DE10249453A1 - Production of structured hydrophobic surfaces, e.g. antireflective glass or plastic surfaces, comprises depositing a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound on a surface - Google Patents

Production of structured hydrophobic surfaces, e.g. antireflective glass or plastic surfaces, comprises depositing a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound on a surface

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Abstract

Production of structured hydrophobic surfaces with elevations and depressions comprises depositing a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound on a surface to form the elevations. Independent claims are also included for: (1) a structured hydrophobic surface with elevations and depressions, where the elevations are formed from polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters; (2) antireflective glass and plastic surfaces having a surface as above; (3) a wash-resistant coating with hydrophobic and self-cleaning properties produced by the process of (1).

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine strukturierte Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Oberflächen und die Verwendung dieser Oberflächen. The present invention relates to a structured surface with elevations and Wells as well as a method for producing such surfaces and their use of these surfaces.

Strukturierte Oberflächen mit Erhebungen und Vertiefungen werden heutzutage vielfach eingesetzt. Durch die Strukturiertheit der Oberfläche ergibt sich eine gewisse Rauheit, die für verschiedene Anwendungen von Vorteil ist. Structured surfaces with elevations and depressions are common today used. The structure of the surface results in a certain roughness, which for various applications is beneficial.

Ein Einsatzgebiet für strukturierte Oberflächen sind z. B. entspiegelte Oberflächen aus Glas oder Kunststoff. Diese haben eine erhebliche Bedeutung, da sie Lichtreflexionen, die beim Sehen oder Wahrnehmen von Bildern stören, verhindern. Üblicherweise werden solche entspiegelten Oberflächen durch Aufdampfen von z. B. oxidischen Verbindungen auf eine Oberfläche erzeugt. Eingesetzt werden entspiegelte Oberflächen z. B. bei Displays, optischen Geräten, z. B. Mikroskopen oder Kameras, lackierten Oberflächen, sowie bei Gebäuden, Gewächshäusern, Sichtscheiben und jeder Art von Oberflächen, die bei der Sonnenenergienutzung eingesetzt werden (Solarzellen, Photovoltaik etc.). An area of application for structured surfaces is e.g. B. anti-reflective glass surfaces or plastic. These are of considerable importance because they reflect light that occurs when Disrupt or prevent seeing or perceiving images. Usually such anti-reflective surfaces by evaporating z. B. oxidic compounds on a Surface created. Anti-reflective surfaces are used e.g. B. in displays, optical Devices, e.g. B. microscopes or cameras, painted surfaces, as well as in buildings, Greenhouses, viewing panels and any type of surface used in the Solar energy use can be used (solar cells, photovoltaics, etc.).

Auch die Kratz- und Abriebfestigkeit wird durch eine Strukturierung von Oberflächen, besonders bei Kunststoffoberflächen allgemein, insbesondere bei Lack- und Druckfarbenfilmen, positiv beeinflusst. Die aufgrund mechanischer Einwirkung auf Kunststoffen (z. B. auf aus Polymethacrylat bestehendem "Plexiglas®") gebildeten Kratzer führen nicht nur zu einer optischen Beeinträchtigung, sondern auch zu einer Verminderung der Lichtdurchlässigkeit. Besonders deutlich wird dies bei Kunststoffgläsern (Fenster aller Art, Brillengläser etc.). The scratch and abrasion resistance is also ensured by structuring surfaces, especially with plastic surfaces in general, especially with lacquer and Ink films, positively influenced. The due to mechanical action Plastics (eg on scratches made of "Plexiglas®" made of polymethacrylate) lead not only to a visual impairment, but also to a reduction the translucency. This becomes particularly clear with plastic glasses (windows of all Type, glasses etc.).

Nicht zuletzt sind auch selbstreinigende Eigenschaften von Bedeutung, weil dadurch nicht nur die Umwelt geschont wird, sondern weil der gesamte Reinigungsaufwand reduziert und Tenside eingespart werden können. Beispielsweise zeigt die in der Natur vorkommende Lotus-Pflanze den sogenannten Lotus-Effekt, der dazu führt, dass feste Schmutzpartikel z. B. durch Regenwasser vollständig abgewaschen werden. Auch dieser Effekt beruht auf einer strukturierten Oberfläche. Last but not least, self-cleaning properties are also important because not only that the environment is protected, but because the entire cleaning effort is reduced and Surfactants can be saved. For example, the one that occurs in nature shows Lotus plant the so-called lotus effect, which leads to solid dirt particles such. B. be completely washed off by rainwater. This effect is also based on one structured surface.

Seit einiger Zeit werden Anstrengungen unternommen, diese selbstreinigenden Eigenschaften künstlich nachzuempfinden. So beschreibt EP 0 772 514 diesen Effekt. Nach dem Stand der Technik ist es besonders günstig, wenn auf der Oberfläche Nano- oder Mikrostrukturen erzeugt werden und die Oberfläche gleichzeitig hydrophobe Eigenschaften aufweist (EP 0 933 388 A2). Die Erzeugung der strukturierten Oberflächen erfolgt durch Aufbringen partikulärer Systeme oder durch Aufprägen von Strukturen auf die Oberflächen. For some time now, efforts have been made to use these self-cleaning properties to artificially recreate. This is how EP 0 772 514 describes this effect. According to the state of the Technology is particularly beneficial if nano or micro structures are on the surface are generated and the surface simultaneously has hydrophobic properties (EP 0 933 388 A2). The structured surfaces are created by application particulate systems or by imprinting structures on the surfaces.

Eine mangelnde Hydrophobierung auf Oberflächen jeglicher Art führt dazu, dass bei Witterungseinwirkung und nachträglichem Auftrocknen Rückstände zurückbleiben und somit eine Schädigung des Untergrundes durch Wasser eintreten kann. Die strukturierten selbstreinigenden Oberflächen weisen deshalb häufig hydrophobe Eigenschaften auf. Diese hydrophoben Eigenschaften werden meistens dadurch erzeugt, dass die partikulären Systeme oder aber die strukturierten Oberflächen mit zumindest einer Verbindung aus der Gruppe der Alkylsilane, der Fluoralkylsilane oder der Disilazane behandelt werden. Der Umgang mit diesen Verbindungen birgt einige Gefahren, da diese Stoffe leicht flüchtig, brennbar und reizend sind. In der Regel liefern solche Oberflächen keine Abrieb- und Kratzfestigkeit und werden zudem nachträglich aufgebracht, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt bedeutet. A lack of water repellency on surfaces of any kind leads to the fact that Weathering and subsequent drying residues remain and thus water can damage the subsurface. The structured self-cleaning surfaces therefore often have hydrophobic properties. This Hydrophobic properties are mostly generated by the fact that the particulate systems or the structured surfaces with at least one compound from the group of Alkylsilanes, fluoroalkylsilanes or disilazanes are treated. Dealing with These compounds pose some dangers as these substances are volatile, flammable and are lovely. As a rule, such surfaces do not provide abrasion and scratch resistance are also applied subsequently, which means an additional step.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, strukturierte, hydrophobe Oberflächen bereitzustellen, bei deren Herstellung keine Verbindung aus der Gruppe der Alkylsilane, der Fluoralkylsilane oder der Disilazane eingesetzt werden muss. Zudem sollte die Herstellung der Oberflächen einfach und kostengünstig möglich sein. The object of the present invention was therefore to provide structured, hydrophobic surfaces to provide, in the production of no compound from the group of alkylsilanes, the Fluoroalkylsilane or the Disilazane must be used. In addition, the manufacture of the surfaces can be easily and inexpensively.

Überraschenderweise konnte die Aufgabe dadurch gelöst werden, dass zur Herstellung von strukturierten Oberflächen polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen eingesetzt werden, wobei die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten hydrophobe Eigenschaften auf die Oberfläche bringen und gleichzeitig als Partikel für eine entsprechende Strukturierung aus Erhebungen und Vertiefungen sorgen. Surprisingly, the task was solved by the fact that for the production of structured surfaces polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are used, the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units Bring hydrophobic properties to the surface and at the same time as particles for one provide appropriate structuring from surveys and in-depths.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind deshalb strukturierte, hydrophobe Oberflächen mit Erhebungen und Vertiefungen, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass die Oberfläche zumindest polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist, welche zumindest teilweise die Erhebungen bilden. The present invention therefore relates to structured, hydrophobic surfaces with elevations and depressions, which are characterized in that the surface has at least polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units, which at least partially form the surveys.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Oberflächen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass auf die Oberfläche eine polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung aufgebracht und fixiert wird. The present invention also relates to a method for producing Surfaces according to the invention, which is characterized in that on the surface a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound applied and fixed becomes.

Außerdem ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Folien oder Filmen mit Antiblockeigenschaften, zur Herstellung von entspiegeltem Glas oder Kunststoffoberflächen oder zur Herstellung von selbstreinigenden Glas- oder Kunststoffoberflächen. The present invention also relates to the use of the The inventive method for producing films or films with antiblocking properties, for Manufacture of anti-reflective glass or plastic surfaces or for the production of self-cleaning glass or plastic surfaces.

Ebenso sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung entspiegelte Glas- oder Kunststoffoberflächen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie eine erfindungsgemäße Oberfläche aufweisen. Des weiteren ist Gegenstand dieser Erfindung ein waschbeständiger Überzug mit hydrophoben und selbstreinigenden Eigenschaften erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. The present invention also relates to anti-reflective glass or Plastic surfaces, which are characterized in that they have a surface according to the invention exhibit. This invention furthermore relates to a washable coating with hydrophobic and self-cleaning properties obtainable according to the invention Method.

Die erfindungsgemäßen Oberflächen haben den Vorteil, dass keine Licht- und Wärmestrahlen reflektiert werden und damit Licht und Wärme vollständig ausgenutzt werden. Das Verfahren zur Herstellung dieser Oberflächen hat den Vorteil, dass es besonders einfach ist, da die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen aufgrund der Unverträglichkeit mit dem Trägermaterial an die Oberfläche migrieren und dort quasi als Abstandhalter wirken können (Antiblockeigenschaften). Die entspiegelnden Eigenschaften werden dadurch erreicht, dass eine unebene Nanostruktur auf der Oberfläche ausgebildet werden kann, die eine Reflektion verhindert. The surfaces according to the invention have the advantage that no light and heat rays are reflected and so light and heat are fully utilized. The procedure for the production of these surfaces has the advantage that it is particularly simple because the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds due to the Incompatibility with the carrier material migrate to the surface and there, as it were Spacers can act (anti-blocking properties). The anti-reflective properties are achieved by forming an uneven nanostructure on the surface that prevents reflection.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Oberflächen, die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweisen, besteht darin, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen aufgrund ihres molekularen Charakters ein einheitliches und definiertes Molekulargewicht und demzufolge eine definierte Größe aufweisen. Es ist dadurch auf einfache Weise möglich, strukturierte Oberflächen mit Erhebungen - und damit auch entsprechenden Vertiefungen - einer bestimmten Höhe zu generieren. Insbesondere können Nano- und Mikrostrukturen durch den Einsatz von polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen generiert werden. A particular advantage of the surfaces according to the invention, the polyhedral oligomers Have silicon-oxygen cluster units is that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds due to their molecular character a uniform and defined molecular weight and therefore a defined size exhibit. This makes it possible in a simple manner to use structured surfaces Surveys - and thus corresponding in-depth studies - to a certain height to generate. In particular, nano and micro structures can be created using polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are generated.

Durch die vorwiegend annähernd kugelige Form der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten ist mit der Höhe auch der Abstand der Erhebungen vorgegeben, wenn die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten in einer dichtesten zweidimensionalen Packung angeordnet sind. Die strukturierten Oberflächen können selbstreinigende Eigenschaften aufweisen, dass heißt, dass die Oberfläche einen hohen Kontaktwinkel mit Wasser aufweisen kann, weshalb bewegtes Wasser von solchen Oberflächen abrollt und dabei Schmutzpartikel von der Oberfläche aufnehmen und abspülen kann (Lotus-Effekt). Due to the predominantly spherical shape of the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster units the height of the distance between the surveys is predetermined, when the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are in a densest two-dimensional packing are arranged. The structured surfaces can have self-cleaning properties, which means that the surface has a high Can have contact angle with water, which is why moving water from such Rolls surfaces and soak up and rinse off dirt particles from the surface can (lotus effect).

Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten sind außerdem thermisch hochstabil (bis zu mehreren hundert Grad Celsius) und besitzen eine "käfigartige" Struktur, wodurch diese eine hohe Stabilität aufweisen. Durch die Käfigstruktur der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten sind außerdem wenige funktionelle Gruppen zur Anbindung der Moleküle notwendig, da mit einer Gruppe ein gesamter "Käfig" angebunden werden kann. Des weiteren lassen sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten einfach einstellen. So kann z. B. ihre Polarität über die Reste R und X gezielt eingestellt werden. Um das Molekül zu vergrößern, können auch Dendrimer-Strukturen oder hyperbranched- Strukturen eingesetzt werden. The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are also thermal highly stable (up to several hundred degrees Celsius) and have a "cage-like" structure, which makes them very stable. Due to the cage structure of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are also few functional groups necessary for the connection of the molecules, because with one group an entire "cage" can be connected. Furthermore, the physical and chemical Properties of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units simple to adjust. So z. B. their polarity can be set specifically via the radicals R and X. Around to enlarge the molecule, dendrimer structures or hyperbranched Structures are used.

Unter einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung werden vorzugsweise die beiden Verbindungsklassen der Silasesquioxane und der Sphärosilikate verstanden. Under a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound preferably understood the two classes of compounds of silasesquioxanes and spherosilicates.

Silasesquioxane sind oligomere oder polymere Stoffe, deren vollständig kondensierte Vertreter die allgemeine Formel (SiO3/2R)n besitzen, wobei n ≥ 4 und der Rest R ein Wasserstoffatom sein kann, meist jedoch einen organischen Rest darstellt. Die kleinste Struktur eines Silasesquioxans ist der Tetraeder. Voronkov und Lavrent'yev (Top. Curr. Chem. 102 (1982), 199-236) beschreiben die Synthese von vollständig kondensierten und unvollständig kondensierten oligomeren Silasesquioxanen durch hydrolytische Kondensation trifunktioneller RSiY3-Vorstufen, wobei R für einen Kohlenwasserstoffrest steht und Y eine hydrolysierbare Gruppe, wie z. B. Chlorid, Alkoxid oder Siloxid, darstellt. Lichtenhan et al. beschreiben die basenkatalysierte Herstellung von oligomeren Silasesquioxanen (WO 01/10871). Silasesquioxane der Formel R8Si8O12 (mit gleichen oder unterschiedlichen Kohlenwasserstoffresten R) können basenkatalysiert zu funktionalisierten, unvollständig kondensierten Silasesquioxanen, wie z. B. R7Si7O9(OH)3 oder auch R8Si8O11(OH)2 und R8Si8O10(OH)4 umgesetzt werden (Chem. Commun. (1999), 2309-10; Polym. Mater. Sci. Eng. 82 (2000), 301-2; WO 01/10871) und damit als Stammverbindung für eine Vielzahl verschiedener unvollständig kondensierter und funktionalisierter Silasesquioxane dienen. Insbesondere die Silasesquioxane (Trisilanole) der Formel R7Si7O9(OH)3 lassen sich durch Umsetzung mit funktionalisierten, monomeren Silanen (corner capping) in entsprechend modifizierte oligomere Silasesquioxane überführen. Silasesquioxanes are oligomeric or polymeric substances whose fully condensed representatives have the general formula (SiO 3/2 R) n , where n ≥ 4 and the radical R can be a hydrogen atom, but usually represents an organic radical. The smallest structure of a silasesquioxane is the tetrahedron. Voronkov and Lavrent'yev (Top. Curr. Chem. 102 (1982), 199-236) describe the synthesis of fully condensed and incompletely condensed oligomeric silasesquioxanes by hydrolytic condensation of trifunctional RSiY 3 precursors, where R is a hydrocarbon residue and Y is one hydrolyzable group, e.g. B. chloride, alkoxide or siloxide. Lichtenhan et al. describe the base-catalyzed preparation of oligomeric silasesquioxanes (WO 01/10871). Silasesquioxanes of the formula R 8 Si 8 O 12 (with the same or different hydrocarbon radicals R) can be base-catalyzed to functionalized, incompletely condensed silasesquioxanes, such as, for. B. R 7 Si 7 O 9 (OH) 3 or also R 8 Si 8 O 11 (OH) 2 and R 8 Si 8 O 10 (OH) 4 (Chem. Commun. (1999), 2309-10; Polym. Mater. Sci. Eng. 82 (2000), 301-2; WO 01/10871) and thus serve as the parent compound for a large number of different incompletely condensed and functionalized silasesquioxanes. In particular, the silasesquioxanes (trisilanols) of the formula R 7 Si 7 O 9 (OH) 3 can be converted into appropriately modified oligomeric silasesquioxanes by reaction with functionalized, monomeric silanes (corner capping).

Oligomere Sphärosilikate sind ähnlich aufgebaut wie die oligomeren Silasesquioxane. Auch sie besitzen eine "käfigartige" Struktur. Im Unterschied zu den Silasesquioxanen, bedingt durch ihre Herstellungsmethode, sind die Siliziumatome an den Ecken eines Sphärosilikates mit einem weiteren Sauerstoffatom verbunden, welches wiederum weiter substituiert ist. Oligomere Sphärosilikate lassen sich durch Silylierung geeigneter Silikat-Vorstufen herstellen (D. Hoebbel, W. Wieker, Z. Anorg. Allg. Chem. 384 (1971), 43-52; P. A. Agaskar, Colloids Surf. 63 (1992), 131-8; P. G. Harrison, R. Kannengiesser, C. J. Hall, J. Main Group Met. Chem. 20 (1997), 137-141; R. Weidner, Zeller, B. Deubzer, V. Frey, Ger. Offen. (1990), DE 38 37 397). So kann beispielsweise ein Sphärosilikat aus einer Silikat-Vorstufe synthetisiert werden, welche ihrerseits über die Umsetzung von Si(OEt)4 mit Cholinsilikat bzw. durch die Umsetzung von Abfallprodukten der Reisernte mit Tetramethylammoniumhydroxid zugänglich ist (R. M. Laine, I. Hasegawa, C. Brick, J. Kampf, Abstracts of Papers, 222nd ACS National Meeting, Chicago, IL, United States, August 26-30, 2001, MTLS-018). Oligomeric spherosilicates have a similar structure to the oligomeric silasesquioxanes. They also have a "cage-like" structure. In contrast to the silasesquioxanes, due to their production method, the silicon atoms at the corners of a spherosilicate are connected to another oxygen atom, which in turn is further substituted. Oligomeric spherosilicates can be prepared by silylating suitable silicate precursors (D. Hoebbel, W. Wieker, Z. Anorg. Allg. Chem. 384 (1971), 43-52; PA Agaskar, Colloids Surf. 63 (1992), 131- 8; PG Harrison, R. Kannengiesser, CJ Hall, J. Main Group Met. Chem. 20 (1997), 137-141; R. Weidner, Zeller, B. Deubzer, V. Frey, Ger. Offen. (1990) , DE 38 37 397). For example, a spherosilicate can be synthesized from a silicate precursor, which in turn is accessible via the reaction of Si (OEt) 4 with choline silicate or through the reaction of waste products from the rice harvest with tetramethylammonium hydroxide (RM Laine, I. Hasegawa, C. Brick , J. Kampf, Abstracts of Papers, 222nd ACS National Meeting, Chicago, IL, United States, August 26-30, 2001, MTLS-018).

Die erfindungsgemäße Oberfläche sowie ein Verfahren zu deren Herstellung wird im Folgenden beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsarten beschränkt sein soll. The surface according to the invention and a method for its production are described in Described by way of example below, without the invention being based on these embodiments should be limited.

Die erfindungsgemäß strukturierten, hydrophoben Oberflächen mit Erhebungen und Vertiefungen, zeichnen sich dadurch aus, dass die Oberfläche polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist, welche zumindest teilweise die Erhebungen bilden bzw. verursachen. Die Vertiefungen entstehen entsprechend zwischen den Erhebungen. Diese Oberflächen weisen bevorzugt selbstreinigende Eigenschaften auf. Diese werden dadurch erzielt, dass die erfindungsgemäßen Oberflächen Strukturen aus Erhebungen und Vertiefungen und vorzugsweise hydrophobe Eigenschaften aufweisen. Die Strukturen haben vorzugsweise Abstände der Erhebungen kleiner 200 µm, bevorzugt kleiner 20 µm und besonders bevorzugt Abstände von 5 µm bis 0,05 µm. Die Höhe der Erhebungen wird von der Partikelgröße bestimmt und beträgt vorzugsweise kleiner 30 µm, bevorzugt kleiner 20 µm und ganz besonders bevorzugt von 5 bis 0,05 µm. Die Erhebungen selbst weisen vorzugsweise die Form von Kugeln oder nahezu kugelförmigen Objekten auf bzw. die Form von Teilen einer Kugel, wenn die Partikel in der Oberfläche anstatt an der Oberfläche verankert sind. Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten können die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung selbst oder chemisch gebundene polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen sein, d. h. dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen chemisch und/oder physikalisch mit der Oberfläche verbunden sein können. The hydrophobic surfaces structured according to the invention with elevations and Wells are characterized by the fact that the surface is polyhedral oligomeric Silicon-oxygen cluster units, which at least partially the surveys form or cause. Correspondingly, the depressions arise between the surveys. These surfaces preferably have self-cleaning properties. These will achieved in that the surfaces of the invention structures from surveys and Have depressions and preferably hydrophobic properties. The structures have preferably distances between the surveys less than 200 microns, preferably less than 20 microns and distances of 5 μm to 0.05 μm are particularly preferred. The height of the surveys is determined by the Particle size determined and is preferably less than 30 microns, preferably less than 20 microns and very particularly preferably from 5 to 0.05 μm. The surveys themselves preferably show the Shape of spheres or almost spherical objects on or the shape of parts of a Ball if the particles are anchored in the surface instead of on the surface. The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units can be the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound itself or chemically bound polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds, i.e. H. that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds chemically and / or physically with the Surface can be connected.

Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten weisen bevorzugt ein Molekulargewicht größer 400 g/mol, bevorzugt von 700 bis 3000 g/mol, besonders bevorzugt von 800 bis 1500 g/mol auf. Es ist sowohl möglich mehrere Moleküle zu einem größeren Molekül zu kondensieren, z. B. über Spacer und/oder funktionelle Gruppen, als auch die Moleküle zu homo- und copolymerisieren oder durch chemische Reaktion an einem größeren Molekül oder Polymer zu fixieren (Grafting). Beispielsweise können polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen über eine Hydrosilylierung mit Polymeren verbunden werden. The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units preferably have one Molecular weight greater than 400 g / mol, preferably from 700 to 3000 g / mol, particularly preferred from 800 to 1500 g / mol. It is both possible to make several molecules into one larger one Condense molecule, e.g. B. via spacers and / or functional groups, as well Homo- and copolymerize molecules or by chemical reaction on a larger one Fix molecule or polymer (grafting). For example, polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds connected to polymers via hydrosilylation become.

Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten können z. B. auf einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung der Formel

[(RaXbSiO1,5)m (RcXdSiO)n (ReXfSi2O2,5)o (RgXhSi2O2)p]

basieren, mit a, b, c = 0-1; d = 1-2; e, f, g = 0-3; h = 1-4; m+n+o+p ≥ 4; a+b = 1; c+d = 2; e+f = 3 und g+h = 4, R = Wasserstoffatom, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylgruppe oder Polymereinheit, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sind oder weitere funktionalisierte polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheiten, die über eine Polymereinheit oder eine Brückeneinheit angebunden sind, X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, blockierte Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R, wobei die Substituenten vom Typ R gleich oder unterschiedlich sind und die Substituenten vom Typ X gleich oder unterschiedlich sind.
The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units can e.g. B. on a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound of the formula

[(R a X b SiO 1.5 ) m (R c X d SiO) n (R e X f Si 2 O 2.5 ) o (R g X h Si 2 O 2 ) p ]

based, with a, b, c = 0-1; d = 1-2; e, f, g = 0-3; h = 1-4; m + n + o + p ≥ 4; a + b = 1; c + d = 2; e + f = 3 and g + h = 4, R = hydrogen atom, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl group or polymer unit, which are each substituted or unsubstituted or further functionalized polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units which are connected via a polymer unit or a bridge unit, X = oxy-, hydroxy-, alkoxy-, carboxy-, silyl-, alkylsilyl-, alkoxysilyl-, siloxy-, alkylsiloxy-, alkoxysiloxy-, silylalkyl- , Alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, blocked isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino, phosphine group or at least one such group of type X substituents from Type R, where the R type substituents are the same or different and the X type substituents are the same or different.

In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Oberfläche basieren die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen, die funktionelle Gruppen aufweisen. In a special embodiment of the surface according to the invention, the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units on polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds that have functional groups.

Vorzugsweise basieren die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf einer oligomeren Silasesquioxanverbindung der Formel

[(RaXbSiO1,5)m (RcXdSiO)n],

mit a, b, c = 0-1; d = 1-2; m+n ≥ 4; a+b = 1; c+d = 2;
R = Wasserstoffatom, substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest und X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe oder ein solche Gruppen aufweisender substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, wobei die Reste R gleich oder unterschiedlich und die Reste X ebenfalls gleich oder unterschiedlich sind.
The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are preferably based on an oligomeric silasesquioxane compound of the formula

[(R a X b SiO 1.5 ) m (R c X d SiO) n ],

with a, b, c = 0-1; d = 1-2; m + n ≥ 4; a + b = 1; c + d = 2;
R = hydrogen atom, substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl and X = oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, Alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group or such substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radicals having such groups, the radicals R being the same or different and the radicals X likewise being the same or different.

Bevorzugte polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten basieren auf Silasesquioxanen, die eine Struktur aufweisen, ausgewählt aus
[(RSiO1,5)n]z (= homoleptische Struktur),
[(RSiOi,5)m(RXSiO1,0)n] (= funktionalisierte homoleptische Struktur),
[(RSiO1,5)m(R'SiO1,5)n]z (= heteroleptische Struktur) und
[(RSiO1,5)m(R'XSiO1,0)n]z (= funktionalisierte heteroleptische Struktur)
mit m + n = z und z ≥ 4, wobei z der Anzahl der Si-Atome in der Gerüststruktur des oligomeren Silasesquioxans entspricht, R und R' jeweils ein Wasserstoffatom, einen substituierten oder unsubstituierten, funktionalisierten oder unfunktionalisierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest darstellen und X eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Alkoxysilylalkyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Halogen-, Isocyanat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe darstellt, mit der Maßgabe, dass die Reste R gleich oder unterschiedlich, die Reste R' gleich oder unterschiedlich und die Reste X ebenfalls gleich oder unterschiedlich sind.
Preferred polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are based on silasesquioxanes which have a structure selected from
[(RSiO 1.5 ) n ] z (= homoleptic structure),
[(RSiO i, 5 ) m (RXSiO 1.0 ) n ] (= functionalized homoleptic structure),
[(RSiO 1.5 ) m (R'SiO 1.5 ) n ] z (= heteroleptic structure) and
[(RSiO 1.5 ) m (R'XSiO 1.0 ) n ] z (= functionalized heteroleptic structure)
with m + n = z and z ≥ 4, where z corresponds to the number of Si atoms in the skeleton structure of the oligomeric silasesquioxane, R and R 'each represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted, functionalized or unfunctionalized alkyl, cycloalkyl, alkenyl -, Cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl and X is an oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, alkoxysilylalkyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy -, Halogen, isocyanate, nitrile, amino or phosphine group, with the proviso that the radicals R are the same or different, the radicals R 'are the same or different and the radicals X are also the same or different.

Ganz besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Oberfläche polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf, die auf einem funktionalisierten Silasesquioxan wie z. B. der Struktur 2


basieren, mit X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe oder ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, der mit mindestens einer dieser Gruppen funktionalisiert ist und R = Wasserstoffatom, substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest oder ganz oder teilweise eine Gruppe X, wobei die Gruppen X und/oder R gleich oder unterschiedlich sein können. Die Oberfläche selbst weist üblicherweise nicht die Verbindung gemäß Struktur 5 auf, sondern eine von der Verbindung abgeleitete Verbindung, die über den Rest X mit anderen Bestandteilen der Oberfläche chemisch verbunden ist. Besonders bevorzugte Silasesquioxaneinheiten basieren auf polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen der Struktur 2 mit R = i-Butyl.
The surface according to the invention very particularly preferably has polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units which are based on a functionalized silasesquioxane such as, for. B. Structure 2


are based, with X = oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, Ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group or an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radical, with at least one of these groups is functionalized and R = hydrogen atom, substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl or all or part of a group X, where the groups X and / or R can be the same or different. The surface itself usually does not have the compound according to structure 5, but a compound derived from the compound, which is chemically bonded to other constituents of the surface via the radical X. Particularly preferred silasesquioxane units are based on polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds of structure 2 with R = i-butyl.

Ebenfalls bevorzugt können die erfindungsgemäßen Oberflächen polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweisen, die auf polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen basieren, die mindestens eine Alkoxysilylalkyl-Gruppe und/oder mindestens eine Alkoxysilyl-Gruppe und mindestens eine vinylische Gruppe enthalten. Durch diese Gruppen wird eine besonders gute Haftung der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheit an der Oberfläche erreicht. Die erfindungsgemäßen Oberflächen können polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten enthalten, die auf polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen basieren, die mindestens eine Alkoxysilylalkyl-Gruppe aufweisen. Vorzugsweise weisen diese Oberflächen polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf, die auf polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen basieren, die mindestens eine freie Hydroxy- oder Aminogruppe aufweisen. The surfaces according to the invention can also preferably be polyhedral oligomers Have silicon-oxygen cluster units that are based on polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compounds are based that have at least one alkoxysilylalkyl group and / or at least one alkoxysilyl group and at least one vinyl group contain. These groups ensure particularly good adhesion of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit reached on the surface. The Surfaces according to the invention can be polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units contain, which are based on polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds, which have at least one alkoxysilylalkyl group. Preferably, these have Surfaces based on polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds based at least have a free hydroxyl or amino group.

Die erfindungsgemäßen Oberflächen können als polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheit auch zumindest ein vollständig kondensiertes Silasesquioxan der Formel R8Si8O12 mit der Struktur 1 aufweisen,


wobei die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest darstellen.
As polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units, the surfaces according to the invention can also have at least one completely condensed silasesquioxane of the formula R 8 Si 8 O 12 with the structure 1,


wherein the radicals R are identical or different and represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.

Ebenso können die erfindungsgemäßen Oberflächen auch polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheiten aufweisen, die auf einem unvollständig kondensierten Silasesquioxan basieren. Beispiele für ein unvollständig kondensiertes Silasesquioxan zeigen die Strukturen 3, 4 oder 5, wobei die unvollständig kondensierten Silasesquioxane nicht auf diese Strukturen ausschließlich beschränkt sein sollen.


Likewise, the surfaces according to the invention can also have polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units which are based on an incompletely condensed silasesquioxane. Structures 3, 4 or 5 show examples of an incompletely condensed silasesquioxane, the incompletely condensed silasesquioxanes not being restricted exclusively to these structures.


Die Reste R sind hierbei gleich oder verschieden und stellen ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest dar. The radicals R are the same or different and represent a hydrogen atom or one substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, Cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten, zumindest auf oligomeren Silasesquioxanen basieren, die durch Umsetzung von unvollständig kondensierten Silasesquioxanen z. B. der Struktur 3, 4 und 5 mit monomeren funktionalisierten Silanen der Formel Y3Si-X1, Y2SiX1X2 und/oder YSiX1X2X3 erhalten werden, wobei die Gruppe Y eine Abgangsgruppe mit Y = Alkoxy-, Carboxy-, Halogen-, Silyloxy- oder Aminogruppe, die Gruppe X eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe darstellt, wobei die Gruppen X1, X2 und X3 gleich oder verschieden sind und die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest darstellen. In particular, it can be advantageous if the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are based, at least on oligomeric silasesquioxanes, which, for example, by reacting incompletely condensed silasesquioxanes. B. the structure 3, 4 and 5 with monomeric functionalized silanes of the formula Y 3 Si-X 1 , Y 2 SiX 1 X 2 and / or YSiX 1 X 2 X 3 can be obtained, the group Y being a leaving group with Y = alkoxy -, carboxy, halogen, silyloxy or amino group, the group X an oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, Alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group, the groups X 1 , X 2 and X 3 being the same or different and the radicals R are the same or different and represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Oberfläche basieren die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf einem oligomeren Sphärosilikat. In a further embodiment of the surface according to the invention, the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units on an oligomeric Spherosilicate.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße Oberfläche polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist, welche eine molekulare Größe von 0,1 bis 500 nm, bevorzugt von 1 bis 50 nm und besonders bevorzugt von 5 bis 25 nm aufweisen. It can be advantageous if the surface according to the invention is polyhedral oligomeric Has silicon-oxygen cluster units, which have a molecular size of 0.1 to 500 nm, preferably from 1 to 50 nm and particularly preferably from 5 to 25 nm.

Ebenfalls bevorzugt weisen diese polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten bevorzugt ein Molekulargewicht von 700 bis 3000 g/mol, besonders bevorzugt von 1000 bis 2500 und ganz besonders bevorzugt von 1250 bis 1750 g/mol auf. These polyhedral oligomers likewise preferably have Silicon-oxygen cluster units preferably have a molecular weight of 700 to 3000 g / mol, particularly preferably of 1000 to 2500 and very particularly preferably from 1250 to 1750 g / mol.

Wie bereits ausgeführt, besitzen aufgrund ihres molekularen Charakters polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten ein einheitliches und definiertes Molekulargewicht und demzufolge eine definierte Größe. Sie sind thermisch hochstabil und besitzen eine "käfigartige" Struktur. Ihre Polarität kann über die Reste R und/oder X nicht nur gezielt eingestellt werden, sondern sie können außerdem über funktionelle Gruppen an einer Oberfläche verankert werden. Um das Molekül größer zu machen, können beispielsweise Dendrimer-Strukturen oder hyperbranched-Strukturen eingesetzt werden. Diese Kombination von hydrophobierender Eigenschaft, Molekülgröße und Funktionalität bedeutet, dass somit waschbeständige hydrophobierende Nano- bis Mikrostrukturen an einer Oberfläche erzeugt werden können. As already stated, due to their molecular character they are polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units a uniform and defined Molecular weight and therefore a defined size. They are highly thermally stable and have a "cage-like" structure. Their polarity can not only be targeted via the radicals R and / or X. can be set, but you can also use functional groups on a Surface to be anchored. To make the molecule bigger, for example Dendrimer structures or hyperbranched structures can be used. That combination of hydrophobicity, molecular size and functionality means that wash-resistant hydrophobic nano to microstructures on one surface can be.

Die Nanostruktur tritt bei Molekülen von ca. 1 nm Größe meist nur in Masse selbst auf, d. h. wenn die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung beispielsweise im geschmolzenen Zustand vorliegt. In Lösung bilden sich häufig durch lose Zusammenlagerung einiger Moleküle zu einer größeren Einheit, in der Regel Aggregate, von ca. 30 bis 60 nm Größe. In manchen Fällen erreicht diese Aggregatbildung aber auch Größen von 100 nm und darüber. Die Aggregatbildung ist generell eine Frage der Verträglichkeit mit dem jeweiligen Lösemittelsystem. Eine gute Verträglichkeit bedeutet in diesem Fall, dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung in dem betreffenden Lösemittel klar löslich ist. Dies ist in der Regel der Fall bei Ethern und zyklischen Ethern, wie z. B. Tetrahydrofuran, Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Hexan, oder chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Chloroform. Bei Unverträglichkeit der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung mit dem Lösemittelsystem kommt es hingegen häufig zur genannten Aggregatbildung. Es ist deshalb zu vermeiden, dass sich durch Wahl unverträglicher Systeme, wie z. B. Aceton oder Acetonitril, Agglomerate von über 50 µm bilden, die letztendlich zu einer rauen Oberfläche führen würden. Die genannten Unverträglichkeitsprobleme bestehen natürlich nur dann, wenn einer klaren Lösung einer polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung ein unverträgliches Lösemittelsystem zugefügt wird. Es ist demgegenüber sehr wohl möglich, feingemahlenes Pulver einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung in Aceton zu dispergieren, ohne dass eine Aggregatbildung zu beobachten ist. In the case of molecules of approximately 1 nm in size, the nanostructure usually only occurs in bulk itself, ie. H. for example, when the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound in molten state. In solution they often form through loose storage some molecules to a larger unit, usually aggregates, from approx. 30 to 60 nm Size. In some cases, this aggregate formation also reaches sizes of 100 nm and about that. The aggregate formation is generally a question of compatibility with the respective Solvent system. In this case, good tolerance means that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound clearly soluble in the solvent in question is. This is usually the case with ethers and cyclic ethers, such as. B. tetrahydrofuran, Hydrocarbons such as B. hexane, or chlorinated hydrocarbons, such as. B. Chloroform. If the polyhedral oligomers are incompatible In contrast, silicon-oxygen cluster connection with the solvent system frequently occurs Aggregate formation. It is therefore to be avoided that by choosing incompatible systems, such as B. acetone or acetonitrile, agglomerates of over 50 microns, which ultimately to a rough surface. The intolerance problems mentioned exist of course only if a clear solution of a polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound an incompatible solvent system is added. It is on the other hand, very possible, finely ground powder of a polyhedral oligomer Disperse silicon-oxygen cluster compound in acetone without a Aggregate formation can be observed.

Die erfindungsgemäße Oberfläche kann die Oberfläche eines Gegenstandes selbst sein oder aber die Oberfläche einer Beschichtung, die polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheiten aufweist. The surface according to the invention can be the surface of an object itself or but the surface of a coating that polyhedral oligomeric silicon Has oxygen cluster units.

Die Beschichtung kann vollständig aus polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten bestehen oder aber aus Mischungen, die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten, Additive und/oder eine Matrix aufweisen. So eine Matrixbeschichtung, z. B. auf organischer Basis, kann ein Lacksystem sein, das die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung und gegebenenfalls Additive enthält, und das auf eine Oberfläche aufgebracht wird. The coating can be made entirely of polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster units consist of mixtures of polyhedral oligomers Have silicon-oxygen cluster units, additives and / or a matrix. Such a Matrix coating, e.g. B. on an organic basis, can be a paint system that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound and optionally additives contains, and which is applied to a surface.

Je nach Zusammensetzung und/oder Art der Beschichtung kann die Beschichtung eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Beschichtungen, die nur die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweisen, weisen bevorzugt eine Dicke von kleiner 150 µm, besonders bevorzugt kleiner 50 µm und ganz besonders bevorzugt kleiner 5 µm. Beschichtungen die zusätzlich ein Träger- oder Matrixmaterial aufweisen, können auch in den genannten Schichtdicken vorliegen. Sie können aber auch eine größere Dicke aufweisen. Solche Beschichtungen weisen vorzugsweise eine Dicke kleiner 1000 µm, bevorzugt kleiner 700 µm und besonders bevorzugt kleiner 250 µm auf. Depending on the composition and / or type of coating, the coating can be a have different thickness. Coatings containing only the polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster units preferably have a thickness of less 150 µm, particularly preferably less than 50 µm and very particularly preferably less than 5 µm. Coatings that additionally have a carrier or matrix material can also be used in the mentioned layer thicknesses are present. But they can also have a greater thickness. Such coatings preferably have a thickness of less than 1000 μm, preferably less 700 µm and particularly preferably less than 250 µm.

Handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Oberfläche um die Oberfläche einer Beschichtung, die eine Mischung aufweist, so weist die Oberfläche in einer speziellen Ausführungsart der erfindungsgemäßen Oberfläche vorzugsweise eine Beschichtung auf, die
von 0,1 bis 30 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 30 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 40 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen und/oder organischen Matrix umfasst.
If the surface according to the invention is the surface of a coating which has a mixture, then in a special embodiment of the surface according to the invention the surface preferably has a coating which
from 0.1 to 30 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 30 parts by weight of at least one additive and
from 40 to 99.9 parts by weight of an inorganic and / or organic matrix.

Ganz besonders bevorzugt weist die Oberfläche eine Beschichtung auf, die
von 0,1 bis 15 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 15 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 70 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen oder organischen Matrix umfasst.
The surface very particularly preferably has a coating that
from 0.1 to 15 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 15 parts by weight of at least one additive and
from 70 to 99.9 parts by weight of an inorganic or organic matrix.

Die Additive können z. B. hydrophobe oder hydrophobierte Partikel, ausgewählt aus den mikronisierten Kieselgelen bzw. Silicagelen, pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Metalloxide, Mineralien, Bentonite und den mikronisierten Wachsen, sein. Besonders bevorzugt können als Additive Silikate, pyrogene Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, beispielsweise Aerosil®-, Silcron®-, Santocel®- und Syloid®-Typen, die von Degussa, Glidden, Monsanto und Grace angeboten werden, in der Beschichtung vorhanden sein. Ganz besonders bevorzugt sind als Additive in der Beschichtung pyrogene Silikate oder Kieselsäuren, insbesondere Aerosile®, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, Zirkondioxid oder Mischungen aus diesen Produkten sowie mit Aerosil® ummanteltes Zinkpulver vorhanden. Auch hydrophob machende bzw. hydrophobierte Feinstpulver wie Aerosil® R 972 und R 974 oder Aerosil® R 8200 (Degussa) kommen als Additive in Betracht. Ebenso können als Additive in der Beschichtung der erfindungsgemäßen Oberfläche mikronisierte Wachse vom Polyolefin-, Fischer-Tropsch-, Amidwachs-, Mikrowachs- und PTFE-Typ (Polytetrafluorethylen) oder deren Mischungen, die auf dem Markt in Größen unterhalb 30 µm, unterhalb 20 µm, unterhalb 10 µm (gemessen mit dem Laser-Granulometer 715 der Fa. CILAS) angeboten werden, vorhanden sein. Die Additive weisen vorzugsweise eine Partikelgröße von 0,0001 bis 20 µm, bevorzugt von 0,1 bis 10 µm und ganz besonders bevorzugt von 4 bis 0,5 µm auf. Die Additive können auch Verbindungen sein, die nicht als Partikel vorliegen. Insbesondere können Additive auch Verbindungen sein, die antimikrobielle Eigenschaften aufweisen, z. B. antimikrobiell wirkende Polymere, wie z. B. die AMINA®-Typen der Degussa AG. Es ist natürlich auch möglich, dass diese Polymere oder Verbindungen ebenfalls in Partikelform in der Beschichtung vorliegen. The additives can e.g. B. hydrophobic or hydrophobized particles selected from the micronized silica gels or silica gels, pyrogenic silicas, precipitated silicas, Metal oxides, minerals, bentonites and the micronized waxes. Especially silicates, pyrogenic silicas, precipitated silicas, for example Aerosil®, Silcron®, Santocel® and Syloid® types, which are available from Degussa, Glidden, Monsanto and Grace are offered to be present in the coating. Most notably preferred additives in the coating are pyrogenic silicates or silicas, in particular Aerosile®, aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide or Mixtures of these products as well as zinc powder coated with Aerosil® are available. Even hydrophobicizing or hydrophobicized very fine powders such as Aerosil® R 972 and R 974 or Aerosil® R 8200 (Degussa) can be used as additives. Likewise, as Additives in the coating of the surface of the invention micronized waxes from Polyolefin, Fischer-Tropsch, amide wax, micro wax and PTFE type (Polytetrafluoroethylene) or their mixtures, which are on the market in sizes below 30 µm, below 20 µm, below 10 µm (measured with the CILAS 715 laser granulometer) will be present. The additives preferably have a particle size of 0.0001 to 20 µm, preferably from 0.1 to 10 µm and very particularly preferably from 4 to 0.5 µm. The Additives can also be compounds that are not in the form of particles. In particular Additives can also be compounds that have antimicrobial properties, e.g. B. antimicrobial polymers, such as. B. the AMINA® grades from Degussa AG. It is of course, it is also possible that these polymers or compounds are also in particulate form of the coating.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Beschichtung eine organische Matrix, wie z. B. ein Lacksystem, aufweist. Diese Matrix enthält bevorzugt zumindest einen thermoplastischen, elastomeren oder duroplastischen Kunststoff. Als Kunststoffe kann die organische Matrix einen Kunststoff, ausgewählt aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Copolyester, Polycarbonat, Polyamid, Copolyamid, Polyurethan, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polymethacrylat-Copolymer, Polysiloxan, Polysilan, Polytetrafluorethylen, Phenolharz, Polyoxomethylen, Epoxidharz, Polyvinylchlorid, Vinylchloridcopolymer, Polystyrol, Copolymeren des Styrols, ABS-Polymer, Alkydharz, ungesättigtem Polyesterharz, Nitrocelluloseharz und Kautschuk, aufweisen. Auch in der Matrix können Verbindungen vorhanden sein, die antimikrobielle Eigenschaften aufweisen, wie z. B. antimikrobiell wirkende Polymere, wie z. B. die AMINA®-Typen der Degussa AG. It may be advantageous if the coating is an organic matrix, such as. B. a Coating system. This matrix preferably contains at least one thermoplastic, elastomeric or thermosetting plastic. The organic matrix can be used as plastics a plastic selected from polyethylene, polypropylene, polyester, copolyester, Polycarbonate, polyamide, copolyamide, polyurethane, polyacrylate, polymethacrylate, Polymethacrylate copolymer, polysiloxane, polysilane, polytetrafluoroethylene, phenolic resin, Polyoxomethylene, epoxy resin, polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymer, polystyrene, Copolymers of styrene, ABS polymer, alkyd resin, unsaturated polyester resin, Nitrocellulose resin and rubber. Connections can also be made in the matrix be present that have antimicrobial properties, such as. B. antimicrobial acting polymers, such as. B. the AMINA® grades from Degussa AG.

Handelt es sich bei den Beschichtungen um Mischungen von polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen mit Lacksystemen weisen diese Mischungen vorzugsweise von 1 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von 25 bis 50 Gew.-% polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen auf. Der restliche Anteil dieser Mischung kann ein übliches Lacksystem sein. Geeignete Lacksysteme und damit organische Matrixmaterialien, die in Druckfarben und Lacken üblicherweise eingesetzt werden, sind Kohlenwasserstoffharze, Polyamidharze, Alkydharze, Maleinatharze, Polyacrylate, Harnstoffharze, Polyterpenharze, Keton- Aldehydharze, Epoxidharze, Phenolharze, Polyester und Polyurethansysteme, Cellulosederivate, Harze auf Kolophoniumbasis, Schellack und Dammar sowie alle von vorgenannten Harzen abgeleiteten Derivaten. Auch Beschichtungen aus Pulverlacken sind möglich. Wenn die festen polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen hinreichend fein sind (d. h. unterhalb von 10 µm), wie es z. B. bei Mahlen mit einer Jetmill oder Strahlmühle der Fall ist (Thomsen, Farbe und Lack 80, Nr. 4, 1974, 306-310; DE 35 33 436 und EP 0 324 077, sowie Jansen, Coating 4/89 133-145 und 5/89 172-174), können sie auch zusammen mit einem Pulverlack als Träger elektrostatisch appliziert werden. If the coatings are mixtures of polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds with coating systems have these mixtures preferably from 1 to 70% by weight, preferably from 10 to 60% by weight and particularly preferably from 25 to 50% by weight of polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds. The rest of this mixture can be a conventional paint system. Suitable coating systems and thus organic matrix materials used in printing inks and Varnishes commonly used are hydrocarbon resins, polyamide resins, Alkyd resins, maleate resins, polyacrylates, urea resins, polyterpene resins, ketone Aldehyde resins, epoxy resins, phenolic resins, polyesters and polyurethane systems, Cellulose derivatives, rosin-based resins, shellac and dammar, and all of derivatives derived from the aforementioned resins. Coatings made from powder coatings are also available possible. When the solid polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are sufficiently fine (i.e. below 10 µm) as e.g. B. when grinding with a Jetmill or jet mill is the case (Thomsen, Farbe und Lack 80, No. 4, 1974, 306-310; DE 35 33 436 and EP 0 324 077, as well as Jansen, Coating 4/89 133-145 and 5/89 172-174), they can also be applied electrostatically together with a powder coating as a carrier.

Die Beschichtung kann wie gesagt z. B. auch ein Druckfarben- oder Lackfilm oder ein Anstrich sein. Im Falle einer Druckfarbe beträgt die Schichtdicke je nach Verfahren (Offset-, Tief-, Flexo- oder Siebdruck) üblicherweise von 3 bis 40 µm. Beim Lackieren mit Airless- Geräten oder Druckluftpistolen betragen die Schichtdicken üblicherweise von 50 bis 400 µm, während bei Anstrichen Schichtdicken bis 1000 µm zur Anwendung kommen können. The coating can, as I said, for. B. also an ink or paint film or Be painting. In the case of a printing ink, the layer thickness is depending on the process (offset, Gravure, flexo or screen printing) usually from 3 to 40 µm. When painting with airless Devices or compressed air guns usually have a layer thickness of 50 to 400 µm, while coatings up to 1000 µm thick can be used.

Die Beschichtung der erfindungsgemäßen Oberfläche kann z. B. auf einen anorganischen oder organischen Werkstoff aufgebracht sein. Vorzugsweise ist die Beschichtung auf einem Werkstoff aus Glas, Keramik, Kunststoff, Metall, mineralischem Baustoff, textilem Gewebe oder Fasern aufgebracht. Die Fasern, insbesondere die textilen Fasern, können natürlichen oder künstlichen Ursprungs sein. Textile Gewebe können z. B. Gewebe, Gewirke, Matten, Vliese oder Netze sein. Die erfindungsgemäße Oberfläche kann sowohl die Oberfläche einer einzelnen Faser sein als auch die Oberfläche eines aus dieser Faser hergestellten Gewebes. The coating of the surface according to the invention can, for. B. on an inorganic or be applied organic material. The coating is preferably on one Material made of glass, ceramic, plastic, metal, mineral building material, textile fabric or fibers applied. The fibers, especially the textile fibers, can be natural or be of artificial origin. Textile fabrics can e.g. B. fabrics, knitted fabrics, mats, Be fleeces or nets. The surface according to the invention can be both the surface of a be individual fiber as well as the surface of a fabric made from this fiber.

Wie bereits erwähnt, ist es ebenso möglich, dass die erfindungsgemäßen Oberflächen direkt auf einem Gegenstand vorhanden sind. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn der gesamte Gegenstand
von 0,1 bis 30 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 30 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 40 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen und/oder organischen Matrix umfasst.
As already mentioned, it is also possible for the surfaces according to the invention to be present directly on an object. This can e.g. B. be the case when the entire item
from 0.1 to 30 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 30 parts by weight of at least one additive and
from 40 to 99.9 parts by weight of an inorganic and / or organic matrix.

Auch in diesem Fall ist es bevorzugt, wenn der Gegenstand
von 0,1 bis 15 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 15 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 70 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen oder organischen Matrix umfasst.
In this case too, it is preferred if the object
from 0.1 to 15 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 15 parts by weight of at least one additive and
from 70 to 99.9 parts by weight of an inorganic or organic matrix.

Als Additive und Matrixmaterialien können diese Gegenstände die vorgenannten Verbindungen aufweisen. As additives and matrix materials, these objects can include the aforementioned Have connections.

Die erfindungsgemäßen Oberflächen haben den Vorteil, dass sie je nach Ausführung der Oberfläche selbstreinigende Eigenschaften aufweisen und/oder kratzfest, anfärbbar und/oder abriebfest sein können. The surfaces according to the invention have the advantage that, depending on the design of the Surface self-cleaning properties and / or scratch-resistant, dyeable and / or can be resistant to abrasion.

Die erfindungsgemäßen Oberflächen werden vorzugsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Oberflächen hergestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass auf die Oberfläche eine polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindung aufgebracht und fixiert wird. The surfaces of the invention are preferably in accordance with the invention Process for the production of surfaces according to the invention, which thereby is characterized in that a polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster connection is applied and fixed.

In einer ersten Verfahrensvariante wird auf der Oberfläche eine Beschichtung erzeugt, die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist. In a first method variant, a coating is produced on the surface, which has polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units.

Die Beschichtung wird in einer besonderen Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Aufbringen einer zumindest eine polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindung aufweisende Mischung auf die Oberfläche und durch anschließende Fixierung werden die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten erzeugt. Das Aufbringen kann z. B. durch Aufsprühen, Aufspritzen, Aufstreichen oder Aufrakeln einer flüssigen oder festen Mischung, vorzugsweise einer flüssigen Mischung erfolgen. Die Fixierung der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung bzw. der Mischung kann chemisch oder physikalisch erfolgen. Bei einer physikalischen Fixierung werden z. B. Adhäsions- oder Attraktionskräfte ausgenutzt. Bei der chemischen Fixierung bilden sich kovalente Bindungen zwischen der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung und der Oberfläche oder aber einem Matrixmaterial, welches selbst entweder chemisch oder physikalisch an der Oberfläche fixiert wird, aus. Die chemische Fixierung kann z. B. durch Strahlung, Temperatur oder chemisch initiiert werden. Die Ausbildung der kovalenten Bindung erfolgt üblicherweise durch Reaktion einer funktionellen Gruppe X der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung mit einer funktionellen Gruppe der Oberfläche bzw. des Matrixmaterials. Für die Ausbildung der kovalenten Bindung kommen die verschiedensten chemischen Reaktionen bzw. Reaktionsmechanismen in Frage, wie z. B. Veresterungsreaktionen (Hydroxy-Gruppe und Carbonsäure(-derivat)-Gruppe), Hydrosilylierungsreaktion (Addition einer SiH-Gruppe an Alkane oder Alkene), Urethanbildung (Hydroxy-Gruppe und Isocyanatgruppe), Harnstoffbildung (Amingruppe und Isocyanatgruppe), Aminoalkoholbildung (Epoxygruppe und Aminogruppe) oder Bildung von Hydroxyethern (Epoxygruppe und Alkohol). In den Fig. 5 bzw. 6 sind eine mögliche physikalische bzw. eine mögliche chemische Fixierung dargestellt. In a special embodiment of the method according to the invention, the coating is produced by applying a mixture having at least one polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound to the surface and then fixing the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units. The application can e.g. B. by spraying, spraying, brushing or knife application of a liquid or solid mixture, preferably a liquid mixture. The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound or the mixture can be fixed chemically or physically. With a physical fixation z. B. Adhesion or attraction forces. In chemical fixation, covalent bonds form between the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound and the surface or else a matrix material which itself is either chemically or physically fixed to the surface. The chemical fixation can e.g. B. initiated by radiation, temperature or chemically. The covalent bond is usually formed by reacting a functional group X of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound with a functional group of the surface or of the matrix material. Various chemical reactions or reaction mechanisms come into question for the formation of the covalent bond, such as. B. esterification reactions (hydroxyl group and carboxylic acid (derivative) group), hydrosilylation reaction (addition of an SiH group to alkanes or alkenes), urethane formation (hydroxyl group and isocyanate group), urea formation (amine group and isocyanate group), amino alcohol formation (epoxy group and Amino group) or formation of hydroxyethers (epoxy group and alcohol). In FIGS. 5 and 6 are shown one possible physical or chemical fixing a potential.

Überzug bzw. ÜberzugsbeschichtungCover or coating

Die zur Beschichtung eingesetzte Mischung kann neben den polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen je nach Anwendung sehr unterschiedliche Stoffe enthalten. Sollen Beschichtungen erzeugt werden, die nur polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheiten oder überwiegend polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweisen, werden vorzugsweise Mischungen von polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen in flüssigen Trägermitteln oder Mischungen von polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen mit Trägergas verwendet. Die Mischungen mit flüssigen Trägermitteln werden vorzugsweise aufgesprüht oder aufgestrichen. Die Mischungen mit dem Trägergas werden vorzugsweise aufgesprüht. Als flüssige Trägermittel eignen sich organische Lösemittel und Wasser. Bei der Verwendung von Wasser als Trägermittel müssen funktionelle Gruppen der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung, die mit dem Wasser reagieren können, wie z. B. Isocyanat- Gruppen, blockiert werden, z. B. mit Caprolactam. Geeignete organische Lösemittel sind insbesondere alle Arien von Aliphaten, wie z. B. Pentan, Hexan, Octan, Nonan, Decan usw., Cycloaliphaten, wie z. B. Cyclohexan, Cycloheptan, Cyclooctan usw., Testbenzine, Kristallöle und mineralische Öle aller Art (z. B. K 21® und K 30® der Shell AG), cyclische und acyclische Alkylether, wie z. B. Tetrahydrofuran, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Chloroform, Aromaten, wie z. B. Toluol, sowie halogenierte Aromaten, wie z. B. Trifluortoluol. Bevorzugt werden Lösemittel eingesetzt, die bei Raumtemperatur leicht flüchtig sind. The mixture used for coating can be in addition to the polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds, depending on the application, very different substances contain. If coatings are to be created that only contain polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster units or predominantly polyhedral oligomers Having silicon-oxygen cluster units, mixtures of polyhedral oligomers are preferably Silicon-oxygen cluster compounds in liquid carriers or mixtures of polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds used with carrier gas. The mixtures with liquid carriers are preferably sprayed on or painted. The mixtures with the carrier gas are preferably sprayed on. As liquid carriers are suitable for organic solvents and water. When using Water as a carrier must have functional groups of the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound that can react with the water, such as. B. isocyanate Groups that are blocked, e.g. B. with caprolactam. Suitable organic solvents are especially all arias of aliphates, such as. B. pentane, hexane, octane, nonane, decane, etc., Cycloaliphatics such as As cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane etc., white spirit, crystal oils and mineral oils of all kinds (e.g. K 21® and K 30® from Shell AG), cyclic and acyclic alkyl ethers such as e.g. B. tetrahydrofuran, halogenated hydrocarbons, such as. B. Chloroform, aromatics such as B. toluene, and halogenated aromatics, such as. B. Trifluorotoluene. Solvents are preferred which are light at room temperature are volatile.

Die für die Überzugsbeschichtung verwendete Mischung enthält vorzugsweise von 0,1 bis 99,9 Gew.-% an der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung, insbesondere von 5,0 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 60 Gew.-% an der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung. Die restliche Menge ist entweder ein organisches Lösemittel, in dem die polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindung gelöst oder dispergiert wird oder ein Treib- bzw. Trägergas und/oder ein Additiv. Bei organischen Lösemittelsystemen als Treibmittel ist der Anteil der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung in Gew.-% eher relativ niedrig, bei Treibgasen kann der Anteil der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung in Gew.-% relativ hoch sein. The mixture used for the overlay coating preferably contains from 0.1 to 99.9% by weight of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound, in particular from 5.0 to 95% by weight, particularly preferably from 10 to 60% by weight of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound. The rest of the amount is either an organic solvent in which the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound is dissolved or dispersed or a propellant or carrier gas and / or an additive. In the case of organic solvent systems as blowing agents, the proportion is polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound in wt .-% rather relative low, the proportion of polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound in wt .-% be relatively high.

Geeignete Treib- oder Trägergase sind alle handelsüblich verwendeten Gase wie beispielsweise Propan und Butan, Dimethylether, fluorierte Kohlenwasserstoffe sowie Stickstoff, Distickstoffmonoxid, Luft oder Kohlendioxid-Gas. Suitable propellants or carrier gases are all commercially available gases such as for example propane and butane, dimethyl ether, fluorinated hydrocarbons and Nitrogen, nitrous oxide, air or carbon dioxide gas.

Die Applikation der Überzugsbeschichtung erfolgt entweder durch Aufstreichen, oder durch Aufspritzen, z. B. über "Airless-Geräte" oder Druckluftpistolen bei einem Druck von 2 bis 20 bar und Düsen mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm Durchmesser. Ebenfalls möglich ist ein Aufsprühen. Hierfür verwendet man z. B. Spraydosen mit einem Druck von 1,2 bis 10 bar und Düsen mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm Durchmesser. The coating is applied either by brushing on or by Spraying, e.g. B. via "airless devices" or compressed air guns at a pressure of 2 to 20 bar and nozzles with a diameter of 0.2 to 1.0 mm in diameter. Likewise spraying is possible. For this one uses z. B. spray cans with a pressure of 1.2 to 10 bar and nozzles with a diameter of 0.2 to 1.0 mm in diameter.

Bei organischen Lösemitteln als Treibmittel löst oder dispergiert man z. B. von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 15 Gew.-% der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung in einem geeigneten Lösemittel, z. B. Aliphaten, Cycloaliphaten, cyclischen und acyclischen Ethern oder halogenierten Kohlenwasserstoffen, und sprüht, spritzt oder streicht es auf die zu behandelnde Oberfläche. Die Anbindung erfolgt entweder rein physikalisch, oder - was günstiger ist - die polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindung wird durch chemische Reaktion auf der Oberfläche verankert. Diese chemische Fixierung kann entweder physikalisch, wie z. B. durch Strahlung, Temperatur, bzw. Entblockierung der reaktiven Einheiten oder chemisch durch geeignete Zusätze initiiert werden. Die chemische Anbindung der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung erfolgt in diesem Fall z. B. über Sauerstoff oder Stickstofftbrücken. In the case of organic solvents as blowing agents, one dissolves or disperses e.g. B. from 0.1 to 30% by weight, preferably from 2 to 15% by weight, of the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound in a suitable solvent, e.g. B. aliphatics, cycloaliphatics, cyclic and acyclic ethers or halogenated hydrocarbons, and sprays, it sprays or spreads on the surface to be treated. The connection is made either purely physical, or - which is cheaper - the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound is anchored to the surface by chemical reaction. This chemical fixation can either be physical, e.g. B. by radiation, Temperature, or unblocking of the reactive units or chemically by suitable Additives are initiated. The chemical connection of the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster connection takes place in this case, for. B. over oxygen or Stickstofftbrücken.

Je nach zu behandelndem Untergrund wählt man zur chemischen Anbindung der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen entsprechend funktionalisierte polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen aus. So können z. B. auf freien Amino-, Imino-, Hydroxy- oder Carboxy-Gruppen aufweisenden Oberflächen polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen fixiert werden, die z. B. Isocyanat- oder Epoxygruppen aufweisen. Zum Fixieren der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen werden die Isocyanat-Gruppen oder Epoxygruppen mit den Hydroxy-Gruppen oder Aminogruppen der Oberfläche zur Reaktion gebracht. Umgekehrt werden Epoxy-, Isocyanat- oder Alkoxysilylalkylgruppen aufweisende Oberflächen mit polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen beschichtet, die freie Hydroxy-, Carboxy- oder Aminogruppen aufweisen. Bei Kunststoffoberflächen ohne reaktionsfähigen Gruppen, wie z. B. Polyolefinen, können auf deren Oberfläche nach bekannten Verfahren, wie z. B. "Beflammung" oder "Koronaentladung", Hydroxy- bzw. Carboxygruppen erzeugt werden und diese für die Verankerung von polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen genutzt werden. Depending on the surface to be treated, one chooses for chemical bonding corresponding to polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds functionalized polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds. So z. B. on surfaces containing free amino, imino, hydroxyl or carboxy groups polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are fixed, which, for. B. Have isocyanate or epoxy groups. For fixing the polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds become the isocyanate groups or epoxy groups reacted with the hydroxyl groups or amino groups on the surface. Conversely, epoxy, isocyanate or alkoxysilylalkyl groups Surfaces with polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds coated, which have free hydroxyl, carboxy or amino groups. at Plastic surfaces without reactive groups, such as. B. polyolefins can whose surface by known methods, such as. B. "Flame" or "Corona discharge", hydroxyl or carboxy groups are generated and these for the Anchoring of polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster connections become.

Sollen polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen auf Glas oder auf mineralischen Stoffen, wie Putzen, aufgebracht werden, so ist es vorteilhaft, wenn die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung eine zur Haftung auf Glas oder auf mineralischen Stoffen wie Putzen befähigte Gruppe aufweist. Solche Gruppen sind z. B. -Si(OR)3 oder -Si(X)3, wobei X ein Halogen oder ein Wasserstoff oder eine Alkylgruppe darstellt. Neben dem hydrophobierenden Effekt ist insbesondere die "Antigraffitiwirkung" hervorzuheben, die Sprayschäden nachhaltig verhindert. Auch eine direkte Verankerung der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen auf Textilfasen und fertigen Textilien ist möglich. If polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are to be applied to glass or to mineral substances such as plasters, it is advantageous if the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound has a group capable of adhering to glass or to mineral substances such as plasters. Such groups are e.g. B. -Si (OR) 3 or -Si (X) 3 , where X represents a halogen or a hydrogen or an alkyl group. In addition to the hydrophobic effect, the "anti-graffiti effect", which permanently prevents spray damage, should be emphasized. It is also possible to anchor the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds directly onto textile fibers and finished textiles.

Insbesondere bei dieser Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Oberfläche, auf welche die Überzugsbeschichtung aufgebracht wird, aus Fasern zusammengesetzt sein. Solche Oberflächen können z. B. Gewebe, Gewirke, Vliese, Netze oder Matten darstellen. Die Fasern können natürlicher Herkunft sein oder auf Kunststoff oder Glasbasis bestehen. In particular in this embodiment of the method according to the invention, the Surface on which the coating is applied from fibers be composed. Such surfaces can e.g. B. fabrics, knitted fabrics, nonwovens, nets or represent mats. The fibers can be of natural origin or on plastic or Glass base exist.

Neben den polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen können die Mischungen außerdem Additive aufweisen. Die strukturbildenden Additive sind z. B. hydrophobe oder hydrophobierte Partikel, ausgewählt aus den mikronisierten Kieselgelen bzw. Silicagelen, pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Metalloxide, Mineralien, Bentonite und den mikronisierten Wachsen sein. Besonders bevorzugt können als Additive Silikate, pyrogene Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, beispielsweise Aerosil®-, Silcron®-, Santocel®- und Syloid®-Typen, die von Degussa, Glidden, Monsanto und Grace angeboten werden, in der Mischung vorhanden sein. Ganz besonders bevorzugt sind als Additive in der Beschichtung pyrogene Silikate oder Kieselsäuren, insbesondere Aerosile®, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, Zirkondioxid oder Mischungen aus diesen Produkten sowie mit Aerosil® ummanteltes Zinkpulver vorhanden. Auch hydrophob machende bzw. hydrophobierte Feinstpulver wie Aerosil® R 972 und R 974 oder Aerosil® R 8200 (Degussa) kommen als Additive in Betracht. Die genannten Partikel weisen vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von 0,0001 bis 20 µm, bevorzugt von 0,1 bis 10 µm und besonders bevorzugt von 0,5 bis 2 µm auf. In addition to the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds, the Mixtures also have additives. The structure-forming additives are e.g. B. Hydrophobic or hydrophobic particles selected from the micronized silica gels or silica gels, fumed silicas, precipitated silicas, metal oxides, minerals, Bentonite and the micronized waxes. Particularly preferred additives Silicates, pyrogenic silicas, precipitated silicas, for example Aerosil®-, Silcron®-, Santocel® and Syloid® types offered by Degussa, Glidden, Monsanto and Grace will be present in the mixture. Are very particularly preferred as additives in the Coating pyrogenic silicates or silicas, in particular Aerosile®, aluminum oxide, Silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide or mixtures of these products and with Aerosil® coated zinc powder available. Also hydrophobic or hydrophobized fine powders such as Aerosil® R 972 and R 974 or Aerosil® R 8200 (Degussa) are suitable as additives. The particles mentioned preferably have a medium one Particle size from 0.0001 to 20 µm, preferably from 0.1 to 10 µm and particularly preferred from 0.5 to 2 µm.

Ebenso können als Additive in der Mischung mikronisierte Wachse vom Polyolefin-, Fischer- Tropsch-, Amidwachs-, Mikrowachs und PTFE-Typ (Polytetrafluorethylen) oder Mischungen dieser Wachse, die auf dem Markt in Größen unterhalb 30 µm, unterhalb 20 µm, unterhalb 10 µm (gemessen mit dem Laser-Granulometer 715 der Fa. CILAS) angeboten werden, vorhanden sein. Der Additivanteil in der für den Überzug verwendeten Mischung kann vorzugsweise bezogen auf den Anteil an der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung von 0 bis 100 Gew.-% betragen, besonders bevorzugt beträgt er von 0 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 0 und 20 Gew.-%. Likewise, micronized waxes from polyolefin, Fischer- Tropsch, amide wax, micro wax and PTFE type (polytetrafluoroethylene) or mixtures these waxes, which are on the market in sizes below 30 µm, below 20 µm, below 10 µm (measured with the 715 laser granulometer from CILAS) are offered, to be available. The proportion of additive in the mixture used for the coating can preferably based on the proportion of the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compound from 0 to 100 wt .-%, particularly preferably it is from 0 to 60% by weight, very particularly preferably from 0 to 20% by weight.

Matrixbeschichtungmatrix coating

Bei dieser Beschichtungsvariante wird eine Mischung auf eine Oberfläche aufgebracht, die vorzugsweise neben der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung zumindest ein organisches und/oder ein anorganisches Matrixmaterial aufweist. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Mischung außerdem ein oder mehrere Additive aufweist. In this coating variant, a mixture is applied to a surface that preferably in addition to the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound has at least one organic and / or one inorganic matrix material. It can be advantageous if the mixture also has one or more additives.

Bevorzugte Mischungen weisen
von 0,1 bis 30 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 30 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 40 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen und/oder organischen Matrix auf.
Preferred mixtures have
from 0.1 to 30 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 30 parts by weight of at least one additive and
from 40 to 99.9 parts by weight of an inorganic and / or organic matrix.

Ganz besonders bevorzugte Mischungen weisen
von 0,1 bis 15 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 15 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 70 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen oder organischen Matrix auf.
Very particularly preferred mixtures have
from 0.1 to 15 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 15 parts by weight of at least one additive and
from 70 to 99.9 parts by weight of an inorganic or organic matrix.

Die in der Mischung vorhandenen Additive können z. B. hydrophobe oder hydrophobierte Partikel, ausgewählt aus den mikronisierten Kieselgelen bzw. Silicagelen, pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Metalloxide, Mineralien, Bentonite und den mikronisierten Wachsen sein. Besonders bevorzugt können als Additive Silikate, pyrogene Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, beispielsweise Aerosil®-, Silcron®-, Santocel®- und Syloid®-Typen, die von Degussa, Glidden, Monsanto und Grace angeboten werden, in der Beschichtung vorhanden sein. Ganz besonders bevorzugt sind als Additive in der Mischung pyrogene Silikate oder Kieselsäuren, insbesondere Aerosile, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, Zirkondioxid oder Mischungen aus diesen Produkten sowie mit Aerosil ummanteltes Zinkpulver vorhanden. Auch hydrophob machende bzw. hydrophobierte Feinstpulver wie Aerosil® R 972 und R 974 oder Aerosil® R 8200 (Degussa) kommen als Additive in Betracht. Die genannten Partikel weisen vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von 0,0001 bis 20 µm, bevorzugt von 0,1 bis 10 µm und besonders bevorzugt von 0,5 bis 2 µm auf. The additives present in the mixture can e.g. B. hydrophobic or hydrophobic Particles selected from the micronized silica gels or silica gels, pyrogenic Silicas, precipitated silicas, metal oxides, minerals, bentonites and the micronized waxes. Particularly preferred additives are silicates, pyrogens Silicas, precipitated silicas, for example Aerosil®, Silcron®, Santocel® and Syloid® grades, which are offered by Degussa, Glidden, Monsanto and Grace, in the Coating may be present. Additives in the mixture are very particularly preferred pyrogenic silicates or silicas, in particular aerosils, aluminum oxide, silicon dioxide, Titanium dioxide, zirconium dioxide or mixtures of these products as well as with Aerosil coated zinc powder available. Also hydrophobic or hydrophobic Very fine powders such as Aerosil® R 972 and R 974 or Aerosil® R 8200 (Degussa) come as Additives into consideration. The particles mentioned preferably have an average particle size from 0.0001 to 20 µm, preferably from 0.1 to 10 µm and particularly preferably from 0.5 to 2 µm.

Ebenso können als Additive in der Mischung mikronisierte Wachse vom Polyolefin-, Fischer- Tropsch-, Amidwachs-, Mikrowachs und PTFE-Typ (Polytetrafluorethylen) oder deren Mischungen, die auf dem Markt in Größen unterhalb 30 µm, unterhalb 20 µm, unterhalb 10 µm (gemessen mit dem Laser-Granulometer 715 der Fa. CILAS) angeboten werden, vorhanden sein. Likewise, micronized waxes from polyolefin, Fischer- Tropsch, amide wax, micro wax and PTFE type (polytetrafluoroethylene) or their Mixtures that are on the market in sizes below 30 µm, below 20 µm, below 10 µm (measured with the 715 laser granulometer from CILAS) are offered, to be available.

Die Additive können auch Verbindungen sein, die nicht als Partikel vorliegen. Insbesondere können Additive auch Verbindungen sein, die antimikrobielle Eigenschafen aufweisen, wie z. B. antimikrobiell wirkende Polymere, wie z. B. die AMINA®-Typen der Degussa AG. Es ist natürlich auch möglich, dass diese Polymere oder Verbindungen ebenfalls in Partikelform in der Mischung vorliegen. The additives can also be compounds that are not in the form of particles. In particular Additives can also be compounds which have antimicrobial properties, such as z. B. antimicrobial polymers such. B. the AMINA® grades from Degussa AG. It is of course, it is also possible that these polymers or compounds are also in particulate form of the mixture.

Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Mischung eine organische Matrix auf. Als organisches Matrixmaterial eignen sich insbesondere thermoplastische, elastomere oder duroplastische Kunststoffe. Als Kunststoffe kann die organische Matrix einen Kunststoff, ausgewählt aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Copolyester, Polycarbonat, Polyamid, Copolyamid, Polyurethan, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polymethacrylatcopolymer, Polysiloxan, Polysilan, Polytetrafluorethylen, Phenolharz, Polyoxomethylen, Epoxidharz, Polyvinylchlorid, Vinylchloridcopolymer, Polystyrol, Copolymeren des Styrols, ABS- Polymer, Alkydharz, ungesättigtem Polesterharz, Nitrocelluloseharz und Kautschuk, aufweisen. Geeignete Thermoplaste können weiterhin alle Arten von Hotmelts und Hotmeltadhesives sein, wobei durch das erfindungsgemäße Verfahren Systeme erzeugt werden, die z. B. eine reduzierte Anschmutzneigung zeigen. Auch in der Matrix können Verbindungen vorhanden sein, die antimikrobielle Eigenschaften aufweisen, wie z. B. antimikrobiell wirkende Polymere, wie z. B. die AMINA®-Typen der Degussa AG. The mixture according to the invention particularly preferably has an organic matrix. As organic matrix material are particularly suitable for thermoplastic, elastomeric or thermosetting plastics. As plastics, the organic matrix can be a plastic, selected from polyethylene, polypropylene, polyester, copolyester, polycarbonate, polyamide, Copolyamide, polyurethane, polyacrylate, polymethacrylate, polymethacrylate copolymer, Polysiloxane, polysilane, polytetrafluoroethylene, phenolic resin, polyoxomethylene, epoxy resin, Polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymer, polystyrene, copolymers of styrene, ABS Polymer, alkyd resin, unsaturated polyester resin, nitrocellulose resin and rubber, exhibit. Suitable thermoplastics can still all types of hotmelts and Be hot melt adhesives, systems being generated by the method according to the invention be the z. B. show a reduced tendency to soiling. Can also in the matrix Compounds are present that have antimicrobial properties, such as. B. antimicrobial polymers, such as. B. the AMINA® grades from Degussa AG.

Handelt es sich bei den Beschichtungen um Mischungen von polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen mit Lacksystemen, weisen diese Mischungen vorzugsweise von 1 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt von 25 bis 50 Gew.-% an polyedrischer oligomerer Silizium-Sauerstoffclusterverbindung auf. Der restliche Anteil dieser Mischung kann ein übliches Lacksystem sein. Geeignete Lacksysteme und damit organische Matrixmaterialien, die in Druckfarben und Lacken üblicherweise eingesetzt werden, sind Kohlenwasserstoffharze, Polyamidharze, Alkydharze, Maleinatharze, Polyacrylate, Harnstoffharze, Polyterpenharze, Keton- Aldehydharze, Exoxid-Harze, Phenolharze, Polyester und Polyurethansysteme, Cellulosederivate, Harze auf Kolophoniumbasis, Schellack und Dammar sowie alle von vorgenannten Harzen abgeleitete Derivate. Wenn die festen polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen hinreichend fein sind (d. h. unterhalb von 10 µm), wie es z. B. beim Mahlen mit einer Jetmill oder Strahlmühle der Fall ist, können sie auch zusammen mit einem Pulverlack als Träger elektrostatisch appliziert werden. If the coatings are mixtures of polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds with coating systems, these mixtures exhibit preferably from 1 to 70% by weight, preferably from 10 to 60% by weight and particularly preferably from 25 to 50% by weight of polyhedral oligomer Silicon-oxygen cluster connection. The rest of this mixture can be a conventional paint system. Suitable coating systems and thus organic matrix materials used in printing inks and Varnishes commonly used are hydrocarbon resins, polyamide resins, Alkyd resins, maleate resins, polyacrylates, urea resins, polyterpene resins, ketone Aldehyde resins, exoxide resins, phenolic resins, polyesters and polyurethane systems, Cellulose derivatives, rosin-based resins, shellac and dammar, and all of derivatives derived from the aforementioned resins. If the solid polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds are sufficiently fine (i.e. below 10 µm), how it z. B. when grinding with a jet mill or jet mill, you can can be applied electrostatically together with a powder coating as a carrier.

Bei Druckfarben kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im wässerigen oder nicht wässerigen Offset-, Tief-, Sieb- und Flexodruck zum Einsatz kommen. In the case of printing inks, the method according to the invention can be used especially in aqueous or non-aqueous offset, gravure, screen and flexographic printing are used.

Die Verarbeitung der aus der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung und Kunststoff und evtl. Additive vorgemischten Mischung kann durch elektrostatische Beschichtung, Pressen, Spinnen, Kalandrieren, Extrudieren und Spritzgießen erfolgen. Beispielsweise kann man einen handelsüblichen Pulverlack in einem Pulvermischer mit 3,0 Gew.-% polyedrischer oligomerer Silizium-Sauerstoffclusterverbindung abmischen, welches zuvor mit einer Jetmill auf eine Korngröße kleiner 10 µm gebracht wurde. Processing of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound and plastic and any additives premixed mixture can be caused by electrostatic Coating, pressing, spinning, calendering, extrusion and injection molding are carried out. For example, you can use a commercially available powder coating in a powder mixer Mix 3.0% by weight of polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound, which was previously brought to a grain size of less than 10 μm with a jet mill.

Duroplastische Kunststoffe aufweisende Mischungen, insbesondere aber Mischungen mit lösemittelhaltigen und/oder wässerigen Lacken und Druckfarben, werden vorzugsweise dadurch erzeugt, dass polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung und/oder Additive in das jeweilige noch flüssige System eingemischt werden, wobei dieses anschließend gepresst, aufgespritzt, aufgedruckt oder aufgestrichen wird. Mixtures comprising thermosetting plastics, but especially mixtures with Solvent-based and / or aqueous lacquers and printing inks are preferred generated by polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound and / or Additives are mixed into the respective still liquid system, this then pressed, sprayed on, printed on or spread on.

Durch die Beschichtung mit der Methode der Matrixbeschichtung wird eine Beschichtung erhalten, die eine statistische Verteilung der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten in dem Matrixmaterial aufweist. Um eine Strukturierung der Oberfläche zu gewährleisten muss die Beschichtung so durchgeführt werden, dass entweder das Matrixmaterial in einer Dicke vorliegt, die geringer ist als der mittlere Durchmesser der strukturgebenden Partikel also der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten und/oder der Additive, wenn diese Partikel sind, (siehe Fig. 1a oder b) oder so viele Partikel vorhanden sind, dass auch bei einer Dicke des Matrixmaterials größer als der Durchmesser der Partikel sichergestellt ist, dass eine Strukturierung der Oberfläche gegeben ist, z. B. dadurch, dass die Beschichtung eine zwei- oder mehrlagige Schicht von Partikeln bzw. polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist (siehe Fig. 2a oder b). Coating with the matrix coating method gives a coating which has a statistical distribution of the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units in the matrix material. In order to ensure a structuring of the surface, the coating must be carried out in such a way that either the matrix material has a thickness that is less than the average diameter of the structuring particles, i.e. the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units and / or the additives, if these are particles , (see Fig. 1a or b) or so many particles are present that even with a thickness of the matrix material greater than the diameter of the particles it is ensured that the surface is structured, e.g. B. in that the coating has a two- or multi-layer layer of particles or polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units (see Fig. 2a or b).

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht aber auch noch eine weitere Beschichtungsvariante, die sogenannte Migrationsbeschichtung (Fig. 4a und b). However, the method according to the invention also enables a further coating variant, the so-called migration coating ( FIGS. 4a and b).

Migrationsbeschichtungmigration coating

Es kann vorteilhaft sein, wenn das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt wird, dass es zu einer Migrationsbeschichtung kommt. Bei dieser Art der Beschichtung weist die Beschichtung keine statistische Verteilung der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten oder möglicherweise vorhandener strukturgebender Additive auf, sondern die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten und wenn vorhanden zumindest teilweise die Additive, sind bei der nach dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Beschichtung an der/den Oberflächen deutlich höher konzentriert als im Inneren der Beschichtung. Dieser Konzentrationsunterschied wird dadurch erreicht, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen und evtl. die entsprechenden Additive so gewählt werden, dass sie mit dem Matrixmaterial nicht mischbar sind. Nach dem Auftragen einer homogenisierten Mischung die eine Zusammensetzung aufweisen kann, wie sie im Abschnitt Matrixbeschichtung bereits beschrieben wurde, wandern (migrieren) die mit der Matrix nicht mischbaren Teilchen, also die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung und/oder die Partikel vor dem endgültigen Verfestigen der Matrix an die Oberfläche der Beschichtung. Die Verankerung bzw. Befestigung der Partikel erfolgt vorzugsweise physikalisch. Durch die Wirkungsweise dieses Verfahrens ist offensichtlich, dass einige Materialkombinationen, wie sie für die Matrixbeschichtung aufgezählt wurden, bei der Migrationsmethode nicht eingesetzt werden können. Es können nur solche polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen oder Partikel eingesetzt werden, die mit der Matrix nicht mischbar und auch nicht chemisch mit der Matrix umgesetzt oder verbunden werden können. Für die Migrationsvariante besonders geeignete Materialkombinationen sind z. B. unpolare Kunststoffe wie Polyolefine, Kautschuke und polare polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen oder aber polare Kunststoffe, wie z. B. Polymethacrylaten, Polyamiden, Polyvinylchlorid, sowie Lack- und Druckfarbenbindemitteln in Verbindung mit unpolaren bzw. weniger polaren polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen. Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen sind also entweder unpolarer eingestellt als der mit Ihnen verwendete Kunststoff oder sie sind mit funktionellen Gruppen sehr polar gemacht, so dass sie stärker polar sind als der zusammen mit ihnen verwendete Kunststoff. It can be advantageous if the method according to the invention is carried out in such a way that it there is a migration coating. With this type of coating, the Coating no statistical distribution of polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster units or possibly existing structuring additives, but the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units and if the additives are present at least in part, are in the according to this embodiment of the Coating produced according to the method on the surface (s) more concentrated than inside the coating. This difference in concentration will achieved by the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds and possibly the appropriate additives are selected so that they match the matrix material are not miscible. After applying a homogenized mixture one Can have composition, as already in the section matrix coating has been described, the particles immiscible with the matrix migrate the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound and / or the particles the final solidification of the matrix to the surface of the coating. The The particles are preferably anchored or fastened physically. Through the How this process works is obvious that some material combinations, such as they were enumerated for the matrix coating, not used in the migration method can be. Only such polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compounds or particles are used that are not with the matrix miscible and also cannot be reacted or combined chemically with the matrix. For the migration variant, particularly suitable material combinations are e.g. B. non-polar Plastics such as polyolefins, rubbers and polar polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compounds or polar plastics, such as. B. polymethacrylates, Polyamides, polyvinyl chloride, as well as paint and printing ink binders in connection with non-polar or less polar polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds. The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are So either set to be less polar than the plastic you are using or they are with functional groups made very polar, so that they are more polar than that together with they used plastic.

Als mit polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen kombinierbare Additive eignen sich insbesondere mikronisierte Kieselgele bzw. Silicagel. Dabei kann es sich um pyrogene Kieselsäuren oder Fällungskieselsäuren handeln. Auch Metalloxide, Mineralien oder Bentonite kommen für eine Anwendung in Betracht. Bevorzugt werden Silikate, pyrogene Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, beispielsweise Aerosil®-, Silcron®-, Santocel®- und Syloid®-Typen, die von Degussa, Glidden, Monsanto und Grace angeboten werden. Ganz besonders bevorzugt sind pyrogene Silikate oder Kieselsäuren, insbesondere Aerosile, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, Zirkondioxid oder Mischungen aus diesen Produkten sowie mit Aerosil® ummanteltes Zinkpulver. Auch hydrophob machende bzw. hydrophobierte Feinstpulver wie Aerosil® R 972 und R 974 oder Aerosil® R 8200 (Degussa) kommen in Betracht. Die genannten Partikel weisen vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von 0,0001 bis 20 µm, bevorzugt von 0,1 bis 10 µm und ganz besonders bevorzugt von 0,5 bis 2 µm auf. Combinable with polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds Additives are particularly suitable for micronized silica gels or silica gel. It can be are pyrogenic silicas or precipitated silicas. Also metal oxides, minerals or bentonite are suitable for an application. Silicates are preferred, fumed silicas, precipitated silicas, for example Aerosil®-, Silcron®-, Santocel®- and Syloid® grades offered by Degussa, Glidden, Monsanto and Grace. All pyrogenic silicates or silicas, in particular aerosils, are particularly preferred, Aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide or mixtures of these Products and zinc powder coated with Aerosil®. Also hydrophobic or hydrophobized fine powders such as Aerosil® R 972 and R 974 or Aerosil® R 8200 (Degussa) is being brought up for consideration. The particles mentioned preferably have an average particle size from 0.0001 to 20 µm, preferably from 0.1 to 10 µm and very particularly preferably from 0.5 up to 2 µm.

Kombinierbar mit polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen sind weiterhin mikronisierte Wachse vom Polyolefin-, Fischer-Tropsch-, Amidwachs-, Mikrowachs- und PTFE-Typ (Polytetrafluorethylen) oder deren Mischungen, die auf dem Markt in Größen unterhalb 30 µm, unterhalb 20 µm, unterhalb 10 µm (gemessen mit dem Laser-Granulometer 715 der Fa. CILAS) angeboten werden. Can be combined with polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds also micronized waxes from polyolefin, Fischer-Tropsch, amide wax, Micro wax and PTFE type (polytetrafluoroethylene) or their mixtures based on the Market in sizes below 30 µm, below 20 µm, below 10 µm (measured with the Laser Granulometer 715 from CILAS) are offered.

Wachse in thermoplastischen Kunststoffen aller Art werden von Gächter/Müller (Taschenbuch der Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag München Wien, 1979) beschrieben. In duroplastischen Kunststoffen wie in Epoxy- und Polyurethansystemen, in Polycarbonat, Polyoxomethylen, Polyacrylat, Polymethacrylat oder in Polymethacrylatcopolymeren sowie in Druckfarben- und Lacksystemen erhöhen sie die Kratzfestigkeit, die Scheuerfestigkeit, die Hydrophobierung und die Gleiteigenschaften. In bestimmten Fällen erfolgt die Zugabe auch zu Zwecken der Mattierung. Die Zugabemengen bewegen sich von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, häufig betragen sie von 0,5 bis 2,0 Gew.-%. Den Stand der Technik und ihre Herstellung beschreiben Thomsen (Farbe und Lack 80, Nr. 4, 1974, 306-310), DE 35 33 436 und EP 0 324 077, sowie Jansen (Coating 4/89 133-145 und 5/89 172-174). Gächter / Müller produces waxes in all kinds of thermoplastics (Taschenbuch der Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag Munich Vienna, 1979). In thermosetting plastics such as in epoxy and polyurethane systems, in polycarbonate, Polyoxomethylene, polyacrylate, polymethacrylate or in polymethacrylate copolymers and in Printing ink and lacquer systems increase the scratch resistance, the abrasion resistance, the Waterproofing and the sliding properties. In certain cases, the addition is also made for matting purposes. The addition amounts range from 0.1 to 5.0% by weight, frequently they are from 0.5 to 2.0% by weight. Describe the state of the art and its manufacture Thomsen (Farbe und Lack 80, No. 4, 1974, 306-310), DE 35 33 436 and EP 0 324 077, and Jansen (Coating 4/89 133-145 and 5/89 172-174).

Grundsätzlich können aber auch andere Additive, wie z. B. Russ, antimikrobiell wirkende Polymere, z. B. die AMINA®-Typen von Degussa, verwendet werden. Voraussetzung ist, dass sie erstens die erforderliche Korngrößenanforderung von mindestens 99,0 Gew.-% unterhalb von 20 µm erfüllen und so viel Inkompatibilität mit dem jeweiligen System besitzen, dass sie an die Oberfläche migrieren können, gleichzeitig aber keine größeren Agglomerate über 20 µm bilden. Geeignete Additive sind auch bestimmte Typen von Füllstoffen und Verstärkungsmitteln, Flammschutzmitteln sowie Antistatika und Stabilisatoren aller Art. In principle, however, other additives, such as. B. Russ, antimicrobial Polymers, e.g. B. the AMINA® grades from Degussa can be used. requirement is, that firstly, the required grain size requirement of at least 99.0% by weight below of 20 µm and have so much incompatibility with the respective system that they can migrate to the surface, but at the same time no larger agglomerates Form 20 µm. Suitable additives are also certain types of fillers and Reinforcing agents, flame retardants as well as antistatic agents and stabilizers of all kinds.

Überraschenderweise lässt sich die Migration an die Oberfläche auch in High-Solid- Lacksystemen und bei Pulverlacken beobachten, und zwar insbesondere dann, sobald der Lack thermisch, mit UV-Bestrahlung oder mit Elektronenbestrahlung ausgehärtet wird. Letztgenannte Systeme enthalten üblicherweise ein Hydroxy-Gruppen enthaltendes Lackharz, z. B. DYNAPOL®-Typen (Degussa), die über einen Vernetzer, der häufig ein blockiertes Isocyanat darstellt, z. B. VESTAGON®-Typen (Degussa), ausgehärtet werden kann. Surprisingly, migration to the surface can also be carried out in high solid Observe paint systems and powder coatings, especially when the Varnish is cured thermally, with UV radiation or with electron radiation. The latter systems usually contain a paint resin containing hydroxyl groups, z. B. DYNAPOL® grades (Degussa), which have a crosslinker that is often a blocked Represents isocyanate, e.g. B. VESTAGON® types (Degussa), can be cured.

Geeignete organische Matrixmaterialien, die in Druckfarben und Lacken üblicherweise eingesetzt werden, sind Kohlenwasserstoffharze, Polyamidharze, Alkydharze, Maleinatharze, Polyacrylate, Harnstoffharze, Polyterpenharze, Keton-Aldehydharze, Epoxydharze, Phenolharze, Polyester und Polyurethansysteme, Cellulosederivate, Harze auf Kolophoniumbasis, Schellack und Dammar sowie alle von vorgenannten Harzen abgeleitete Derivate. Suitable organic matrix materials commonly used in printing inks and varnishes are used are hydrocarbon resins, polyamide resins, alkyd resins, maleate resins, Polyacrylates, urea resins, polyterpene resins, ketone-aldehyde resins, epoxy resins, Phenolic resins, polyesters and polyurethane systems, cellulose derivatives, rosin-based resins, Shellac and Dammar and all derivatives derived from the aforementioned resins.

Bei Druckfarben kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im wässerigen oder nicht wässerigen Offset-, Tief-, Sieb- und Flexodruck zum Einsatz kommen. In the case of printing inks, the method according to the invention can be used especially in aqueous or non-aqueous offset, gravure, screen and flexographic printing are used.

Die Menge an zugegebener polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung plus evtl. vorhandenem Additiv zur anorganischen und/oder organischen Matrix beträgt bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise von 0,1 bis 30,0 Gew.-%, bevorzugt von 0,2 bis 15,0 Gew.-% und besonders bevorzugt von 2 bis 10,0 Gew.-%. The amount of polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound added plus any additive to the inorganic and / or organic matrix is at this variant of the method according to the invention preferably from 0.1 to 30.0% by weight, preferably from 0.2 to 15.0% by weight and particularly preferably from 2 to 10.0% by weight.

Die Beschichtungen können auf die unterschiedlichsten Oberflächen aufgebracht sein. Die Beschichtung der erfindungsgemäßen Oberfläche kann sich z. B. auf einen anorganischen oder organischen Werkstoff befinden. Vorzugsweise ist die Beschichtung auf einem Werkstoff aus Glas, Keramik, Kunststoff, Metall, mineralischem Baustoff, textilem Gewebe, Fasern aufgebracht. Die Fasern, insbesondere die textilen Fasern können natürlichen oder künstlichen Ursprungs sein. Textile Gewebe können z. B. Gewebe, Gewirke, Matten, Vliese oder Netze sein. Die erfindungsgemäße Oberfläche kann sowohl die Oberfläche einer einzelnen Faser sein als auch die Oberfläche eines aus dieser Faser hergestellten Gewebes. Als Oberflächen aus Kunststoff eignen sich insbesondere solche, die Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Copolyester, Polycarbonat, Polyamid, Copolyamid, Polyurethan, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polymethacrylatcopolymer, Polysiloxan, Polysilan, Polytetrafluorethylen, Phenolharz, Polyoxomethylen, Epoxidharz, Polyvinylchlorid und Vinylchloridcopolymer, Polystyrol und Copolymere des Styrols, ABS-Polymer, Alkydharz, ungesättigtes Polyesterharz, Nitrocelluloseharz oder Kautschuk aufweisen. Kunststoffoberflächen können auch Lackoberflächen sein. The coatings can be applied to a wide variety of surfaces. The Coating of the surface according to the invention can, for. B. on an inorganic or organic material. The coating is preferably on one Material made of glass, ceramic, plastic, metal, mineral building material, textile fabric, Fibers applied. The fibers, in particular the textile fibers, can be natural or be of artificial origin. Textile fabrics can e.g. B. fabrics, knitted fabrics, mats, nonwovens or networks. The surface according to the invention can be both the surface of a be individual fiber as well as the surface of a fabric made from this fiber. As Plastic surfaces are particularly suitable for use with polyethylene, polypropylene, Polyester, copolyester, polycarbonate, polyamide, copolyamide, polyurethane, polyacrylate, Polymethacrylate, polymethacrylate copolymer, polysiloxane, polysilane, polytetrafluoroethylene, Phenolic resin, polyoxomethylene, epoxy resin, polyvinyl chloride and vinyl chloride copolymer, Polystyrene and copolymers of styrene, ABS polymer, alkyd resin, unsaturated Have polyester resin, nitrocellulose resin or rubber. Plastic surfaces can also be lacquered surfaces.

MigrationsgegenstandMigration object

In dieser Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erfindungsgemäße Oberfläche dadurch hergestellt, dass bei der Verarbeitung des die Oberfläche aufweisenden Werkstoffes zu einem Gegenstand ein mit diesem Werkstoff nicht mischbare polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung zugegeben wird, welches entweder im flüssigen Zustand wie z. B. bei Druckfarben und Lacken oder beim Erwärmen des Werkstoffes zur endgültigen Formgebung an die Oberfläche wandert und sich dort abscheidet. Die Migration kann entweder beim Trocknungsvorgang selbst wie z. B. bei Druckfarben und Lacken, beim Härten wie z. B. bei Beton, Putz oder Glas oder beim Verarbeiten von Kunststoffen wie Pressen, Extrudieren, Spritzgießen, Kalandrieren, Spinnen erfolgen. In this variant of the method according to the invention, the method according to the invention is used Surface produced in that the processing of the surface Material to an object is a polyhedral immiscible with this material oligomeric silicon-oxygen cluster compound is added, which either in liquid state such as B. in printing inks and varnishes or when heating the Material for the final shaping migrates to the surface and is deposited there. The migration can either during the drying process itself such. B. in printing inks and Paints, when hardening such. B. in concrete, plaster or glass or when processing Plastics such as pressing, extruding, injection molding, calendering, spinning are made.

Die Fixierung kann z. B. dadurch erfolgen, dass die polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheit an den Werkstoff lose gebunden ist. Eine bessere Fixierung kann z. B. dadurch erfolgen, dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung blockierte funktionelle Gruppen aufweist, wie z. B. verkappte Isocyanate, die z. B. thermisch entblockiert werden und dann mit der Werkstoffoberfläche reagieren können. The fixation can, for. B. done by the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster unit is loosely bound to the material. A better fixation can e.g. B. in that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound has blocked functional groups, such as. B. capped isocyanates z. B. thermal can be unblocked and then react with the material surface.

Auch bei dieser Verfahrensvariante ist es möglich Additive einzusetzen. Die Additive können ebenfalls so gewählt sein, dass sie mit dem Werkstoff nicht mischbar sind. Ebenso können die Additive aber auch so gewählt sein, dass sie mit dem Werkstoff mischbar sind. Ebenso ist die Verwendung von Kombinationen von mit dem Werkstoff mischbaren und nicht mischbaren polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen und/oder Additiven möglich. With this process variant it is also possible to use additives. The additives can also be chosen so that they are not miscible with the material. Likewise, the However, additives should also be selected so that they can be mixed with the material. The same is true Use of combinations of miscible and immiscible with the material polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds and / or additives possible.

Je nach eingesetztem Additiv können so die Eigenschaften der Oberflächen exakt eingestellt werden. Insbesondere zur Herstellung von Mikrostrukturen sind wandernde Additive, mit Größen im Mikrometerbereich wünschenswert. Polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen sind grundsätzlich alleine einsetzbar. Günstig ist es dabei, wenn sie Körngrößen zwischen 10 Mikrometer und 10 Nanometer abdecken. Zur Abrundung des Korngrößenbereiches können aber auch die vorgenannten Additive wie z. B. mikronisierte Wachse und Kieselgele mitverwendet werden. Die Fixierung an der Oberfläche ist überwiegend physikalischer Art und geschieht üblicherweise durch Einbindung bevor die anorganische und/oder organische Matrix ausgehärtet ist. Sofern die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen vinylische Gruppen aufweisen, kann es zu einer Reaktion mit der Oberfläche, d. h. zu einer festen chemischen Fixierung, kommen. Depending on the additive used, the properties of the surfaces can be set exactly become. In particular for the production of microstructures, migratory additives, with Sizes in the micrometer range desirable. Polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compounds can basically be used alone. It is cheap if they cover grain sizes between 10 microns and 10 nanometers. To round it off the grain size range can also use the aforementioned additives such. B. micronized Waxes and silica gels can also be used. The fixation on the surface is predominantly of a physical nature and usually takes place through integration before the inorganic and / or organic matrix is cured. Unless the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds have vinyl groups, it can to react with the surface, d. H. solid chemical fixation.

Auf diese Weise wird ebenfalls eine polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweisende Oberfläche erhalten. Diese Verfahrensvariante ähnelt der Variante entsprechend der Migrationsbeschichtung. Als Einsatzstoffe können die bei der Migrationsbeschichtung genannten Stoffe verwendet werden, insbesondere die dort genannten Additive. Als Werkstoffe kommen die bei der Aufzählung der organischen Matrixmaterialien genannten thermoplastischen Kunststoffe in Frage mit der Maßgabe, dass Werkstoff und polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung und/oder strukturbildendes Additiv nicht mischbar sind. This also becomes a polyhedral oligomer Obtained surface having silicon-oxygen cluster units. This process variant is similar to the variant according to the migration coating. As input materials, the at Substances called migration coating are used, especially those mentioned there Additives. The materials used are those in the enumeration of the organic matrix materials mentioned thermoplastics in question with the proviso that material and polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound and / or structure-forming Additive are not miscible.

Bei allen Verfahrensvarianten können die Additive, sofern sie keine funktionellen Gruppen besitzen, über die funktionalisierte polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung physikalisch an die jeweilige Oberfläche mit verankert werden. Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten bilden dann eine Art Netzwerk aus, wodurch die Additive festgehalten werden. Bei Additiven mit funktionellen Gruppen, wie Alkoxysilyl- Amino-, Imino-, Hydroxy-, Carboxy-, Isocyanat- oder Epoxygruppen, können diese mit der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung fest an eine Oberfläche gebunden werden. In all process variants, the additives can, provided they do not contain any functional groups possess, via the functionalized polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster connection can be physically anchored to the respective surface. The polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units then form a kind of network, whereby the additives are held. For additives with functional groups, such as alkoxysilyl Amino, imino, hydroxy, carboxy, isocyanate or epoxy groups, these can with the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound stuck to a surface be bound.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten weisen bevorzugt ein Molekulargewicht größer 400 g/mol, bevorzugt von 700 bis 3000 g/mol, besonders bevorzugt von 800 bis 1500 g/mol auf. Ganz besonders bevorzugt werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten eingesetzt, welche eine molekulare Größe von 0,1 bis 500 nm, vorzugsweise von 1 bis 50 nm aufweisen. Diese können während der Durchführung des Verfahrens kondensieren oder aggregieren. Die polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclustereinheiten können auch als Kondensate oder Aggregate eingesetzt werden. Aggregate weisen vorzugsweise eine mittlere Größe von 0,5 bis 50 µm, bevorzugt von 10 bis 30 µm auf. Ebenso können gemahlene feste polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen als polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten eingesetzt werden, bei denen die Pulver eine Größe unterhalb von 10 µm aufweisen. Für die Mahlung sind insbesondere sog. Jet-mills bzw. Strahlmühlen geeignet, die üblicherweise bei erhöhten Drucken, d. h. zwischen 3 und 12 bar, arbeiten. The polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster units preferably have a molecular weight greater than 400 g / mol, preferably from 700 to 3000 g / mol, particularly preferably from 800 to 1500 g / mol. All polyhedral oligomers are particularly preferred in the process according to the invention Silicon-oxygen cluster units are used, which have a molecular size of 0.1 to 500 nm, preferably from 1 to 50 nm. This can be done while the Process condense or aggregate. The polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster units can also be used as condensates or aggregates. Aggregates preferably have an average size of 0.5 to 50 μm, preferably 10 to 30 µm. Ground solid polyhedral oligomers can also be used Silicon-oxygen cluster compounds used as polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units be in which the powders have a size below 10 microns. For grinding So-called jet mills or jet mills are particularly suitable, which are usually used at higher Printing, d. H. between 3 and 12 bar.

Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen der Formel

[(RaXbSiO1,5)m (RcXdSiO)n (ReXfSi2O2,5)o (RgXhSi2O2)p]

eingesetzt, mit a, b, c = 0-1; d = 1-2; e, f, g = 0-3; h = 1-4; m+n+o+p ≥ 4; a+b = 1; c+d = 2; e+f = 3 und g+h = 4, R = Wasserstoffatom, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylgruppe oder Polymereinheit, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sind oder weitere funktionalisierte polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheiten, die über eine Polymereinheit oder eine Brückeneinheit angebunden sind, X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, blockierte Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R, wobei die Substituenten vom Typ R gleich oder unterschiedlich sind und die Substituenten vom Typ X gleich oder unterschiedlich sind.
Polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds of the formula are preferred in the process according to the invention

[(R a X b SiO 1.5 ) m (R c X d SiO) n (R e X f Si 2 O 2.5 ) o (R g X h Si 2 O 2 ) p ]

used, with a, b, c = 0-1; d = 1-2; e, f, g = 0-3; h = 1-4; m + n + o + p ≥ 4; a + b = 1; c + d = 2; e + f = 3 and g + h = 4, R = hydrogen atom, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl group or polymer unit, which are each substituted or unsubstituted or further functionalized polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units which are connected via a polymer unit or a bridge unit, X = oxy-, hydroxy-, alkoxy-, carboxy-, silyl-, alkylsilyl-, alkoxysilyl-, siloxy-, alkylsiloxy-, alkoxysiloxy-, silylalkyl- , Alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, blocked isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino, phosphine group or at least one such group of type X substituents from Type R, where the R type substituents are the same or different and the X type substituents are the same or different.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen, die funktionelle Gruppen aufweisen, eingesetzt werden. In a special embodiment of the method according to the invention polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds, the functional groups have, are used.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere oligomeren Silasesquioxane der Formel

[(RaXbSiO1,5)m (RcXdSiO)n],

eingesetzt, mit a, b, c = 0-1; d = 1-2; m+n ≥ 4; a+b = 1; c+d = 2; R = Wasserstoffatom, substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest und X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe oder ein solche Gruppen aufweisenden substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, wobei die Reste R gleich oder unterschiedlich und die Reste X ebenfalls gleich oder unterschiedlich sind.
In the process according to the invention, in particular oligomeric silasesquioxanes of the formula

[(R a X b SiO 1.5 ) m (R c X d SiO) n ],

used, with a, b, c = 0-1; d = 1-2; m + n ≥ 4; a + b = 1; c + d = 2; R = hydrogen atom, substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl and X = oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, Alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group or such substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radicals having such groups, the radicals R being the same or different and the radicals X also being the same or different.

Bevorzugte werden oligomere Silasesquioxane mit einer Struktur, ausgewählt aus
[(RSiO1,5)n]z (= homoleptische Struktur),
[(RSiO1,5)m(RXSiO1,0)n]z (= funktionalisierte homoleptische Struktur),
[(RSiO1,5)m(R'SiO1,5)n]z (= heteroleptische Struktur) und
[(RSiO1,5)m(R'XSiO1,0)n]z (= funktionalisierte heteroleptische Struktur)
mit m + n = z und z ≥ 4, wobei z der Anzahl der Si-Atome in der Gerüststruktur des oligomeren Silasesquioxans entspricht, R und R' jeweils ein Wasserstoffatom, einen substituierten oder unsubstituierten, funktionalisierten oder unfunktionalisierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest darstellen und X eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Alkoxysilylalkyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Halogen-, Isocyanat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe darstellt, mit der Maßgabe, dass die Reste R gleich oder unterschiedlich, die Reste R' gleich oder unterschiedlich und die Reste X ebenfalls gleich oder unterschiedlich sind, eingesetzt.
Oligomeric silasesquioxanes having a structure selected from are preferred
[(RSiO 1.5 ) n ] z (= homoleptic structure),
[(RSiO 1.5 ) m (RXSiO 1.0 ) n ] z (= functionalized homoleptic structure),
[(RSiO 1.5 ) m (R'SiO 1.5 ) n ] z (= heteroleptic structure) and
[(RSiO 1.5 ) m (R'XSiO 1.0 ) n ] z (= functionalized heteroleptic structure)
with m + n = z and z ≥ 4, where z corresponds to the number of Si atoms in the skeleton structure of the oligomeric silasesquioxane, R and R 'each represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted, functionalized or unfunctionalized alkyl, cycloalkyl, alkenyl -, Cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl and X is an oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, alkoxysilylalkyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy -, Halogen, isocyanate, nitrile, amino or phosphine group, with the proviso that the radicals R are the same or different, the radicals R 'are the same or different and the radicals X are also the same or different.

Besonders bevorzugt können funktionalisierte Silasesquioxane der Struktur 2,


mit X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe oder ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, der mit mindestens einer dieser Gruppen X funktionalisiert ist und R = Wasserstoffatom, substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest oder ganz oder teilweise eine Gruppe X, wobei die Gruppen X und/oder R gleich oder unterschiedlich sein können, eingesetzt werden. Die Oberfläche selbst weist üblicherweise nicht die Verbindung gemäß Struktur 2 auf, sondern eine von der Verbindung abgeleitete Verbindung, die über den Rest X mit anderen Bestandteilen der Oberfläche chemisch verbunden ist. Besonders bevorzugte werden Verbindungen der Struktur 2 mit R = i-Butyl, eingesetzt.
Functionalized silasesquioxanes of structure 2,


with X = oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester , Fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group or an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radical, with at least one of these Groups X is functionalized and R = hydrogen atom, substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl or all or part of a group X, where the groups X and / or R may be the same or different. The surface itself usually does not have the compound according to structure 2, but a compound derived from the compound, which is chemically bonded to other constituents of the surface via the radical X. Compounds of structure 2 with R = i-butyl are particularly preferred.

Besonders bevorzugt werden polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen eingesetzt, die mindestens eine Alkoxysilylalkyl-Gruppe oder mindestens eine Alkoxysilylalkyl-Gruppe und mindestens eine vinylische Gruppe enthalten. Durch diese Gruppen wird eine besonders gute Haftung an der Oberfläche erreicht, da diese mit Hydroxy- Gruppen-haltigen Substraten reagieren können. Polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are particularly preferred used, the at least one alkoxysilylalkyl group or at least one Contain alkoxysilylalkyl group and at least one vinyl group. Through this Groups achieve particularly good adhesion to the surface, since this is Group-containing substrates can react.

Es können auch vollständig kondensierte Silasesquioxane der Formel R8Si8O12 mit der Struktur 1 eingesetzt werden,


wobei die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest darstellen.
Completely condensed silasesquioxanes of the formula R 8 Si 8 O 12 with the structure 1 can also be used,


wherein the radicals R are identical or different and represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.

Ebenso können unvollständig kondensierte Silasesquioxane eingesetzt werden. Beispiele für ein unvollständig kondensiertes Silasesquioxan zeigen die Strukturen 3, 4 oder 5, wobei die unvollständig kondensierten Silasesquioxane nicht auf diese Strukturen ausschließlich beschränkt sein sollen.


Incompletely condensed silasesquioxanes can also be used. Structures 3, 4 or 5 show examples of an incompletely condensed silasesquioxane, the incompletely condensed silasesquioxanes not being restricted exclusively to these structures.


Die Reste R sind hierbei gleich oder verschieden und stellen ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest dar. The radicals R are the same or different and represent a hydrogen atom or one substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, Cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest als polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindung eine Verbindung eingesetzt wird, die durch Umsetzung von unvollständig kondensierten Silasesquioxanen z. B. der Struktur 3, 4 oder 5 mit monomeren funktionalisierten Silanen der Formel Y3Si-X1, Y2SiX1X2 und/oder YSiX1X2X3 erhalten werden, wobei die Gruppe Y eine Abgangsgruppe mit Y = Alkoxy-, Carboxy-, Halogen-, Silyloxy- oder Aminogruppe, die Gruppe X eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe darstellt, wobei die Gruppen X1, X2 und X3 gleich oder verschieden sind und die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest darstellen. In particular, it can be advantageous if, at least as a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound, a compound is used which, for example, by reacting incompletely condensed silasesquioxanes. B. the structure 3, 4 or 5 with monomeric functionalized silanes of the formula Y 3 Si-X 1 , Y 2 SiX 1 X 2 and / or YSiX 1 X 2 X 3 are obtained, the group Y being a leaving group with Y = alkoxy -, carboxy, halogen, silyloxy or amino group, the group X an oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, Alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group, the groups X 1 , X 2 and X 3 being the same or different and the radicals R are the same or different and represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können oligomere Sphärosilikate eingesetzt werden. In a further embodiment of the process according to the invention, oligomers can Spherical silicates are used.

Die genannten Silasesquioxane oder deren Ausgangsverbindungen sind z. B. bei den einschlägigen Handelsfirmen (Sigma-Aldrich, Gelest, Fluka) erhältlich. Sphärosilikate können von Tal Materials Inc., Ann Arbor (USA) bezogen werden. Es ist sowohl möglich mehrere Moleküle zu einem größeren Molekül zu kondensieren, z. B. über Spacer und/oder funktionelle Gruppen, als auch die Moleküle zu homo- und copolymerisieren oder durch Reaktion selbst an einem größeren Molekül bzw. sogar Polymer zu fixieren (Grafting). Beispielsweise können polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen über eine Hydrosilylierung mit Polymeren zur Reaktion gebracht werden. The silasesquioxanes mentioned or their starting compounds are e.g. B. at the relevant trading companies (Sigma-Aldrich, Gelest, Fluka) available. Spherical silicates can from Tal Materials Inc., Ann Arbor (USA). It is both possible Condense molecules into a larger molecule, e.g. B. via spacers and / or functional groups, as well as the molecules to homo- and copolymerize or by Fix reaction itself to a larger molecule or even polymer (grafting). For example, polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds can be used a hydrosilylation can be reacted with polymers.

Wie eingangs beschrieben lassen sich polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen gezielt herstellen, die durch ihre Größe und ihre gezielt eingestellte Inkompatibilität (nicht mischbar) gegenüber dem Werkstoff, dem sie zugegeben werden, in dem jeweiligen Werkstoff angeregt werden und so während der Verarbeitung des Werkstoffes an die Oberfläche wandern, um dort Nano- oder Mikrostrukturen zu erzeugen. Dies ist dann der Fall, wenn unpolare thermoplastische Kunststoffe wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Kautschuke etc. mit (den polaren) polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen kombiniert werden oder wenn die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen genügend Zeit haben, während des Aushärtvorgang eines duroplastischen Kunststoffs, wie z. B. Nitrocelluloseharzen, oder Lack- und Druckfarben aufgrund ihrer Struktur an die Oberfläche zu wandern. Solche polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen sind bei der Migrationsbeschichtung und bei der direkten Herstellung von Gegenständen aus Werkstoffen einsetzbar, bei welchem eine Migration ebenfalls erwünscht wird. As described at the beginning, polyhedral oligomers can be Produce silicon-oxygen cluster compounds specifically, because of their size and their specifically set Incompatibility (immiscible) with the material to which they are added in the respective material and thus during the processing of the material migrate to the surface to create nano or micro structures. Then this is the case when non-polar thermoplastics such. B. polyethylene, polypropylene, Rubbers etc. with (the polar) polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compounds are combined or if the polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds have enough time during the curing process a thermosetting plastic, such as. B. nitrocellulose resins, or paint and Due to their structure, printing inks migrate to the surface. Such polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are used in migration coating and can be used in the direct production of objects from materials, in which one Migration is also desired.

Ebenso lassen sich aber auch gezielt polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen herstellen, die funktionelle Gruppen aufweisen, die es ermöglichen, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten mit der Oberfläche oder dem organischen Matrixmaterial sich chemisch verbinden und so eine sehr dauerhafte Anbindung erfolgt. Solche polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen sind insbesondere bei der Herstellung einer Überzugsbeschichtung oder einer Matrixbeschichtung einsetzbar. Likewise, polyhedral oligomers can also be targeted Produce silicon-oxygen cluster compounds that have functional groups that allow the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units with the surface or the organic matrix material chemically combine and thus a very permanent connection he follows. Such polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are especially in the production of a coating or a matrix coating used.

Die so hergestellten Oberflächen können je nach eingesetztem Additiv bzw. polyedrischer oligomerer Silizium-Sauerstoffclusterverbindung oder aber auch je nach eingesetztem Werkstoff bereits hydrophobe Eigenschaften aufweisen. Üblicherweise besitzen polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen hydrophobe Eigenschaften. Diese sind insbesondere dann ausgeprägt, wenn die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen Perfluoralkyl-Reste, wie z. B. eine Dimethyl(trifluorpropyl)silyloxy- oder eine Dimethyl(tridecafluoroctyl)silyloxy-Gruppe aufweisen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die strukturierte Oberfläche nachträglich durch eine Behandlung mit zumindest einer Verbindung aus der Gruppe der Alkylsilane, Perfluoralkylsilane, Paraffine, Wachse, Fettsäureestern, funktionalisierte langkettige Alkanderivate oder Alkyldisilazane, zu hydrophobieren. Solche Behandlungsverfahren sind dem Fachmann geläufig. Depending on the additive used, the surfaces produced in this way can be more polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound or depending on the one used Material already have hydrophobic properties. Usually have polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds have hydrophobic properties. These are especially pronounced when the polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds perfluoroalkyl radicals, such as. B. a dimethyl (trifluoropropyl) silyloxy or have a dimethyl (tridecafluorooctyl) silyloxy group. But it can also be beneficial be, the structured surface afterwards by treatment with at least one Compound from the group of alkylsilanes, perfluoroalkylsilanes, paraffins, waxes, Fatty acid esters, functionalized long-chain alkane derivatives or alkyldisilazanes hydrophobilize. Such treatment methods are familiar to the person skilled in the art.

Überraschenderweise lässt sich bei Thermoplasten und Duroplasten eine Verbesserung der Oberflächenhärte bzw. Kratzempfindlichkeit beobachten. Transparente Systeme, wie z. B. Glas oder "Plexiglas", werden entspiegelt. Hochglänzende Oberflächen, wie z. B. Lacke, werden so mattiert, dass einerseits der Hochglanz verschwindet, andererseits die Transparenz voll erhalten bleibt. Durch Zugabe der polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindungen tritt allgemein eine Hydrophobierung auf, die sich durch geeignete Funktionalisierung, wie z. B. mit Fluor-Gruppen, noch verstärken lässt. Surprisingly, an improvement in the thermoplastic and thermoset Observe surface hardness or scratch sensitivity. Transparent systems, such as B. Glass or "plexiglass" are anti-reflective. High-gloss surfaces, such as B. paints, are matted so that on the one hand the high gloss disappears, on the other hand the transparency remains fully intact. By adding the polyhedral oligomeric silicon Oxygen cluster compounds generally occur as a result of hydrophobization suitable functionalization, such as B. with fluorine groups, can be reinforced.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann z. B. zur Herstellung von Folien oder Filmen mit Antiblockiereigenschaften verwendet werden. Ebenso kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von entspiegelten transparenten Oberflächen, insbesondere zur Herstellung von entspiegelten Glas- oder Kunststoffoberflächen verwendet werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind deshalb ebenfalls entspiegelte Glas- und Kunststoffoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erfindungsgemäße Oberfläche, welche polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist, aufweisen. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von selbstreinigenden Glas- oder Kunststoffoberflächen verwendet werden. Erfindungsgemäß behandelte Kunststoffoberflächen weisen eine erhöhte Kratzfestigkeit und Abriebfestigkeit auf. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind außerdem waschbeständige Überzugsbeschichtungen erhältlich, die hydrophobe und selbstreinigende Eigenschaften aufweisen. Außerdem können Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste durch Verwendung der polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen anfärbbar und lackierbar ausgerüstet werden. The inventive method can, for. B. for the production of foils or films with Anti-blocking properties are used. The method according to the invention can also be used for the production of anti-reflective transparent surfaces, in particular for the production anti-reflective glass or plastic surfaces. Subject of the present invention are therefore also anti-reflective glass and plastic surfaces, characterized in that they have a surface according to the invention, which polyhedral has oligomeric silicon-oxygen cluster units. Furthermore, it can Process according to the invention for the production of self-cleaning glass or Plastic surfaces are used. Plastic surfaces treated according to the invention have increased scratch resistance and abrasion resistance. By the method according to the invention there are also wash-resistant coating coatings that are hydrophobic and have self-cleaning properties. Thermoplastics, elastomers and Thermosets by using the polyhedral oligomers Silicon-oxygen cluster compounds can be dyed and painted.

Die erfindungsgemäßen strukturierten Oberflächen sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Oberflächen wird an Hand der Figuren Fig. 1 bis Fig. 7 näher erläutert. The structured surfaces of the invention and the inventive method for the production of such surfaces is explained in detail with reference to the figures Fig. 1 to Fig. 7.

In Fig. 1a ist ein Werkstoff W zu sehen, auf den eine Beschichtung B aufgebracht wurde, die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten (-partikel) S aufweist. Es ist deutlich zu erkennen, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten die Struktur der Oberfläche bestimmen. In Fig. 1a a material W to see a coating was applied to the B, having the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units (particles) S. It can be clearly seen that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units determine the structure of the surface.

In Fig. 1b ist schematisch ein Werkstoff W zu sehen, auf den eine Beschichtung B aufgebracht wurde, die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten (-partikel) S und Additive A aufweist. Es ist deutlich zu erkennen, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten S und die Additive A die Struktur der Oberfläche bilden. In Fig. 1b shows schematically a material W to see a coating was applied to the B, having the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units (particles) and additives S A. It can be clearly seen that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units S and the additives A form the structure of the surface.

In Fig. 2a ist ein Werkstoff W zu sehen, auf den eine Beschichtung B aufgebracht wurde, die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten (-partikel) S in einer mehrfachen Lage aufweist. Es ist deutlich zu erkennen, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten die Struktur der Oberfläche bestimmen. In diesem Fall kann die Beschichtung bzw. die Dicke des Matrixmaterials sehr wohl größer als der Durchmesser einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheit sein. Die Struktur kann ausgebildet werden, solange die mehrlagigen polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten dicker sind als die Dicke des Matrixmaterials. FIG. 2a shows a material W to which a coating B has been applied, which has polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units (particles) S in a multiple layer. It can be clearly seen that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units determine the structure of the surface. In this case, the coating or the thickness of the matrix material can very well be larger than the diameter of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit. The structure can be formed as long as the multilayer polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are thicker than the thickness of the matrix material.

Fig. 2b stellt die Situation wie in Fig. 2a dar mit dem Unterschied, dass die Struktur zusätzlich auch von den Additiven A gebildet wird. Fig. 2b the situation is as in Fig. 2a illustrates, with the difference that the structure is additionally formed from the additives A.

In Fig. 3a ist ein Werkstoff W zu sehen, dem bei der Herstellung polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen S beigemengt wurden und die bei der Herstellung des Gegenstandes an die Oberfläche des Werkstoffes migriert sind. FIG. 3a shows a material W which was admixed with polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds S and which migrated to the surface of the material during the production of the article.

In Fig. 3b ist ein Werkstoff W zu sehen, dem bei der Herstellung nicht mischbare polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen S und nicht mischbare Additive A beigemengt wurden, die bei der Herstellung des Gegenstandes an die Oberfläche des Werkstoffes migriert sind. In Fig. 3b a material W to see the immiscible in the preparation of polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds S and immiscible additives A were admixed, that have migrated to the surface of the material in the production of the article.

In Fig. 4a ist ein Werkstoff W zu sehen, auf den eine Beschichtung B aufgebracht wurde, die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten (-partikel) S aufweist. Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten sind in diesem Beispiel so ausgewählt, dass sie an die Oberfläche der Beschichtung migrieren und so die Struktur der Oberfläche bilden. In Fig. 4a, a material W to see a coating was applied to the B, having the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units (particles) S. In this example, the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are selected such that they migrate to the surface of the coating and thus form the structure of the surface.

In Fig. 4b ist ein Werkstoff W zu sehen, auf den eine Beschichtung B aufgebracht wurde, die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten (-partikel) S und Additive A aufweist. Die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten und die Additive sind in diesem Beispiel so ausgewählt, dass sie an die Oberfläche der Beschichtung migrieren und so die Struktur der Oberfläche bilden. In Fig. 4b is a material W is seen, a coating was applied to the B, having the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units (particles) and additives S A. In this example, the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units and the additives are selected such that they migrate to the surface of the coating and thus form the structure of the surface.

Fig. 5 zeigt schematisch die physikalische Fixierung einer polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung gemäß Struktur 1 in einer Oberfläche O. Diese Art der Fixierung tritt insbesondere bei den Verfahren Migrationsbeschichtung oder Migrationsgegenstand auf. Fig. 5, the physical fixation of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster shows schematically compound according to structure 1 in a surface O. This type of fixation occurs especially in the methods of coating migration or migration subject to.

Fig. 6 zeigt schematisch die chemische Fixierung einer polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung an einer Oberfläche O über eine Urethanbrücke (OC(O)NH). Diese kovalente Anbindung kann z. B. durch chemische Reaktion eines eine OH-Gruppen aufweisende Oberfläche mit einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung gemäß Struktur 2 mit X = Isocyanatgruppe gebildet werden. Diese Art der Fixierung findet insbesondere bei der Überzugsbeschichtung Anwendung. Fig. 6 shows the chemical fixation of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster schematically shows connection to a surface via a urethane linkage O (OC (O) NH). This covalent connection can e.g. B. by chemical reaction of a surface having OH groups with a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound according to structure 2 with X = isocyanate group. This type of fixation is used particularly in the case of the coating.

Fig. 7 zeigt schematisch die chemische Fixierung einer polyedrischen oligomeren Silizium- Sauerstoffclusterverbindung in einer Matrix M, die auf einer Oberfläche O aufgebracht ist, über mehrere Urethanbrücken (OC(O)NH). Diese kovalente Anbindung kann z. B. durch chemische Reaktion einer Isocyanat-Gruppen aufweisender Matrix, z. B. einem Lack, mit einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung gemäß Struktur 2 mit X = OH-Gruppe und R = X gebildet werden. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Oberfläche durch die Beschichtung mit einer Matrix, die eine polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheit aufweist, eine Struktur aufweist, die durch die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheit gebildet wird. Diese Art der Fixierung findet insbesondere bei dem Verfahren der Matrixbeschichtung Anwendung. Fig. 7 shows the chemical fixation schematically shows a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound in a matrix M, which is applied on a surface of O, over a plurality of urethane bridges (OC (O) NH). This covalent connection can e.g. B. by chemical reaction of a matrix having isocyanate groups, e.g. B. a lacquer, with a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound according to structure 2 with X = OH group and R = X are formed. It can be clearly seen that the surface through the coating with a matrix that has a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit has a structure that is formed by the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit. This type of fixation is used in particular in the process of matrix coating.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne ihren Schutzumfang einzuschränken: The following examples are intended to explain the invention in greater detail, without its scope limit:

1. Herstellung der Silasesquioxane1. Preparation of the silasesquioxanes Beispiel 1.1Example 1.1 Synthese von (Isobutyl)8Si8O12 aus (Isobutyl)Si(OMe)3 Synthesis of (isobutyl) 8 Si 8 O 12 from (isobutyl) Si (OMe) 3

Zu einer Lösung von 446 g (2,5 mol) Isobutyltrimethoxysilan (Isobutyl)Si(OMe)3 in 4300 ml Aceton wird unter Rühren eine Lösung von 6,4 g (0,11 mol) KOH in 200 ml H2O gegeben. Das Reaktionsgemisch wird daraufhin 3 Tage bei 30°C gerührt. Der entstehende Niederschlag wird abfiltriert und bei 70°C im Vakuum getrocknet. Das Produkt (Isobutyl)8Si8O12 wird in einer Ausbeute von 262 g (96%) erhalten. A solution of 6.4 g (0.11 mol) of KOH in 200 ml of H 2 O is added to a solution of 446 g (2.5 mol) of isobutyltrimethoxysilane (isobutyl) Si (OMe) 3 in 4300 ml of acetone with stirring. The reaction mixture is then stirred at 30 ° C. for 3 days. The resulting precipitate is filtered off and dried at 70 ° C. in vacuo. The product (isobutyl) 8 Si 8 O 12 is obtained in a yield of 262 g (96%).

Beispiel 1.2Example 1.2 Synthese von (Isobutyl)7Si7O9(OH)3 aus (Isobutyl)8Si8O12 (Beispiel für die Synthese eines unvollständig kondensierten Silasesquioxans)Synthesis of (isobutyl) 7 Si 7 O 9 (OH) 3 from (isobutyl) 8 Si 8 O 12 (example for the synthesis of an incompletely condensed silasesquioxane)

Bei einer Temperatur von 55°C werden 55 g (63 mmol) (Isobutyl)8Si8O12 in 500 ml eines Aceton-Methanol-Gemisches (Volumenverhältnis 84 : 16) gegeben, welches 5,0 ml (278 mmol) H2O und 10,0 g (437 mmol) LiOH enthält. Das Reaktionsgemisch wird daraufhin 18 h bei 55°C gerührt und danach zu 500 ml 1 N Salzsäure gegeben. Nach 5 Minuten Rühren wird der erhaltene Feststoff abfiltriert und mit 100 ml CH3OH gewaschen. Nach Trocknen an Luft werden 54,8 g (96%) (Isobutyl)7Si7O9(OH)3 erhalten. At a temperature of 55 ° C., 55 g (63 mmol) (isobutyl) 8 Si 8 O 12 are added to 500 ml of an acetone-methanol mixture (volume ratio 84:16) which contains 5.0 ml (278 mmol) H 2 O and 10.0 g (437 mmol) of LiOH contains. The reaction mixture is then stirred at 55 ° C. for 18 h and then added to 500 ml of 1 N hydrochloric acid. After stirring for 5 minutes, the solid obtained is filtered off and washed with 100 ml of CH 3 OH. After drying in air, 54.8 g (96%) (isobutyl) 7 Si 7 O 9 (OH) 3 are obtained.

Beispiel 1.3Example 1.3 Funktionalisiertes Silasesquioxan mit einer Alkoxysilylalkyl-Endgruppe ((Isobutyl)7Si8O12(CH2)2Si(OEt)3)Functionalized silasesquioxane with an alkoxysilylalkyl end group ((isobutyl) 7 Si 8 O 12 (CH 2 ) 2 Si (OEt) 3 ) 1. SchrittStep 1

Zu einer Lösung von 10,0 g (12,6 mmol) (Isobutyl)7Si7O9(OH)3 in 20 ml Tetrahydrofuran (THF) bei 20°C werden 2,0 ml Trimethoxyvinylsilan zugegeben. Danach werden 0,5 ml einer Et4NOH-Lösung (Tetraethylammoniumhydroxid) in Wasser (35 Gew.-%-Lösung in Wasser) eingerührt. Dies entspricht 1,2 mmol Base und 18 mmol Wasser. Diese Mischung wird über Nacht gerührt. Danach wird das Produkt durch Zugabe von 200 ml CH3OH ausgefällt. Nach dem Abfiltrieren wird das Produkt mit 30 ml Aceton gewaschen und nach Trocknen an Luft werden 6,1 g (57%) eines weißen Pulvers an (Isobutyl)7Si8O12(CH=CH2) erhalten. 2.0 ml of trimethoxyvinylsilane are added to a solution of 10.0 g (12.6 mmol) of (isobutyl) 7 Si 7 O 9 (OH) 3 in 20 ml of tetrahydrofuran (THF) at 20 ° C. Then 0.5 ml of an Et 4 NOH solution (tetraethylammonium hydroxide) in water (35% by weight solution in water) is stirred in. This corresponds to 1.2 mmol base and 18 mmol water. This mixture is stirred overnight. The product is then precipitated by adding 200 ml of CH 3 OH. After filtering off, the product is washed with 30 ml of acetone and after drying in air, 6.1 g (57%) of a white powder of (isobutyl) 7 Si 8 O 12 (CH = CH 2 ) are obtained.

2. Schritt2nd step

Zu einer Lösung von 5,0 g (5,9 mmol) (Isobutyl)7Si8O12(CH=CH2) in 15 ml Toluol werden bei 20°C 1,2 ml (6,4 mmol) Triethoxysilan und 50 mg eines Platin-Divinyltetra-methyldisiloxan-Komplexes in Xylol (Lieferung: Fa. Gelest) gegeben. Die Mischung wird über Nacht gerührt. Danach wird das Endprodukt durch Zugabe von of 150 ml Acetonitril ausgefällt. Nach Abfiltrieren wird das Produkt mit 2 × 20 ml Acetonitril gewaschen. Die Ausbeute ist beim 2. Schritt 100%. 1.2 ml (6.4 mmol) of triethoxysilane and 50 are added to a solution of 5.0 g (5.9 mmol) of (isobutyl) 7 Si 8 O 12 (CH = CH 2 ) in 15 ml of toluene at 20 ° C. mg of a platinum-divinyltetra-methyldisiloxane complex in xylene (supplied by Gelest). The mixture is stirred overnight. The end product is then precipitated by adding 150 ml of acetonitrile. After filtering off, the product is washed with 2 × 20 ml of acetonitrile. The yield in the 2nd step is 100%.

Man erhält ein Silasesquioxan der Struktur 2, wobei X einen Ethoxysilylethyl-Rest und R einen i-Butylrest darstellt.


A silasesquioxane of structure 2 is obtained, where X is an ethoxysilylethyl radical and R is an i-butyl radical.


Beispiel 1.4Example 1.4 Funktionalisiertes Silasesquioxan mit Dimethylvinylsilyl-Endgruppen (Synthese von (Isobutyl)7Si7O12(SiMe2CH=CH2)3 Functionalized silasesquioxane with dimethylvinylsilyl end groups (synthesis of (isobutyl) 7 Si 7 O 12 (SiMe 2 CH = CH 2 ) 3

Zu einer Lösung von 10 g (12,6 mmol) (Isobutyl)7Si7O9(OH)3 in 100 ml THF (Tetrahydrofuran), das 20 ml Et3N (Triethylamin) enthält, werden bei 20°C 5,68 ml Vinyldimethylchlorsilan (41,6 mmol) zugegeben. Diese Mischung wird am Rückflusskühler 15 Minuten erhitzt. Das Lösemittel wird im Vakuum abgezogen und das Produkt mit 2 × 100 ml n-Hexan extrahiert. Der Extrakt wird im Vakuum angedickt und dann in 20 ml Toluol gelöst. Nach dem Ausfällen durch Zugabe von 100 ml Acetonitril erhält man (Isobutyl)7Si7O12(SiMe2CH=CH2)3 in einer Ausbeute von 85%. To a solution of 10 g (12.6 mmol) (isobutyl) 7 Si 7 O 9 (OH) 3 in 100 ml THF (tetrahydrofuran), which contains 20 ml Et 3 N (triethylamine), 5 at 20 ° C. 68 ml of vinyldimethylchlorosilane (41.6 mmol) were added. This mixture is heated on a reflux condenser for 15 minutes. The solvent is removed in vacuo and the product extracted with 2 × 100 ml of n-hexane. The extract is thickened in vacuo and then dissolved in 20 ml of toluene. After precipitation by adding 100 ml of acetonitrile, (isobutyl) 7 Si 7 O 12 (SiMe 2 CH = CH 2 ) 3 is obtained in a yield of 85%.

2. Herstellung der Druckfarben- und Lackfilme2. Production of printing ink and lacquer films Beispiel 2.1Example 2.1 Herstellung einer ToluoltiefdruckfarbeProduction of a toluene gravure ink

  • a) 70 Gewichtsteile Harzlösung (bestehend aus 51 Gewichtsteilen Shebyharz in 49 Gewichtsteilen Toluol)
    8 Gewichtsteile gelbes Pigment
    1 Gewichtsteile Toluol
    a) 70 parts by weight of resin solution (consisting of 51 parts by weight of Sheby resin in 49 parts by weight of toluene)
    8 parts by weight of yellow pigment
    1 part by weight of toluene

Für die Herstellung dieser Toluoltiefdruckfarbe dient eine Perlmühle der Fa. Netzsch. Die Probeandrucke erfolgen auf einem Labortiefdruckgerät der Fa. Prüfbau. Aus diesen werden runde Prüfkörper mit ca. 3 cm Durchmesser geschnitten.

  • a) Es wird verfahren wie in 2.1a) nur dass mit einem Dissolver der Firma Heidolph 1,0 Gew.-% Silasesquiox: in gemäß Beispiel 1.1 in die fertige Druckfarbe eingearbeitet werden.
  • b) Analog erfolgt die Herstellung mit 0,6 Gew.-% Silasesquioxan gemäß Beispiel 1.2 und 0,6 Gew.-% Wachs Ceridust® 9615A (CLARIANT AG).
A bead mill from Netzsch is used to produce this toluene gravure printing ink. The test proofs are made on a laboratory gravure printing device from Prübau. Round test specimens with a diameter of approx. 3 cm are cut from these.
  • a) The procedure is as in 2.1a), except that a Heidolph dissolver incorporates 1.0% by weight of silasesquiox: in according to Example 1.1 into the finished printing ink.
  • b) The preparation is carried out analogously with 0.6% by weight of silasesquioxane according to Example 1.2 and 0.6% by weight of Ceridust® 9615A wax (CLARIANT AG).

Beispiel 2.2Example 2.2 Herstellung einer OffsetfarbeProduction of an offset color

  • a) Für die Herstellung der Offset-Druckfarbe wird ein wachsfreies System verwendet (Rapida- Blau-Druckfarbe, Fa. Michael Huber GmbH). Die Einarbeitung von 5,0 Gew.-% Silasesquioxan gemäß Beispiel 1.2 erfolgt auf einem Laborwalzenstuhl (Fa. IGT, Typ AE). Die Probeanducke erfolgen auf einem Laboroffset-Druckgerät der Fa. IGT. Aus diesen werden runde Prüfkörper mit ca. 2 cm Durchmesser geschnitten. a) A wax-free system is used to produce the offset printing ink (Rapida- Blue printing ink, Michael Huber GmbH). Incorporation of 5.0% by weight Silasesquioxane according to Example 1.2 takes place on a laboratory roller mill (IGT, type AE). The trial prints are made on a laboratory offset printing device from IGT. From these round specimens with a diameter of approx. 2 cm are cut.
  • b) Es wird verfahren wie in 2.2a) nur dass 3,0 Gew.-% Silasesquioxan gemäß Beispiel 1.2, das zuvor mit einer Laborjetmill auf eine Korngröße kleiner 10 µm (gemessen mit dem Laser- Granulometer 115 der Fa. CILAS) zerkleinert wurde und 1,0 Gew.-% Aerosil® R 974 (DEGUSSA AG) in die fertige Druckfarbe eingearbeitet werden. b) The procedure is as in 2.2a) except that 3.0% by weight of silasesquioxane according to Example 1.2, previously with a laboratory jet mill to a grain size of less than 10 µm (measured with the laser Granulometer 115 from CILAS) and 1.0% by weight Aerosil® R 974 (DEGUSSA AG) can be incorporated into the finished printing ink.
Beispiel 2.3Example 2.3 Herstellung des NC-PrüflackesProduction of the NC test varnish

  • a) Es wird ein handelsüblicher Nitrocellulosehochglanzlack der Firma CLOUTH (Holzlack) verwendet. Die fertige Lackmischung wird mit einem Laborrakel in einer Stärke von 150 µm auf schwarze Prüfkörper aufgezogen. a) A commercially available nitrocellulose high-gloss lacquer from CLOUTH (wood lacquer) used. The finished lacquer mixture is applied with a laboratory doctor blade with a thickness of 150 µm mounted on black test specimens.
  • b) In diesen Prüflack gemäss 2.3a) werden 2 Gew.-% Silasesquioxan gemäß Beispiel 1.1 und 1 Gew.-% VESTOWAX® Spray 30 (= mikronisiertes Fischer-Tropsch-Wachs, kleiner 15 µm, Degussa AG) mit einem Dissolver der Firma Heidolph eingearbeitet. Ansonsten wird verfahren wie in 2.3a). b) 2 wt .-% silasesquioxane according to Example 1.1 and 1% by weight VESTOWAX® Spray 30 (= micronized Fischer-Tropsch wax, smaller than 15 µm, Degussa AG) with a Heidolph dissolver. Otherwise it will proceed as in 2.3a).
Beispiel 2.4Example 2.4 Herstellung eines PulverlackesProduction of a powder coating

  • a) Ein handelsüblicher Pulverlack der Firma FREI (FREOPOX EKP-7) wird in einer Dicke von 150 µm auf ein Stahlblech aufgerakelt. Dieses beschichtete Stahlblech setzt man 3 Minuten einer Temperatur von 180°C aus. Dieses wird in Beispiel 3.3 als Prüfkörper eingesetzt. a) A commercial powder coating from the company FREI (FREOPOX EKP-7) is in a thickness of 150 µm on a steel sheet. You put this coated steel sheet 3 minutes at a temperature of 180 ° C. This is used as a test specimen in Example 3.3 used.
  • b) Grundsätzlich wird verfahren wie in 2.4a) nur dass man 3,0 Gew.-% Silasesquioxan gemäß Beispiel 1.4, das zuvor mit einer Laborjetmill auf eine Korngröße kleiner 10 µm (gemessen mit dem Laser-Granulometer 715 der Fa. CILAS) zerkleinert wurde, zusetzt. Dieses wird vor dem Aufrakelprozess vorher in einem Laborpulvermischer eingemischt. b) The basic procedure is as in 2.4a) except that 3.0% by weight of silasesquioxane according to Example 1.4, previously with a laboratory jet mill to a grain size less than 10 microns (measured with the laser granulometer 715 from CILAS) was added. Before the doctoring process, this is mixed in beforehand in a laboratory powder mixer.
Beispiel 2.5Example 2.5 Polymethacrylat-PlattePolymethacrylate plate

  • a) Eine käufliche Polymethacrylatplatte wird mit Aceton entfettet. a) A commercially available polymethacrylate plate is degreased with acetone.
  • b) Es wird verfahren wie in 2.5a) nur dass man die Polymethycrylatprüfplatte nachträglich mit einer Mischung von 0,3 Gew.-% Aerosil® R 974 und 0,8 Gew.-% Silasesquioxan gemäß Beispiel 1.3 über eine mit Drivosol® gefüllte Sprayflasche gleichmäßig besprüht. b) The procedure is as in 2.5a) except that the polymethycrylate test plate is retrofitted with a mixture of 0.3% by weight of Aerosil® R 974 and 0.8% by weight of silasesquioxane in accordance with Example 1.3 evenly sprayed on a spray bottle filled with Drivosol®.
Beispiel 2.6Example 2.6 Glas-PrüfkörperGlass specimen

Es wird ein üblicher Glasprüfkörper verwendet und analog 2.5a) und 2.5b) behandelt. A conventional glass test specimen is used and treated analogously to 2.5a) and 2.5b).

Beispiel 2.7Example 2.7 Beton-PrüfkörperConcrete test specimens

Es wird ein üblicher Beton-Prüfkörper verwendet analog 2.5a) und 2.5b) verfahren, außer dass eine Entfettung nicht vorgenommen wird. A conventional concrete test specimen is used analogously to 2.5a) and 2.5b), except that degreasing is not carried out.

3. Prüfung3. Exam Beispiel 3.1Example 3.1 Prüfung der selbstreinigenden EigenschaftenTesting the self-cleaning properties

Selbstreinigende Oberflächen weisen grundsätzlich einen Abrollwinkel von kleiner 20°, besonders bevorzugt kleiner 10° auf, wobei der Abrollwinkel so definiert ist, dass ein aus 1 cm Höhe auf eine auf einer schiefen Ebene ruhenden planen Oberfläche aufgebrachter Wassertropfen abrollt. Die Fortschreitwinkel und die Rückzugswinkel liegen oberhalb von 140°, bevorzugt oberhalb von 150° und weisen eine Hysterese von kleiner 15°, vorzugsweise kleiner 10° auf. Dadurch, dass die erfindungsgemäßen Oberflächen einen Fortschreit- und Rückzugswinkel oberhalb von zumindest 140°, vorzugsweise oberhalb von 150° aufweisen, werden besonders gute selbstreinigende Oberflächen zugänglich. Self-cleaning surfaces generally have a roll angle of less than 20 °, particularly preferably less than 10 °, the roll angle being defined such that an off 1 cm in height onto a flat surface resting on an inclined plane Water drops roll off. The progression angle and the retreat angle are above 140 °, preferably above 150 ° and have a hysteresis of less than 15 °, preferably less than 10 °. Because the surfaces according to the invention have a progressive and Have retraction angles above at least 140 °, preferably above 150 °, particularly good self-cleaning surfaces become accessible.

Visuell wird anhand eines aufgebrachten Wassertropfens das Verhalten beurteilt, wobei die Noten von 1 (sehr gut) bis 5 (mangelhaft) verwendet werden. Behavior is assessed visually based on an applied drop of water Grades from 1 (very good) to 5 (poor) can be used.

Beispiel 3.2Example 3.2 Prüfung der AbriebfestigkeitAbrasion resistance test

Verwendung des Geräts Quartant-Scheuerprüfer (Firma Prüfbau GmbH). Die Farbprüfkörper sind rund mit einem Durchmesser von 2 bis 3 cm. Feststellung der Anzahl der Hübe, bis zu der sich auf einem weißen Prüfpapier kein Farbabrieb feststellen lässt. Eine hohe Zahl bedeutet eine gute Abriebfestigkeit, eine niedrige Zahl eine schlechte Abriebfestigkeit. Use of the quartant scrubber device (Prüfbau GmbH). The color test specimens are round with a diameter of 2 to 3 cm. Finding the number of strokes, up to which shows no color abrasion on a white test paper. A high number means good abrasion resistance, a low number means poor abrasion resistance.

Beispiel 3.3Example 3.3 Prüfung der KratzfestigkeitScratch resistance test

Mit einem Metallring am Finger wird mit konstanter Belastung über den Prüfkörper (15 cm × 5 cm) schnell gestrichen. Danach wird der Prüfkörper visuell beurteilt. Die Prüfkörper werden gemäß den Beispielen 2.3a), 2.3b), 2.4a), 2.4b), 2.5a) und 2.5b) hergestellt. Das a)-Beispiel ist nicht erfindungsgemäß und entspricht der Null-Probe, während das b)-Beispiel gemäß der Erfindung ist. With a metal ring on the finger, a constant load is placed over the test specimen (15 cm × 5 cm) painted quickly. The test specimen is then assessed visually. The Test specimens are prepared according to examples 2.3a), 2.3b), 2.4a), 2.4b), 2.5a) and 2.5b) manufactured. The a) example is not according to the invention and corresponds to the zero sample during is the b) example according to the invention.

Für die Beurteilung der Kratzfestigkeit werden die Noten von 1 (sehr gut) bis 5 (mangelhaft) verwendet. For the assessment of the scratch resistance, the grades from 1 (very good) to 5 (poor) used.

Beispiel 3.4Example 3.4 Entspiegelnde WirkungAntireflective effect

Diese Prüfung wird visuell an Glas und PMMA durchgeführt. Die Prüfkörper werden gemäß den Beispielen 2.5a), 2.5b), 2.6a) und 2.6b) hergestellt. Das a)-Beispiel ist nicht erfindungsgemäß und entspricht der Null-Probe, während das b)-Beispiel gemäß der Erfindung ist. Dabei werden die Noten von 1 (sehr gut) bis 5 (mangelhaft) verwendet. Die nachfolgende Tabelle 1 gibt die Ergebnisse der Versuche in den Beispielen 3 tabellarisch an. Tabelle 1

This test is carried out visually on glass and PMMA. The test specimens are produced in accordance with Examples 2.5a), 2.5b), 2.6a) and 2.6b). The a) example is not according to the invention and corresponds to the zero sample, while the b) example is according to the invention. The grades from 1 (very good) to 5 (poor) are used. Table 1 below gives the results of the tests in Examples 3 in tabular form. Table 1

An Hand der in der Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse wird deutlich, dass der Zusatz der erfindungsgemäßen Silasesquioxane - je nach System - zu einer Verbesserung der Abrieb- und Kratzfestigkeit, zu einer entspiegelnden Wirkung sowie zu selbstreinigenden Eigenschaften führt. From the results given in Table 1 it is clear that the addition of Silasesquioxanes according to the invention - depending on the system - to improve the abrasion and scratch resistance, for an anti-reflective effect and for self-cleaning Properties leads.

Claims (36)

1. Strukturierte, hydrophobe Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist, welche zumindest teilweise die Erhebungen bilden. 1. Structured, hydrophobic surface with elevations and depressions, characterized in that the surface has polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units which at least partially form the elevations. 2. Oberfläche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine Oberfläche einer Beschichtung ist, die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist. 2. Surface according to claim 1, characterized, that the surface is a surface of a coating that is polyhedral oligomeric Has silicon-oxygen cluster units. 3. Oberfläche gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung
von 0,1 bis 30 Gewichtsteile einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung,
von 0 bis 30 Gewichtsteile zumindest eines Additivs und
von 40 bis 99,9 Gewichtsteile einer anorganischen und/oder organischen Matrix aufweist.
3. Surface according to claim 2, characterized in
that the coating
from 0.1 to 30 parts by weight of a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound,
from 0 to 30 parts by weight of at least one additive and
from 40 to 99.9 parts by weight of an inorganic and / or organic matrix.
4. Oberfläche gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv eine Partikelgröße von 0,0001 bis 20 µm aufweist. 4. Surface according to claim 3, characterized, that the additive has a particle size of 0.0001 to 20 µm. 5. Oberfläche gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Matrix zumindest einen thermoplastischen, elastomeren oder duroplastischen Kunststoff aufweist. 5. Surface according to claim 3 or 4, characterized, that the organic matrix at least one thermoplastic, elastomeric or has thermosetting plastic. 6. Oberfläche gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ausgewählt ist aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Copolyester, Polycarbonat, Polyamid, Copolyamid, Polyurethan, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polymethacrylatcopolymer, Polysiloxan, Polysilan, Polytetrafluorethylen, Phenolharz, Polyoxomethylen, Epoxidharz, Polyvinylchlorid, Vinylchloridcopolymer, Polystyrol, Copolymeren des Styrols, ABS-Polymer, Alkydharz, ungesättigtem Polyesterharz, Nitrocelluloseharz oder Kautschuk. 6. Surface according to claim 5, characterized, that the plastic is selected from polyethylene, polypropylene, polyester, copolyester, Polycarbonate, polyamide, copolyamide, polyurethane, polyacrylate, polymethacrylate, Polymethacrylate copolymer, polysiloxane, polysilane, polytetrafluoroethylene, phenolic resin, Polyoxomethylene, epoxy resin, polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymer, polystyrene, Copolymers of styrene, ABS polymer, alkyd resin, unsaturated polyester resin, Nitrocellulose resin or rubber. 7. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein Druckfarben- oder Lackfilm oder ein Anstrich ist. 7. Surface according to at least one of claims 2 to 6, characterized, that the coating is an ink or lacquer film or a paint. 8. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf einen anorganischen oder organischen Werkstoff aufgebracht ist. 8. Surface according to at least one of claims 2 to 7, characterized, that the coating is applied to an inorganic or organic material is. 9. Oberfläche gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf einen Werkstoff aus Glas, Keramik, Kunststoff, Metall, mineralischem Baustoff, textilem Gewebe oder Fasern aufgebracht ist. 9. Surface according to claim 8, characterized, that the coating on a material made of glass, ceramic, plastic, metal, mineral building material, textile fabric or fibers is applied. 10. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten mit einem Molekulargewicht größer 400 g/mol aufweist. 10. Surface according to at least one of claims 1 to 9, characterized, that the surface with polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units has a molecular weight greater than 400 g / mol. 11. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten chemisch und/oder physikalisch mit der Oberfläche verbunden sind. 11. Surface according to at least one of claims 1 to 10, characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units chemically and / or are physically connected to the surface. 12. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten vollständig kondensierte Silasesquioxane der Formel R8Si8O12 mit der Struktur 1 sind,


wobei die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest darstellen.
12. Surface according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are completely condensed silasesquioxanes of the formula R 8 Si 8 O 12 with the structure 1,


wherein the radicals R are identical or different and represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl radical.
13. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen basieren, die funktionelle Gruppen aufweisen. 13. Surface according to at least one of claims 1 to 11, characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units on polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds are based, the functional groups exhibit. 14. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheit auf einer polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindung der Formel

[(RaXbSiO1,5)m (RcXdSiO)n (ReXfSi2O2,5)o (RgXhSi2O2)p]

basiert, mit a, b, c = 0-1; d = 1-2; e, f, g = 0-3; h = 1-4; m+n+o±p ≥ 4; a+b = 1; c+d = 2; e+f = 3 und g+h = 4; R = Wasserstoffatom, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylgruppe oder Polymereinheit, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sind oder weitere polyedrische oligomere Silizium- Sauerstoffclustereinheiten, die über eine Polymereinheit oder eine Brückeneinheit angebunden sind, X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, blockierte Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R, wobei die Substituenten vom Typ R gleich oder unterschiedlich sind und die Substituenten vom Typ X gleich oder unterschiedlich sind.
14. Surface according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that
that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit on a polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound of the formula

[(R a X b SiO 1.5 ) m (R c X d SiO) n (R e X f Si 2 O 2.5 ) o (R g X h Si 2 O 2 ) p ]

based, with a, b, c = 0-1; d = 1-2; e, f, g = 0-3; h = 1-4; m + n + o ± p ≥ 4; a + b = 1; c + d = 2; e + f = 3 and g + h = 4; R = hydrogen atom, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl group or polymer unit, each of which is substituted or unsubstituted, or further polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units which have a polymer unit or a bridging unit are attached, X = oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, Ester, fluoroalkyl, isocyanate, blocked isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino, phosphine group or at least one such group of type R having substituents of type R, the substituents of type R being the same or different and the X type substituents are the same or different.
15. Oberfläche gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheit auf einer oligomeren Silasesquioxanverbindung der Formel

L(RaXbSiO1,5)m (RcXdSiO)n]

basiert, mit a, b, c = 0-1; d = 1-2; m+n ≥ 4 a+b = 1; c+d = 2;
R = Wasserstoffatom, substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest und X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe oder ein solche Gruppen aufweisender substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, wobei die Reste R gleich oder unterschiedlich und die Reste X ebenfalls gleich oder unterschiedlich sind.
15. Surface according to claim 14, characterized in
that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit on an oligomeric silasesquioxane compound of the formula

L (R a X b SiO 1.5 ) m (R c X d SiO) n ]

based, with a, b, c = 0-1; d = 1-2; m + n ≥ 4 a + b = 1; c + d = 2;
R = hydrogen atom, substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl and X = oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, Alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group or such substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radicals having such groups, the radicals R being the same or different and the radicals X likewise being the same or different.
16. Oberfläche gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheit auf einer oligomeren Silasesquioxanverbindung mit einer Struktur, ausgewählt aus
[(RSiO1,5)n]z (= homoleptische Struktur),
[(RSiO1,5)m(RXSiO1,0)n]z (= funktionalisierte homoleptische Struktur),
[(RSiO1,5)m(R'SiO1,5)n]z (= heteroleptische Struktur) und
[(RSiO1,5)m(R'XSiO1,0)n]z (= funktionalisierte heteroleptische Struktur)
mit m + n = z und z ≥ 4, wobei z der Anzahl der Si-Atome in der Gerüststruktur des oligomeren Silasesquioxans entspricht, R und R' jeweils ein Wasserstoffatom, einen substituierten oder unsubstituierten, funktionalisierten oder unfunktionalisierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest darstellen und X eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Alkoxysilylalkyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Halogen-, Isocyanat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe darstellt, mit der Maßgabe, dass die Reste R gleich oder unterschiedlich, die Reste R' gleich oder unterschiedlich und die Reste X ebenfalls gleich oder unterschiedlich sind, basiert.
16. Surface according to claim 15, characterized in
that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit on an oligomeric silasesquioxane compound having a structure selected from
[(RSiO 1.5 ) n ] z (= homoleptic structure),
[(RSiO 1.5 ) m (RXSiO 1.0 ) n ] z (= functionalized homoleptic structure),
[(RSiO 1.5 ) m (R'SiO 1.5 ) n ] z (= heteroleptic structure) and
[(RSiO 1.5 ) m (R'XSiO 1.0 ) n ] z (= functionalized heteroleptic structure)
with m + n = z and z ≥ 4, where z corresponds to the number of Si atoms in the skeleton structure of the oligomeric silasesquioxane, R and R 'each represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted, functionalized or unfunctionalized alkyl, cycloalkyl, alkenyl -, Cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl and X is an oxy, hydroxyl, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, alkoxysilylalkyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy -, halogen, isocyanate, nitrile, amino or phosphine group, with the proviso that the radicals R are the same or different, the radicals R 'are the same or different and the radicals X are also the same or different.
17. Oberfläche gemäß Anspruch 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheit auf einer funktionalisierten oligomeren Silasesquioxanverbindung der Struktur 2


basiert, mit X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe oder ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, der mit mindestens einer dieser Gruppen funktionalisiert ist und R = Wasserstoffatom, substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest oder ganz oder teilweise eine Gruppe X.
17. Surface according to claim 15 to 16, characterized in that
that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit on a functionalized oligomeric silasesquioxane compound of structure 2


based, with X = oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, Ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group or an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radical, with at least one of these groups is functionalized and R = hydrogen atom, substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl or all or part of a group X.
18. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 13 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten mindestens eine Alkoxysilylalkyl-Gruppe und/oder mindestens eine Alkoxysilyl-Gruppe und mindestens eine vinylische Gruppe enthalten. 18. Surface according to at least one of claims 13 to 17 characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units have at least one Alkoxysilylalkyl group and / or at least one alkoxysilyl group and at least contain a vinyl group. 19. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 13 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen basieren, die mindestens eine Alkoxysilylalkyl-Gruppe aufweisen. 19. Surface according to at least one of claims 13 to 17 characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units on polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds based at least one Have alkoxysilylalkyl group. 20. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclusterverbindungen basieren, die mindestens eine freie Hydroxy- oder Aminogruppe aufweisen. 20. Surface according to at least one of claims 13 to 17, characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units on polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compounds based that have at least one free Have hydroxyl or amino group. 21. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf einer funktionalisierten oligomeren Silasesquioxanverbindung basieren, die durch Umsetzung von Silasesquioxanen mit freien Hydroxy-Gruppen mit monomeren funktionalisierten Silanen der Formel Y3Si-X1, Y2SiX1X2 und/oder YSiX1X2X3 erhalten wird, wobei die Gruppe Y eine Abgangsgruppe mit Y = Alkoxy-, Carboxy-, Halogen-, Silyloxy- oder Aminogruppe, die Gruppe X eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Alkylsilyl-, Alkoxysilyl-, Siloxy-, Alkylsiloxy-, Alkoxysiloxy-, Silylalkyl-, Alkoxysilylalkyl-, Alkylsilylalkyl-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat-, Methacrylat-, Nitril-, Amino- oder Phosphingruppe darstellt, wobei die Gruppen X1, X2 und X3 gleich oder verschieden sind sowie die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylrest darstellen. 21. Surface according to at least one of claims 14 to 20, characterized in that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are based on a functionalized oligomeric silasesquioxane compound, which by reaction of silasesquioxanes with free hydroxyl groups with monomeric functionalized silanes of the formula Y 3 Si-X 1 , Y 2 SiX 1 X 2 and / or YSiX 1 X 2 X 3 is obtained, the group Y being a leaving group with Y = alkoxy, carboxy, halogen, silyloxy or amino group, the group X being an oxy, Hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, alkylsilyl, alkoxysilyl, siloxy, alkylsiloxy, alkoxysiloxy, silylalkyl, alkoxysilylalkyl, alkylsilylalkyl, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate Represents acrylate, methacrylate, nitrile, amino or phosphine group, where the groups X 1 , X 2 and X 3 are identical or different and the radicals R are identical or different and a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted erten represent alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl. 22. Oberfläche gemäß Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,
dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten auf einem oligomeren unvollständig kondensierten Silasesquioxan der Struktur 3, 4 oder 5 basieren,


wobei die Reste R gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, oder Heteroarylrest darstellen.
22. Surface according to claim 15 or 16, characterized in that
that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are based on an oligomerically incompletely condensed silasesquioxane of structure 3, 4 or 5,


wherein the radicals R are identical or different and represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radical.
23. Oberfläche gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheit auf einem oligomeren Sphärosilikat basiert. 23. Surface according to claim 14, characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster unit on an oligomeric Spherosilicate based. 24. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten eine molekulare Größe von 0,1 bis 500 nm und ein Molekulargewicht von 700 bis 3000 g/mol aufweisen. 24. Surface according to at least one of claims 1 to 23 characterized, that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units are molecular Size of 0.1 to 500 nm and a molecular weight of 700 to 3000 g / mol. 25. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche selbstreinigende Eigenschaften aufweist. 25. Surface according to at least one of claims 1 to 24, characterized, that the surface has self-cleaning properties. 26. Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche kratzfest, abriebfest und/oder anfärbbar ist. 26. Surface according to at least one of claims 1 to 25, characterized, that the surface is scratch-resistant, abrasion-resistant and / or can be colored. 27. Verfahren zur Herstellung von Oberflächen gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Oberfläche eine polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung aufgebracht und fixiert wird. 27. A method for producing surfaces according to at least one of claims 1 to 26 characterized, that on a surface a polyhedral oligomer Silicon-oxygen cluster compound is applied and fixed. 28. Verfahren gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche eine Beschichtung erzeugt wird, die polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten aufweist. 28. The method according to claim 27, characterized, that a coating is created on a surface, the polyhedral oligomer Has silicon-oxygen cluster units. 29. Verfahren gemäß Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Aufbringen einer zumindest eine polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung aufweisende Mischung auf die Oberfläche und durch anschließender Fixierung die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustereinheiten erzeugt werden. 29. The method according to claim 27 or 28, characterized, that the coating by applying at least one polyhedral oligomer Mixture comprising silicon-oxygen cluster compound on the surface and by subsequent fixation the polyhedral oligomers Silicon oxygen cluster units are generated. 30. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen durch Aufsprühen, Aufspritzen, Aufstreichen oder Aufrakeln einer flüssigen Mischung erfolgt. 30. The method according to claim 29, characterized, that the application by spraying, spraying, spreading or knife application liquid mixture takes place. 31. Verfahren gemäß Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung chemisch oder physikalisch erfolgt. 31. The method according to claim 29 or 30, characterized, that the fixation takes place chemically or physically. 32. Verfahren gemäß Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung des die Oberfläche aufweisenden Werkstoffes eine mit diesem Werkstoff nicht mischbare polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclusterverbindung zugegeben wird, welche beim Erwärmen des Werkstoffes zur endgültigen Formgebung an die Oberfläche wandert und sich dort abscheidet. 32. The method according to claim 27 or 28, characterized, that when processing the material having the surface one with this Material immiscible polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster compound which is added to the final shaping when the material is heated the surface migrates and deposits there. 33. Verwendung des Verfahrens gemäß zumindest einem der Ansprüche 27 bis 32 zur Herstellung von Folien oder Filmen mit Antiblockeigenschaften, zur Herstellung von entspiegelten Glas- oder Kunststoffoberflächen oder zur Herstellung von selbstreinigenden Glas- oder Kunststoffoberflächen. 33. Use of the method according to at least one of claims 27 to 32 for Production of films or films with anti-blocking properties, for the production of anti-reflective glass or plastic surfaces or for the production of self-cleaning glass or plastic surfaces. 34. Entspiegelte Glasoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 26 aufweist. 34. Anti-reflective glass surface, characterized in that it has a surface according to at least one of claims 1 to 26. 35. Entspiegelte Kunststoffoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Oberfläche gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 26 aufweist. 35. Anti-reflective plastic surface, characterized in that it has a surface according to at least one of claims 1 to 26. 36. Waschbeständiger Überzug mit hydrophoben und selbstreinigenden Eigenschaften, erhältlich nach einem Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 27 bis 32. 36. wash-resistant coating with hydrophobic and self-cleaning properties, obtainable by a process according to at least one of claims 27 to 32.
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