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DE102005056620A1 - Amphiphile Silane - Google Patents

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Publication number
DE102005056620A1
DE102005056620A1 DE102005056620A DE102005056620A DE102005056620A1 DE 102005056620 A1 DE102005056620 A1 DE 102005056620A1 DE 102005056620 A DE102005056620 A DE 102005056620A DE 102005056620 A DE102005056620 A DE 102005056620A DE 102005056620 A1 DE102005056620 A1 DE 102005056620A1
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DE
Germany
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groups
atoms
particles
amphiphilic
oxides
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005056620A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Dr. Jonschker
Matthias Dr. Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to DE102005056620A priority Critical patent/DE102005056620A1/de
Priority to PCT/EP2006/010329 priority patent/WO2007059842A1/de
Priority to JP2008541609A priority patent/JP2009517349A/ja
Priority to EP06806562A priority patent/EP1951734A1/de
Priority to US11/917,964 priority patent/US20100215959A1/en
Publication of DE102005056620A1 publication Critical patent/DE102005056620A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft amphiphile Silane, Verfahren zur Herstellung der amphiphilen Silane, deren Verwendung zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln sowie Partikel, deren Oberfläche mit den amphiphilen Silanen modifiziert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft amphiphile Silane, Verfahren zur Herstellung der amphiphilen Silane, deren Verwendung zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln sowie Partikel, deren Oberfläche mit den amphiphilen Silanen modifiziert ist.
  • Silane gewinnen in vielen Bereichen der Technik eine zunehmende Bedeutung, insbesondere bei der Modifizierung von Oberflächen. Dies betrifft sowohl makroskopische Oberflächen, z.B. von Gebäuden, Denkmälern etc., darüber hinaus aber auch zunehmend die Oberfläche von Partikeln mikroskopischer Größe, z.B. im Nano- oder Mikrometerbereich.
  • In den gängigsten Anwendungen haben die Silane die Aufgabe, die Oberflächeneigenschaften der damit beschichteten Gegenstände zu verändern. Im einfachsten Falle wird durch Aufbringung eines hydrophoben Silans die Oberfläche insgesamt hydrophobiert und damit beispielsweise unempfindlicher gegenüber Feuchtigkeit oder Schmutz gemacht. Darüber hinaus sind hydrophobe Silane auch geeignet, um z.B. die Ausrichtungseigenschaften von Perlglanzpigmenten in entsprechenden Lacken zu verändern, wie beispielsweise in EP 0 634 459 beschrieben.
  • Andere Beispiele betreffen den Einsatz von Silanen mit reaktiven Gruppen, die beispielsweise durch Reaktion mit dem umgebenden Medium kovalente Bindungen ausbilden können. Beispiele hierfür finden sich in WO 98/13426, die mit Silanen modifizierte Perlglanzpigmente für Wasserlacksysteme offenbart, bei denen die reaktive Gruppe Bindungen zum Polymer des Wasserlacks herstellen kann.
  • Die genannten Silane haben alle den Nachteil, dass sie jeweils nur eine funktionelle Eigenschaft realisieren können, entweder eine Hydrophobierung der damit beschichteten Partikel oder die Bereitstellung einer zusätzlichen reaktiven Gruppe auf der Oberfläche der Partikel. Vielfach ist es aber erwünscht, und insbesondere im Bereich der Nanotechnologie nahezu unerlässlich, dass mehrere Eigenschaften miteinander kombiniert werden können, um multifunktionelle Partikel bereitstellen zu können. Es besteht daher ein Bedarf an neuen multifunktionellen Silanen, die mehrere unterschiedliche Eigenschaften miteinander kombinieren, um beispielsweise Partikeln im Rahmen einer Oberflächenmodifizierung multifunktionelle Eigenschaften verleihen zu können.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Bereitstellung neuer Silane, die das oben genannte komplexe Anforderungsprofil erfüllen.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen amphiphilen Silane diese Anforderungen erfüllen. Demgemäß sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung amphiphile Silane gemäß der allgemeinen Formel (I) (R)3Si-SP-Ahp-Bhb (I)wobei die Reste R gleich oder verschieden sein können und hydrolytisch abspaltbare Reste darstellen,
    SP entweder O oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-18 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann bedeutet,
    Ahp einen hydrophilen Block bedeutet,
    Bhb einen hydrophoben Block bedeutet und
    wobei mindestens eine reaktive funktionelle Gruppe an Ahp und/oder Bhb gebunden vorliegt.
  • Die erfindungsgemäßen Silane haben den Vorteil, dass sie mehrere Eigenschaften in sich vereinen. Sie können beispielsweise Partikeln über den hydrophilen Block eine Oberfläche mit hydrophilen Eigenschaften und gleichzeitig über den hydrophoben Block eine Oberfläche mit hydrophoben Eigenschaften verleihen. Daraus resultiert eine selbstorganisierte Schaltbarkeit der Hydrophilie/Hydrophobie je nach der Umgebung der Teilchenoberfläche. Darüber hinaus kann die zusätzliche reaktive funktionelle Gruppe weitere Bindungen, z.B. zu einem umgebenden Medium, ausbilden. Die Oberfläche der Partikel ist damit für die unterschiedlichsten Anwendungen durch eine einzige Modifizierung angepasst und wird damit für alle Anwendungen kompatibel. Darüber hinaus weisen die amphiphilen Silane gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund der größeren Kettenlänge eine erhöhte Mobilität im Hinblick auf die Ausrichtung und Orientierung der Silane, z.B. an einer Oberfläche, auf. Dies unterstützt eine verbesserte Ausrichtung der jeweiligen mit dem umgebenden Medium in Wechselwirkung tretenden Bereiche des amphiphilen Silans und verbessert damit ebenfalls die Kompatibilität der damit beschichteten Partikel mit den unterschiedlichsten Medien.
  • Wesentlich für die erfindungsgemäßen amphiphilen Silane ist der Aufbau der einzelnen Untereinheiten, wie in Formel (I) dargestellt.
  • Die amphiphilen Silane enthalten eine Kopfgruppe (R)3Si, wobei die Reste R gleich oder verschieden sein können und hydrolytisch abspaltbare Reste darstellen. Vorzugsweise sind die Reste R gleich.
  • Geeignete hydrolytisch abspaltbare Reste sind beispielsweise Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise mit 1 bis 6 C-Atomen, Halogene, Wasserstoff, Acyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und insbesondere mit 2 bis 6 C-Atomen oder NR'2-Gruppen, wobei die Reste R' gleich oder verschieden sein können und ausgewählt sind aus Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 6 C- Atomen. Geeignete Alkoxygruppen sind beispielsweise Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy- oder Butoxygruppen. Geeignete Halogene sind insbesondere Br und Cl. Beispiele für Acyloxygruppen sind Acetoxy oder Propoxygruppen. Weiterhin eignen sich auch Oxime als hydrolytisch abspaltbare Reste. Die Oxime können hierbei mit Wasserstoff oder beliebigen organischen Resten substituiert sein. Vorzugsweise handelt es sich bei den Resten R um Alkoxygruppen und insbesondere um Methoxy- oder Ethoxygruppen.
  • An die oben genannte Kopfgruppe ist ein Spacer SP kovalent gebunden, der als Bindeglied zwischen der Si-Kopfgruppe und dem hydrophilen Block Ahp fungiert und im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Brückenfunktion wahrnimmt. Die Gruppe SP ist entweder -O- oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-18 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann.
  • Die C1-C18-Alkylgruppe von SP ist beispielsweise eine Methyl-, Ethyl-, Isopropyl-, Propyl-, Butyl-, sek.-Butyl- oder tert.-Butyl-, ferner auch Pentyl-, 1-, 2- oder 3-Methylbutyl-, 1,1-, 1,2- oder 2,2-Dimethylpropyl-, 1-Ethylpropyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tridecyl- oder Tetradecylgruppe. Gegebenenfalls kann sie perfluoriert sein, beispielsweise als Difluormethyl-, Tetrafluorethyl-, Hexafluorpropyl- oder Octafluorbutylgruppe.
  • Ein geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen, wobei auch mehrere Doppelbindungen vorhanden sein können, ist beispielsweise Vinyl, Allyl, 2- oder 3-Butenyl, Isobutenyl, sek.-Butenyl, ferner 4-Pentenyl, iso-Pentenyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, -C9H16, -C10H18 bis -C18H34, vorzugsweise Allyl, 2- oder 3-Butenyl, Isobutenyl, sek.-Butenyl, ferner bevorzugt ist 4-Pentenyl, iso-Pentenyl oder Hexenyl.
  • Ein geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2 bis 18 C-Atomen, wobei auch mehrere Dreifachbindungen vorhanden sein können, ist beispielsweise Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 2- oder 3-Butinyl, ferner 4-Pentinyl, 3-Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl, Octinyl, -C9H14, -C10H16 bis -C18H32, vorzugsweise Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 2- oder 3-Butinyl, 4-Pentinyl, 3-Pentinyl oder Hexinyl.
  • Unsubstituierte gesättigte oder teilweise oder vollständig ungesättigte Cycloalkylgruppen mit 3-7 C-Atomen können Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Cyclopentenyl-, Cyclopenta-1,3-dienyl-, Cyclohexenyl-, Cyclohexa-1,3-dienyl-, Cyclohexa-1,4-dienyl-, Phenyl-, Cycloheptenyl-, Cyclohepta-1,3-dienyl-, Cyclohepta-1,4-dienyl- oder Cyclohepta-1,5-dienylgruppen sein, welche mit C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert.
  • An die Spacergruppe SP schließt sich der hydrophile Block Ahp an. Dieser kann ausgewählt sein aus nicht-ionischen, kationischen, anionischen oder zwitterionischen hydrophilen Polymeren, Oligomeren oder Gruppen. In der einfachsten Ausführungsform handelt es sich bei dem hydrophilen Block um Ammonium-, Sulfonium-, Phosphonium-gruppen, Alkylketten mit Carboxyl-, Sulfat- und Phosphat-Seitengruppen, wobei diese auch als entsprechendes Salz vorliegen können, teilveresterte Anhydride mit freier Säure- oder Salzgruppe, OH-substituierte Alkyl- oder Cycloalkylketten (z.B. Zucker) mit mindestens einer OH-Gruppe, NH- und SH-substituierte Alkyl- oder Cycloalkylketten oder Mono-, di- tri- oder oligo-Ethylenglycolgruppen. Die Länge der entsprechenden Alkylketten kann 1 bis 20 C-Atome, vorzugsweise 1 bis 6 C-Atome betragen.
  • Die nicht-ionischen, kationischen, anionischen oder zwitterionischen hydrophilen Polymere, Oligomere oder Gruppen sind dabei aus entsprechenden Monomeren durch Polymerisation nach dem für den Fachmann allgemein bekannten Methoden herstellbar. Geeignete hydrophile Monomere enthalten dabei mindestens eine dispergierende funktionelle Gruppe, die aus der Gruppe bestehend aus
    • (i) funktionellen Gruppen, die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, und anionischen Gruppen, und/oder
    • (ii) funktionellen Gruppen, die durch Neutralisationsmittel und/oder Quarternisierungsmittel in Kationen überführt werden können, und kationischen Gruppen, und/oder
    • (iii) nichtionischen hydrophilen Gruppen.
  • Vorzugsweise werden die funktionellen Gruppen (i) aus der Gruppe, bestehend aus Carbonsäure-, Sulfonsäure- and Phosphonsäuregruppen, sauren Schwefelsäure- and Phosphorsäureestergruppen sowie Carboxylat-, Sulfonat-, Phosphonat-, Sulfatester- und Phosphatestergruppen, die funktionellen Gruppen (ii) aus der Gruppe, bestehend aus primären, sekundären and tertiären Aminogruppen, primären, sekundären, tertiären and quaternären Ammoniumgruppen, quaternären Phosphoniumgruppen and tertiären Sulfoniumgruppen, und die funktionellen Gruppen (iii) aus der Gruppe, bestehend aus omega-Hydroxy- and omega-Alkoxy-poly(alkylenoxid)-1-yl-Gruppen, ausgewählt.
  • Sofern nicht neutralisiert, können die primären und sekundären Aminogruppen auch als isocyanatreaktive funktionelle Gruppen dienen.
  • Beispiele gut geeigneter hydrophiler Monomere mit funktionellen Gruppen (i) sind Acrylsäure, Methacrylsäure, beta-Carboxyethylacrylat, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure; olefinisch ungesättigte Sulfon- oder Phosphonsäuren oder deren Teilester; oder Maleinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester, Bernsteinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester oder Phthalsäuremono(meth)acryloyloxyethylester, insbesondere Acrylsäure und Methacrylsäure.
  • Beispiele gut geeigneter hydrophiler Monomere mit funktionellen Gruppen (ii) sind 2-Aminoethylacrylat und -methacrylat oder Allylamin.
  • Beispiele gut geeigneter hydrophiler Monomere mit funktionellen Gruppen (iii) sind omega-Hydroxy- oder omega-Methoxy-polyethylenoxid-1-yl-, omega-Methoxy-polypropylenoxid-1-yl-, oder omega-Methoxy-poly(ethylenoxid-co-polypropylenoxid)-1-yl-acrylat oder -methacrylat, sowie Hydroxy-subsitituerte Ethylene, Acrylate oder Methacrylate, wie beispielsweise Hydroxyethylmethacrylat.
  • Beispiele geeigneter Monomere für die Bildung zwitterionischer hydrophiler Polymere sind jene bei denen in der Seitenkette eine Betainstruktur auftritt. Vorzugsweise ist die Seitengruppe ausgewählt aus -(CH2)m-(N+(CH3)2)-(CH2)n-SO3 –, -(CH2)m-(N+(CH3)2)-(CH2)n-PO3 2–, -(CH2)m-(N+(CH3)2)-(CH2)n-O-PO32– oder -(CH2)m-(P+(CH3)2)-(CH2)n-SO3 –, wobei m steht für eine ganze Zahl aus dem Bereich von 1 bis 30, vorzugsweise aus dem Bereich 1 bis 6, insbesondere bevorzugt 2, und n steht für eine ganze Zahl aus dem Bereich von 1 bis 30, vorzugsweise aus dem Bereich 1 bis 8, insbesondere bevorzugt 3.
  • Insbesondere bevorzugt kann es dabei sein, wenn mindestens eine Struktureinheit des hydrophilen Blocks einen Phosphonium- oder Sulfonium-Rest aufweist.
  • Allgemein lassen sich entsprechende Strukturen nach folgendem Schema herstellen:
    Figure 00080001
  • Dabei werden die gewünschten Mengen von Laurylmethacrylat (LMA) und Dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA) nach bekannten Verfahren, vorzugsweise in Toluol radikalisch durch AIBN-Zusatz copolymerisiert. Anschließend wird eine Betainstruktur durch Umsetzung des Amins mit 1,3-Propansulton nach bekannten Methoden erhalten.
  • In einer anderen Erfindungsvariante ist es bevorzugt, wenn ein Copolymer im wesentlichen bestehend aus Laurylmethacrylat (LMA) und Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) eingesetzt wird, das in bekannter Weise durch freie radikalische Polymerisation mit AIBN in Toluol hergestellt werden kann.
  • Bei der Auswahl der hydrophilen Monomere ist darauf zu achten, dass vorzugsweise die hydrophilen Monomere mit funktionellen Gruppen (i) und die hydrophilen Monomere mit funktionellen Gruppen (ii) so miteinander kombiniert werden, dass keine unlöslichen Salze oder Komplexe gebildet werden. Dagegen können die hydrophilen Monomere mit funktionellen Gruppen (i) oder mit funktionellen Gruppen (ii) mit den hydrophilen Monomeren mit funktionellen Gruppen (iii) beliebig kombiniert werden.
  • Von den vorstehend beschriebenen hydrophilen Monomeren werden die Monomeren mit den funktionellen Gruppen (i) besonders bevorzugt verwendet.
  • Vorzugsweise werden dabei die Neutralisationsmittel für die in Anionen umwandelbaren funktionellen Gruppen (i) aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Trimethylamin, Triethylamin, Tributylamin, Dimethylanilin, Diethylanilin, Triphenylamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Methyldiethanolamin, 2-Aminomethylpropanol, Dimethylisopropylamin, Dimethylisopropanolamin, Triethanolamin, Diethylentriamin und Triethylentetramin, und die Neutralisationsmittel für die in Kationen umwandelbaren funktionellen Gruppen (ii) ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Dimethylolpropionsäure and Zitronensäure ausgewählt.
  • Ganz besonders bevorzugt ist der hydrophile Block ausgewählt aus mono- di- und triethylenglycol Struktureinheiten.
  • An den hydrophilen Block Ahp angebunden folgt der hydrophobe Block Bhb. Der Block Bhb basiert auf hydrophoben Gruppen oder, wie der hydrophile Block, auf der Polymerisation geeigneter hydrophober Monomere.
  • Beispiele geeigneter hydrophober Gruppen sind geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-18 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann. Beispiele solcher Gruppen sind bereits vorab genannt. Darüber hinaus eignen sich Aryl, Polyaryl, Aryl-C1-C6-alkyl oder Ester mit mehr als 2 C-Atomen. Die genannten Gruppen können darüber hinaus auch substituiert sein, insbesondere mit Halogenen, wobei sich perfluorierte Gruppen besonders eignen.
  • Aryl-C1-C6-alkyl bedeutet beispielsweise Benzyl, Phenylethyl, Phenylpropyl, Phenylbutyl, Phenylpentyl oder Phenylhexyl, wobei sowohl der Phenylring als auch die Alkylenkette, wie zuvor beschrieben teilweise oder vollständig mit F substituiert sein können, besonders bevorzugt Benzyl oder Phenylpropyl.
  • Beispiele geeigneter hydrophober olefinisch ungesättigter Monomere für den hydrophoben Block Bhp sind
    • (1) im wesentlichen säuregruppenfreie Ester olefinisch ungesättigter Säuren, wie (Meth)Acrylsäure-, Crotonsäure-, Ethacrylsäure-, Vinylphosphonsäure- oder Vinylsulfonsäurealkyl- oder -cycloalkylester mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, insbesondere Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat, -methacrylat, -crotonat, -ethacrylat oder -vinyiphosphonat oder vinylsulfonat; cycloaliphatische (Meth)acrylsäure-, Crotonsäure-, Ethacrylsäure-, Vinylphosphonsäure- oder Vinylsulfonsäureester, insbesondere Cyclohexyl-, Isobornyl-, Dicyclopentadienyl-, Octahydro-4,7-methano-1H-inden-methanol- oder tert.-Butylcyclohexyl(meth)acrylat, -crotonat, -ethacrylat, vinylphosphonat oder vinylsulfonat. Diese können in untergeordneten Mengen höherfunktionelle (Meth)Acrylsäure-, Crotonsäure- oder Ethacrylsäurealkyl- oder -cycloalkylester wie Ethylengylkol-, Propylenglykol-, Diethylenglykol-, Dipropylenglykol-, Butylenglykol-, Pentan-1,5-diol-, Hexan-1,6-diol-, Octahydro-4,7-methano-1H-inden-dimethanol- oder Cyclohexan-1,2-, -1,3- oder -1,4-diol-di(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat oder Pentaerythrittetra(meth)acrylat sowie die analogen Ethacrylate oder Crotonate enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei unter untergeordneten Mengen an höherfunktionellen Monomeren (1) solche Mengen zu verstehen, welche nicht zur Vernetzung oder Gelierung der Polymerisate führen;
    • (2) Monomere, die mindestens eine Hydroxylgruppe oder Hydroxymethylaminogruppe pro Molekül tragen und im wesentlichen säuregruppenfrei sind, wie – Hydroxyalkylester von alpha,beta-olefinisch ungesättigten Carbonsäuren, wie Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure and Ethacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält, wie 2-Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxybutyl-, 4-Hydroxybutylacrylat, -methacrylat oder -ethacrylat; 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan-, Octahydro-4,7-methano-1H-inden-dimethanol- oder Methylpropandiolmonoacrylat, -monomethacrylat, monoethacrylat oder -monocrotonat; oder Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z.B. epsilon-Caprolacton und diesen Hydroxyalkylestern; – olefinisch ungesättigte Alkohole wie Allylalkohol – Allylether von Polyolen wie Trimethylolpropanmonoallylether oder Pentaerythritmono-, -di- oder -triallylether. Die höherfunktionellen Monomere werden im allgemeinen nur in untergeordneten Mengen verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei unter untergeordneten Mengen an höherfunktionellen Monomeren solche Mengen zu verstehen, welche nicht zur Vernetzung oder Gelierung der Polymerisate führen, – Umsetzungsprodukte von alpha,beta-olefinisch Carbonsäuren mit Glycidylestern einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül. Die Umsetzung der Acryl- oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer Carbonsäure mit einem tertiären alpha-Kohlenstoffatom kann vorher, wahrend oder nach der Polymerisationsreaktion erfolgen. Bevorzugt wird als Monomer (2) das Umsetzungsprodukt von Acryl- und/oder Methacrylsaure mit dem Glycidylester der Versatic®-Säure eingesetzt. Dieser Glycidylester ist unter dem Namen Cardura® E10 im Handel erhältlich. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York,. 1998, Seiten 605 und 606, verwiesen; – Formaldehydaddukte von Aminoalkylestern von alpha,beta-olefinisch ungesättigten Carbonsäuren und von alpha,beta-ungesättigten Carbonsäureamiden, wie N-Methylol- und N,NDimethylol-aminoethylacrylat, -aminoethylmethacrylat, -acrylamid und -methacrylamid; sowie – Acryloxysilangruppen und Hydroxylgruppen enthaltende olefinisch ungesättigte Monomere, herstellbar durch Umsetzung hydroxyfunktioneller Silane mit Epichlorhydrin 30 und anschließender Umsetzung des Zwischenprodukts mit einer alpha,beta-olefinisch ungesättigten Carbonsäure, insbesondere Acrylsäure and Methacrylsäure, oder ihren Hydroxyalkylestern;
    • (3) Vinylester von in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül, wie die Vinylester der Versatic®-Säure, die unter der Marke VeoVa® vertrieben werden;
    • (4) cyclische und/oder acyclische Olefine, wie Ethylen, Propylen, But-1-en, Pent-1-en, Hex-1-en, Cyclohexen, Cyclopenten, Norbonen, Butadien, Isopren, Cylopentadien und/oder Dicyclopentadien;
    • (5) Amide von alpha,beta-olefinisch ungesättigten Carbonsäuren, wie (Meth)Acrylsäureamid, N-Methyl -, N,N-Dimethyl-, N-Ethyl-, N,N-Diethyl-, N-Propyl-, N,N-Dipropyl, N-Butyl-, N,N-Dibutyl- und/oder N,N-Cyclohexylmethyl-(meth)acrylsäureamid;
    • (6) Epoxidgruppen enthaltenden Monomere, wie der Glycidylester der Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Itaconsäure;
    • (7) vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, Vinyltoluol oder alpha-Alkylstyrole, insbesondere alpha-Methylstyrol;
    • (8) Nitrile, wie Acrylnitril oder Methacrylnitril;
    • (9) Vinylverbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Vinylhalogeniden wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidendichlorid, Vinylidendifluorid; Vinylamiden, wie N-Vinylpyrrolidon; Vinylethern wie Ethylvinylether, n-Propylvinylether, Isopropylvinylether, n-Butylvinylether, Isobutylvinylether und Vinylcyclohexylether; sowie Vinylestern wie Vinylacetat, Vinyipropionat, und Vinylbutyrat;
    • (10) Allylverbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Allylethern und -estern, wie Propylallylether, Butylallylether, Ethylenglykoldiallylether, Trimethylolpropantriallylether oder Allylacetat oder Allylpropionat; was die höherfunktionellen Monomere betrifft, gilt das vorstehend Gesagte sinngemäß;
    • (11) Siloxan oder Polysiloxanmonomere, die mit gesättigten, ungesättigten, geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen oder anderen bereits vorab genannten hydrophoben Gruppen substituiert sein können. Darüber hinaus eignen sich Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen, wie Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen; insbesondere Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 2.000 bis 20.000, besonders bevorzugt 2.500 bis 10.000 und insbesondere 3.000 bis 7.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5, bevorzugt 0,5 bis 1,5, ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen, wie sie in der DE 38 07 571 A1 auf den Seiten 5 bis 7, der DE 37 06 095 A1 in den Spalten 3 bis 7, der EP 0 358 153 B1 auf den Seiten 3 bis 6, in der US 4,754,014 A1 in den Spalten 5 bis 9, in der DE 44 21 823 A1 oder in der internationalen Patentanmeldung WO 92/22615 auf Seite 12, Zeile 18, bis Seite 18, Zeile 10, beschrieben sind; und
    • (12) Carbamat- oder Allophanatgruppen enthaltende Monomere, wie Acryloyloxy- oder Methacryloyloxyethyl-, propyl- oder butylcarbamat oder -allophanat; weitere Beispiele geeigneter Monomere, welche Carbamatgruppen enthalten, werden in den Patentschriften US 3,479,328 A1 , US 3,674,838 A1 , US 4,126,747 A1 , US 4,279,833 A1 oder US 4,340,497 A1 beschrieben.
  • Die Polymerisation der oben genannten Monomere kann auf allen dem Fachmann bekannten Arten erfolgen, z.B. durch Polyadditionen oder kationische, anionische oder radikalische Polymerisationen. Polyadditionen sind in diesem Zusammenhang bevorzugt, weil damit auf einfache Weise unterschiedliche Monomer-typen miteinander kombiniert werden können, wie beispielsweise Epoxide mit Dicarbonsäuren oder Isocyanate mit Diolen.
  • Die jeweiligen hydrophilen und hydrophoben Blöcke können grundsätzlich in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. Vorzugsweise weisen die amphiphilen Silane gemäß der vorliegenden Erfindung einen HLB-Wert im Bereich von 2-19, vorzugsweise im Bereich von 4-15 auf. Der HLB-Wert ist dabei definiert als
    Figure 00140001
    und gibt an ob sich das Silan eher hydrophil oder hydrophob verhält, d.h. welcher der beiden Blöcke Ahp und Bhb die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Silans dominiert. Der HLB-Wert wird theoretisch berechnet, und ergibt sich aus den Massenanteilen hydrophiler und hydrophober Gruppen. Ein HLB-Wert von 0 spricht für ein lipophile Verbindung, eine chemische Verbindung mir einem HLB-Wert von 20 hat nur hydrophile Anteile.
  • Die amphiphilen Silane der vorliegenden Erfindung zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass mindestens eine reaktive funktionelle Gruppe an Ahp und/oder Bhb gebunden vorliegt. Vorzugsweise liegt die reaktive funktionelle Gruppe am hydrophoben Block Bhb und dort insbesondere bevorzugt am Ende des hydrophoben Blocks gebunden vor. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Kopfgruppe (R)3Si und die reaktive funktionelle Gruppe den größtmöglichen Abstand auf. Dies ermöglicht eine besonders flexible Gestaltung der Kettenlängen der Blöcke Ahp und Bhb, ohne die mögliche Reaktivität der reaktiven Gruppen, beispielsweise mit dem Umgebungsmedium, wesentlich einzuschränken.
  • Die reaktive funktionelle Gruppe kann ausgewählt sein aus Silylgruppen mit hydrolytisch abspaltbaren Resten, OH-, Carboxy-, NH-, SH-Gruppen, Halogenen oder Doppelbindungen enthaltenden reaktiven Gruppen, wie beispielsweise Acrylat- oder Vinylgruppen. Geeignete Silylgruppen mit hydrolytisch abspaltbaren Resten sind bereits vorab bei der Beschreibung der Kopfgruppe (R)3Si beschrieben. Vorzugsweise handelt es sich bei der reaktiven Gruppe um eine OH-Gruppe.
  • Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen amphiphilen Silane sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wobei geeignete Vorstufen in einer chemischen Reaktion zu amphiphilen Silanen gemäß der Formel (I) umgesetzt werden. Grundsätzlich bestehen keine Einschränkungen bezüglich der Reaktionsführung. Im einfachsten Falle kann ein amphiphiles Silan in einer Stufe durch die Umsetzung geeigneter Ausgangsverbindungen erhalten werden. Beispielsweise kann ein amphiphiles Silan gemäß der vorliegenden Erfindung nach folgendem Schema hergestellt werden:
    Figure 00160001
  • Die beiden Ausgangssubstanzen werden dabei beispielsweise unter Schutzgas in Toluol zusammengegeben und über Nacht bei 90°C miteinander umgesetzt. Das Silan kann anschließend nach allen dem Fachmann bekannten Arten isoliert und aufgereinigt werden.
  • Im Falle der Polymerisierung geeigneter Monomere kann zunächst in einer ersten Stufe der hydrophile oder der hydrophobe Block polymerisiert werden. In einer darauf folgenden zweiten Stufe wird dann der jeweilige andere Block an den in der ersten Stufe erhaltenen ersten Block anpolymerisiert.
  • Die erfindungsgemäßen amphiphilen Silane eignen sich in besonderer Weise zur Modifizierung von Partikeloberflächen. Demgemäß ist die Verwendung von amphiphilen Silanen allein oder in Kombination mit anderen Oberflächenmodifizierungsmitteln zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Grundsätzlich gibt es dabei für die einsetzbaren Partikel keine Beschränkungen. Bei den Partikeln kann es sich demgemäß um Partikel jeglicher Form und Größe, z.B. sphärische oder plättchenförmige Partikeln handeln. Beispiele für entsprechende plättchenförmige Partikel sind beispielsweise Pigmente aus der Gruppe der Effektpigmente, wie sie beispielsweise in Research Disclosures RD 471001 und RD 472005 beschrieben sind.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei den Partikeln um Nanopartikel. Nanopartikel werden meist in wässriger Dispersion hergestellt und müssen in organische Medien überführt werden. Wird dabei beispielsweise das hydrophile Nanoteilchen zu schnell in eine unpolare Umgebung gebracht, kommt es zur Agglomeration der Teilchen. Aus diesem Grund beruhen die gängigen Verfahren meist auf einem sehr langsamen Lösungsmitteltausch, oft über vermittelnde Lösungsmittel in großer Menge. Diese mehrstufigen Prozesse sind langsam und aufwendig. Insbesondere bei Nanopartikeln ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Silane daher besonders vorteilhaft, weil diese eine Oberflächenmodifizierung zugänglich macht, die sowohl in hydrophiler, aber auch in hydrophober Umgebung eine effektive Stabilisierung der Partikel ermöglicht. Der Phasentransfer wird damit durch Verwendung der erfindungsgemäßen Silane vereinfacht. Es wird dabei angenommen, dass diese Stabilisierung auf die Mobilität der Kette des amphiphilen Silans zurückzuführen sein könnte. Je nach Umgebung befindet sich der hydrophile oder hydrophobe Block zum umgebenden Medium hingewandt.
  • Geeignete Nanopartikel werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus hydrophilen and hydrophoben, insbesondere hydrophilen, Nanopartikeln auf der Basis von Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium, Titan, Zink, Aluminium, Cer, Cobalt, Chrom, Nickel, Eisen, Yttrium und/oder Zirkonium, die optional mit Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium beschichtet sein können oder mit Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium beschichteten Metallen, wie beispielsweise Ag, Cu, Fe, Au, Pd, Pt oder Legierungen. Die einzelnen Oxide können auch als Gemische vorliegen. Vorzugsweise weisen die Partikel eine mittlere Teilchengröße, bestimmt mittels eines Malvern ZETASIZER (dynamischer Lichtstreuung) bzw. Transmissionselektronenmikroskop, von 3 bis 200 nm, insbesondere von 20 bis 80 nm und ganz besonders bevorzugt von 30 bis 50 nm auf. In speziellen ebenfalls bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Verteilung der Teilchengrößen eng, d.h. die Schwankungsbreite beträgt weniger als 100% des Mittelwertes, insbesondere bevorzugt maximal 50% des Mittelwertes.
  • Besonders bevorzugt werden Nanopartikel auf der Basis von Siliziumdioxid verwendet.
  • Ganz besonders bevorzugt werden auch Nanohektorite, die beispielsweise von der Firma Südchemie unter der Marke Optigel® oder von der Firma Laporte unter der Marke Laponite® vertrieben werden, verwendet. Weiterhin sind auch Kieselsole (SiO2 in Wasser), hergestellt aus ionengetauschtem Wasserglas, besonders bevorzugt.
  • Partikel, deren Oberfläche mit einem oder mehreren amphiphilen erfindungsgemäßen Silanen, allein oder in Kombination mit anderen Oberflächenmodifizierungsmitteln modifiziert sind, sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Als weitere Oberflächenmodifizierungsmittel zur Kombination mit den erfindungsgemäßen Silanen eignen sich beispielsweise organofunktionelle Silane, quartäre Ammoniumverbindungen, Phosphonate, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen oder Gemische hieraus. Bevorzugt sind die zusätzlichen Oberflächenmodifizierungsmittel aus der Gruppe der organofunktionellen Silane ausgewählt.
  • Die beschriebenen Anforderungen an ein Oberflächenmodifizierungsmittel erfüllt insbesondere erfindungsgemäß ein Haftvermittler, der zwei oder mehr funktionelle Gruppen trägt. Eine Gruppe des Haftvermittlers reagiert chemisch mit der Oxidoberfläche des Nanopartikels. Hier kommen Alkoxysilylgruppen (z.B. Methoxy-, Ethoxysilane), Halogensilane (z.B. Chlor-) oder saure Gruppen von Phosphorsäureestern- bzw. Phosphonsäuren und Phosphonsäureestern in Betracht. Über einen mehr oder weniger langen Spacer sind die beschriebenen Gruppen mit einer zweiten, funktionellen Gruppe verknüpft. Bei diesem Spacer handelt es sich um unreaktive Alkylketten, Siloxane, Polyether, Thioether oder Urethane bzw. Kombinationen dieser Gruppierungen der allgemeinen Formel (C,Si)nHm(N,O,S)x mit n = 1-50, m = 2-100 und x = 0-50. Bei der funktionellen Gruppe handelt es sich vorzugsweise um Acrylat-, Methacrylat-, Vinyl-, Amino-, Cyano-, Isocyanat-, Epoxy-, Carboxy- oder Hydroxygruppen.
  • Oberflächenmodifizierungsmittel auf Silanbasis sind beispielsweise in DE 40 11 044 C2 beschrieben. Oberflächenmodifizierungsmittel auf Phosphorsäurebasis sind u.a. als Lubrizol® 2061 and 2063 von der Firma LUBRIZOL (Fa. Langer&Co.) erhältlich. Geeignete Silane sind beispielsweise Vinyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, N-Ethylamino-N-propyldimethoxysilan, Isocyanatopropyltriethoxysilan, Mercaptopropyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinylethyldichlorsilan, Vinylmethyldiacetoxysilan, Vinylmethyldichlorsilan, Vinylmethyldiethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Vinyltrichlorsilan, Phenylvinyldiethoxysilan, Phenylallyldichlorsilan, 3-Isocyanatopropoxyltriethoxysilan, Methacryloxypropenyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, 1,2-Epoxy-4-(ethyltriethoxysilyl)-cyclohexan, 3-Acryloxypropyltrimethoxysilan, 2-Methacryloxyethyltrimethoxysilan, 2-Acryloxyethyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan, 3-Acryloxypropyltrimethoxysilan, 2-Methacryloxyethyltriethoxysilan, 2-Acryloxyethyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltris(methoxyethoxy)silan; 3-Methacryloxypropyltris(butoxyethoxy)silan, 3-Methacryloxypropyltris(propoxy)silan, 3-Methacryloxypropyltris(butoxy)silan, 3-Acryloxypropyltris(methoxyethoxy)silan, 3-Acryloxypropyltris(butoxyethoxy)silan, 3-Acryloxypropyltris(propoxy)silan, 3-Acryloxypropyltris(butoxy)silan. Besonders bevorzugt ist 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan. Diese und weitere Silane sind kommerziell z.B. bei ABCR GmbH & Co., Karlsruhe, oder der Firma Sivento Chemie GmbH, Düsseldorf, erhältlich.
  • Auch Vinylphosphonsäure bzw. Vinylphosphonsäurediethylester können als Haftvermittler hier aufgeführt werden (Hersteller: Hoechst AG, Frankfurt am Main).
  • Die nachfolgenden Beispiele illustrieren die Erfindung lediglich, ohne den Schutzbereich zu beschränken. Insbesondere sind die darin beschriebenen Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der dem betreffenden Beispiel zugrunde liegenden definierten Verbindung(en) auch auch andere, nicht im Detail aufgeführte, aber unter den Schutzbereich der Ansprüche fallende Stoffe und Verbindungen anwendbar, sofern an anderer Stelle nichts Gegenteiliges gesagt wird.
  • Beispiele:
  • Beispiel 1:
    Figure 00200001
  • Unter Schutzgas werden äquimolare Mengen Isocyanatopropyltrimethoxysilan und Diethylenglycolmonohexylether im Stickstoffrundkolben in Toluol zusammengegeben und über Nacht bei 90°C am Rückflußkühler gerührt. Die Reaktionskontrolle mittels Dünnschichtchromatographie (Toluol:Essigester 1:1) ergibt eine nahezu vollständige Umsetzung. Alle flüchtigen Bestandteile werden am Rotationsverdampfer entfernt. Das gwwünschte Silan wird durch NMR-Spektrokopie nachgewiesen.
  • Beispiel 2:
  • Zu 55.50 g ionengetauschtem Kieselsol Levasil 300/30 (SiO2-Partikel, Durchmesser 10 nm, von H.C. Starck) werden jeweils 0.208 g des Silans aus Beispiel 1 und Methacryloxypropyltrimethoxysilan (Verhältnis 1:1) zugegeben. Insgesamt werden 10% Silan, bezogen auf den Anteil an SiO2 Partikeln, zugegeben.
  • Man rührt für 48 Stunden und erhält einen einphasigen Reaktionsansatz, der eine leichte Trübung zeigt.
  • Beispiel 3:
  • Zu 25.64 g des Gemisches aus Beispiel 2 werden 100 ml Isopropanol und 100 ml 1-Butanol zugegeben. Nach Abdestillieren von Wasser und Isopropanol erhält man eine klare Lösung. Anschließend werden 4.48 g Laromer LR 8987 (UV-härtbares Acrylharz der Firma BASF) zugegeben und das Butanol abdestilliert. Die Menge an Laromer entspricht einem Verhältnis SiO2 : Laromer = 30%:70%. Der erhaltene Lack ist klar, gelblich und flüssig.
  • Beispiel 4:
  • Zu 30.16 g des Gemisches aus Beispiel 2 werden 100 ml Isopropanol und 100 ml 1-Butanol zugegeben. Nach Abdestillieren von Wasser und Isopropanol erhält man eine klare Lösung. Anschließend werden 2.26 g Laromer LR 8987 (UV-härtbares Acrylharz der Firma BASF) zugegeben und das Butanol abdestilliert. Die Menge an Laromer entspricht einem Verhältnis SiO2 : Laromer = 50%:50%. Der erhaltene Lack ist klar, gelblich und flüssig.
  • Die Beispiele 3 und 4 zeigen, dass sich die mit amphiphilen Silanen beschichteten Partikel in unterschiedlichen Medien einarbeiten lassen.
    •

Claims (12)

  1. Amphiphile Silane gemäß der allgemeinen Formel (I) (R)3Si-SP-Ahp-Bhb (I)wobei die Reste R gleich oder verschieden sein können und hydrolytisch abspaltbare Reste darstellen, SP entweder -O- oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-18 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-18 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann bedeutet, Ahp einen hydrophilen Block bedeutet, Bhb einen hydrophoben Block bedeutet und wobei mindestens eine reaktive funktionelle Gruppe an Ahp und/oder Bhb gebunden vorliegt.
  2. Amphiphile Silane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Reste R Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Halogene, Wasserstoff, Acyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen oder NR'2-Gruppen sind, wobei die Reste R' gleich oder verschieden sein können und ausgewählt sind aus Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen.
  3. Amphiphile Silane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrophile Block Ahp ausgewählt ist aus nicht-ionischen, kationischen, anionischen oder zwitterionischen hydrophilen Polymeren, Oligomeren oder Gruppen.
  4. Amphiphile Silane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrophobe Block Bhb auf hydrophoben Gruppen oder auf der Polymerisation hydrophober Monomere basiert.
  5. Amphiphile Silane gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktive funktionelle Gruppe ausgewählt ist aus OH-, Carboxy-, NH-, SH-Gruppen, Halogenen oder Doppelbindungen enthaltenden reaktiven Gruppen.
  6. Verfahren zur Herstellung von amphiphilen Silanen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass geeignete Vorstufen in einer chemischen Reaktion zu amphiphilen Silanen gemäß der Formel (I) umgesetzt werden.
  7. Verwendung von amphiphilen Silanen gemäß Anspruch 1 allein oder in Kombination mit anderen Oberflächenmodifizierungsmitteln zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln.
  8. Verwendung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Partikeln um Nanopartikel handelt.
  9. Verwendung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophilen und hydrophoben Nanopartikel auf Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium, Titan, Zink, Aluminium, Cer, Cobalt, Chrom, Nickel, Eisen; Yttrium und/oder Zirkonium oder Mischungen hieraus basieren, die optional mit Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium beschichtet sein können, oder auf mit Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium beschichteten Metallen, wie beispielsweise Ag, Cu, Fe, Au, Pd, Pt oder Legierungen basieren.
  10. Partikel, deren Oberfläche mit einem oder mehreren amphiphilen Silanen gemäß Anspruch 1 allein oder in Kombination mit anderen Oberflächenmodifizierungsmitteln modifiziert sind.
  11. Partikel gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel Nanopartikel auf der Basis von Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium, Titan, Zink, Aluminium, Cer, Cobalt, Chrom, Nickel, Eisen, Yttrium und/oder Zirkonium oder Mischungen hieraus, die optional mit Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium beschichtet sein können, oder auf mit Oxiden bzw. Hydroxiden von Silizium beschichteten Metallen, wie beispielsweise Ag, Cu, Fe, Au, Pd, Pt oder Legierungen, sind.
  12. Partikel gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenmodifizierungsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend organofunktionelle Silane, quartäre Ammoniumverbindungen, Phosphonate, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen oder Gemische hieraus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8513333B2 (en) 2008-04-23 2013-08-20 Merck Patent Gmbh Reactive surface-modified particles

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090226376A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 General Electric Company Novel Mixed Ligand Core/Shell Iron Oxide Nanoparticles for Inflammation Imaging
DE102009026421B4 (de) * 2008-05-23 2019-08-29 Gelest Technologies, Inc. Silane mit eingebetteter Hydrophilie, daraus erhaltene dispergierbare Partikel und zugehöhrige Verfahren
JP5206970B2 (ja) * 2009-01-09 2013-06-12 信越化学工業株式会社 親水化処理基材、親水化処理粉体、及び親水化処理粉体分散液の製造方法
WO2011123030A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Spago Imaging Ab Nanoparticles comprising a core of amorphous rare earth element hydroxide and an organic coating
US20120029222A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Surface-modified particles for polyester nanocomposites
JP5829972B2 (ja) * 2012-05-10 2015-12-09 信越化学工業株式会社 シリコーン変性双性イオン化合物とその製造方法
JP6070589B2 (ja) * 2014-01-24 2017-02-01 信越化学工業株式会社 シランカップリング剤及びその製造方法、プライマー組成物並びに塗料組成物
KR20180022795A (ko) * 2015-06-30 2018-03-06 메르크 파텐트 게엠베하 중합가능 액정 물질 및 중합가능 액정 필름
CN108034305B (zh) * 2017-12-28 2020-12-15 常熟世名化工科技有限公司 一种氧化铁颜料色浆及其制备方法
JP7506738B2 (ja) 2019-08-22 2024-06-26 アドバンシックス・レジンズ・アンド・ケミカルズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 表面活性特性を有するアミノ酸のシロキサン誘導体
US12054663B2 (en) 2019-12-19 2024-08-06 Advansix Resins & Chemicals Llc Surfactants for inks, paints, and adhesives
US11905304B2 (en) 2019-12-19 2024-02-20 Advansix Resins & Chemicals Llc Surfactants for agricultural products
US11571377B2 (en) 2019-12-19 2023-02-07 Advansix Resins & Chemicals Llc Surfactants for use in personal care and cosmetic products
EP4076389A1 (de) 2019-12-20 2022-10-26 AdvanSix Resins & Chemicals LLC Tenside zur verwendung in gesundheitsprodukten
MY197388A (en) 2019-12-20 2023-06-15 Advansix Resins & Chemicals Llc Surfactants for cleaning products
CN115151623B (zh) 2019-12-31 2023-09-12 艾德凡斯化学公司 用于油气生产的表面活性剂
KR102387259B1 (ko) * 2019-12-31 2022-04-14 강원대학교 산학협력단 친수성 유기관능기를 가지는 알콕시 실란화합물 및 이를 이용한 친수성 표면 형성이 가능한 폴리디메틸실록산 유도체 화합물
CA3165634A1 (en) 2020-02-05 2021-08-12 Edward Asirvatham Siloxane derivatives of amino acids surfactants for electronics
US12466846B2 (en) 2022-02-23 2025-11-11 Advansix Resins & Chemicals Llc Siloxane derivatives of amino acids having surface-active properties

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS591494A (ja) * 1982-06-28 1984-01-06 Tokuyama Soda Co Ltd （トリアルコキシシリル）アルキルマロン酸ジアルキルエステル及びその製法
JPH0751584B2 (ja) * 1987-05-26 1995-06-05 ダウコーニングアジア株式会社 シリル基含有アミン化合物の製造法
US5354881A (en) * 1991-10-15 1994-10-11 Ppg Industries, Inc. Silanes carrying water-solubilizing and hydrophobic moieties
DE19816136A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-14 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Nanostrukturierte Formkörper und Schichten und deren Herstellung über stabile wasserlösliche Vorstufen
US6465670B2 (en) * 2000-08-01 2002-10-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Preparation of surface modified silica
FR2826654B1 (fr) * 2001-06-27 2005-09-16 Atofina Composition et procede de traitement de surface et substrats susceptibles d'etre ainsi obtenus
US7045059B2 (en) * 2003-07-28 2006-05-16 Sielc Technologies Corp Universal bonded phase material for chromatographic separation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8513333B2 (en) 2008-04-23 2013-08-20 Merck Patent Gmbh Reactive surface-modified particles

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007059842A1 (de) 2007-05-31
US20100215959A1 (en) 2010-08-26
EP1951734A1 (de) 2008-08-06
JP2009517349A (ja) 2009-04-30

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