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(11) | EP 4 081 604 B9 |
(12) | CORRECTED EUROPEAN PATENT SPECIFICATION |
Note: Bibliography reflects the latest situation |
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(54) |
AN OMNIPHOBIC AND BIOCIDE SOL-GEL COATING COMPOSITION OMNIPHOBE UND BIOZIDE SOL-GEL-BESCHICHTUNGSZUSAMMENSETZUNG COMPOSITION DE REVÊTEMENT SOL-GEL OMNIPHOBE ET BIOCIDE |
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Note: Within nine months from the publication of the mention of the grant of the European patent, any person may give notice to the European Patent Office of opposition to the European patent granted. Notice of opposition shall be filed in a written reasoned statement. It shall not be deemed to have been filed until the opposition fee has been paid. (Art. 99(1) European Patent Convention). |
Background Art
Summary of Invention
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, fluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15
°C to 30 °C for a period of time from 24 h to 72 h to obtain sol1;
and
wherein the sol3 is a sol-gel coating composition obtainable by a process which comprises:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally, at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
optionally, one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof,
at a temperature from 15 °C to 30 °C for an appropriate period of time to obtain sol2; and optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
with the proviso that the sol-gel coating composition of step 1) comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
or alternatively,
a process for preparing a sol-gel coated substrate comprising:
wherein the sol3 is a sol-gel coating composition obtainable by a process which comprises:
b) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5;
at least one organic precursor;
at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 90 °C from 24 h to 72 h;
c) preparing a mixture B comprising:
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain sol2; optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2; optionally adding to the mixture obtained in step
d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than
7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30
°C from 24 h to 72 h;
wherein, the organic precursor is a compound selected from the group consisting of
a compound of formula (VI)
, a compound of formula (VII)
and a mixture thereof
wherein:
R27 are independently selected from (C1-C6)alkyl;
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
Brief Description of Drawings
Detailed description of the invention
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, fluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15
°C to 30 °C for a period of time from 24 h to 72 h to obtain sol1;
and
wherein the sol3 is a sol-gel coating composition obtainable by a process which comprises:
b) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
c) preparing a mixture B comprising:
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally, at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
optionally, one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof,
at a temperature from 15 °C to 30 °C for an appropriate period of time to obtain sol2; and optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2; optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time; particularly for a period of time from 30 min to 4 h to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C for a period of time from 24 h to 72 h to obtain ageing sol1.
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and
optionally at least one (C1-C8)alcohol; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional
organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl,
polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a1') mixing the semimetal alkoxide; the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain the sol1-1; and
a1") optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-1.
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional
organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl,
polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a2') preparing a first mixture comprising the semimetal alkoxide; the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a2") preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; optionally at least one (C1-C8) alcohol; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a2‴) mixing the second mixture and the first mixture at a temperature from 15°C to 30°C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain the sol1-2; and
a2ʺʺ) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-2;
with the proviso that the sol1-2 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof.
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
at least one (C1-C8)alcohol; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional
organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl,
polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a3') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a3") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl;
a3‴) adding at least one semimetal alkoxide; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time;
a3ʺʺ) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator; optionally at least one (C1-C8)alcohol; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; or a mixture thereof; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3v) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a3ʺʺ) at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-3; and
a3vi) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-3.
with the proviso that the sol1-3 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof.
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional
organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl,
polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a4') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a4") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a4‴) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a4ʺʺ) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a4‴) and stirring at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-4; and
a4v) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-4;
with the proviso that the sol1-4 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof.
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional
organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl,
polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a5') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a5") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5ʺʺ) mixing the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a5v) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5vi) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a5‴) at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-5; and
a5vii) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-5; and
with the proviso that the sol1-5 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof.
b) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5;
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
c) preparing a mixture B comprising:
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof,
at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain sol2; optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2; optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
with the proviso that the sol3 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof.b) preparing a sol1 selected from the group consisting of sol1-1, sol1-2, sol1-3, sol1-4, sol1-5, ageing sol1-1, ageing sol1-2, ageing sol1-3, ageing sol1-4 and ageing sol1-5 as defined above;
c) preparing a sol2 by preparing a mixture B by mixing at least one metal alkoxide; at least one complexing agent; optionally one or more (C1-C8) alcohol; optionally, at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof, at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol2; optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain ageing sol2; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2, optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain sol3 selected from the group consisting of sol3-1, sol3-2, sol3-3, sol3-4, sol3-5, ageing sol3-1, ageing sol3-2, ageing sol3-3, ageing sol3-4 and ageing sol3-5, respectively.
a3") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3ʺʺv) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; or a mixture thereof; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3v) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a3‴) at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain the sol1-3; and
a3vi) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h.
a4") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a4‴) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a4ʺʺ) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a4‴) and stirring at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-4; and
a4v) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h.
a5") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5ʺʺ) mixing the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a5v) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5vi) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a5‴) at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-5; and
a5vii) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h.
a compound of formula (I);
[R4]s-Si(OR1)t(OR2)(OR3) (I)
a compound of formula (II);
[R8-(CH2)m]-Si(OR5)qR6r (II)
a compound of formula (III)
(9RO)(10RO)(11RO)Si-Xi-Si(OR12)(OR13)(OR14) (III)
a mixture of at least a compound of formula (I) wherein R4 is (C1-C4)alkenyl and at least a compound of formula (I) wherein R4 is (C2-C20)alkyl-CH=CH-;
a mixture of at least a compound of formula (I) and at least a compound of formula (II);
a mixture of at least a compound of formula (I) and at least a compound of formula (III);
a mixture of at least a compound of formula (II) and at least a compound of formula (III);
wherein:
each one of R1, R2 and R3 are independently a substituted or un-substituted (C1-C14)alkyl;
R4 is selected from the group consisting of a substituted or un-substituted (C2-C14)alkenyl, (C5-C6)aryl, (C2-C14)alkynyl; and (C2-C20)alkyl-CH=CH-;
R5, R6, R9, R10, R11, R12, R13 and R14 are independently selected from the group consisting of a substituted or
un-substituted (C1-C14)alkyl, (C5-C6)aryl, (C2-C14)alkenyl, and (C2-C14)alkyl-CH=CH-;
R8 is selected from the group consisting of H, -SH, substituted or un-substituted (C1-C12)alkyl, substituted or
un-substituted (C5-C6)aryl, -(CF2)b-CF3, -NR15R16, a compound of formula (IV)
and a compound of formula (V)
R15 and R16 are independently selected from the group consisting of H, substituted or un-substituted (C1-C12)alkyl, -CO, and substituted or un-substituted (C5-C6)aryl;
R17 is selected from the group consisting of H and substituted or un-substituted (C1-C12)alkyl;
X1 is selected from the group consisting of substituted or unsubstituted -(C1-C12)alkylene-, -(C1-C12)alkylene-NH-(C1-C12)alkylene-, and -(C1-C12)alkylene-(S)n-(C1-C12)alkylene-;
m is an integer from 0 to 20;
n is an integer from 1 to 4;
q is an integer from 2 to 3;
r is an integer from 0 to 1;
s is an integer from 1 to 2;
t is an integer from 0 to 1;
the sum of q + r is 3;
the sum of s + t is 2; and
b is an integer from 0 to 12.
R27 are independently selected from (C1-C6)alkyl;
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
each one of R43, R44, R45 and R46 are independently selected from the group consisting of substituted or un-substituted (C1-C14)alkyl, (C5-C6)aryl, (C2-C14)alkenyl and (C2-C14)alkynyl group; and
Z is selected from the group consisting of the metal and semimetal atoms.
an inorganic acid catalyst in aqueous solution independently selected from the group consisting of H2SO4, HCl, HNO3, and a mixture thereof;
an (C1-C8)alcohol independently selected from the group consisting of methanol, ethanol, butanol, n-propanol, isopropanol, and a mixture thereof; and
a complexing agent selected from the group consisting of acetyl acetone, methacrylic acid, acetic acid, isobutyric acid, bipyridine, and a mixture thereof.
a polymerization initiator selected from the group consisting of azo compounds and a mixture thereof;
an inorganic acid catalyst in aqueous solution independently selected from the group consisting of H2SO4, HCl, HNO3, and a mixture thereof;
an (C1-C8)alcohol independently selected from the group consisting of methanol, ethanol, butanol, n-propanol, isopropanol, and a mixture thereof; and
a complexing agent selected from the group consisting of acetyl acetone, methacrylic acid, acetic acid, isobutyric acid, bipyridine, and a mixture thereof.
2'-azobis(2-methylpropionitrile) (AIBN) as polymerization initiator;
HNO3 as an acid catalyst in aqueous solution;
methanol, ethanol and/or n-propanol as (C1-C8)alcohols; and
methacrylic acid as complexing agent.
b) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 90 °C from 24 h to 72 h;
c) preparing a mixture B comprising:
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain sol2; optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2; optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
wherein, the organic precursor is a compound selected from the group consisting of a compound of formula (VI)R27 are independently selected from (C1-C6)alkyl;
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
Examples
Abbreviation
TEOS: tetraethylorthosilicate
MAPTMS: [3-(methacryloyloxy)propyl]trimethoxysilane
GPTES: (3-glycidyloxypropyl)triethoxy silane
BPA: bisphenol A
IS: isosorbide
EDGMA: ethylene glycol dimethacrylate
AIBN: azobisisobutyronitrile or 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile)
TPOZ: zirconium (IV) n-propoxide
TISP: titanium (IV) isopropoxide
MAAH: methacrylic acid
FAS13: (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) triethoxy silane (C8H4F13)
FAS17: (1H,1H,2H,2H-perfluorodecyl) triethoxy silane (C10H4F17)
CAS12: n-dodecyltriethoxysilane (C12H25)
QAS: dimethyl octadecyl[3-(trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride
MeOH: methanol
EtOH: ethanol
1-PropOH: 1-propanol
1. Sol-gel coating composition
1.A- Composition
SOL1
Ingredients | Sol-gel coating composition (Ex.) | ||||
Process A | |||||
Description | Name | Ex.1 | Ex.2 | Ex.3 | Ex. 4 |
Semi-metal alkoxide | TEOS | 1 | 1 | 1 | 1 |
Organo-alkoxysilane | MAPTMS | 1 | 1 | 1 | - |
GPTES | - | - | - | 1 | |
Acid aqueous solution | HNO3 0.01 N | 4 | 4 | 4 | 4 |
(C1-C8)alcohol | EtOH | 10 | 10 | 10 | 10 |
MeOH | - | - | - | - | |
Functional organo-alkoxysilane | Type | FAS13 | FAS17 | FAS17 | FAS17 |
Amount | 0.01 | 0.01 | 0.05 | 0.01 |
Ingredients | Sol-gel coating composition (Ex.) | |||||
Process B | ||||||
Description | Name | Ex.5 | Ex.6 | Ex.7 | Ex.8 | Ex.9 |
Semi-metal alkoxide | TEOS | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Organo-alkoxysilane | MAPTMS | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Organic precursor | EDGMA | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
Polymerization precursor | AIBN | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 |
Acid aqueous solution | HNO3 0.01N | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
(C1-C8)alcohol | EtOH | 10 | 10 | 10 | 10 | 7.86 |
MeOH | - | - | - | - | 2.14 | |
Functional organo-alkoxysilane | Type | FAS13 | FAS13 | FAS17 | FAS17 | FAS17: QAS |
Amount | 0.01 | 0.05 | 0.01 | 0.05 | 0.01:0.1 |
Ingredients | Comparative Sol-gel coating composition | |||
Process A | Process B | |||
Description | Name | Comparative Ex.1 | Comparative Ex.2 | Comparative Ex.3 |
Semi-metal alkoxide | TEOS | 1 | 1 | 1 |
Organo-alkoxysilane | MAPTMS | 1 | - | 1 |
GPTES | - | 1 | - | |
Organic precursor | EDGMA | - | - | 0.25 |
Polymerization initiator | AIBN | - | - | 0.015 |
Acid aqueous solution | HNO3 0.01 N | 4 | 4 | 4 |
(C1-C8)alcohol | EtOH | 10 | 10 | 10 |
SOL3
Ingredients | Sol-gel coating composition (Ex.) | |||||||||
Sol | Process C | Process D | ||||||||
Description | Name | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
Semi-metal alkoxide | TEOS | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.125 | 0.125 | 0.125 |
Organo-silicon alkoxide | MAPTM S | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
Organic precursor | EDGMA | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | |
Polymerizatio n initiator | AIBN | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | |
Acid aqueous solution | HNO3 0.01N | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 1.03 | 1.08 | 1.03 | |
(C1-C8)alcohol | EtOH | 9.42 | 9.42 | 9.42 | 9.42 | 9.42 | 1 | 1 | - | |
Functional organo-alkoxysilane | Type | FAS13 | FAS17 | FAS17 | FAS17 | FAS17: CAS12 | FAS17 | FAS17: CAS12 | FAS17: QAS | |
Amount | 0.075 | 0.01 | 0.05 | 0.075 | 0.1:0.1 | 0.02 | 0.05: 0.05 | 0.02:0.05 | ||
Metal alkoxide | TPOZ | 2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.125 | 0.125 | 0.125 |
Complexing agent | MAAH | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.125 | 0.125 | 0.125 | |
C1-C0)alcohol | 1-PropOH | 1.15 | 1.15 | 1.15 | 1.15 | 1.15 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
MeOH | - | - | - | - | - | - | - | 1 | ||
Acid aqueous solution | HNO3 0.01 N | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Second alternative composition comprising an organic precursor of formula (VII)
Ingredients | Sol-gel coating composition (Ex.) | ||||
Sol | Process C | Process D | |||
Description | Name | Ex.18 | Ex.19 | Ex. 20 | |
Semi-metal alkoxide | TEOS | SOL1 | 0.5 | 0.125 | 0.125 |
Organo-alkoxysilane | MAPTMS | 1 | 1 | 1 | |
Organic precursor | EDGMA | 0.25 | 0.25 | 0.25 | |
Polymerization initiator | AIBN | 0.015 | 0.015 | 0.015 | |
Aqueous solution of at least on acid catalyst | HNO3 0.01N | 3.5 | 1.03 | 1.03 | |
(C1-C8)alcohol | EtOH | 9.42 | 1 | 1 | |
Metal alkoxide | TPOZ | SOL2 | 0.5 | 0.125 | - |
TISP | - | - | 0.125 | ||
Complexing agent | MAAH | 0.5 | 0.125 | 0.2 | |
C1-C8)alcohol | 1-PropOH | 1.15 | 0.3 | 0.004 | |
Aqueous solution of at least on acid catalyst | HNO3 0.01 N | 1 | 1 | 1 |
1.B- Preparation Process
Process A. General procedure for the preparation of Examples 1-4 (SOL1)
Process B. General procedure for the preparation of Examples 5-9 (SOL1)
Preparation of SOL1
Preparation of the first mixture
Preparation of the second mixture
Combination of the first and the second mixture
Process C. General procedure for the preparation of Examples 10-14 and 18
Preparation of SOL1
SOL1 was prepared following the Process B.
Preparation of SOL2
Preparation of SOL3
Process D. General procedures for the preparation of Examples 15-17 and 19
Preparation of SOL1
Preparation of the first mixture
Preparation of the second mixture
Combination of the first and the second mixture
Preparation of SOL2
Preparation of SOL3
2. Composition of coated substrate of the present invention
2A. Preparation process
- Surface preparation
Alkaline degreasing consisted of introducing the substrate in a solution of composition: 45 g/L of Turco 4215 NC LT and 2.5 ml/L of Turco 4215 NC LT at 50°C during 15 min.
Acid etching consisted of introducing the substrate in a solution of composition: 120 g/L of Turco SMUT GO NC and 14.4 ml/L HNO3 (>65%) at room temperature during 5 min.
Or alternatively the surface preparation was performed by ii) mechanical pre-treatment after acetone degreasing through shot blasting with two different types of corundum particles the aluminium surface:
Blasting 1: Shot blasting the degreased substrate using white corundum particles being equal to or higher than 50% of them diameter sized from 50 to 56 µm, at 3 bar and at a distance from 7 to 30 cm;
Blasting 2: Shot blasting the degreased substrate using white corundum particles being equal to or higher than 97% of them diameter sized from 425 to 600 µm, at 3 bar and at a distance from 7 to 30 cm;
- Coating deposition and curing
2.B. Coating compositions of the invention and substrates.
Coated substrate | Substrate | Coated substrate | Substrate | Coated substrate | Substrate | Sol-gel coating composition | Thickness (µm) |
M1G | Glass | M1A | AA2024 | - | - | Ex.1 | 1.3 |
M2G | Glass | M2A | AA2024 | - | - | Ex.2 | 1.6 |
M3G | Glass | M3A | AA2024 | - | - | Ex.3 | 1.8 |
M4G | Glass | M4A | AA2024 | - | - | Ex. 4 | 0.8 |
M5G | Glass | M5A | AA2024 | - | - | Ex.5 | 1.7 |
M6G | Glass | M6A | AA2024 | - | - | Ex.6 | 1.7 |
M7G | Glass | M7A | AA2024 | - | - | Ex.7 | 1.5 |
M8G | Glass | M8A | AA2024 | - | - | Ex.8 | 1.5 |
M9G | Glass | M9A | AA2024 | M9P | PEI | Ex.9 | 1 |
M10G | Glass | M10A | AA2024 | Ex.10 | 1.7 | ||
M11G | Glass | M11A | AA2024 | - | - | Ex. 11 | 1.5 |
M12G | Glass | M12A | AA2024 | - | - | Ex.12 | 1.7 |
M13G | Glass | M13A | AA2024 | - | - | Ex.13 | 1.8 |
M14G | Glass | M14A | AA2024 | - | - | Ex.14 | 2.1 |
M15G | Glass | M15A | AA2024 | - | - | Ex.15 | 5.5 |
M16G | Glass | M16A | AA2024 | - | - | Ex.16 | 6.5 |
M17G | Glass | M17A | AA2024 | - | - | Ex.17 | 7.5 |
M18G | Glass | M18A | AA2024 | - | - | Ex.18 | 1 |
M19G | Glass | M19A | AA2024 | - | - | Ex.19 | 3 |
ND: not determined |
2.C. Coating comparative compositions and substrates.
Coated substrate | Substrate | Coated substrate | Substrate | Sol-gel coating composition | Thickness (µm) |
Comp. M1G | Glass | Comp. M1A | AA2024 | Comparative Ex.1 | 1 |
Comp. M2G | Glass | Comp. M2A | AA2024 | Comparative Ex.2 | 0.5 |
Comp. M3G | Glass | Comp. M3A | AA2024 | Comparative Ex.3 | 1 |
ND: not determined |
3. Characterization methods
Contact angle
Surface free energy (SFE)
Surface roughness
Antimicrobial activity
Adhesion test
Corrosion test: Test of Neutral Salt Spray Foq Test (NSST).
Cytotoxicity
4. Results
4.A. Homogeneity and stability of the obtained sols
4.B. Contact angle and surface free energy of coated substrates
Coated substrate | SFE (mJ/m2) | Coated substrate | SFE (mJ/m2) | ||||
M1G | 96.8±2.8 | 34.5±1.1 | 24.7 | M1A | 88.7±1.4 | 33.1±1.1 | 27.5 |
M2G | 109.9±1.6 | 75.2±1.0 | 12.3 | M2A | 108.3±0.5 | 70.0±2.3 | 13.8 |
M3G | 113.7±0.5 | 91.8±2.5 | 8.4 | M3A | 111.4±0.7 | 75.1±1.1 | 12.0 |
M4G | 98.5±1.3 | 46.0±0.4 | 21.8 | M4A | 106.7±0.7 | 62.5±2.1 | 15.9 |
M5G | 102.6±1.9 | 51.6±2.5 | 19.5 | M5A | 89.1±0.7 | 35.8±0.1 | 26.8 |
M6G | 105.6±0.2 | 53.0±1.2 | 18.6 | M6A | 103.1±1.0 | 51.4±1.6 | 19.5 |
M7G | 108.7±1.2 | 65.1±0.3 | 14.9 | M7A | 104.1±0.8 | 58.4±0.4 | 17.5 |
M8G | 108.8±0.7 | 66.2±3.0 | 14.6 | M8A | 107.9±0.6 | 65.1±1.4 | 15.1 |
M9G | 91.4±0.6 | 35.6±0.7 | 26.1 | M9A | 90.4±2.0 | 33.4±1.7 | 26.8 |
M10G | 95.4±1.0 | 45.2±1.8 | 22.8 | M10A | 97.3±2.2 | 49.6±1.3 | 21.3 |
M11G | 99.7±1.1 | 47.2±1.6 | 21.2 | M11A | 98.6±0.2 | 45.0±0.1 | 22.0 |
M12G | 103.4±0.9 | 53.7±0.9 | 18.8 | M12A | 103.0±0.8 | 53.2±0.8 | 19.0 |
M13G | 100.5±1.6 | 49.5±0.6 | 20.5 | M13A | 101.0±0.9 | 50.4±0.6 | 20.2 |
M14G | 99.6±2.2 | 47.6±2.5 | 21.2 | M14A | 105.2±1.7 | 58.9±1.8 | 17.2 |
M15G | 107.4±1.9 | 60.8±1.7 | 16.3 | M15A | 102.6±1.6 | 54.7±1.2 | 18.8 |
M16G | 101.7±0.9 | 53.1±0.4 | 19.4 | M16A | 105.0±0.4 | 62.6±0.4 | 16.3 |
M17G | 102.5±1.4 | 54.7±1.2 | 18.8 | M17A | 98.4±0.8 | 45.0±1.2 | 22.1 |
M18G | 91.2±7.9 | 8.9±2.7 | 29.7 | M18A | ND | ND | ND |
ND: not determined |
Coated substrate | SFE (mJ/m2) | Coated substrate | SFE (mJ/m2) | ||||
Comp. M1G | 63.9±0.7 | 6.5±1.1 | 42.7 | Comp. M1A | 74.1±3.4 | 9.1±2.5 | 36.6 |
Comp. M2G | 62.9±0.4 | 5.4±0.8 | 43.4 | Comp. M2A | 68.7±0.8 | 6.7±0.1 | 39.8 |
Comp. M3G | 68.8±0.4 | 10.1±0.8 | 39.6 | Comp. M3A | 65.3±0.8 | 10.5±0.5 | 41.7 |
4.C. Roughness of pre-treated and coated substrates
Substrate | Pre-treated substrate | Roughness Ra (nm) of pre-treated substrate | Coated substrate | Roughness Ra (nm) of coated substrate |
Glass | Acetone degreasing | < 5 | M15G | 2.4±0.6 |
AA2024T3 | Alkaline and acid pre-treatments | 445±75 | M15A | 50±5 |
AA2024T3 | Blasting 1 | 555±15 | M15A | 110±12 |
AA2024T3 | Blasting 2 + Blasting 1 | 3350±400 | M15A | 355±40 |
Glass | Acetone degreasing | < 5 | M16G | 4.7±0.7 |
AA2024T3 | Alkaline and acid pre-treatments | 445±75 | M16A | 80±20 |
AA2024T3 | Blasting 1 | 555±15 | M16A | 120±15 |
AA2024T3 | Blasting 2 + Blasting 1 | 3350±400 | M16A | 730±60 |
Glass | Acetone degreasing | < 5 | M17G | 20±5 |
Glass | Acetone degreasing | < 5 | M19G | 3.0±0.5 |
Substrate | Pre-treated substrate | Roughness Ra (nm) of pre-treated substrate | Coated substrate | Roughness Ra (nm) of coated substrate |
Glass | Acetone degreasing | < 10 | Comp. M1G | 70±30 |
AA2024T3 | Alkaline and acid pretreatments | 445±75 | Comp. M1A | 160±40 |
AA2024T3 | Alkaline and acid pretreatments | 445±75 | Comp. M2A | 260±10 |
Glass | Acetone degreasing | < 10 | Comp. M3G | 50±10 |
AA2024T3 | Alkaline and acid pretreatments | 445±75 | Comp. M3A | 190±15 |
ND: not determined |
4.D. Antimicrobial activity coated substrates
Coated substrate | Escherichia coli | Staphylococcus aureus | ||
CFU t = 0 | CFU t = 24 h | CFU t = 0 | CFU t = 24 h | |
Comp. M3G | 2.82 × 105 | 6.7 × 106 | 2.68 × 105 | ND |
M9G | 6.7 | ND | ||
M15G | 1.1 × 103 | 139 | ||
M17G | 0 | 383 | ||
M19G | 0 | ND | ||
M20G | ND | 3 |
ND: not determined |
4.F. Adherence on plastic substrate
Coated substrate | Dry adherence |
M9P | Score 0 (excellent adherence) |
4.G. Corrosion protection of AA2024-T3
Tested samples | Naked eye assessment |
M15A | No corrosion evidence after 168 h of exposure in NSST |
4.H. Cytotoxicity
Coated substrate | Cell viability (%) |
M9G | 74 ± 3 |
M17G | 112 ± 3 |
M19G | 115 ± 7 |
M20G | 112 ± 2 |
Comp. M3G | 101 ± 4 |
5. Conclusion
Citation List
1) firstly, depositing a sol-gel coating composition selected from the group consisting of sol1 and sol3 over the substrate
2) secondly, curing the coating obtained in step 1);
wherein the sol1 is a sol-gel coating composition obtainable by a process which comprises:
a) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, fluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C for a period of time from 24 h to 72 h to obtain sol1;
andwherein the sol3 is a sol-gel coating composition obtainable by a process which comprises:
b) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
optionally, at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
c) preparing a mixture B comprising:
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally, at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
optionally, one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof,
at a temperature from 15 °C to 30 °C for an appropriate period of time to obtain sol2; and optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2; optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
with the proviso that the sol-gel coating composition of step 1) comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
or alternatively,
a process for preparing a sol-gel coated substrate comprising:
1) firstly, depositing a sol-gel coating composition selected from the group consisting of sol3 over the substrate; and
2) secondly, curing the coating obtained in step 1);
wherein the sol3 is a sol-gel coating composition obtainable by a process which comprises:
b) preparing a mixture A comprising:
at least one alkoxide selected from the group consisting of a metal alkoxide, a semimetal alkoxide, an organo-alkoxysilane and a mixture thereof;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5;
at least one organic precursor;
at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one (C1-C8)alcohol;
at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol1; and
optionally ageing the resulting mixture sol1 by stirring at a temperature from 15 °C to 90 °C from 24 h to 72 h;
c) preparing a mixture B comprising:
at least one metal alkoxide;
at least one complexing agent;
optionally one or more (C1-C8) alcohol; and
optionally at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7;
at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain sol2; optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2; optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
wherein, the organic precursor is a compound selected from the group consisting of
a compound of formula (VI)
, a compound of formula (VII)
and a mixture thereof
wherein:
R27 are independently selected from (C1-C6)alkyl;
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
a1) preparing a mixture A1 comprising:
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and
optionally at least one (C1-C8)alcohol; and
optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having
a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium
silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a1') the semimetal alkoxide; the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; mixing an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain the sol1-1; and
a1") optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-1;
with the proviso that the sol1-1 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
or alternatively;
a2) preparing a mixture A2 comprising:
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
at least one (C1-C8)alcohol; and
at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional
organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl,
polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a2') preparing a first mixture comprising the semimetal alkoxide; the organo-alkoxysilane;
at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having
a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane
having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary
ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a2") preparing a second mixture comprising an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; at least one (C1-C8) alcohol; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a2‴) mixing the second mixture and the first mixture at a temperature from 15°C to 30°C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain the sol1-2; and
a2ʺʺ) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-2;
with the proviso that the sol1-2 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
or alternatively;
a3) preparing a mixture A3 comprising:
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator;
optionally, at least one (C1-C8)alcohol; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having
a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium
silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a3') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a3") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3ʺʺv) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; or a mixture thereof; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3v) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a3‴) at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain the sol1-3; and
a3vi) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-3;
with the proviso that the sol1-3 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
or alternatively,
a4) preparing a mixture A4 comprising:
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having
a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium
silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a4') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a4") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a4‴) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a4ʺʺ) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a4‴) at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain the sol1-4; and
a4v) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-4;
with the proviso that the sol1-4 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof;
or alternatively,
a5) preparing a mixture A5 comprising:
at least one semimetal alkoxide;
at least one organo-alkoxysilane;
at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5
at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator; and
optionally, at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having
a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium
silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof;
by:
a5') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a5") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5ʺʺ) mixing the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a5v) preparing a second mixture comprising an aqueous solution of at least at least one organic precursor;
optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5;and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5vi) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a5‴) at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain the sol1-5; and
a5vii) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain the ageing sol1-5; and
with the proviso that the sol1-5 comprises at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof.
b) preparing a sol1 selected from the group consisting of sol1-1, sol1-2, sol1-3, sol1-4, sol1-5, ageing sol1-1, ageing sol1-2, ageing sol1-3, ageing sol1-4 and ageing sol1-5 as defined in claim 2;
c) preparing a sol2 by preparing a mixture B by mixing at least one metal alkoxide; at least one complexing agent; optionally one or more (C1-C8) alcohol; optionally, at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof, at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain sol2; optionally ageing the resulting mixture sol2 by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain ageing sol2; and
d) mixing the sol 1 with the sol 2, optionally adding to the mixture obtained in step d) at least one acid catalyst in aqueous solution or water having a pH lower than 7; and ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h to obtain sol3 selected from the group consisting of sol3-1, sol3-2, sol3-3, sol3-4, sol3-5, ageing sol3-1, ageing sol3-2, ageing sol3-3, ageing sol3-4 and ageing sol3-5, respectively.
when the sol1 is a sol1-1, then sol1-1 is obtainable by a process wherein step a1') mixing the semimetal alkoxide; the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain the sol1-1; and a1") optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; or alternatively,
when the sol1 is a sol1-2, then sol1-2 is obtainable by a process wherein step a2') preparing a first mixture comprising the semimetal alkoxide; the organo-alkoxysilane; at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C; a2") preparing a second mixture comprising an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; at least one (C1-C8) alcohol; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-Cao)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C; a2‴) mixing the second mixture and the first mixture at a temperature from 15°C to 30°C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C for an appropriate period of time to obtain the sol1-2; and a2ʺʺ) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; or alternatively,
when the sol1 is a sol1-3, then sol1-3 is obtainable by a process wherein step a3') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; optionally at least one (C1-C8)alcohol; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a3") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3ʺʺv) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; or a mixture thereof; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a3v) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a3‴) at a temperature from 15 °C to 30 °C to obtain the sol1-3; and
a3vi) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h;
or alternatively,
when the sol1 is a sol1-4, then sol1-4 is obtainable by a process wherein step a4') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C; a4") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a4‴) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a4ʺʺ) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a4‴) and stirring at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-4; and
a4v) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h; or alternatively,
when the sol1 is a sol1-5, then sol1-5 is obtainable by a process wherein step a5') preparing a first mixture comprising the organo-alkoxysilane; an aqueous solution of at least one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 90 °C;
a5") optionally, adding at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5‴) adding at least one semimetal alkoxide at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5ʺʺ) mixing the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and stirring the resulting mixture at a temperature from 15 °C to 90 °C; and
a5v) preparing a second mixture comprising at least one organic precursor; optionally, at least one polymerization initiator or a mixture thereof; optionally, one acid catalyst in aqueous solution having a pH lower than 5; and optionally at least one functional organo-alkoxysilane or organo-halosilane having a functional organosilyl moiety selected from the group consisting of quaternary ammonium silyl, polyfluoro-(C1-C20)alkyl silyl, (C1-C40)alkyl silyl, and a mixture thereof at a temperature from 15 °C to 30 °C;
a5vi) mixing the second mixture with the mixture obtained in step a5‴) at a temperature from 15 °C to 90 °C to obtain the sol1-5; and
a5vii) optionally ageing the resulting mixture by stirring at a temperature from 15 °C to 30 °C from 24 h to 72 h.
the at least one quaternary ammonium silane is a compound of formula (XIV)
wherein each X is an halogen independently selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine; each R57 is independently a (C1-C6)alkyl, particularly selected form methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and butyl; R58 is a (C1-C20)alkylene, R59 is (C1-C20)alkyl, R60 is (C1-C20)alkyl and R61 is (C1-C20)alkyl;
the at least one polyfluoro-(C1-C20)alkyl alkoxysilane or a polyfluoro-(C1-C20)alkyl halosilane is selected from the group consisting of a compound of formula (XV)
[CF3-(CF2)v(CH2)u]w-Si(OR47)y (XV)
wherein each R47 is independently (C1-C20)alkyl; u and v are independently an integer from 0 to 20, w is an integer selected from 1, 2 and 3; y is an integer selected from 1, 2, and 3; and the sum of w+y is 4;
and a compound of formula (XVI)
[CF3-(CF2)v(CH2)u]w-SiXy (XVI)
wherein each X is independently an halogen independently selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine; u and v are independently an integer from 0 to 20, w is an integer selected from 1, 2 and 3; y is an integer selected from 1, 2, and 3; and the sum of w+y is 4;
the at least one (C1-C40)alkyl alkoxysilanes or a (C1-C40)alkyl halosilanes is selected from the group consisting of a compound of formula
(XVII)
(R51)aSi(OR52)b (XVII)
wherein each R51 is independently a (C1-C40)alkyl; each R52 is independently a (C1-C20)alkyl; w is an integer selected from 1, 2 and 3; y is an integer selected from 1, 2, and 3; and the sum of w+y is 4;
and a compound of formula (XVII)
[CH3-(CH2)u]w-SiXy (XVIII)
wherein each X is an halogen independently selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine; u is an integer from 0 to 40, w is an integer selected from 1, 2 and 3; y is an integer selected from 1, 2, and 3; and the sum of w+y is 4.
a compound of formula (I);
[R4]s-Si(OR1)t(OR2)(OR3) (I)
a compound of formula (II);
[R8-(CH2)m]-Si(OR5)qR6r (II)
a compound of formula (III)
(9RO)(10RO)(11RO)Si-X1-Si(OR12)(OR13)(OR14) (III)
a mixture of at least a compound of formula (I) wherein R4 is (C1-C4)alkenyl and at least a compound of formula (I) wherein R4 is (C2-C20)alkyl-CH=CH-;
a mixture of at least a compound of formula (I) and at least a compound of formula (II);
a mixture of at least a compound of formula (I) and at least a compound of formula (III);
a mixture of at least a compound of formula (II) and at least a compound of formula (III);
wherein:
each one of R1, R2 and R3 are independently a substituted or un-substituted (C1-C14)alkyl;
R4 is selected from the group consisting of a substituted or un-substituted (C2-C14)alkenyl, (C5-C6)aryl, (C2-C14)alkynyl; and (C2-C20)alkyl-CH=CH-;
R5, R6, R9, R10, R11, R12, R13 and R14 are independently selected from the group consisting of a substituted or
un-substituted (C1-C14)alkyl, (C5-C6)aryl, (C2-C14)alkenyl, and (C2-C14)alkyl-CH=CH-;
R8 is selected from the group consisting of H, -SH, substituted or un-substituted (C1-C12)alkyl, substituted or
un-substituted (C5-C6)aryl, -(CF2)b-CF3, -NR15R16, a compound of formula (IV)
and a compound of formula (V)
R15 and R16 are independently selected from the group consisting of H, substituted or un-substituted (C1-C12)alkyl, -C0, and substituted or un-substituted (C5-C6)aryl;
R17 is selected from the group consisting of H and substituted or un-substituted (C1-C12)alkyl;
X1 is selected from the group consisting of substituted or unsubstituted -(C1-C12)alkylene-, -(C1-C12)alkylene-NH-(C1-C12)alkylene-, and -(C1-C12)alkylene-(S)n-(C1-C12)alkylene-;
m is an integer from 0 to 20;
n is an integer from 1 to 4;
q is an integer from 2 to 3;
r is an integer from 0 to 1;
s is an integer from 1 to 2;
t is an integer from 0 to 1;
the sum of q + r is 3;
the sum of s + t is 2; and
b is an integer from 0 to 12.
R27 are independently selected from (C1-C6)alkyl;
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
R40 and R41 are independently selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
X2 is selected from the group consisting of a compound of formula (VIII)
and a compound of formula (IX);
and a mixture thereof;
wherein:
R42 is selected from the group consisting of H and (C1-C6)alkyl;
p is an integer from 1 to 8; and
n' is an integer from 1 to 6.
each one of R43, R44, R45 and R46 are independently selected from the group consisting of substituted or un-substituted (C1-C14)alkyl, (C5-C6)aryl, (C2-C14)alkenyl and (C2-C14)alkynyl group; and
Z is selected from the group consisting of the metal and semimetal atoms.
1) zuerst Abscheiden einer Sol-Gel-Beschichtungszusammensetzung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sol1 und Sol3 besteht, über dem Substrat
2) zweitens Härten der in Schritt 1) erhaltenen Beschichtung;
wobei das Sol1 eine Sol-Gel-Beschichtungszusammensetzung ist, die durch ein Verfahren erhalten werden kann, das Folgendes umfasst:
a) Herstellen einer Mischung A, umfassend:
mindestens ein Alkoxid, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metallalkoxid, einem Halbmetallalkoxid, einem Organoalkoxysilan und einer Mischung davon;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol;
wahlweise mindestens einen organischen Vorläufer;
wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Fluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C für einen angemessenen Zeitraum, um Sol1
zu erhalten; und wahlweise Altern der resultierenden Mischung Sol1 durch Rühren bei
einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C für einen Zeitraum von 24 h bis 72 h, um Sol1
zu erhalten;
und
wobei das Sol3 eine Sol-Gel-Beschichtungszusammensetzung ist, die durch ein Verfahren erhalten werden kann, das Folgendes umfasst:
b) Herstellen einer Mischung A, umfassend:
mindestens ein Alkoxid, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metallalkoxid, einem Halbmetallalkoxid, einem Organoalkoxysilan und einer Mischung davon;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
wahlweise mindestens einen organischen Vorläufer;
wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator;
wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, um Sol1 zu erhalten; und
wahlweise Altern der resultierenden Mischung Sol1 durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h;
c) Herstellen einer Mischung B, umfassend:
mindestens ein Metallalkoxid;
mindestens einen Komplexbildner;
wahlweise mindestens einen Säurekatalysator in wässriger Lösung oder Wasser mit einem pH-Wert von weniger als 7;
wahlweise einen oder mehrere (C1-C8)-Alkohol(e); und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C für einen angemessenen Zeitraum, um Sol2 zu erhalten; und wahlweise Altern der resultierenden Mischung Sol2 durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h; und
d) Mischen des Sols 1 mit dem Sol 2; wahlweise Zugabe von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung oder Wasser mit einem pH-Wert von weniger als 7 zu der in Schritt d) erhaltenen Mischung; und Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h;
mit der Maßgabe, dass die Sol-Gel-Beschichtungszusammensetzung von Schritt 1) mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht;
oder ersatzweise,
ein Verfahren zur Herstellung eines Sol-Gel-beschichteten Substrats, umfassend:
1) zuerst Abscheiden einer Sol-Gel-Beschichtungszusammensetzung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sol3 besteht, über dem Substrat; und
2) zweitens Härten der in Schritt 1) erhaltenen Beschichtung;
wobei das Sol3 eine Sol-Gel-Beschichtungszusammensetzung ist, die durch ein Verfahren erhalten werden kann, das Folgendes umfasst:
b) Herstellen einer Mischung A, umfassend:
mindestens ein Alkoxid, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metallalkoxid, einem Halbmetallalkoxid, einem Organoalkoxysilan und einer Mischung davon;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
mindestens einen organischen Vorläufer;
mindestens einen Polymerisationsinitiator; und
wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol;
bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, um Sol1 zu erhalten; und
wahlweise Altern der resultierenden Mischung Sol1 durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C von 24 h bis 72 h;
c) Herstellen einer Mischung B, umfassend:
mindestens ein Metallalkoxid;
mindestens einen Komplexbildner;
wahlweise einen oder mehrere (C1-C8)-Alkohol(e); und
wahlweise mindestens einen Säurekatalysator in wässriger Lösung oder Wasser mit einem pH-Wert von weniger als 7;
bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, um Sol2 zu erhalten; wahlweise Altern der resultierenden Mischung Sol2 durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h; und
d) Mischen des Sols 1 mit dem Sol 2; wahlweise Zugabe von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung oder Wasser mit einem pH-Wert von weniger als 7 zu der in Schritt d) erhaltenen Mischung; und Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h;
wobei der organische Vorläufer eine Verbindung ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus einer Verbindung der Formel (VI)
eine Verbindung der Formel (VII)
und einer Mischung davon wobei:
R27 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus (C1-C6)-Alkyl;
R40 und R41 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H und (C1-C6)-Alkyl besteht;
X2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Verbindung der Formel (VIII)
und eine Verbindung der Formel (IX);
und einer Mischung davon;
wobei:
R42 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H und (C1-C6)-Alkyl;
p eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist; und
n' eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.
a1) Herstellen einer Mischung A1, umfassend:
mindestens ein Halbmetallalkoxid;
mindestens ein Organoalkoxysilan;
mindestens einen Säurekatalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit
einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
durch:
a1') das Halbmetallalkoxid; das Organoalkoxysilan; wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; Mischen einer wässrigen Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C für einen angemessenen Zeitraum, um das Sol1-1 zu erhalten; und
a1") wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das alternde Sol1-1 zu erhalten;
mit die Maßgabe, dass das Sol1-1 mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder
Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest umfasst, der ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
oder ersatzweise;
a2) Herstellen einer Mischung A2, umfassend:
mindestens ein Halbmetallalkoxid;
mindestens ein Organoalkoxysilan;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
mindestens einen organischen Vorläufer;
wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator;
mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit
einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
durch:
a2') Herstellen einer ersten Mischung, die das Halbmetallalkoxid; das Organoalkoxysilan; mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, umfasst;
a2") Herstellen einer zweiten Mischung, die eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator oder eine Mischung davon; mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, umfasst;
a2‴) Mischen der zweiten Mischung und der ersten Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C; und Rühren der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C für einen angemessenen Zeitraum, um das Sol1-2 zu erhalten; und
a2ʺʺ) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das alternde Sol1-2 zu erhalten;
Mit die Maßgabe, dass das Sol1-2 mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
oder ersatzweise;a3) Herstellen einer Mischung A3, umfassend:
mindestens ein Halbmetallalkoxid;
mindestens ein Organoalkoxysilan;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
mindestens einen organischen Vorläufer;
wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator;
wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
durch:a3') Herstellen von einer ersten Mischung umfassend das Organoalkoxysilan; wahlweise mindestens einen (C1-C8)Alkohol; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C;
a3") wahlweise, Zugabe von mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a3‴) Zugeben von mindestens einem Halbmetallalkoxid bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a3ʺʺv) Herstellen von einer zweiten Mischung, die mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator; wahlweise eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; oder eine Mischung davon; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40) Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, umfasst;
a3v) Mischen der zweiten Mischung mit der in Schritt a3‴) erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, um das Sol1-3 zu erhalten; und
a3vi) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das alternde Sol1-3 zu erhalten;
mit die Maßgabe, dass das Sol1-3 mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
oder ersatzweise,
a4) Herstellen einer Mischung A4, umfassend:
mindestens ein Organoalkoxysilan;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
mindestens einen organischen Vorläufer;
wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit
einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
durch:
a4') Herstellen einer ersten Mischung umfassend das Organoalkoxysilan; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C;
a4") wahlweise, Hinzufügen von mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C; und Rühren der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; und
a4‴) Herstellen von einer zweiten Mischung, die mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator oder eine Mischung davon; wahlweise eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, umfasst;
a4ʺʺ) Mischen der zweiten Mischung mit der in Schritt a4‴) erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, um das Sol1-4 zu erhalten; und
a4v) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das alternde Sol1-4 zu erhalten;
mit die Maßgabe, dass das Sol1-4 mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
oder ersatzweise,
a5) Herstellen einer Mischung A5, umfassend:
mindestens ein Halbmetallalkoxid;
mindestens ein Organoalkoxysilan;
mindestens einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5;
mindestens einen organischen Vorläufer;
wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator; und
wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit
einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon;
durch:
a5') Herstellen einer ersten Mischung umfassend das Organoalkoxysilan; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C;
a5") wahlweise, Zugabe von mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a5‴) Zugeben von mindestens einem Halbmetallalkoxid bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a5ʺʺ) Mischen der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; und Rühren der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; und
a5v) Herstellen einer zweiten Mischung, die eine wässrige Lösung von mindestens einem organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator oder eine Mischung davon; wahlweise einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, umfasst;
a5vi) Mischen der zweiten Mischung mit der in Schritt a5‴) erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, um das Sol1-5 zu erhalten; und
a5vii) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das alternde Sol1-5 zu erhalten; und
mit die Maßgabe, dass das Sol1-5 mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon.
b) Herstellen eines Sol1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sol1-1, Sol1-2, Sol1-3, Sol1-4, Sol1-5, alterndem Sol1-1, alterndem Sol1-2, alterndem Sol1-3, alterndem Sol1-4 und alterndem Sol1-5 wie in Anspruch 2 definiert;
c) Herstellen eines Sol2 durch Herstellen einer Mischung B durch Mischen von mindestens einem Metallalkoxid; mindestens einem Komplexbildner; wahlweise einem oder mehreren (C1-C8)-Alkoholen; wahlweise mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung oder Wasser mit einem pH-Wert von weniger als 7; und wahlweise mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, um Sol2 zu erhalten; wahlweise Altern der resultierenden Mischung Sol2 durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das alternde Sol2 zu erhalten; und
d) Mischen des Sols 1 mit dem Sol 2, wahlweise Zugeben von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung oder Wasser mit einem pH-Wert von weniger als 7 zu der in Schritt d) erhaltenen Mischung; und Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h, um das Sol3 zu erhalten, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sol3-1, Sol3-1, Sol3-2, Sol3-3, Sol3-4, Sol3-5, alterndem Sol3-1, alterndem Sol3-2, alterndem Sol3-3, alterndem Sol3-4 bzw. alterndem Sol3-5 besteht.
Wenn das Sol1 ein Sol1-1 ist, dann kann das Sol1-1 durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem Schritt a1') das Halbmetallalkoxid; das Organoalkoxysilan; wahlweise mindestens ein (C1-C8)-Alkohol; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C für einen angemessenen Zeitraum zum Erhalten des Sol1-1 gemischt werden; und a1") wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h; oder ersatzweise,
Wenn das Sol1 ein Sol-2 ist, dann kann das Sol1-2 durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem Schritt a2') eine erste Mischung hergestellt wird, die das Halbmetallalkoxid; das Organoalkoxysilan; mindestens einen (C1-C8)Alkohol; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)Alkylsilyl und eine Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, umfasst; a2") Herstellen von einer zweiten Mischung, die eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator oder eine Mischung davon; mindestens einen (C1-C8) -Alkohol; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und eine Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; a2‴) Mischen der zweiten Mischung und der ersten Mischung bei einer Temperatur von 15°C bis 30°C; und Rühren der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C für einen angemessenen Zeitraum, um das Sol1-2 zu erhalten; und a2ʺʺ) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h; oder ersatzweise,
Wenn das Sol1 ein Sol1-3 ist, dann kann das Sol1-3 durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem Schritt a3') eine erste Mischung hergestellt wird, die das Organoalkoxysilan; wahlweise mindestens einen (C1-C8)-Alkohol; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C umfasst;
a3") wahlweise, Zugabe von mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a3‴) Zugeben von mindestens einem Halbmetallalkoxid bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a3ʺʺv) Herstellen von einer zweiten Mischung, die mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator; wahlweise eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; oder eine Mischung davon; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, umfasst;
a3v) Mischen der zweiten Mischung mit der in Schritt a3‴) erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, um das Sol1-3 zu erhalten; und
a3vi) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h; oder ersatzweise,
Wenn das Sol1 ein Sol1-4 ist, dann kann das Sol1-4 durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem Schritt a4') eine erste Mischung hergestellt wird, die das Organoalkoxysilan; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C umfasst;
a4") wahlweise, Hinzufügen von mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C; und Rühren der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; und
a4‴) Herstellen von einer zweiten Mischung, die mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator oder eine Mischung davon; wahlweise eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)-alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C, umfasst;
a4ʺʺ) Mischen der zweiten Mischung mit der in Schritt a4‴) erhaltenen Mischung und Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, um das Sol1-4 zu erhalten; und
a4v) wahlweises Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h; oder ersatzweise,
Wenn das Sol1 ein Sol1-5 ist, dann kann das Sol1-5 durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem Schritt a5') eine erste Mischung hergestellt wird, die das Organoalkoxysilan; eine wässrige Lösung von mindestens einem sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon, bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C umfasst; a5") wahlweise, Zugabe von mindestens einem funktionellen Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a5‴) Zugeben von mindestens einem Halbmetallalkoxid bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C;
a5ʺʺ) Mischen der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; und Rühren der resultierenden Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C; und
a5v) Herstellen von einer zweiten Mischung, die mindestens einen organischen Vorläufer; wahlweise mindestens einen Polymerisationsinitiator oder eine Mischung davon; wahlweise einen sauren Katalysator in wässriger Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 5; und wahlweise mindestens ein funktionelles Organoalkoxysilan oder Organohalogensilan mit einem funktionellen Organosilylrest, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus quartärem Ammoniumsilyl, Polyfluor-(C1-C20)alkylsilyl, (C1-C40)-Alkylsilyl und einer Mischung davon besteht, bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C umfasst;
a5vi) Mischen der zweiten Mischung mit der in Schritt a5‴) erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von 15 °C bis 90 °C, um das Sol1-5 zu erhalten; und
a5vii) wahlweise Altern der resultierenden Mischung durch Rühren bei einer Temperatur von 15 °C bis 30 °C von 24 h bis 72 h.
das mindestens eine quartäre Ammoniumsilan eine Verbindung der Formel (XIV) ist
wobei jedes X ein Halogen ist, das unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Chlor, Brom und lod; jedes R57 unabhängig ein (C1-C6)-Alkyl ist, insbesondere ausgewählt aus Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl und Butyl; R58 ein (C1-C20)-Alkylen ist, R59 (C1-C20)-Alkyl ist, R60 (C1-C20)-Alkyl ist und R61 (C1-C20)-Alkyl ist;
das mindestens eine Polyfluor-(C1-C20)-Alkylalkoxysilan oder ein Polyfluor-(C1-C20)-Alkylhalogensilan ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Verbindung der
Formel (XV)
[CF3-(CF2)v(CH2)u]w-Si(OR47)y (XV)
wobei jedes R47 unabhängig voneinander (C1-C20)-Alkyl ist; u und v unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 20 sind, w eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; y eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; und die Summe aus w+y 4 ist;
und einer Verbindung der Formel (XVI)
[CF3-(CF2)v(CH2)u]w-SiXy (XVI)
wobei jedes X unabhängig ein Halogen ist, das unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Chlor, Brom und Jod besteht; u und v unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 20 sind, w eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; y eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; und die Summe von w+y 4 ist;
das mindestens eine (C1-C40)Alkylalkoxysilan oder ein (C1-C40)Alkylhalogensilan ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Verbindung der
Formel (XVII)
(R51)aSi(OR52)b (XVII)
wobei jedes R51 unabhängig voneinander ein (C1-C40)-Alkyl ist; jedes R52 unabhängig voneinander ein (C1-C20)-Alkyl ist; w eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; y eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; und die Summe aus w+y 4 ist;
und einer Verbindung der Formel (XVII)
[CH3-(CH2)u]w-SiXy (XVIII)
wobei jedes X ein Halogen ist, das unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Chlor, Brom und Jod besteht; u eine ganze Zahl von 0 bis 40 ist, w eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; y eine ganze Zahl ist, die aus 1, 2 und 3 ausgewählt ist; und die Summe von w+y 4 ist.
einer Verbindung der Formel (I);
[R4]s-Si(OR1)t(OR2)(OR3) (I)
einer Verbindung der Formel (II);
[R8-(CH2)m]-Si(OR5)qR6r (II)
einer Verbindung der Formel (III);
(9RO)(10RO)(11RO)Si-X1-Si(OR12)(OR13)(OR14) (III)
einer Mischung aus mindestens einer Verbindung der Formel (I), worin R4 (C1-C4)-Alkenyl ist, und mindestens einer Verbindung der Formel (I), worin R4 (C2-C20)-Alkyl-CH=CH- ist;
einer Mischung aus mindestens einer Verbindung der Formel (I) und mindestens einer Verbindung der Formel (II);
einer Mischung aus mindestens einer Verbindung der Formel (I) und mindestens einer Verbindung der Formel (III);
einer Mischung aus mindestens einer Verbindung der Formel (II) und mindestens einer Verbindung der Formel (III);
wobei:
jeweils eines von R1, R2 und R3 unabhängig voneinander ein substituiertes oder unsubstituiertes (C1-C14)-Alkyl ist;
R4 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten (C2-C14)Alkenyl, (C5-C6)Aryl, (C2-C14)Alkinyl; und (C2-C20)Alkyl-CH=CH-;
R5, R6, R9, R10, R11, R12, R13 und R14 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten (C1-C14)-Alkyl, (C5-C6)-Aryl, (C2-C14)-Alkenyl und (C2-C14)-Alkyl-CH=CH-;
R8 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H, -SH, substituiertem oder unsubstituiertem
(C1-C12)Alkyl, substituiertem oder unsubstituiertem (C5-C6)Aryl, -(CF2)b-CF3, -NR15R16, einer Verbindung der Formel (IV)
und einer Verbindung der Formel (V)
R15 und R16 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, substituiertem oder unsubstituiertem (C1-C12)-Alkyl, -CO und substituiertem oder unsubstituiertem (C5-C6)-Aryl;
R17 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H und substituiertem oder unsubstituiertem (C1-C12)Alkyl;
X1 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus substituiertem oder unsubstituiertem -(C1-C12)-Alkylen-, - (C1-C12)-Alkylen-NH-(C1-C12)-Alkylen- und -(C1-C12)-Alkylen-(S)n-(C1-C12)-Alkylen-,
m eine ganze Zahl von 0 bis 20 ist;
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
q eine ganze Zahl von 2 bis 3 ist;
r eine ganze Zahl von 0 bis 1 ist;
s eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist;
t eine ganze Zahl von 0 bis 1 ist;
die Summe von q + r 3 ist;
die Summe von s + t 2 ist; und
b eine ganze Zahl von 0 bis 12 ist.
R27 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus (C1-C6)-Alkyl;
R40 und R41 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H und (C1-C6)-Alkyl besteht;
X2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Verbindung der Formel (VIII)
und eine Verbindung der Formel (IX);
und einer Mischung davon;
wobei:
R42 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H und (C1-C6)-Alkyl;
p eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist; und
n' eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.
R40 und R41 unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus H und (C1-C6)-Alkyl besteht;
X2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Verbindung der Formel (VIII)
und eine Verbindung der Formel (IX);
und einer Mischung davon;
wobei:
R42 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H und (C1-C6)-Alkyl;
p eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist; und
n' eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.
jedes von R43, R44, R45 und R46 unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus substituiertem oder unsubstituiertem (C1-C14)-Alkyl, (C5-C6)-Aryl, (C2-C14)-Alkenyl und (C2-C14)-Alkinyl; und
Z ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den Metall- und Halbmetallatomen.
1) tout d'abord, déposer une composition de revêtement sol-gel choisie dans le groupe constitué par sol1 et sol3 sur le substrat
2) d'autre part, durcir le revêtement obtenu à l'étape 1) ;
dans lequel le sol1 est une composition de revêtement sol-gel pouvant être obtenue par un procédé qui comprend :
a) préparer un mélange A comprenant :
au moins un alcoxyde choisi dans le groupe constitué par un alcoxyde métallique, un alcoxyde semi-métallique, un organo-alcoxysilane et un mélange de ceux-ci ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ;
facultativement, au moins un alcool en (C1-C8) ;
facultativement, au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le fluoro-(Ci-C20) alkylsilyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
à une température de 15 °C à 90 °C pendant une période de temps appropriée pour obtenir le sol1 ; et facultativement faire vieillir le mélange résultant sol1 par agitation à une température de 15 °C à 30 °C pendant une période de temps de 24 h à 72 h pour obtenir le sol1 ;
etdans lequel le sol3 est une composition de revêtement sol-gel pouvant être obtenue par un procédé qui comprend :
b) préparer un mélange A comprenant :
au moins un alcoxyde choisi dans le groupe constitué par un alcoxyde métallique, un alcoxyde semi-métallique, un organo-alcoxysilane et un mélange de ceux-ci ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5
facultativement, au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ;
facultativement, au moins un alcool en (C1-C8) ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
à une température de 15 °C à 90 °C pour obtenir le sol1 ; et
facultativement faire vieillir le mélange résultant sol1 par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h;
c) préparer un mélange B comprenant :
au moins un alcoxyde métallique ;
au moins un agent complexant ;
facultativement, au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ou de l'eau ayant un pH inférieur à 7 ; facultativement, un ou plusieurs alcools en (C1-C8) ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci,
à une température de 15 °C à 30 °C pendant une période de temps appropriée pour obtenir le sol2 ; et facultativement faire vieillir le mélange résultant sol2 par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ; et
d) mélanger le sol 1 avec le sol 2 ; facultativement ajouter au mélange obtenu à l'étape d) au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ou de l'eau ayant un pH inférieur à 7 ; et faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ;
à condition que la composition de revêtement sol-gel de l'étape 1) comprenne au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci ;
ou alternativement,
un procédé de préparation d'un substrat revêtu de sol-gel comprenant :
1) tout d'abord, déposer une composition de revêtement sol-gel choisie dans le groupe constitué par sol3 sur le substrat ; et
2) d'autre part, durcir le revêtement obtenu à l'étape 1) ;
dans lequel le sol3 est une composition de revêtement sol-gel pouvant être obtenue par un procédé qui comprend :
b) préparer un mélange A comprenant :
au moins un alcoxyde choisi dans le groupe constitué par un alcoxyde métallique, un alcoxyde semi-métallique, un organo-alcoxysilane et un mélange de ceux-ci ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ;
au moins un précurseur organique ;
au moins un initiateur de polymérisation ; et
facultativement, au moins un alcool en (C1-C8) ;
à une température de 15 °C à 90 °C pour obtenir le sol1 ; et
facultativement faire vieillir le mélange résultant sol1 par agitation à une température de 15 °C à 90 °C de 24 h à 72 h;
c) préparer un mélange B comprenant :
au moins un alcoxyde métallique ;
au moins un agent complexant ;
facultativement, un ou plusieurs alcools en (C1-C8) ; et
facultativement, au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ou de l'eau ayant un pH inférieur à 7 ;
à une température de 15 °C à 30 °C pour obtenir le sol2 ; facultativement faire vieillir le mélange résultant sol2 par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ; et
d) mélanger le sol 1 avec le sol 2 ; facultativement ajouter au mélange obtenu à l'étape d) au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ou de l'eau ayant un pH inférieur à 7 ; et faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ;
dans lequel, le précurseur organique est un composé choisi dans le groupe constitué
par un composé de formule (VI)
un composé de formule (VII)
et un mélange de ceux-ci
où :
R27 sont indépendamment choisis dans les alkyles (C1-C6);
R40 et R41 sont choisi indépendamment dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C6) ;
X2 est choisi dans le groupe constitué par un composé de formule (VIII)
et un composé de formule (IX) ;
et un mélange de ceux-ci ;
où :
R42 est choisi dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C6) ;
p est un nombre entier de 1 à 8 ; et
n' es un nombre entier de 1 à 6.
au moins un alcoxyde semi-métallique ;
au moins un organo-alcoxysilane ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et
facultativement au moins un alcool en (C1-C8) ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
en réalisant le suivant :
a1') l'alcoxyde semi-métallique ; l'organo-alcoxysilane ; facultativement au moins un alcool en (C1-C8) ; le mélange d'une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C pendant une période de temps appropriée pour obtenir le sol1-1 ; et
a1") facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol 1-1 vieillissant ;
à condition que le sol1-1 comprenne au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci ;
ou alternativement ;
a2) préparer un mélange A2 comprenant :
au moins un alcoxyde semi-métallique ;
au moins un organo-alcoxysilane ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ;
au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ;
au moins un alcool en (C1-C8) ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
en réalisant le suivant :
a2') préparer un premier mélange comprenant l'alcoxyde semi-métallique ; l'organo-alcoxysilane ; au moins un alcool en (C1-C8) ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a2") préparer un second mélange comprenant une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ou un mélange de ceux-ci ; au moins un alcool en (C1-C8) ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a2‴) mélanger le second mélange et le premier mélange à une température de 15 °C à 30 °C ; et agiter le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C pendant une période de temps appropriée pour obtenir le sol1-2 ; et
a2ʺʺ) facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol1-2 vieillissant ;
à condition que le sol1-2 comprenne au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci ;
ou alternativement ;
a3) préparer un mélange A3 comprenant :
au moins un alcoxyde semi-métallique ;
au moins un organo-alcoxysilane ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ;
au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ;
facultativement, au moins un alcool en (C1-C8) ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
en réalisant le suivant :
a3') préparer un premier mélange comprenant l'organo-alcoxysilane ; facultativement au moins un alcool en (C1-C8) ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ; a3") facultativement, ajouter au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) à une température de 15 °C à 30 °C ;
a3‴) ajouter au moins un alcoxyde semi-métallique à une température de 15 °C à 30 °C ;
a3‴v) préparer un second mélange comprenant au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ; facultativement, une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; ou un mélange de ceux-ci ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a3v) mélanger le second mélange avec le mélange obtenu à l'étape a3‴) à une température de 15 °C à 30 °C pour obtenir le sol1-3 ; et
a3vi) facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol1-3 vieillissant ;
à condition que le sol1-3 comprenne au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci ;
ou, alternativement ;a4) préparer un mélange A4 comprenant :
au moins un organo-alcoxysilane ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ;
au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
en réalisant le suivant :
a4') préparer un premier mélange comprenant l'organo-alcoxysilane ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a4") facultativement, ajouter au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ; et en agitant le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C ; et
a4‴) préparer un second mélange comprenant au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ou un mélange de ceux-ci ; facultativement, une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a4ʺʺ) mélanger le second mélange avec le mélange obtenu à l'étape a4‴) à une température de 15 °C à 30 °C pour obtenir le sol1-4 ; et
a4v) facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol1-4 vieillissant ;
à condition que le sol1-4 comprenne au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci ;
ou alternativement,a5) préparer un mélange A5 comprenant :
au moins un alcoxyde semi-métallique ;
au moins un organo-alcoxysilane ;
au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ;
au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ; et
facultativement, au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci ;
en réalisant le suivant :
a5') préparer un premier mélange comprenant l'organo-alcoxysilane ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a5") facultativement, ajouter au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a5‴) ajouter au moins un alcoxyde semi-métallique à une température de 15 °C à 30 °C ;
a5ʺʺ) mélanger le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C ; et agiter le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C ; et
a5v) préparer un second mélange comprenant une solution aqueuse d'au moins un précurseur organique ;
facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ou un mélange de ceux-ci ; facultativement, un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a5vi) mélanger le second mélange avec le mélange obtenu à l'étape a5‴) à une température de 15 °C à 30 °C pour obtenir le sol1-5 ; et
a5vii) facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol1-5 vieillissant ; et
à condition que le sol1-5 comprenne au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci.
b) préparer un sol1 choisi dans le groupe constitué par sol1-1, sol1-2, sol1-3, sol1-4, sol1-5, sol1-1 vieillissant, sol1-2 vieillissant, sol1-3 vieillissant, sol1-4 vieillissant et sol1-5 vieillissant tel que définis dans la revendication 2 ;
c) préparer un sol2 en préparant un mélange B en mélangeant au moins un alcoxyde métallique ; au moins un agent complexant ; facultativement un ou plusieurs alcools en (C1-C8) ; facultativement, au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ou de l'eau ayant un pH inférieur à 7 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci, à une température de 15 °C à 90 °C pour obtenir le sol2 ; facultativement faire vieillir le mélange résultant sol2 en agitant à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol2 vieillissant ; et
d) mélanger le sol 1 avec le sol 2, facultativement ajouter au mélange obtenu à l'étape d) au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ou de l'eau ayant un pH inférieur à 7 ; et faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h pour obtenir le sol3 choisi dans le groupe constitué par sol3-1, sol3-1, sol3-2, sol3-3, sol3-4, sol3-5, sol3-1 vieillissant, sol3-2 vieillissant, sol3-3 vieillissant, sol3-4 vieillissant et sol3-5 vieillissant, respectivement.
Lorsque le sol1 est un sol1-1, alors le sol1-1 peut être obtenu par un procédé dans lequel l'étape a1') mélange de l'alcoxyde semi-métallique ; l'organo-alcoxysilane ; facultativement au moins un alcool en (C1-C8) ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C pendant une période de temps appropriée pour obtenir le sol1-1 ; et a1") facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ; ou, alternativement,
Lorsque le sol1 est un sol1-2, alors le sol1-2 peut être obtenu par un procédé dans lequel l'étape a2') préparation d'un premier mélange comprenant l'alcoxyde semi-métallique ; l'organo-alcoxysilane ; au moins un alcool en (C1-C8) ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilylée fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ; a2") préparation d'un second mélange comprenant une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ou un mélange de ceux-ci ; au moins un alcool en (C1-C8) ; et
facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ; a2‴) mélange du second mélange et du premier mélange à une température de 15°C à 30°C ; et agitation du mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C pendant une période de temps appropriée pour obtenir le sol1-2 ; et a2ʺʺ) facultativement, faire vieillir le mélange résultant en agitant à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h; ou, alternativement,
Lorsque le sol1 est un sol1-3, alors le sol1-3 peut être obtenu par un procédé dans lequel l'étape a3') préparation d'un premier mélange comprenant l'organo-alcoxysilane ; facultativement au moins un alcool en (C1-C8) ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ; a3") facultativement, ajouter au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) à une température de 15 °C à 30 °C ;
a3‴) ajouter au moins un alcoxyde semi-métallique à une température de 15 °C à 30 °C ;
a3‴v) préparer un second mélange comprenant au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ; facultativement, une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; ou un mélange de ceux-ci ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a3v) mélanger le second mélange avec le mélange obtenu à l'étape a3‴) à une température de 15 °C à 30 °C pour obtenir le sol1-3 ; et
a3vi) facultativement faire vieillir le mélange résultant en agitant à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ; ou, alternativement,
lorsque le sol1 est un sol1-4, alors le sol1-4 peut être obtenu par un procédé dans lequel l'étape a4') préparation d'un premier mélange comprenant l'organo-alcoxysilane ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a4") facultativement, ajouter au moins un organo-alcoxysilane ou un organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ; et en agitant le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C ; et
a4‴) préparer un second mélange comprenant au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ou un mélange de ceux-ci ; facultativement, une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40) et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a4ʺʺ) mélanger le second mélange avec le mélange obtenu à l'étape a4‴) et agiter à une température de 15 °C à 90 °C pour obtenir le sol1-4 ; et
a4v) facultativement faire vieillir le mélange résultant en agitant à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h ; ou, alternativement,
lorsque le sol1 est un sol1-5, alors le sol1-5 peut être obtenu par un procédé dans lequel l'étape a5') préparation d'un premier mélange comprenant l'organo-alcoxysilane ; une solution aqueuse d'au moins un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 90 °C ;
a5") facultativement, ajouter au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a5‴) ajouter au moins un alcoxyde semi-métallique à une température de 15 °C à 30 °C ;
a5ʺʺ) mélanger le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C ; et agiter le mélange résultant à une température de 15 °C à 90 °C ; et
a5v) préparer un second mélange comprenant au moins un précurseur organique ; facultativement, au moins un initiateur de polymérisation ou un mélange de ceux-ci ; facultativement, un catalyseur acide en solution aqueuse ayant un pH inférieur à 5 ; et facultativement au moins un organo-alcoxysilane ou organo-halogénosilane fonctionnel ayant un fragment organosilyle fonctionnel choisi dans le groupe constitué par le silyle d'ammonium quaternaire, le polyfluoro-(alkyl en C1-C20) silyle, l'alkylsilyle en (C1-C40), et un mélange de ceux-ci à une température de 15 °C à 30 °C ;
a5vi) mélanger le second mélange avec le mélange obtenu à l'étape a5‴) à une température de 15 °C à 90 °C pour obtenir le sol1-5 ; et
a5vii) facultativement faire vieillir le mélange résultant par agitation à une température de 15 °C à 30 °C de 24 h à 72 h.
le au moins un silane d'ammonium quaternaire est un composé de formule (XIV)
dans laquelle chaque X est un halogène choisi indépendamment dans le groupe constitué par le chlore, le brome et l'iode ; chaque R57 est indépendamment un alkyle en (C1-C6), en particulier choisi parmi le méthyle, l'éthyle, le n-propyle, l'isopropyle et le butyle ; R58 est un alkylène en (C1-C20), R59 est un alkyle en (C1-C20), R60 est un alkyle en (C1-C20) et R61 est un alkyle en (C1-C20) ;
le au moins un alcoxysilane de polyfluoroalkyle en (C1-C20) ou un halogénosilane de polyfluoroalkyle en (C1-C20) est choisi dans le groupe constitué par un composé de formule (XV)
[CF3-(CF2)v(CH2)u]w-Si(OR47)y (XV)
dans laquelle chaque R47 est indépendamment alkyle en (C1-C20) ; u et v sont indépendamment un nombre entier de 0 à 20, w est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; y est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; et la somme de w+y est 4 ;
et un composé de formule (XVI)
[CF3-(CF2)v(CH2)u]w-SiXy (XVI)
dans laquelle chaque X est indépendamment un halogène choisi indépendamment dans le groupe constitué par le chlore, le brome et l'iode ; u et v sont indépendamment un nombre entier de 0 à 20, w est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; y est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; et la somme de w+y est 4 ;
l'au moins un alkylalcoxysilane en (C1-C40) ou un alkylhalogénosilane en (C1-C40) est choisi dans le groupe constitué par un composé de formule (XVII)
(R51)aSi(OR52)b (XVII)
où chaque R51 est indépendamment un alkyle en (C1-C40) ; chaque R52 est indépendamment un alkyle en (C1-C20) ; w est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; y est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; et la somme de w+y est 4 ;
et un composé de formule (XVII)
[CH3-(CH2)u]w-SiXy (XVIII)
dans laquelle chaque X est un halogène choisi indépendamment dans le groupe constitué par le chlore, le brome et l'iode ; u est un nombre entier de 0 à 40, w est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; y est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3 ; et la somme de w+y est 4.
un composé de formule (I) ;
[R4]s-Si(OR1)t(OR2)(OR3) (I)
un composé de formule (II) ;
[R8-(CH2)m]-Si(OR5)qR6r (II)
un composé de formule (III)
(9RO)(10RO)(11RO)Si-X1-Si(OR12)(OR13)(OR14) (III)
un mélange d'au moins un composé de formule (I) dans laquelle R4 est un groupe alcényle en (C1-C4) et d'au moins un composé de formule (I) dans laquelle R4 est un groupe alkyle en (C2-C20)-CH=CH- ;
un mélange d'au moins un composé de formule (I) et d'au moins un composé de formule (II) ;
un mélange d'au moins un composé de formule (I) et d'au moins un composé de formule (III) ;
un mélange d'au moins un composé de formule (II) et d'au moins un composé de formule
(III) ;
où :
chacun de R1, R2 et R3 sont indépendamment un alkyle en (C1-C14) substitué ou non substitué ;
R4 est choisi dans le groupe constitué par un alcényle en (C2-C14), aryle en (C5-C6), alcynyle en (C2-C14) substitué ou non substitué ; et alkyl en (C2-C20)-CH=CH- ;
R5, R6, R9, R10, R11, R12, R13 et R14 sont choisi indépendamment dans le groupe constitué par un alkyle en (C1-C14), un aryle en (C5-C6), un alcényle en (C2-C14) et un alkyle en (C2-C14)-CH =CH- substitués ou non substitués ;
R8 est choisi dans le groupe constitué par H, -SH, alkyle en (C1-C12) substitué ou non substitué, aryle en (C5-C6) substitué ou non substitué, -(CF2)b-CF3, -NR15R16, un composé de formule (IV)
et un composé de formule (V)
R15 et R16 sont choisi indépendamment dans le groupe constitué par H, alkyle en (C1-C12) substitué ou non substitué, -CO et aryle en (C5-C6) substitué ou non substitué ;
R17 est choisi dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C12) substitué ou non substitué ;
X1 est choisi dans le groupe constitué par -alkylène en (C1-C12)-, - alkylène en (C1 -C 12)-NH- alkylène en (C1-C12)- et -alkylène en (C1-C12)-(S)n-alkylène en (C1-C12)- substitués ou non substitués ;
m est un nombre entier de 0 à 20 ;
n es un nombre entier de 1 à 4 ;
q est un nombre entier de 2 à 3 ;
r est un nombre entier de 0 à 1 ;
s est un nombre entier de 1 à 2 ;
t est un nombre entier de 0 à 1 ;
la somme de q + r est 3 ;
la somme de s + test 2 ; et
b est un nombre entier de 0 à 12.
R27 sont indépendamment choisis dans les alkyles (C1-C6);
R40 et R41 sont choisi indépendamment dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C6) ;
X2 est choisi dans le groupe constitué par un composé de formule (VIII)
et un composé de formule (IX) ;
et un mélange de ceux-ci ;
où :
R42 est choisi dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C6) ;
p est un nombre entier de 1 à 8 ; et
n' es un nombre entier de 1 à 6.
R40 et R41 sont choisi indépendamment dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C6) ;
X2 est choisi dans le groupe constitué par un composé de formule (VIII)
et un composé de formule (IX) ;
et un mélange de ceux-ci ;
où :
R42 est choisi dans le groupe constitué par H et alkyle en (C1-C6) ;
p est un nombre entier de 1 à 8 ; et
n' es un nombre entier de 1 à 6.
chacun de R43, R44, R45 et R46 sont choisis indépendamment dans le groupe constitué par un groupe alkyle en (C1-C14), aryle en (C5-C6), alcényle en (C2-C14) et alcynyle en (C2-C14) substitué ou non substitué ; et
Z est choisi dans le groupe constitué par les atomes métalliques et semi-métalliques.
REFERENCES CITED IN THE DESCRIPTION
Patent documents cited in the description