Silicone für Farben
Die heutigen Anforderungen an Farben reichen von Hammerschlag-
bis hin zu speziellen Oberflächeneffekten. Beschichtungssysteme von Lacken
sollen gut auf verschiedenen Untergründen haften. Ungewollte Schaumbildung
bei Herstellung und Anwendung von Druckfarben und Lacken ist zu vermeiden.
Farbstoffe sollen nach Möglichkeit auf Wasserbasis verwendet werden können.
Alle aufgezählten Anforderungen können durch Verwendung
von Siliconadditiven erfüllt werden. Als Beispiel soll hierfür die Lackierung
in der Automobilindustrie dienen. Neben dem Karosserieschutz soll der
Autolack zusätzlich ästhetische Belange erfüllen. Farbechtheit und anhaltender
Glanz spielen dabei die entscheidenden Rollen. Wodurch sich ein guter
Glanz von einem schlechten unterscheidet, ist in der folgenden Abbildung
zu sehen:
Verschiedene Ursachen führen bei der Lackierung zu
einer unregelmäßigen Oberflächenstruktur des Lackes. Dazu zählen die Schaumbildung,
während der Lack aufgesprüht wird, sowie ein unregelmäßiges Verdunsten
des Lösemittels während des Trocknungsprozesses.
Schaumbildung
Von den Lackierautomaten werden die Lacke in feinem
Strahl unter hohem Druck versprüht. Dabei können durch Verwirbelung der
Mikrotröpfchen Luftblasen mit eingeschlossen werden, die zu Fehlstellen
im Lack führen. Wegen vermehrten Einsatzes von lösemittelfreien Beschichtungssystemen
auf Wasserbasis kommt es zusätzlich zu Schaumbildung. Dies liegt an den
enthaltenden Tensiden in den Lösemitteln auf Wasserbasis. Um dem entgegenzuwirken
werden zusätzlich Schauminhibitoren auf Siliconbasis hinzugemengt. Sie
setzen die Oberflächenspannung so weit herab, dass der Schaum förmlich
in sich zusammenfällt. Die folgende Abbildung zeit die Wirkungsweise eines
Siliconentschäumers (siehe auch Experiment
"Silicone als Antischaummittel"):
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Schaumblasen entstehen, indem
sich Tensidmoleküle an der Grenzfläche zur Luft anreichern, die Oberflächenspannung
des Wassers herabsetzen und Luft einschließen. Wenn die Tenside nicht
abfließen, bleiben die Blasen recht lange stabil. Da die Oberflächenspannung
von Siliconentschäumern noch geringer ist als die der Tenside, verdrängen
sie diese. Folglich verdünnt sich die Schaumlamelle, wird instabiler
und bricht schließlich zusammen.
Siliconentschäumer kommen überall dort zum Einsatz, wo ein übermäßiges
Schäumen unerwünscht ist. Das ist auch bei modernen Waschmitteln
der Fall. |
Lösemitteladditive
Wie bereits erwähnt, kommt es auch durch ungleichmäßiges
Verdunsten des Lösemittels zu Unregelmäßigkeiten in der Lackoberfläche.
Differenzen in der Oberflächenspannung führen zur Kraterbildung durch
Staubkörner, schlechte Benetzung des Untergrundes, schlechte Kratzfestigkeiten
sowie Verlaufsschwierigkeiten. Um diesen Effekten entgegenzuwirken werden
Siliconadditive beigemengt, die die Oberflächenspannung des Lackes herabsetzen
und somit sein Gleitvermögen erhöhen. Somit wird die Mikrowellenstruktur
des Lackes geglättet, wodurch einfallendes Licht besser reflektiert wird
und der gewünschte Glanzeffekt erzielt wird. Die folgende Abbildung veranschaulicht
dies:
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Ohne entsprechende Additive ist die getrocknete
Lackoberfläche unregelmäßig und zerklüftet (linkes Bild).
Entsprechende Additive sorgen dafür, dass die Oberfläche gleichmäßig
und geglättet erscheint. Je nach Art und Dosierung können langwellige
oder kürzerwellige Strukturen erreicht werden (rechte Bilder).
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Hitzebeständige Lacke
Lacke auf Siliconbasis bieten auch für extremste Ansprüche hohe Beständigkeit
und Echtheit. Besonders gut sind sie für Objekte geeignet, die hohen Temperaturen
standhalten müssen. Dazu zählen der Gartengrill und Öfen jeglicher Art
ebenso wie farbige Glühbirnen oder Weltraumraketen.
Der Lack muss unbrennbar und nicht weiter oxidierbar sein sowie in allen
Temperaturbereichen eine ausreichende Haftung aufweisen. Siliconharze erfüllen alle genannten Anforderungen. Durch Zusatz von hitzebeständigen
anorganischen Pigmenten kann eine breite Farbpalette hergestellt werden.
- Siehe dazu auch Video (als wmv oder als
mov).
Drei Anwendungsbeispiele für Hochtemperaturlackierungen:
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