Siliconöle und Siliconemulsionen von WACKER - Wacker Chemie AG


Siliconöle und Siliconemulsionen von WACKER

Silikone sind besonders stabil und außergewöhnlich resistent gegenüber Einflussfaktoren wie Temperatur oder elektromagnetische Strahlung. Insbesondere die Silikonöle von WACKER Chemie eignen sich hervorragend für den Einsatz in den unterschiedlichsten Industrien – zum Beispiel in der Kosmetik , der Pharma- oder der Textilindustrie.

Definition und Eigenschaften von Siliconen

Silicone bestehen aus einem anorganischen Gerüst und sind aus Silicium-Atomen aufgebaut, die sich mit Sauerstoff-Atomen abwechseln. In der Chemie werden sie Polydiorganosiloxane genannt. Die beiden übrigen Valenzen der Silicium-Atome sind mit organischen Gruppen (hauptsächlich Methylgruppen) verknüpft. Dadurch entsteht der teilweise organische Charakter der Silicone.

Die Bindungsenergie einer Silicium-Sauerstoff-Bindung ist deutlich höher als die einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung. Das macht die Silicone deutlich stabiler und widerstandsfähiger gegenüber diversen Einflüssen.

Ein besonderer Vorteil von Siliconölen ist ihre ausgezeichnete thermo- und thermooxidative Beständigkeit. Zudem sind sie gegen Temperaturen von -60 bis +300 °C beständig.

Auch gegenüber elektromagnetischer und Korpuskularstrahlung (UV, Alpha-, Beta- und Gammastrahlung) sind Siliconöle sehr viel robuster als organische Kunststoffe. Darüber haben Siliconöle

  • eine extrem geringe Flüchtigkeit,
  • eine hervorragende Scherstabilität,
  • eine geringe Oberflächenspannung und
  • eine optimale Wasserabweisung.

Silikonöle sind physiologisch unbedenklich und treten als transparente Flüssigkeiten ohne Geschmack und Geruch auf. Ihre Viskositäten liegen je nach Einstellung zwischen 0,65 und 1.000.000 mm2/s. Da zwischen den einzelnen Methylsilikonketten nur sehr schwache intermolekulare Kräfte auftreten, ist die Konsistenz ihrer Molekulargewichte überwiegend flüssig:

Viskosität [mPa s] Molekulargewicht [D] mittlere Kettenlänge
0,65 162 2
10 1200 16
100 5200 70
1000 15000 200
10000 37000 500
100000 74000 1000

Mit diesen Eigenschaften eignen sich Siliconöle ideal als

  • Hydraulik- oder Transformatorenöle,
  • Dämpfungsflüssigkeiten,
  • Diffusionspumpenöle,
  • temperaturbeständige Schmiermittel,
  • Dielektrika,
  • Entschäumer und
  • Trennmittel für Hochleistungsdigitaldruckmaschinen.

Zudem verwendet man sie zur Hydrophobierung von Glas und Mineralwolle und setzt sie in der Kosmetik-, der Pharma- und der Textilindustrie ein.

Von den Siliconölen leiten sich diverse weitere Silicon-Produkte ab, die durch chemische Funktionalisierung zustande kommen. Das Siloxangerüst wird überwiegend auf zwei Arten modifiziert:

  1. Anstelle der Methylgruppen werden längere Alkylketten angeknüpft.
  2. Es wird eine Funktionalisierung mit organischen Polymeren durchgeführt. Dazu können zum Beispiel Polyethylenoxid-, Polypropylenoxid-, oder Alkylaminogruppen verwendet werden.

Auf diese Weise lassen sich die hydrophoben Siliconöle in mehr oder weniger hydrophile Moleküle umwandeln.

Von reaktiven Siliconölen spricht man, wenn Siloxane reaktive Gruppen als endständiges Kettenglied besitzen. Zu diesen reaktiven Siliconölen zählen zum Beispiel OH-Polymere (Hydrolysate) oder Siliconöle mit Amino- oder Epoxygruppen.

Siliconöle kommen häufig in Form von wässrigen Emulsionen zum Einsatz. Diese lassen sich leicht mit Wasser verdünnen – und damit bei geringen Substanzmengen gleichmäßig auf den Untergründen verteilen.

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten:

  1. Makroemulsionen mit Teilchengrößen von 100 nm bis einigen µm. Diese sind meist opak, also weißlich trüb.
  2. Mikroemulsionen mit Teilchengrößen von weniger als 100 nm. Diese sind meist klar oder opaleszent.

Für eine stabile Siliconemulsion werden die Oberflächen der Öltropfen mit Tensiden belegt (Emulgatoren). Dabei richten sich die lipophilen – also die ölfreundlichen – Enden des Emulgators zum Öltropfen hin aus. Die hydrophilen – also die wasserfreundlichen – Zentren vermitteln die Löslichkeit in Wasser.

Siliconemulsionen werden zum Beispiel in der Textil-, der Kosmetik- oder der Household Care Industrie eingesetzt. Als Bestandteil in Shampoos bewirken Siliconemulsionen ein weiches, geschmeidiges Haar, das sich nach dem Waschen gut kämmen lässt. Zudem werden Silikonemulsionen als Hydrophobierungsmittel verwendet. Dabei schützen sie Textilien oder auch Bau- und Dämmstoffe vor Wasser und Feuchtigkeit.

Siliconpasten eignen sich durch ihre Grundeigenschaften für den Einsatz in verschiedenen Bereichen:

  • Sie härten nicht aus und ihre Eigenschaften sind weitgehend unabhängig von Temperaturen.
  • Sie sind wasserbeständig, wasserabweisend und oxidationsbeständig. Daher sind sie langzeitresistent und bilden auf vielfältigen Oberflächen Schutzschichten gegen atmosphärische Einflüsse.
  • Sie sind geruchlos, nicht toxisch, strahlungsbelastbar bis ca. 106 Rad, inert gegen viele Chemikalien und resistent gegen Mikroorganismen.
  • Sie haben ein gutes Haftvermögen auf zahlreichen Oberflächen und gute Schmiereigenschaften bei Kombinationen von Kunststoff mit Kunststoff oder Kunststoff mit Metall. Zudem haben sie eine gute Gleitwirkung.
  • Sie haben eine gute Trennwirkung gegenüber zahlreichen Elastomeren und Kunststoffen.
  • Sie garantieren eine gute elektrische Isolierung. Zudem haben sie eine hohe Durchschlagsfestigkeit, eine hohe Dielektrizitätskonstante und einen geringen Verlustfaktor.
  • Sie sind sehr gut lagerbeständig. Die Funktionalität von spezifischen Eigenschaften dauert bis zu 12 Monate, die von allgemeinen Eigenschaften sogar mehrere Jahre.

Siliconpasten werden zum Beispiel als Gleit- und Montagehilfsmittel eingesetzt – etwa im technischen oder im lebensmittelnahen Bereich. Zudem werden sie zum Abdichten von demontierbaren Bauteilen und Verbindungen und als Trennmittel im Hochtemperaturbereich verwendet.

Siliconwachse sind Polydimethylsiloxane, die durch langkettige Alkylreste modifiziert werden. Bei der Modifizierung entstehen – je nach Kettenlänge und Anzahl der Alkyreste – Produkte mit unterschiedlichem Schmelzpunkt. Sie verhalten sich wie typische Kohlenwasserstoffwachse.

Siliconwachse vereinen die Eigenschaften von organischen Wachsen – etwa die Fähigkeit, Wasser abzuweisen oder Struktur zu geben – mit den typischen Eigenschaften von Siliconen – zum Beispiel ein hohes Spreitvermögen und gute sensorische Eigenschaften.

Damit eignen sich Siliconwachse besonders für Anwendungen, bei denen Schmieren erforderlich und der Übergang vom Feststoff zur Flüssigkeit kritisch ist. Silikonwachse werden zum Beispiel als Öl- und Wachskomponenten in Haut- und Gesichtscremes oder dekorativen Kosmetikartikeln eingesetzt, um das Hautgefühl zu verbessern. Zudem optimieren Siliconwachse die Verteilung von Pigmenten und Sonnenschutzadditiven und erhöhen die Spreitung von Ölen und Wirkstoffmischungen. Im Textilbereich wird zum Beispiel Leder mit Siliconwachsen behandelt. Sie verleihen ihm einen sehr guten Langzeitschutz und wirken wasserabweisend.

Silicon-Antischaumcompounds sind ölige, viskose, opake oder leicht trübe Flüssigkeiten. Sie werden vor allem in wasserarmen und wasserfreien Systemen verwendet. Die Compounds können pur oder in Abmischung mit geeigneten Formulierungskomponenten – zum Beispiel Tensiden – eingesetzt werden.

Selbstdispergierende Silicon-Antischaummittel sind eine Kombination von Antischaummittelcompounds mit organischen Wirk- und Hilfsstoffen. Sie dispergieren spontan bei Kontakt mit schäumenden Formulierungen und zeigen besonders gute Verteilungs- und Kompatibilitätseigenschaften.

Silicon-Antischaumemulsionen sind O/W-Emulsionen von Antischaummittelcompounds mit einem Aktivgehalt von fünf bis 50%. Sie werden überwiegend für wasserbasierende Formulierungen und Anwendungen eingesetzt.

Silicon-Antischaummittelpulver eignen sich speziell für den Einsatz in Pulverprodukten wie pulverförmigen Waschmitteln.

Siliconöle zeichnen sich durch gute entschäumende Eigenschaften in wasserfreien, unpolaren Systemen aus. Sie eignen sich für Anwendungen, in denen keine Verträglichkeit mit anderen Stoffen benötigt wird.

Erfahren Sie mehr Silicon und seine Eigenschaften und Anwendungen:

Hier finden Sie unsere Produktübersicht zu den Siliconölen und Siliconemulsionen von WACKER: