WO2013004659A1 - Process for modifying particulate solids by photopolymerization - Google Patents

Process for modifying particulate solids by photopolymerization Download PDF

Info

Publication number
WO2013004659A1
WO2013004659A1 PCT/EP2012/062830 EP2012062830W WO2013004659A1 WO 2013004659 A1 WO2013004659 A1 WO 2013004659A1 EP 2012062830 W EP2012062830 W EP 2012062830W WO 2013004659 A1 WO2013004659 A1 WO 2013004659A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radical
hydrocarbon radical
particulate
finely divided
bonded
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/062830
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Jordan
Timo KORFMANN
Original Assignee
Wacker Chemie Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie Ag filed Critical Wacker Chemie Ag
Publication of WO2013004659A1 publication Critical patent/WO2013004659A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/541Silicon-containing compounds containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/14Organic medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light

Definitions

  • the invention relates to a process for the modification of particulate solids by photopolymerization, the modified particulate solids thus obtained and their use.
  • the surface modification can be carried out ex-situ, ie before mixing in of the particles, or in-situ, ie the polymer modifier is added to the corresponding modifier and the unmodified particles are subsequently mixed in, so that the particles are surface-modified during the mixing and compounding process ,
  • the fillers are preferably chemically irreversibly modified. That the modifier is chemically attached to the particle surface.
  • Typical modifiers that chemically react with the particle surface are organosilanes. These form stable filler-silicon-oxygen bonds with the filler surface.
  • R is the same or different and is hydrogen, or optionally substituted with -CN, -NCO, -NR 2 2 , -GOOH, -COOR 2 , -halogen, -acrylic, -epoxy, -SH, -OH or -CONR 2 2 substituted C-linked Ci-C2o ⁇ K ° hlenwasserstoff est, preferably a C ⁇ -CQ-
  • Hydrocarbon radical particularly preferably a C -C3-
  • organosiloxanes are preferably liquid at the temperature of use.
  • organosiloxanes are linear or cyclic dialkylsiloxanes having an average number of dialkylsiloxy units of greater than 2, preferably greater than 5.
  • the end groups can be the same or different.
  • the silane of the general formula II is preferably used as liquid added added and in particular the powdered metal oxide.
  • a gas-supported fluidization can be carried out by all inert gases that do not react with the silane of the general formula II, the solid, and the silylated solid, so do not lead to side reactions, degradation reactions, oxidation processes and flame and explosion phenomena, as preferential N2, Ar, other noble gases, CO2, etc.
  • the supply of the gases for fluidization is preferably in the range of Leerrohrgas- speeds of 0.05 to 5 cm / s, more preferably from 0.5 to 2.5 cm / s.
  • This recycling is preferably carried out in non-condensed phase, ie as gas or as vapor.
  • This recycling can be carried out as mass transfer along a pressure equalization or as controlled material transport with the technically usual systems of gas transport, such as fans, pumps, compressed air membrane pumps. Since the return of the non-condensed phase is preferred, the heating of the returning lines is recommended if appropriate.
  • the reaction time is 5 minutes to 48 hours, preferably 10 minutes to 5 hours.
  • protic solvents may be added, such as liquid or volatilizable alcohols or water; typical alcohols are iso-propanol, ethanol and methanol. It is also possible to add mixtures of the abovementioned protic solvents. Preferably, 1 to 50% by weight of protic solvent, based on the solid, are added, in particular preferably 5 to 25%. Particularly preferred is water.
  • acidic catalysts of acidic character in the sense of a Lewis acid or a Brönsted acid such as hydrogen chloride or basic catalysts, of a basic character, in the sense of a Lewis base or a Brönsted base, such as ammonia, may be added.
  • these are added in traces, i.e. less than 1000 ppm. Most preferably, no catalysts are added.
  • % By weight, preferably less than 18% by weight and more preferably less than 15% by weight.
  • Extractable components in this context are preferably to be understood as meaning components which are separated by means of organic solvents, such as e.g. Extract the THF or toluene extractively from the particle surface and remove it by analytical methods, e.g. Quantify elemental analysis or other methods.
  • the proportion of particulate solid which has been dispersed in the vinylic monomer of the general formula (I) is preferably from 0.1 to 50% by weight, preferably from 0.1 to 25% by weight and more preferably from 0.5 to 15% by weight.
  • the dispersion can be done e.g. by stirring by means of preferably fast-running stirrers such as dissolvers, rotor-stator systems, or by treatment with ultrasound such as ultrasonic baths or sonotrodes.
  • the dispersion is preferably carried out over a period of 10 seconds to 2 hours.
  • the inert solvents are preferably used in proportions of 70% to 99% based on the particulate solid.
  • a photosensitizer-free reaction mixture is preferably used, ie the reaction mixture contains no photosensitizer such as benzophenone.
  • radiation is preferably electromagnetic radiation, preferably electromagnetic radiation in a wavelength range of 1 nm to 10,000 nm, such as light radiation in the visible range of about 400 nm - 800 nm, or UV radiation having a wavelength range of 1 nm to 400 nm, preferably 100 nm to 400 nm and particularly preferably 180 - 380 nm used.
  • the radiation source (s) may be introduced into the reaction mixture in the form of a submersion source or externally, i. act on the mixture above the mixture or through the wall of the reaction vessel. Preference is given to an external effect.
  • the excess monomer is removed. This can be done by condensation in vacuo or filtration. Preference is given to condensing off in vacuo.

Abstract

Process for preparing particulate finely divided solids having a modified surface, characterized in that a vinylic monomer of the general formula (I): (R1 aR1 bC=CR1 cR1 d) is dispersed with a particulate finely divided solid having a large surface area to form a mixture, where the particulate finely divided solid having a large surface area has been silylated by treatment with silanes of the general formula (II): X1+x'-SiR4 2-x'-(CH2)v-Y, alone or in any mixtures, and this mixture is reacted by means of free-radical polymerization by input of radiation.

Description

Verfahren zur Modifikation von partikulären Feststoffen durch  Process for the modification of particulate solids
Photopolymerisation  photopolymerization
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifikation von par- tikulären Feststoffen durch Photopolymerisation, die so erhaltenen modifizierten partikulären Feststoffe und deren Verwendung . The invention relates to a process for the modification of particulate solids by photopolymerization, the modified particulate solids thus obtained and their use.
Der Einsatz feinverteilter partikulärer Feststoffe mit hoher spezifischer Oberfläche als verstärkende Füllstoffe in organischen und siliciumorganischen Elastomeren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, wie Weiterreißwiderstand, Moduli, und Dehnung ist bekannt . Der Einsatz feinverteilter partikulärer Feststoffe, zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften vernetzter Duroplasten, wie beispielsweise Epoxidharzen, ist bekannt. Durch den Zusatz von Partikeln zur Duromermatrix lassen sich deren mechanischen Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, Zugfestigkeit, Biegefestig- keit, Druckfestigkeit, E-Modul oder Schlagzähigkeit verbessern. The use of finely divided particulate solids having a high specific surface area as reinforcing fillers in organic and organosilicon elastomers for improving the mechanical properties, such as tear propagation resistance, moduli, and elongation is known. The use of finely divided particulate solids to improve the mechanical properties of crosslinked thermosets, such as epoxy resins, is known. By adding particles to the duromer matrix, their mechanical properties such as scratch resistance, tensile strength, flexural strength, compressive strength, modulus of elasticity or impact strength can be improved.
Der Einsatz feinverteilter partikulärer Feststoffe, zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten, wie beispielsweise Polystyrolen, Polyacrylaten, Polyethylenen, Po- lypropylenen und anderen, ist bekannt. Durch den Zusatz vonThe use of finely divided particulate solids to improve the mechanical properties of thermoplastics such as polystyrenes, polyacrylates, polyethylenes, polypropylenes and others is known. By the addition of
Partikeln zur Thermoplastmatrix lassen sich deren mechanischen Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Druckfestigkeit, E-Modul oder Schlagzähigkeit verbessern. Ferner wird durch den Partikelzusatz die Formbeständigkeit von Werkstoffen auf Basis von Thermoplasten bei erhöhter Temperatur verbessert, d.h. der kalte Fluß verringert. Üblicherweise werden oberflächenmodifizierte, d.h. hydropho- bierte, verstärkende Füllstoffe eingesetzt. Ziel der Oberflächenmodifizierung bzw. Hydrophobierung ist u.a. die Verbesserung der Einmxschbarkeit der Füllstoffe in die polymere Matrix. Die Oberflächenmodifizierung kann dabei ex-situ, d.h. vor dem Einmischen der Partikel erfolgen, oder in-situ, d.h. der Polymermatrix wird das entsprechende Modifizierungsmittel zugesetzt und die unmodifizierten Partikel anschließend eingemischt, so daß während des Misch- und Compoundierungsprozesses die Parti - kel oberflächenmodifiziert werden. Particles to the thermoplastic matrix can improve their mechanical properties such as scratch resistance, tensile strength, flexural strength, compressive strength, modulus of elasticity or impact resistance. Furthermore, the dimensional stability of thermoplastics-based materials at elevated temperature is improved by the addition of particulates, ie the cold flow is reduced. Usually, surface-modified, ie hydrophobic, reinforcing fillers are used. The aim of the surface modification or hydrophobing is inter alia the improvement of the Einmxschbarkeit the fillers in the polymeric matrix. The surface modification can be carried out ex-situ, ie before mixing in of the particles, or in-situ, ie the polymer modifier is added to the corresponding modifier and the unmodified particles are subsequently mixed in, so that the particles are surface-modified during the mixing and compounding process ,
Aus US20060160916 ist die Oberflächenmodifizierung u.a. von partikulären Feststoffen mittels freier radikalischer Polymerisation bekannt. Dabei werden die zu modifizierenden Oberflächen vor der Polymerisation mit einem aminischen Photoinitiator behandelt und ggf. ein zusätzlich eine Photosensibilisator zugesetzt. Der Einsatz aminischer Photoinitiatoren ist insbesondere im Hinblick auf Gefahr einer späteren Verfärbung der radikalisch modifizierten Oberflächen durch N-Oxid-Bildung problema- tisch. From US20060160916 the surface modification u.a. of particulate solids by free radical polymerization. The surfaces to be modified are treated with an amine photoinitiator prior to the polymerization and, if appropriate, an additional photosensitizer is added. The use of aminic photoinitiators is problematic, especially with regard to the danger of a later discoloration of the radically modified surfaces by N-oxide formation.
Bevorzugt werden die Füllstoffe chemisch irreversibel modifiziert. D.h. das Modifizierungsmittel ist chemisch an der Partikeloberfläche angebunden. Typische Modifizierungsmittel, die chemisch mit der Partikeloberfläche reagieren sind Organosila- ne. Diese bilden mit der FüllstoffOberfläche stabile Füllstoff - Silicium-Sauerstoffbindungen. The fillers are preferably chemically irreversibly modified. That the modifier is chemically attached to the particle surface. Typical modifiers that chemically react with the particle surface are organosilanes. These form stable filler-silicon-oxygen bonds with the filler surface.
Die Wahl des Oberflächenmodifizierungsmittels hängt ab von der chemischen Struktur der Polymermatrix, in der der Füllstoff eingesetzt werden soll, üblicherweise werden Oberflächenmodi izierungsmittels eingesetzt, die eine gute Verträglichkeit, d.h. Mischbarkeit mit der Polymermatrix aufweisen, um eine gute Dis- persion, d.h. Verteilung der Füllstoffpartikel zu gewährleisten, The choice of the surface modifier depends on the chemical structure of the polymer matrix in which the filler is to be used. Usually, surface modifying agents are used which have good compatibility, ie miscibility with the polymer matrix, in order to achieve a good dispersion. persion, ie to ensure distribution of the filler particles,
Aufgabe der Erfindung war es ein Verfahren zur Herstellung von partikulären feinverteilten Feststoffen mit einer modifizierten Oberfläche zur Verfügung zu stellen. The object of the invention was to provide a process for the preparation of particulate finely divided solids having a modified surface.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren bei dem ein viny- lisches Monomer der allgemeinen Formel (I) This object is achieved by a process in which a vinylic monomer of the general formula (I)
{R1 eR1bC=CR1 cR1 d) wobei {R 1 e R 1 bC = CR 1 c R 1 d ) where
1  1
R gleich oder verschieden ist und Wasserstoffatom, oder einen gegebenenfalls mit -CN, -NCO, -NR2 2 , -GOOH, -COOR2, -Halogen, - Acryl, -Epoxy, ~SH, -OH oder -CONR2 2 substituierten C-gebundenen Ci-C2o~K°hlenwasserstoff est , bevorzugt ein C^-CQ-R is the same or different and is hydrogen, or optionally substituted with -CN, -NCO, -NR 2 2 , -GOOH, -COOR 2 , -halogen, -acrylic, -epoxy, -SH, -OH or -CONR 2 2 substituted C-linked Ci-C2o ~ K ° hlenwasserstoff est, preferably a C ^ -CQ-
Kohlenwassersto -Rest , besonders bevorzugt ein Ci-C3~ Hydrocarbon radical, particularly preferably a Ci-C3 ~
Kohlenwasserstoff -Rest , oder ein Arylrest, oder ein Heteroaryl- rest wie Pyridylrest, oder ein C]_-Cj_5-Kohlenwasserstoffoxyrest , bevorzugt ein C]_-Cg- Kohlenwasserstoffoxy-Rest, besonders bevorzugt ein C1-C4- Kohlenwasserstoffoxy-Rest , in denen jeweils eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen -O-, -CO-, -C0O~, -OCO-, oder -OCOO- , -S-, oder - NR2- ersetzt sein können und in denen eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methineinheiten durch Gruppen, -N=,oder - P= ersetzt sein können, oder ein Heteroatom wie Chlorid, Bro- mid, ~NR2 2, oder eine C-gebundene Carbonsäuregruppe -COOH, oder C-gebundene Carboxylat-Gruppe -COO", oder C-gebunden Estergrup- pe -COOR2, oder Aldehydgruppe -CHO, oder Ketogruppe -C{0)R2, o- der O-gebunden Carboxylatgruppe -OOCR2, bedeutet und Hydrocarbon radical, or an aryl radical, or a heteroaryl radical such as pyridyl radical, or a C ] _Cj_5-Kohlenwasserstoffoxyrest, preferably a C] _Cg hydrocarbonoxy radical, particularly preferably a C1-C4 hydrocarbonoxy radical, in each of which one or more, non-adjacent methylene units can be replaced by groups -O-, -CO-, -C0O ~, -OCO-, or -OCOO-, -S-, or - NR 2 - and in which one or a plurality of mutually non-adjacent methine units can be replaced by groups, -N =, or - P =, or a heteroatom such as chloride, bromide, ~ NR 2 2 , or a C-linked carboxylic acid group -COOH, or C-bonded carboxylate Group -COO " , or C-linked ester group -COOR 2 , or aldehyde group -CHO, or keto group -C {O) R 2 , o- of O-bonded carboxylate group -OOCR 2 , and
R2 gleich oder verschieden ist und Wasserstoffatom oder einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest oder Arylrest bedeutet, R 2 is the same or different and is hydrogen or a optionally substituted hydrocarbon radical or aryl radical,
wobei a, b, c, d = 0, 1 oder 2 ist, mit der Maßgabe, dass a + b = 2 und c + d = 2 where a, b, c, d = 0, 1 or 2, with the proviso that a + b = 2 and c + d = 2
mit einem partikulären feinverteilten Feststoff mit großerwith a particulate finely divided solid with large
Oberfläche zu einer Mischung dispergiert wird, wobei der partikuläre feinverteilte Feststoff mit großer Oberfläche durch Behandlung mit Silanen der allgemeinen Formel (II) X1+x-SiR4 2_x,- (CH2)V-Y (II), allein oder in beliebigen Gemischen silyliert ist, wobei Surface is dispersed to a mixture, wherein the particulate finely divided solid with high surface area by treatment with silanes of the general formula (II) X 1 + x -SiR 4 2 _ x , - (CH 2 ) V -Y (II), alone or is silylated in any mixtures, wherein
X Halogen, Stickstoffrest, OR3, OCOR3 bedeutet und X is halogen, nitrogen radical, OR 3 , OCOR 3 and
R3 ein C~0 gebundener C]_-Ci5-Kohlenwasserstof -Rest , bevorzugt ein Ci-Cg-Kohlenwasserstoff -Rest , besonders bevorzugt ein C]_- C3-Kohlenwasserstoff-Rest , oder ein Acetylrest ist und R 3 is a C ~ 0 bonded C] _ Ci5 hydrocarbon radical, preferably a Ci-Cg hydrocarbon radical, more preferably a C ] _C3 hydrocarbon radical, or an acetyl radical, and
R4 ein Wasserstof atom oder einen gegebenenfalls mit -CN, R 4 is a hydrogen atom or optionally with -CN,
-NCO, -NR2 2, -COOH, -COOR2, -Halogen, -Acryl, -Epoxy, -SH, -OH oder -COMR22 substituierten Si-C gebundenen C1-C20- Kohlenwasserstoff est , bevorzugt ein Ci-Cg-Kohlenwasserstoff ~ Rest, besonders bevorzugt ein C]_-C3 -Kohlenwasserstoff-Rest , o- der ein Arylrest, oder Ο -Ο 5 -Kohlenwasserstoffoxyrest, bevorzugt ein C]_-Cg- Kohlenwasserstoffoxy-Rest, besonders bevorzugt ein Ci-C ~ Kohlenwassersto foxy-Rest , in denen jeweils eine o~ der mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch-NCO, -NR 2 2 , -COOH, -COOR 2 , -halo, -acryl, -epoxy, -SH, -OH or -COMR 2 2 substituted Si-C bonded C 1 -C 20 -hydrocarbon est, preferably a Cg hydrocarbyl ~ radical, particularly preferably a C] _-C3 hydrocarbon radical, or an aryl group, or Ο -Ο 5 -Kohlenwasserstoffoxyrest, preferably a C] _-Cg hydrocarbonoxy radical, particularly preferably a Ci- C ~ Kohlenwassersto foxy radical, in each case one o ~ the several, not adjacent methylene units by
Gruppen -O-, -CO-, -COO-, -OCO- , oder -OCOO- , ~S-, oder -NR2 - ersetzt sein können und in denen eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methineinheiten durch Gruppen, -N= oder -P= ersetzt sein können, ist und Groups -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, ~S-, or -NR 2 - may be substituted and in which one or more mutually non-adjacent methine units are represented by groups, -N = or -P = can be replaced, is and
Y Wasserstoff, ungesättigter oder einfach oder mehrfach ungesättigter C1-C2Q~Kohlenwasserstoff -Rest , -OC (O) C (R) =CH2 (R = H, Cx-Ci5~ ohlenwasserstoff-Rest, bevorzugt ein C^- Q-Y is hydrogen, unsaturated or mono- or polyunsaturated C 1 -C 2Q- hydrocarbon radical, -OC (O) C (R) = CH 2 (R = H, Cx-C5-hydrogen radical, preferably a C ^ -Q-
Kohlenwasserstoff -Rest , besonders bevorzugt ein C -C3-Hydrocarbon radical, particularly preferably a C -C3-
Kohlenwasserstof f -Rest) , -Vinyl, -Hydroxyl, -Halogen, Phos- phonato, -NCO, ~NH-C(0)-OR {R = C1-C15- ohlenwasserstoff»Rest , bevorzugt ein Ci-Cs-Kohlenwassersto f -Rest , besonders bevorzugt ein C]_-C3-Kohlenwasserstoff -Rest) , -Glycidoxy, -SH, Säureanhyd- ride wie Bernsteinsäureanhydrid bedeutet Kohlenwasserstof radical f) -vinyl, -hydroxyl, -halogen, phosphoric phonato, -NCO, ~ NH-C (0) -OR {R = C 1 -C 15 - Hydrocarbon "radical, preferably a Ci-Cs Hydrocarbon radical, particularly preferably a C 1 -C 3 -hydrocarbon radical), -glycidoxy, -SH, acid anhydrides such as succinic anhydride
und v = 0 bis 10, bevorzugt 0 - 5 und besonders bevorzugt 0, 1, oder 3, und x' = 1 oder 2 bedeutet and v = 0 to 10, preferably 0 to 5 and more preferably 0, 1, or 3, and x '= 1 or 2
und diese Mischung durch Einsatz von Strahlung mittels radikalischer Polymerisation zur Reaktion gebracht wird. and this mixture is reacted by the use of radiation by means of radical polymerization.
Es war erstaunlich und für den Fachmann in keiner Weise vorherzusehen, dass sich durch eine direkte Umsetzung von silylierten Füllstoffen mit vinylischen Monomeren in einer freien radikalischen Polymerisation Füllstoffe mit einer dicken Polymerschicht erhalten lassen, die eine ausgezeichnete Einarbeitbarkeit in Thermoplaste aufweisen. Besonders bevorzugt eingesetzte Verbindungen der Formel I sindIt has been astonishing and in no way foreseeable for a person skilled in the art that fillers with a thick polymer layer which have excellent incorporability in thermoplastics can be obtained by a direct reaction of silylated fillers with vinylic monomers in a free-radical polymerization. Particularly preferred compounds of the formula I are used
2-Hydroxyethylacrylat , 2-Hydroxyethylmethacrylat , Methylmethac- rylat, Methacrylsäure (MMA) , Acrylsäure, Glycidylacrylat , 2- {Dimethylamino} ethylmethacrylat , Ethylenglycol-dimethacrylat ,2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, methacrylic acid (MMA), acrylic acid, glycidyl acrylate, 2- {dimethylamino} ethyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate,
3- (Acryloyloxy) -2-hydroxypropyl methacrylat, Styrol, 4- Vinylpyridin (4-VP) . 3- (acryloyloxy) -2-hydroxypropyl methacrylate, styrene, 4-vinylpyridine (4-VP).
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise ein Feststoff mit einer mittleren Partikelgröße kleiner 100 μτη, insbesondere bevorzugt mit einer mittleren Primärteilchen-Partikelgröße von 5 bis 100 nm eingesetzt. Dabei können diese Primärteilchen nicht isoliert existieren, sondern sind Bestandteile größerer Aggregate und Agglomerate . Geeignete Feststoffe sind Metalloxide, Silikate, Aluminate, Ti- tanate, oder Aluminiumschichtsilikate, wie Bentonite, wie Mont- morillonite, oder Smektite oder Hektorite. Bevorzugte Feststoffe sind Metalloxide. Vorzugsweise weist das Metalloxid eine spezifische Oberfläche von vorzugsweise 0,1 bisIn the process according to the invention, preference is given to using a solid having an average particle size of less than 100 μm, in particular preferably having an average primary particle particle size of from 5 to 100 nm. These primary particles can not exist in isolation, but are components of larger aggregates and agglomerates. Suitable solids are metal oxides, silicates, aluminates, titanates, or aluminum phyllosilicates, such as bentonites, such as montmorillonite, or smectites or hectorites. Preferred solids are metal oxides. Preferably, the metal oxide has a specific surface area of preferably 0.1 to
1000 m2/g (gemessen nach der BET Methode nach DIN 66131 und 66132) auf, besonders bevorzugt von 10 bis 500 m2/g, ganz besonders bevorzugt von 30 bis 450 m2/g. Bei den vorgenannten De- finitionen handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung auch um die bevorzugte Definition einer großen spezifischen Oberfläche . 1000 m 2 / g (measured according to the BET method according to DIN 66131 and 66132), particularly preferably from 10 to 500 m 2 / g, very particularly preferably from 30 to 450 m 2 / g. For the purposes of the present invention, the abovementioned definitions are also the preferred definition of a large specific surface area.
Das Metalloxid kann Aggregate (Definition nach DIN 53206) vor- zugsweise im Bereich von Durchmessern 100 bis 1000 nm aufweisen, wobei das Metalloxid aus Aggregaten aufgebaute Agglomerate (Definition nach DIN 53206} aufweist, die in Abhängigkeit von der äußeren Scherbelastung (z.B. bedingt durch die Meßbedingungen) Größen von 1 bis 1000 μτη aufweisen kann. The metal oxide may have aggregates (definition according to DIN 53206) preferably in the range of diameters of 100 to 1000 nm, the metal oxide comprising aggregates comprising agglomerates (definition according to DIN 53206} which depends on the external shear stress (eg due to the Measuring conditions) sizes of 1 to 1000 μτη may have.
Das Metalloxid ist aus Gründen der technischen Handhabbarkeit vorzugsweise ein Oxid mit kovalentem Bindung -Anteil in der Metall-Sauerstoff-Bindung, vorzugsweise ein Oxid der Haupt- und Nebengruppenelemente, wie der 3. Hauptgruppe, wie Bor-, Alumi nium- , Gallium- oder Indiumoxid, oder der 4. Hauptgruppe wie Siliciumdioxid, Germaniumdioxid, oder Zinnoxid oder -dioxid, Bleioxid oder -dioxid, oder ein Oxid der 4. Nebengruppe, wie Titandioxid, Zirkonoxid, oder Hafniumoxid. Andere Beispiele für geeignete Metalloxide sind stabile Nickel-, Cobalt-, Eisen-, Mangan-, Chrom- oder Vanadiumoxide. For technical reasons, the metal oxide is preferably an oxide with a covalent bond moiety in the metal-oxygen bond, preferably an oxide of the main and subgroup elements, such as boron, aluminum, gallium or Indium oxide, or the 4th main group such as silica, germanium dioxide, or tin oxide or dioxide, lead oxide or dioxide, or an oxide of the 4th subgroup, such as titanium dioxide, zirconium oxide, or hafnium oxide. Other examples of suitable metal oxides are stable nickel, cobalt, iron, manganese, chromium or vanadium oxides.
Als Metalloxid besonders bevorzugt sind Aluminium (III) - , Titan (IV)- und Silicium(IV) oxid, wie z.B. naßchemisch hergesteil- te, beispielsweise gefällte Kieselsäuren oder Kieselgele, oder in Prozessen bei erhöhter Temperatur hergestellte Aluminiumoxide, Titandioxide oder Siliciumdioxide, wie zum Beispiel pyrogen hergestellte Aluminiumoxide, Titandioxide oder Siliciumdioxide oder Kieselsäure. Particularly preferred metal oxides are aluminum (III), titanium (IV) and silicon (IV) oxides, such as, for example, produced by wet chemistry. te, for example, precipitated silicas or silica gels, or produced in processes at elevated temperature aluminas, titanium dioxides or silicas, such as pyrogenic aluminas, titanium dioxides or silicas or silica.
Als Metalloxid insbesondere bevorzugt ist pyrogene Kieselsäure, die in einer Flammenreaktion vorzugsweise aus Organosilicium- verbindungen, z.B. aus Siliciumtetrachlorid oder Methyldichlor- silan, oder Hydrogentrichlorsilan oder Hydrogenmethyldichlor- silan, oder anderen Methylchlorsilanen oder Alkylchlor ilanen, auch in Gemisch mit Kohlenwasserstoffen, oder beliebigen verflüchtigbaren oder versprühbaren Gemischen aus Organosilicium verbindungen, wie genannt, und Kohlenwasserstof en, z.B. in ei~ ner Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme, oder auch einer Kohlenmono- xid-Sauerstoffflamme, hergestellt wird. Die Herstellung der Kieselsäure kann dabei wahlweise mit und ohne zusätzlichem Zusatz von Wasser erfolgen, zum Beispiel im Schritt der Reinigung; bevorzugt ist kein Zusatz von Wasser. Especially preferred as the metal oxide is fumed silica, which in a flame reaction preferably consists of organosilicon compounds, e.g. of silicon tetrachloride or methyldichlorosilane, or hydrogentrichlorosilane or hydrogenmethyldichlorosilane, or other methylchlorosilanes or alkylchlorosilanes, also in mixture with hydrocarbons, or any volatilizable or sprayable mixtures of organosilicon compounds, as mentioned, and hydrocarbons, e.g. in a hydrogen-oxygen flame, or even a carbon monoxide-oxygen flame, is produced. The preparation of the silica can be carried out optionally with and without additional addition of water, for example in the step of purification; preferred is no addition of water.
Vorzugsweise weist die pyrogene Kieselsäure eine fraktale Dimension der Oberfläche von vorzugsweise kleiner oder gleich 2,3 auf, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 2,1, im besonderen bevorzugt von 1,95 bis 2,05, wobei die fraktale Dimension der Oberfläche Ds definiert ist als: Preferably, the fumed silica has a fractal surface dimension of preferably less than or equal to 2.3, more preferably less than or equal to 2.1, most preferably from 1.95 to 2.05, the fractal dimension of the surface being D s is defined as:
Partikel-Oberfläche A ist proportional zum Partikel-Radius R hoch Ds Particle surface A is proportional to the particle radius R high D s
Die fraktale Dimension der Oberfläche wurde bestimmt mittels Kleinwinkelröntgenbeugung {SAXS) .  The fractal dimension of the surface was determined by small-angle X-ray diffraction {SAXS).
Vorzugsweise weist die Kieselsäure eine fraktalen Dimension der Masse Dm von vorzugsweise kleiner oder gleich als 2,8, bevorzugt gleich oder größer 2,7, besonders bevorzugt von 2,4 bis 2,6 auf. Die fraktale Dimension der Masse Dm ist hierbei definiert als: Preferably, the silica has a fractal dimension of mass D m of preferably less than or equal to 2.8, preferably equal to or greater than 2.7, more preferably from 2.4 to 2.6 on. The fractal dimension of the mass D m is defined as:
Partikel-Masse M ist proportional zum Partikel-Radius R hoch Dra. Particle mass M is proportional to the particle radius R high D ra.
Die fraktale Dimension der Masse wurde bestimmt mittels Klein- winkelröntgenbeugung (SAXS) . The fractal dimension of the mass was determined by means of small-angle X-ray diffraction (SAXS).
Die silylierten partikulären Feststoffe können in kontinuierlichen, oder diskontinuierlichen Verfahren hergestellt werden, das Verfahren zur Silylierung kann aus einem oder mehreren Schritten aufgebaut sein. Bevorzugt werden die silylierten Feststoffe mittels eines Verfahren hergestellt, bei dem der Herstellungsprozeß in getrennten Schritten erfolgt: (A) zunächst Herstellung der nicht-silylierten Feststoffe, sodann (B) die Silylierung des Feststoffs mit (1) Beladung des Feststoffs mit Silan der allgemeinen Formel II, {2} Reaktion des Feststoffs mit dem Silan der allgemeinen Formel II und (3) Reinigung des Feststoffs von überschüssigem Silan der allgemeinen Formel II . The silylated particulate solids can be prepared in continuous or batch processes, the silylation process can be made up of one or more steps. Preferably, the silylated solids are prepared by a process in which the manufacturing process is carried out in separate steps: (A) first producing the non-silylated solids, then (B) silylating the solid with (1) loading the solid with silane of the general formula II, {2} reaction of the solid with the silane of the general formula II and (3) purification of the solid of excess silane of the general formula II.
Die Oberflächenbehandlung wird bevorzugt in einer Atmosphäre durchgeführt, die nicht zur Oxidation des silylierten Feststoffs führt, d.h. bevorzugt weniger als 10 Vol% Sauerstoff, besonders bevorzugt weniger als 2,5 Vol%. Beste Ergebnisse wer- den erzielt bei weniger als 1 Vol% Sauerstoff. The surface treatment is preferably carried out in an atmosphere which does not result in the oxidation of the silylated solid, i. preferably less than 10% by volume of oxygen, more preferably less than 2.5% by volume. Best results are achieved with less than 1% oxygen by volume.
Belegung, Reaktion und Reinigung können als diskontinuierlicher oder kontinuierlicher Prozess durchgeführt werden. Aus technischen Gründen bevorzugt ist eine kontinuierliche Reaktionsfüh- rung . Assignment, reaction and purification can be carried out as a batch or continuous process. For technical reasons, preferred is a continuous Reaktionsfüh- tion.
Die Belegung erfolgt bevorzugt bei Temperaturen von -30 - 250 °C, bevorzugt 20-150 °C, im besonderen bevorzugt 20-80 °C be- vorzugt wird der Belegungsschritt auf 30-50 °C gekühlt. The coating is preferably carried out at temperatures of -30-250 ° C., preferably 20-150 ° C., particularly preferably 20-80 ° C. Preferably, the occupation step is cooled to 30-50 ° C.
Die Verweilzeit beträgt 1 Min - 24 h, bevorzugt 15 Min bis 240 Min, aus Gründen der Raumzeitausbeute besonders bevorzugt 15 Min bis 90 Min. The residence time is 1 min - 24 h, preferably 15 min to 240 min, for reasons of space-time yield particularly preferably 15 min to 90 min.
Der Druck in der Belegung reicht von schwachem Unterdruck bis 0,2 bar bis zum Überdruck von 100 bar, wobei aus technischen Gründen Normaldruck, das heißt druckfreies Arbeiten gegenüber Außen- /Atmospheren-Druck bevorzugt ist. Zur Silylierung des partikulären feinverteilten Feststoffs mit großer Oberfläche können die Silane der allgemeinen Formel II allein oder in beliebigen Gemischen mit Organosiloxanen aufgebaut aus Einheiten der FormelThe pressure in the occupancy ranges from weak negative pressure to 0.2 bar to overpressure of 100 bar, for technical reasons normal pressure, that is pressure-free working against external / atmospheric pressure is preferred. For the silylation of the particulate, finely divided solid with a high surface area, the silanes of the general formula II can be synthesized, alone or in any desired mixtures with organosiloxanes, from units of the formula
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
(R/ siOaa) , und/oder (R / siOaa), and / or
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0002
eingesetzt werden, wobei die Anzahl von diesen Einheiten in einem Organosiloxan mindestens 2 ist, und die Reste R1 gleich o~ der verschieden sein können und die genannte Bedeutung haben. Bevorzugt sind die Organosiloxane bei Belegungstemperatur flüssig . can be used, wherein the number of these units in an organosiloxane is at least 2, and the radicals R 1 may be the same or different and have the meaning given. The organosiloxanes are preferably liquid at the temperature of use.
Beispiele für Organosiloxane sind lineare oder cyclische Dial- kylsiloxane mit einer mittleren Anzahl an Dialkylsiloxyeinhei- ten von größer 2, bevorzugt größer 5. Examples of organosiloxanes are linear or cyclic dialkylsiloxanes having an average number of dialkylsiloxy units of greater than 2, preferably greater than 5.
Die Dialkylsiloxane sind bevorzugt Dimethylsiloxane .  The dialkylsiloxanes are preferably dimethylsiloxanes.
Beispiele für lineare Polydimethylsiloxane sind solche mit den Endgruppen: Trimethylsiloxy, Dirnethylhydroxysiloxy, Dimethyl- chlorsiloxy, Methyldichlorsiloxy, Dimethylmethoxysiloxy, Me- thyldimethoxysiloxy, Dimethylethoxysiloxy, Methyldiethoxysi™ loxy, Dimethylacethoxysiloxy, Methyldiacethoxysiloxy; besonders bevorzugt sind Trimethylsiloxy und Dirne hylhydroxysiloxy . Examples of linear polydimethylsiloxanes are those having the terminal groups: trimethylsiloxy, dimethylhydroxysiloxy, dimethylchlorosiloxy, methyldichlorosiloxy, dimethylmethoxysiloxy, methyldimethoxysiloxy, dimethylethoxysiloxy, methyldiethoxysilyl, dimethylacethoxysiloxy, methyldiacethoxysiloxy; Particularly preferred are trimethylsiloxy and Hylhydroxysiloxy.
Die Endgruppen können gleich oder unterschiedlich sein. Das Silan der allgemeinen Formel II wird bevorzugt als Flüssig- keit zugefügt und insbesondere dem pulverförmigen Metalloxid zugemischt . The end groups can be the same or different. The silane of the general formula II is preferably used as liquid added added and in particular the powdered metal oxide.
Dies geschieht vorzugsweise durch Düsentechniken, oder vergleichbare Techniken, wie effektive Verdüsungstechniken, wie Verdüsen in 1-Stoffdüsen unter Druck (vorzugsweise 5 bis 20 bar) , Versprühen in 2-Stoffdüsen unter Druck (vorzugsweise Gas und Flüssigkeit 2-20 bar) , Feinstverteilen mit Atomizern oder Gas-Feststoff-Austauschaggregaten mit beweglichen, rotierenden oder statischen Einbauten, die eine homogene Verteilung des Silans mit der pulverförmigen Metalloxid erlauben.  This is preferably done by nozzle techniques, or similar techniques, such as effective atomization techniques, such as atomizing in 1-fluid nozzles under pressure (preferably 5 to 20 bar), spraying in 2-fluid nozzles under pressure (preferably gas and liquid 2-20 bar), ultrafine distribution with Atomizers or gas-solid exchange units with movable, rotating or static internals, which allow a homogeneous distribution of the silane with the powdered metal oxide.
Bevorzugt wird das Silan der allgemeinen Formel II als feinst- verteiltes Aerosol zugefügt, wobei, das Aerosol vorzugsweise eine Sinkgeschwindigkeit von 0,1 - 20 cm/s und eine Tropfengröße mit einem aerodynamischen Partikelradius von 5 - 25 μΐΏ auf- weist.  Preferably, the silane of the general formula II is added as a finely divided aerosol, the aerosol preferably having a sinking rate of 0.1-20 cm / s and a droplet size having an aerodynamic particle radius of 5-25 .mu.m.
Bevorzugt erfolgt die Beladung des Feststoffs und die Reaktion mit dem Silan der allgemeinen Formel II unter mechanischer oder gasgetragener Fluidisierung. Besonders bevorzugt ist die mechanische Fluidisierung.  Preferably, the loading of the solid and the reaction with the silane of the general formula II takes place under mechanical or gas-borne fluidization. Particularly preferred is the mechanical fluidization.
Eine Gas-getragene Fluidisierung kann durch alle inerten Gase erfolgen, die nicht mit dem Silan der allgemeinen Formel II, dem Feststoff, und dem silylierten Feststoff reagieren, also nicht zu Nebenreaktionen, Abbaureaktionen, Oxidationsvorgängen und Flammen- und Explosionserscheinungen führen, wie Vorzugs- weise N2, Ar, andere Edelgase, CO2 , etc. Die Zuführung der Gase zur Fluidisierung erfolgt bevorzugt im Bereich von Leerrohrgas- geschwindigkeiten von 0,05 bis 5 cm/s, besonders bevorzugt von 0,5-2,5 cm/s. A gas-supported fluidization can be carried out by all inert gases that do not react with the silane of the general formula II, the solid, and the silylated solid, so do not lead to side reactions, degradation reactions, oxidation processes and flame and explosion phenomena, as preferential N2, Ar, other noble gases, CO2, etc. The supply of the gases for fluidization is preferably in the range of Leerrohrgas- speeds of 0.05 to 5 cm / s, more preferably from 0.5 to 2.5 cm / s.
Besonders bevorzugt ist die mechanische Fluidisierung, die ohne zusätzlichen über die Inertisierung hinausgehenden Gaseinsatz, durch Flügelrührer, Ankerrührer, und sonstige geeignete Rührorgane erfolgt .  Particularly preferred is the mechanical fluidization, which takes place without additional gas addition beyond the inertization, by paddle stirrer, anchor agitator, and other suitable stirring elements.
In einer besonders bevorzugten Ausführung werden nicht abrea- giertes Silan der allgemeinen Formel II und Abgase aus dem Reinigungsschritt wieder in den Schritt der Belegung und Beladung des Feststoffs zurückgeführt; dies kann teilweise oder vollständig geschehen, bevorzugt zu 10 - 90 % des gesamten Volumen- Stromes der aus der Abreinigung austretenden Gasvolumina. In a particularly preferred embodiment, non-exhaustive recycled silane of the general formula II and exhaust gases from the purification step back into the step of loading and loading of the solid; this can be done partially or completely, preferably to 10-90% of the total volume flow of gas volumes leaving the purification.
Dies geschieht in geeignet temperierten Vorrichtungen. This happens in suitably tempered devices.
Diese Rückführung erfolgt bevorzugt in nicht-kondensierter Phase, also als Gas oder als Dampf. Diese Rückführung kann als Stofftransport entlang eines Druckausgleichs erfolgen oder als gesteuerter Stofftranport mit den technisch üblichen Systemen des Gastransports, wie Ventilatoren, Pumpen, Druckluftmebran- pumpen. Da die Rückführung der nichtkondensierten Phase bevorzugt ist, empfiehlt sich gegebenenfalls die Beheizung der rückführenden Leitungen. This recycling is preferably carried out in non-condensed phase, ie as gas or as vapor. This recycling can be carried out as mass transfer along a pressure equalization or as controlled material transport with the technically usual systems of gas transport, such as fans, pumps, compressed air membrane pumps. Since the return of the non-condensed phase is preferred, the heating of the returning lines is recommended if appropriate.
Die Rückführung des nicht abreagierten Silans der allgemeinen Formel II und der Abgase kann dabei zwischen 5 und 100 Gew. , bezogen auf deren Gesamtmasse, bevorzugt zwischen 30 und 80 Gew.% liegen. Die Rückführung kann dabei, bezogen auf 100 Teile frisch eingesetzten Silans der allgemeinen Formal II, zwischen 1 und 200 Teile, bevorzugt 10 bis 30 Teile betragen. The recycling of the unreacted silane of the general formula II and of the exhaust gases can be between 5 and 100% by weight, based on their total mass, preferably between 30 and 80% by weight. The recycling may be, based on 100 parts of freshly used silane of the general formula II, between 1 and 200 parts, preferably 10 to 30 parts.
Die Rückführung der Abreinigungprodukte der Silylierreaktxon in die Belegung erfolgt bevorzugt kontinuierlich.  The return of the Abreinigungprodukte the Silylierreaktxon in the occupancy is preferably carried out continuously.
Die Silylierung erfolgt bevorzugt bei Temperaturen 40-400 °C, bevorzugt 40-350 °C und besonders bevorzugt bei 80-300 °C. The silylation is preferably carried out at temperatures 40-400 ° C, preferably 40-350 ° C and more preferably at 80-300 ° C.
Die Reaktionszeit beträgt 5 Min bis 48 h, vorzugsweise 10 Min bis 5 h.  The reaction time is 5 minutes to 48 hours, preferably 10 minutes to 5 hours.
Wahlweise können protische Lösungsmittel hinzugefügt werden, wie flüssige oder verdampfbare Alkohole oder Wasser; typische Alkohole sind iso~Propanol , Ethanol und Methanol. Es können auch Gemische der oben genannten protischen Lösungsmittel zugefügt werden. Vorzugsweise werden 1 bis 50 Gew% an protischen Lösungsmittel bezogen auf den Feststoff zugefügt, besonders be- vorzugt 5 bis 25%. Besonders bevorzugt ist Wasser. Optionally, protic solvents may be added, such as liquid or volatilizable alcohols or water; typical alcohols are iso-propanol, ethanol and methanol. It is also possible to add mixtures of the abovementioned protic solvents. Preferably, 1 to 50% by weight of protic solvent, based on the solid, are added, in particular preferably 5 to 25%. Particularly preferred is water.
Wahlweise können saure Katalysatoren, von saurem Charakter im Sinne einer Lewis Säure oder einer Brönsted Säure, wie Chlorwasserstoff oder basische Katalysatoren, von basischem Charakters, im Sinne einer Lewis Base oder einer Brönsted Base, wie Ammoniak, zugesetzt werden. Bevorzugt werden diese in Spuren zugesetzt, d.h kleiner als 1000 ppm. Besonders bevorzugt werden keine Katalysatoren zugesetzt. Alternatively, acidic catalysts of acidic character in the sense of a Lewis acid or a Brönsted acid, such as hydrogen chloride or basic catalysts, of a basic character, in the sense of a Lewis base or a Brönsted base, such as ammonia, may be added. Preferably, these are added in traces, i.e. less than 1000 ppm. Most preferably, no catalysts are added.
Die Abreinigung erfolgt bei einer Reinigungstemperatur von 20 bis 200 °C, bevorzugt 50°C bis 150°C, besonders bevorzugt von 50 bis 120 °C. The cleaning takes place at a purification temperature of 20 to 200 ° C, preferably 50 ° C to 150 ° C, more preferably from 50 to 120 ° C.
Der Reinigungsschritt ist vorzugsweise durch Bewegung gekennzeichnet, wobei langsame Bewegung und geringes Durchmischen besonders bevorzugt ist. Die Rührorgane werden dabei vorteilhafterweise so eingestellt und bewegt, daß bevorzugt ein Mischen und ein Fluidisieren, jedoch nicht völlige Verwirbelung, eintritt .  The cleaning step is preferably characterized by movement, with slow movement and low mixing being particularly preferred. The stirrers are advantageously adjusted and moved so that preferably a mixing and fluidizing, but not complete turbulence, occurs.
Der Reinigungsschritt kann weiterhin durch erhöhten Gaseintrag gekennzeichnet sein, entsprechend einer Leerrohrgasgeschwindig- keit von 0,001 bis 10 cm/s, bevorzugt 0,01 bis 1 cm/s. Dies kann durch alle inerten Gase erfolgen, die nicht mit dem Silan der allgemeinen Formel II, dem Feststoff, und dem silylierten Feststoff reagieren, also nicht zu Nebenreaktionen, Abbaureaktionen, Oxidationsvorgängen und Flammen- und Explosionserscheinungen führen, wie vorzugsweise N2 , Ar, andere Edelgase, CO2 , etc .  The cleaning step may be further characterized by increased gas input, corresponding to a Leerrohrgasgeschwindig- speed of 0.001 to 10 cm / s, preferably 0.01 to 1 cm / s. This can be done by any inert gases that do not react with the silane of the general formula II, the solid, and the silylated solid, so do not lead to side reactions, degradation reactions, oxidation processes and flame and explosion phenomena, such as preferably N2, Ar, other noble gases , CO2, etc.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt eingesetzten oberflächenmodifizierten partikulären Feststoffe weisen einen Kohlenstoffgehalt von größer 0,1 Gew.%, bevorzugt von 0,5 bis 20 Gew.% und besonders bevorzugt von 1 bis 15 Gew.% auf, jeweils bezogen auf 100 m2/g spezifische Oberfläche, d.h. bei niedriger bzw. höhere spezifischer Oberfläche werden entsprechend linear niedrigere bzw. höhere Werte erhalten. The surface-modified particulate solids used with particular preference in the process according to the invention have a carbon content of greater than 0.1% by weight, preferably from 0.5 to 20% by weight and more preferably from 1 to 15% by weight, in each case based on 100 m 2 / g specific surface, ie at lower or higher specific surface are obtained correspondingly linear lower or higher values.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt eingesetzten oberflächenmodifizierten partikulären Feststoffe weisen einen Gehalt an extrahierbaren Komponenten von kleiner 20 The surface-modified particulate solids used particularly preferably in the process according to the invention have a content of extractable components of less than 20
Gew.%, bevorzugt kleiner 18 Gew. % und besonders bevorzugt kleiner 15 Gew.% auf.  % By weight, preferably less than 18% by weight and more preferably less than 15% by weight.
Unter extrahierbaren Komponenten sind in diesem Zusammenhang vorzugsweise Komponenten zu verstehen, die sich mittels organi- scher Lösungsmittel wie z.B. THF oder Toluol extraktiv von der Partikeloberfläche abtrennen lassen und mittels analytischer Methoden wie z.B. Elementaranalyse oder anderer Methoden quantitativ nachweisen lassen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an partikulärem Feststoff, der im vinylischen Monomer der allgemeinen Formel (I) dispergiert wurde 0,1 bis 50 Gew.%, bevorzugt 0,1 bis 25 Gew.% und besonders bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.%. Die Dispergierung kann erfolgen z.B. durch Rühren mittels vorzugsweise schnell- laufender Rührorgane wie Dissolver, Rotor-Stator-Systeme, oder durch Behandlung mit Ultraschall wie Ultraschallbädern oder Sonotroden.  Extractable components in this context are preferably to be understood as meaning components which are separated by means of organic solvents, such as e.g. Extract the THF or toluene extractively from the particle surface and remove it by analytical methods, e.g. Quantify elemental analysis or other methods. The proportion of particulate solid which has been dispersed in the vinylic monomer of the general formula (I) is preferably from 0.1 to 50% by weight, preferably from 0.1 to 25% by weight and more preferably from 0.5 to 15% by weight. The dispersion can be done e.g. by stirring by means of preferably fast-running stirrers such as dissolvers, rotor-stator systems, or by treatment with ultrasound such as ultrasonic baths or sonotrodes.
Die Dispergierung erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von 10 s bis 2 h. The dispersion is preferably carried out over a period of 10 seconds to 2 hours.
Gegebenenfalls werden inerte Lösungsmittel mit zugesetzt. Bei den inerten Lösungsmitteln handelt es sich vorzugsweise um organische Lösungsmittel wie Kohlenwasserstof e wie Pentan oder Hexane, oder um Ether wie Diethylether oder THF oder um aroraa- tische Lösungsmittel wie Toluol. Optionally, inert solvents are added. The inert solvents are preferably organic solvents such as hydrocarbons, such as pentane or hexanes, or ethers, such as diethyl ether or THF, or aroaromatic solvents, such as toluene.
Die inerten Lösungsmittel werden vorzugsweise in Mengenverhältnissen von 70% bis 99% bezogen auf den partikulären Feststoff eingesetzt . Bevorzugt wird eine Photosensibiiisator- freie Reaktionsmischung eingesetzt, d.h. die Reaktionsmischung enthält keinen Photosen- sibilisator wie z.B. Benzophenon. Als Strahlung wird vorzugsweise elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 1 nm bis 10000 nm, wie Lichtstrahlung im sichtbaren Bereich von ca. 400 nm - 800 nm, oder UV-Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 1 nm bis 400 nm, bevorzugt 100 nm bis 400 nm und besonders bevorzugt 180 - 380 nm eingesetzt. The inert solvents are preferably used in proportions of 70% to 99% based on the particulate solid. A photosensitizer-free reaction mixture is preferably used, ie the reaction mixture contains no photosensitizer such as benzophenone. As radiation is preferably electromagnetic radiation, preferably electromagnetic radiation in a wavelength range of 1 nm to 10,000 nm, such as light radiation in the visible range of about 400 nm - 800 nm, or UV radiation having a wavelength range of 1 nm to 400 nm, preferably 100 nm to 400 nm and particularly preferably 180 - 380 nm used.
Ferner können Elektronenstrahlen wie Röntgenstrahlen oder Kathodenstrahlen eingesetzt werden. Further, electron beams such as X-rays or cathode rays can be used.
Es können eine oder mehrere Strahlungsquellen, wie z.B. Lampen, eingesetzt werden. Die Strahlungsquelle (n) können in die Reaktionsmischung in Form einer Tauchquelle eingebracht werden oder von außen, d.h. oberhalb der Mischung bzw. durch die Wand des Reaktionsgefäßes auf die Mischung einwirken. Bevorzugt ist eine Einwirkung von außen. One or more radiation sources, e.g. Lamps are used. The radiation source (s) may be introduced into the reaction mixture in the form of a submersion source or externally, i. act on the mixture above the mixture or through the wall of the reaction vessel. Preference is given to an external effect.
In diesem Fall wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Reaktionsgefäß durchgeführt, welches aus einem inerten Werkstoff besteht der vorzugsweise mittels geeigneter Vorrichtungen, z.B. strahlungsdurchlässige Fenster, durchlässig für die eingesetzte Strahlung ist. In diesem Fall ist das Reaktionsgefäß bevorzugt aus Glas mit einem Adsorptionsminimum im Bereich der eingesetzten Strahlungsquelle. In this case, the process according to the invention is carried out in a reaction vessel which consists of an inert material, preferably by means of suitable devices, e.g. radiation-permeable window, permeable to the radiation used. In this case, the reaction vessel is preferably made of glass with an adsorption minimum in the range of the radiation source used.
Die Einwirkungsdauer der Strahlung beträgt bevorzugt 10 s bis 48 h, besonders bevorzugt 60 s bis 48 h insbesondere bevorzugt 30 min bis 24 h. The duration of action of the radiation is preferably 10 seconds to 48 hours, more preferably 60 seconds to 48 hours, particularly preferably 30 minutes to 24 hours.
Vorzugsweise wird die Mischung während der Photopolymerisation gekühlt. Die Temperatur der Reaktionsmischung während der Pho- topolymerisation beträgt - 20 °C bis 100 °C, bevorzugt -20 °C bis 50 °C besonders bevorzugt 0 °C bis 40 °C. Preferably, the mixture is cooled during the photopolymerization. The temperature of the reaction mixture during the pho- topolymerization is - 20 ° C to 100 ° C, preferably -20 ° C to 50 ° C, more preferably 0 ° C to 40 ° C.
Vorzugsweise wird die Mischung während der Photopolymerisation gerührt . Preferably, the mixture is stirred during the photopolymerization.
Nach Beendigung der Photopolymerisation wird das überschüssige Monomer entfernt. Dies kann durch Abkondensieren im Vakuum oder Filtrieren erfolgen. Bevorzugt ist Abkondensieren im Vakuum. After completion of the photopolymerization, the excess monomer is removed. This can be done by condensation in vacuo or filtration. Preference is given to condensing off in vacuo.
Anschließend werden die erhaltenen partikulären Feststoffe mit angebundener Polymerschicht durch Waschen mit einem geeigneten Lösungsmitten, vorzugsweise einem organischen Lösungsmittel wie Toluol, THF, einem Alkohol wie Methanol oder Ethanol, einem chlorierten Kohlenwasserstoffen wie Dichlormethan, Kohlenwasserstoffen wie Pentan, Hexenen oder höhersiedenden Kohlenwasserstoffe, von anhaftenden Monomeren bzw. nicht chemisch an die partikulären Feststoffe gebunden Polymeren befreit. Mittels des erfindungsgemäSen Verfahrens wird ein partikuläre oberflächenmodifizerte Feststoff bereit gestellt, der eine gute Verträglichkeit in Thermoplasten, wie beispielsweise Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylaten wie Polymethylme- tacrylat aufweist. Subsequently, the obtained particulate solids with attached polymer layer by adhering to a suitable solvents, preferably an organic solvent such as toluene, THF, an alcohol such as methanol or ethanol, a chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, hydrocarbons such as pentane, hexenes or higher boiling hydrocarbons of adhering monomers or not chemically bonded to the particulate solids polymers. By means of the method according to the invention, a particulate surface-modified solid is provided which has good compatibility in thermoplastics, such as, for example, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyacrylates, such as polymethyl methacrylate.
Dieser partikuläre feinverteilte Feststoff mit großer spezifischer Oberfläche, ist an seiner Oberfläche mit einer Polymerschicht bestehend aus Monomeren der allgemeinen Formel III modifiziert , This particulate, finely divided solid with a large specific surface area is modified on its surface with a polymer layer consisting of monomers of the general formula III,
- ( ^bC-CR1^) - ( in ) wobei Rl gleich oder verschieden ist und die zu Formel I genannte Bedeutung hat . Der erfindungsgemäße partikuläre Feststoff mit angebundener Polymerschicht weist vorzugsweise einen Kohlenstoffgehalt von größer 0,1 Gew.%, bevorzugt von 0,5 bis 75 Gew.%, besonders bevorzugt von 1 bis 50 Gew.%, und ganz besonders bevorzugt von 1 bis 25 Gew.% auf, jeweils bezogen auf 100 ra2/g spezifische- (^ b C-CR 1 ^) - (in) where Rl is the same or different and has the meaning given to formula I. The particulate solid according to the invention with attached polymer layer preferably has a carbon content of greater than 0.1% by weight, preferably from 0.5 to 75% by weight, particularly preferably from 1 to 50% by weight, and very particularly preferably from 1 to 25% by weight %, in each case based on 100 ra 2 / g specific
Oberfläche, d.h. bei niedriger bzw. höhere spezifischer Oberfläche werden entsprechend linear niedrigere bzw. höhere Werte erhalten. Die erfindungsgemäßen partikulären Feststoffe mit angebundener Polymerschicht weisen vorzugsweise einen Gehalt an extrahierba- ren Komponenten von kleiner 20 Gew.%, bevorzugt kleiner 15 Gew.% und besonders bevorzugt kleiner 10 Gew.% auf. Die Angaben zu geeigneten/bevorzugten partikuläre Feststoffen sowie deren Eigenscha ten entsprechen den zum erfindungsgemäßen Verfahren gemachten Angaben. Surface, i. with lower or higher specific surface area correspondingly linear lower or higher values are obtained. The particulate solids according to the invention with attached polymer layer preferably have a content of extractable components of less than 20% by weight, preferably less than 15% by weight and more preferably less than 10% by weight. The information on suitable / preferred particulate solids and their properties correspond to the details given for the process according to the invention.
Die erfindungsgeraäßen Metalloxidpartikel können zur Verbesse- rung der mechanischen Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Druckfestigkeit, Ξ-Modul oder Schlagzähigkeit von z.B. Thermoplasten wie Polystyrolen, Poly- acrylaten, Polyethylenen, Polypropylenen eingesetzt werden. Ferner kann durch den Partikelzusatz die Formbeständigkeit von Werkstoffen auf Basis von Thermoplasten bei erhöhter Temperatur verbessert werden, d.h. der kalte Fluß verringert werden. The metal oxide particles according to the invention can be used to improve the mechanical properties such as scratch resistance, tensile strength, flexural strength, compressive strength, modulus of elasticity or impact resistance of e.g. Thermoplastics such as polystyrenes, polyacrylates, polyethylenes, polypropylenes are used. Further, particulate addition can improve the dimensional stability of thermoplastics based materials at elevated temperature, i. the cold flow can be reduced.
Die erfindungsgemäßen Metalloxidpartikel können eingesetzt werden zur Herstellung von Compositen auf Basis Z.B.Thermoplasten wie Polystyrolen, Polyacrylaten, Polyethylenen, Polypropylenen oder anderen. The metal oxide particles according to the invention can be used for the production of composites based on, for example, thermoplastics such as polystyrenes, polyacrylates, polyethylenes, polypropylenes or others.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Er- findung . Beispiele The following examples serve to further explain the invention. Examples
Allgemeine Versuchsbeschreibung: 100 mg Kieselsäure gemäß Tabelle 1 wurden in ein 10 mL Photoreaktionsrohr gegeben und für mehrere Stunden im Vakuum getrocknet. Anschließend wurde 6 mL destilliertes Monomer gemäß Tabelle 2 zugegeben und durch 3 Gefrier/Auftauzyklen entgast. Die Suspension wurde dann für mehrere Stunden (s. Tabelle 2) bei Raumtemperatur mit UV-Licht (Amax = 350 nm) bestrahlt. Verbleibendes Monomer und entstandenes Homopolymer in Lösung werden über ein Hochdruckfiltrationsgerät über einen Teflonfilter (Porengröße: 1,2 pm) filtriert. Das Filtrat wurde 5-mal mit 20 mL eines guten Lösemittel für das entsprechende Polymer {Polysty- rol in Toluol; Polymethylmethacrylat (PMMA) in Aceton, Poly-4- Vinylpyridin (P4VP) in Ethanol) gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es wurde ein weißes Pulver mit den analytischen Daten wie in Tabelle 2 wiedergegeben erhalten. Tabelle 1: Beschreibung der eingesetzten oberflächenmodifizierten pyrogenen Kieselsäuren General Experimental Description: 100 mg of silica according to Table 1 were placed in a 10 mL photoreaction tube and dried in vacuo for several hours. Subsequently, 6 mL of distilled monomer according to Table 2 was added and degassed by 3 freeze / thaw cycles. The suspension was then irradiated with UV light (Amax = 350 nm) at room temperature for several hours (see Table 2). Remaining monomer and resulting homopolymer in solution are filtered through a high-pressure filtration device through a Teflon filter (pore size: 1.2 pm). The filtrate was washed 5 times with 20 mL of a good solvent for the corresponding polymer {polystyrene in toluene; Polymethyl methacrylate (PMMA) in acetone, poly-4-vinylpyridine (P4VP) in ethanol) and dried in vacuo. A white powder with the analytical data as shown in Table 2 was obtained. Table 1: Description of the surface-modified fumed silicas used
spez . Silanoberflächen- Massenverlust  spec. Silane surface mass loss
Bezeichnung Oberfläche modifizierung TGA ' EA m2/g (%) (%C)Designation Surface modification TGA ' EA m2 / g (%) (% C)
Silica 1 200 Trimethylsiloxy- 2, 83 2 , 67Silica 1 200 trimethylsiloxy-2, 83 2, 67
Silica 2 200 Octlytrimethoxy 5,03 4,69Silica 2 200 octyltrimethoxy 5.03 4.69
Silica 3 200 Hexadecyltrimethoxy 9, 95 10 , 28Silica 3 200 hexadecyltrimethoxy 9, 95 10, 28
Silica 4 200 Phenyltrimethoxy 5, 94 6,31Silica 4,200 Phenyltrimethoxy 5, 94 6.31
Silica 5 200 Mercaptopropyltrimethoxy 3,48 1, 96 Tabelle 2: Versuchsparameter und analytische Daten Silica 5,200 mercaptopropyltrimethoxy 3,48 1, 96 Table 2: Experimental parameters and analytical data
Versuch Silica Monomer Reaktionsdauer TGA EA Experiment Silica Monomer Reaction time TGA EA
h rel. Massenverlust rel . Zunahme h rel. Mass loss rel. increase
'o %C (%}'o% C (%)
1 Silica 1 Styrol 5 10 121 silica 1 styrene 5 10 12
2 Silica 1 Styrol 17 172 1022 silica 1 styrene 17 172 102
3 Silica 2 Styrol 5 23 253 silica 2 styrene 5 23 25
4 Silica 3 Styrol 5 32 194 silica 3 styrene 5 32 19
5 Silica 4 Styrol 5 31 95 silica 4 styrene 5 31 9
6 Silica 5 Styrol 5 448 5746 silica 5 styrene 5 448 574
7 Silica 2 MMA 5 1 97 silica 2 MMA 5 1 9
8 Silica 2 4-VP 5 59 55 8 silica 2 4-VP 5 59 55
TGA - Thermogravimetrie : Die Thermogravimetrische Analysen wur- den an einer TGA-Q5000 der Firma TA Instruments durchge ührt. Bei der Messung im Bereich von T bis 800 °C wurde als Spülgas Luft verwe det. Während der Messung wurde kontinuierlich Probentemperatur und -masse aufgezeichnet. Die Probe wurde mit einer Heizrate von 10 K/min aufgeheizt und anschließend mit TA Universal Analysis ausgewertet. TGA - Thermogravimetry: The thermogravimetric analyzes were carried out on a TGA-Q5000 from TA Instruments. When measuring in the range of T to 800 ° C air was used as purge gas. During the measurement, the sample temperature and mass were recorded continuously. The sample was heated at a heating rate of 10 K / min and then evaluated with TA Universal Analysis.
EA = Elemantaranalyse : Die Verbrennungsanalysen wurden auf einem Vario EL Elementaranalysator der Firma elementar durchgeführt  EA = elemental analysis: The combustion analyzes were carried out on a elemental elemental Vario EL elemental analyzer

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zur Herstellung von partikulären feinverteilten Feststoffen mit einer modifizierten Oberfläche dadurch ge~ kennzeichnet, dass ein vinylisches Monomer der allgemeinen1. A process for the preparation of particulate finely divided solids having a modified surface characterized in that a vinylic monomer of the general
Formel {I) Formula {I)
(R^R^CR1^) wobei (R ^ R ^ CR 1 ^) where
1  1
R gleich oder verschieden ist und Wasserstoffatom, oder einen gegebenenfalls mit -C , -NCO, -NR2, -COOH, -COOR2, - Halogen, -Acryl, -Epoxy, -SH, -OH oder -CONR2 2 substituierten C-gebundenen Ci-C2o~K°frlenwas erstoffrest , bevorzugt ein Ci-Cg-Kohlenwasserstoff-Rest , besonders bevorzugt einR is the same or different and is hydrogen, or C optionally substituted with -C, -NCO, -NR 2 , -COOH, -COOR 2 , - halogen, -acryl, -epoxy, -SH, -OH or -CONR 2 2 -bonded Ci-C2o ~ K ° Frlenwas erstoffrest, preferably a Ci-Cg hydrocarbon radical, more preferably one
Ci-C3-Kohlenwasserstoff -Rest , oder ein Arylrest, oder ein Heteroarylrest wie Pyridylrest, oder ein C1-C15- Kohlenwasserstoffoxyrest , bevorzugt ein CI~CQ~ Kohlenwasserstoffoxy-Rest , besonders bevorzugt ein C1-C - Kohle - Wasserstoffoxy-Rest, in denen jeweils eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, oder -OCOO-, -S-, oder -NR2- ersetzt sein können und in denen eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methineinheiten durch Gruppen, -N=,oder "P- ersetzt sein können, oder ein Heteroatom wie Chlorid,C 1 -C 3 -hydrocarbon radical, or an aryl radical, or a heteroaryl radical such as pyridyl radical, or a C 1 -C -hydrocarbonoxy radical, preferably a C 1 -C -alkylcarboxy radical, particularly preferably a C 1 -C 6 -hydrocarbon radical, in each one or more, non-adjacent methylene units can be replaced by groups -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, -S-, or -NR 2 - and in which one or several mutually non-adjacent methine units may be replaced by groups, -N =, or "P-, or a heteroatom such as chloride,
Bromid, -NR2 a, oder eine C-gebundene Carbonsäuregruppe - COOH, oder C-gebundene Carboxylat-Gruppe -COO", oder C- gebunden Estergruppe -COOR2, oder Aldehydgruppe -CHO, oder Ketogruppe -C(0}R2, oder O-gebunden Carboxylatgruppe - OOCR2, bedeutet und Bromide -NR 2 a, or a C-linked carboxylic acid group, - COOH, or C-linked carboxylate group -COO "or C-bound Estergruppe -COOR 2, -CHO or aldehyde group, keto group or -C (R 2 0} , or O-linked carboxylate group - OOCR 2 , means and
R2 gleich oder verschieden ist und Wasserstoffatom oder einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest oder Arylrest bedeutet, R 2 is the same or different and is hydrogen or an optionally substituted hydrocarbon radical or aryl radical,
wobei a, b, c, d = 0, 1 oder 2 ist, mit der Maßgabe, dass a + b = 2 und c + d = 2 where a, b, c, d = 0, 1 or 2, with the proviso that a + b = 2 and c + d = 2
mit einem partikulären feinverteilten Feststoff mit großer Oberfläche zu einer Mischung dispergiert wird, wobei der partikuläre feinverteilte Feststoff mit großer Oberfläche durch Behandlung mit Silanen der allgemeinen Formel {II) is dispersed to a mixture with a particulate, finely divided solid having a high surface area, the particulate, finely divided, high surface area solid being treated by treatment with silanes of the general formula {II)
Xx+x.-SiR4 2_x,- (CH2)V-Y f allein oder in beliebigen Gemischen silyliert ist, wobei X Halogen, Stickstoffrest, OR3, OCOR3 bedeutet und X x + x . SiR 4 2 _ x , - (CH 2 ) V -Y f is silylated alone or in any mixtures, where X is halogen, nitrogen radical, OR 3 , OCOR 3 and
R3 ein C-0 gebundener Ci-Cxs-Kohlenwasserstoff-Rest, bevorzugt ein Ci~Cg -Kohlenwasserstoff-Rest , besonders bevor- zugt ein Cx-C3-Kohlenwasserstoff -Rest , oder ein Acetylrest ist und R 3 is a C-0 bonded Ci-Cxs-hydrocarbon radical, preferably a Ci ~ Cg hydrocarbon radical, more preferably a Cx-C3-hydrocarbon radical, or an acetyl radical, and
R4 ein Wasserstoffatom oder einen gegebenenfalls mit -CN, -NCO, -NR2 2, -COOH, -COOR2, -Halogen, -Acryl , -Epoxy, -SH, R 4 is a hydrogen atom or an optionally with -CN, -NCO, -NR 2 2 , -COOH, -COOR 2 , -halogen, -acrylic, -epoxy, -SH,
-OH oder -CONR22 substituierten Si-C gebundenen 0χ-θ2ο~ ohlenwasserstoffrest , bevorzugt ein C^_-CQ--OH or -CONR 2 2 substituted Si-C bonded 0χ-θ2O ~ hydrogen radical, preferably a C ^ _- CQ-
Kohlenwasserstoff-Rest , besonders bevorzugt ein C1-C3- ohlenwasserstoff -Rest , oder ein Arylrest, oder 0χ-0χ5~ Kohlenwasserstoffoxyrest , bevorzugt ein C^-Cg- Kohlenwasserstoffoxy-Rest , besonders bevorzugt ein C1-C4- Kohlen- wasserstoffoxy-Rest, in denen jeweils eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch GruppenHydrocarbon radical, particularly preferably a C 1 -C 3 -hydrocarbon radical, or an aryl radical, or C 1 -C -hydrocarboxy radical, preferably a C 1 -C -hydrocarboxy radical, particularly preferably a C 1 -C 4 -hydrocarboxy radical, in which in each case one or more, not adjacent methylene units by groups
-0-, »CO-, -COO-, -OCO-, oder -OCOO- , -S-, oder -NR2- ersetzt sein können und in denen eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methineinheiten durch Gruppen, -N= oder -P= ersetzt sein können, ist und -O-, » CO-, -COO-, -OCO-, or -OCOO-, -S-, or -NR 2 - may be replaced and in which one or more, mutually non-adjacent methine units by groups, -N = or -P = can be replaced, is and
Y Wasserstoff, ungesättigter oder einfach oder mehrfach ungesättigter C1-C2o-Kohlenwasserstof£-Rest , - OC(0)C(R)=CH2 (R = H , Ci-Cxs-Kohlenwasserstoff-Rest, bevorzugt ein -~C8 -Kohlenwasserstoff-Rest , besonders bevorzugt ein C;j_~C3-Kohlenwasserstoff-Rest) , -Vinyl, -Hydroxyl, -Halogen, Phosphonato, -NCO, -NH-C(0)~OR (R = ^-ϋ15- ohlenwasserstoff-Rest , bevorzugt ein C^-Cg-Kohlenwasserstoff-Rest, besonders bevorzugt ein C1-C3-Y is hydrogen, unsaturated or single or multiple unsaturated C 1 -C 2 o-hydrocarbon radical, - OC (O) C (R) = CH 2 (R = H, C 1 -C 8 -hydrocarbon radical, preferably a - C 8 -hydrocarbon radical, especially preferably a C 1 -C 3 -hydrocarbon radical), -vinyl, -hydroxyl, -halogen, phosphonato, -NCO, -NH-C (O) -OR (R =H) -hydrocarbon radical, preferably one C 1 -C 6 -hydrocarbon radical, particularly preferably a C 1 -C 3 -hydrocarbon radical
Kohlenwasserstoff -Rest) , -Glycidoxy, -SH, Säureanhydride wie Bernsteinsäureanhydrid bedeutet Hydrocarbon radical), glycidoxy, -SH, acid anhydrides such as succinic anhydride
und v = 0 bis 10 , bevorzugt 0 - 5 und besonders bevorzugt 0, 1, oder 3, und ' = 1 oder 2 bedeutet  and v = 0 to 10, preferably 0 to 5 and more preferably 0, 1, or 3, and '= 1 or 2
und diese Mischung durch Einsatz von Strahlung mittels radikalischer Polymerisation zur Reaktion gebracht wird. and this mixture is reacted by the use of radiation by means of radical polymerization.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungen der Formel I 2-Hydroxyethylacrylat, 2- Hydroxyethylmethacrylat , Methylmethacrylat, MethacrylsäureA method according to claim 1, characterized in that as compounds of formula I 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, methacrylic acid
(MMA) , Acrylsäure, Glycidylacrylat , 2- (Dimethylamino) - ethylmethacrylat , Ethylenglycoldimethacrylat , 3- (Acryl- oyloxy) -2 -hydroxypropylmethacrylat , Styrol, 4-Vinylpyridin(MMA), acrylic acid, glycidyl acrylate, 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 3- (acryl oxyloxy) -2-hydroxypropyl methacrylate, styrene, 4-vinylpyridine
(4-VP) eingesetzt werden. (4-VP) are used.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als partikulärer feinverteilter Feststoff ein Feststoff mit einer mittleren Partikelgröße kleiner 100 μπι, insbesondere bevorzugt mit einer mittleren Primärteilchen- Partikelgröße von 5 bis 100 nra eingesetzt werden. A method according to claim 1 or 2, characterized in that are used as a particulate finely divided solid, a solid having an average particle size less than 100 μπι, particularly preferably having a mean primary particle particle size of 5 to 100 nra.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als partikulärer feinverteilter Feststoff mit großer spezifischer Oberfläche ein Metalloxid bevorzugt pyrogene Kieselsäure eingesetzt wird, wobei das Metalloxid vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 0,1 bis 1000 m2/g (gemessen nach der BET Methode nach DIN 66131 und 66132) , besonders bevorzugt eine spezi ischeMethod according to one of claims 1 to 3, characterized in that is used as a particulate finely divided solid having a large specific surface, a metal oxide, preferably fumed silica, wherein the Metal oxide preferably has a specific surface area of from 0.1 to 1000 m 2 / g (measured by the BET method according to DIN 66131 and 66132), particularly preferably a specific one
Oberfläche von 10 bis 500 m2/g, ganz besonders bevorzugt von 30 bis 450 m2/g besitzt. Surface of 10 to 500 m 2 / g, most preferably from 30 to 450 m 2 / g has.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die partikulären Feststoffe mit großer spezifischer Oberfläche mit einem Anteil von 0,1 bis 50 Gew.% in das vinylische Monomer der allgemeinen Formel (I) vorzugsweise über einen Zeitraum von 10s bis 2h eindisper- giert werden. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the particulate solids having a large specific surface area in a proportion of 0.1 to 50 wt.% In the vinylic monomer of the general formula (I) preferably over a period of 10s to 2h be dispersed.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung Photosensibilisator frei ist . A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mixture is photosensitizer free.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlung elektromagnetische Strahlung, Elektronenstrahlen oder Kathodenstrahlen eingesetzt werden, wobei die Strahlung eine Einwirkungsdauer von 10 s bis 48 h, bevorzugt 60 s bis 48 h besonders bevorzugt 30 min bis 24 h hat. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that electromagnetic radiation, electron beams or cathode rays are used as radiation, wherein the radiation has an exposure time of 10 seconds to 48 hours, preferably 60 seconds to 48 hours, more preferably 30 minutes to 24 hours ,
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmischung während der Photopolymerisation eine Temperatur von - 20 °C bis 100 °C, bevorzugt -20 °C bis 50 °C besonders bevorzugt 0 °C bis 40 °C aufweist. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reaction mixture during the photopolymerization a temperature of - 20 ° C to 100 ° C, preferably -20 ° C to 50 ° C, more preferably 0 ° C to 40 ° C.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Photopolymerisation das überschüssige Monomer vorzugsweise durch Abkondensie- ren im Vakuum oder Filtrieren entfernt wird. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that after completion of the photopolymerization, the excess monomer is preferably by Abkondensie- ren in vacuum or filtration is removed.
Partikulärer feinverteilter Feststoff mit großer spezifischer Oberfläche dadurch gekennzeichnet, dass er an seiner Oberfläche mit einer Polymerschicht bestehend aus Monomeren der allgemeinen Formel III modifiziert ist, Particulate finely divided solid having a large specific surface, characterized in that it is modified on its surface with a polymer layer consisting of monomers of the general formula III,
- (R^R^C-CR1^) -? (III), wobei - (R ^ R ^ C-CR 1 ^) -? (III), where
R1 gleich oder verschieden ist und Wassersto fatom, oder einen gegebenenfalls mit -CN, -NCO, -NR2 2, -COOH, -COOR2, - Halogen, -Acryl, -Epoxy, -SH, -OH oder -CONR2 2 substituierten C-gebundenen C3_-C2o-Kohlen asser toffrest , bevorzugt ein C^-Cg -Kohlenwasserstof -Rest , besonders bevorzugt ein C1-C3 -Kohlenwasserstoff -Rest , oder ein Arylrest, oder ein Heteroarylrest wie Pyridylrest, oder ein C -C15- Kohlenwasserstoffoxyrest , bevorzugt ein C]_-Cg- Kohlenwasserstoffoxy-Rest, besonders bevorzugt ein C1-C4- Kohlenwasserstoffoxy-Rest , in denen jeweils eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen ~0-, -CO-, -COO-, -OCO~, oder -0C00- , -S-, oder -NR2- ersetzt sein können und in denen eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methineinheiten durch Gruppen, -N=,oder -P= ersetzt sein können, oder ein Heteroatom wie Chlorid, Bromid, -NR2 2, oder eine C-gebundene Carbonsäuregruppe - COOH, oder C~gebundene Carboxylat-Gruppe -COO", oder C- gebunden Estergruppe -COOR2, oder Aldehydgruppe -CHO, oder Ketogruppe -C{0)R2, oder O-gebunden Carboxylatgruppe - OOCR2, bedeutet und R 1 is identical or different and Wassersto fatom, or optionally with -CN, -NCO, -NR 2 2 , -COOH, -COOR 2 , - halogen, acrylic, epoxy, -SH, -OH or -CONR 2 2 substituted C-bonded C3_-C2o-carbon acid remainder, preferably a C ^ -Cg hydrocarbon radical, particularly preferably a C1-C3 hydrocarbon radical, or an aryl radical, or a heteroaryl radical such as pyridyl radical, or a C -C 15 - hydrocarbonoxy, preferably a C] _Cg- hydrocarbonoxy radical, more preferably a C1-C4 hydrocarbonoxy radical, in which in each case one or more, not adjacent to each other methylene units by groups ~0-, -CO-, -COO -, -OCO ~, or -Oc00-, -S-, or -NR 2 - may be replaced and in which one or more mutually non-adjacent methine units may be replaced by groups, -N =, or -P =, or a heteroatom such as chloride, bromide, -NR 2 2 , or a C-bonded carboxylic acid group - COOH, or C ~ bonded carboxylate group -COO " , or C- g ebunden ester group -COOR 2 , or aldehyde group -CHO, or keto group -C {0) R 2 , or O-bonded carboxylate group - OOCR 2 , means and
R2 gleich oder verschieden ist und Wasserstoffatom oder einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest oder Arylrest bedeutet, R 2 is the same or different and is hydrogen or an optionally substituted hydrocarbon radical or aryl radical,
wobei a, b, c, d = 0, 1 oder 2 ist, mit der Maßgabe, dass a + b = 2 und c + d = 2. where a, b, c, d = 0, 1 or 2, with the proviso that a + b = 2 and c + d = 2.
PCT/EP2012/062830 2011-07-04 2012-07-02 Process for modifying particulate solids by photopolymerization WO2013004659A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110078613 DE102011078613A1 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Process for the modification of particulate solids by photopolymerization
DE102011078613.9 2011-07-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013004659A1 true WO2013004659A1 (en) 2013-01-10

Family

ID=46466504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/062830 WO2013004659A1 (en) 2011-07-04 2012-07-02 Process for modifying particulate solids by photopolymerization

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011078613A1 (en)
WO (1) WO2013004659A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112689612A (en) * 2018-08-27 2021-04-20 株式会社大阪钛技术 Process for producing SiO powder and spherical granular SiO powder

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5426136A (en) * 1993-03-24 1995-06-20 Ppg Industries, Inc. Particulate amorphous silica associated with thin polymeric film
EP0703192A1 (en) * 1994-04-11 1996-03-27 Ube-Nitto Kasei Co. Ltd. Crosslinked resin-coated fine silica particles and process for producing the same
EP1479734A1 (en) * 2003-05-20 2004-11-24 DSM IP Assets B.V. Nano-structured surface coating process, nano-structured coatings and articles comprising the coating
US20060160916A1 (en) 2004-08-13 2006-07-20 Dyer Daniel J Process for modifying substrates with grafted polymers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5426136A (en) * 1993-03-24 1995-06-20 Ppg Industries, Inc. Particulate amorphous silica associated with thin polymeric film
EP0703192A1 (en) * 1994-04-11 1996-03-27 Ube-Nitto Kasei Co. Ltd. Crosslinked resin-coated fine silica particles and process for producing the same
EP1479734A1 (en) * 2003-05-20 2004-11-24 DSM IP Assets B.V. Nano-structured surface coating process, nano-structured coatings and articles comprising the coating
US20060160916A1 (en) 2004-08-13 2006-07-20 Dyer Daniel J Process for modifying substrates with grafted polymers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112689612A (en) * 2018-08-27 2021-04-20 株式会社大阪钛技术 Process for producing SiO powder and spherical granular SiO powder

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011078613A1 (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2279226B1 (en) Surface modified silicon dioxide particles
DE60008677T2 (en) Flaky silica particles and curable composition containing them
EP1357156B1 (en) Silane modified oxidic or silicate filler, method for its manufacture and its use
EP2054150B1 (en) Hydrophobically coated molecular sieve
EP1954631A1 (en) Zinc oxide nanoparticles
EP2376384A1 (en) Silane-modified nanoparticles made of metal oxides
EP1711538B1 (en) Curable composition containing surface-modified particles
DE10241510A1 (en) Preparation of nano composites by organic modification of nano filler useful as a paint, adhesive, casting composition, in aircraft construction, electronics, automobile finishing, and as a parquet flooring lacquer
WO2008077814A2 (en) Organofunctional silicone resin layers on metal oxides
US20100092761A1 (en) Nanoparticles
EP1926685A1 (en) Method for producing a silane modified surface nano-corundum
EP1680462B1 (en) Method for producing an antistatically coated molded body
EP1609516A1 (en) Process and device for extracting substances from silan-modified fillers
WO2005092932A1 (en) Curable composition containing surface-modified particles
EP2145928B1 (en) Dispersion made of hydrophobic silicon dioxide particles and granulate made from same
WO2013004659A1 (en) Process for modifying particulate solids by photopolymerization
EP1694780A2 (en) Functionalisation of oxidic particle surfaces, particles thus obtained, and the use thereof
EP1526115A1 (en) Grafted-silica particle
DE102006053156A1 (en) Compositions containing phosphonate-functional particles
DE102006058202A1 (en) Process for the preparation of dispersions
EP3663365A1 (en) Hydrophilic silica and aqueous dispersion containing silanol and paint preparation
EP2825600B1 (en) Process for surface modification of particulate solids
EP2032613A2 (en) Alkoxysilyl functional oligomers and particles surface-modified therewith
WO2008055817A2 (en) Dispersible nanoparticles
DE102012100123A1 (en) Particulate solid, process for its preparation, use as filler and related articles

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12733080

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12733080

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1