Zuhause / Nachrichten / Branchennachrichten / Hochkonzentrierte schwarze Paste vergröbert immer wieder? Das Dispersionssystem ist möglicherweise nicht richtig
Branchennachrichten
In lösungsmittelhaltigen Lacken, Tinten und Automobillacken müssen Ruß und organische Pigmente typischerweise gründlich gemahlen werden, um ihre volle Farbfähigkeit zu entfalten. Aber das Pigment ist noch nicht fertig, nachdem es durch mechanische Geräte „zerlegt“ wurde. Die beim Mahlen entstehenden kleinen Partikel haben eine große Oberfläche, und wenn das System nicht ausreichend stabilisiert ist, können sich diese Partikel dennoch annähern und erneut agglomerieren. Daher kommt es in der Produktion häufig zu der Situation, dass die Farbpaste direkt nach der Herstellung gut aussieht, nach einer gewissen Zeit des Stehenlassens jedoch die Viskosität steigt, es zu erneuter Vergröberung, Farbtonveränderungen und sogar zu Überflutungen und Farbflecken kommt.
Eine hohe Rußbeladung führt zu einem schnellen Viskositätsanstieg
Carbon Black hat eine große spezifische Oberfläche. Mit zunehmender Belastung verstärkt sich die Wechselwirkung zwischen den Teilchen. Wenn das Dispersionssystem das Pigment nicht vollständig stabilisieren kann, zeigt die Farbpaste leicht eine deutliche Verdickung.
Pigment kann nach dem Mahlen immer noch wieder agglomerieren
Durch mechanisches Mahlen wird lediglich der anfängliche Agglomeratzustand verbessert. Wenn Pigmentpartikeloberflächen keine ausreichend stabile Schutzschicht bilden, kann es dennoch während der Lagerung zu einer Reagglomeration kommen.
Schwärzung und Farbentwicklung sind nur schwer vollständig zu erreichen
Wenn sich das Pigment in einem agglomerierten Zustand befindet, kann die Farboberfläche nicht vollständig freigesetzt werden, was sich auf die Schwärze auswirkt und möglicherweise zu Farbtonunterschieden zwischen Farbpastenchargen führt.
Wiedervergröberung und Überschwemmung während der Lagerung
Wenn die Dispersionsstabilität nach längerem Stehen der Farbpaste nicht ausreicht, können Pigmentpartikel erneut agglomerieren oder migrieren – was sich letztendlich in einer erneuten Vergröberung, Absetzung und Überschwemmung äußert.
Warum hochkonzentrierte Farbpasten höhere Anforderungen an das Dispergiermittel stellen
Wenn der Pigmentanteil hoch ist, erhöht sich die Anzahl der Feststoffpartikel im System erheblich und die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung zwischen den Partikeln steigt entsprechend. Insbesondere bei Ruß – der von Natur aus eine hohe spezifische Oberfläche hat – leidet die einfache Lösung, die Mahlzeit zu verlängern, nicht nur unter der Produktionseffizienz, sondern es kann auch sein, dass das Reagglomerationsproblem während der Lagerung nicht gelöst wird.
Der eigentliche Ansatz besteht darin, dem Dispergiermittel eine stabilere Adsorption an der Pigmentoberfläche zu ermöglichen: Ein Ende bildet eine stärkere Verankerung mit dem Pigment, der andere Teil verringert die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Partikel durch sterische Hinderung und ähnliche Effekte wieder einander annähern. Dies trägt nicht nur zu einer vollständigen Benetzung während des Mahlens bei, sondern behält auch den Zustand der feinen Partikelgröße nach dem Mahlen bei. Bei hochkonzentrierten Rußfarbpasten ist die „Stabilisierungsfähigkeit“ des Dispergiermittels oft wichtiger als die einfache Benetzungsgeschwindigkeit.
DH-6329: Polymeres Hyperdispersionsmittel für lösungsmittelbasierte Systeme
DH-6329 ist ein polymeres Hyperdispersionsmittel mit mehreren Ankergruppen in seiner Molekülstruktur, das mit Pigmentoberflächen interagieren kann und für lösungsmittelbasierte Beschichtungen, Tinten und Farbpastensysteme geeignet ist. Bei der Dispersion von Ruß und organischen Pigmenten kann es dazu beitragen, dass Pigmente einen stabileren Benetzungs- und Dispersionszustand erreichen. Insbesondere bei Schwarzpastensystemen kann ein guter Fluss auch bei hoher Rußbeladung aufrechterhalten werden, wodurch das Problem der schnellen Verdickung hochkonzentrierter Farbpasten verringert wird.
Über die anfängliche Dispergierung hinaus trägt DH-6329 auch dazu bei, die Tendenz der Pigmente zur erneuten Agglomeration während der Lagerung zu verringern, sodass es eine gewisse Verbesserungswirkung auf Systeme hat, die zu erneuter Vergröberung, Viskositätsänderung und Überflutung neigen. In Automobillacken und witterungsbeständigen Außenlacken mit hohen Anforderungen an Farbentwicklung, Glanz und Lagerstabilität kann es auch als Dispersionslösung für Ruß und organische Pigmente verwendet werden. Es weist außerdem eine gute Kompatibilität mit verschiedenen Harzen auf Ölbasis auf und kann sich an Harzsysteme unterschiedlicher Polarität anpassen. Referenzdosierung: anorganische Pigmente im Allgemeinen 5–20 % des Pigmentgewichts; organische Pigmente ca. 20–50 %; Ruß etwa 50–100 %.
Das wirklich schwierig zu lösende Problem bei hochkonzentrierten Ruß-Farbpasten ist nicht „kann das Pigment auseinandergemahlen werden“, sondern ob ein stabiler Zustand nach dem Mahlen langfristig aufrechterhalten werden kann. Wenn die Rußbeladung zunimmt, nehmen die Wechselwirkungen zwischen den Pigmenten erheblich zu, und eine einfache Verlängerung der Mahlzeit kann die anschließenden Verdickungs-, Wiedervergröberungs- und Überschwemmungsprobleme oft nicht lösen. Die Auswahl eines polymeren Hyperdispersionsmittels mit mehreren Ankergruppen kann gleichzeitig die Benetzung, die Viskositätsreduzierung und die Lagerstabilität verbessern.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist die empfohlene Dosierung für Ruß so viel höher (50–100 % des Pigments) als für anorganische Pigmente?
Die Dosierung wird als Prozentsatz des Pigmentgewichts ausgedrückt – und Ruß hat im Vergleich zu den meisten anorganischen Pigmenten (häufig 5–30 m²/g) eine extrem hohe spezifische Oberfläche (typischerweise 50–1.500 m²/g, je nach Sorte). Um eine ausreichende Oberflächenbedeckung und sterische Stabilisierung von Ruß zu erreichen, ist viel mehr Dispergiermittel pro Masseneinheit erforderlich, da so viel mehr Oberfläche abgedeckt werden muss. Der Wert von 50–100 % spiegelt diesen hohen Oberflächenbedarf wider, nicht eine übermäßige Zugabe im Verhältnis zur Farbe oder dem Beschichtungssystem insgesamt.
Kann DH-6329 sowohl in Automobil-Decklacksystemen als auch in Farbpastenkonzentraten verwendet werden?
Ja – DH-6329 ist speziell für den Einsatz in Automobillacken und witterungsbeständigen Außenlacken vorgesehen, bei denen eine hohe Farbentwicklung, Glanz und Lagerstabilität erforderlich sind. Es kann sowohl im Farbpastenkonzentrat als auch im Auflackierungssystem verwendet werden, allerdings sollten der spezifische Zugabepunkt und die Dosierung für die spezifische Automobil-Decklackformulierung optimiert werden, um das beste Leistungsergebnis für die Zieleigenschaften zu gewährleisten.
