Polycarbonat (PC) ist einer der vielseitigsten technischen Thermoplaste und wird in Automobillinsen, Unterhaltungselektronik, Brillen und Schutzausrüstung eingesetzt. Seine hohe Schlagfestigkeit, optische Klarheit und Dimensionsstabilität machen es ideal für anspruchsvolle Anwendungen. Ein bekannter Nachteil von PC ist jedoch seine geringe Oberflächenhärte, die zu einer schlechten Kratz- und Verschleißfestigkeit führt – insbesondere bei häufigem Kontakt oder abrasiven Bedingungen.
Wie können Hersteller also die Oberflächenbeständigkeit von Polycarbonat verbessern, ohne dessen Transparenz oder mechanische Eigenschaften zu beeinträchtigen? Wir untersuchen eine Reihe effektiver Lösungen und branchenerprobter Verfahren, um diese Herausforderungen zu meistern.
Lösung: Prozessoptimierungen und Oberflächenmodifikationen mit fortschrittlichen Schutztechnologien kombinieren.
1. Additive auf Silikonbasis: Innere Schmierfähigkeit
Durch die Einarbeitung von Hochleistungssilikonadditiven wie Polydimethylsiloxan (PDMS) oder siloxanbasierten Masterbatches wie Dow MB50-001, Wacker GENIOPLAST und SILIKE Silicone Masterbatch LYSI-413 in Polycarbonat (PC)-Formulierungen lässt sich die Materialleistung deutlich verbessern. Mit diesen Additiven in einer Konzentration von 1–3 % kann der Reibungskoeffizient effektiv reduziert werden, was sowohl die Kratzfestigkeit als auch die Verschleißfestigkeit erhöht.
Wichtigste Vorteile: Diese Silikonadditive, die als Verarbeitungsadditive und Modifikatoren für Polycarbonat (PC) eingesetzt werden, erhalten nicht nur die optische Klarheit von PC, sondern verbessern auch die Oberflächenschmierung. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung von Oberflächenschäden bei abrasivem Kontakt und somit letztendlich zu einer längeren Produktlebensdauer.
Praktischer Tipp: Um eine optimale Leistung zu gewährleisten, ist eine ordnungsgemäße Dispersion durch Doppelschneckenextrusion unerlässlich. Dies hilft, eine Phasentrennung zu vermeiden und die Vorteile der Additive zu maximieren.
Chengdu SILIKE Technology Co., Ltd ist ein führender chinesischer Anbieter vonSilikonadditive für modifizierte KunststoffeDas Unternehmen bietet innovative Lösungen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Funktionalität verschiedener Kunststoffe an. Eines ihrer herausragenden Produkte ist die/der/das …SILIKE Silikon-Masterbatch LYSI-413,Eine hochwirksame, pelletierte Formulierung mit 25 % ultrahochmolekularem Siloxanpolymer, dispergiert in Polycarbonat (PC). Dieses Additiv auf Silikonbasis eignet sich besonders für PC-kompatible Harzsysteme. Es verbessert die Verarbeitungseigenschaften und die Oberflächenqualität, indem es die Fließfähigkeit des Harzes erhöht, das Füllen und Entformen erleichtert, das Extruderdrehmoment reduziert, den Reibungskoeffizienten senkt und eine hervorragende Kratz- und Abriebfestigkeit bietet. Darüber hinaus wirkt dieses Masterbatch auf Siloxanbasis als Antikratzadditiv und ist somit eine ausgezeichnete Lösung zur Erhöhung der Kratzfestigkeit von PC-Produkten und letztendlich zur Verbesserung ihrer Gesamtleistung und Haltbarkeit.
2. UV-härtende Hartbeschichtungen mit Nanotechnologie
Verwenden Sie moderne, siloxanbasierte oder hybride organisch-anorganische Hartbeschichtungen (z. B. Momentive SilFORT AS4700 oder PPG DuraShield). Diese Beschichtungen erreichen eine Bleistifthärte von bis zu 7H–9H und verbessern die Kratzfestigkeit deutlich.
Durch die Einbindung von UV-härtbaren Beschichtungen mit Nanopartikeln (z. B. Siliciumdioxid oder Zirkoniumdioxid) lässt sich die Abriebfestigkeit weiter steigern.
Vorteil: Bietet eine Schutzbarriere gegen Kratzer, Chemikalien und UV-bedingte Zersetzung und ist daher ideal für optische und automobile Anwendungen.
Anwendung: Für eine gleichmäßige Schichtdicke (5-10 µm) Tauchbeschichtung, Sprühbeschichtung oder Fließbeschichtung verwenden.
3. Nanokompositverstärkung
Durch die Zugabe von Nanofüllstoffen wie Nanosilica, Aluminiumoxid oder Graphenoxid (0,5–2 Gew.-%) zur PC-Matrix wird die Oberflächenhärte erhöht und die Verschleißfestigkeit verbessert, ohne die Transparenz wesentlich zu beeinträchtigen, sofern die Partikelgröße < 40 nm beträgt.
Beispiel: Studien zeigen, dass 1 % Nanosilica in PC die Taber-Abriebfestigkeit um 20-30 % verbessern kann.
Tipp: Verwenden Sie Kompatibilisatoren (z. B. Silan-Haftvermittler), um eine gleichmäßige Dispersion zu gewährleisten und eine Agglomeration zu vermeiden.
4. PC-Mischungen für eine ausgewogene Leistung
Durch die Mischung von Polycarbonat mit PMMA (10–20 %) lässt sich die Oberflächenhärte erhöhen, oder mit PBT wird die Zähigkeit und Verschleißfestigkeit verbessert. Diese Mischungen bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kratzfestigkeit und der für Polycarbonat typischen Schlagfestigkeit.
Beispiel: Eine PC/PMMA-Mischung mit 15 % PMMA kann die Oberflächenhärte erhöhen und gleichzeitig die Transparenz für Displayanwendungen erhalten.
Achtung: Optimieren Sie die Mischungsverhältnisse, um die thermische Stabilität oder Robustheit des PCs nicht zu beeinträchtigen.
5. Fortschrittliche Oberflächenmodifizierungstechniken
Plasmabehandlung: Mittels plasmaverstärkter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) werden dünne, harte Schichten wie Siliziumoxynitrid (SiOxNy) auf PC-Oberflächen aufgebracht. Dies verbessert die Kratzfestigkeit und die Verschleißeigenschaften.
Lasertexturierung: Durch die Erzeugung von Mikro- oder Nanostrukturen auf der PC-Oberfläche wird die Kontaktfläche reduziert und Kratzer werden gestreut, wodurch die ästhetische Haltbarkeit verbessert wird.
Vorteil: Durch die Texturierung können sichtbare Kratzer bei Anwendungen mit häufigem Kontakt um bis zu 40 % reduziert werden.
6. Additive Kombinationen für Synergieeffekte
Kombinieren Sie Silikonadditive mit anderen funktionellen Additiven wie PTFE-Mikropulver (Polytetrafluorethylen, 0,5–1 %), um Synergieeffekte zu erzielen. PTFE verbessert die Schmierfähigkeit, während Silikon die Verschleißfestigkeit erhöht.
Beispiel: Eine Mischung aus 2 % Silikon-Masterbatch und 0,5 % PTFE kann den Verschleiß bei Gleitanwendungen um 25 % reduzieren.
7. Optimierte Verarbeitungsbedingungen:
Durch Hochscher-Compoundierung lassen sich Additive und Füllstoffe gleichmäßig verteilen. Die PC-Verarbeitungstemperaturen (260–310 °C) müssen eingehalten werden, um eine Zersetzung zu vermeiden.
Um Oberflächenfehler zu minimieren, die Kratzer verursachen könnten, sollten Präzisionsformtechniken (z. B. Spritzgießen mit polierten Formen) eingesetzt werden.
Die Formteile sollten bei 120-130°C geglüht werden, um innere Spannungen abzubauen und die Langzeitverschleißfestigkeit zu verbessern.
Innovationsbericht: Selbstheilende Technologien und DLC-Beschichtungen im Aufwind
Neue Technologien wie selbstheilende Beschichtungen (auf Polyurethan- oder Siloxanbasis) und diamantartige Kohlenstoffbeschichtungen (DLC) bieten zukunftssichere Lösungen für extrem robuste und bedienungsintensive PC-Anwendungen. Obwohl sie für Massenmarktprodukte noch zu teuer sind, bergen diese Technologien großes Potenzial für die Bereiche Luxuselektronik, Automobilindustrie und Luft- und Raumfahrt.
Empfohlene Vorgehensweise für optimale Leistung bei technischen Thermoplasten
Für Hersteller, die eine praktische und skalierbare Lösung zur Verbesserung der Haltbarkeit von PC-Oberflächen suchen, empfehlen wir Folgendes:
1)2 % UHMW-Silikonzusatz für interne Schmierung
2) UV-Beschichtung auf Siloxanbasis + 1 % Nano-Siliciumdioxid zur Verbesserung der Oberflächenhärte
3) Mikrotexturierung mittels Laserformung zur Kaschierung von Kratzern
Dieser dreigleisige Ansatz bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Kosteneffizienz, Verarbeitungskompatibilität und Leistung und ist somit ideal für Produkte, die dem täglichen Gebrauch ausgesetzt sind und eine lang anhaltende Ästhetik erfordern.
Branchenerprobt
Laut einem Bericht von MarketsandMarkets aus dem Jahr 2024 wird der globale Markt für Hartbeschichtungen bis 2027 voraussichtlich 1,3 Milliarden US-Dollar übersteigen. Treiber dieses Wachstums ist die steigende Nachfrage nach kratzfesten Kunststoffen für Automobildisplays, Mobilgeräte und optische Linsen. Materialentwickler und Compoundierer, die multifunktionale Additive und Nanofüllstoffe integrieren, sind bestens positioniert, um die nächste Generation langlebiger PC-basierter Produkte anzuführen.
Sind Sie bereit, die Kratz- und Verschleißfestigkeit Ihrer technischen Kunststoffe wie PC zu verbessern?
Entdecke SILIKEKunststoffzusatzstoffLösungen, die die Verarbeitungs- und Oberflächeneigenschaften verbessern, um Ihre Anforderungen an die Haltbarkeit zu erfüllen.
For further information, please visit our website at www.siliketech.com, or contact us at Tel: +86-28-83625089 or via email at amy.wang@silike.cn. we provide effiziente Lösungen für die Kunststoffverarbeitung.
Veröffentlichungsdatum: 02.07.2025
