Wie verhält es sich mit Anwendungen von Silikonbeschichtungen?

Durch zunehmend strenge Umweltvorschriften und steigende Verbrauchernachfrage beschleunigt die Beschichtungsindustrie ihre Entwicklung in Richtung grüner, kohlenstoffarmer und umweltfreundlicher Lösungen. Gleichzeitig hat die technologische Innovation auch die Diversifizierung und Hochleistungsfähigkeit von Beschichtungsprodukten vorangetrieben, was dem Markt neue Wachstumsimpulse bringt. Wie sieht es mit den Anwendungen von Silikonbeschichtungen aus?

Silikonbeschichtungen werden aufgrund ihrer einzigartigen Leistungsvorteile in vielen Bereichen eingesetzt. Im Bauwesen können sie für Außenwände, Dachbeschichtungen (bestehende Dächer, Metalldächer) und Böden verwendet werden, um nach dem Aushärtungsprozess Schutz vor Hitze, ultraviolettem Licht und chemischer Korrosion zu bieten. Im Automobilbereich können Silikonbeschichtungen auf Polyurethanschaum und anderen Substraten aufgetragen werden, um die Härte und Abriebfestigkeit von Fahrzeugoberflächen zu verbessern und die Lebensdauer zu verlängern. Darüber hinaus werden sie in vielen Branchen wie Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Medizingeräten, Lebensmittelverpackungen usw. verwendet, um hochwertigen Schutz und Dekoration für verschiedene Arten von Geräten und Produkten bereitzustellen.

Die folgenden fünf Aspekte zu den Vorteilen und Anwendungen von Silikonbeschichtungen:

• Was ist Siliconharz?
• Was ist die Beschaffenheit von Silikon?
• Was sind Silikonbeschichtungen?
• Wie verbessert man die Silikonbeschichtung?
• Wie kann die Leistung von Silikonbeschichtungen verbessert werden?

1. Was ist Silikonharz?

Siliconharz wird üblicherweise durch Polykondensationsreaktion aus hydrolysefähigen, aktiven Gruppen organischer Siliziummonomere wie Methylchlorsilan und Phenylchlorsilan hergestellt. Es handelt sich um ein vernetztes halb-anorganisches Polymer mit Si-O-Si als Hauptkette, bei dem die Siliziumatome mit organischen Gruppen verbunden sind. Es weist folgende Eigenschaften auf.

(1) Das Siliziumatom hat eine geringe Elektronegativität, und die Si-O-Bindung weist einen gewissen ionischen Charakter auf.

(2) Die Bindungsenergie und der Bindungswinkel von Si-O-Si sind größer als bei der C-C-Bindung, was zu hoher Temperaturbeständigkeit führt.

(3) Geringe Oberflächenenergie, großer Kontaktwinkel, kann entfettend wirken.

(4) Es weist Strahlungsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, hohe Gasdurchlässigkeit, Witterungsbeständigkeit, Isolierfähigkeit usw. auf.

2. Was ist die Beschaffenheit von Silikon?

(1) Aushärtung

Siliconharz wird durch Hydrolyse-Polykondensation aus bifunktionellen und trifunktionellen Monomeren hergestellt.

Die Aushärtung von Siliconharz erfolgt üblicherweise bei höheren Temperaturen (200-250 Grad) durch Wärmehärtung. Das am häufigsten verwendete Härtungsmittel ist Triethanolamin oder eine Mischung daraus mit Dibenzoylperoxid, wobei die Aushärtungszeit relativ lang ist.

Um das Harz vollständig auszuhärten, müssen Wärme und Katalysatoren zugesetzt werden, um die Reaktion zu beschleunigen. Viele Substanzen können eine katalytische Rolle bei der Siliziumkondensationsreaktion spielen, darunter Säuren und Basen, lösliche organische Salze von Metallen wie Blei, Kobalt, Zinn, Eisen sowie organische Verbindungen wie Dibutylzinn dilaurat usw.

(2) Drei Aushärtungsmethoden:

Um die Hydroxylgruppe am Siliziumatom für die Vernetzung durch Kondensationspolymerisation in eine Netzwerkstruktur zu nutzen, welches der Hauptweg bei der Aushärtung von Silikonharz ist.

Um Vinylgruppen anzubinden, die an Siliziumatome gebunden sind, und organische Peroxide als Katalysator zu verwenden, ähnlich wie bei der Vulkanisation von Silikonkautschuk.

Um die Vinylgruppe am Siliziumatom und die Silizium-Wasserstoff-Bindung für eine Additionsreaktion zu nutzen, zum Beispiel kann lösemittelfreies Silikonharz mit Treibmittel gemischt werden, um geschäumtes Silikonharz herzustellen.

(3) Einflussfaktoren auf die Eigenschaften

R-zu-Si-Verhältnis

Je kleiner der Wert von R:Si ist, desto mehr kann das erhaltene Silikonharz bei niedrigeren Temperaturen aushärten; ist der R:Si-Wert größer, muss das erhaltene Silikonharz zur Aushärtung bei 200-250 ℃ ℃ lange Zeit unter Hochtemperaturbrennen bleiben, wobei die entstehende Schichthärte schlechter ist, aber die Thermoelastizität viel besser als beim Ersteren.

Verhältnis von Methyl- und Phenylgruppen

Je niedriger der Phenylgehalt in den organischen Gruppen, desto weicher die gebildete Schicht und desto schneller die Kondensation; je höher der Phenylgehalt, desto härter die gebildete Schicht und desto thermoplastischer.

3. Was sind Silikonbeschichtungen?

(1) Selbstreinigende Beschichtung

Acrylesterharze sind das am weitesten verbreitete Basismaterial für Außenbeschichtungen, ihre Nachteile sind: geringe Wärmebeständigkeit, Kältebeständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit, Tendenz zur Rückständigkeit der Viskosität und schlechte Schmutzabweisung.

Silicone’s unique surface chemical properties, so that the dirt can not be easily adhered to. The modification of acrylic resin with silicone resin can further improve the performance of the coating film, such as weather resistance, light retention, air permeability, waterproofing, staining resistance, and abrasion resistance.

Heutzutage ist es bei Wohnungsdekorationen unvermeidlich, Fliesen zu verwenden, die zwar sehr schön aussehen, aber aufgrund von Oberflächendefekten und Verunreinigungen durch Kapillarphänomene und Oberflächenadsorption leicht verschmutzt und beeinträchtigt werden können. Um dieses Problem zu lösen, kann ein Antiverschmutzungsmittel eingesetzt werden. Der Wirkmechanismus besteht darin, auf der Substratoberfläche eine wasserabweisende Schicht zu bilden.

Silikonharz weist starke chemische Bindungen und eine niedrige Oberflächenenergie auf, wodurch die Substratoberfläche nicht nur eine hervorragende selbstreinigende, schmutzabweisende Leistung, sondern auch eine schnelle Aushärtung bietet.

(2) Hitzebeständige Beschichtung

Hitzebeständige Beschichtungen für Feststoffraketenmotorgehäuse, Silikon-Hitzebeständigkeitsbeschichtungen an Wärmeübertragern von Strahlflugzeugen, Silikon-Wärmedämmbeschichtungen für Raumschiffe etc. erfordern alle eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit. Raumfahrzeuge, die im Weltraum verkehren, benötigen thermische Kontrollbeschichtungen, um die normale Betriebstemperatur interner Instrumente sicherzustellen, indem sie die thermophysikalischen Eigenschaften der Oberfläche verändern.

Silikonbeschichtungen weisen eine hohe thermische Stabilität auf: hohe Oxidationsbeständigkeit; gute Beständigkeit gegen Bestrahlung; sehr niedrige Oberflächenspannung sowie weitere physikalische und chemische Eigenschaften.

Um langfristige Beständigkeit gegen ° 500°C bis 800°C ° bei Hochtemperaturanforderungen zu erreichen, können beispielsweise durch Zugabe von Titandioxid, Aluminiumpulver und anderen hitzebeständigen Additiven Temperaturen von ° 500°C bis 600°C ° standgehalten werden; silikathaltige Silikonbeschichtungen sind bis ° 760°C.

XJY-8010A/B/XJY-83350 Flockensilikonharz

hitzebeständig. Darüber hinaus besitzen silikonbasierte thermische Kontrollbeschichtungen eine hohe Beständigkeit gegen Vakuum-UV-Bestrahlung, Elektronenbeschussstrahlung sowie Protonen-Sauerstoff-Erosion.°Sie können in hitzebeständigen Pulver- und Flüssiglacken eingesetzt werden. Das Hauptmerkmal von Silikonharz ist seine hervorragende Hitzebeständigkeit: Es zersetzt sich kaum bei 200°C oder sogar höheren Temperaturen und kann zur Herstellung verschiedener hitzebeständiger Beschichtungen verwendet werden, mit Hitzebeständigkeits-Isolationsklassen bis zur Klasse H. Silikonharz weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Strahlung und Protonen-Sauerstoff-Angriff auf. Silikonharze besitzen zudem hervorragende Witterungsbeständigkeit und gute Haftung. Weitere Eigenschaften sind Ozonbeständigkeit, Lichtbogenbeständigkeit, Hydrophobie, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Salzspraybeständigkeit und Schimmelresistenz. Beispielsweise zeigen modifizierte Beschichtungen mit mehr als 20% Silikonharz signifikante Wasserbeständigkeit, Vergilbungsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und UV-Beständigkeit.

(3) Transparente widerstandsfähige Beschichtung

Es wird häufig als Oberflächenbeschichtung für verschiedene Materialien eingesetzt, um die Verschlechterung der Sicht durch Staub und kontinuierliche Kratzer auf Fensterglas, Linsen, optischen Instrumenten etc. zu verhindern. Hierbei sind Abriebfestigkeit und Transparenz erforderlich.

(3) Antikorrosionsbeschichtung

Derzeit ist es in den Bereichen Energie, Chemie, Metallurgie, Baumaterialien (z. B. Silikondachbeschichtungen) und anderen Gebieten eine äußerst dringende und wertvolle Aufgabe, Stahlausrüstungen wie Schornsteine, Heizkörper, Rauch- und Dampfleitungen vor Korrosion durch heiße, feuchte Rauchgase und Dämpfe zu schützen, wobei sowohl wirtschaftliche als auch praktische Anforderungen erfüllt werden müssen.

Anforderungen: Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit

Durch die Auswahl von Verbundsilikon und Zugabe verschiedener Füllstoffe können hitzebeständige, korrosionsschützende Beschichtungen hergestellt werden, die für Stahlausrüstungen unter dem Einfluss von heißem, feuchtem Rauch geeignet und wirtschaftlich sowie praktisch sind.

4. Wie verbessert man die Silikonbeschichtung?

(1) Verbesserung der Aushärtungsmethode: 

Von der traditionellen Wärmebeständigkeit bis hin zur Strahlungs- und Mikrowellenhärtung wurden bedeutende Fortschritte erzielt, insbesondere bei UV-härtenden Silikon-Antihaftbeschichtungen und Faseroptikschichten.

(2) Einführung funktioneller Gruppen: 

Durch den Ersatz der üblichen Methyl- und Phenylgruppen durch Amin-, Epoxy-, Allyl- oder Hydroxylgruppen können die physikalischen Eigenschaften und die chemische Reaktivität von Silikon in einem weiten Bereich variiert werden.

(3) Nichtlineare Struktur: 

Zyklische, trapezförmige, käfigartige, dendritische und hyperverzweigte Strukturen verleihen im Vergleich zu linearen Polymeren eine unterschiedliche Löslichkeit, Hitzebeständigkeit und Reaktivität.

(4) Andere materialgerechte Werkstoffe: 

Obwohl Silikonmaterialien viele ausgezeichnete Eigenschaften besitzen, weisen sie auch Nachteile wie geringe Festigkeit und schlechte Haftung auf. Durch Modifizierung mittels Pfropfung oder Blockcopolymerisation mit Harzen wie Epoxid, Acrylat oder Polyurethan kann ein komplementärer Leistungseffekt erzielt werden.

5. Wie verbessert man die Leistung von Silikonbeschichtungen?

Silikonbeschichtungen weisen eine ausgezeichnete Elastizität auf und können sich kleinen Verformungen des Substrats anpassen, wodurch die Integrität und Haftung der Beschichtung erhalten bleibt. Die Oberfläche der Beschichtung nimmt Wasser nicht leicht auf, was das Eindringen von Wasser verhindert und die Schutzeigenschaften der Beschichtung weiter verbessert. Selbst bei hohen Temperaturen behalten hochreflektierende Silikonbeschichtungen einen guten Glanz und Farbstabilität und neigen nicht zum Verblassen oder Verfärben. Silikonbeschichtungen verfügen in der Regel über gute Verlaufseigenschaften und Haftung, sind einfach aufzutragen und können durch Sprühen, Streichen oder Rollen aufgebracht werden. Wie kann die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten verbessert werden?

XJY Silikone ist einer der führenden Silikon MQ-Harz und VMQ-Silikon Hersteller in China, mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in Forschung, Entwicklung und Herstellung in der Silikonindustrie sowie mehr als 15 Patenten und technischer Unterstützung. Unser Silikon-Rohstoffprodukte kann den Anforderungen des Beschichtungsbereichs gerecht werden und die Bereitstellung diversifizierter, maßgeschneiderter Lösungen unterstützen.