hydroxyarylcarbonsäuren wie Sa- licylsäure mit geeigneten Reduktionsmitteln zu den entsprechenden 1 -Hydroxy-2- hydroxymethylaromaten reduzieren (siehe J. Chem. Soc. PT1 , (1981 ) 1942-1952 sowie Bull. Chem. Soc. Jap. 56, 719-723, (1983)) oder Phenylborat mit Formaldehyd zum Monoaddukt umzusetzen und anschließend das dabei gebildete o-Hydroxymethyl- phenylborat zum Saligenin zu hydrolysieren (siehe FR 2626575). All diesen Verfahren ist gemeinsam, dass sie zwar im Labor durch Reinigungsoperationen zu guten und reproduzierbaren Ergebnissen führen, aber insgesamt aufwendig durchzuführen sind. Unvollständige Umsetzung oder Nebenprodukte führen zu Produktverlust. Daher ist der Zugang zu den in WO 2009/083083 beschriebenen Spiroverbindungen aufwendig und bleibt stark eingeschränkt, was einer industriellen Anwendung der Zwillingspolymerisation zur Herstellung von Nanokompositmaterialien bislang entgegensteht. Although the spirocyclic compounds can be prepared comparatively easily by reacting 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromatics, such as 1-hydroxy-2-hydroxymethylbenzene (saligenin), with metal alkoxides or semimetal alkoxides according to the method described in WO 2009/083083, the preparation of Starting materials, namely the 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromaten, comparatively expensive. Although 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromatics are formally monoaddition products of formaldehyde to hydroxyaromatics, the addition of formaldehyde to hydroxyaromatics such as phenol generally does not lead to the desired monoadduct, but to the ο, ο-bishydroxymethyl compound (see Ree. Trav. Chim. Pays-Bas 62, 57 (1943)). It is also known to reduce o-hydroxyarylcarboxylic acids such as salicylic acid with suitable reducing agents to the corresponding 1-hydroxy-2-hydroxymethylaromatics (see J. Chem. Soc. PT1, (1981) 1942-1952 and Bull. Chem. Soc. Jap. 56, 719-723, (1983)) or phenylborate with formaldehyde to the monoadduct and then to hydrolyze the o-hydroxymethyl phenylborate formed thereby to Saligenin (see FR 2626575). All these methods have in common that they lead in the laboratory by cleaning operations to good and reproducible results, but overall are consuming to perform. Incomplete reaction or by-products lead to product loss. Therefore, access to the spiro compounds described in WO 2009/083083 is complex and remains severely limited, which hitherto precludes an industrial application of the twin polymerization for the production of nanocomposite materials.
Aus der DE 1816241 ist die Herstellung von löslichen Metall- oder Halbmetall-haltigen Phenol-Formaldehydharzen bekannt, bei der entweder bestimmte Metall- oder Halb- metallphenolate mit unterstöchiometrischen Mengen an Formaldehyd umgesetzt oder Novolake, also Phenol-Formaldehyd-Kondensate, mit ausgewählten anorganischen Metall- oder Halbmetallverbindungen umgesetzt werden. Die Herstellung von Kompositmaterialien mit einer Phasenstruktur, deren Phasendomänen Abmessungen im Na- nometerbereich haben, wird nicht beschrieben. DE 1816241 discloses the preparation of soluble metal- or semimetal-containing phenol-formaldehyde resins in which either certain metal or semimetal phenolates are reacted with substoichiometric amounts of formaldehyde or novolacs, ie phenol-formaldehyde condensates, with selected inorganic metal - or semi-metal compounds are reacted. The production of composite materials with a phase structure whose phase domains have dimensions in the nanometer range is not described.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass sich durch Copolymerisation von wenigstens einer Verbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel I beschrieben wird, [(ArO)mMOnRrHp]q (I) It has now surprisingly been found that by copolymerization of at least one compound which is described by the following general formula I, [(ArO) m MOnRrH p ] q (I)
worin wherein
M für B, AI, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As oder Sb steht,  M is B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As or Sb,
m für 1 , 2 oder 3 steht, m is 1, 2 or 3,
n für 0 oder 1 steht, r für 0, 1 oder 2 steht, n is 0 or 1, r is 0, 1 or 2,
p für 1 , 2 oder 3 steht, p is 1, 2 or 3,
q für 1 oder eine ganze Zahl > 1 , z. B. eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere eine ganze Zahl von 3 bis 6, steht, q for 1 or an integer> 1, z. B. is an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6,
m + 2n + r + p für 1 , 2, 3, 4 oder 5 steht und der Wertigkeit von M entspricht,m + 2n + r + p is 1, 2, 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M,
Ar für Phenyl oder Naphthyl steht, wobei der Phenylring bzw. der Naph- thylring unsubstituiert ist oder einen oder mehrere, z. B. 1 , 2 oder 3, Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Al- kyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, wo- rin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oderAr is phenyl or naphthyl, wherein the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or one or more, for. 1, 2 or 3, substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, alkyl or
Cycloalkyl stehen, Are cycloalkyl,
R für Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl steht, wobei Aryl unsubstituiert ist oder einen oder mehrere Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen, mit wenigstens einer Verbindung, die unter Formaldehyd und Formaldehyd-Aquivalen- ten ausgewählt ist, in einem Reaktionsmedium, das im Wesentlichen wasserfrei ist, Kompositmaterialien herstellen lassen, die eine Anordnung der Phasendomänen ähnlich derjenigen Nanokompositmaterialien aufweisen, welche durch Zwillingspolymerisation wie im Stand der Technik beschrieben erhältlich sind. R is alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl wherein aryl is unsubstituted or may have one or more substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b wherein R a and R b are as previously defined having at least one compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in a reaction medium which is substantially anhydrous, can produce composite materials having an arrangement of the phase domains similar to those of nanocomposite materials prepared by twin polymerization as described in US Pat State of the art described are available.
Dies ist überraschend, da man bisher annahm, dass die Bildung der Nanokompositma- terialien auf die in Zwillingsmonomeren vorliegenden Struktureinheiten zurückzuführen sind, welche Arylmethylengruppen, die kovalent über ein Heteroatom an ein Metall oder Halbmetall gebunden sind, aufweisen. Man nahm bisher an, dass diese Struktureinheiten eine kinetische Kopplung der Polymerisation des organischen Molekülteils der Zwillingsmonomere und der Bildung des "anorganischen Polymers", nämlich der anorganischen Phase, bewirken, da Polymerisation und Bildung der anorganischen Phase einen gemeinsamen Reaktionsschritt haben, nämlich den Bindungsbruch zwischen dem Methylenkohlenstoff der Arylmethylengruppe und dem das (Halb-)Metall tragenden Heteroatom. Die dadurch bedingte kinetische Kopplung wurde bei der Zwillingspolymerisation als ursächlich für die Ausbildung der charakteristischen Nanostruk- turen gesehen. Die charakteristischen Struktureinheiten der Zwillingsmonomere weisen die Verbindungen der Formel I jedoch nicht auf. This is surprising, since it has hitherto been assumed that the formation of the nanocomposite materials is due to the structural units present in twin monomers, which arylmethylene groups which are covalently bonded via a heteroatom to a metal or semimetal have. It has previously been assumed that these structural units cause a kinetic coupling of the polymerization of the organic moiety of the twin monomers and the formation of the "inorganic polymer", namely the inorganic phase, since polymerization and formation of the inorganic phase have a common reaction step, namely the bond break between the methylene carbon of the arylmethylene group and the (semi-) metal-bearing heteroatom. The resulting kinetic coupling was seen in twin polymerization as the cause of the formation of the characteristic nanostructures. However, the characteristic structural units of the twin monomers do not have the compounds of the formula I.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von Kompositmaterialien, die im Wesentlichen aus a) wenigstens einer oxidischen Phase und The present invention thus relates to a process for the production of composite materials, which consists essentially of a) at least one oxide phase and
b) wenigstens einer organischen Polymerphase bestehen, b) at least one organic polymer phase,
umfassend die Copolymerisation von wenigstens einer Verbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel I beschrieben wird, comprising the copolymerization of at least one compound which is described by the following general formula I,
[(ArO)mMOnRrHp]q (I) [(ArO) m MOnRrH p ] q (I)
worin wherein
M für B, AI, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As oder Sb steht,  M is B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As or Sb,
m für 1 , 2 oder 3 steht, m is 1, 2 or 3,
n für 0 oder 1 steht, n is 0 or 1,
r für 0, 1 oder 2 steht, r is 0, 1 or 2,
p für 1 , 2 oder 3 steht, p is 1, 2 or 3,
q für 1 oder eine ganze Zahl > 1 , z. B. eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere eine ganze Zahl von 3 bis 6, steht, q for 1 or an integer> 1, z. B. is an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6,
m + 2n + r + p für 1 , 2, 3, 4 oder 5 steht und der Wertigkeit von M entspricht,m + 2n + r + p is 1, 2, 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M,
Ar für Phenyl oder Naphthyl steht, wobei der Phenylring bzw. der Naph- thylring unsubstituiert ist oder einen oder mehrere, z. B. 1 , 2 oder 3, Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Al- kyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, wo- rin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oderAr is phenyl or naphthyl, wherein the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or one or more, for. 1, 2 or 3, substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, alkyl or
Cycloalkyl stehen, Are cycloalkyl,
R für Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl steht, wobei Aryl unsubstituiert ist oder einen oder mehrere Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen, mit wenigstens einer Verbindung, die unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählt ist, in einem Reaktionsmedium, das im Wesentlichen wasserfrei ist. R is alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl wherein aryl is unsubstituted or may have one or more substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b wherein R a and R b are as previously defined having at least one compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in a reaction medium which is substantially anhydrous.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit einer Reihe von Vorteilen verbunden. Zum einen liefert das erfindungsgemäße Verfahren Kompositmaterialien, wie sie bei der Zwillingspolymerisation auch erhalten werden, d. h. Kompositmaterialien, die aus a) wenigstens einer oxidischen Phase und The process according to the invention has a number of advantages. On the one hand, the process according to the invention provides composite materials as are also obtained in the twin polymerization, ie. H. Composite materials consisting of a) at least one oxide phase and
b) wenigstens einer organischen Polymerphase bestehen, b) at least one organic polymer phase,
wobei die oxidische Phase und die organische Polymerphase im Wesentlichen aus Phasendomänen bestehen, in denen der mittlere Abstand benachbarter Phasendomänen identischer Phasen sehr klein ist. Anders als bei der Zwillingspolymerisation sind jedoch keine schlecht zugänglichen Ausgangsmaterialien wie die eingangs erwähnten Spiroverbindungen oder labile Arylmethyl(halbmetallate) wie Tetrakis(furylmethyl- oxy)silan notwendig, um zu den gewünschten Kompositmaterialien zu gelangen. Vielmehr können mit den Verbindungen der Formel I leicht zugängliche und vergleichsweise stabile Ausgangsmaterien eingesetzt werden, was eine Herstellung der Komposit- materialien in größerem Maßstab erlaubt. wherein the oxide phase and the organic polymer phase consist essentially of phase domains in which the mean spacing of adjacent phase domains of identical phases is very small. Unlike the twin polymerization, however, are not difficult to access starting materials such as those mentioned above Spiro compounds or labile arylmethyl (semimetals) such as tetrakis (furylmethyl-oxy) silane necessary to get to the desired composite materials. Rather, easily accessible and comparatively stable starting materials can be used with the compounds of the formula I, which makes it possible to produce the composite materials on a larger scale.
Zum anderen ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch Wahl geeigneter Verbindungen der Formel I oder Mischungen von Verbindungen der Formel I die gezielte Modifizierung der stofflichen Eigenschaften des danach erhältlichen Komposit- materials. So kann man beispielsweise die anorganische Polymerphase in ihren Eigenschaften dadurch modifizieren, dass man Mischungen verschiedener Verbindungen der Formel I miteinander copolymerisiert, die sich in der Art des Metalls, Halbmetalls bzw. Nichtmetalls unterscheiden. In analoger Weise kann man beispielsweise die organische Polymerphase in ihren Eigenschaften dadurch modifizieren, dass man Mi- schungen verschiedener Verbindungen der Formel I miteinander copolymerisiert, die sich in der Art der Arylgruppe unterscheiden. Ebenso kann man beispielsweise die organische und die anorganische Polymerphase in ihren Eigenschaften dadurch modifizieren, dass man Mischungen verschiedener Verbindungen der Formel I miteinander copolymerisiert, die sich sowohl in der Art des Metalls, Halbmetalls bzw. Nichtmetalls M als auch in der Aryloxygruppe ArO unterscheiden. On the other hand, by selecting suitable compounds of the formula I or mixtures of compounds of the formula I, the process according to the invention makes it possible to selectively modify the material properties of the composite material obtainable thereafter. Thus, for example, the properties of the inorganic polymer phase can be modified by copolymerizing mixtures of different compounds of the formula I which differ in the nature of the metal, semimetal or nonmetal. In an analogous manner, for example, the properties of the organic polymer phase can be modified by copolymerizing mixtures of different compounds of the formula I which differ in the nature of the aryl group. Likewise, it is possible, for example, to modify the organic and inorganic polymer phases in their properties by copolymerizing mixtures of various compounds of the formula I which differ both in the nature of the metal, semimetal or nonmetal M and in the aryloxy group ArO.
Wie bereits erwähnt, liefert das erfindungsgemäße Verfahren Kompositmaterialien, die aus wenigstens einer oxidischen Phase und wenigstens einer organischen Polymerphase bestehen, wobei die oxidische Phase und die organische Polymerphase im We- sentlichen aus Phasendomänen bestehen, in denen der mittlere Abstand benachbarter Phasendomänen identischer Phasen sehr klein ist. Der mittlere Abstand benachbarter Phasendomänen identischer Phasen beträgt typischerweise weniger als 200 nm, häufig weniger als 50 nm, insbesondere weniger als 10 nm. Unter benachbarten Phasendomänen identischer Phasen versteht man zwei Phasendomänen zweier identischer Phasen, die durch eine Phasendomäne der anderen Phase getrennt sind, beispielsweise zwei Phasendomänen der Oxidphase, die durch eine Phasendomäne der organischen Polymerphase getrennt sind, oder zwei Phasendomänen der Polymerphase, die durch eine Phasendomäne der Oxidphase getrennt sind. Formel I ist als sogenannte Bruttoformel zu verstehen, sie gibt die Art und Zahl der für die Verbindungen der Formel I charakteristischen Struktureinheiten an, nämlich das Atom M sowie die an das Atom M gebundenen Gruppen, d. h. die Aryloxygruppe ArO, das Sauerstoffatom O, die Kohlenstoff-gebundenen Reste R und die Wasserstoffatome H. Die Einheiten [(ArO)mMOnRrHp]q können für q >1 mono- oder polycyclische Strukturen oder lineare Strukturen bilden. As already mentioned, the method according to the invention provides composite materials which consist of at least one oxide phase and at least one organic polymer phase, the oxidic phase and the organic polymer phase consisting essentially of phase domains in which the mean spacing of adjacent phase domains of identical phases is very small is. The average spacing of adjacent phase domains of identical phases is typically less than 200 nm, often less than 50 nm, more preferably less than 10 nm. Under adjacent phase domains of identical phases is meant two phase domains of two identical phases separated by a phase domain of the other phase, for example two phase domains of the oxide phase separated by a phase domain of the organic polymer phase, or two phase domains of the polymer phase separated by a phase domain of the oxide phase. Formula I is to be understood as a so-called gross formula, it indicates the type and number of the structural units characteristic of the compounds of formula I, namely the atom M and the groups bonded to the atom M, ie the aryloxy group ArO, the oxygen atom O, the carbon -bonded radicals R and the hydrogen atoms H. The units [(ArO) m MO n RrHp] q can form mono- or polycyclic structures or linear structures for q> 1.
Verbindungen der Formel I können als Verbindungen auf Basis von Monohydroxyaro- maten aufgefasst werden, die formal 1 , 2 oder 3 von Monohydroxyaromaten durch Deprotonierung der aromatischen Hydroxyfunktion abgeleitete Aryloxygruppen Ar-0 bzw. -Anionen aufweisen, wobei das bzw. die vom Monohydroxyaromaten Ar-OH abgeleitetein) Aryloxygruppe(n) bzw. Anion(en) Ar-0 über das deprotonierte Sauerstoffatom der Hydroxygruppe des Monohydroxyaromaten an ein Metall-, Halbmetall- oder Nichtmetallatom M gebunden ist bzw. sind. Demzufolge entspricht der Rest Ar-0 in Formel I einer durch Deprotonierung der aromatischen Hydroxyfunktion eines Hydro- xyaromaten abgeleiteten Aryloxygruppe bzw. einem Aryloxy-Anion. Compounds of the formula I can be regarded as compounds based on monohydroxyaromatics which formally have 1, 2 or 3 aryloxy groups Ar-O or anions derived from monohydroxyaromatics by deprotonation of the aromatic hydroxy function, where the monohydroxyaromatic or aromatic OH) aryloxy group (s) or anion (s) Ar-O is bonded via the deprotonated oxygen atom of the hydroxy group of the monohydroxyaromatic to a metal, metalloid or non-metal atom M. Accordingly, the radical Ar-0 in formula I corresponds to an aryloxy group or an aryloxy anion derived by deprotonation of the aromatic hydroxy function of a hydroxyaromatic.
Geeignete Monohydroxyaromaten Ar-OH sind vor allem Phenol, α-Naphthol oder ß- Naphthol, die unsubstituiert sind oder einen oder mehrere, z. B. 1 , 2, 3 oder 4, Substituenten aufweisen, die typischerweise ausgewählt sind unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb, worin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Cycloalkyl stehen. Die Verbindungen der Formel I weisen ein oder mehrere Atome M auf und können, im Falle mehrerer Atome M, lineare, verzweigte, monocyclische oder polycyclische Strukturen aufweisen. Suitable monohydroxyaromatic Ar-OH are especially phenol, α-naphthol or ß-naphthol, which are unsubstituted or one or more, for. As 1, 2, 3 or 4, substituents which are typically selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl. The compounds of the formula I have one or more atoms M and, in the case of several atoms M, can have linear, branched, monocyclic or polycyclic structures.
Die Verbindungen der Formel I weisen formal 1 , 2 oder 3 an das Atom M gebundene Wasserstoffatome auf. The compounds of the formula I have formally 1, 2 or 3 hydrogen atoms bound to the atom M.
Die Verbindungen der Formel I können auch formal 1 oder 2 Substituenten R am Atom M aufweisen, wobei die Substituenten R ausgewählt sind unter Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl, wobei Aryl unsubstituiert ist oder einen oder mehrere Substituenten auf- weisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Cycloalkyl stehen. The compounds of the formula I can also formally have 1 or 2 substituents R on the atom M, where the substituents R are selected from alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl, where aryl is unsubstituted or can have one or more substituents which are independent of one another are selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl.
Die Verbindungen der Formel I können auch formal ein Sauerstoffatom am Atom M aufweisen. The compounds of the formula I can also formally have an oxygen atom on the atom M.
Die Gesamtzahl der an das Atom M gebundenen Gruppen wird typischerweise durch die Wertigkeit des Atoms M, an welches die oben genannten Gruppen gebunden sind, bestimmt und entspricht der Summe m + 2n + r + p. Hier und im Folgenden stellen die Begriffe Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cyc- loalkoxy und Aryl Sammelbegriffe für einwertige organische Reste mit der für sie üblichen Bedeutung dar, wobei Alkyl und Alkoxy typischerweise 1 bis 20, häufig 1 bis 10 und insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome und Cycloalkyl und Cycloalkoxy typischerweise 3 bis 20, häufig 3 bis 10 und insbesondere 5 oder 6 Kohlenstoffatome aufweisen. Die mögliche Anzahl der Kohlenstoffatome eines Restes wird dabei typischerweise durch das Präfix Cx-Cy angegeben, wobei x für die minimale und y für die maximale Kohlenstoffanzahl steht. The total number of groups bound to the atom M is typically determined by the valence of the atom M to which the above-mentioned groups are bound, and corresponds to the sum m + 2n + r + p. Here and below, the terms alkyl, alkenyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and aryl are collective terms for monovalent organic radicals having the usual meaning for them, wherein alkyl and alkoxy typically 1 to 20, often 1 to 10 and especially 1 to 4 carbon atoms and cycloalkyl and cycloalkoxy typically have 3 to 20, often 3 to 10 and in particular 5 or 6 carbon atoms. The possible number of carbon atoms of a radical is typically given by the prefix C x -C y , where x is the minimum and y is the maximum carbon number.
Alkyl steht für einen gesättigten, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest, der typischerweise 1 bis 20, häufig 1 bis 10 und insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist und der beispielsweise für Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, 2-Methybutyl, 1 -Methylbutyl, 3-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, 1 -Methylheptyl, 2-Methylheptyl, 2-Ethylhexyl, n-Nonyl, 1 -Methylnonyl, n-Decyl, 3-Propylheptyl und dergleichen steht. Alkyl is a saturated, linear or branched hydrocarbon radical which typically has 1 to 20, frequently 1 to 10 and in particular 1 to 4 carbon atoms and which is, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, Isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, 2-methylbutyl, 1-methylbutyl, 3-pentyl, n -hexyl, n-heptyl, n-octyl, 1-methylheptyl, 2-methylheptyl, 2-ethylhexyl, n-nonyl , 1-methylnonyl, n-decyl, 3-propylheptyl and the like.
Alkenyl steht für einen olefinisch ungesättigten, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest, der typischerweise 2 bis 20, häufig 2 bis 10 und insbesondere 2 bis 6 Koh- lenstoffatome aufweist und der beispielsweise für Vinyl, 1 -Propenyl, 2-Propenyl, 1 - Methylethenyl, 1 -Methyl-1 -propenyl, 2-Methyl-1 -propenyl, 1 -Methyl-2-propenyl, 2-Methyl-2-propenyl, 1 -Pentenyl, 2-Pentenyl, 3-Pentenyl, 4-Pentenyl, Alkenyl is an olefinically unsaturated, linear or branched hydrocarbon radical which typically has 2 to 20, frequently 2 to 10 and in particular 2 to 6 carbon atoms and which is, for example, vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-methylethenyl, 1 -Methyl-1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl,
1 - Methyl-1 -butenyl, 2-Methyl-1 -butenyl, 3-Methyl-1 -butenyl, 1 -Methyl-2-butenyl, 1-methyl-1-butenyl, 2-methyl-1-butenyl, 3-methyl-1-butenyl, 1-methyl-2-butenyl,
2- Methyl-2-butenyl, 3-Methyl-2-butenyl, 1 -Methyl-3-butenyl, 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 1-methyl-3-butenyl,
2-Methyl-3-butenyl, 3-Methyl-3-butenyl, 1 ,1 -Dimethyl-2-propenyl, 2-methyl-3-butenyl, 3-methyl-3-butenyl, 1, 1-dimethyl-2-propenyl,
1 ,2-Dimethyl-1 -propenyl, 1 ,2-Dimethyl-2-propenyl, 1 -Ethyl-1 -propenyl,  1, 2-dimethyl-1-propenyl, 1, 2-dimethyl-2-propenyl, 1-ethyl-1-propenyl,
1 -Ethyl-2-propenyl, 1 -Hexenyl, 2-Hexenyl, 3-Hexenyl, 4-Hexenyl, 5-Hexenyl, 1-ethyl-2-propenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl,
1 -Methyl-1 -pentenyl, 2-Methyl-1 -pentenyl, 3-Methyl-1 -pentenyl, 4-Methyl-1 -pentenyl, 1 -Methyl-2-pentenyl, 2-Methyl-2-pentenyl, 3-Methyl-2-pentenyl, 4-Methyl-2-pentenyl, 1 -Methyl-3-pentenyl, 2-Methyl-3pentenyl, 3-Methyl-3-pentenyl, 4-Methyl-3-pentenyl, 1 -Methyl-4-pentenyl, 2-Methyl-4-pentenyl, 3-Methyl-4-pentenyl, 4-Methyl-4-pentenyl,1-methyl-1-pentenyl, 2-methyl-1-pentenyl, 3-methyl-1-pentenyl, 4-methyl-1-pentenyl, 1-methyl-2-pentenyl, 2-methyl-2-pentenyl, 3 Methyl 2-pentenyl, 4-methyl-2-pentenyl, 1-methyl-3-pentenyl, 2-methyl-3-pentenyl, 3-methyl-3-pentenyl, 4-methyl-3-pentenyl, 1-methyl-4 pentenyl, 2-methyl-4-pentenyl, 3-methyl-4-pentenyl, 4-methyl-4-pentenyl,
1 .1 - Dimethyl-2-butenyl, 1 ,1 -Dimethyl-3-butenyl, 1 ,2-Dimethyl-1 -butenyl, 1: 1 - dimethyl-2-butenyl, 1, 1-dimethyl-3-butenyl, 1, 2-dimethyl-1-butenyl,
1 .2- Dimethyl-2-butenyl, 1 ,2-Dimethyl-3-butenyl, 1 ,3-Dimethyl-1 -butenyl,  1, 2-dimethyl-2-butenyl, 1, 2-dimethyl-3-butenyl, 1, 3-dimethyl-1-butenyl,
1 .3- Dimethyl-2-butenyl, 1 ,3-Dimethyl-3-butenyl, 2,2-Dimethyl-3-butenyl,  1, 3-dimethyl-2-butenyl, 1, 3-dimethyl-3-butenyl, 2,2-dimethyl-3-butenyl,
2,3-Dimethyl-1 -butenyl, 2,3-Dimethyl-2-butenyl, 2,3-Dimethyl-3-butenyl, 2,3-dimethyl-1-butenyl, 2,3-dimethyl-2-butenyl, 2,3-dimethyl-3-butenyl,
3,3-Dimethyl-1 -butenyl, 3,3-Dimethyl-2-butenyl, 1 -Ethyl-1 -butenyl, 1 -Ethyl-2-butenyl, 1 -Ethyl-3-butenyl, 2-Ethyl-1 -butenyl, 2-Ethyl-2-butenyl, 2-Ethyl-3-butenyl,  3,3-dimethyl-1-butenyl, 3,3-dimethyl-2-butenyl, 1-ethyl-1-butenyl, 1-ethyl-2-butenyl, 1-ethyl-3-butenyl, 2-ethyl-1 - butenyl, 2-ethyl-2-butenyl, 2-ethyl-3-butenyl,
1 ,1 ,2-Trimethyl-2-propenyl, 1 -Ethyl-1 -methyl-2-propenyl, 1 -Ethyl-2-methyl-1 -propenyl und 1 -Ethyl-2-methyl-2-propenyl steht. Alkoxy steht für einen über ein Sauerstoffatom gebundenen Alkylrest, wie zuvor definiert, der typischerweise 1 bis 20, häufig 1 bis 10 und insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist und der beispielsweise für Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, Isopropo- xy, n-Butoxy, 2-Butoxy, Isobutoxy, tert.-Butoxy, n-Pentyloxy, 2-Methylbutyloxy, 1 - Methylbutyloxy, n-Hexyloxy, n-Heptyloxy, n-Octyloxy, 1 -Methylheptyloxy, 2- Methylheptyloxy, 2-Ethylhexyloxy, n-Nonyloxy, 1 -Methylnonyloxy, n-Decyloxy, 3- Propylheptyloxy und dergleichen steht. Cycloalkyl steht für einen mono-, bi- oder tricyclischen, gesättigten cycloaliphatischen Rest, der typischerweise 3 bis 20, häufig 3 bis 10 und insbesondere 5 oder 6 Kohlenstoffatome aufweist und der beispielsweise für Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Bicyclo[2.2.1 ]hept-1 -yl, Bicyclo[2.2.1 ]hept-2-yl, Bicyclo[2.2.1 ]hept-7-yl, Bicyclo[2.2.2]octan-1 -yl, Bicyclo[2.2.2]octan-2-yl, 1 -Adamantyl oder 2-Adamantyl steht. 1, 1, 2-trimethyl-2-propenyl, 1-ethyl-1-methyl-2-propenyl, 1-ethyl-2-methyl-1-propenyl and 1-ethyl-2-methyl-2-propenyl. Alkoxy stands for an alkyl radical bonded via an oxygen atom, as defined above, which typically has 1 to 20, frequently 1 to 10 and in particular 1 to 4 carbon atoms and which is, for example, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy , 2-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, n-pentyloxy, 2-methylbutyloxy, 1-methylbutyloxy, n-hexyloxy, n-heptyloxy, n-octyloxy, 1-methylheptyloxy, 2-methylheptyloxy, 2-ethylhexyloxy, n- Nonyloxy, 1-methylnonyloxy, n-decyloxy, 3-propylheptyloxy and the like. Cycloalkyl is a mono-, bi- or tricyclic, saturated cycloaliphatic radical which has typically 3 to 20, often 3 to 10 and in particular 5 or 6 carbon atoms and which, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, bicyclo [2.2.1] hept-1-yl, bicyclo [2.2.1] hept-2-yl, bicyclo [2.2.1] hept-7-yl, bicyclo [2.2.2] octan-1-yl, bicyclo [2.2 .2] octan-2-yl, 1-adamantyl or 2-adamantyl.
Cycloalkyloxy steht für einen über ein Sauerstoffatom gebundenen mono-, bi- oder tricyclischen, gesättigten cycloaliphatischen Rest, der typischerweise 3 bis 20, häufig 3 bis 10 und insbesondere 5 oder 6 Kohlenstoffatome aufweist und der beispielsweise für Cyclopropyloxy, Cyclobutyloxy, Cyclopentyloxy, Cyclohexyloxy, Cycloheptyloxy, Cyclooctyloxy, Bicyclo[2.2.1 ]hept-1 -yloxy, Bicyclo[2.2.1 ]hept-2-yloxy, Bicyc- lo[2.2.1 ]hept-7-yloxy, Bicyclo[2.2.2]octan-1 -yloxy, Bicyclo[2.2.2]octan-2-yloxy, 1 - Adamantyloxy oder 2-Adamantyloxy steht. Aryl steht für einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffrest wie beispielsweise Phenyl, 1 -Naphthyl oder 2-Naphthyl. Cycloalkyloxy represents a mono-, bi- or tricyclic, saturated cycloaliphatic radical bonded via an oxygen atom, which has typically 3 to 20, often 3 to 10 and in particular 5 or 6 carbon atoms and which is, for example, cyclopropyloxy, cyclobutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, cycloheptyloxy , Cyclooctyloxy, bicyclo [2.2.1] hept-1-yloxy, bicyclo [2.2.1] hept-2-yloxy, bicyclo [2.2.1] hept-7-yloxy, bicyclo [2.2.2] octane-1 -yloxy, bicyclo [2.2.2] octan-2-yloxy, 1-adamantyloxy or 2-adamantyloxy. Aryl is a mononuclear or polynuclear aromatic hydrocarbon radical such as phenyl, 1-naphthyl or 2-naphthyl.
In den bevorzugten Verbindungen der Formel I sind die Atome M unter B, Si, Sn und P, insbesondere unter Si und Sn ausgewählt. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung steht M für Si, d. h., die Verbindung der Formel I ist unter Verbindungen der Formel I ausgewählt, worin das Atom M zu wenigstens 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Atomen M, Silicium umfasst. In the preferred compounds of the formula I, the atoms M are selected from B, Si, Sn and P, in particular from Si and Sn. In a specific embodiment of the invention, M is Si, d. h., the compound of the formula I is selected from compounds of the formula I in which the atom M comprises at least 90 mol%, based on the total amount of atoms M, of silicon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht r in Formel I für 0, d. h., das Atom M trägt keine Reste R. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden wenigstens zwei voneinander verschiedene Verbindungen der Formel I mit Formaldehyd oder einem Formaldehydäquivalent copolymerisiert, wobei in wenigstens einer der Verbindungen der Formel I die Variable r gleich 0 ist und in wenigstens einer weiteren Verbindung der Formel I die Variable r gleich 0 ist. Unabhängig davon haben die Variablen m, n, r, p, Ar und R in Formel I für sich oder in Kombination und insbesondere in Kombination mit einer der bevorzugten und besonders bevorzugten Bedeutungen von M vorzugsweise die folgenden Bedeutungen: m 1 , 2 oder 3; In a preferred embodiment of the invention, r in formula I is 0, ie, the atom M carries no radicals R. In another preferred embodiment of the invention, at least two mutually different compounds of formula I are copolymerized with formaldehyde or a formaldehyde equivalent, wherein in at least one of the compounds of the formula I is the variable r is 0 and in at least one further compound of the formula I the variable r is 0. Independently of this, the variables m, n, r, p, Ar and R in formula I, taken alone or in combination, and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M, preferably have the following meanings: m 1, 2 or 3;
n O oder l ; n is O or l;
r 0, 1 oder 2; r is 0, 1 or 2;
p 1 , 2 oder 3; p is 1, 2 or 3;
Ar Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, Cycloalkyl, insbesondere C3-C10- Ar is phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, cycloalkyl, in particular C 3 -C 10 -alkyl,
Cycloalkyl, Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, Cycloalkoxy, insbesondere C3- Cio-Cycloalkoxy, und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, oder Cycloalkyl, insbesondere C3-Cio-Cycloalkyl, stehen; Cycloalkyl, alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy, cycloalkoxy, in particular C 3 -C 10 -cycloalkoxy, and NR a R b are selected, wherein R a and R b independently of one another represent hydrogen, alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, or cycloalkyl , in particular C3-Cio-cycloalkyl;
R sofern vorhanden, Ci-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C3-Cio-Cycloalkyl oder Phenyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, Cs-Ce-Cycloalkyl oder Phenyl. R if present, C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl.
Insbesondere haben die Variablen m, n, r, p, Ar und R in Formel I für sich oder in Kombination und insbesondere in Kombination mit einer der bevorzugten und beson- ders bevorzugten Bedeutungen von M vorzugsweise die folgenden Bedeutungen: m 1 , 2 oder 3; In particular, the variables m, n, r, p, Ar and R in formula I, by themselves or in combination and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M, preferably have the following meanings: m 1, 2 or 3 ;
n O oder l ; n is O or l;
r 0 oder 1 ; r is 0 or 1;
p 1 oder 2; p 1 or 2;
Ar Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind; Ar is phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents selected from alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy;
R sofern vorhanden, Ci-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C3-Cio-Cycloalkyl oder Phenyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, Cs-Ce-Cycloalkyl oder Phenyl.  R if present, C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl.
Weist die Verbindung der Formel I mehrere Reste ArO auf, können die einzelnen Reste Ar gleich oder verschieden sein. Ebenso können bei mehreren Resten R diese gleich oder verschieden sein. If the compound of the formula I has several radicals ArO, the individual radicals Ar can be identical or different. Likewise, if there are several radicals R, they may be the same or different.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen der Formel I sind solche Verbindungen, worin q für 1 steht. Derartige Verbindungen können als ortho-Ester der dem Atom M zugrundeliegenden Oxo-Säure aufgefasst werden. In diesen Verbindungen haben die Variablen m, n, r, p, M, Ar und R die zuvor genannten Bedeutungen und insbesondere für sich oder speziell in Kombination eine der bevorzugten oder besonders bevorzugten Bedeutungen. A preferred embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which q is 1. Such compounds can be considered as ortho-esters of the atom M underlying oxo acid. In these compounds, the variables m, n, r, p, M, Ar and R have the meanings given above and in particular, individually or in combination, one of the preferred or particularly preferred meanings.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen der Formel I sind sol- che Verbindungen, worin M ausgewählt ist unter B, Si, Sn und P, m für 2 oder 3 steht, n für 0 oder 1 steht, r für 0 steht, p für 1 oder 2 steht und q für 1 steht. Darin hat Ar die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere C1-C4- Alkoxy, ausgewählt sind. A particularly preferred embodiment of the compounds of formula I are those compounds wherein M is selected from B, Si, Sn and P, m is 2 or 3, n is 0 or 1, r is 0, p is 1 or 2 and q is 1. In this Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkyl. Alkoxy, are selected.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen der Formel I sind solche Verbindungen, worin M ausgewählt ist unter B, Si und Sn, m für 2 oder 3 steht, n für 0 steht, r für 0 steht, p für 1 oder 2 steht und q für 1 steht. Darin hat Ar die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere C1-C4- Alkoxy, ausgewählt sind. Eine spezielle Ausführungsform der Verbindungen der Formel I sind solche Verbindungen, worin M für Si steht, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 steht, r für 0 oder 1 steht, p für 1 , 2 oder 3 steht und q für 1 steht. Darin hat Ar die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesonde- re Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind. A very particularly preferred embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which M is selected from B, Si and Sn, m is 2 or 3, n is 0, r is 0, p is 1 or 2 and q stands for 1 In this Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkyl. Alkoxy, are selected. A specific embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which M is Si, m is 1, 2 or 3, n is 0, r is 0 or 1, p is 1, 2 or 3 and q is 1 stands. In this formula, Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings, and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkyl. C4 alkoxy are selected.
Beispiele für erfindungsgemäß bevorzugte Verbindungen der Formel I, in denen q für 1 steht, sind Diphenoxymethylsilan, Triphenoxysilan und Diphenoxysilan. Eine weitere spezielle Ausführungsform der Verbindungen der Formel I sind solche Verbindungen, worin M für Si steht, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 steht, r für 0 oder 1 steht, p für 1 , 2 oder 3 steht und q für 1 steht. Darin hat Ar die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Al- kyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind. In diesen Verbindungen hat R die für Formel I beschriebenen Bedeutungen; insbesondere steht R für Methyl, Ethyl, Phenyl, Vinyl oder Allyl. Beispiele für bevorzugte Verbindungen der Formel I dieser Ausführungsform sind Diphenoxymethylsilan, Triphenoxysilan und Diphenoxysilan. Als Verbindungen der Formel I sind auch "Kondensationsprodukte" von Verbindungen der Formel I mit q gleich 1 geeignet. Diese Verbindungen weisen in der Regel die Summenformel der Formel I auf, worin q für eine ganze Zahl größer 1 , z. B. eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 20 und insbesondere für 3, 4, 5 oder 6 steht. Derartige Verbindungen leiten sich formal durch Kondensation von Verbindungen der Formel I mit q gleich 1 ab, wobei formal jeweils zwei Einheiten ArO unter Bildung eines Moleküls Ar- O-Ar kondensieren und eine Einheit M(ArO)m-20n+iRrHp entfernt wurde. Sie sind dementsprechend im Wesentlichen aus den Strukturelementen der folgenden Formel la aufgebaut, Examples of compounds of the formula I which are preferred according to the invention in which q is 1 are diphenoxymethylsilane, triphenoxysilane and diphenoxysilane. Another specific embodiment of the compounds of the formula I are those compounds in which M is Si, m is 1, 2 or 3, n is 0, r is 0 or 1, p is 1, 2 or 3 and q stands for 1 In this formula, Ar has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are unsubstituted by alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C4 alkoxy are selected. In these compounds, R has the meanings described for formula I; in particular, R is methyl, ethyl, phenyl, vinyl or allyl. Examples of preferred compounds of formula I of this embodiment are diphenoxymethylsilane, triphenoxysilane and diphenoxysilane. Also suitable as compounds of the formula I are "condensation products" of compounds of the formula I where q is 1. These compounds generally have the empirical formula of formula I, wherein q is an integer greater than 1, z. B. an integer in the range of 2 to 20 and in particular for 3, 4, 5 or 6 stands. Such compounds are derived formally by condensation of compounds of the formula I with q equal to 1, wherein formally two units each ArO condense to form a molecule Ar-O-Ar and a unit M (ArO) m-20 n + iRrH p was removed , Accordingly, they are essentially made up of the structural elements of the following formula Ia,
-[-O-A-]- (la) worin -A- für eine Gruppe >M(ArO)m-20nRrHp steht, worin M, Ar und R die zuvor ge- nannten, insbesondere die als bevorzugt oder besonders bevorzugt genannten, Bedeutungen aufweisen, - [- OA -] - (la) where -A- is a group> M (ArO) m-20 n RrH p , where M, Ar and R are those mentioned above, in particular those mentioned as preferred or particularly preferred , Meanings,
m für 3 steht, m stands for 3,
n für 0 steht, n is 0,
r für 0 steht, r stands for 0,
p für 1 steht p stands for 1
m + 2n + r + p für 3, 4 oder 5 steht und der Wertigkeit von M entspricht. m + 2n + r + p is 3, 4 or 5 and corresponds to the valency of M.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kondensationsprodukt cyclisch und q steht für 3, 4 oder 5. Derartige Verbindungen können insbesondere durch die folgende Struktur Ib beschrieben werden, In a preferred embodiment, the condensation product is cyclic and q is 3, 4 or 5. Such compounds can be described in particular by the following structure Ib,
worin k für 1 , 2 oder 3 steht und -A- für eine Gruppe >M(ArO)m-20nRrHp steht, worin M, Ar und R die zuvor für Formel I genannten Bedeutungen und m, n, r und p die zuvor im Zusammenhang mit Struktur la genannten Bedeutungen aufweisen. where k is 1, 2 or 3 and -A- is a group> M (ArO) m-20 n RrH p , where M, Ar and R are the meanings given above for formula I and m, n, r and p have the meanings mentioned above in connection with structure Ia.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kondensationsprodukt linear und an den Enden mit jeweils einer ArO-Einheit abgesättigt. Mit anderen Worten, der- artige Verbindungen können durch die folgende Struktur Ic beschrieben werden, In a further preferred embodiment, the condensation product is linear and saturated at the ends with one ArO unit each. In other words, such compounds can be described by the following structure Ic
Ar-[-0-A-]s-OAr (Ic) worin s für eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 20 steht und -A- für eine Gruppe >M(ArO)m-20nRrHp steht, worin M, Ar und R die zuvor für Formel I genannten Bedeutungen und m, n, r und p die zuvor im Zusammenhang mit Struktur la genannten Be- deutungen aufweisen. Besonders bevorzugt ist diese Ausführungsform, wenn Verbindungen bezüglich der Anzahl der Wiederholungseinheiten eine Verteilung aufweisen, also mit unterschiedlichem s vorliegen. Beispielsweise können Gemische vorliegen, bei denen mindestens 99 %, 90 %, 80 % oder 60 % der Masse als Oligomerengemisch mit s gleich 2 bis 6 oder s gleich 4 bis 9 oder s gleich 6 bis 15 oder s gleich 12 bis 20 vor- liegen. Ar - [- O-A-] s -OAr (Ic) where s is an integer in the range from 2 to 20 and -A- is a group> M (ArO) m-20 n RrHp, where M, Ar and R are the meanings mentioned above for formula I and m, n, r and p have the meanings previously mentioned in connection with structure 1a. This embodiment is particularly preferred if compounds have a distribution with respect to the number of repeat units, that is, with different s. For example, mixtures may be present in which at least 99%, 90%, 80% or 60% of the mass is present as an oligomer mixture with s equal to 2 to 6 or s equal to 4 to 9 or s equal to 6 to 15 or s equal to 12 to 20 ,
Beispiele für derartige Kondensationsprodukte sind Triphenoxycyclotrisiloxan oder Tet- raphenoxycyclotetrasiloxan. Die Verbindungen der Formel I sind bekannt oder können in Analogie zu bekannten Methoden zur Herstellung von Phenolaten hergestellt werden, siehe z. B. O. F. Senn, WADC Technical Report 54-339, SRI (1955), DE 1816241 , Z. Anorg. Allg. Chem. 551 , 61 -66 (1987), Houben-Weyl, Band VI-2 35-41 , Z. Chem. 5,122-130 (1965). In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfassen die Verbindungen der Formel I wenigstens zwei voneinander verschiedene Verbindungen V1 und V2. Die Verbindungen V1 und V2 unterscheiden sich vorzugsweise in wenigstens einem der folgenden Merkmale (1 ) bis (4): (1 ) Unterschied in Ar, (2) Unterschied in M, (3) Unterschied in r, d. h., Anzahl der Reste R, (4) Unterschied in p, d. h., Zahl der an M gebun- denen Wasserstoffatome. Beispielsweise ist Verbindung V1 ausgewählt unter Verbindungen der Formel I, worin M für B, Si, Sn oder P und insbesondere für B, Si oder Sn steht, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 oder 1 , insbesondere für 0 steht, r für 0 steht, p fürExamples of such condensation products are triphenoxycyclotrisiloxane or tet raphenoxycyclotetrasiloxane. The compounds of formula I are known or can be prepared in analogy to known methods for the preparation of phenolates, see, for. Senn, WADC Technical Report 54-339, SRI (1955), DE 1816241, Z. Anorg. Gen. Chem. 551, 61-66 (1987), Houben-Weyl, Vol. VI-2 35-41, Z. Chem. 5,122-130 (1965). In a further embodiment of the invention, the compounds of the formula I comprise at least two mutually different compounds V1 and V2. The compounds V1 and V2 preferably differ in at least one of the following features (1) to (4): (1) difference in Ar, (2) difference in M, (3) difference in r, d. h., number of radicals R, (4) difference in p, d. h., number of hydrogen atoms bound to M. For example, compound V1 is selected from compounds of the formula I in which M is B, Si, Sn or P and in particular B, Si or Sn, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, in particular 0 , r is 0, p is
1 oder 2 steht. Die Verbindung V2 ist beispielsweise ausgewählt unter Verbindungen der Formel I, worin M ausgewählt ist unter B, Si, Sn oder P und M insbesondere für Si oder Sn steht, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 oder 1 , insbesondere 0 steht, r für 1 oder1 or 2 stands. The compound V2 is selected, for example, from compounds of the formula I in which M is selected from B, Si, Sn or P and M is in particular Si or Sn, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, in particular 0 stands, r for 1 or
2 steht, p für 1 , 2 oder 3 steht. Dabei kann Ar in den Verbindungen V1 und V2 gleich oder verschieden sein, wobei Ar die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen aufweist und insbesondere für Phenyl steht, das unsubstitu- iert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind. R steht dann vorzugsweise für Ci-C6-Alkyl, C3-Cio-Cycloalkyl oder Phenyl, insbesondere für C1-C4- Alkyl, Cs-Ce-Cycloalkyl oder Phenyl. Das Molverhältnis von der Verbindung V1 zu der Verbindung V2 dieser Ausführungsform kann über weite Bereiche variiert werden und wird typischerweise im Bereich von 1 : 1000 bis 1000 : 1 , häufig im Bereich von 100 : 1 bis 1 : 100 oder im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50 liegen. 2, p is 1, 2 or 3. In this case Ar in the compounds V1 and V2 may be identical or different, Ar having the abovementioned meanings and in particular the preferred meanings and in particular being phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl , in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy. R then preferably represents C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl. The molar ratio of compound V1 to compound V2 of this embodiment can be varied over wide ranges and typically ranges from 1: 1000 to 1000: 1, often in the range of 100: 1 to 1: 100 or in the range of 50: 1 to 1: 50 lie.
In einer weiteren, spezielleren Ausführungsform der Erfindung umfassen die Verbindungen der Formel I wenigstens zwei voneinander verschiedene Verbindungen V1 und V2, wobei die Verbindung V1 ausgewählt ist unter Verbindungen der Formel I, worin M für B, AI, Ga, In, Ge, Sn, P, As oder Sb und insbesondere für B, Sn oder P steht, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 oder 1 steht, r für 0, 1 oder 2 steht, p für 1 , 2 oder 3 steht und die Verbindung V2 ausgewählt ist unter Verbindungen der Formel I, worin M für Si, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 steht, r für 0, 1 oder 2 steht, p für 1 , 2 oder 3 steht. Dabei kann Ar in den Verbindungen V1 und V2 gleich oder verschieden sein, wobei Ar die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen aufweist und insbesondere für Phenyl steht, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind. R steht dann vorzugsweise für Ci-C6-Alkyl, C3-C10- Cycloalkyl oder Phenyl, insbesondere für Ci-C4-Alkyl, Cs-Ce-Cycloalkyl oder Phenyl. Das Molverhältnis von der Verbindung V1 zu der Verbindung V2 dieser Ausführungsform kann über weite Bereiche variiert werden und wird typischerweise im Bereich von 1 : 1000 bis 1000 : 1 , häufig im Bereich von 100 : 1 bis 1 : 100 oder im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50 liegen. Die Verbindungen der Formel I können auch zusammen mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel II eingesetzt werden: In a further, more specific embodiment of the invention, the compounds of the formula I comprise at least two mutually different compounds V1 and V2, the compound V1 being selected from compounds of the formula I in which M is B, Al, Ga, In, Ge, Sn, P, As or Sb and in particular B, Sn or P, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, r is 0, 1 or 2, p is 1, 2 or 3 and the Compound V2 is selected from compounds of the formula I in which M is Si, m is 1, 2 or 3, n is 0, r is 0, 1 or 2, p is 1, 2 or 3. In this case, Ar in the compounds V1 and V2 may be identical or different, Ar having the abovementioned and in particular the preferred meanings and in particular being phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular Ci-C4-alkyl, and alkoxy, in particular Ci-C4-alkoxy, are selected. R then preferably represents C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 6 -C 12 -cycloalkyl or phenyl. The molar ratio of compound V1 to compound V2 of this embodiment can be varied over wide ranges and typically ranges from 1: 1000 to 1000: 1, often in the range of 100: 1 to 1: 100 or in the range of 50: 1 to 1: 50 lie. The compounds of the formula I can also be used together with one or more compounds of the formula II:
[(Ar'0)aM'OcR'b]d (II) [(Ar'0) aM'OcR'b] d (II)
worin wherein
M' für ein Metall, Halbmetall oder für ein Oxosäuren bildendes, von Kohlenstoff und Stickstoff verschiedenes Nichtmetall steht, vorzugsweise eine der in Formel I für M genannten Bedeutungen, insbesondere eine der dort als bevorzugt genannten Bedeutungen aufweist; M 'is a metal, metalloid or oxoacid-forming non-metal other than carbon and nitrogen, preferably one of the meanings given in formula I for M, in particular one of the meanings mentioned therein as being preferred;
a für 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 steht, a is 1, 2, 3, 4, 5 or 6,
b 0, 1 oder 2 bedeutet, b is 0, 1 or 2,
c 0, 1 oder 2 bedeutet, c is 0, 1 or 2,
d für 1 oder eine ganze Zahl > 1 , z.B. eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere eine ganze Zahl von 3 bis 6 steht, d is 1 or an integer> 1, e.g. an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6,
a + b + 2c für 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 steht und der Wertigkeit von M' entspricht, Ar' eine der in Formel I für Ar genannten Bedeutungen, insbesondere eine der dort als bevorzugt genannten Bedeutungen aufweist; a + b + 2c is 1, 2, 3, 4, 5 or 6 and corresponds to the valence of M ', Ar 'has one of the meanings given in formula I for Ar, in particular one of the meanings mentioned there as preferred;
R' eine der in Formel I für R genannten Bedeutungen, insbesondere eine der dort als bevorzugt genannten Bedeutungen aufweist.  R 'has one of the meanings given in formula I for R, in particular one of the meanings mentioned there as preferred.
Weist die Verbindung der Formel II mehrere Reste Ar'O auf, können die einzelnen Reste Ar' gleich oder verschieden sein. Ebenso können bei mehreren Resten R' diese gleich oder verschieden sein. In Formel II steht M' für ein Metall oder Halbmetall oder für ein von Kohlenstoff oder Stickstoff verschiedenes Nichtmetall, welches Oxosäuren bildet, wobei die Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle in der Regel unter den von Stickstoff und Kohlenstoff verschiedenen Elementen der folgenden Gruppen des Periodensystems ausgewählt sind: IA, wie Li, Na oder K, IIA, wie Mg, Ca, Sr oder Ba, INA, wie B, AI, Ga oder In, IVA, wie Si, Ge oder Sn, VA, wie P, As oder Sb, VIA, wie S, Se oder Te, IVB, wie Ti oder Zr, VB, wie V, VIB wie Cr, Mo oder W und VIIB, wie Mn. Bevorzugt steht M' für ein Element, das unter den von Kohlenstoff und Stickstoff verschiedenen Elementen der Gruppen INA, IVA, VA und IVB des Periodensystems ausgewählt ist, insbesondere für ein Element der 2., 3. und 4. Periode. Besonders bevorzugt ist M' ausgewählt unter B, Si, Sn, Ti und P. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht M' für B oder Si und speziell für Si. If the compound of the formula II has several radicals Ar'O, the individual radicals Ar 'may be identical or different. Likewise, if there are several radicals R ', they may be the same or different. In formula II, M 'represents a metal or semimetal or a non-metal other than carbon or nitrogen which forms oxo acids, the metals, semi-metals and non-metals being selected, as a rule, from the non-nitrogen and carbon elements of the following groups of the periodic table IA, such as Li, Na or K, IIA, such as Mg, Ca, Sr or Ba, INA, such as B, Al, Ga or In, IVA, such as Si, Ge or Sn, VA, such as P, As or Sb, VIA, like S, Se or Te, IVB, like Ti or Zr, VB, like V, VIB like Cr, Mo or W and VIIB, like Mn. Preferably, M 'is an element selected from the group consisting of elements of INA, IVA, VA and IVB other than carbon and nitrogen of the periodic table, in particular a second, third and fourth period element. More preferably, M 'is selected from B, Si, Sn, Ti and P. In a particularly preferred embodiment of the invention, M' is B or Si and especially Si.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht b in Formel II für 0, d. h., das Atom M' trägt keine Reste R'. In a preferred embodiment of the invention, b in formula II is 0, d. that is, the atom M 'carries no residues R'.
Unabhängig davon haben die Variablen a, b, c, Ar' und R' in Formel II für sich oder in Kombination und insbesondere in Kombination mit einer der bevorzugten und besonders bevorzugten Bedeutungen von M' vorzugsweise die folgenden Bedeutungen: a 2, 3 oder 4; Independently of this, the variables a, b, c, Ar 'and R' in formula II, either alone or in combination and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M ', preferably have the following meanings: a 2, 3 or 4 ;
c O oder l ; c O or I;
b 0, 1 oder 2; b is 0, 1 or 2;
Ar' Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, Cycloalkyl, insbesondere C3-C10- Cycloalkyl, Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, Cycloalkoxy, insbesondere C3- Cio-Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, oder Cycloalkyl, insbesondere C3-Cio-Cycloalkyl, stehen; Ar 'phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, cycloalkyl, in particular C 3 -C 10 -cycloalkyl, alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy, cycloalkoxy, in particular C 3 - Cio-cycloalkoxy and NR a R b are selected, wherein R a and R b independently of one another are hydrogen, alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, or cycloalkyl, in particular C 3 -C 10 -cycloalkyl;
R' sofern vorhanden, Ci-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C3-Cio-Cycloalkyl oder Phenyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, Cs-Ce-Cycloalkyl oder Phenyl. Insbesondere haben die Variablen a, b, c, Ar' und R' in Formel II für sich oder in Kombination und insbesondere in Kombination mit einer der bevorzugten und besonders bevorzugten Bedeutungen von M' vorzugsweise die folgenden Bedeutungen: R ', if present, C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 6 -alkenyl, C 3 -C 10 -cycloalkyl or phenyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 6 -cycloalkyl or phenyl. In particular, the variables a, b, c, Ar 'and R' in formula II, taken alone or in combination, and in particular in combination with one of the preferred and particularly preferred meanings of M ', preferably have the following meanings:
a 1 , 2, 3 oder 4; a is 1, 2, 3 or 4;
c O oder l ; c O or I;
b 0; b 0;
Ar' Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind.  Ar 'phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are selected from alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen der Formel II sind solche Verbindungen der Formel II, worin d für die Zahl 1 steht. Derartige Verbindungen können als ortho-Ester der dem Zentralatom M' zugrundeliegenden Oxo-Säure aufgefasst werden. In diesen Verbindungen haben die Variablen a, b, c, M', Ar' und R' die zuvor genannten Bedeutungen und speziell in Kombination eine der bevorzugten oder besonders bevorzugten Bedeutungen. A preferred embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which d is the number 1. Such compounds can be considered as ortho-esters of the central atom M 'underlying oxo-acid. In these compounds, the variables a, b, c, M ', Ar' and R 'have the abovementioned meanings and especially in combination one of the preferred or particularly preferred meanings.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen der Formel II sind sol- che Verbindungen der Formel II, worin M' ausgewählt ist unter B, Si, Sn, Ti und P, a für 3 oder 4 steht, c für 0 oder 1 steht und b für 0 steht und d = 1 ist. Darin hat Ar' die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere C1-C4- Alkoxy, ausgewählt sind. A particularly preferred embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which M 'is selected from B, Si, Sn, Ti and P, a is 3 or 4, c is 0 or 1 and b is 0 and d = 1. In it, Ar 'has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and is in particular phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 - Alkoxy, are selected.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen der Formel II sind solche Verbindungen der Formel II, worin M' ausgewählt ist unter B, Si und Sn, a für 3 oder 4 steht, c für 0 steht und b für 0 steht und d = 1 ist. Darin hat Ar' die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere C1-C4- Alkoxy, ausgewählt sind. Eine spezielle Ausführungsform der Verbindungen der Formel II sind solche Verbindungen der Formel II, worin M' für Si steht, a für 4 steht, c für 0 steht und b für 0 steht. Darin hat Ar' die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Sub- stituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind. A very particularly preferred embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which M 'is selected from B, Si and Sn, a is 3 or 4, c is 0 and b is 0 and d = 1 , In it, Ar 'has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and is in particular phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 - Alkoxy, are selected. A specific embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which M 'is Si, a is 4, c is 0 and b is 0. In this formula, Ar 'has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings, and in particular represents phenyl which is unsubstituted or is 1, 2 or 3 subunits. having substituents which are selected from alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 -alkoxy.
Beispiele für erfindungsgemäß bevorzugte Verbindungen der Formel II mit d = 1 sind Tetraphenoxysilan, Tetra(4-methylphenoxy)silan, Triphenylborat, Triphenylphosphat, Tetraphenyltitanat, Tetrakresyltitanat und Tetraphenylstannat. Examples of preferred compounds of the formula II where d = 1 are tetraphenoxysilane, tetra (4-methylphenoxy) silane, triphenyl borate, triphenyl phosphate, tetraphenyl titanate, tetrakresyl titanate and tetraphenyl stannate.
Eine weitere spezielle Ausführungsform der Verbindungen der Formel II sind solche Verbindungen der Formel II, worin M' für Si steht, a für 1 , 2 oder 3 steht, c für 0 steht und b für 4-a steht. Darin hat Ar' die zuvor genannten und insbesondere die bevorzugt genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Phenyl, das unsubstituiert ist oder 1 , 2 oder 3 Substituenten aufweisen kann, die unter Alkyl, insbesondere Ci-C4-Alkyl, und Alkoxy, insbesondere Ci-C4-Alkoxy, ausgewählt sind. In diesen Verbindungen hat R' die für Formel II beschriebenen Bedeutungen; insbesondere steht R' für Methyl, Ethyl, Phenyl, Vinyl oder Allyl. Beispiele für bevorzugte Verbindungen der Formel II dieser Ausführungsform sind Methyl(triphenoxy)silan, Dimethyl(diphenoxy)silan, Trime- thyl(phenoxy)silan, Phenyl(triphenoxy)silan und Diphenyl(diphenoxy)silan. Another specific embodiment of the compounds of the formula II are those compounds of the formula II in which M 'is Si, a is 1, 2 or 3, c is 0 and b is 4-a. In it, Ar 'has the meanings mentioned above and in particular the preferred meanings and in particular represents phenyl which is unsubstituted or may have 1, 2 or 3 substituents which are alkyl, in particular C 1 -C 4 -alkyl, and alkoxy, in particular C 1 -C 4 Alkoxy, are selected. In these compounds R 'has the meanings described for formula II; in particular, R 'is methyl, ethyl, phenyl, vinyl or allyl. Examples of preferred compounds of formula II of this embodiment are methyl (triphenoxy) silane, dimethyl (diphenoxy) silane, trimethyl (phenoxy) silane, phenyl (triphenoxy) silane and diphenyl (diphenoxy) silane.
Als Verbindungen der Formel II sind auch "Kondensationsprodukte" von Verbindungen der Formel II mit d = 1 geeignet. Diese Verbindungen weisen in der Regel die Summenformel II auf, worin d für eine ganze Zahl > 1 , z. B. eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 20 und insbesondere für 3, 4, 5 oder 6 steht. Derartige Verbindungen leiten sich formal durch Kondensation von Verbindungen der Formel II mit d = 1 ab, wobei formal jeweils 2 Einheiten Ar'O unter Bildung eines Moleküls Ar'-O-Ar' und einer Einheit M'(OAr')a-2(0)c+iRb entfernt wurden. Sie sind dementsprechend im Wesentlichen aus den Strukturelementen der folgenden Formel IIa aufgebaut: Suitable compounds of the formula II are also "condensation products" of compounds of the formula II where d = 1. These compounds usually have the empirical formula II, wherein d is an integer> 1, z. B. an integer in the range of 2 to 20 and in particular for 3, 4, 5 or 6 stands. Such compounds are derived formally by condensation of compounds of the formula II where d = 1, formally in each case 2 units Ar'O to form a molecule Ar'-O-Ar 'and a unit M' (OAr ') a -2 ( 0) c + iRb were removed. Accordingly, they are essentially composed of the structural elements of the following formula IIa:
-[-O-A'-]- (lla) worin -A'- für eine Gruppe >M'(ArO)a-2(0)c(R')b steht, worin M', Ar' und R' die zuvor genannten, insbesondere die als bevorzugt oder besonders bevorzugt genannten Bedeutungen aufweisen, - [- O-A '-] - (lla) wherein -A'- is a group>M' (ArO) a-2 (0) c (R ') b, where M', Ar 'and R' have the abovementioned meanings, in particular those mentioned as preferred or particularly preferred,
a für 3 oder 4 steht, a stands for 3 or 4,
c 0 oder 1 und insbesondere 0 bedeutet, c is 0 or 1 and in particular 0,
b 0 oder 1 und speziell 0 bedeutet, b is 0 or 1 and especially 0,
a + b + 2c für 3, 4, 5 oder 6 steht und der Wertigkeit von M' entspricht. a + b + 2c is 3, 4, 5 or 6 and corresponds to the valence of M '.
Vorzugsweise steht M' in der Formel A' für Si, Sn, B und P. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kondensationsprodukt cyclisch und d steht für 3, 4 oder 5. Derartige Verbindungen können insbesondere durch die folgende Struktur IIb beschrieben werden: Preferably, M 'in the formula A' is Si, Sn, B and P. In a preferred embodiment, the condensation product is cyclic and d is 3, 4 or 5. Such compounds can be described in particular by the following structure IIb:
worin k für 1 , 2 oder 3 steht und -A'- für eine Gruppe >M'(ArO)a-2(0)c(R')b steht, worin M', Ar' und R' die zuvor für Formel II genannten Bedeutungen und a, c und b die zuvor im Zusammenhang mit Struktur IIa genannten Bedeutungen aufweisen. wherein k is 1, 2 or 3 and -A'- is a group> M '(ArO) a-2 (0) c (R') b, wherein M ', Ar' and R 'are as above for formula II and a, c and b have the meanings mentioned above in connection with structure IIa.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kondensationsprodukt linear und an den Enden mit einer Ar'O Einheit abgesättigt. Mit anderen Worten, derartige Verbindungen können durch die folgende Struktur llc beschrieben werden, Ar'-[-0-A'-]d-OAr' (llc) worin d für eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 20 steht und -A'- für eine Gruppe >M'(Ar'0)a-2(0)c(R')b steht, worin M', Ar' und R' die zuvor für Formel II genannten Bedeutungen und a, b und c die zuvor im Zusammenhang mit Struktur IIa genannten Be- deutungen aufweisen. Besonders bevorzugt ist diese Ausführungsform, wenn Verbindungen bezüglich der Anzahl der Wiederholungseinheiten eine Verteilung aufweisen, also mit unterschiedlichem d vorliegen. Beispielsweise können Gemische vorliegen, bei denen mindestens 99 %, 90 %, 80 % oder 60 % der Masse als Oligomerengemisch mit d = 2 bis 6 oder d = 4 bis 9 oder d = 6 bis 15 oder d = 12 bis 20 vorliegen. In a further preferred embodiment, the condensation product is linear and saturated at the ends with an Ar'O unit. In other words, such compounds can be described by the following structure IIc, Ar '- [- O-A'-] d -OAr' (IIc) where d is an integer in the range of 2 to 20, and -A ' - is a group> M '(Ar'0) a-2 (0) c (R') b, wherein M ', Ar' and R 'are the meanings given above for formula II and a, b and c are the above in the context of structure IIa. This embodiment is particularly preferred if compounds have a distribution with respect to the number of repeat units, that is to say they are present with different d. For example, there may be mixtures in which at least 99%, 90%, 80% or 60% of the mass exist as oligomer mixture with d = 2 to 6 or d = 4 to 9 or d = 6 to 15 or d = 12 to 20.
Beispiele für derartige Kondensationsprodukte sind Triphenylmetaborat, Hexaphen- oxycyclotrisiloxan oder Octaphenoxycyclotetrasiloxan. Examples of such condensation products are triphenyl metaborate, hexaphenoxyacotrisiloxane or octaphenoxycyclotetrasiloxane.
Die Verbindungen der Formel II sind bekannt oder können in Analogie zu bekannten Methoden zur Herstellung von Phenolaten hergestellt werden, siehe z. B. O. F. Senn, WADC Technical Report 54-339, SRI (1955), DE 1816241 , Z. Anorg. Allg. Chem. 551 , 61 -66 (1987), Houben-Weyl, Band VI-2 35-41 , Z. Chem. 5,122-130 (1965). The compounds of formula II are known or can be prepared in analogy to known methods for the preparation of phenates, see, for. Senn, WADC Technical Report 54-339, SRI (1955), DE 1816241, Z. Anorg. Gen. Chem. 551, 61-66 (1987), Houben-Weyl, Vol. VI-2 35-41, Z. Chem. 5,122-130 (1965).
Sofern man ein Gemisch wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II mit dem Formaldehyd oder Formaldehyd-Äquivalent co- polymerisiert, kann das Molverhältnis von der Verbindung der Formel I zu der Verbindung der Formel II über weite Bereiche variiert werden und wird typischerweise im Be- reich von 1 : 1000 bis 1000 : 1 , häufig im Bereich von 100 : 1 bis 1 : 100 oder im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50 liegen. If a mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II is co-polymerized with the formaldehyde or formaldehyde equivalent, the molar ratio of the compound of the formula I to the compound of the formula II can be varied over a wide range typically in the ranging from 1: 1000 to 1000: 1, often in the range of 100: 1 to 1: 100 or in the range of 50: 1 to 1:50.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Verbindungen der Formel I bzw. das Gemisch aus der Verbindung der Formel I mit der Verbindung der Formel II einerseits und Formaldehyd bzw. das Formaldehyd-Äquivalent andererseits in einer Menge eingesetzt, dass das Molverhältnis von Formaldehyd, bzw. das Molverhältnis von dem im Formaldehyd-Äquivalent enthaltenen Formaldehyd zu den in den Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II vorhandenen Aryloxygruppen ArO bzw. Ar'O vorzugs- weise wenigstens 0,9 : 1 , insbesondere wenigstens 1 : 1 , besonders wenigstens 1 ,01 : 1 , ganz besonders bevorzugt wenigstens 1 ,05 : 1 und speziell wenigstens 1 ,1 : 1 beträgt. Größere Überschüsse an Formaldehyd sind in der Regel unkritisch aber nicht notwendig, so dass man typischerweise Formaldehyd bzw. das Formaldehyd- Äquivalent in einer Menge einsetzt, dass das Molverhältnis von Formaldehyd, bzw. das Molverhältnis von dem im Formaldehyd-Äquivalent enthaltenen Formaldehyd, zu den in den Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II vorhandenen Aryloxygruppen ArO bzw. Ar'O einen Wert von 10 : 1 , vorzugsweise 5 : 1 und insbesondere 2 : 1 nicht überschreitet. Vorzugsweise setzt man Formaldehyd bzw. das Formaldehyd-Äquivalent in einer Menge ein, dass das Molverhältnis von Formaldehyd, bzw. das Molverhältnis von dem im Formaldehyd-Äquivalent enthaltenen Formaldehyd zu den in den Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II vorhandenen Aryloxygruppen ArO bzw. Ar'O im Bereich von 1 : 1 bis 10 : 1 , insbesondere im Bereich von 1 ,01 : 1 bis 5 : 1 und speziell im Bereich von 1 ,05 : 1 bis 1 : 5 oder 1 ,1 : 1 bis 2 : 1 liegt. Unter einem Formaldehyd-Äquivalent versteht man eine Verbindung, die unter Polymerisationsbedingungen Formaldehyd freisetzt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Formaldehyd-Äquivalent um ein Oligomer oder Polymer des Formaldehyds, also um eine Substanz mit der Summenformel (CH20)Z, wobei z den Polymerisationsgrad angibt. Hierzu zählen vor allem Trioxan (3 Formaldehydeinheiten) und Paraformaldehyd (höheres Oligomer (CH20)z). In the process according to the invention, the compounds of the formula I or the mixture of the compound of the formula I with the compound of the formula II on the one hand and formaldehyde or the formaldehyde equivalent on the other hand used in an amount such that the molar ratio of formaldehyde, or the molar ratio from the formaldehyde contained in the formaldehyde equivalent to the aryloxy groups ArO or Ar'O present in the compounds of the formula I and, if appropriate, the formula II, preferably at least 0.9: 1, in particular at least 1: 1, especially at least 1, 01: 1, very particularly preferably at least 1, 05: 1 and especially at least 1, 1: 1. Greater excesses of formaldehyde are generally not critical, but not necessary, so that one typically uses formaldehyde or the formaldehyde equivalent in an amount such that the molar ratio of formaldehyde, or the molar ratio of formaldehyde contained in the formaldehyde equivalent, to the in the compounds of formula I and optionally of the formula II aryloxy ArO or Ar'O present a value of 10: 1, preferably 5: 1 and in particular 2: 1 does not exceed. It is preferable to use formaldehyde or the formaldehyde equivalent in an amount such that the molar ratio of formaldehyde or the molar ratio of the formaldehyde contained in the formaldehyde equivalent to the aryloxy groups ArO present in the compounds of the formula I and optionally of the formula II or Ar'O in the range of 1: 1 to 10: 1, in particular in the range of 1, 01: 1 to 5: 1 and especially in the range of 1, 05: 1 to 1: 5 or 1, 1: 1 to 2: 1 lies. By a formaldehyde equivalent is meant a compound which releases formaldehyde under polymerization conditions. The formaldehyde equivalent is preferably an oligomer or polymer of formaldehyde, ie a substance having the empirical formula (CH 2 O) Z , where z denotes the degree of polymerization. These include, in particular, trioxane (3 formaldehyde units) and paraformaldehyde (higher oligomer (CH 2 O) z ).
Bevorzugt erfolgt die Copolymerisation unter Verwendung von Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten, die unter gasförmigem Formaldehyd, Trioxan und Paraformaldehyd ausgewählt sind. Preferably, the copolymerization is carried out using formaldehyde and formaldehyde equivalents selected from gaseous formaldehyde, trioxane and paraformaldehyde.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Copolymerisation der Verbindungen der Formel I und gegebenenfalls der Formel II mit den unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen in Gegenwart katalytischer Mengen einer Säure. Typischerweise setzt man die Säure in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II, ein. Bevorzugte Säuren sind hierbei Brönstedt-Säuren, beispielsweise organische Carbonsäuren wie z. B. Trifluoressigsäu- re, Oxalsäure oder Milchsäure sowie organische Sulfonsäuren wie Methansulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure oder p-Toluolsulfonsäure. Ebenfalls geeignet sind anorganische Brönstedt-Säuren wie HCl, H2SO4 oder HCIO4. Als Lewis-Säure kann zum Beispiel BF3, BC , SnCU, TiCU, oder AICI3 eingesetzt werden. Auch der Einsatz von komplex gebundenen oder in ionischen Flüssigkeiten gelösten Lewis-Säuren ist möglich. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the copolymerization of the compounds of the formula I and optionally of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents takes place in the presence of catalytic amounts of an acid. Typically, the acid is added an amount of from 0.1 to 10% by weight, in particular from 0.2 to 5% by weight, based on the compounds of the formula I and, if appropriate, of the formula II. Preferred acids here are Bronsted acids, for example organic carboxylic acids such. B. trifluoroacetic acid, oxalic acid or lactic acid and organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid. Also suitable are inorganic Bronsted acids such as HCl, H2SO4 or HCIO4. As the Lewis acid, for example, BF3, BC, SnCU, TiCU, or AICI3 can be used. The use of complexed or dissolved in ionic liquids Lewis acids is also possible.
Die Copolymerisation kann auch mit Basen katalysiert werden. Beispiele sind Amine wie Triethylamin oder Dimethylanilin, Hydroxide und basische Salze von Alkali- und Erdalkalimetallen wie LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 oder Na3P04 sowie Alko- holate von Alkali- und Erdalkalimetallen wie Na-Methylat, Na-Ethylat, K-tert.-Butylat oder Mg-Ethylat. The copolymerization can also be catalyzed with bases. Examples are amines such as triethylamine or dimethylaniline, hydroxides and basic salts of alkali metals and alkaline earth metals such as LiOH, NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , Ba (OH) 2 or Na 3 P0 4 and alkoxides of alkali metals and alkaline earth metals such as Na-methylate, Na-ethylate, K-tert-butylate or Mg-ethylate.
Die Copolymerisation kann auch thermisch initiiert werden, d. h., die Copolymerisation erfolgt ohne die Zugabe einer Säure durch Erhitzen eines Gemischs der Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II und der unter Formaldehyd und Formaldehyd- Äquivalenten ausgewählten Verbindungen. The copolymerization can also be thermally initiated, i. h., the copolymerization is carried out without the addition of an acid by heating a mixture of the compounds of formula I and optionally of formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents.
Die für die Copolymerisation erforderlichen Temperaturen liegen typischerweise im Bereich von 50 bis 250 °C, insbesondere im Bereich von 80 bis 200 °C. Bei einer säure- oder basenkatalysierten Copolymerisation liegen die Polymerisationstemperaturen typischerweise im Bereich von 50 bis 200 °C und insbesondere im Bereich von 80 bis 150 °C. Bei der thermisch initiierten Copolymerisation liegen die Polymerisationstemperaturen typischerweise im Bereich von 120 bis 250 °C und insbesondere im Bereich von 150 bis 200 °C. The temperatures required for the copolymerization are typically in the range of 50 to 250 ° C, in particular in the range of 80 to 200 ° C. In an acid- or base-catalyzed copolymerization, the polymerization temperatures are typically in the range of 50 to 200 ° C and in particular in the range of 80 to 150 ° C. In the thermally initiated copolymerization, the polymerization temperatures are typically in the range of 120 to 250 ° C and in particular in the range of 150 to 200 ° C.
Die Copolymerisation kann grundsätzlich als sogenannter Batch oder als Zugabever- fahren durchgeführt werden. Bei der Durchführung als Batch werden die Verbindungen der Formel I oder das Gemisch aus wenigstens einer Verbindung der Formel I mit wenigstens einer Verbindung der Formel II und die unter Formaldehyd und Formaldehyd- Äquivalenten ausgewählten Verbindungen in der gewünschten Menge im Reaktionsgefäß vorgelegt und auf die zur Copolymerisation erforderlichen Bedingungen gebracht. Beim Zugabeverfahren wird wenigstens eine der beiden Komponenten, d. h. die Verbindungen) der Formel I und ggf. der Formel II und/oder die Verbindung, welche unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählt ist, zumindest teilweise im Verlauf der Polymerisation zugeführt, bis das gewünschte Mengenverhältnis von der Verbindung der Formel I und ggf. der Formel II zu der Verbindung, welche unter For- maldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählt ist, erreicht ist. Gegebenenfalls schließt sich an die Zugabe eine Nachreaktionsphase an. Bevorzugt ist die Durchführung als Batch. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn man die Copolymerisation einstufig (in einer Stufe) durchführt, d. h., man führt die Polymerisation als Batch mit der Gesamtmenge der zu polymerisierenden Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II und der Verbindungen, die unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählt sind, durch oder man arbeitet nach einem Zugabeverfahren, bei dem die Zugabe der Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II und der Verbindungen, die unterThe copolymerization can in principle be carried out as a so-called batch or as an addition process. When carried out as a batch, the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I with at least one compound of the formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in the desired amount in the reaction vessel and those for the copolymerization required conditions. In the addition process, at least one of the two components, ie the compounds) of the formula I and optionally the formula II and / or the compound which is selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents, at least partially fed in the course of the polymerization until the desired ratio from the compound of the formula I and, if appropriate, of the formula II to the compound which is maldehyde and formaldehyde equivalents is selected. Optionally, the addition is followed by a post-reaction phase. Preferably, the implementation is as a batch. It has proved to be advantageous if one carries out the copolymerization in one stage (in one step), ie, one carries out the polymerization as a batch with the total amount of the compounds of formula I to be polymerized and optionally of the formula II and the compounds under Formaldehyde and formaldehyde equivalents are selected, by or works by an addition method in which the addition of the compounds of formula I and optionally of formula II and the compounds described in US Pat
Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählt sind, so erfolgt, dass die Polymerisationsbedingungen nicht unterbrochen werden, bis die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II und der unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen in das Reaktionsgefäß gegeben wor- den sind. Formaldehyde and formaldehyde equivalents are selected, it is carried out so that the polymerization conditions are not interrupted until the total amount of the compounds of formula I and optionally of formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents have been added to the reaction vessel ,
Die Copolymerisation der Verbindungen der Formel I oder des Gemischs aus wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II und der unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen kann in Substanz oder in einem inerten Verdünnungsmittel durchgeführt werden. Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise halogenierte Kohlenwasserstoff wie Dichlormethan, Trichlormethan, 1 ,2-Dichlorethen oder Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylol oder Hexan und deren Gemische. Vorzugsweise wird die Copolymerisation der Verbindungen der Formel I bzw. des Gemischs aus wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II mit der unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen unter weitgehender Abwesenheit von Wasser durchgeführt, d. h., die Konzentration an Wasser zu Beginn der Polymerisation beträgt weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte zu polymerisierende Monomermenge. The copolymerization of the compounds of formula I or the mixture of at least one compound of formula I and at least one compound of formula II and the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents may be carried out neat or in an inert diluent. Suitable diluents are, for example, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, 1, 2-dichloroethene or hydrocarbons such as toluene, xylene or hexane and mixtures thereof. Preferably, the copolymerization of the compounds of formula I or of the mixture of at least one compound of formula I and at least one compound of formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents is carried out with substantial absence of water, i. h., The concentration of water at the beginning of the polymerization is less than 0.1 wt .-%, based on the total amount of monomer to be polymerized.
Der Copolymerisation der Verbindungen der Formel I bzw. des Gemischs aus wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II mit den unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen können sich Reinigungsschritte und gegebenenfalls Trocknungsschritte anschließen. The copolymerization of the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents may be followed by purification steps and optionally drying steps.
Der Copolymerisation der Verbindungen der Formel I bzw. des Gemischs aus wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II mit den unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen kann sich eine Calcinierung anschließen. Hierbei wird das bei der Copolymerisation der Verbindungen der Formel I oder des Gemischs aus wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II mit der unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindung gebildete organische poly- mere Material zur Kohlenstoffphase carbonisiert. The copolymerization of the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents can be followed by a calcination. In this case, the organic polymeric material formed in the copolymerization of the compounds of the formula I or of the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents is carbonized to the carbon phase.
Der Copolymerisation der Verbindungen der Formel I bzw. des Gemischs aus wenigstens einer Verbindung der Formel I und wenigstens einer Verbindung der Formel II mit den unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählten Verbindungen kann sich eine oxidative Entfernung der organischen Polymerphase anschließen. Hierbei wird das bei der Copolymerisation der organischen Bestandteile gebildete organische polymere Material oxidiert, und man erhält ein nanoporöses oxidisches oder nitridisches Material. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Kompositmaterial weist wenigstens eine oxidische Phase, die das Metall, Halbmetall oder Nichtmetall M bzw. M' enthält, und wenigstens eine organische Polymerphase auf, die aus der Polymerisation der Aryloxygruppen ArO bzw. Ar'O mit dem Formaldehyd resultiert. Die Abmessungen der Phasendomänen in dem so erhaltenen Kompositmaterial liegen meist im Bereich weniger Nanometer, es ist aber möglich, Materialien mit Domänengrößen bis 100-200 nm zu erhalten. Zudem weisen die Phasendomänen der oxidischen Phase und die Phasendomänen der organischen Phase in der Regel eine co-kontinuierliche Anordnung auf, d. h., sowohl die organische Phase als auch die anorganische oder metallorganische Phase durchdringen sich gegenseitig und bilden im Wesentlichen keine dis- kontinuierlichen Bereiche aus. Die Abstände zwischen benachbarten Phasengrenzen, bzw. die Abstände zwischen den Domänen benachbarter identischer Phasen, sind äußerst gering und liegen im Mittel bei maximal 10 nm, vorzugsweise maximal 5 nm und insbesondere maximal 2 nm. Eine makroskopisch sichtbare Trennung in diskontinuierliche Domänen der jeweiligen Phase tritt nicht auf. The copolymerization of the compounds of the formula I or the mixture of at least one compound of the formula I and at least one compound of the formula II with the compounds selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents may be followed by oxidative removal of the organic polymer phase. In this case, the organic polymeric material formed during the copolymerization of the organic constituents is oxidized, and a nanoporous oxidic or nitridic material is obtained. The composite material obtainable by the process according to the invention has at least one oxide phase which contains the metal, semimetal or non-metal M or M 'and at least one organic polymer phase resulting from the polymerization of the aryloxy groups ArO or Ar'O with the formaldehyde , The dimensions of the phase domains in the composite material thus obtained are usually in the range of a few nanometers, but it is possible to obtain materials with domain sizes of up to 100-200 nm. In addition, the phase domains of the oxide phase and the phase domains of the organic phase typically have a co-continuous arrangement, i. that is, both the organic phase and the inorganic or organometallic phase penetrate each other and form essentially no discontinuous regions. The distances between adjacent phase boundaries, or the distances between the domains of adjacent identical phases, are extremely low and are on average at most 10 nm, preferably at most 5 nm and in particular at most 2 nm. A macroscopically visible separation into discontinuous domains of the respective phase occurs not up.
Der mittlere Abstand zwischen den Domänen benachbarter identischer Phasen kann mittels kombinierter Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS - Small Angle X-Ray Scatte- ring) über den Streuvektor q ermittelt werden (Messung in Transmission bei 20 °C, monochromatisierte CuKa-Strahlung, 2D-Detektor (Image-Plate), Spaltkollimation). The mean distance between the domains of adjacent identical phases can be determined by means of combined X-ray small-angle scattering (SAXS) via the scattering vector q (measurement in transmission at 20 ° C., monochromatized CuK a radiation, 2D detector ( Image plate), slit collimation).
Bezüglich des Begriffs kontinuierliche Phasendomäne, diskontinuierliche Phasendomäne und co-kontinuierliche Phasendomäne wird auch auf W. J. Work et al., Definiti- ons of Terms Related to Polymer Blends, Composites and Multiphase Polymerie Materials, (IUPAC Recommendations 2004), Pure Appl. Chem., 76 (2004), S. 1985-2007, insbesondere S. 2003, verwiesen. Hiernach versteht man unter einer co-kontinuier- lichen Anordnung einer Zweikomponenten-Mischung eine phasenseparierte Anordnung der beiden Phasen, wobei innerhalb einer Domäne der jeweiligen Phase jeder Bereich der Phasengrenzfläche der Domäne durch einen kontinuierlichen Pfad mitei- nander verbunden werden kann, ohne dass der Pfad eine Phasengrenzfläche durchschreitet/durchkreuzt. With regard to the term continuous phase domain, discontinuous phase domain and co-continuous phase domain, it is also referred to WJ Work et al., Definitions of Terms Related to Polymer Blends, Composites and Multiphase Polymeric Materials, (IUPAC Recommendations 2004), Pure Appl. Chem., 76 (2004), pp. 1985-2007, in particular p. 2003, referenced. Hereinafter, a co-continuous arrangement of a two-component mixture is understood to mean a phase-separated arrangement of the two phases, wherein within a domain of the respective phase each region of the phase interface of the domain can be connected to each other by a continuous path, without the path a phase interface passes through / intersects.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Kompositmaterialien können in an sich bekannter Weise in nanoporöse anorganische Materialien überführt werden, indem man die orga- nischen Bestandteile des erfindungsgemäßen Nanokompositmaterials oxidativ entfernt. Hierbei bleibt die Nanostruktur der im erfindungsgemäßen Nanokompositmaterial enthaltenen anorganischen Phase erhalten und es resultiert, abhängig von den gewählten Verbindungen der Formel I, ein Oxid des (Halb-)Metalls bzw. des Nichtmetalls oder eine Mischform. Die Oxidation erfolgt typischerweise durch Erhitzen in einer sauer- stoffhaltigen Atmosphäre wie im eingangs zitierten Aufsatz von Spange et al. beschrieben. In der Regel erhitzt man unter Sauerstoffzutritt bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 1500 °C, insbesondere im Bereich von 500 bis 1000 °C. Das Erhitzen erfolgt typischerweise in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, z. B. in Luft oder anderen Sauerstoff-/Stickstoffgemischen, wobei der Volumenanteil von Sauerstoff über weite Bereiche variiert werden kann und beispielsweise im Bereich von 5 bis 50 Vol.-%, bezogen auf die gesamte Gasmischung, liegt. The composite materials obtainable according to the invention can be converted in a manner known per se into nanoporous inorganic materials by oxidatively removing the organic constituents of the nanocomposite material according to the invention. In this case, the nanostructure of the inorganic phase contained in the nanocomposite material according to the invention is maintained and results, depending on the selected compounds of the formula I, an oxide of the (semi-) metal or the non-metal or a mixed form. The oxidation is typically carried out by heating in an oxygen-containing atmosphere as in the above cited essay by Spange et al. described. As a rule, heating is carried out with access of oxygen at a temperature in the range from 400 to 1500 ° C., in particular in the range from 500 to 1000 ° C. The heating is typically carried out in an oxygen-containing atmosphere, e.g. As in air or other oxygen / nitrogen mixtures, wherein the volume fraction of oxygen can be varied over wide ranges and, for example, in the range of 5 to 50 vol .-%, based on the total gas mixture.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Kompositmaterialien können auch in ein elektroakti- ves Nanokompositmaterial überführt werden, welches neben einer anorganischen Phase eines (Halb-)Metalls, die sowohl oxidisch als auch (halb-)metallisch sein kann, eine Kohlenstoffphase C aufweist. Derartige Materialien sind erhältlich durch Calcinie- ren des erfindungsgemäß erhältlichen Kompositmaterials unter weitgehendem oder vollständigem Ausschluss von Sauerstoff. In dem kohlenstoffhaltigen Nanokompositmaterial bilden die Kohlenstoffphase C und die anorganische Phase im Wesentlichen co-kontinuierliche Phasendomänen, wobei der mittlere Abstand zweier benachbarter Domänen identischer Phasen in der Regel maximal 10 nm beträgt. In der Regel führt man die Calcinierung bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 2000 °C, insbesondere im Bereich von 500 bis 1000 °C durch. Die Calcinierung erfolgt dann üblicherweise unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff. Mit anderen Worten, während der Calcinierung ist der Sauerstoffpartialdruck in der Reaktionszone, in welcher die Calcinierung durchgeführt wird, gering und wird vorzugsweise 20 mbar, insbesondere 10 mbar nicht überschreiten. Vorzugsweise führt man die Calcinierung in einer Inertgas-Atmosphäre durch, z. B. unter Stickstoff oder Argon. Vorzugsweise wird die Inertgas-Atmosphäre weniger als 1 Vol.-%, insbesondere weniger als 0,1 Vol.-% Sauerstoff enthalten. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt man die Calcinierung unter reduzierenden Bedingungen durch, z. B. in einer Atmosphäre, welche Wasserstoff (Hb), Kohlenwasserstoffgase wie Methan, Ethan oder Propan, oder Ammoniak (NH3), gegebenenfalls als Gemisch mit einer Inerte wie Stickstoff oder Ar- gon, enthält. Zur Entfernung flüchtiger Bestandteile kann die Calcinierung in einem Inertgasstrom oder in einem Gasstrom, welcher reduzierende Gase wie Wasserstoff, Kohlenwasserstoffgase oder Ammoniak enthält, durchgeführt werden. The composite materials obtainable according to the invention can also be converted into an electroactive nanocomposite material which, in addition to an inorganic phase of a (semi-) metal, which may be both oxidic and (semi-) metallic, has a carbon phase C. Such materials are obtainable by calcining the composite material obtainable according to the invention with substantial or complete exclusion of oxygen. In the carbonaceous nanocomposite material, the carbon phase C and the inorganic phase form substantially co-continuous phase domains, with the average spacing of two adjacent domains of identical phases typically being at most 10 nm. As a rule, the calcination is carried out at a temperature in the range from 400 to 2000.degree. C., in particular in the range from 500 to 1000.degree. The calcination is then usually carried out with substantial exclusion of oxygen. In other words, during the calcination, the oxygen partial pressure in the reaction zone in which the calcination is carried out is low and will preferably not exceed 20 mbar, in particular 10 mbar. Preferably, the calcination is carried out in an inert gas atmosphere, e.g. B. under nitrogen or argon. Preferably, the inert gas atmosphere less than 1 vol .-%, in particular less than 0.1 vol .-% oxygen contain. In a likewise preferred embodiment of the invention, the calcination is carried out under reducing conditions, for. Example, in an atmosphere containing hydrogen (Hb), hydrocarbon gases such as methane, ethane or propane, or ammonia (NH3), optionally as a mixture with an inert such as nitrogen or argon. For devolatilization, calcination may be carried out in an inert gas stream or in a gas stream containing reducing gases such as hydrogen, hydrocarbon gases or ammonia.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Kompositmaterialien finden erfindungsgemäß in be- sonders vorteilhafter Weise Verwendung zur Herstellung von Gasspeichermaterialien, Gummimischungen, low-K Dielektrika sowie Elektrodenmaterialien für Lithiumionenbatterien. According to the invention, the composite materials obtainable in accordance with the invention are particularly advantageously used for the production of gas storage materials, rubber mixtures, low-K dielectrics and electrode materials for lithium-ion batteries.
Das folgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung. The following example serves to explain the invention.
Eingesetzte Verbindungen der Formel I: Compounds of the formula I used:
Diphenoxysilan (Verbindung der Formel I mit M = Si, m = 2, n = 0, r = 0, p = 2, q = 1 , Ar = Phenyl). Die Herstellung erfolgte nach der von G. Fester beschriebenen Methode (Dissertation 2009, Bergakademie Freiberg/Sa, Beispiel 20 f.). Diphenoxysilane (compound of the formula I where M = Si, m = 2, n = 0, r = 0, p = 2, q = 1, Ar = phenyl). The preparation was carried out according to the method described by G. Fester (Dissertation 2009, Bergakademie Freiberg / Sa, Example 20 f.).
Diphenoxymethylsilan (Verbindung der Formel I mit M = Si, m = 2, n = 0, r = 1 , p = 1 , q = 1 , Ar = Phenyl, R = CH3). Die Herstellung erfolgte nach der in DE 1 162365, Beispiel 3 beschriebenen Methode. Diphenoxymethylsilane (compound of the formula I where M = Si, m = 2, n = 0, r = 1, p = 1, q = 1, Ar = phenyl, R = CH 3 ). The preparation was carried out according to the method described in DE 1 162365, Example 3.
Beispiel 1 : Example 1 :
Fällungspolymerisation von Diphenoxymethylsilan und Tetraphenoxysilan in Lösung In einem 250-mL-Vierhalskolben wurden 15 g Diphenoxymethylsilan und 5 g Tetraphenoxysilan mit 7,8 g Trioxan unter Stickstoff bei 40-50 °C aufgeschmolzen und mit 80 g Xylol verdünnt. Hierzu gab man 0,2 g Methansulfonsäure bei 50 °C und homogenisierte. Anschließend wurde das Gemisch bei einer Rührerdrehzahl von 500 - 600 U/min 30 min bei 80 °C, 30 min bei 100 °C und 30 min bei 120 °C gerührt. Der Ansatz wurde auf Zimmertemperatur gekühlt, über eine D4-Fritte abgesaugt, mit Xylol und Hexan gewaschen und im Vakuumtrockenschrank getrocknet. Man erhielt 25 g eines feinteiligen Pulvers. Die Primärpartikel zeigten die für eine Zwillingspolymerisation typischen Domänenstrukturen mit Abmessungen im Bereich von 2-5 nm (bestimmt mittels TEM). Beispiel 2: Precipitation Polymerization of Diphenoxymethylsilane and Tetraphenoxysilane in Solution In a 250 mL four-necked flask, 15 g of diphenoxymethylsilane and 5 g of tetraphenoxysilane were melted with 7.8 g of trioxane under nitrogen at 40-50 ° C. and diluted with 80 g of xylene. To this was added 0.2 g of methanesulfonic acid at 50 ° C and homogenized. Subsequently, the mixture was stirred at 80 ° C. for 30 minutes at a stirrer speed of 500-600 rpm, at 100 ° C. for 30 minutes and at 120 ° C. for 30 minutes. The mixture was cooled to room temperature, filtered with suction through a D4 frit, washed with xylene and hexane and dried in a vacuum oven. 25 g of a finely divided powder were obtained. The primary particles showed the typical twin structure domain structures with dimensions in the range of 2-5 nm (determined by TEM). Example 2:
Fällungspolymerisation von Diphenoxymethylsilan und Tetraphenoxysilan in Lösung Precipitation polymerization of diphenoxymethylsilane and tetraphenoxysilane in solution
In einem 250-mL-Erlenmeyerflasche wurden 50 g Diphenoxymethylsilan und 14,3 g Trioxan unter Stickstoff bei 70 °C aufgeschmolzen. Hierzu gab man eine Lösung von 49,4g Zinndichlorid in 120ml THF und kühlte mit einem Eisbad auf 22°C und überführte die Lösung in einen Tropftrichter. 250ml Xylol und 2,5g Methansulfonsäure wurden in einem 500mL-Vierhalskolben vorgelegt und mit einem Ölbad auf 126°C erwärmt. Hierzu tropfte man die Lösung von Methyldiphenoxysilan, Trioxan und Zinndichlorid in THF innerhalb von 105 min zu und hielt dabei die Temperatur der Mischung auf 120-125°C. Über einen Wasserabscheider destillierten THF und Wasser ab. Die Reaktionsmischung wurde noch 60 min bei einer Innentemperatur von 136°C weitergerührt. Das Rohprodukt wurde über Filternutsche abfiltriert und zweimal mit 100ml Toluol und zweimal mit 100ml Hexan gewaschen. Das Rohprodukt wurde bei 80°C und 5mbar getrocknet. Man erhielt 47,7 g Rohprodukt. Das Rohprodukt wurde mit 5 g Natriumme- thylat und 1 L Wasser versetzt und 2 h bei 22°C gerührt, danach abfiltriert und zweimal mit 100mL Methanol gewaschen. Das Produkt wurde bei 80°C und 5mbar getrocknet. Es wurden 12,6 g Kompositmaterial erhalten, das nach Elementaranalyse 4,3% Silizium enthielt 50 g of diphenoxymethylsilane and 14.3 g of trioxane were melted under nitrogen at 70 ° C. in a 250 mL Erlenmeyer flask. To this was added a solution of 49.4 g of tin dichloride in 120 ml of THF and cooled with an ice bath to 22 ° C and transferred the solution in a dropping funnel. 250 ml of xylene and 2.5 g of methanesulfonic acid were placed in a 500mL four-necked flask and heated to 126 ° C with an oil bath. For this purpose, the solution of methyldiphenoxysilane, trioxane and tin dichloride in THF was added dropwise over the course of 105 minutes while the temperature of the mixture was kept at 120-125 ° C. THF and water were distilled off via a water separator. The reaction mixture was stirred for a further 60 minutes at an internal temperature of 136 ° C. The crude product was filtered off through suction filters and washed twice with 100 ml of toluene and twice with 100 ml of hexane. The crude product was dried at 80 ° C and 5mbar. 47.7 g of crude product were obtained. The crude product was treated with 5 g of sodium methylate and 1 L of water and stirred for 2 h at 22 ° C, then filtered off and washed twice with 100mL of methanol. The product was dried at 80 ° C and 5mbar. There were obtained 12.6 g of composite material containing 4.3% of silicon by elemental analysis
Die Primärpartikel zeigten die für eine Zwillingspolymerisation typischen Domänenstrukturen mit Abmessungen im Bereich von 3-5 nm (bestimmt mittels TEM). The primary particles showed the typical twin structure domain structures with dimensions in the range of 3-5 nm (determined by TEM).

Claims

Patentansprüche: claims:
Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials aus Process for the preparation of a composite material
a) wenigstens einer oxidischen Phase und  a) at least one oxide phase and
b) einer organischen Polymerphase  b) an organic polymer phase
umfassend die Copolymerisation von wenigstens einer Verbindung, welche die folgende allgemeine Formel I beschrieben wird,  comprising the copolymerization of at least one compound which is described by the following general formula I,
[(ArO)mMOnRrHp]q (I) für B, AI, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As oder Sb steht, [(ArO) m MOnRrH p ] q (I) represents B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, P, As or Sb,
für 1 , 2 oder 3 steht,  is 1, 2 or 3,
für 0 oder 1 steht,  stands for 0 or 1,
für 0, 1 oder 2 steht,  stands for 0, 1 or 2,
für 1 , 2 oder 3 steht,  is 1, 2 or 3,
für 1 oder eine ganze Zahl > 1 , z. B. eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere eine ganze Zahl von 3 bis 6, steht, für 1 , 2, 3, 4 oder 5 steht und der Wertigkeit von M entspricht, für Phenyl oder Naphthyl steht, wobei der Phenylring bzw. der Naphthylring unsubstituiert ist oder einen oder mehrere, z. B. 1 , 2 oder 3, Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Cycloalkyl stehen, für Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl steht, wobei Aryl unsubstituiert ist oder einen oder mehrere Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alko xy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen, mit wenigstens einer Verbindung, die unter Formaldehyd und Formaldehyd- Äquivalenten ausgewählt ist, in einem Reaktionsmedium, das im Wesentlichen wasserfrei ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei man die unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählte Verbindung in einer Menge einsetzt, dass das Molverhältnis von Formaldehyd zu den Aryloxygruppen ArO in der Verbindung der Formel I wenigstens 0,9 : 1 beträgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei M ausgewählt ist unter B, Si, Sn und P, m für 1 , 2 oder 3 steht, n für 0 oder 1 steht, r für 0 oder 1 steht und p für 1 oder 2 steht. for 1 or an integer> 1, z. B. is an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6, stands for 1, 2, 3, 4 or 5 and the valency of M corresponds to phenyl or naphthyl, wherein the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or one or more, e.g. 1, 2 or 3, substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b wherein R a and R b are independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl, alkyl, Alkenyl, cycloalkyl or aryl, wherein aryl is unsubstituted or may have one or more substituents which are independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b have the meanings given above with at least one compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in a reaction medium which is substantially anhydrous. 2. The method of claim 1, wherein the compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents used in an amount such that the molar ratio of formaldehyde to the aryloxy ArO in the compound of formula I is at least 0.9: 1. A process according to any one of the preceding claims, wherein M is selected from B, Si, Sn and P, m is 1, 2 or 3, n is 0 or 1, r is 0 or 1 and p is 1 or 2.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Verbindungen der Formel I die Variable M für Si steht. Method according to one of the preceding claims, wherein in the compounds of formula I, the variable M is Si.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung der Formel I ausgewählt ist unter Diphenoxymethylsilan, Triphenoxysilan und Diphenoxysilan. Method according to one of the preceding claims, wherein the compound of formula I is selected from diphenoxymethylsilane, triphenoxysilane and diphenoxysilane.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Verbindung der Formel I im Gemisch mit wenigstens einer der Verbindungen der Formel II einsetzt: Method according to one of the preceding claims, wherein the compound of formula I is used in admixture with at least one of the compounds of formula II:
[(Ar'0)aM'OcR'b]d (II) [(Ar'0) aM'OcR'b] d (II)
worin  wherein
M' für ein Metall, Halbmetall oder für ein Oxosäuren bildendes, von Kohlenstoff und Stickstoff verschiedenes Nichtmetall steht;  M 'is a metal, metalloid or oxoacid-forming non-metal other than carbon and nitrogen;
a für 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 steht,  a is 1, 2, 3, 4, 5 or 6,
b 0, 1 oder 2 bedeutet,  b is 0, 1 or 2,
c 0, 1 oder 2 bedeutet,  c is 0, 1 or 2,
d für 1 oder eine ganze Zahl > 1 , z. B. eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere eine ganze Zahl von 3 bis 6, steht, a + b + 2c für 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 steht und der Wertigkeit von M' entspricht, Ar' für Phenyl oder Naphthyl steht, wobei der Phenylring bzw. der Naph- thylring unsubstituiert ist oder einen oder mehrere, z. B. 1 , 2 oder 3, Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Cycloalkyl stehen; d is 1 or an integer> 1, z. B. is an integer from 2 to 20, in particular an integer from 3 to 6, a + b + 2c is 1, 2, 3, 4, 5 or 6 and the valence of M 'corresponds, Ar' for Phenyl or naphthyl, wherein the phenyl ring or the naphthyl ring is unsubstituted or one or more, for. 1, 2 or 3, substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b wherein R a and R b are independently hydrogen, alkyl or cycloalkyl;
R' für Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl steht, wobei Aryl unsubstituiert ist oder einen oder mehrere Substituenten aufweisen kann, die unabhängig voneinander unter Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Cycloalkoxy und NRaRb ausgewählt sind, worin Ra und Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen. R 'is alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl, wherein aryl is unsubstituted or may have one or more substituents independently selected from alkyl, cycloalkyl, alkoxy, cycloalkoxy and NR a R b , wherein R a and R b are the have previously mentioned meanings.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählte Verbindung in einer Menge einsetzt, dass das Molverhältnis von Formaldehyd zu den Aryloxygruppen ArO bzw. Ar'O in den Verbindungen der Formel I und ggf. der Formel II im Bereich von 1 : 1 bis 10 : 1 und insbesondere im Bereich von 1 ,05 : 1 bis 2 : 1 liegt. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die unter Formaldehyd und Formaldehyd-Äquivalenten ausgewählte Verbindung ausgewählt ist unter Paraformaldehyd, Trioxan und gasförmigem Formaldehyd. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents in a Amount sets that the molar ratio of formaldehyde to the aryloxy ArO or Ar'O in the compounds of formula I and optionally of the formula II in the range of 1: 1 to 10: 1 and in particular in the range of 1, 05: 1 to 2: 1 lies. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the compound selected from formaldehyde and formaldehyde equivalents is selected from paraformaldehyde, trioxane and gaseous formaldehyde.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Copoly- merisation in Gegenwart einer Säure durchführt. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the copolymerization is carried out in the presence of an acid.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei man die Säure in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Verbindung der Formel I bzw. auf das Gemisch von den Verbindungen der Formeln I und II, einsetzt. 10. The method according to claim 9, wherein the acid is used in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, based on the compound of formula I or on the mixture of the compounds of formulas I and II.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Copoly- merisation einstufig durchführt. 1 1. Method according to one of the preceding claims, wherein the copolymerization is carried out in one stage.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Copoly- merisation in einem inerten Lösungsmittel durchführt. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the copolymerization is carried out in an inert solvent.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Copoly- merisation in Substanz durchführt. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man im Anschluss an die Copolymerisation eine Calcinierung durchführt. 13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the copolymerization is carried out in bulk. 14. The method according to any one of the preceding claims, wherein a calcination is carried out after the copolymerization.
15. Verwendung eines Kompositmaterials, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, zur Herstellung von Gasspeichermaterialien. 15. Use of a composite material, obtainable by a process according to one of claims 1 to 14, for the production of gas storage materials.
16. Verwendung eines Kompositmaterials, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, zur Herstellung von Gummimischungen. 16. Use of a composite material, obtainable by a process according to any one of claims 1 to 14, for the preparation of rubber mixtures.
17. Verwendung eines Kompositmaterials, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, zur Herstellung von low-K Dielektrika. 17. Use of a composite material, obtainable by a process according to one of claims 1 to 14, for the production of low-K dielectrics.
18. Verwendung eines Kompositmaterials, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, zur Herstellung von Elektrodenmaterialien für Lithiumionenbatterien. 18. Use of a composite material, obtainable by a method according to one of claims 1 to 14, for the production of electrode materials for lithium-ion batteries.
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