DE102009004343A1 - Composition, based on (meth)acrylate, useful in producing clear moldings and semi-finished products such as pipes, plates, glazing or panels, furnitures and optical fibers, comprises polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters - Google Patents

Composition, based on (meth)acrylate, useful in producing clear moldings and semi-finished products such as pipes, plates, glazing or panels, furnitures and optical fibers, comprises polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters Download PDF

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds

Abstract

Composition based on (meth)acrylate, comprises polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters (I) (0.01-15 wt.%). Composition based on (meth)acrylate, comprises polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters of formula ((R aA bX iSiO 1.5) m(R cA dX jSiO) n(R eA fX kSi 2O 2.5) o(R gA hX lSi 2O 2) p)) (I) (0.01-15 wt.%). Either a, b, c, d, i : 0-1; f, h : 0-2; j : 1-2; and k : 0-3; or b+d+f+h : >= 1; i+j+k+l : >= 1; m+n+o+p : >= 4; a+b+i : 1; c+d : j = 2; e+f+k : 3; and g+h+l : 4; R : H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or polymer unit (all are optionally substituted) or functionalized polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units, which are bonded through a polymer unit or a bridging unit; X : at least one monomer building block with at least one double bond (optionally substituted with R) or optionally oxy, OH, alkoxy, carboxy, silyl, silyloxy, halo, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, mercapto, nitrile, amino or phosphine (all are optionally substituted with R); A : hydrophobic substituent comprising fluorinated hydrocarbon, preferably fluoro alkyl trialkoxysilane of formula (CF 3((CF 2) o(CH 2) p)Si(OR) 3; and o, p : 0-12.

Description

<Stand der Technik><stand of technology>

Die Erfindung betrifft Acrylglas bzw. ein Polymeres auf Methacrylatbasis mit verbessertem Brandverhalten.The The invention relates to acrylic glass or a methacrylate-based polymer with improved fire behavior.

Polymethylmethacrylat – abgekürzt PMMA – ist ein glasklarer Thermoplast, der weltweit auch unter der Handelsbezeichnung Plexiglas® bekannt ist und wegen seiner ausgezeichneten optischen und mechanischen Eigenschaften in breiter Vielfalt zum Einsatz kommt. Dies hat insbesondere seine Ursache in der attraktiven Kombination von hoher optischer Transparenz, hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit, hoher Kratzfestigkeit und herausragender Witterungsbeständigkeit. Die ersten Arbeiten zur technischen Herstellung von PMMA gehen auf das Ende der 20-er Jahre zurück und wurden von der Firma Röhm in Darmstadt durchgeführt. Prinzipiell wird hierzu ein Monomer auf Arcylat- und/oder Methacrylatbasis – im folgenden als (Meth)acrylate beschrieben – radikalisch, in Masse, Lösung, Emulsion oder in Suspension polymerisiert wird, wobei sich die Monomeren im einzelnen von Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, iso-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, iso-Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat, 4-Methylphenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Furfuryl(meth)acrylat, Cetyl(meth)acrylat, 2-Phenylethyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Neopentyl(meth)acrylat ableiten lassen.Polymethyl methacrylate - PMMA for short - is a crystal-clear thermoplastic, which is known worldwide under the trade name Plexiglas ® and comes because of its excellent optical and mechanical properties in a wide variety of applications. This is due in particular to the attractive combination of high optical transparency, high strength, high rigidity, high scratch resistance and outstanding weather resistance. The first work for the technical production of PMMA dates back to the end of the 20's and was carried out by the company Röhm in Darmstadt. In principle, for this purpose, a monomer based on acrylate and / or methacrylate - hereinafter described as (meth) acrylates - is radically polymerized in bulk, solution, emulsion or in suspension, wherein the monomers in detail of methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl ( meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, iso-octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, Octadecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, oleyl (meth) acrylate, 4-methylphenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, furfuryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, Derive 2-phenylethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate.

Die Polymerisation in Masse dient zur Herstellung von optisch klaren Formteilen wie Platten, Profilen und Rohren. Sogenanntes Acrylglas GS entsteht, wenn die Grundstoffe in einer Form, beispielsweise zwischen zwei Glasplatten im Wasserbad, zusammengebracht werden und zum Polymer reagieren, während als Acrylglas XT z. B. in Beuteln im Wasserbad hergestellte Polymere bezeichnet werden, die danach als Acrylgranulat zu Halbzeugen wie Platten, Stäben Rohren etc. extrudiert werden. Die Polymerisation in Masse zwischen zwei Platten führt üblicherweise zu Polymeren mit hoher Molmasse (> 106 g/mol), so dass die so erzeugten Formteile im Vergleich zu extrudiertem Halbzeug bessere mechanische Eigenschaften und ein höhere Oberflächengüte besitzen. Entsprechend lässt sich gegossenes Acrylglas leichter Span abhebend bearbeiten und liefert transparente Schnittkanten, während extrudiertes Material niedriger im Molekulargewicht liegt und somit schneller schmilzt. Dies kann bei der Bearbeitung die Werkzeuge wie Bohrer und Sägen verschmieren, wobei weiße Schnittkanten zurückbleiben, wodurch verschiedene Anwendungen ausscheiden.The bulk polymerization is used to produce optically clear moldings such as plates, profiles and tubes. So-called acrylic glass GS is formed when the base materials in a form, for example, between two glass plates in a water bath, brought together and react to the polymer, while as acrylic glass XT z. B. in bags made in water-bath polymers, which are then extruded as acrylic granules to semi-finished products such as plates, rods tubes, etc. The mass polymerization between two plates usually leads to polymers of high molecular weight (> 10 6 g / mol), so that the molded parts thus produced have better mechanical properties and a higher surface quality compared to extruded semi-finished products. Correspondingly, cast acrylic glass is easier to lift off and provides transparent cut edges, while extruded material is lower in molecular weight and therefore melts faster. This can smear the tools such as drills and saws during machining, leaving white cut edges, thereby eliminating various applications.

Zur Erhöhung der Zähigkeit werden Meth)acrylate in vielfältiger Weise mit z. B. α-Methylstyrol, Styrol, Acrylnitril oder anderen Acrylmonomeren copolymerisiert. Elastomermodifizierte, schlagzähe Polymersysteme können durch Einbau von Elastomerpartikeln – z. B. im Verlaufe einer zwei – oder mehrstufigen Suspensions- bzw. Emulsionspolymerisation – erhalten werden.to Increasing toughness are meth) acrylates in various ways with z. For example, α-methylstyrene, styrene, acrylonitrile or other acrylic monomers. Elastomer modified, Impact-resistant polymer systems can by installation of elastomer particles - z. B. in the course of a two - or multistage suspension or emulsion polymerization become.

Generell kann die Polymerisation von (Meth)acrylaten radikalisch, anionisch oder kationisch erfolgen, wobei in der Praxis am häufigsten die radikalische Methode zur Anwendung kommt.As a general rule For example, the polymerization of (meth) acrylates can be free-radical, anionic or cationic, being the most common in practice the radical method is used.

Die radikalische Polymerisation in Masse läuft üblicherweise bei Temperaturen zwischen 40 und 80°C ab, wobei in der Monomermischung 0,01 bis 2 Gew.-% Polymerisationsinitiatoren enthalten sind. Solche Polymerisationsinitiatoren sind beispielsweise Peroxide wie Benzoylperoxid oder Azoverbindungen, wie beispielsweise 2,2'-Azobis(isobutyronitril) oder 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril).The Radical bulk polymerization usually proceeds at temperatures between 40 and 80 ° C, where in the Monomer mixture containing 0.01 to 2 wt .-% polymerization initiators are. Such polymerization initiators are, for example, peroxides such as benzoyl peroxide or azo compounds such as 2,2'-azobis (isobutyronitrile) or 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile).

Bekanntermaßen tritt beim Erhitzen von polymerisierten (Meth)acrylaten, d. h. PMMA, z. B. mit einer Flamme Depolymerisation ein, so dass PMMA nach dem Anzünden durch die dabei entstehenden Gase weiter brennt. Aus diesem Grund ist PMMA nach DIN 4102 üblicherweise als normal entflammbar in die Baustoffklasse B2 eingestuft, wobei brennende Schmelze abtropft. Zwar sind wenige Spezialsorten verfügbar, die die Baustoffklasse B1 erreichen, diese enthalten jedoch alle herkömmliche Flammschutzmittel ( http://www.ceficefra.com/faq ), die bezüglich ihrer Umweltverträglichkeit gegenwärtig kritisch diskutiert werden. Beispielsweise ist in DE 101 30 772 (2001) ein System offenbart, das für (Meth)acrylpolymere 4 bis 15 Gew.-% Phosphorverbindungen in Kombination mit einen Synergisten wie 1 bis 4 Gew.-% einer oder mehrerer cyclischer organischer Schwefelverbindungen verwendet. Dieses System erreicht die Anforderung des Test UL 94 HB, die u. a. bei einer Beflammung von 30 Sekunden eines Probenkörpers einen Brennweg < 100 mm fordert (UL = Underwriters Laboratories Inc.; http://www.ul-europe.com ; UL International Germany GmbH, 63263 Neu-Isenburg; Beschreibung der Testmethode: http://www.lairdtech.com/de/downloads/FA_UL_dt.pdf ). Wenn man jedoch einen in der Praxis auftretenden Brandfall zugrunde legt, wo eine Selbstverlöschung des flammgeschützten PMMA weniger auftritt, da – nicht wie im Testfall – die Beflammung nach 30 Sekunden beendet wird, sondern bei bestimmten Brandherden das PMMA kontinuierlich weiter beflammt wird, werden bei Verwendung Phosphor- und Schwefelhaltiger Flammschutzmittel sehr giftige Gase an die Umwelt abgeben. Bei Verwendung Stickstoff enthaltender Flammschutzmittel, z. B. N-Hydroxymethyl-3-dimethylphosphonpropionamid, wird die Umwelt außerdem mit der sehr giftigen Blausäure und giftigen nitrosen Gasen belastet ( André Leisewitz et al., Forschungsbericht 297 44 542, „Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen zur Substitution umweltrelevanter Flammschutzmittel”, Band I 04 08, 2000 ; veröffentlicht im Internet: http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/1965.pdf ).As is known, when heating polymerized (meth) acrylates, ie PMMA, z. B. with a flame depolymerization, so that PMMA continues to burn after lighting by the resulting gases. That's why PMMA is after DIN 4102 Usually classified as a normal flammable in the building material class B2, wherein burning melt drips. Although only a few special varieties are available that meet building material class B1, they contain all conventional flame retardants ( http://www.ceficefra.com/faq ), which are currently critically discussed with regard to their environmental compatibility. For example, in DE 101 30 772 (2001) discloses a system which uses for (meth) acrylic polymers 4 to 15% by weight of phosphorus compounds in combination with a synergist such as 1 to 4% by weight of one or more cyclic organic sulfur compounds. This system meets the requirement of the UL 94 HB test, which requires, among other things, a combustion path of <100 mm for a sample of 30 seconds (UL = Underwriters Laboratories Inc .; http://www.ul-europe.com ; UL International Germany GmbH, 63263 Neu-Isenburg; Description of the test method: http://www.lairdtech.com/de/downloads/FA_UL_dt.pdf ). But if you have one in practice occurring fire case sets, where a self-extinction of the flame-retardant PMMA occurs less, since - as in the test case - the flame is stopped after 30 seconds, but in certain fire herds the PMMA is continuously flamed, are phosphorus and sulfur-containing Flame retardants release very toxic gases to the environment. When using nitrogen-containing flame retardants, for. As N-hydroxymethyl-3-dimethylphosphonpropionamid, the environment is also charged with the very toxic hydrocyanic acid and toxic nitrous gases ( André Leisewitz et al., Research Report 297 44 542, "Development of evaluation principles for the substitution of environmentally relevant flame retardants", Volume I 04 08, 2000 ; published on the internet: http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/1965.pdf ).

<Aufgabe><Task>

Die Aufgabe bestand in der Entwicklung eines PMMA-Typs, der ohne Zugabe eines Phosphorverbindungen und/oder Schwefelverbindungen enthaltenden Flammschutzmittels beim Brennen erstens nicht abtropft und zweitens im Brandfall keine giftigen Gase an die Umwelt abgibt. Als Hauptziel wird dabei verfolgt, dass bei der Anwendung im Baubereich bzw. Bedachungen gegebenenfalls notwendige Löscharbeiten der Feuerwehr weder durch herabtropfendes und brennendes Polymer noch durch giftige Gase beeinträchtigt werden.The The task was to develop a PMMA type without addition a phosphorus compounds and / or sulfur compounds containing Flammschutzmittels when firing firstly not dripping and secondly in case of fire does not give off toxic gases to the environment. As a main goal is tracked that when used in the construction sector or roofing possibly necessary extinguishing work of the fire department neither by dripping and burning polymer still poisonous Gases are impaired.

<Lösung><Solution>

Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Mitverwendung von Silizium-Sauerstoffclustern als Comonomere zwar den Brennvorgang von brennendem PMMA nicht absolut stoppen kann, aber in Anlehnung an UL 94 V-0 ein Abtropfen beim Brennvorgang vollständig verhindert wird und außerdem keine giftigen Gase an die Umwelt abgegeben werden. Die Silizium-Sauerstoffcluster verbrennen überraschenderweise zu dem festen und völlig unbedenklichem Siliziumdioxid. Bei bestimmten Zusammensetzungen und Dosierungen der Silizium-Sauerstoffcluster tritt überraschenderweise sogar eine Selbstverlöschung gemäß UL 94 V-0 ein. Durch den Zusatz der Silizium-Sauerstoffclustern werden überraschenderweise die optischen Eigenschaften von PMMA nicht negativ beeinflusst. Zudem wird durch diesen Zusatz die Kratzfestigkeit von PMMA erhöht.Surprisingly was found to be the concomitant use of silicon-oxygen clusters as comonomers, although the burning process of burning PMMA is not absolute can stop, but in accordance with UL 94 V-0 a dripping when Burning process is completely prevented and also no toxic gases are released to the environment. The silicon-oxygen clusters surprisingly burn to the solid and completely harmless silica. For certain compositions and dosages of the silicon-oxygen clusters surprisingly occurs even a self extinguishing according to UL 94 V-0 on. The addition of the silicon-oxygen clusters are surprisingly the optical properties of PMMA are not adversely affected. In addition, this addition increases the scratch resistance of PMMA.

Gegenstand dieser Erfindung sind Polymere auf (Meth)acrylatbasis, die von 0,01 bis 15 Gew.-% an ionischen oder kovalent gebundenen polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustern mit mindestens 4 Siliziumatomen aufweisen, die ihrerseits

  • a) aus mindestens einem monomeren Baustein des Typs (Meth)acryl-Zm-SiYn (1)hergestellt wurden, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1, 2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4, Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die (Meth)acrylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen;
  • b) und/oder aus mindestens einem monomeren Baustein des Typs Vinyl-Zm-SiYn (2)hergestellt wurden, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die Vinylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen;
  • c) und/oder aus mindestens einem monomeren Baustein des Typs Cycloalkenyl-Zm-SiYn (3)hergestellt wurden, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1, 2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die Cycloalkenylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen;
  • d) und/oder aus mindestens einem monomeren Baustein des Typs Norbornenyl-Zm-SiYn (4)hergestellt wurden, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1, 2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die Norbornenylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen.
  • e) und/oder aus mindestens einem monomeren ionischen Baustein des Typs [HR'C=C(R'')-Z'm'-COO][NHR2]+-Zm-SiYn (5)hergestellt wurden, worin gleich oder unabhängig voneinander m und m' = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. R' ist gleich oder unabhängig vor R und ist ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. R” ist gleich oder unabhängig von R' oder R und ist ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z und Z' sind gleich oder unabhängig voneinander und stellen einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest dar.
This invention relates to (meth) acrylate-based polymers having from 0.01 to 15% by weight of ionic or covalently bonded polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters having at least 4 silicon atoms, which in turn
  • a) from at least one monomeric building block of the type (Meth) acryl-Z m -SiY n (1) where m = 0 or 1 and n is 1, 2 or 3, with the proviso m + n = 4, the groups Y are the same or different, where Y is OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The (meth) acrylic group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups;
  • b) and / or at least one monomeric building block of the type Vinyl-Z m -SiY n (2) in which m = 0 or 1 and n are equal to 1, 2 or 3 with the proviso m + n = 4. The groups Y are identical or different, Y being OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The vinyl group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups;
  • c) and / or at least one monomeric building block of the type Cycloalkenyl-Z m -SiY n (3) where m = 0 or 1 and n is 1, 2 or 3 with the proviso m + n = 4. The groups Y are the same or different, where Y is OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The cycloalkenyl group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups;
  • d) and / or at least one monomeric building block of the type Norbornenyl-Z m -SiY n (4) where m = 0 or 1 and n is 1, 2 or 3 with the proviso m + n = 4. The groups Y are the same or different, where Y is OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The norbornenyl group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups.
  • e) and / or at least one monomeric ionic building block of the type [HR'C = C (R '') - Z 'm' --COO] - [NHR 2 ] + - Z m -SiY n (5) where m is equal to or independently of one another and m '= 0 or 1 and n is equal to 1, 2 or 3, with the proviso m + n = 4. The groups Y are the same or different, where Y is OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. R 'is the same or independent of R and is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. R "is the same or independent of R 'or R and is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z and Z 'are the same or different and represent a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical.

Solche monomeren Bausteine bzw. deren Vorstufen werden teils von der Evonik Degussa GmbH unter der Handelsbezeichnungen DYNASYLAN® MEMO, DYNASYLAN® VTMO, DYNASYLAN® VTMOEO DYNASYLAN® VTEO, DYNASYLAN® AMEO und DYNASYLAN® AMMO vertrieben, sind aber auch bei der ABCR GmbH & Co. KG erhältlich wie beispielsweise 2-(3-Cyclohexenyl)ethyltrichlorosilan, Methacryloxymethyltriethoxysilan, Methacryloxymethyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropylmethyldimethoxysilan, 3-(Acryloxypropyl)dimethylmethoxysilan, 3-(Acryloxy propyl)methyldimethoxysilan, Cyclohexenyltrichlorosilan, oder 5-(Bicyloheptenyl)methyldichlorosilan. Zur Herstellung des in ionischer Form vorliegenden monomeren Bausteins 5 wird zusätzlich eine mindestens eine Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltende mit Alkylgruppen, Hydroxygruppen oder Oxygruppen substituierte oder unsubstitiuierte aliphatische oder cyclische Carbonsäuren mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Pentensäure, 9-Hydroxy-2-decensäure, 9-Oxo-2-decensäure und Ölsäure verwendet.Such monomeric building blocks or their precursors are sold mostly by Evonik Degussa GmbH under the trade names DYNASYLAN® ® MEMO, DYNASYLAN® ® VTMO, DYNASYLAN® ® VTMOEO DYNASYLAN® ® VTEO, DYNASYLAN® ® AMEO and DYNASYLAN® ® AMMO, but are also in the ABCR GmbH & Co KG such as 2- (3-cyclohexenyl) ethyltrichlorosilane, methacryloxymethyltriethoxysilane, methacryloxymethyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (acryloxypropyl) dimethylmethoxysilane, 3- (acryloxypropyl) methyldimethoxysilane, cyclohexenyltrichlorosilane, or 5- (bicyloheptenyl) methyldichlorosilane. For the preparation of the monomeric building block 5 present in ionic form, an aliphatic or cyclic carboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms substituted with alkyl groups, hydroxy groups or oxy groups and substituted by unsubstituted or unsubstituted aliphatic or cyclic carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, pentenoic acid, 9-hydroxy-2 -decensic acid, 9-oxo-2-decenoic acid and oleic acid.

Die erfindungsgemäß verwendeten Silizium-Sauerstoffcluster können nach bekannten Methoden hergestellt werden. Beispielsweise beschreiben Lichtenhan et al. in US 5,484,867 ; Comments Inorg. Chem. 17 (1995), 115–130; Macromolecules 29 (1996), 7302–7304 und in Macromolecules 28 (1995), 8435–8437 einen Syntheseweg. Für spezielle Silizium-Sauerstoffcluster findet sich in der einschlägigen Literatur die Bezeichnung „Polyedrische, oligomere Silasesquioxane” (POSS). Nach der Strukturformer handelt es sich hierbei um (RSiO3/2)n-Verbindungen, mit n = 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 und 18. Die bei der Synthese entstehenden Strukturen sind größenordnungsmäßig im Nanobereich (ca. 1 nm) und vom sogenannten T4-, T6-, T8-, T10-, T12- und T18-Typ, worunter ein 4-er Käfig (Tetraeder), 6-er-Käfig (dreikantiges Prisma), 8-er Käfig (Würfel), 10-er Käfig (fünfkantiges Prisma), 12-er Käfig (sechskantiges Prisma) usw. verstanden wird. Die mit Abstand am häufigsten vorkommende Form ist die T8-Struktur.The silicon-oxygen clusters used according to the invention can be prepared by known methods. For example, Lichtenhan et al. in US 5,484,867 ; Comments Inorg. Chem. 17 (1995), 115-130; Macromolecules 29 (1996), 7302-7304 and in Macromolecules 28 (1995), 8435-8437 a synthetic route. For special silicon-oxygen clusters, the term "polyhedral, oligomeric silsesquioxanes" (POSS) can be found in the relevant literature. The structural formers are (RSiO 3/2 ) n compounds, where n = 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, and 18. The resulting structures in the synthesis are of the order of nanosize (ca. 1 nm) and of the so-called T 4 , T 6 , T 8 , T 10 , T 12 and T 18 types, among which a 4-membered cage (tetrahedron), 6-membered cage (triangular prism) , 8-cage (cube), 10-cage (pentagonal prism), 12-cage (hexagonal prism) and so on. By far the most common form is the T 8 structure.

Die obige Literatur beschreibt Silizium-Sauerstoffcluster gemäß der Struktur 6 mit einer funktionellen Gruppe X, die durch „Corner Capping” mit Trichlorsilanen, wie beispielsweise XSiCl3, unter Verwendung eines Amins als Base, in die jeweiligen Trisilanol-Vorstufe gemäß Struktur 7, eingeführt wurde.The above literature describes silicon-oxygen clusters according to structure 6 with a functional Group X which was introduced by corner capping with trichlorosilanes, such as XSiCl 3 , using an amine as the base, into the respective trisilanol precursor according to structure 7.

Figure 00070001
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Bevorzugt für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Silizium-Sauerstoffcluster ist das in WO 03/064490 offen gelegte Verfahren. Dort wird die Funktionalisierung von Silizium-Sauerstoffclustern der Struktur 7 durch ”Corner Capping” mit Alkoxysilanen, z. B. mit monomeren Bausteinen des Typs a), b), c) oder d) beschrieben.Preferred for the preparation of the silicon-oxygen clusters used in the invention is the in WO 03/064490 disclosed procedures. There, the functionalization of silicon-oxygen clusters of structure 7 by "corner capping" with alkoxysilanes, z. B. with monomeric building blocks of the type a), b), c) or d) described.

Diese Methoden liefern allerdings nur Silizium-Sauerstoffcluster mit einer funktionellen Gruppe.These However, methods only provide silicon-oxygen clusters with one functional group.

Besonders bevorzugt für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Silizium-Sauerstoffcluster sind die unter WO 2006/125707 und WO 2007/121908 dokumentierten Prozesse unter Anwendung der monomeren Bausteine des Typs a), b), c) oder d). Dieses Verfahren, zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwei verschiedene Silane unter Basenkatalyse umgesetzt werden, wobei die Geschwindigkeitskonstanten bezüglich der Verseifungsreaktion der eingesetzten Silane in der gleichen Größenordnung liegen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Silizium-Sauerstoffcluster eine Substituentenverteilung gemäß der Eduktzusammensetzung der Silane aufweisen. Setzt man beispielsweise als Edukt das Silan ASiY3, und das Silan BSiY3 in einem molaren Mischungsverhältnis von 1:1 in diesem Verfahren ein, so erhält man eine Zusammensetzung, die überwiegend einen Silizium-Sauerstoffcluster vom Typ A4B4Si8O12 aufweist. In unterschiedlichen Gewichtsanteilen, jedoch in geringeren Gewichtsanteilen als in dem Silizium-Sauerstoffcluster vom Typ A4B4Si8O12, weist die Zusammensetzung auch Silizium-Sauerstoffcluster vom Typ A3B5Si8O12, vom Typ A2B6Si8O12, vom Typ A5B3Si8O12 und vom Typ A6B2Si8O12 auf.Particularly preferred for the preparation of the silicon-oxygen clusters used in the invention are the WO 2006/125707 and WO 2007/121908 documented processes using the monomeric building blocks of the type a), b), c) or d). This process is characterized in that at least two different silanes are reacted under base catalysis, wherein the rate constants with respect to the saponification reaction of the silanes used are of the same order of magnitude. In this way, it can be achieved that the silicon-oxygen clusters have a substituent distribution in accordance with the educt composition of the silanes. If, for example, the starting material used is the silane ASiY 3 and the silane BSiY 3 in a molar mixing ratio of 1: 1 in this process, the result is a composition which predominantly contains a silicon-oxygen cluster of the type A 4 B 4 Si 8 O 12 having. In different proportions by weight, but in parts by weight less than in the type A 4 B 4 Si 8 O 12 type silicon-oxygen cluster, the composition also has type A 3 B 5 Si 8 O 12 type A 2 B 6 Si silicon-oxygen clusters 8 O 12 , of the type A 5 B 3 Si 8 O 12 and of the type A 6 B 2 Si 8 O 12 .

Nach WO 2006/125707 und WO 2007/121908 werden insbesondere Silane gemäß der Formel (RaXb)mSiYn mit: a, b = 0, 1; m, n = 1, 2 oder 3;
a + b = 1 und m + n = 4,
wobei
R = Wasserstoff, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylgruppe oder Polymereinheit, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sind,
X = Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Silyloxy-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat, Methacrylat-, Mercapto-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R,
Y = OH, ONa, OK, OR', OCOR', OSiR'3, Cl, Br, I oder NR'2 und
R' = Wasserstoff, einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest ist,
eingesetzt, bevorzugt werden Silane eingesetzt, die Substituenten vom Typ Y ausgewählt aus OH, OR', OCOR' oder Cl aufweisen.
To WO 2006/125707 and WO 2007/121908 in particular silanes according to the formula (R a X b ) m SiY n with: a, b = 0, 1; m, n = 1, 2 or 3;
a + b = 1 and m + n = 4,
in which
R = hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl or polymeric moiety, each being substituted or unsubstituted,
X = oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, silyloxy, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate, mercapto, nitrile, amino, phosphine or at least one type X substituent of the type R,
Y = OH, ONa, OK, OR ', OCOR', OSiR ' 3 , Cl, Br, I or NR' 2 and
R 'is hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radical,
used, preferably silanes are used which have substituents of the type Y selected from OH, OR ', OCOR' or Cl.

Besonders bevorzugt werden in diesem Verfahren Alkoxysilane gemäß der Formel (RaXb)mSi(OR')n mit: a, b = 0, 1; m, n = 1, 2 oder 3;
a + b = 1 und m + n = 4,
wobei:
R = Wasserstoff, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroarylgruppe oder Polymereinheit, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sind,
X = mindestens ein monomerer Baustein mit mindestens einer Doppelbindung und optional eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Silyloxy-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat, Methacrylat-, Mercapto-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R,
R' = Wasserstoff, einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest, ist, eingesetzt. Hierbei können die Reste R' gleich oder unterschiedlich sein.
Particularly preferred in this process alkoxysilanes according to the formula (R a X b ) m Si (OR ') n with: a, b = 0, 1; m, n = 1, 2 or 3;
a + b = 1 and m + n = 4,
in which:
R = hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl or polymeric moiety, each being substituted or unsubstituted,
X = at least one monomeric building block having at least one double bond and optionally an oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, silyloxy, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate , Mercapto, nitrile, amino, phosphine or at least one such type X substituent of type R,
R '= hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl radical. Here, the radicals R 'may be the same or different.

Besonders bevorzugt werden bei diesem Verfahren Trialkoxysilane, insbesondere Alkyltrialkoxysilane RSi(OR')3 eingesetzt, wobei die Alkoxygruppe (OR') von 1 bis 4 Kohlenstoffatome, insbesondere Methoxy- oder Ethoxygruppe und die Alkylgruppe (R) von 1 bis 5 Kohlenstoffatome, insbesondere von 2 bis 4 Kohlenstoffatome, bevorzugt jedoch 3 Kohlenstoffatome aufweist. Beispiele für Alkyltrialkoxysilane gemäß der Formel RSi(OR')3 sind Isobutyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® IBTMO), Isobutyltriethoxysilan, Propyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® PTMO), Propyltriethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Methyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® MTMS), Methyltriethoxysilan, Octyltrimethoxylsilan, Octyltriethoxysilan, Cyclopentyltrimethoxysilan, Cyclopentyltriethoxysilan, Cyclohexyltrimethoxysilan und Cyclohexyltriethoxysilan. In diesem Verfahren können auch Trialkoxysilane mit einem Substituenten vom Typ X gemäß der Formel XSi(OR')3, wie beispielsweise 3-Aminopropytriethoxysilan (DYNASYLAN® AMEO), 3-Chlorpropyltrimethoxysilan (CPTMO), 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® GLYMO), 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® MTMO), 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® MEMO) und Acryloxypropyltrimethoxysilan eingesetzt werden. In einer besonderen Ausführungsform werden Alkenyltrialkoxysilane, wie beispielsweise Vinyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® VTMO) oder Vinyltriethoxysilan eingesetzt. Für die Herstellung von polyedrischen oligomeren Silasesquioxane zur Hydrophobierung, beispielsweise von Polymeren, werden vorzugsweise Fluoralkyltrialkoxysilane, bevorzugt gemäß der Formel CF3((CF2)o(CH2)p)Si(OR')3 mit 0, p = 0–12, wie beispielsweise 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluoroctyltriethoxysilan (DYNASYLAN® F 8261).Trialkoxysilanes, in particular alkyltrialkoxysilanes RSi (OR ') 3, are particularly preferably used, the alkoxy group (OR') having from 1 to 4 carbon atoms, in particular methoxy or ethoxy group, and the alkyl group (R) having from 1 to 5 carbon atoms, in particular of 2 to 4 carbon atoms, but preferably has 3 carbon atoms. Examples of alkyltrialkoxysilanes of the formula RSi (OR ') 3 are isobutyltrimethoxysilane (DYNASYLAN ® IBTMO), isobutyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane (Dynasylan ® PTMO) propyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane (DYNASYLAN ® MTMS), methyltriethoxysilane, Octyltrimethoxylsilan, octyltriethoxysilane, cyclopentyltrimethoxysilane, Cyclopentyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane and cyclohexyltriethoxysilane. In this method, trialkoxysilanes 3 may be substituted with a substituent of the type X according to the formula XSi (OR '), such as 3-Aminopropytriethoxysilan (DYNASYLAN ® AMEO) 3-chloropropyltrimethoxysilane (CPTMO), 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (DYNASYLAN ® GLYMO), 3 mercaptopropyltrimethoxysilane (DYNASYLAN ® MTMO), 3-methacryloxypropyl-trimethoxysilane (Dynasylan ® MEMO) and acryloxypropyltrimethoxysilane be used. In a particular embodiment, be (DYNASYLAN ® VTMO) or vinyltriethoxysilane used such as vinyltrimethoxysilane alkenyltrialkoxysilanes. For the preparation of polyhedral oligomeric silsesquioxanes for hydrophobing, for example of polymers, preferably fluoroalkyltrialkoxysilanes, preferably according to the formula CF 3 ((CF 2 ) o (CH 2 ) p ) Si (OR ') 3 with 0, p = 0-12 such as 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyltriethoxysilane (DYNASYLAN ® F 8261).

Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Silizium-Sauerstoffcluster mit mindestens einer funktionellen Gruppe, die sowohl Substituenten vom Typ R als auch Substituenten vom Typ X am Silizium-Sauerstoffcluster aufweisen, werden mindestens zwei verschiedene Silane unter Basenkatalyse umgesetzt. Diese Basenkatalyse, die während des Prozesses gemäß WO 2007/121908 unterschiedliche pH-Werte aufweisen kann, steuert und beschleunigt den Reaktionsverlauf. Als basischer Katalysator wird danach vorzugsweise eine Verbindung eingesetzt, die Strukturfragmente aufweist ausgewählt aus OH-, R'O-, R'COO-, R'NH-, R'CONR'-, R'-, CO3 2–, PO4 3–, SO4 2–, NO3 , F, NR'3, R'3NO, wobei R' Wasserstoff, einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylrest darstellt. Bevorzugt wird die Basenkatalyse mit einem basischen Katalysator ausgewählt aus Alkalihydroxiden, Erdalkalihydoxiden, (C2H5)4NOH, (C6H5CH2)(CH3)3NOH, Aminosilanen, (CH3)4NOH und/oder (C2H5)3N durchgeführt. Besonders bevorzugt wird dieses Verfahren mit Aminosilanen, NaOH, KOH oder (C2H5)4NOH als basischer Katalysator durchgeführt.For the preparation of the silicon-oxygen clusters according to the invention having at least one functional group which have both substituents of type R and substituents of type X on the silicon-oxygen cluster, at least two different silanes are reacted under base catalysis. This base catalysis, during the process according to WO 2007/121908 can have different pH values, controls and accelerates the course of the reaction. As the basic catalyst, a compound having structural fragments selected from OH, R'O-, R'COO-, R'NH-, R'CONR'-, R'-, CO 3 2- , PO 4 is then preferably used 3- , SO 4 2- , NO 3 - , F - , NR ' 3 , R' 3 NO, where R 'is hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl , Aryl or heteroaryl radical. Base catalysis with a basic catalyst is preferably selected from alkali metal hydroxides, alkaline earth hydroxides, (C 2 H 5 ) 4 NOH, (C 6 H 5 CH 2 ) (CH 3 ) 3 NOH, aminosilanes, (CH 3 ) 4 NOH and / or ( C 2 H 5 ) 3 N performed. This process is particularly preferably carried out with aminosilanes, NaOH, KOH or (C 2 H 5 ) 4 NOH as the basic catalyst.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Silizium-Sauerstoffcluster eingesetzt, der den ionischen monomeren Baustein 5 enthält. Die Herstellung dieser ionischen Silizium-Sauerstoffcluster wird in WO 2006/125708 beschrieben.In a particular embodiment of the invention, a silicon-oxygen cluster is used which contains the ionic monomeric building block 5. The production of these ionic silicon-oxygen clusters is in WO 2006/125708 described.

Gegenstand dieser Erfindung sind insbesondere PMMA bzw. Polymere auf (Meth)acrylatbasis, die von 0,01 bis 15 Gew.-% an kovalent gebundenen polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffclustern mit mindestens 4 Siliziumatomen aufweisen, die ihrerseits mindestens einem monomeren Baustein des Typs 1 bis 5 enthalten.object in particular PMMA or (meth) acrylate-based polymers of this invention, from 0.01 to 15% by weight of covalently bound polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters with at least 4 silicon atoms which in turn comprise at least one monomeric building block of the Type 1 to 5 included.

Die mindestens 4 Siliziumatome aufweisenden Silizium-Sauerstoffcluster enthalten mindestens eine freie Doppelbindung. Sie werden vor der Polymerisation der (Meth)acrylat-Mischung in einem separaten Produktionsschritt hergestellt und lassen sich mit folgender allgemeinen Formel beschreiben: [(RaAbXiSiO1,5)m(RcAdXjSiO)n(ReAfXkSi2O2,5)o(RgAhX1Si2O2)p] mit:
a, b, c, d, i = 0–1; j = 1–2; e, g, k = 0–3; f, h = 0–2; b + d + f + h ≥ 1, i + j + k + l ≥ 1; m + n + o + p ≥ 4; a + b + i = 1; c + d + j = 2; e + f + k = 3 und g + h + l = 4;
R = Wasserstoffatom, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Arylgruppe 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 = mindestens ein monomerer Baustein mit mindestens einer Doppelbindung und optional eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Silyloxy-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat, Methacrylat-, Mercapto-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R,
A = hydrophober Substituent, ausgewählt aus fluorierten Kohlenwasserstoffresten, bevorzugt Fluoralkyltrialkoxysilane gemäß der Formel CF3((CF2)o(CH2)p)Si(OR)3 mit o, p = 0–12,
wobei die Substituenten vom Typ R gleich oder unterschiedlich sind.
The at least 4 silicon atoms having silicon-oxygen clusters contain at least one free double bond. They are prepared before the polymerization of the (meth) acrylate mixture in a separate production step and can be described by the following general formula: [(R a A b X i SiO 1.5 ) m (R c A d X j SiO) n (R e A f X k Si 2 O 2.5 ) o (R g A h X 1 Si 2 O 2 ] p ] With:
a, b, c, d, i = 0-1; j = 1-2; e, g, k = 0-3; f, h = 0-2; b + d + f + h ≥ 1, i + j + k + l ≥ 1; m + n + o + p ≥ 4; a + b + i = 1; c + d + j = 2; e + f + k = 3 and g + h + l = 4;
R = hydrogen atom, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or polymeric moiety, each being substituted or unsubstituted, or other functionalized polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units attached via a polymer moiety or bridging moiety ,
X = at least one monomeric building block having at least one double bond and optionally an oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, silyloxy, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate , Mercapto, nitrile, amino, phosphine or at least one such type X substituent of type R,
A = hydrophobic substituent selected from fluorinated hydrocarbon radicals, preferably fluoroalkyltrialkoxysilanes according to the formula CF 3 ((CF 2 ) o (CH 2 ) p ) Si (OR) 3 with o, p = 0-12,
wherein the substituents of the type R are the same or different.

Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Silizium-Sauerstoffcluster hat zwingend in einem separaten Produktionsschritt zu erfolgen, da ansonsten der erfindungsgemäße Effekt nicht erhalten wird. Die Erfindung wird deshalb von OS DE 10212458 (2002) nicht tangiert, da dort nicht hydrolisierte Silane einer zu polymerisierenden (Meth)acrylat-Mischung direkt zugesetzt werden.The production of the silicon-oxygen clusters used according to the invention must necessarily be carried out in a separate production step, since otherwise the effect according to the invention is not obtained. The invention is therefore of OS DE 10212458 (2002), since unhydrolyzed silanes are added directly to a (meth) acrylate mixture to be polymerized.

In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weisen die verwendeten Silizium-Sauerstoffcluster bevorzugt ein Molekulargewicht von mindestens 400 g/mol, besonders bevorzugt 600 bis 3000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 700 bis 1500 g/mol auf. In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind mehrere polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten zu einem Molekül kondensiert.In the composition of the invention have the used silicon-oxygen clusters preferably have a molecular weight of at least 400 g / mol, more preferably 600 to 3000 g / mol and most preferably 700 to 1500 g / mol. In a special Embodiment of the composition according to the invention are several polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units condensed into a molecule.

Die Molekülgröße der Silizium-Sauerstoffcluster in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann erhöht werden, indem mehrere polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffclustereinheiten mit Substituenten vom Typ X mittels Kondensation z. B. über einen Spacer und/oder die funktionellen Gruppen des Substituenten vom Typ X, verbunden werden. Weiterhin kann eine Vergrößerung durch eine Homo- oder Copolymerisation – die in der Polymerphase stattfindet – eintreten. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist bevorzugt polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffcluster auf, die eine Größe von maximal 100 nm, besonders bevorzugt von 2 bis 50 nm aufweisen.The Molecular size of the silicon-oxygen clusters in the composition of the invention can be increased by adding several polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units with substituents of type X by means of condensation z. B. over a spacer and / or the functional groups of the substituent of Type X, to be connected. Furthermore, an enlargement by a homo- or copolymerization - in the polymer phase takes place - enter. The inventive Composition preferably has polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters on, the size of a maximum of 100 nm, especially preferably from 2 to 50 nm.

Die Silizium-Sauerstoffcluster können direkt in Mengen von 0,01 bis 15,0 Gew.-% vorzugsweise 0,1 bis 7,5 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 1 bis 5 Gew.-% der Reaktionsmischung zugegeben werden. Die erfindungsgemäße Reaktionsmischung basiert vorzugsweise auf Acrylaten bzw. Methacrylaten – im folgenden als (Meth)acrylate beschrieben, die sich von den Monomeren Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, iso-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, iso-Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat, 4-Methylphenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Furfuryl(meth)acrylat, Cetyl(meth)acrylat, 2-Phenylethyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Neopentyl(meth)acrylat ableiten lassen.The Silicon-oxygen clusters can be used directly in quantities of 0.01 to 15.0 wt .-%, preferably 0.1 to 7.5 wt .-%, in particular in amounts of 1 to 5 wt .-% of the reaction mixture are added. The reaction mixture according to the invention is based preferably on acrylates or methacrylates - in the following as (Meth) acrylates which are different from the monomers methyl (meth) acrylate, Ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, Butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, Heptyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, Octyl (meth) acrylate, iso-octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, Benzyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, Dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, oleyl (meth) acrylate, 4-methylphenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, Furfuryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, 2-phenylethyl (meth) acrylate, Isobornyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate can be derived.

In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann diese auf den Monomeren (2-Ethylhexyl)acrylat, (2-Hydroxyhexyl)acrylat, Hydroxyethylacrylat, (2-Hydroxyhexyl)acrylat-phosphat, (2-Hydroxypropyl)acrylat, (2-Phenoxyethyl)acrylat, Butylacrylat, Butandioldimethacrylat, Hexandioldimethacrylat, Methylmethacrylat, [2-(tert.-Butylamino)ethyl]methacrylat, Ethyltriglykolmethacrylat, (2-Hydroxyethyl)methacrylat, (2-Hydroxyethyl)methacrylat-phosphat, (2-Hydroxypropyl)methacrylat oder Tetrahydrofurfuryl-methacrylat bzw. deren Polymere basieren.In a particular embodiment of the invention Composition can this on the monomers (2-ethylhexyl) acrylate, (2-hydroxyhexyl) acrylate, hydroxyethyl acrylate, (2-hydroxyhexyl) acrylate phosphate, (2-hydroxypropyl) acrylate, (2-phenoxyethyl) acrylate, butyl acrylate, Butanediol dimethacrylate, hexanediol dimethacrylate, methylmethacrylate, [2- (tert -butylamino) ethyl] methacrylate, ethyltriglycol methacrylate, (2-hydroxyethyl) methacrylate, (2-hydroxyethyl) methacrylate phosphate, (2-hydroxypropyl) methacrylate or tetrahydrofurfuryl methacrylate or their polymers.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann neben den (Meth)acrylaten auch weitere Monomere aufweisen, die mit den (Meth)acrylaten copolymerisierbar sind. Hierzu gehören vorzugsweise Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten an der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol, und substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten am Ring, wie z. B. p-Methylstyrol. Aber auch andere Monomere wie Vinylhalogende, z. B. Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, und Vinylester wie z. B. Vinylacetat kommen in Betracht. Daneben können auch heterocyclische Vinylverbindungen z. V. substituierte und substituierte Vinylpyridine, Vinylpyrimidine, Vinylpiperidine, Vinylcarbazole, Vinylprrolidine, N-Vinylcaprolactame, Vinyloxolane, Vinylfurane, Vinylthiophene, Vinylthiolane, Vinylthiazole, Vinyl- und Isoprenylether verwendet werden. Weiterhin sind Maleinsäure und Maleinsäurederivate verwendbar.The Composition according to the invention can in addition to (Meth) acrylates also have other monomers with the (meth) acrylates are copolymerizable. These include preferably styrene, substituted styrenes having an alkyl substituent on the side chain, such as As α-methylstyrene, and substituted styrenes with an alkyl substituent on the ring, such as. For example, p-methylstyrene. But Other monomers such as vinyl halides, z. Vinyl chloride, vinyl fluoride, Vinylidene chloride, vinylidene fluoride, and vinyl esters such. B. vinyl acetate come into consideration. In addition, heterocyclic vinyl compounds may also be used z. V. substituted and substituted vinylpyridines, vinylpyrimidines, Vinylpiperidines, vinylcarbazoles, vinylprrolidines, N-vinylcaprolactams, Vinyl oxanes, vinyl furans, vinyl thiophenes, vinyl thiolanes, vinyl thiazoles, Vinyl and isoprenyl ethers are used. Furthermore, maleic acid and maleic acid derivatives.

Entscheidend für die Ausführbarkeit dieser Erfindung ist, dass die soeben genannten Comonomere außer der in der radikalischen Polymerisation aufgehenden funktionellen Vinylgruppe keine weiteren funktionellen Gruppen, wie z. B. Säure- oder Hydroxygruppen, aufweisen.Crucial to the feasibility of this invention is that the comonomers just mentioned no further functional groups, such as the functional vinyl group arising in the free-radical polymerization, such as. As acid or hydroxy groups have.

Die genannten Monomere können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einzeln oder in Mischungen enthalten sein, ferner können auch Homopolymer und/oder Copolymere dieser Monomere vorliegen.The mentioned monomers can in the inventive Composition may be contained individually or in mixtures, further may also homopolymer and / or copolymers of these monomers available.

Die Polymerisation der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann grundsätzlich radikalisch, anionisch oder kationisch erfolgen. Bei bestimmten Zusammensetzungen der Stoffmischungen sind diese sogar ohne Polymerisationskatalysator reaktionsfähig, wobei die Reaktionsfähigkeit von der verwendeten Kombination abhängig ist. Dies ist – wenn Produkte länger gelagert oder transportiert werden – eine wichtige Tatsache. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann optional Inhibitoren bzw. Vinylpolymerisationsverhinderungsmittel wie tert.-Butylbrenzcatechin, Hydrochinon, Hydrochinon-mono-ethylether und 2,5-di-tert.-Butylhydrochinon enthalten. Die erforderlichen Mengen schwanken je nach Monomerzusammensetzung sowie Lagerungs- bzw. Transportbedingungen und liegen in der Regel im Bereich von 0,005 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der ZusammensetzungThe Polymerization of the composition of the invention can basically radical, anionic or cationic respectively. For certain compositions of the compositions are this even without polymerization catalyst reactive, the responsiveness of the combination used is dependent. This is - if products are longer stored or transported - an important fact. The Composition according to the invention may be optional Inhibitors or vinyl polymerization inhibitors such as tert-butyl catechol, Hydroquinone, hydroquinone monoethyl ether and 2,5-di-tert-butylhydroquinone contain. The required amounts vary depending on the monomer composition as well as storage and transport conditions and are usually in the range of 0.005 to 0.1 wt .-%, based on the total weight the composition

Für die bevorzugte radikalische Polymerisation bzw. Vernetzung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann diese sogenannte Polymerisationsinitiatoren enthalten. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung maximal 5 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,015 bis 1,0 Gew.-% Initiator, bezogen auf das Monomerengemisch auf. Als Polymerisationsinitiatoren weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung bevorzugt Azoverbindungen, wie beispielsweise 2,2'-Azobis(isobutyronitril) oder 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), Redox-Systeme, wie beispielsweise die Kombination von tertiären Aminen mit Peroxiden, auf. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Polymerisationszusammensetzung Peroxide, besonders bevorzugt Dilauroylperoxid, tert.-Butylperoctoat, tert.-Butylperisononanoat, Dicyclohexylperoxidicarbonat, Dibenzoylperoxid oder 2,2-Bis-(tert.-butylperoxy)butan, auf (vgl. hierzu beispielsweise H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, ”Acryl- und Methacrylverbindungen”, Springer, Heidelberg, 1967 oder Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, Seiten 386ff, J. Wiley, New York, 1978 ). Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch ein Gemisch verschiedener Polymerisationsinitiatoren mit unterschiedlicher Halbwertzeit, wie beispielsweise Dilauroylperoxid und 2,2-Bis-(tert.-butylperoxy)butan, aufweisen, um den Radikalstrom im Verlauf der Polymerisation sowie bei verschiedenen Polymerisationstemperaturen konstant zu halten.For the preferred free-radical polymerization or crosslinking of the composition according to the invention, these may contain what are known as polymerization initiators. In particular, the composition of the invention has a maximum of 5 wt .-%, preferably 0.01 to 2 wt .-%, in particular 0.015 to 1.0 wt .-% of initiator, based on the monomer mixture. As polymerization initiators, the composition according to the invention preferably azo compounds, such as 2,2'-azobis (isobutyronitrile) or 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), redox systems, such as the combination of tertiary amines with peroxides on , The composition according to the invention preferably contains peroxides, particularly preferably dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctoate, tert-butyl perisononanoate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, dibenzoyl peroxide or 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane (cf. H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, "Acrylic and Methacrylic Compounds", Springer, Heidelberg, 1967 or Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, pp. 386ff, J. Wiley, New York, 1978 ). The composition according to the invention can also comprise a mixture of different polymerization initiators with different half-lives, such as, for example, dilauroyl peroxide and 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, in order to keep the radical stream constant during the polymerization and at different polymerization temperatures.

In einer besonderen Ausführungsform der Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weist diese einen Photoinitiator auf, beispielsweise 2 Gew.-% DAROCUR® 1173 oder einen IRGACURE®-Typ (Ciba Spezialchemikalien GmbH). Hierbei handelt es sich insbesondere um α–Hydroxyketone, Phenylglyoxylate, Benzyldimethylketale oder α-Aminoketone. Die Polymerisation der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann nun mit einem UV-Strahler, beispielsweise von der Fa. Theimer oder Lamp Express Inc. (USA), mit einer Leistung von 100 W/cm erfolgen.In a particular embodiment of the use of the composition according to the invention, it comprises a photoinitiator, for example, 2 wt .-% of DAROCUR ® 1173 or a IRGACURE ® type (Ciba Specialty Chemicals GmbH). These are, in particular, α-hydroxyketones, phenylglyoxylates, benzyldimethylketals or α-aminoketones. The polymerization of the composition according to the invention can now be carried out with a UV emitter, for example from the company Theimer or Lamp Express Inc. (USA), with a power of 100 W / cm.

Für die Einstellung der Molekulargewichte der Homo- bzw. Copolymerisate kann die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise von 0,05 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 2 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Monomerengemisch ein Molekulargewichtsregler aufweisen. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Molekulargewichtsregler, ausgewählt aus Mercaptanen, wie beispielsweise n-Butylmercaptan, n-Dodecylmercaptan, 2-Mercaptoethanol, oder 2-Ethylhexylthioglycolat auf. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung n-Dodecylmercaptan auf (vgl. beispielsweise H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, ”Acryl- und Methacrylverbindungen”, Springer, Heidelberg, 1967 ; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. XIV/1, Seite 66, Georg Thieme, Heidelberg, 1961 oder Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, Seiten 296ff, J. Wiley, New York, 1978 ).For adjusting the molecular weights of the homopolymers or copolymers, the coating composition of the invention may preferably contain from 0.05 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 2% by weight and more preferably from 0.2 to 1% by weight. % based on the monomer mixture having a molecular weight regulator. In particular, the composition of the invention has a molecular weight regulator selected from mercaptans, such as n-butyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, or 2-ethylhexyl thioglycolate. The composition according to the invention preferably comprises n-dodecylmercaptan (cf., for example H. Rauch-Puntigam, Th. Völker, "Acrylic and Methacrylic Compounds", Springer, Heidelberg, 1967 ; Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Vol. XIV / 1, page 66, Georg Thieme, Heidelberg, 1961 or Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, pp. 296ff, J. Wiley, New York, 1978 ).

Zur schlagzäh modifizierenden Wirkung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können Vernetzer wie Di(meth)acrylate, Divinylbenzole oder Allyl(meth)acrylate enthalten sein.to impact-modifying effect of the invention Crosslinkers such as di (meth) acrylates, Divinylbenzenes or allyl (meth) acrylates may be included.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung weitere Additive enthalten, wie beispielsweise Wärme- und Lichtstabilisatoren, insbesondere UV-Absorber, optische Aufheller, Antistatika, Beschleuniger auf Basis von Aminverbindungen, Gleitmittel, Antiblockmittel, Nukleierungsmittel, flammhemmende Mittel, Füll- und Farbstoffe sowie Pigmente. Verwiesen sei auf Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Carl Hanser Verlag 2001 . Das Einfärben von Polymeren ist in Vieweg-Esser, Kunststoffhandbuch, Band IX, „Polymethacrylate”, Carl Hanser Verlag 1975 und Batzer, Polymere Werkstoffe, Bd. II, Technologie (337–353), Georg Thieme Verlag 1984 beschrieben. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist diese Additive – bezogen auf das jeweilige Additiv – bevorzugt in Mengen von jeweils 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% auf.Of course, the composition of the invention may contain other additives, such as heat and light stabilizers, especially UV absorbers, optical brighteners, antistatic agents, accelerators based on amine compounds, lubricants, antiblocking agents, nucleating agents, flame retardants, fillers and dyes and pigments. Reference is made to Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Carl Hanser Verlag 2001 , The coloring of polymers is in Vieweg-Esser, Kunststoffhandbuch, Volume IX, "Polymethacrylates", Carl Hanser Verlag 1975 and Batzer, Polymer Materials, Vol. II, Technology (337-353), Georg Thieme Verlag 1984 described. The composition of the invention has these additives - based on the particular additive - preferably in amounts of from 0.01 wt .-% to 5.0 wt .-%.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäße Zusammensetzung näher erläutern, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsform beschränkt sein soll.The The following examples are intended to illustrate the invention Explain composition without the Invention limited to this embodiment should be.

Beispiel 1example 1

Die monomeren Bausteine (1) (Meth)acryl-Zm-SiYn, (2) Vinyl-Zm-SiYn, (3) Cycloalkenyl-Zm-SiYn und (4) Norbornenyl-Zm-SiYn wurden von Hybrid Plastics ( 55 W. L. Runnels Industrial Drive, Hattiesburg, MS 39401, USA ) bezogen:

  • 1a: MethacrylIsobutyl-POSS (MA0702)
  • 1b: MonoVinylIsobutyl-POSS (OL1123)
  • 1c: OctaCyclohexenyldimethylsilyl-POSS (OL1159)
  • 1d: NorbornenylethylEthyl-POSS (NB1021)
The monomeric building blocks (1) (meth) acryl-Z m -SiY n , (2) vinyl-Z m -SiY n , (3) cycloalkenyl-Z m -SiY n and (4) norbornenyl-Z m -SiY n were from Hybrid Plastics ( 55 WL Runnels Industrial Drive, Hattiesburg, MS 39401, USA ) based:
  • 1a: Methacrylic isobutyl POSS (MA0702)
  • 1b: monoVinyl isobutyl POSS (OL1123)
  • 1c: octa-cyclohexenyldimethylsilyl-POSS (OL1159)
  • 1d: norbornenylethyl ethyl-POSS (NB1021)

Beispiel 2Example 2

Der momere ionische Baustein (5) [HR'C=C(R'')-Z'm'-COO][NHR2]+-Zm-SiYn wurde gemäß WO 2006/125708 hergestellt:The monomeric building block (5) [HR'C = C (R '') - Z 'm' --COO] - [NHR 2 ] + - Z m -SiY n was prepared according to WO 2006/125708 produced:

Synthese einer Zusammensetzung mit (Aminopropyl)2,4(Propyl)5,6Si8O12-Anteilen und MethacrylrestenSynthesis of a composition (aminopropyl) 2.4 (propyl) 5.6 Si 8 O 12 and -Anteilen Methacrylresten

In 860 ml Ethanol werden unter Rühren bei Raumtemperatur 53,04 g (0,24 mol) 3-Aminopropyltriethoxysilan (DYNASYLAN® AMEO) gegeben. Diese werden schnell mit 20,66 g (0,24 mol) Methacrylsäure versetzt. Anschließend gibt man bei Raumtemperatur 91,99 g (0,56 mol) Propyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® PTMEO) und danach 64 g Wasser zu. Die Temperatur wird dann auf 60°C erhöht und man lässt 3 Tage bei dieser Temperatur rühren. Nach dem Abdestillieren des Lösemittels im Vakuum und Trocknen des Produkts im Vakuumtrockenschrank bei 50°C erhält man 79,6 g (Ausbeute: 100%) eines weißen, wasserlöslichen Produktes (Methacrylatsalz), das in der MS-MALDI-TOF-Analyse (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of Flight) überwiegend T6-, T8-, T10- und geringe Mengen an T12-Käfigen erkennen lasst.In 860 ml of ethanol 53.04 g (0.24 mol) of 3-aminopropyltriethoxysilane (Dynasylan AMEO ®) are added under stirring at room temperature. These are quickly mixed with 20.66 g (0.24 mol) of methacrylic acid. Are then added to 91.99 g (0.56 mol) of propyltrimethoxysilane (Dynasylan ® PTMEO) and then 64 g of water at room temperature. The temperature is then raised to 60 ° C and allowed to stir for 3 days at this temperature. After distilling off the solvent in vacuo and drying the product in a vacuum oven at 50 ° C to obtain 79.6 g (yield: 100%) of a white, water-soluble product (methacrylate salt), which in the MS-MALDI-TOF analysis (matrix Assisted laser desorption / ionization time of flight) predominantly T 6 -, T 8 -, T 10 - and small amounts of T 12 cages let recognize.

Beispiel 3Example 3

Herstellung eines Silizium-Sauerstoffclusters gemäß WO 2006/125707 :Production of a silicon-oxygen cluster according to WO 2006/125707 :

Synthese einer Zusammensetzung mit (Isobutyl)5(3-Methacryloxypropyl)3Si8O12-AnteilenSynthesis of a composition with (isobutyl) 5 (3-methacryloxypropyl) 3 Si 8 O 12 fractions

In 860 ml Aceton werden unter Rühren bei Raumtemperatur 74,50 g (0,30 mol) 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® MEMO) mit 89,15 g (0,50 mol) Isobutyltrimethoxysilan (DYNASYLAN® IBTMO) versetzt. Dazu werden unter Rühren 2,038 g KOH (0,0352 mol) gelöst in 64 g Wasser gegeben. Die Temperatur wird dann auf 40°C erhöht und man lässt bei dieser Temperatur 3 Tage lang rühren. Danach wird das Lösemittel im Vakuum abdestilliert, der Destillationsrückstand wird in 300 ml Diethylether aufgenommen und im Scheidetrichter mehrmals mit 100 ml Wasser, dem beim ersten Mal 2,11 g konzentrierte. Essigsäure zugesetzt wurde, gewaschen. Nach dem Trocknen der organischen Phase über Magnesiumsulfat wird der Diethylether im Vakuum abdestilliert. Man erhält 106 g (Ausbeute: 98,1%) einer farblosen, hochviskosen Masse, die in der MALDI-TOF-Analyse überwiegend T8-, T10- und geringe Mengen an T12-Käfigen erkennen lässt. Die HPLC-Analyse zeigt überwiegend 3-fach substituierte Käfige, die drei Substituenten vom Typ X – in diesem Beispiel 3-Methacryloxypropylgruppen aufweisen, aber auch Käfige, die zwei oder vier Substituenten vom Typ X aufweisen.In 860 ml of acetone with stirring at room temperature 74.50 g (0.30 mol) of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (DYNASYLAN ® MEMO) with 89.15 g (0.50 mol) of isobutyltrimethoxysilane (DYNASYLAN ® IBTMO) was added. With stirring, 2.038 g of KOH (0.0352 mol) dissolved in 64 g of water are added. The temperature is then raised to 40 ° C and allowed to stir at this temperature for 3 days. Thereafter, the solvent is distilled off in vacuo, the distillation residue is taken up in 300 ml of diethyl ether and concentrated in a separating funnel several times with 100 ml of water, the first time 2.11 g concentrated. Acetic acid was added, washed. After drying the organic phase over magnesium sulfate, the diethyl ether is distilled off in vacuo. This gives 106 g (yield: 98.1%) of a colorless, highly viscous mass, which in the MALDI-TOF analysis shows predominantly T 8 , T 10 and small amounts of T 12 cages. The HPLC analysis shows predominantly trisubstituted cages which have three substituents of type X - in this example 3-methacryloxypropyl groups, but also cages having two or four substituents of type X.

Beispiel 4Example 4

Herstellung von erfindungsgemäßem und nichterfindungsgemäßem PMMA:Preparation of inventive and non-inventive PMMA:

4.1 (nicht erfindungsgemäß):4.1 (not according to the invention):

Eine Mischung von 3000 g Methylmethacrylat und 1,2 g Methacrylsäure werden mit 0,9 g Azobis-(isobutyronitril) und 0,3 g Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) 0,5 Stunden bei Raumtemperatur unter Luftausschluss unter Rühren gemischt. Danach wird diese Mischung in eine Polymerisationskammer gefüllt, die aus 2 Scheiben aus 8 mm dickem Glas besteht. Zum Abdichten wird zwischen den beiden Scheiben eine Dichtschnur aus PVC verwendet, deren Dicke variiert werden kann. Danach wird im Wasserbad bei 40°C 35 Stunden lang polymerisiert. Dabei wird bei dem hergestellten 18 mm PMMA-Kern nach 16 Stunden Polymerisationsdauer die Dichtschnur entfernt, um eine Zerstörung der Platte durch Schrumpfen zu vermeiden. Nach der Polymerisation wird der Verbund 3 Stunden lang bei 100°C getempert. Danach werden die Scheiben entfernt.A mixture of 3000 g of methyl methacrylate and 1.2 g of methacrylic acid with 0.9 g of azobis (isobutyronitrile) and 0.3 g of azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) for 0.5 hours at room temperature with exclusion of air mixed with stirring. Thereafter, this mixture is filled in a polymerization chamber consisting of 2 discs of 8 mm thick glass. For sealing a PVC sealing cord is used between the two discs, the thickness of which can be varied. It is then polymerized in a water bath at 40 ° C for 35 hours. In this case, in the produced 18 mm PMMA core after 16 hours of polymerization, the sealing cord is removed in order to avoid destruction of the plate by shrinking. After the polymerization, the composite is annealed at 100 ° C. for 3 hours. After that, the discs are removed.

4.2 (erfindungsgemäß):4.2 (according to the invention):

Es wird verfahren wie in Beispiel 4.1, nur dass zu Anfang die Mischung aus 3000 g Methylmethacrylat und 1,2 g Methacylsäure mit 0,9 g Azobis- (isobutyronitril), 0,3 g Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) 0,5 Stunden bei Raumtemperatur unter Luftausschluss unter Rühren gemischt werden mit:

  • 4.2.1: 150 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 1a
  • 4.2.2: 75 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 1a
  • 4.2.3: 75 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 1b
  • 4.2.4: 75g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 1c
  • 4.2.5: 75 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 1d
  • 4.2.6: 75 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 2
  • 4.2.7: 75 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 3
  • 4.2.8: 150 g Silizium-Sauerstoffcluster aus Beispiel 3
The procedure is as in Example 4.1, except that initially the mixture of 3000 g of methyl methacrylate and 1.2 g of methacrylic acid with 0.9 g of azobis (isobutyronitrile), 0.3 g of azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 0, Stir at room temperature with exclusion of air for 5 hours while stirring with:
  • 4.2.1: 150 g silicon-oxygen cluster from example 1a
  • 4.2.2: 75 g of silicon-oxygen clusters from Example 1a
  • 4.2.3: 75 g silicon-oxygen cluster from example 1b
  • 4.2.4: 75g silicon-oxygen cluster from Example 1c
  • 4.2.5: 75 g of silicon-oxygen clusters from Example 1d
  • 4.2.6: 75 g of silicon-oxygen clusters from Example 2
  • 4.2.7: 75 g of silicon-oxygen clusters from Example 3
  • 4.2.8: 150 g of silicon-oxygen clusters from Example 3

5. Prüfungen5. Exams

5.1 Messung der Kratzfestigkeit5.1 Measurement of scratch resistance

Die Kratzfestigkeit wird mit dem Taber Abraser nach DIN 52347 mit 5,4 N Gewichtsbelastung bei 100 Umdrehungen durch. Ein relativ hoher Trübungswert bedeutet, dass das Material weniger kratzfest ist.The scratch resistance is reduced with the Taber Abraser DIN 52347 with 5.4 N weight load at 100 revolutions through. A relatively high haze value means that the material is less scratch resistant.

5.2. Flammwidrigkeitsprüfung5.2. Flammwidrigkeitsprüfung

Es wird gemäß Test UL 94 V-0 verfahren (z. B. veröffentlicht im Internet: http://www.lairdtech.com/de/downloads/FA_UL_dt.pdf und http://www.geplastics.com/resins/de/devprod/flammabilityt.html ), wobei im Unterschied dazu ein Weiterbrennen der vertikal geprüften Probe hier erlaubt sein soll, aber weder brennendes noch nicht brennendes Material abtropfen darf. 5.3 Prüfwerte gemäß 5.1 und 5.2 Beispiel Nicht erfindungsgemäß Erfindungsgemäß Trübung (%) UL 94 V-0 (modifiziert) 4.1 (PMMA) X 20–30 Nicht bestanden 4.2.1 X Nicht durchgeführt Bestanden 4.2.2 X Nicht durchgeführt Bestanden 4.2.3 X Nicht durchgeführt Bestanden 4.2.4 X Nicht durchgeführt Bestanden 4.2.5 X Nicht durchgeführt Bestanden 4.2.6 X Nicht durchgeführt Bestanden 4.2.7 X 10–20 Bestanden 4.2.8 X ca. 10 Bestanden The procedure is according to test UL 94 V-0 (eg published on the Internet: http://www.lairdtech.com/de/downloads/FA_UL_dt.pdf and http://www.geplastics.com/resins/de/devprod/flammabilityt.html ), in contrast, a continued burning of the vertically tested sample should be allowed here, but may not drip burning or burning material. 5.3 Test values according to 5.1 and 5.2 example Not according to the invention According to the invention Turbidity (%) UL 94 V-0 (modified) 4.1 (PMMA) X 20-30 Failed 4.2.1 X Not done passed 4.2.2 X Not done passed 4.2.3 X Not done passed 4.2.4 X Not done passed 4.2.5 X Not done passed 4.2.6 X Not done passed 4.2.7 X 10-20 passed 4.2.8 X about 10 passed

Die Versuchsergebnisse zeigen, dass das erfindungsgemäß eingesetzte Produkt im brennenden Zustand kein Abtropfen der Schmelze zeigt und weiterhin durch die erfindungsgemäße Modifizierung die Kratzfestigkeit – d. h. der Trübungswert nach dem Abrasionstest kleiner wird – zunimmt.The Experimental results show that the inventively used Product in the burning state shows no dripping of the melt and further by the modification according to the invention the scratch resistance - d. H. the turbidity value after the abrasion test gets smaller - increases.

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Claims (17)

Zusammensetzung auf (Meth)acrylatbasis, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zusammensetzung von 0,01 bis 15 Gew.-% polyedrischer oligomerer Silizium-Sauerstoffcluster aufweist, gemäß der Formel [(RaAbXiSiO1,5)m(RcAdXjSiO)n(ReAfXkSi2O2,5)o(RgAhX1Si2O2)p] mit: a, b, c, d, i = 0–1; j = 1–2; e, g, k = 0–3; f, h = 0–2; b + d + f + h ≥ 1, i + j + k + 1 ≥ 1; m + n + o + p ≥ 4; a + b + i = 1; c + d + j = 2; e + f + k = 3 und g + h + 1 = 4; R = Wasserstoffatom, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Arylgruppe 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 = mindestens ein monomerer Baustein mit mindestens einer Doppelbindung und optional eine Oxy-, Hydroxy-, Alkoxy-, Carboxy-, Silyl-, Silyloxy-, Halogen-, Epoxy-, Ester-, Fluoralkyl-, Isocyanat-, Acrylat, Methacrylat-, Mercapto-, Nitril-, Amino-, Phosphingruppe oder mindestens eine solche Gruppe vom Typ X aufweisenden Substituenten vom Typ R, A = hydrophober Substituent, ausgewählt aus fluorierten Kohlenwasserstoffresten, bevorzugt Fluoralkyltrialkoxysilane gemäß der Formel CF3((CF2)o(CH2)p)Si(OR)3 mit o, p = 0–12, wobei die Substituenten vom Typ R gleich oder unterschiedlich sind sind.A composition based on (meth) acrylates, characterized in that said composition has from 0.01 to 15% by weight of polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters, according to the formula [(R a A b X i SiO 1.5 ) m (R c A d X j SiO) n (R e A f X k Si 2 O 2.5 ) o (R g A h X 1 Si 2 O 2 ] p ] with: a, b, c, d, i = 0-1; j = 1-2; e, g, k = 0-3; f, h = 0-2; b + d + f + h ≥ 1, i + j + k + 1 ≥ 1; m + n + o + p ≥ 4; a + b + i = 1; c + d + j = 2; e + f + k = 3 and g + h + 1 = 4; R = hydrogen atom, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or polymeric moiety, each being substituted or unsubstituted, or other functionalized polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster units attached via a polymer moiety or bridging moiety , X = at least one monomeric building block having at least one double bond and optionally an oxy, hydroxy, alkoxy, carboxy, silyl, silyloxy, halogen, epoxy, ester, fluoroalkyl, isocyanate, acrylate, methacrylate , Mercapto, nitrile, amino, phosphine group or at least one type X substituent of the type R, A = hydrophobic substituent selected from fluorinated hydrocarbon radicals, preferably fluoroalkyltrialkoxysilanes according to the formula CF 3 ((CF 2 ) o (CH 2 ) p ) Si (OR) 3 with o, p = 0-12, wherein the substituents of the type R are the same or different. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelbindungshaltige monomere Baustein (Meth)acryl-Zm-SiYn (1) darstellt, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4, Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die (Meth)acrylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen.Composition according to Claim 1, characterized in that the double-bond-containing monomeric building block (Meth) acryl-Z m -SiY n (1) where m = 0 or 1 and n is equal to 1, 2 or 3, with the proviso m + n = 4, the groups Y are the same or different, where Y is OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The (meth) acrylic group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelbindungshaltige monomere Baustein Vinyl-Zm-SiYn (2)darstellt, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die Vinylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen.Composition according to Claim 1, characterized in that the double-bond-containing monomeric building block Vinyl-Z m -SiY n (2) in which m = 0 or 1 and n are equal to 1, 2 or 3, with the proviso m + n = 4. The groups Y are identical or different, Y being OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The vinyl group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelbindungshaltige monomere Baustein Cycloalkenyl-Zm-SiYn (3)darstellt, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die Cycloalkenylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen.Composition according to Claim 1, characterized in that the double-bond-containing monomeric building block Cycloalkenyl-Z m -SiY n (3) in which m = 0 or 1 and n are equal to 1, 2 or 3, with the proviso m + n = 4. The groups Y are identical or different, Y being OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The cycloalkenyl group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelbindungshaltige monomere Baustein Norbornenyl-Zm-SiYn (4)dartstellt, worin m = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n =Composition according to Claim 1, characterized in that the double-bond-containing monomeric building block Norbornenyl-Z m -SiY n (4) where m = 0 or 1 and n are equal to 1, 2 or 3, given m + n = Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z ist ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest. Die Norbornenylgruppe ist unsubstituiert oder substituiert mit Halogenatomen und/oder Alkylgruppen und/oder Alkenylgruppen und/oder Arylgruppen.The groups Y are the same or different, wherein Y is OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z is a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. The norbornenyl group is unsubstituted or substituted with halogen atoms and / or alkyl groups and / or alkenyl groups and / or aryl groups. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppelbindungshaltige monomere Baustein [HR'C=C(R'')-Z'm-COO][NHR2]+-Zm-SiYn (5)darstellt, worin gleich oder unabhängig voneinander m und m' = 0 oder 1 und n gleich 1,2 oder 3 sind, mir der Maßgabe m + n = 4. Die Gruppen Y sind gleich oder verschieden, wobei Y für OH, ONa, OK, OR, OCOR, OSiR3, Cl, Br, I oder NR2 stehen. R ist dabei ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. R' ist gleich oder unabhängig vor R und ist ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. R'' ist gleich oder unabhängig von R' oder R und ist ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkinyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe. Z und Z' sind gleich oder unabhängig voneinander und stellen einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl- oder Arylrest, ein Alkylsilyl-, ein Oxyalkyl- oder ein Oxyarylrest dar.Composition according to Claim 1, characterized in that the double-bond-containing monomeric building block [HR'C = C (R '') - Z ' m -COO] - [NHR 2 ] + -Z m -SiY n (5) where m is equal to or independently of one another and m '= 0 or 1 and n is equal to 1, 2 or 3, then m + n = 4. The Y groups are the same or different, Y being OH, ONa, OK , OR, OCOR, OSiR 3 , Cl, Br, I or NR 2 . R is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. R 'is the same or independent of R and is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. R '' is the same or independent of R 'or R and is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, cycloalkynyl, aryl or heteroaryl group. Z and Z 'are the same or different and represent a substituted or unsubstituted alkyl or aryl radical, an alkylsilyl, an oxyalkyl or an oxyaryl radical. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der polyedrische oligomere Silizium-Sauerstoffcluster mindestens eine Alkenylgruppe, die mit einer (Meth)acrylgruppe polymerisierbar ist, aufweist.Composition according to claim 1, characterized in that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen cluster at least one alkenyl group polymerizable with a (meth) acrylic group is, has. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung von 0,05 bis 5 Gew.-% an einem Molekulargewichtsregler aufweist.Composition according to at least one of claims 1 or 7, characterized in that the composition of 0.05 to 5 wt .-% of a molecular weight regulator having. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung maximal 5 Gew.-% an Polymerisationsinitiator aufweist.Composition according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the composition at most 5 wt .-% of polymerization initiator having. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffcluster in einem separaten Produktionsschritt hergestellt werden und vor der Polymerisation in der Zusammensetzung dispergiert sind.Composition according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters in one separate production step and before the polymerization dispersed in the composition. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die polyedrischen oligomeren Silizium-Sauerstoffcluster vor der Polymerisation in der Zusammensetzung gelöst sind.Composition according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the polyhedral oligomeric silicon-oxygen clusters prior to polymerization dissolved in the composition. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer eine Molmasse von größer 100 000 g/mol aufweist.Composition according to at least one of Claims 1 to 11, characterized in that the (meth) acrylate polymer has a molecular weight of greater than 100,000 g / mol. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass das (Meth)acrylat-Polymer eine Molmasse von größter 1000 000 g/mol aufweist.Composition according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the (Meth) acrylate polymer has a molecular weight of the largest 1000 000 g / mol. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass das der polyedrische, oligomere Silizium-Sauerstoffcluster eine Fluoralkylgruppe aufweist.Composition according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the the polyhedral, oligomeric silicon-oxygen cluster is a fluoroalkyl group having. Zusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass der polyedrische, oligomere Silizum-Sauerstoffcluster eine Mischung darstellt und gemäß WO 2006/125707 hergestellt wird.Composition according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the polyhedral, oligomeric silicon-oxygen cluster is a mixture and according to WO 2006/125707 will be produced. Verwendung der Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 15 für die Herstellung von klaren Formteilen und Halbzeugen, wie z. B. Rohren, Platten, Verglasungen und Scheiben, Möbeln und Lichtwellenleitern.Use of the composition according to the Claims 1 to 15 for the production of clear moldings and semi-finished products, such. Eg pipes, plates, glazings and windows, Furniture and optical fibers.
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