Sol Gel Beschichtung

Die Sol Gel Beschichtung – Ein Verfahren zur Vergütung von Oberflächen

Das Sol Gel Verfahren dient der Herstellung von nichtmetallischen anorganischen oder hybridpolymeren Materialien zur Beschichtung von Oberflächen. Ausgangsprodukt für die Beschichtungen sind kolloidale Dispersionen – auch Solen genannt. Diese kolloidalen Dispersionen bestehen aus Nanopartikeln der Größe 1 – 100 nm. Diese sind in Wasser oder organischen Lösungsmitteln dispergiert. Dabei lautet das Grundziel vom Verfahren, eine flüssige Sole in ein festes Gel zu überführen. Diese Art der Beschichtung von Oberflächen ist aufgrund der Vielzahl an Ausgangsprodukten und der sehr günstigen Prozessbedingungen so individuell einsetzbar wie keine andere Beschichtungstechnologie. Die Eigenschaften der späteren Beschichtung sind im Grunde genommen von den Eigenschaften der Moleküle der Sole abhängig.
Der erste Schritt des Sol Gel Prozesses stellt normalerweise die säure- oder basenkatalysierte Hydrolyse von Metallalkoholaten dar. Bei dieser Reaktion spalten sich Alkoholmoleküle ab und es entstehen MOH Gruppe. Kurz danach oder noch währen dieser Reaktion reagieren die MOH Moleküle miteinander und kondensieren unter Abspaltung von Wasser. Der entstehende Dimer kann dann in einer anschließenden Polymerisationsreaktion zu einem Trimer, Tetramer oder Oligomer entstehen – dies geht so lange bis sich ein fester Partikel gebildet hat.
Von Gel kann man dann sprechen, wenn sich zwischen den Behälterwänden eine Art Netzwerk aus Partikeln gebildet hat. Dieses viskose Sol Gel hat sich dabei in eine viskoelastische Gesamtheit gewandelt – eine Art Festkörper mit eingeschlossenen Lösungsmitteln.
Das Gel wird anschließend getrocknet – Erfolgt die Trocknung bei Umgebungsbedingungen, so bildet sich Xerogel. Dieses Xerogel kann in einem weiteren Verfahrensschritt auf der Oberfläche eingebrannt werden. Dabei schreitet die Kondensation fort und es entsteht ein hochvernetzter Lackfilm. Wird das Gel dagegen bei erhöhtem Druck und Temperatur getrocknet so werden Porenflüssigkeiten in einen überkritischen Zustand versetzt und verschwinden aus den Zwischenräumen – es entsteht Aerogel.
Die Beschichtungstechniken, mit denen die Sole auf die Oberfläche gebracht wird, sind je nach Anwendung einsetzbar. Eher niedrigviskose Sole eignet sich für die Tauchbeschichtung. Hier wird das zu beschichtende Material eingetaucht und herausgezogen. Schon während des Herausziehens aggregieren die Solepartikel und es entsteht ein fester Gelfilm. Dabei laufen quasi die oben beschriebenen Reaktionen ab.
Zusätzlich kann die Sol Gel Beschichtung noch mittels Schleuderbeschichtung oder Filmtrocknung aufgetragen werden.

One Reply to “Sol Gel Beschichtung”

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*