Weshalb Additive in der Lackherstellung immer wichtiger werden
Die Lackherstellung entwickelt sich immer weiter. Dadurch werden immer höhere Anforderungen an die Beschichtungen gestellt. In der modernen Industriegesellschaft, geprägt von immer schärfer werdenden Wettbewerb, ist eine hohe Performance zum entscheidenden Verkaufsargument geworden.
Vielfach ist es ohne Additive in der Lackherstellung überhaupt nicht möglich solch hohe Anforderungen zu erfüllen. Additive werden in kleinsten Mengen eingesetzt, meist zwischen 0,1 bis 1,5 % pro Rezeptur. Die Zusatzmittel lassen sich mit den Wirkstoffen in Medikamenten vergleichen. Trotz kleiner Mengen entfalten sie eine sehr grosse Wirkung. Es gibt mittlerweile eine riesige Auswahl an Zusatzmitteln, welche allerdings bei falscher Anwendung oder nicht optimaler Dosierung keine oder sogar negative Effekte haben.
Wir bieten Ihnen, zusammen mit unserem Partner AFCONA eine kompetente, technische Beratung für den korrekten Einsatz von Additiven.
Der Einsatz, des perfekten Additivs für Ihren Anwendungsfall, zu finden ist unsere Stärke.
Wieso eine falsche Oberflächenspannung zu Fehlern auf der Lackoberfläche führen kann:
Der häufigste Grund für Oberflächenstörungen ist der Unterschied zwischen den Oberflächenspannungen von Substrat und flüssigem Material.
Der Grund dafür kann einerseits vom System selbst herführen:
- Durch die Verdunstung der Lösungsmittel.
- Durch die Vernetzung der Harze.
oder durch äussere Einflüsse ausgelöst werden:
- Durch das Übersprühen von bereits vorhandenen Beschichtungen.
- Durch Staubpartikel die nicht gründlich entfernt wurden und somit
- Oberflächenspannungen ungünstig beeinflussen.
- Durch Verunreinigungen der zu beschichtenden Oberflächen.
Allgemein gilt für eine effektive Benetzung: Die Oberflächenspannung der flüssigen Phase muss tiefer sein als die Oberflächenspannung des Substrates.
Welche Oberflächen-Probleme Sie mit dem Einsatz von Additiven lösen können:
Wie vermeidet man eine schlechte Benetzung des Substrates?
Bei der Benetzung des Substrates kommt es auf die Oberflächenspannung der Farbe und die Oberflächenspannung der zu beschichtenden Oberfläche an.
Folgen bei einer höheren Oberflächenspannung der Beschichtung als der des Substrates:
- Öliges_Substrat
- WB-Coating_auf_PVC_Folie
- Fischaugen
- Krater
Lösung:
Die Oberflächenspannung der Beschichtung muss verringert werden, bis sie fast gleich oder tiefer ist als die Oberflächenspannung des Substrates. Dies kann man mit Polysiloxanen, Fluorkohlenstoff modifizierten Acrylaten oder einer Kombination von beiden Verbindungen erreichen.
Wie lässt sich Orangenhaut auf dem Lack vermeiden?
- Orangenhaut
Das verbreitete Problem der Orangenhaut tritt nur bei Sprühapplikationen auf.
Drei Hauptfaktoren beeinflussen diese Störung:
- Viskosität der Beschichtung
- Spray-Bedingungen: Druck, Luft/Flüssigkeit-Verhältnis
- Oberflächenspannung der Beschichtung
Lösung:
Die Viskosität und die Spray-Bedingungen müssen vom Anwender korrekt eingestellt werden. Die Oberflächenspannung kann durch den Farbentwickler verändert werden.
Dies kann man mit Polysiloxanen, Fluorkohlenstoff modifizierten Acrylaten oder einer Kombination von beiden Verbindungen erreichen.
Wie lassen sich Kanten-Kriechen an den Rändern der Beschichtung vermeiden?
- Kanten_Kriechen
Diese Oberflächenstörung tritt dann auf, wenn an den Rändern des Substrats eine schnellere Verdampfung des Lösungsmittels stattfindet. Die Oberfläche der aufgetragenen Beschichtung ist grösser, als die des Substrates. Dies führt zu einer stärkeren Erhöhung der Oberflächenspannung als beim Rest des Flüssigkeitsfilms. Die erhöhte Oberflächenspannung verursacht ein Kriechen der Beschichtung, um eine kleinere Gesamtgrösse einzunehmen.
Lösung:
Die erhöhte Oberflächenspannung kann man sehr effektiv mittels Fluorkohlenstoff modifizierten Polyacrylaten herabsetzen und somit das Problem des Kanten-Kriechens beheben.
Wie lassen sich Bénard cells/Silking vermeiden?
- Benard_Cells
- Silking
Während des Übergangs vom nassen Anstrich zu einem trockenen Film, treten turbulente Strömungsmuster auf. Diese Turbulenzen sind übliche Vorgänge und transportieren Material vom unteren Teil bis zur Oberfläche des Films. Dies führt zur Bildung von Zellstrukturen, sogenannten Bénard-Zellen.
In pigmentierten Systemen setzen sich die Pigmente in Abhängigkeit von ihrer Mobilität in verschiedenen Bereichen ab. Auf horizontalen Oberflächen werden sie als hexagonale Muster gesehen. Silking hat denselben Ursprung, ist aber auf vertikale Flächen beschränkt und in Linienmustern dargestellt.
Lösung:
Um die Erscheinung von Bénard Zellen bzw. Silking zu verhindern eignen sich Polysiloxane bestens.
Wie lässt sich die vollständige Zerstörung der Beschichtung durch Luftzugempfindlichkeit vermeiden?
- Luftzug
Die gesamte Oberfläche der Beschichtung kann vollständig zerstört werden. Dies ist auf lokale Unterschiede in der Oberflächenspannung zurückzuführen, die durch ungleichmässige Verdampfung der Lösungsmittel hervorgerufen werden. Dieser Effekt tritt häufig in Möbelbeschichtungen auf, wo die extremen Luftzugbedingungen während des Auftragens und Trocknens die Oberfläche der Beschichtung stark beanspruchen.
Lösung:
Um die Oberflächenspannungs-Unterschiede auszugleichen und so das Zerstören der Beschichtung durch Luftzug zu verhindern, eignen sich am Besten Polysiloxane mit einer hohen Menge an Dimethylgruppen.
Oberflächenspannungen von verschiedenen Komponenten eines Systems
Anhand dieser Tabelle können die Oberflächenspannungen der Systeme berechnet werden. Wobei man darauf achten muss, dass die Oberflächenspannung der flüssigen Phase flüssiger sein muss als die des festen Substrates.
Vor- und Nachteile von Acrylaten und Fluorkohlenstoff
Aus diesem Grund sollte man die Vorteile beider Stoffe nutzen und Fluorkohlenstoff modifizierte Polyacrylate einsetzen.
AFCONA Produkte ohne Polysiloxan
Die Auswahl des richtigen Oberflächenkontrollmittels hängt von bestimmten Parametern ab:
Das übergeordnete Ziel um die Oberflächenprobleme zu verhindern ist das herabsetzen der Oberflächenspannung. Jedoch hängt die Auswahl des richtigen Oberflächenadditiv von diversen anderen Faktoren ab:
Als erstes sollte das Problem analysiert werden: schlechte Substratbenetzung, Fischaugen, Kraterbildung, Orangenhaut, Bénard-Zellen, Luftzugempfindlichkeit und Kanten-Kriechen.
Ein wichtiger weiterer Faktor ist, die Kompatibilität zwischen dem Additiv und dem System. Um nicht nur die volle Leistung des Additivs zu erhalten sondern auch negative Auswirkungen auf das System zu vermeiden ist die Kompatibilität ausschlaggebend.
Bei einem nicht optimal ausgewählten Additiv kann zwar das Oberflächenproblem behoben werden, jedoch können unerwünschte Nebenwirkungen wie Trübungen bei Klarlacken auftreten.
Es ist wichtig, bevor man das Additiv auswählt, die Ansprüche an die Gleiteigenschaft definiert zu haben
Die Gleiteigenschaften wie die Kratz- und Metallmarkierungs-Beständigkeit, der Glanz (DOI) und der Wet-Look, können durch das gewählte Additiv positiv oder negativ beeinflusst werden.
Ein Additiv sollte im besten Fall entschäumend auf das System wirken oder zumindest keine schaumstabilisierende Eigenschaften haben.
Haben Sie Fragen zum Einsatz von Additiven?
Wir bei Chemira greifen auf viele Jahre Erfahrung im Handel und im Einsatz von Chemieprodukten zurück. Gerne beraten wir Sie zusammen mit unserem Partner AFCONA für den korrekten Einsatz der Additive in der Lackherstellung und helfen Ihnen Ihre Lackproduktion qualitativ zu verbessern.
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