Wie wählt man das richtige Silikondichtmittel zum Schutz von Leiterplatten aus?

Grundlagen zu Silikondichtmitteln: Chemie, Typen und wichtige Leistungseigenschaften

Silikondichtmittel ist ein polymerbasiertes Klebemittel mit einer äußerst flexiblen, thermisch äußerst stabilen und euro-resilienten Verbundstruktur aufgrund des Silizium-Sauerstoff-Rückgrats mit organischen Seitengruppen. Es gehört zu den wenigen Materialien, die zuverlässige Leistung unter extremen Temperaturbedingungen sowie bei starker industrieller und außergewöhnlicher UV-Strahlung im Freien sowie bei Feuchtigkeit, Süß- und Salzwasser sowie bei anspruchsvollen Außen- und Industrieanwendungen mit hoher UV-Strahlung und Feuchtigkeit bieten.

Wichtige Leistungsmerkmale umfassen:

Elastische Rückstellung (ASTM C736): 95–99 % Rückkehr nach Verformung.

Bewegungsaufnahme: Verlust der Kohäsion oder Adhäsion bei Fugenbewegungen von ±25–50 %

Chemikalienbeständigkeit: Wasser, Ozon sowie schwache Säuren/Alkalien stellen kein Problem dar.

Langzeitadhäsion: Haftung auf Glas, Metallen und vielen Kunststoffen (über 20 Jahre bei Außeneinsatz)  
Die Formulierungen für neutrale und acetoxybasierte Dichtstoffe unterscheiden sich stark. Acetoxy-Dichtstoffe setzen während der Aushärtung Essigsäure frei, wodurch eine schnelle Abbindezeit entsteht. Allerdings können sie bestehende Kupfer-, Zink- und sogar Betonoberflächen angreifen. Aus diesem Grund bringen viele Handwerker sie nicht an Stellen an, an denen diese Materialien vorhanden sind. Positiv ist hingegen, dass neutrale Dichtstoffe in der Regel teurer sind und länger zum Aushärten benötigen. Negativ ist dagegen, dass sie keine Korrosion an lackierten Oberflächen, Stein oder Kunststoffen verursachen. Jede dieser Optionen weist Vor- und Nachteile auf, und für Handwerker hängt die Wahl stark von den zu versiegelnden Materialien sowie den späteren Einsatzbedingungen des Dichtstoffs ab.

Silikondichtstoff für Ihre Anforderungen auswählen

Acetoxy- versus Neutral-Aushärtung

Acetoxy-vernetzende Silikone sind schnelle, effiziente und kostengünstige Lösungen zum Verkleben von Glas- und Keramikoberflächen, weisen jedoch Einschränkungen auf. Beispielsweise dürfen Silikone mit Acetoxy-Vernetzungsmethode nicht in der Nähe von Zement eingesetzt werden; zudem können sie aufgrund der verwendeten korrosiven Säuren nicht in der Nähe leicht korrodierbarer Metalle wie Kupfer oder verzinktem Stahl verwendet werden. Hier kommen neutral vernetzende Silikone zum Einsatz. Neutral vernetzende Silikone sind sicherere Alternativen, die auf einer deutlich breiteren Palette von Oberflächen eingesetzt werden können – darunter eine große Auswahl an Kunststoffen sowie metallische Beschichtungen (sogar Natursteine). Allerdings sind neutral vernetzende Silikone in der Regel deutlich teurer und benötigen längere Aushärtezeiten. Viele professionelle Bauunternehmer bevorzugen neutral vernetzende Silikone aus Gründen der Arbeitssicherheit; zudem erfüllen sie in kritischen Anwendungen – beispielsweise beim Krankenhausbau oder bei anderen Fugenausführungen, bei denen ein Versagen keine Option ist – in der Regel höhere Leistungsanforderungen.

Branchenspezifische Begriffe und ASTM C920

Elastomere Fugendichtstoffe für architektonische und strukturelle Verglasungen müssen den ASTM-C920-Normen entsprechen, zu denen u. a. die Bewegungsfähigkeit (±25–50 %), die Beständigkeit gegen UV-Strahlung und Witterung sowie die Aufrechterhaltung der Haftung nach beschleunigtem Alterungstest gehören. Für kritische Umgebungen sind neben anderen Zertifizierungen zusätzliche Leistungsanforderungen erforderlich: In der Lebensmittelverarbeitung ist bei gelegentlichem Lebensmittelkontakt die Zertifizierung nach NSF/ANSI 51 erforderlich; im Gesundheitswesen müssen Innenräume gemäß ASTM G21 schimmelpilzresistent sein; im Verkehrsbereich muss die Infrastruktur gemäß AASHTO M198 chemikalienbeständig sein.

Die Herstellerprüfdaten müssen einen Leistungsabschnitt zur Konformitätsprüfung enthalten und mit den Projektanforderungen verglichen werden, um die Einhaltung sicherzustellen – und zwar nicht nur anhand der technischen Datenblätter.

Oberflächenvorbereitung für die Haftung und deren Anwendung

Eine dauerhafte Haftung wird durch sorgfältige Vorbehandlung der zu verbindenden Oberflächen erreicht, wobei sichergestellt werden muss, dass keine Verunreinigungen vorhanden sind; andernfalls kann der Haftungsverlust bis zu 70 % betragen (High Performance Coatings Council, 2023). Die häufigste Ursache für ein vorzeitiges Versagen ist unzureichende Vorbehandlung.

Grundlagen der Reinigung, Grundierung und Fugengestaltung

Beginnen Sie zunächst mit einer mechanischen Reinigung, um lose Partikel von der Oberfläche zu entfernen. Wischen Sie danach die Untergründe mit Isopropylalkohol oder einem anderen zugelassenen Lösungsmittel ab. Stellen Sie sicher, dass alles vollständig trocken ist, bevor Sie fortfahren. Dies ist besonders wichtig bei Grundiermaterialien wie frisch eloxiertem Aluminium, PVC oder pulverbeschichtetem Stahl. Diese Oberflächen haften von Natur aus schlecht, weshalb eine Grundierung erforderlich ist, um eine molekulare Haftung zu gewährleisten. Wir möchten sicherstellen, dass etwaige Versiegelungsfehler innerhalb der Dichtmasse und nicht an der Grenzfläche zur Unterlage auftreten. Übrigens sollten Fugen idealerweise das klassische Verhältnis von Breite zu Tiefe von 2:1 aufweisen. Dadurch kann die Dichtmasse die durch Temperaturschwankungen verursachte Ausdehnung aufnehmen, ohne durch Bewegung überbeansprucht zu werden.

Häufige Fehlerquellen: Bearbeitung und Aushärtebedingungen

Sobald Sie das Dichtmittel aufgetragen haben, müssen Sie die Dichtungsnut sofort formen und eine konkave Form erzeugen. Dadurch wird das Dichtmittel nach unten gedrückt, um einen vollständigen Kontakt auf beiden Seiten der Oberflächen sicherzustellen. Dieser Schritt entfernt zudem einige der Luftblasen, die während des Auftrags entstehen. Für optimale Ergebnisse sollte das Dichtmittel über längere Zeit bei bestimmten Temperaturen aushärten. Das Anziehen und Aushärten des Dichtmittels kann verlangsamt werden, wenn die Temperaturen zu kalt (unter 40 Grad Fahrenheit; 5 Grad Celsius) oder zu heiß (über 100 Grad Fahrenheit; 38 Grad Celsius) sind, was die Leistung des Dichtmittels beeinträchtigen kann. Ist es zu heiß, bildet sich bereits eine oberflächliche Haut, bevor der Rest des Dichtmittels ausgehärtet ist, wodurch Schwachstellen entstehen. All dies sind häufige Fehler, auf die jedoch unbedingt geachtet werden muss.

Versagen des Dichtmittels infolge der Auftragung von Dichtungsnuten mit einer Breite von mehr als 1/2 Zoll, wodurch die Feuchtigkeit eingeschlossen und eine tiefe Aushärtung verhindert wird.

Das neu aufgetragene Dichtmittel vor vollständiger Aushärtung (dies kann je nach Schichtdicke und Umgebungsbedingungen 7–21 Tage dauern) mechanischer Belastung oder Wasser auszusetzen

Aussparungen, Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle: Fehlerbehebung bei Ausfällen von Silikondichtstoffen sowie Verlängerung der Einsatzdauer von Dichtstoffen

Dichtstoffe direkter Sonneneinstrahlung und hoher Luftfeuchtigkeit auszusetzen

Die Ursachen für Rissbildung, Verfärbung und Haftungsverlust zu identifizieren

In den meisten Fällen werden Dichtstoffe entweder [zu Recht oder zu Unrecht] mechanischer Belastung ausgesetzt, oder

dem Dichtstoff wurde nicht ausreichend Zeit zur Aushärtung eingeräumt. Verfärbungen können durch UV-Bestrahlung verursacht werden, da viele Produkte nicht UV-beständig sind. Alternativ können einige Dichtstoffe in Gegenwart von Stickoxiden oder Schwefelverbindungen – die in der Luft weit verbreitet sind – eine chemische Reaktion eingehen. Eine 2022 im Fachjournal „Facade Engineering Journal“ veröffentlichte Studie besagt, dass 43 % aller Klebemittelausfälle auf mangelhafte Haftung zurückzuführen sind. Diese Ausfälle werden hauptsächlich durch

drei Faktoren verursacht:

- Unzureichende Oberflächenvorbereitung (Vorhandensein von Öl, Feuchtigkeit oder Staub)

- Auftragen von Dichtstoffen außerhalb des angegebenen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbereichs

Untergründe – insbesondere Weichmacher in PVC, Beschichtungen oder alternde Dichtstoffsysteme – sind bei den Projektbeteiligten nicht eindeutig identifiziert.

Wartungstechnologien und Leitlinien zum Zeitpunkt des Austauschs

Bei umfangreichen Systemen sollten proaktiv halbjährliche Inspektionen durchgeführt werden. Achten Sie auf Veränderungen der Elastizität (führen Sie einen Kneiftest durch und prüfen Sie, ob die Dichtmasse zurückfedert), Risse (größer als 3 mm) sowie Randabhebungen an der Grenzfläche zum Untergrund. Warten Sie nicht, bis es zu einem vollständigen Versagen der Fuge kommt. Ersetzen Sie Systeme, die Anzeichen von Abblättern, Schimmelbildung, Elastizitätsverlust oder Haftungsverlust zeigen. Um die Lebensdauer des Dichtstoffs zu verlängern, sollten für die oben genannten Merkmale folgende Empfehlungen und Strategien angewandt werden.

Verwenden Sie zur Abdichtung der oben genannten Oberflächen neutral aushärtende Dichtstoffe, da andere Dichtstoffe innere Schäden verursachen können (Dichtstoffe auf Basis von Essigsäure lösen innere Schäden aus).

Für die oben genannten Merkmale sollten als Höchstwerte für den Austausch von Außenabdichtungen in gemäßigten Zonen 8–12 Jahre und in Gebieten mit hoher UV-Strahlung oder Küstenregionen 5–7 Jahre angewendet werden.

Für die oben genannten Merkmale sollten die Intervalle für Inspektionen als Höchstwerte für Bereiche mit externer Witterungsbeanspruchung bei Tageshöchsttemperaturen über 30 °C verlängert werden.

Für die oben genannten Merkmale ist stets sicherzustellen, dass die chemische Zusammensetzung der neuen Abdichtungsmassen im Vergleich zu den vorhandenen Abdichtungsmassen geprüft wird, bevor die Abdichtungsmasse aufgetragen wird, um die Bildung innerer Schichten zu vermeiden und unbedeckte Oberflächen zu verhindern.

Abschnitt mit häufig gestellten Fragen

Frage: Welche sind die wichtigsten Gruppen von Silikonabdichtungsmassen?

Antwort: Silikonabdichtungsmassen werden in zwei Gruppen unterteilt: die Acetoxygruppe und die neutrale Gruppe. Acetoxy-Abdichtungsmassen können Korrosion in einem Bereich auslösen, da sie während des Aushärtens Essigsäure freisetzen. Neutrale Abdichtungsmassen führen nicht zu Korrosion, da sie während des Aushärtens eine Haut aus entweder Alkohol oder Keton bilden.

F: Wie lässt sich die Einhaltung der branchenüblichen Richtlinien bei der Verwendung von Silikon-Dichtstoffen sicherstellen?

A: Zur Einhaltung der Leistungskriterien ist ASTM C920 heranzuziehen; für den Einsatz in der Lebensmittelverarbeitungsindustrie können Sie zudem NSF/ANSI 51 konsultieren, für den Gesundheitsbereich ASTM G21 und für den Transportbereich AASHTO M198.

F: Warum ist die Oberflächenvorbereitung vor der Anwendung von Silikon-Dichtstoffen wichtig?

A: Die Haftung von Dichtstoffen ist stark von der Oberflächenvorbereitung abhängig und wird durch diese beeinflusst. Fremdstoffe jeglicher Art beeinträchtigen die Haftung, weshalb das Reinigen und Grundieren der Oberflächen wichtig ist.

F: Wie häufig sollten Dichtstofffugen inspiziert und wann sollten sie ausgetauscht werden?

A: Erwägen Sie den Austausch von Dichtstoffen nach 8–12 Jahren in gemäßigten Klimazonen und nach 5–7 Jahren in Küstenregionen oder Regionen mit hoher UV-Strahlungsbelastung. Regelmäßige Inspektionen in sechsmonatlichen Abständen helfen, erste Anzeichen einer Alterung frühzeitig zu erkennen.