ES2222632T3 - Meaclas que contienen boro y/o aluminio, materiales hibridos y recubrimientos. - Google Patents

Meaclas que contienen boro y/o aluminio, materiales hibridos y recubrimientos.

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ES2222632T3 ES99105532T ES99105532T ES2222632T3 ES 2222632 T3 ES2222632 T3 ES 2222632T3 ES 99105532 T ES99105532 T ES 99105532T ES 99105532 T ES99105532 T ES 99105532T ES 2222632 T3 ES2222632 T3 ES 2222632T3
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION TRATA DE MEZCLAS, QUE CONTIENEN BORO Y/O ALUMINIO, Y SILICIO, MATERIALES HIBRIDOS Y REVESTIMIENTOS FABRICADOS A PARTIR DE ELLAS.

Description

Mezclas que contienen boro y/o aluminio, materiales híbridos y recubrimientos.
La presente invención se refiere a mezclas que contienen boro y/o aluminio, que contienen silicio, a los materiales híbridos y a los recubrimientos fabricados a partir de las mismas.
En las publicaciones DE-A 1 96 03 242, DE-A 1 96 03 241 y WO 94/06807 se ha descrito un gran número de órganosilanos, a partir de los cuales pueden fabricarse materiales híbridos inorgánicos-orgánicos mediante un procedimiento de sol-gel. Estos materiales pueden emplearse, por ejemplo, para el recubrimiento de superficies. Los recubrimientos, endurecibles a temperatura ambiente, se caracterizan por ejemplo por una elevada transparencia, una buena resistencia a los disolventes y una buena resistencia al desgaste mecánico con una elasticidad simultánea. Infelizmente, las mezclas descritas en este caso no son adecuadas para el revestimiento de substratos transparentes, por ejemplo de material sintético o de vidrio, cuando éstos sean sometidos a solicitaciones mecánicas extremas. En este caso los requisitos exigidos a la resistencia al desgaste son, naturalmente, especialmente elevados puesto que, en otro caso, ligeros deterioros perjudicarían al menos el aspecto óptico. Por lo tanto era deseable mejorar la dureza superficial de los recubrimientos de sol-gel, especialmente a base de los órganosilanos polifuncionales, anteriormente citados para emplearlos en el recubrimiento de substratos preferentemente transparentes.
En la publicación WO 98/25274 se describen mezclas que contienen preparaciones de politiofenos y productos de reacción de órganosilanos polifuncionales. Estos pueden contener, además, productos de reacción de alcóxidos de los elementos B, Al, Si, Sn, Ti y Zr, óxidos metálicos o hidróxidos metálicos de los elementos B, Al, Si, Sn, Ti y Zr, así como disolventes. Las mezclas pueden emplearse para la obtención de recubrimientos conductores.
La publicación WO 98/38251 divulga materiales híbridos orgánicos-inorgánicos que contienen polímeros orgánicos, partículas inorgánicas, aglutinantes inorgánicos- orgánicos y disolventes. Las mezclas pueden contener, además, alcóxidos metálicos y alcóxidos no metálicos. Las mezclas pueden emplearse para la fabricación de recubrimientos resistentes al rozamiento.
En la publicación EP 0 743 313 se describen nuevos dendrímeros de carbosilano con grupos extremos de silanol, que pueden hacerse reaccionar en presencia de un catalizador, en un disolvente, con alcóxidos de la fórmula M(OR')_{x} para dar materiales híbridos orgánicos-inorgánicos, que igualmente pueden emplearse para la fabricación de recubrimientos. Los alcóxidos citados son aquellos con M = Si, G, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, Hf, Nb y Ta.
En la publicación WO 94/06807 se divulgan composiciones inorgánicas-orgánicas, que están constituidas por dendrímeros de carbosilano alcóxido-funcionales. Estos pueden hacerse reaccionar, bajo las condiciones usuales de la tecnología sol-gel, con alcóxidos tales como tetraalcoxisilanos (por ejemplo Si(OC_{2}H_{5})_{4}). Las composiciones son adecuadas para la fabricación de cuerpos moldeados y de recubrimientos.
La tarea de la presente invención consistía, por lo tanto, en la puesta a disposición de mezclas a base de órganosilanos polifuncionales, monómeros, a partir de los cuales puedan prepararse recubrimientos, cuya resistencia mecánica al desgaste sea claramente mejor frente a la de los sistemas conocidos y que sean adecuadas, por ejemplo, para el recubrimiento de substratos transparentes.
Sorprendentemente se ha encontrado que la tarea puede resolverse con las mezclas según la invención constituidas por órganosilanos polifuncionales monómeros y determinados compuestos que contienen boro y/o aluminio.
Así pues el objeto de la presente invención son mezclas que contienen
A)
al menos un órganosilano lineal, monómero, ramificado o cíclico, que dispone al menos de 2 átomos de silicio con grupos hidrolizables y/o reticulantes por condensación, estando enlazados entre sí los átomos de silicio respectivamente a través de al menos 1 átomo de carbono a través de un a unidad enlazante y
B)
al menos un compuesto que contiene boro y/o aluminio, de la fórmula (I)
(I),R_{x}M(OR')_{3-x}
\quad
en la que
x =
0, 1 ó 2,
R =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 12 átomos de carbono o (O)_{1/2} y en el caso en que R = (O)_{1/2} y
\quad
x = 1, el compuesto de la fórmula (I) es parte integrante de una cadena y, en el caso en que
\quad
x = 2, es parte integrante de un compuesto anular o en forma de jaula y
R' =
H, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono y/o arilo con 6 a 12 átomos de carbono y
M =
Al, B.
C)
Alcóxidos de la fórmula (VIa)
(VIa)Q(O'')_{z}
\quad
con
Q =
Ga o In
z =
3 y
R'' =
un resto alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o un resto arilo con 6 a 12 átomos de carbono substituidos en caso dado una o varias veces,
\quad
o donde
Q =
Si, Ge, T, Zr o Hf y
z =
4
\quad
y/o
(VIb)(R')_{4-y}Si(OR'')_{y}
\quad
con
R'
significa un resto alquilo o arilo, que puede estar substituido una o varias veces,
y
significa 1, 2 ó 3 y
R'' =
un resto alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o un resto arilo con 6 a 12 átomos de carbono substituido en caso dado, una o varias veces.
Preferentemente los órganosilanos (A) contienen al menos 3, de forma especialmente preferente al menos 4 átomos de silicio con grupos hidrolizables y/o reticulantes por condensación.
Como grupos hidrolizables son preferentes los grupos alcoxi con 1 a 10 átomos de carbono o los grupos ariloxi con 6 a 12 átomos de carbono, especialmente los grupos alquiloxi tales como metiloxi, etiloxi, propiloxi o butiloxi. Los grupos reticulantes por condensación son, preferentemente, grupos silanol (SiOH).
Las unidades enlazantes en el sentido de la invención son tanto átomos individuales como también moléculas. Las unidades moleculares son, preferentemente, cadenas de alquileno lineal o ramificadas con 1 a 20 átomos de carbono, restos de cicloalquilo con 5 a 10 átomos de carbono o restos aromáticos con 6 a 12 átomos de carbono, tales como por ejemplo los restos fenilo, naftilo o bifenilo así como compuestos heterocíclicos, heteroaromáticos o lineales substituidos con heteroátomos. Los restos citados pueden estar substituidos una o varias veces. Como unidades atómicas son preferentes Si, N, P, O o S.
Como unidades enlazantes pueden citarse, especialmente, siloxanos cíclicos y en forma de jaula, así como carbosilanos ramificados, siendo preferentes como órganosilanos monómeros (A) los compuestos siguientes:
(II)R^{1}{}_{4-i}Si[(CH_{2})_{n}Si(OR^{2})_{a}R^{3}{}_{3-a}]_{i}
con
i =
2 hasta 4, preferentemente i = 4,
n =
1 hasta 10, preferentemente n = 2 hasta 4, de forma especialmente preferente n = 2 y
R^{1} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
\newpage
a =
1 a 3,
R^{2} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{2} = metilo, etilo, isopropilo,
R^{3} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{3} = metilo, pudiendo significar también R^{2} hidrógeno en el caso en que a = 1.
Otros ejemplos de compuestos cíclicos de la fórmula general (III) son
1
con
m =
3 hasta 6, preferentemente m = 3 ó 4,
o =
2 hasta 10, preferentemente o = 2,
c =
1 hasta 3,
R^{4} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{4} = metilo, etilo, isopropilo;
en el caso en que c = 1, R^{4} puede significar también hidrógeno,
R^{5} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{5} = metilo,
R^{6} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
\quad
preferentemente R^{6} = metilo, etilo, de forma especialmente preferente R^{6} = metilo,
y/o de la fórmula general (IV),
(IV)R^{10}{}_{4-i}Si[OSiR^{9}{}_{2}(CH_{2})_{p}Si(OR^{7})_{d}R^{8}{}_{3-d}]_{I}
con
i =
2 hasta 4, preferentemente i = 4,
R^{10} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
p =
1 hasta 10, preferentemente p = 2 hasta 4, de forma especialmente preferente p = 2,
R^{8} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{8} = metilo,
d =
1 hasta 3,
R^{7} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{7} = metilo, etilo, isopropilo;
\quad
en el caso en que d = 1, R^{7} significa también H y
R^{9} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{9} = metilo.
En particular son preferentes como órganosilanos monómeros los silanoles o bien los alcóxidos, por ejemplo:
Si[(CH_{2})_{2}Si(OH)(CH_{3})_{2}]_{4}
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OH)Me_{2}]}_{4},
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OEt)_{2}Me]}_{4}
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OMe)Me_{2}]}_{4} y/o
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OEt)_{3}]}_{4},
Como compuestos que contienen boro y/o aluminio son preferentes aquellos de la fórmula general (V),
(V)R_{x}M(OR')_{3-x}
en la que
M =
Al, B
x =
0 ó 1,
R =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o arilo con 6 a 12 átomos de carbono y
R' =
H, alquilo con 1 a 6 átomos de carbono y/o arilo con 6 a 12 átomos de carbono.
Como compuestos, que contienen boro, son especialmente preferentes aquellos en los cuales R' significa un resto alquilo con 1 a 5 átomos de carbono, de forma especialmente preferente significa un resto metilo o etilo.
Como compuestos que contienen aluminio son especialmente preferentes aquellos en los cuales R' significa un resto alquilo con 1 a 5 átomos de carbono, de forma muy especialmente preferente significa un resto isopropilo o 2-butilo.
En particular pueden citarse como compuestos que contienen boro:
B(OMe)_{3},
B(OEt)_{3},
B(OH)_{3},
\vskip1.000000\baselineskip
2 
\vskip1.000000\baselineskip
(RO)_{2} B-O-B (OR)_{2} 
\hskip3.6cm
con R = Me, Et,
y/o
C_{6}H_{5}-B(OH)_{2}.
En particular pueden citarse como compuestos que contienen aluminio:
Al(O^{i}Pr)_{3}
Al(O^{S}Bu)_{3}
Además son preferentes los compuestos que contienen aluminio de la fórmula general (Va, Vb)
3
en las que
Y =
0, 1 ó 2
R' =
H, alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, y/o arilo con 6 a 12 átomos de carbono.
Como compuestos que contienen aluminio de las fórmulas (Va) y (Vb) son especialmente preferentes aquellos en los cuales R' significa un resto alquilo con 1 a 5 átomos de carbono, de forma muy especialmente preferente significa un resto isopropilo o 2-butilo.
En otra forma preferente de realización de la invención, las mezclas contienen, además, alcóxidos (C) de la fórmula
(VIa),Q(OR'')_{z}
en la que
Q
significa Ga o In y
z
significa 3
R''
significa un resto alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o un resto arilo con 6 a 12 átomos de carbono substituidos en caso dado una o varias veces,
y/o en la que
Q
significa Si, Ge, Ti, Zr o Hf y
z
significa 4 y
R''
tiene el significado anteriormente indicado,
y/o compuestos de la fórmula
(VIb)(R')_{4-y}Si(OR'')_{y}
en la que
R'
significa un resto alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o un resto arilo con 6 a 14 átomos de carbono, que puede estar substituido una o varias veces,
y
significa 1, 2 ó 3 y
R''
tiene el mismo significado que en la fórmula (VIa).
Son especialmente preferentes los alcóxidos de las fórmulas siguientes:
Si(OCH_{3})_{4}
Si(OC_{2}H_{5})_{4}
CH_{3}-Si(OCH_{3})_{3}
CH_{3}-Si(OC_{2}H_{5})_{3}
C_{6}H_{5}-Si(OCH_{3})_{3}
C_{6}H_{5}-Si(OC_{2}H_{5})_{3}.
Los alcóxidos aumentan la resistencia al desgaste.
Para aumentar todavía más la resistencia al desgaste, las mezclas según la invención pueden contener también partículas inorgánicas (D).
Como partículas inorgánicas (D) se emplearán especialmente aquellas cuyo tamaño de partícula sea tan pequeño que se obtengan materiales híbridos ópticamente transparentes a partir de las mezclas según la invención. Tales partículas son, por ejemplo, óxidos, hidratos de óxidos y/o hidróxidos de los elementos B, Al, Si, Ti, Zr, Ce, tales como B_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}, SiO_{2}, TiO_{2}, CeO_{2}. Para el refuerzo mecánico son adecuados, preferentemente, soles de sílice en forma de dispersiones acuosas u orgánicas.
El tamaño medio de las partículas asciende, preferentemente, desde 1 hasta 100 nm, preferentemente desde 5 hasta 50 nm, determinado mediante ultracentrifugación.
En otra forma preferente de realización de la invención, las mezclas contienen, además, un disolvente (E).
Los disolventes adecuados (E) son, por ejemplo, alcoholes monofuncionales y polifuncionales, tales como por ejemplo metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec.-butanol, 1-metoxi-2-propanol y etilenglicol, cetonas, tales como por ejemplo acetona, metiletilcetona y metilisobutilcetona y ésteres, tal como por ejemplo acetato de n-butilo. Además pueden emplearse también mezclas de diversos disolventes.
En un ajuste correspondiente de los disolventes empleados (E) es posible también añadir a las mezclas según la invención otros polímeros orgánicos. Esto puede servir, por ejemplo para mejorar la elasticidad de los recubrimientos fabricados a partir de las mezclas. No obstante puede mejorarse la adherencia de un recubrimiento, especialmente sobre materiales sintéticos, mediante la adición de polímeros orgánicos.
Como polímeros orgánicos pueden citarse preferentemente aquellos a base de poli(met)acrilatos, poliésteres, poliamidas, policetonas y policarbamatos.
Evidentemente pueden añadirse a las mezclas según la invención también colorantes solubles o pigmentos orgánicos e inorgánicos para el teñido o como agentes protectores contra la corrosión, así como otros agentes auxiliares para barnices, tales como por ejemplo agentes auxiliares para el extendido.
Las mezclas según la invención presentan preferentemente la composición siguiente:
desde 1 hasta 80% en peso de al menos un órganosilano monómero (A),
desde 0,1 hasta 20% en peso de al menos de un compuesto que contiene boro y/o aluminio (B),
desde 0 hasta 50% en peso de alcóxidos (C),
desde 0 hasta 80% en peso de partículas inorgánicas (D),
desde 0 hasta 50% en peso de disolventes (E),
dando el 100% en peso la suma de todos los componentes presentes
Para las mezclas que contienen aluminio son especialmente preferentes las mezclas con la composición siguiente:
desde 5 hasta 15% en peso de al menos un órganosilano monómero (A),
desde 8 hasta 16% en peso de al menos un compuesto que contiene aluminio (B),
desde 25 hasta 40% en peso de alcóxidos (C),
desde 20 hasta 45% en peso de disolventes (E),
dando el 100% en peso la suma de todos los componentes presentes
Para las mezclas que contienen aluminio son muy especialmente preferentes las mezclas con la composición siguiente:
desde 8 hasta 11% en peso de al menos un órganosilano monómero (A),
desde 10 hasta 14% en peso de al menos un compuesto que contiene aluminio (B),
desde 30 hasta 40% en peso de alcóxidos (C),
desde 35 hasta 45% en peso de disolventes (E),
dando el 100% en peso la suma de todos los componentes presentes
Las mezclas según la invención se preparan preferentemente de tal manera que los componentes se mezclan en cualquier orden, en caso dado bajo agitación.
Otro objeto de la invención está constituido por los materiales híbridos, obtenibles mediante la reacción de la mezcla según la invención en presencia de agua y, en caso dado de catalizadores.
Como ejemplos de catalizadores pueden citarse, por ejemplo: ácidos y bases orgánicas e inorgánicas tales como ácido fórmico, ácido p-toluenosulfónico, ácido clorhídrico o bien hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, catalizadores organometálicos, tal como ejemplo el laurato de dibutilestaño y alcóxidos con actividad catalítica, tales como por ejemplo alcóxidos de Ti y de Al.
La cantidad de agua es preferentemente al menos tal que puedan reaccionar todos los grupos hidrolizables de la mezcla. De forma especialmente preferente la proporción molar entre los grupos hidrolizables y el agua está comprendida entre 1:1 y 1:2.
Los catalizadores se emplean, preferentemente, en una cantidad menor que un 1% en peso, referido a todos los componentes de la mezcla.
En una forma de realización de la presente invención para la obtención de mezclas que contienen boro, se mezcla el compuesto que contiene boro (B) en primer lugar con la dispersión de las partículas inorgánicas (D), por ejemplo SiO_{2} en el disolvente orgánico (organosol de sílice). En este caso puede producirse en caso dado la condensación de (B) con las partículas de SiO_{2}. A continuación se añaden a este sol de sílice, modificado, los otros componentes, es decir el órganosilano monómero (A) y, en caso dado, el disolvente (E), el alcóxido (D), el agua y el catalizador.
En otra forma de realización se disuelve, en primer lugar, el compuesto de aluminio (B) en el disolvente y se forma un complejo con un formador de complejos, por ejemplo acetoacetato a temperatura ambiente. Paralelamente a lo anterior se disuelve el alcóxido (C) en el disolvente (E) y se combina con el catalizador, tal como ácido p-toluenosulfónico 0,1 N, y se agita durante una hora, a temperatura ambiente (hidrolizado previo). A continuación se mezcla el hidrolizado previo con la solución de aluminio en estado de complejo y se añade a esta solución, en caso dado, una cantidad adicional de catalizador, tal como ácido p-toluenosulfónico 0,1 N, y la solución se agita durante una hora. Finalmente se añade órganosilano monómero (A) con el disolvente (E) y la mezcla de la reacción se agita durante otra hora a temperatura ambiente. A continuación el barniz está listo para su utilización y puede ser aplicado.
Además es posible, en otra forma de realización de la presente invención, para la fabricación de mezclas que contienen aluminio, disolver en primer lugar el compuesto de aluminio (B) en el disolvente (E) y formar complejos con un formador de complejos, por ejemplo acetoacetato a temperatura ambiente, estos se calientan a continuación a 40 hasta 80ºC y, finalmente, se añade el órganosilano monómero (A) en la proporción molar de 1:16 hasta 1:4,5 (órganosilano monómero: compuesto de aluminio) bajo agitación permanente (aluminio/precursor del órganosilano). Paralelamente a lo anterior se disuelve el alcóxido (C) en el disolvente y se combina con el catalizador, tal como ácido p-toluenosulfónico 0,1 N, y se agita durante una hora a temperatura ambiente (hidrolizado previo). A continuación se mezcla el hidrolizado previo con el aluminio/precursor del órganosilano y se añade a esta solución, en caso dado, una cantidad adicional de catalizador, tal como ácido p-toluenosulfónico 0,1 N, y la solución se agita durante una hora. A continuación el barniz está listo para ser usado y puede ser aplicado.
Los componentes volátiles pueden eliminarse por evaporación a continuación a temperaturas comprendidas entre -30ºC y 220ºC.
Otro objeto de la invención está constituido por los recubrimientos, que se obtienen mediante aplicación de las mezclas según la invención o de los materiales híbridos sobre una superficie y evaporación de los componentes volátiles.
Esto puede llevarse a cabo, por ejemplo, a temperaturas desde -30ºC hasta +220ºC, preferentemente a presión normal. En caso necesario puede endurecerse ulteriormente el recubrimiento obtenido a las temperaturas indicadas.
Las mezclas según la invención son adecuadas especialmente para la fabricación de materiales híbridos o bien recubrimientos con elevada transparencia, excelente resistencia a los disolventes y a los productos químicos, estabilidad térmica y resistencia al desgaste mecánico. También es señalable el hecho de que muchas de las mezclas citadas pueden endurecerse a temperatura ambiente para dar recubrimientos resistentes al desgaste.
Debido al perfil de propiedades, anteriormente indicado, las mezclas según la invención son adecuadas, ante todo, para el recubrimiento de materiales sintéticos con objeto de mejorar la resistencia mecánica al desgaste de las superficies. Especialmente puede protegerse con los nuevos recubrimientos contra el desgaste mecánico la superficie de materiales sintéticos transparentes, tales como por ejemplo de policarbonatos y de poli(met)acrilatos. Según el estado de la técnica puede mejorarse considerablemente la adherencia de los recubrimientos resistentes a los arañazos sobre los materiales sintéticos por medio de un recubrimiento previo (capa de fondo) o mediante tratamiento físico (tratamiento al plasma o de corona). Esto es posible también en este caso.
Del mismo modo pueden protegerse también fondos metálicos, sometidos a un barnizado previo, por ejemplo contra la solicitación mecánica y contra el efecto de los productos químicos. Un barnizado transparente de cobertura con las mezclas según la invención o bien con los materiales híbridos protege los recubrimientos orgánicos, por ejemplo a base de poliuretano o de epóxido, de manera eficaz contra la penetración de colores y por lo tanto puede emplearse como recubrimiento anti-graffiti. Una protección de este tipo puede conseguirse también para soportes cerámicos y minerales (por ejemplo piedra natural).
También las superficies metálicas, tales como por ejemplo de hierro, de acero, de cobre, de aluminio, de bronce o de latón pueden protegerse con los recubrimientos según la invención por ejemplo contra el desgaste mecánico. Especialmente en el caso del acero esto es significativo cuando la superficie presente una estructura determinada (acero cepillado).
De manera correspondiente el vidrio recubierto puede protegerse por ejemplo contra los efectos ambientales, tal como por ejemplo lluvia ácida.
Las mezclas según la invención pueden emplearse, debido a su efecto destructor sobre (micro)organismos especialmente cuando deba evitarse una multiplicación o una adherencia de los organismos. Esto es especialmente significativo en el caso de los materiales naturales, tal como por ejemplo en el caso de la madera. Igualmente entra en consideración un empleo a modo de recubrimiento anti-incrustación.
Ejemplos de realización Consideraciones previas
Se prepararon el ciclo-{SiO(CH_{3})[(CH_{2})_{2}Si(OH)(CH_{3})_{2}]}_{4} (a continuación: D4-silanol) y el ciclo-{SiO(CH_{3})
[(CH_{2})_{2}Si(OEt)_{2}(CH_{3})]}_{4} (a continuación: D4-dietóxido), como se ha descrito en la publicación DE-A 1 96 03 241 y en la publicación DE-A 1 97 11 650. El organosol de sílice, empleado, era una dispersión de un 30,4% en peso de SiO_{2} (diámetro primario de las partículas aproximadamente 9 nm, diámetro medio de las partículas d_{50} < 20 nm) en isopropanol con un contenido residual de agua de < 1% en peso. Todos los otros productos empleados (adquiribles) se emplearon sin mayor purificación.
La aplicación de los recubrimientos se llevó a cabo por medio de un bastidor para el extendido de películas con una anchura del intersticio variable (30, 60, 90, 120 y 240 \mum) de vidrio o de policarbonato (Makrolon®, Bayer AG, Leverkusen), o mediante recubrimiento por centrifugación con un número variable de revoluciones (300-2000 revoluciones/minuto) y con diversas duraciones del centrifugado (5-30 segundos). Tras eliminación por evaporación de los componentes volátiles a temperatura ambiente se endureció el recubrimiento en un armario con ventilación de aire.
La determinación de la duración al péndulo se llevó a cabo según DIN 53 157 (se ha indicado el valor medio de 3 mediciones).
La determinación de la resistencia al rozamiento se llevó a cabo con ayuda del método de Taber-Abraser según ISO 3537 (500 g por rueda, piedra CS10F). Al cabo de 1.000 ciclos se determinó el aumento óptico de turbidez (\Delta T) como magnitud de la estabilidad al rozamiento según ASTM D 1003.
Además se llevó a cabo, para la determinación de la estabilidad al desgaste, el ensayo denominado de levantamiento-arrastre (20 levantamientos) y se determinó el aumento de la turbidez óptica (\Delta turbidez). La realización del ensayo y la determinación de la turbidez se llevaron a cabo de la forma y manera siguientes:
Descripción del procedimiento para la producción de arañazos
Se dispuso una placa, a ser arañada, de 100 x 100 mm, en una escotadura del mismo tamaño y exactamente con el mismo espesor, del fondo de una cápsula de material sintético. La cápsula de material sintético estaba fijada a una báscula, que ejerció, por medio de un motor, movimientos de vaivén con una longitud de la elevación de 100 mm y con una frecuencia de elevación de 150 elevaciones/minuto. Sobre la placa insertada se sacudió el medio para producir los arañazos y la placa se arañó con un número de elevaciones elegido previamente en el contador de elevaciones. El medio para la producción de los arañazos permaneció casi en reposo a la velocidad de elevación debido a su inercia, es decir que era grande el movimiento relativo entre el medio para la producción de los arañazos y la placa.
La cantidad de empleo, adecuada, del medio para la producción de los arañazos para el tamaño empleado de las cápsulas, era de 1 kg.
Como medio para la producción de los arañazos se empleó arena de cuarzo quebrada con una fracción de un tamaño de grano de 1,5 hasta 2,5 mm.
Medición del grado de producción de arañazos de las muestras
En estas muestras transparentes se determinó el grado de la producción de arañazos mediante la medición del aumento de la turbidez en función del número de elevaciones.
Una descripción general del procedimiento para el ensayo se encuentra en la publicación Farbe und Lack 1972, 78(8), 712-723.
Ejemplos Ejemplo 1 Obtención de órganosoles modificados con boro
Se combinaron, bajo agitación, 50 g del órganosol de sílice y el tipo y la cantidad, indicados en la tabla 1, del compuesto que contiene boro y se agitaron durante otras 20 horas. La turbidez de los productos obtenidos era mínimamente mayor que la del órganosol empleado.
TABLA 1
Muestra Nr. Compuesto que contiene boro Cantidad [g]
1a B(OEt)_{3} 1,5
1b B(OEt)_{3} 5,0
1c B(OMe)_{3} 1,5
1d B(OMe)_{3} 5,0
1e Trimetoxiboroxina 5,0
1f Ácido fenilborónico 0,5
Ejemplo 2 Recubrimiento con el órganosol modificado con boro 1a y D4-silanol
Los componentes se mezclaron, bajo agitación, en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 2 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron 2 películas (espesor de película húmeda 30 y 60 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron recubrimientos exentos de arañazos, transparentes.
TABLA 2
Muestra 2a Muestra 2b Muestra 2c Muestra 2d
Componentes Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g]
D4-Silanol 0,9 0,8 0,6 0,5
TEOS 1,6 1,6 1,6 1,6
TABLA 2 (continuación)
Muestra 2a Muestra 2b Muestra 2c Muestra 2d
Componentes Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g]
Organosol 1a modificado 5,0 5,0 5,0 5,0
Isopropanol 3,9 3,9 3,9 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3 0,3 0,3 0,3
Ejemplo 3 Recubrimientos con el órganosol modificado con boro 1b y D4-silanol
Los componentes se mezclaron, bajo agitación, en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 3 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron 2 películas (espesor de película húmeda 30 y 60 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a 3 temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron recubrimientos exentos de arañazos, transparentes.
TABLA 3
Muestra 3a Muestra 3b Muestra 3c Muestra 3d
Componentes Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g]
D4-Silanol 0,9 0,8 0,6 0,5
TEOS 1,6 1,6 1,6 1,6
Organosol 1b modificado 5,0 5,0 5,0 5,0
Isopropanol 3,9 3,9 3,9 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3 0,3 0,3 0,3
Los resultados del ensayo de levantamiento-arrastre se han indicado en la tabla siguiente y se han representado gráficamente en la figura 1. En la misma se ha indicado también, con fines comparativos, el valor para el policarbonato no recubierto (Makrolon®, Bayer AG, D-51368 Leverkusen, Alemania).
Muestra Nr. \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 13,40
3c 2,60
3d 1,59
Ejemplo 4 Recubrimiento con el órganosol modificado con boro 1a y D4-dietóxido
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en las cantidades y en el orden indicados en la tabla 4 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron 2 películas (espesor de la película húmeda 30 y 60 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron recubrimientos exentos de arañazos, transparentes.
TABLA 4
Muestra 4a Muestra 4b Muestra 4c
Componentes Cantidad [g] Cantidad [g] Cantidad [g]
D4-Dietóxido 0,9 0,8 0,6
TEOS 1,6 1,6 1,6
Organosol 1a modificado 5,0 5,0 5,0
Isopropanol 3,9 3,9 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,4 0,4 0,4
Ejemplo 5 Recubrimientos con el órganosol modificado con boro 1b y D4-dietóxido
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en las cantidades y en el orden indicados en la tabla 5 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron 2 películas (espesor de la película húmeda 30 y 60 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron recubrimientos exentos de arañazos, transparentes.
TABLA 5
Muestra 5a Muestra 5b
Componentes Mezcla [g] Mezcla [g]
D4-Dietóxido 0,9 0,8
TEOS 1,6 1,6
Organosol 1b modificado 5,0 5,0
Isopropanol 3,9 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,4 0,4
Los resultados del ensayo de levantamiento-arrastre se han indicado en la tabla 5a, también en comparación con el Makrolon®, no recubierto, y se han representado en la figura 2.
TABLA 5a
Muestra Nr. \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 13,40
5a 3,44
5b 2.13
Ejemplo 6 Recubrimientos con el órganosol modificado con bromo 1c y D4-silanol
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 6 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron películas (espesor de la película húmeda 60 y 90 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron películas transparentes, exentas de arañazos, que presentaban una estabilidad al desgaste muy buena frente a la lana de acero.
TABLA 6
Muestra 6
Componentes Cantidad [g]
D4-Silanol 0,6
TEOS 1,6
Organosol 1c modificado 5,0
Isopropanol 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3
Ejemplo 7 Recubrimientos con el órganosol modificado con boro 1d y D4-silanol
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 7 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron películas (espesor de la película húmeda 60 y 90 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron película transparentes, exentas de arañazos.
TABLA 7
Muestra 7a Muestra 7b
Componentes Cantidad [g] Cantidad [g]
D4-Silanol 0,6 0,5
TEOS 1,6 1,6
Organosol 1d modificado 5,0 5,0
Isopropanol 3,9 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3 0,3
Los resultados del ensayo de levantamiento-arrastre se han indicado en la tabla siguiente.
Muestra Nr. \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 13,40
7b 1,44
Ejemplo 8 Recubrimientos con el órganosol modificado con boro 1e y D4-silanol
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 8 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron películas (espesor de la película húmeda 60 y 90 micras) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron películas transparentes, exentas de arañazos, que mostraron una estabilidad al desgaste muy buena frente a la lana de acero.
TABLA 8
Muestra 8
Componentes Cantidad [g]
D4-Silanol 0,5
TEOS 1,6
Organosol 1c modificado 5,0
Isopropanol 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3
Ejemplo 9 Recubrimientos con el órganosol modificado con boro 1f y D4-silanol
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en las cantidades y en el orden indicado en la tabla 9 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron películas (espesor de la película húmeda 60 y 90 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC. Se obtuvieron películas transparentes, exentas de arañazos.
TABLA 9
Muestra 9
Componentes Cantidad [g]
D4-Silanol 0,5
TEOS 1,6
Organosol 1c modificado 5,0
Isopropanol 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3
Ejemplo 10 Adición de polímero orgánico para mejorar la adherencia
Se añadieron a 4 ml de una mezcla preparada según el ejemplo 7, muestra 7b, tras la agitación indicada de 60 minutos, 0,6 ml de Desmophen® A450, al 50% en peso en acetato de n-butilo. Se obtuvo una mezcla transparente, homogénea. Al cabo de otros 15 minutos de agitación se aplicó una película (espesor de la película húmeda 60 \mum) sobre Makrolon®, que se endureció durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC.
Una tira de pegamento aplicada a continuación sobre el recubrimiento obtenido deja invariable el recubrimiento tras su retirada.
(Desmophen® A 450 es un polímero basado en poliacrilato con una viscosidad de 4.000 mPa.s a 23ºC y con un contenido en OH del 1,0%, preparado por la firma Bayer AG, Leverkusen).
Ejemplo comparativo 1
Obtención de órganosoles modificados con Si(OMe)_{4}
Se combinaron, bajo agitación, 50 g de órganosol de sílice y el tipo y la cantidad, indicados en la tabla siguiente, de un alcóxido y se continuó agitando durante otras 20 horas.
\newpage
Muestra Nr. Alcóxido Cantidad [g]
V1 Si(OMe)_{4} 1,5
Ejemplo comparativo 2
Recubrimientos con órganosol puro y con órganosol V1 modificado con Si(OMe)_{4}
Se mezclaron, bajo agitación, los componentes en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 10 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicaron 2 películas (espesor de la película húmeda 120 y 240 \mum) sobre vidrio, que se endurecieron durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 1 o bien durante 4 horas a 130ºC. Se obtuvieron recubrimientos exentos de arañazos, transparentes.
TABLA 10
Muestra V2a Muestra V2b
Componentes Cantidad [g] Cantidad [g]
D4-Silanol 2,5 2,5
TEOS 1,6 1,6
Organosol x 5,0
Organosol V1 modificado 5,0 x
Isopropanol 3,9 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3 0,3
Por la tabla 11 se pone de manifiesto que el recubrimiento que contiene boro presenta una dureza al péndulo considerablemente mayor que el recubrimiento comparativo a base de órganosol V1 modificado. Esta relación puede verse en la figura 3.
TABLA 11
Endurecimiento durante 1h Endurecimiento durante 4 h
Muestra Nr. Dureza al péndulo [s] Dureza al péndulo [s]
8 158 174
V2a 105 132
V2b no determinado 127
Ejemplo comparativo 3
Los componentes se mezclaron, bajo agitación, en la cantidad y en el orden indicados en la tabla 12 y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicó una película (espesor de la película húmeda 60 \mum) sobre vidrio, que se endureció durante 30 minutos a temperatura ambiente y durante 3 horas a 130ºC.
TABLA 12
Muestra V3
Componentes Cantidad [g]
D4-Silanol 0,6
TEOS 1,6
TABLA 12 (continuación)
Muestra V3
Componentes Cantidad [g]
Organosol 5,0
Isopropanol 3,9
Ácido p-toluenosulfónico 0,1 N 0,3
Los resultados del ensayo de levantamiento-arrastre se han indicado en la tabla 13. En la misma se ha indicado, con fines comparativos, también el valor en ausencia de recubrimiento. Los resultados del ensayo de levantamiento-arrastre se han representado gráficamente también en la figura 4. Es evidente que incluso mediante la adición de pequeñas cantidades de ésteres del ácido bórico, puede aumentarse considerablemente la resistencia al desgaste.
TABLA 13
Muestra Nr. \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 13,4
V3 5,15
3c 2,60
3d 1,59
Ejemplo 11 Obtención de materiales híbridos que contienen aluminio y recubrimiento con los mismos (ajuste blando)
Se disolvieron 10 g de TEOS en 4 g de 1-metoxi-2-propanol y se mezclaron con 2 g de ácido p-toluenosulfónico 0,1 N, bajo agitación y se agitaron durante otros 60 minutos (hidrolizado previo). Se disolvieron 3 g de sec.-butilato de aluminio en 2,4 g de 1-metoxi-2-propanol, se combinaron con 1,6 g de acetoacetato y se añadieron al hidrolizado previo y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se añadieron a la solución 4,1 g de D4-silanol disueltos en 7,6 g de 1-metoxi-2-propanol y se agitaron durante otra hora.
Finalmente se aplicó el barniz sobre placas de policarbonato tratadas previamente con 3-aminopropiltrimetoxisilano (Makrolon®, 100 x 100 mm) mediante aplicación por centrifugado (2.000 revoluciones/minuto, 20 segundos, endurecimiento durante 1 hora a 80ºC) y se endureció durante 5 horas a 130ºC.
Los resultados del ensayo Taber Abraser se han reunido en la tabla 14 en comparación con el policarbonato no recubierto y se han representado gráficamente en la figura 5.
En la figura 5 significan:
M: Policarbonato no recubierto (Makrolon®)
V1: Muestra comparativa 1 (policarbonato recubierto; MR5®, Fa. GE)
V2: Muestra comparativa 2 (vidrio no recubierto)
B11: Ejemplo 11
B12: Ejemplo 12
B13: Ejemplo 13.
TABLA 14
Denominación \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 54,0
Ejemplo 11 22,0
Ejemplo 12 Obtención de materiales híbridos que contienen aluminio y recubrimiento con los mismos (ajuste de dureza media)
Se disolvieron 10 g de TEOS en 7,6 g de 1-metoxi-2-propanol y se mezclaron, bajo agitación, con 2 g de ácido p-toluenosulfónico 0,1 N y se agitaron durante otros 60 minutos (hidrolizado previo), Se añadieron 3 g de sec.-butilato de aluminio, disueltos en 1,5 g de 1-metoxi-2-propanol, con 1,6 g de acetoacetato y se añadieron al hidrolizado previo y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se añadieron a la solución 4,1 g de D4-silanol disueltos en 7,6 g de 1-metoxi-2-propanol y se agitó durante otra hora.
Finalmente se aplicó el barniz sobre placas de policarbonato, tratadas previamente con 3-aminopropiltrimetoxisilano (Makrolon®, 100 x 100 mm) mediante aplicación por centrifugado (2.000 revoluciones/minuto, 20 segundos, endurecimiento durante 1 hora a 80ºC) y se endureció durante 5 horas a 130ºC.
Los resultados del ensayo Taber Abraser se han reunido en la tabla 15 en comparación con el policarbonato no recubierto y se han representado gráficamente en la figura 5 (para las explicaciones véase el ejemplo 11).
TABLA 15
Denominación \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 54,0
Ejemplo 12 17,3
Ejemplo 13 Obtención de materiales híbridos que contienen aluminio y recubrimiento con los mismos (ajuste duro)
Se disolvieron 10 g de TEOS en 5,5 g de 1-metoxi-2-propanol y se mezclaron, bajo agitación, con 2 g de ácido p-toluenosulfónico 0,1 N y se agitaron durante otros 60 minutos (hidrolizado previo). Se combinaron 3 g de sec.-butilato de aluminio, disueltos en 1 g de 1-metoxi-2-propanol, con 1,6 g de acetoacetato y se añadieron al hidrolizado previo y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se añadieron a la solución 1,7 g de D4-silanol disueltos en 4,1 g de 1-metoxi-2-propanol y se agitó durante otra hora.
Finalmente se aplicó el barniz sobre placas de policarbonato tratadas previamente con 3-aminopropiltrimetoxisilano (Makrolon®, 100 x 100 mm) mediante aplicación por centrifugado (2.000 revoluciones/minuto, 20 segundos, endurecimiento durante 1 hora a 80ºC) y se endureció durante 5 horas a 130ºC.
Los resultados del ensayo Taber Abraser se han reunido en la tabla 16 en comparación con el policarbonato no recubierto y se han representado gráficamente en la figura 5 (para las explicaciones véase el ejemplo 11).
TABLA 16
Denominación \Delta Turbidez [%]
Makrolon® 54,0
Ejemplo 13 2,8
Vidrio 2,0
Ejemplo 14 Obtención de materiales híbridos que contienen aluminio y recubrimiento con los mismos mediante empleo de un precursor de aluminio/órganosilano Precursor de aluminio/órganosilano
Se disolvieron 6,2 g de sec.-butilato de aluminio en 1,2 g de 1-metoxi-2-propanol y se combinaron con 3,3 g de acetoacetato y se calentaron a 60ºC. Se añadieron a esta solución, gota a gota, bajo agitación, 4,1 g de D4-silanol en 7,5 g de 1-metoxi-2-propanol. Una vez verificada la adición se agitó durante 1 hora más a 60ºC.
Se disolvieron 14,2 g de TEOS en 9 g de 1-metoxi-2-propanol y se combinaron, bajo agitación, con 2,9 g de ácido p-toluenosulfónico 0,1 N y se agitaron durante otros 60 minutos (hidrolizado previo). A continuación se combinaron el precursor de aluminio/órganosilano y el hidrolizado previo, se mezclaron, bajo agitación, con 2,9 g de ácido p-toluenosulfónico 0,1 N y se agitaron durante otros 60 minutos. A continuación se aplicó el barniz sobre placas de policarbonato tratadas previamente con 3-aminopropiltrimetoxisilano (Makrolon®, 100 x 100 mm) mediante aplicación por centrifugado (2.000 revoluciones/minuto, 20 segundos, endurecimiento durante 1 hora a 80ºC) y se endureció durante 5 horas a 130ºC.

Claims (10)

1. Mezclas que contienen
A)
al menos un órganosilano lineal, monómero, ramificado o cíclico, que dispone al menos de 2 átomos de silicio con grupos hidrolizables y/o reticulantes por condensación, estando enlazados entre sí los átomos de silicio respectivamente a través de al menos 1 átomo de carbono a través de un a unidad enlazante y
B)
al menos un compuesto que contiene boro y/o aluminio, de la fórmula (I)
(I),R_{x}M(OR')_{3-x}
\quad
en la que
x =
0, 1 ó 2,
R =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 12 átomos de carbono o (O)_{1/2} y en el caso en que R = (O)_{1/2} y
\quad
x = 1, el compuesto de la fórmula (I) es parte integrante de una cadena y, en el caso en que
\quad
x = 2, es parte integrante de un compuesto anular o en forma de jaula y
R' =
H, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono y/o arilo con 6 a 12 átomos de carbono y
M =
Al, B,
C)
alcóxidos de la fórmula (VIa)
(VIa)Q(OR'')_{z}
\quad
con
Q =
Ga o In
z =
3 y
R'' =
un resto alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o un resto arilo con 6 a 12 átomos de carbono substituidos en caso dado una o varias veces,
\quad
o en la que
Q =
Si, Ge, T, Zr o Hf y
z =
4
\quad
y/o
(VIb)(R')_{4-y}Si(OR'')_{y}
\quad
con
R'
significa un resto alquilo o arilo, que puede estar substituido una o varias veces,
y
significa 1, 2 ó 3 y
R'' =
un resto alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o un resto arilo con 6 a 12 átomos de carbono substituido en caso dado, una o varias veces.
2. Mezclas según la reivindicación 1, caracterizadas porque los grupos hidrolizables son grupos alcoxi con 1 a 10 átomos de carbono, grupos ariloxi con 6 a 12 átomos de carbono y los grupos reticulantes por condensación son grupos OH.
3. Mezclas según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizadas porque las unidades enlazantes son cadenas de alquileno con 1 a 20 átomos de carbono lineales o ramificadas, restos de cicloalquileno con 5 a 10 átomos de carbono o restos aromáticos con 6 a 12 átomos de carbono, compuestos heterocíclicos, aromáticos o lineales substituidos con heteroátomos y/o Si, N, P, O así como S.
\newpage
4. Mezclas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque las unidades enlazantes son siloxanos cíclicos o en forma de jaula o carbosilanos ramificados.
5. Mezclas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque el órganosilano monómero tiene la fórmula
(II)R^{1}{}_{4-i}Si[(CH_{2})_{n}Si(OR^{2})_{a}R^{3}{}_{3-a}]_{i}
con
i =
2 hasta 4,
n =
1 hasta 10,
R^{1} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
a =
1 a 3,
R^{2} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{2} = metilo, etilo, isopropilo,
R^{3} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{3} = metilo,
pudiendo significar también R^{2} hidrógeno,
y/o
4
con
m =
3 hasta 6,
o =
2 hasta 10,
R^{6} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
c =
1 hasta 3,
R^{4} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono, preferentemente R^{4} = metilo, etilo, isopropilo;
en el caso en que c = 1, R^{4} puede significar también hidrógeno,
R^{5} = 
\;
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
y/o de la fórmula general
R^{10}{}_{4-i}Si[OSiR^{9}{}_{2}(CH_{2})_{p}Si(OR^{7})_{d}R^{8}{}_{3-d}]_{I}
con
\newpage
i =
2 hasta 4,
R^{10} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
p =
1 hasta 10,
R^{9} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono.
d =
1 hasta 3,
R^{7} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
\quad
en el caso en que d = 1, R^{7} significa también H y
R^{8} =
alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, arilo con 6 a 14 átomos de carbono,
6. Mezclas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque el órganosilano monómero presenta las fórmulas
Si[(CH_{2})_{2}Si(OH)(CH_{3})_{2}]_{4}
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OH)Me_{2}]}_{4},
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OEt)_{2}Me]}_{4}
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OMe)Me_{2}]}_{4} y/o
ciclo-{OSiMe[(CH_{2})_{2}Si(OEt)_{3}]}_{4},
7. Mezclas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque contienen, adicionalmente, partículas inorgánicas (D) y, en caso dado, disolventes (E).
8. Mezclas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas porque contienen, adicionalmente, polímeros orgánicos.
9. Materiales híbridos, obtenibles mediante reacción de mezclas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 en presencia de agua y, en caso dado, de catalizadores.
10. Recubrimientos, obtenibles mediante la aplicación de los materiales híbridos según la reivindicación 9, sobre una superficie y eliminación por evaporación de los componentes volátiles.
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