Die Verwendung und Eigenschaften von Silikonharzfarben

(auch Silicon-Polymere, Silicone oder Siloxane)

Die Silicone bilden eine Gruppe von polymeren Verbindungen, in denen Siliziumatome teilweise über Sauerstoffatome verknüpft und die restlichen Valenzen des Si durch Kohlenwasserstoffreste, meist CH₃- (Methyl) oder C₆H₅-Gruppen( Phenyl), seltener C₂H₅-, C₃H₇ -Gruppen, abgesättigt sind. Ein Siliconöl kann zum Beispiel folgende Struktur haben:

        CH3          CH3         CH3
         |            |           |
       - Si -  0   - Si -  0  -  Si -
         |            |           |
        CH3          CH3         CH3

Die Silicone nehmen chemisch und technologisch eine interessante Mittelstellung zwischen rein anorganischen Silicaten und organischen Kohlenwasserstoffen ein. Sie reagieren neutral, sind unbrennbar und nicht leitend.

Silikonharze werden als Imprägniermittel, Schutzanstriche oder Schichtstoffe verwendet. Für wasserabweisende Imprägnierungen (Hydrophobierungsmittel) von Außenbauteilen finden neben Dispersionen in organischen Lösungsmitteln gelöste Produkte Anwendung. Diese gibt es als Silikonharzlösung von Alkylpolysiloxanen oder als monomere Silane (Alkylalkoxysilane), die bei gleichzeitiger Verdunstung der Lösungsmittel durch Reaktion mit Feuchtigkeit zum imprägnierenden Silikonharz (Polysiloxan) polykondensieren. Kurzkettige, oligomere Siloxane und langkettige, polymere Siloxane (Alkyloxysiloxane), die mit Feuchtigkeit zu Makromolekülen des Silikonharzes nachpolykondensieren und nach Verdunsten des Lösungsmittels die Silikonharzimprägnierung (Hydrophobierung) bilden. Bei hohen Durchfeuchtungsgraden des Mauerwerkes und Anwendung als Injektionsmittel sollten Silicomikroemulsionskonzentrate verwendet werden.

Die Silikonharze haben aufgrund ihres hohen Harzanteils (25 - 30 %) andere Eigenschaften als Silikatfarben. Sie bilden einen wetterfesten, wasserabweisenden matten Anstrich mit guter Wasserdampfdurchlässigkeit bei geringer Wasseraufnahme (kein geschlossener Film). Bei hohem Harzanteil kann er speckig wirken. Intakte saubere und tragfähige Untergründe und Altanstriche (Mineralfarb- und Dispersionsfarbanstriche) sind gut überstreichbar. Sie finden außen und im Innenbereich Anwendung. Sie sind vor allem für kunststoffvergütete Fassadenputze geeignet. Sie haften auch gut auf rein mineralischen Putzen, Kalksandstein, Sichtmauerwerk und Beton.

Die CO2-Durchlässigkeit bei Siliconharzfarben

Kalkputze benötigen für Ihren Abbindeprozess (Karbonatisierung) Kohlendioxid. Anstrichsysteme müssen somit eine CO2-Durchlässigkeit haben. In einer Versuchsdurchführung wurden 16 Wochen lang die Karbonatisierung der Mörtelgruppe PI untersucht.
Verlauf der Karbonatisierung von Mörtelgruppe PI unter Silikonharzfarben des Marktes nach 16 Wochen:

Beschichtung	Tiefe der Karbonatisierung
Unbeschichtet	8 mm
Acrylatfarbe	0,5 mm
Silikonharzfarbe ohne Grundierung	2 mm
Silikonharzfarbe + hydrophobe Grundierung	1 mm
Silikonharzfarbe + Tiefengrund	1 mm
Dispersionssilikatfarbe	7 mm

Silikonharzfarben bei hoher PVK und einer guten Wasserdampfdurchlässigkeit muss nicht einer hohen CO2-Durchlässigkeit entsprechen. Für eine Reihe von Silikonharzfarben auf dem Markt liegt keine ausreichende CO2-Durchlässigkeit für Putze der Mörtelgruppe PI vor. Sollen Silikonharzfarben auf diesen Untergrund (auch Edelputze) verarbeitet werden, so ist eine Zusicherung vom Hersteller für die Eignung für diesen Untergrund einzuholen.
Silikonharzfarben sind in der Zusammensetzung und Eigenschaften völlig undefiniert und entsprechend Dispersionsfarben im Sinne der DIN 18363. Sie können gegensätzliche Eigenschaften haben. Eine Vereinigung aller gewünschten Eigenschaften in einer Rezeptur ist nicht möglich.
Die gewünschte Eigenschaft Dampfdurchlässigkeit führt zur
   hohen Wasseraufnahme
   und zu niedrige Scheuerwerte.
Die gewünschte Eigenschaft schlechte Dampfdurchlässigkeit führt zur
   sehr niedrigen Wasseraufnahme,
   zu kaum einer CO2-Durchlässigkeit und
   die scheuerbeständig ist nur erreichbar bei geringen Silikonharzgehalten.

Dispersionsfarben unter Verwendung von Silikonharzen können in Bezug auf ihre Dampfdurchlässigkeit optimiert werden. In der Summe ihrer Eigenschaften reichen sie jedoch nicht an hydrophob ausgerüstete Silikatfarben bzw. Dispersionssilikatfarben heran.[2]

Siliconfarben sind biozidfrei und beinhalten maximal 2 % Lösungsmittel. Die Bindemittel sind jedoch nicht mehrheitlich aus mineralischen und oder regenerierbaren Rohstoffen.

Die Wirkung kann mit folgendem Versuch getestet werden:
0,5 cm³ Siliconöl werden in 10 cm³ Toluol gelöst und anschließend damit einige dicke Papierstreifen getränkt. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels ist das Papier mit dem Siliconöl imprägniert. Jetzt werden der imprägnierte Streifen und einen gewöhnlichen Papierstreifen für 10 Sekunden in Wasser eingetaucht. Der Papierstreifen mit Siliconöl wird kaum nass, das Wasser rinnt in kleinen Tropfen ab. Der gewöhnliche Papierkontrollstreifen dagegen saugt das Wasser auf.

Quelle:
Scholz, Wilhelm; Hiese, Wolfram; Baustoffkenntnis, 13. Aufl., Werner Verlag GmbH Düsseldorf 1995, S.618
Schwarz, Jutta; Ökologie im Bau, Verlag Paul Haupt Bern Stuttgart Wien, 4. Auf. 1998 S. 64
Ettel, Wolf-Peter; u. a. ; Bautenschutztaschenbuch, Verlag für Bauwesen Berlin München, 1992, 2. Aufl., S.90 [2] Erfurth, Uwe; Fassadenanstrichsysteme, Leipziger Bauführer 1995, S. 130