Kleb- und Dichtstoffindustrie - D.O.TACK

Wirkungsweise von Silanen

Organofunktionelle Silane sind hybride Verbindungen, welche die Funktionalität einer reaktiven organischen Gruppe mit der anorganischen Funktionalität eines Alkylsilikats in einem einzigen Molekül verbinden (siehe Abbildung). Diese besondere Eigenschaft ermöglicht ihren Einsatz als molekulare Brücken zwischen anorganischen Materialien und organischen Polymeren.

Allgemeine Vorteile der Silane:

  • Verbesserung der Nass- und Trockenhaftung auf verschiedenen Substraten
  • Durch Verhinderung der vorzeitigen Austrocknung Verbesserung der Lagerstabilität
  • Vernetzung in feuchtigkeitsvernetzenden Klebstoffsystemen
  • Steigerung der chemischen Beständigkeit
  • Verbesserung der physikalischen/mechanischen Eigenschaften von füllstoffhaltigen Formulierungen

Im Bereich der Kleb- und Dichtstoffe werden Silane für zahlreiche Aufgaben eingesetzt, von denen sich die bedeutendsten wie folgt zusammenfassen lassen:

• Haftvermittler (Coupling Agent)

Zur Verbesserung der Haftung zwischen verwendetem Polymertyp des Kleb- und Dichtstoffes und dem Substrat werden Deolink Silane eingesetzt. Der Coupling Mechanismus hängt von einer stabilen chemischen Verbindung der organofunktionellen Gruppen zum Polymer und der hydrolysierbaren Gruppen zum Substrat ab. Die organofunktionelle Gruppe des Silans muss reaktiv bzw. kompatibel mit dem Polymer sein, während die Silanol-Gruppen nach der Hydrolyse auf der Oberfläche des Substrates kondensieren.

• Feuchtigkeitsfänger (Moisture Scavanger)

In feuchtigkeitshärtenden Hybrid-Dichtungsmassen werden häufig Vinylsilane als Trocknungsmittel eingesetzt. Durch die relativ schnelle Hydrolyse der Trimethoxygruppen eignet sich vor allem Deolink Vinyl TM-100 für diese Anwendung. Ein weiterer positiver Effekt der schnellen Hydrolyse liegt in der Vermeidung vorzeitigen Aushärtens während der Lagerung.

• Vernetzer (Crosslinking Agent)

Das Vernetzen von Polymeren durch die Zugabe von Silanen wird seit vielen Jahren praktiziert und spielt vor allem bei Acrylaten, Polyethern, Silikonen, Polyestern und Polyurethanen eine Rolle. Der Prozess der Vernetzung wird durch Feuchtigkeit ausgelöst, wobei die Vernetzungsgeschwindigkeit u.a. auch durch Anzahl und Art der Alkoxygruppen sowie die Wahl der organofunktionellen Gruppe beeinflusst werden kann. Es lassen sich durch die Zugabe von Silanen physikalische Eigenschaften wie z.B. Reißfestigkeit und -dehnung, Abriebfestigkeit verbessern. Häufig werden verschiedene Aminosilane für die Vernetzung eingesetzt, aber auch Deolink Vinyl TM-100 findet hier Anwendung.

• PU-Silanterminierung (End Capping)

Kleb- und Dichtstoffe auf Polyurethanbasis sind seit vielen Jahren erhältlich. Bei diesen Produkten erfolgen Aushärtung und Vernetzung durch Reaktion der Isocyanat-Endgruppen (NCO-Gruppen) unter Anwesenheit von Feuchtigkeit. Eine Modifizierung dieser Endgruppen durch den Einsatz von Silanen hat zum Ziel, die aus toxikologischer Sicht problematischen Isocyanatgruppen zu ersetzen und die physikalischen Eigenschaften zu optimieren. Bei derart optimierten Polyurethanen erfolgt die Herstellung generell durch Umsetzung von NCO-Prepolymeren mit Aminosilanen.

In der Endanwendung werden diese Produkte für Strukturklebstoffe, Parkettklebemittel sowie überlackierbare Dichtungsmittel eingesetzt.

Anwendung der Deolink® Silane

Es existiert eine große Anzahl chemisch unterschiedlicher Kleb- und Dichtstoffsysteme für die das jeweils optimale geeignete organofunktionelle Silan ausgewählt werden muss. Hierbei ist sowohl die Wahl der
organofunktionellen Gruppe für die Polymerverträglichkeit von Bedeutung, als auch die Alkoxyfunktionalität des Silans für die Vernetzungseigenschaften. Häufig werden Amino-, Epoxy- und Methacrylsilane für den Bereich der Haftungsoptimierung eingesetzt, Vinylsilane finden vor allem als Feuchtigkeitsfänger Verwendung.

Herstellung von Silanblends mit speziellen Eigenschaftsprofilen

Die Vielzahl der unterschiedlichen Kleb- und Dichtstoffsysteme kann nicht in jedem Fall durch die Auswahl der handelsüblichen organofunkionellen Silane optimal modifiziert werden.

Im Hinblick auf spezifische Eigenschaften, wie z.B. verstärkte wasserabweisende Wirkung, erhöhtem Flammpunkt, VOC Reduktion, Verminderung der Toxizität, können Blends verschiedener Silane und anderer Additive erst die gewünschten Effekte bewirken.

DOG produziert am Standort Marschacht zahlreiche Silanblends, die sowohl unter eigener Produktbezeichnung – Deolink EH-Serie – als auch nach Kundenwunsch hergestellt werden.

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