Synthese und Charakterisierung anorganisch-organischer Beschichtungsmaterialien auf der Basis von 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden urethanbasierte anorganisch-organische Beschichtungsmaterialien auf der Basis von 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan (ICPTES) hergestellt. Der Syntheseweg erfolgte über die Blockierung des ICPTES und die Umsetzung mit verschiedenen aliphatischen und aromatischen Alkoholen. Neben den grundlegenden Untersuchungen zur anorganisch-organischen Netzwerkbildung dieser Materialien wurden über die Ermittlung mechanischer Kenndaten und der Korrelation mit praxisrelevanten Prüfmethoden Struktur-Eigenschaftsbeziehungen herausgestellt. Hohe Universalhärten und hohe E-Moduli bei gleichzeitig hohen elastischen Anteilen führten zu Beschichtungen mit den höchsten Abrieb- und Kratzfestigkeiten. Ein System bestehend aus einem 1,2,4-Triazol blockierten ICPTES-Addukt und Trimethylolpropan wurde ausgewählt und bezüglich der mechanischen Eigenschaften optimiert. Neben der Variation der Aushärteparameter wurde der Einfluß nanopartikulärer Füllstoffe auf die mechanischen Eigenschaften untersucht. Durch die Optimierung des Beschichtungssystemes konnten Beschichtungen mit sehr hoher Abriebbeständigkeit (1,2 mg Gewichtsverlust nach 1000 Zyklen Taber Abrader Test) im Vergleich zu rein organischen Polyurethanbeschichtungen hergestellt werden, die somit ein hohes Potential als urethanbasierte Kratzfestbeschichtungen aufweisen.