Surface Technology

Organofunktionelle Silane lassen sich hervorragend auf anorganische Oberflächen wie Glas, Metall, Metalloxiden, Pigmenten etc. aufbringen und ermöglichen so die Modifizierung und Funktionalisierung dieser Oberflächen. Es gibt viele Verfahren um Silane chemisch an eine Oberfläche zu binden, beispielsweise durch Gasphasentechnologien wie CVD, ALD oder aus der flüssigen Phase, wie im SOL-GEL-Prozess, bei dem auch Metallsäureester zum Einsatz kommen. Bei glatten Oberflächen. werden die Silane oft aus alkoholisch-wässriger Lösung durch Tauchen oder Streichen aufgebracht, bei rauhen Oberflächen, wie Pulvern oder anorganischen Pigmenten, auch durch Aufsprühen.

Organofunktionelle Silane sind häufig bifunktionell.  Am Silizium gebundene Alkoxy- oder andere Abgangsgruppen wie Amino-, Amido- oder Chloro-Gruppen hydrolysieren in Gegenwart von Feuchtigkeit. Dabei entsteht die reaktive Zwischenstufe – das „Silanol“. Dieses bindet sich dann chemisch an die anorganische Oberfläche, im Idealfall sogar als monomolekulare Schicht. Durch die freie Wahl des Liganden am Silizium, der „organofunktionellen Gruppe“, lässt sich die Oberfläche beliebig verändern. Die Wahl erlaubt eine Haftvermittlung zu organischen Substraten oder eine Veränderung der Polarität an der Oberfläche. Typische Vertreter für die Haftvermittlung sind die Amino-, Epoxy-, Methacryl- oder die Vinylsilane. Diese verbinden sich mit der Polymerseite, wie zum Beispiel in glasfaserverstärkten Kunststoffen. Zur reinen Hydrophobierung finden auch nichtfunktionelle Alkylsilane Einsatz. Klassisches Beispiel hierfür ist die Betonhydrophobierung. Einen ganz besonderen wasser- und schmutzabweisenden Effekt erreichen Sie mit Fluorsilanen, erkennbar an extrem hohen Kontaktwinkeln.

Bei Gasphasenprozessen wie CVD oder ALD werden die Silane meist zersetzt und scheiden sich dann auf Oberflächen, die dann auch organischer Natur sein können, als SiOx oder SiNx ab.

Im Sol-Gel Verfahren kommen verschiedene Produktklassen aus dem Hause abcr zum Einsatz. Neben dem Hauptbestandteil, dem Tetraethoxysilan TEOS, stehen auch weitere Komponenten wie organofunktionelle Silane, Metallsäureester oder Di(Meth-)acrylate für Sie bereit.

abcr bietet nicht nur die gängigen Silane an. Unsere Produktionsanlage in Spanien hat ihren Schwerpunkt bei den Spezialitäten. Einige tausend Silantypen stehen für spezielle Anforderungen schon bereit, und sollte das gewünschte Molekül noch nicht existieren, helfen wir gerne dabei es zu synthetisieren, vom Labormaßstab bis hin zu kommerziellen Mengen.

Die Anwendungen von Silanen auf Oberflächen sind außerordentlich vielfältig. Die haftvermittelnde Eigenschaft machen sich viele Industriebranchen zu Nutze. An erster Stelle stehen hier die Bereiche Farben, Lacke, Kleb- und Dichtstoffe, Gummi, Kunststoffe und Glas. Beschichtungen mit dem Sol-Gel-Verfahren erzielen hervorragende Kratzfestigkeiten. Die Eigenschaft der Hydrophobierung nutzt man z.B. im Bautenschutz, bei Anti-Korrosions-Beschichtungen oder bei der Beschichtung von Pulvern. Die Fluorsilane, die eine extrem hydrophobe und oleophobe Oberfläche erzeugen, nutzt man u.a. für populäre Anwendungen wie Anti-Graffiti oder schmutzabweisende Glasoberflächen (Bad, Autoscheiben).