Katalysatoren für die Hydrosilylierung

Für die Aushärtung und Modifizierung von Silikonen

Eine der wichtigsten Methoden zur Aushärtung und Modifizierung von Silikonen ist die Hydrosilylierung unter Verwendung von Platinkatalysatoren.

Während des Aushärtungsprozesses reagiert eine Vinylkomponente mit einem Vernetzer und mehreren Si-H-Gruppen, um ein elastisches Polymer zu erhalten. Die Verwendung von Platin als homogener Katalysator begünstigt die Reaktion bereits bei sehr geringer Platinbeladung.

Inhaltsverzeichnis

Übersicht über die wichtigsten Katalysatoren für die Hydrosilylierung

Der bekannte Karstedt-Katalysator ist der am häufigsten verwendete Katalysator für die Hydrosilylierung, da er hochaktiv, einfach zu handhaben und sicher in der Anwendung ist. Der Ashby-Katalysator eignet sich eher für die Aushärtung bei hohen Temperaturen, wie sie bei extrudierten Hochtemperatur-Silikonsystemen üblich sind. Der Lamoreaux-Katalysator hingegen wird beispielsweise für Silikonkautschuke mit verbesserten Flammschutzeigenschaften verwendet. Schließlich gibt es noch den Hydrosilylierungskatalysator (MeCp)PtMe3. Im Gegensatz zu den anderen drei Katalysatoren wird er durch UV aktiviert.

Heraeus Precious Metals bietet alle genannten Hydrosilylierungskatalysatoren an, wobei der Karstedt-Katalysator der gefragteste und wichtigste ist.

Karstedt-Katalysatoren

Karstedt formula
Karstedt formula

Heraeus Precious Metals ist einer der führenden Lieferanten von Karstedt-Katalysatoren für den Silikonmarkt. Unser Angebot an Karstedt-Katalysatoren ermöglicht Aushärtungseigenschaften für jede Anwendung. Die Karstedt-Katalysatoren können in verschiedenen Verdünnungen mit Lösungsmitteln geliefert werden, um die alle Kundenwünsche zu erfüllen. Die Katalysatoren von Heraeus werden mit einer geringen Varianz hergestellt, was den Katalysatorabfall minimiert und gleichzeitig eine konstante Aktivität für einen stabilen Prozess gewährleistet. Die homogenen Karstedt-Katalysatoren werden in der Regel in sehr niedrigen Konzentrationen (30-100 ppm) eingesetzt und verbleiben in den Silikonen. Für den Fall, dass homogene Katalysatoren nicht in Frage kommen, bietet Heraeus auch ein breites Portfolio an geeigneten heterogenen Katalysatoren an.

Vorteile vom Karstedt-Katalysator für Hydrosilylierungsreaktionen

  • Schnelle Reaktion
  • Volle Kontrolle über den Aushärtungsprozess
  • Keine flüchtigen Nebenprodukte
  • Kein Schrumpfen des Polymers

Vorteile der Karstedt-Katalysatoren von Heraeus

Heraeus bietet maßgeschneiderte Zusammensetzungen des Karstedt-Katalysators an, die auf die Kundenbedürfnisse zugeschnitten sind. Mögliche Modifikationen betreffen die Aktivität, die Viskosität, das Lösungsmittel und den Platingehalt. Weitere Informationen zu den verschiedenen Karstedt-Katalysatoren und deren Anpassung sind in der Broschüre beschrieben .

Low Turbidity Super Cure Heat Resistant
Vorteil Vermeidung von Filtrations- und Platinverlusten nach Verdünnung mit Silikonpolymer Schnellere Aushärtung bei Raumtemperatur Hohe Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und mechanische Beanspruchung
Haltbarkeit Standard Haltbarkeitsdauer Geringere Haltbarkeitsdauer Längere Haltbarkeitsdauer
Anwendungsbeispiel Transparente Silikone Zahnmedizinische Anwendungen Papiertrennbeschichtung

UV-härtende Katalysatoren

Als Alternative zur thermischen Aushärtung kann für die Hydrosilylierung auch eine UV-Härtung unter Einsatz eines photoaktiven Katalysators verwendet werden. Diese Methode eignet sich besonders für die Vernetzung thermisch empfindlicher Polymere, da keine zusätzliche Wärme erforderlich ist. Darüber hinaus wird die Einbindung von wärmeempfindlichen Teilen, wie z.B. elektronischen Bauteilen, ermöglicht. Heraeus bietet den UV-aktivierten Katalysator (MeCp)PtMe3 an. Anwendungen für die UV-Härtung sind zum Beispiel Klebstoffe oder Dentalanwendungen. Zu den Vorteilen gehören eine verbesserte Aushärtungszeit für Flüssigsilikonelastomere und ein energieeffizienter Prozess, da keine Heizöfen benötigt werden.

Unsere Katalysatoren für die Hydrosilylierung von Silikonen

FAQ´s

Für die Hydrosilylierung von Zweikomponenten-Vulkanisationssystemen bei Raumtemperatur wird empfohlen, Platinkatalysatoren im Bereich von 5-50 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, zu verwenden. Weitere Modifikationen sind durch den Einsatz von Moderatoren je nach Reaktionsbedingungen möglich.

Vergiftungen treten auf, wenn eine Verbindung irreversibel mit dem Katalysator reagiert und die Hydrosilylierungsreaktion stoppt. Um die beste Leistung zu gewährleisten, sollten daher die folgenden Verbindungen vermieden werden:

  • Schwefelverbindungen wie Sulfide und Mercaptane
  • Chlorid-Ionen
  • Polyvinylchloride (PVC)
  • Silber- und Zinnsalze
  • Düngemittel und aminofunktionelle Haftmittel

Um den Katalysator und seine Reaktivität bestmöglich zu bewahren, sollten bei der Lagerung folgende Aspekte beachtet werden. Vorzugsweise wird er unter 30 °C und im Dunkeln gelagert, um eine Zersetzung durch UV-Licht zu verhindern. Je höher die Platinkonzentration, desto kälter sollte er gelagert werden. Um eine Oxidation durch O2 zu vermeiden, sollte die Katalysatorlösung unter Argon gelagert werden.

Der Aushärtungsprozess ist sehr schnell und muss verlangsamt werden, um die Verarbeitungszeit zu verlängern. Daher werden Inhibitoren wie z. B. Ethynol verwendet. Die Aushärtung wird bei Raumtemperatur vollständig gestoppt, was eine langsame Aushärtung bei Temperaturen über 60 °C ermöglicht. Ein Moderator wie Vinyl-D2 oder Vinyl-D4 wird dem Katalysator zugesetzt, um die Reaktion bei Raumtemperatur zu verlangsamen und eine schnelle Aushärtung bei hohen Temperaturen zu ermöglichen.

  • Der Valenzzustand des Platins: Pt(0) in Karstedt und Ashby ist am aktivsten und hat im Vergleich zu Pt(+2) oder Pt(+4) weniger Nebenprodukte
  • Art des Inhibitors/Moderators in der Hydrosilylierungsmischung
  • Verhältnis von Vinylsilikonen und Vernetzern

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf!

Unser Experten-Team freut sich darauf, Ihre Fragen zu beantworten.