Heißes Eisen

Lacke auf Siliconharzbasis verkraften Temperaturen von bis zu 600 Grad Celsius. Mit SILRES^® M 51 E und SILRES^® IC 900 stellt WACKER nun zwei neue Bindemittel für hitzebeständige Beschichtungen vor. Mit ihnen können die Hersteller ihr Portfolio um wasserbasierte Lacke sowie um High-Solid- und Dickschicht-Formulierungen erweitern.

Der er Lack ist ab – so heißt eine Redewendung im Deutschen, um gesunkene Qualität und Attraktivität zu beschreiben. Bei Wirtschaftsgütern signalisiert eine hochwertig lackierte, fehlerfreie Oberfläche eine intakte Funktionsfähigkeit und hohe Wertigkeit. Dazu muss eine Lackschicht auf die zu beschichtende Oberfläche und auf Umgebungseinflüsse abgestimmt sein, zum Beispiel auf hohe Temperaturen, denen sie beim Gebrauch ausgesetzt ist. Hierzu bieten sich spezielle hitzeresistente Lacke an. Denn ungeeignete Beschichtungen würden schon nach kurzer Zeit vom Substrat abplatzen oder oxidativ zerstört werden.

Hochtemperaturbeständige Lacke werden in der Fahrzeugtechnik, in der Prozessindustrie, aber auch in Privathaushalten benötigt. So sind in verschiedenen Fahrzeugen die Abgasanlage und etliche motornah montierte Teile mit einem hitzestabilen Lack beschichtet. In Anlagen der Prozessindustrie müssen beispielsweise Rohrleitungen, Öfen, Kamine, Schornsteine und Wärmetauscher vor hohen Temperaturen und meist zugleich vor Witterungseinflüssen geschützt werden. Im Haushalt sorgen hitzebeständige Lacke dafür, dass Öfen, Ofenrohre, Kamine, Wasserboiler, Herdplatten, Grill- und Raclette-Geräte auch nach jahrelanger Nutzung noch gut funktionieren und aussehen.

Für derartige Anwendungen stellt WACKER auf der European Coatings Show 2023 jetzt zwei neuartige Siliconharz-Bindemittel einem breiten Fachpublikum vor: SILRES^® M 51 E, das sich zur Formulierung wasserbasierter Lacke eignet, und SILRES^® IC 900, das auf konventioneller Basis – mittels organischer Lösemittel – verarbeitet wird und sowohl in Dickschicht- wie auch in High-Solid-Lacken eingesetzt werden kann.

Nach wie vor zählen viele der in der Lackindustrie gebräuchlichen Lösemittel zu den leichtflüchtigen organischen Verbindungen (Volatile Organic Compounds, VOC). „Besonders der Einsatz von organischen Lösemitteln wird aber zunehmend hinterfragt und auch durch gesetzliche Vorschriften reglementiert“, weiß Philipp Haas, Marketing Manager für Performance Solutions bei WACKER SILICONES. „Daher steht die Lackindustrie unter einem starken Druck, den Lösemitteleinsatz in ihren Produkten zu senken.“

Wasserbasierte Lacke sind für Unternehmen eine sehr gute Alternative zu konventionellen lösemittelhaltigen Lacken, um den strengeren gesetzlichen Vorgaben gerecht zu werden. Das gilt auch für flüssige hitzestabile Lacke. Bei den für Hochtemperaturanwendungen konzipierten Lacksystemen haben Flüssiglacke einen Marktanteil von über 80 Prozent. „Von diesen hitzestabilen Flüssiglacken ist bisher aber nur ein relativ geringer Anteil wasserbasiert“, erklärt Philipp Haas. „Dies liegt unter anderem daran, dass keine geeigneten Bindemittel für solche Lacke verfügbar waren.

Abhilfe schafft eben jenes neue wässrige Siliconharz-Bindemittel in Emulsionsform, das der Konzern auf der ECS 2023 unter dem Handelsnamen SILRES^® M 51 E präsentiert. „Solche Siliconharze, die als Bindemittel für Hochtemperaturlacke verwendet werden, vernetzen im Allgemeinen bei erhöhten Temperaturen und bilden dabei einen widerstandsfähigen und hitzebeständigen Film“, erklärt Christian Putz, der im Bereich Performance Solutions von WACKER SILICONES ein anwendungstechnisches Labor leitet. „Als Bindemittel spielen sie deshalb bei der Härtung des Lacks die entscheidende Rolle.“

SILRES^® M 51 E vernetzt über eine Zeitspanne von 30 Minuten bei 220 bis 260 Grad Celsius. Das Siliconharz umschließt die im Lack vorhandenen festen Partikel – Pigmente und Füllstoffe – und bindet diese untereinander sowie an den Untergrund. „Auf diese Weise“, so Putz, „entsteht eine feste Beschichtung, die das lackierte Objekt gegen Angriffe von außen schützt.“

Charakteristisch für ausgehärtete Siliconharze ist ihr ausgedehntes, engmaschig vernetztes Silicium-Sauerstoff-Gerüst, das Siliconharznetzwerk. An diese chemisch außerordentlich stabile anorganische Grundstruktur sind organische Komponenten gebunden, in der Regel Methylgruppen und/oder Phenylgruppen. Die organischen Gruppen beeinflussen vor allem die Eigenschaften des Lacks vor dem Einbrennen.

Reine Methylharze zeichnen sich zudem durch hohe Härte, ausgezeichnete mechanische Beständigkeit sowie sehr gute Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit aus. Durch den hohen anorganischen Anteil zeigen derartige Produkte außerdem eine deutlich geringere Rauchentwicklung bei der ersten Hitzebelastung, als dies Bindemittel mit hohem organischen Anteil tun.

Methylsiliconharze werden seit Langem als Bindemittel in hitzebeständigen, konventionellen lösemittelbasierten Lacken eingesetzt. Auch das neue Lackbindemittel SILRES^® M 51 E enthält ein Siliconharz dieser Art, das feinverteilt in Form winziger Tröpfchen in einem wässrigen Medium vorliegt.

Wo besonders hohe Anforderungen an die Belastbarkeit einer Lackschicht mit einer schwierigen Verarbeitung einhergehen – etwa beim Korrosionsschutz chemischer Anlagen mit ihren komplexen Geometrien –, kommen oft sogenannte Dickschichtlacke zum Einsatz. „Solche Dickschichtlacke schützen den metallischen Untergrund besonders effektiv und sind zudem leichter zu applizieren als konventionelle Lacke, die in dünneren Schichten und in stets gleichbleibender Schichtdicke aufgetragen werden müssen“, erklärt Philipp Haas von WACKER SILCONES. So ließen sich mit Dickschichtlacken beispielsweise Instandhaltungsmaßnahmen einfacher durchführen, besonders an schwer zugänglichen Stellen. Für derartige Anwendungen in lösemittelhaltigen hochtemperaturbeständigen Lacken hat WACKER SILRES^® IC 900 entwickelt, das als reiner Wirkstoff in unverdünnter Form vorliegt und je nach Anwendung und Lackformulierung bei Temperaturen von 100 bis 280 Grad Celsius vernetzt.