Warum matte und gefüllte Beschichtungen mehr Krater bilden

Verlaufsmittel für matte und gefüllte Beschichtungssysteme

Matte Lacke, matte Möbellacke und gefüllte Industrielacke sind deutlich anfälliger für Kraterbildung als ihre hochglänzenden Gegenstücke – und das ist kein Zufall. Die Mattierungsmittel und Füllstoffe, die den gewünschten Glanz-, Struktur- oder Dickschichteffekt erzeugen, führen auch zu lokalen Schwankungen der Oberflächenspannung, Partikelkonzentrationsgradienten und zusätzlicher Viskosität, die alle der Fähigkeit des Films entgegenwirken, das Substrat gleichmäßig zu benetzen und zu einer fehlerfreien Oberfläche zu fließen. Dieselben Komponenten, die dem Produkt seine Funktion verleihen, sind auch diejenigen, die am wahrscheinlichsten zur Kraterbildung führen.

Warum matte Beschichtungen anfälliger für Kraterbildung sind

Kraterbildung entsteht, wenn ein lokaler Bereich des Nassfilms eine deutlich geringere Oberflächenspannung aufweist als der umgebende Film. Die Beschichtung fließt aus der Niederspannungszone weg und hinterlässt eine Vertiefung – den Krater. Bei einem Hochglanzsystem, das nur aus Harz besteht, ist die Oberflächenspannung über den gesamten Nassfilm hinweg relativ gleichmäßig. Bei einer matten Beschichtung, die Silica-Mattierungspulver, Talk oder andere Füllstoffe enthält, variiert die lokale Oberflächenspannung überall dort, wo Füllstoffpartikel in der Nähe der Oberfläche konzentriert sind – wodurch Bedingungen für die Kraterbildung entstehen, die in ungefüllten Systemen einfach nicht in gleicher Weise vorliegen.

Variation der Oberflächenenergie des Mattierungspulvers

Silica-Mattierungsmittel haben ein anderes Oberflächenenergieprofil als die umgebende Harzmatrix. Dort, wo sie an der Filmoberfläche konzentriert sind, erzeugen sie lokale Unterschiede in der Oberflächenspannung, die den Beschichtungsfluss vorantreiben – weg von den siliziumreichen Zonen hin zu den Zonen mit reinem Harz.

Absetzen des Füllstoffs während des Nivellierungsfensters

Wenn sich der Nassfilm zu nivellieren beginnt, können sich schwerere Füllstoffpartikel leicht absetzen, wodurch ein Konzentrationsgradient zwischen der Oberfläche und den unteren Filmschichten entsteht. Dieser Gradient erzeugt einen entsprechenden Oberflächenspannungsgradienten, der den Marangoni-Fluss und die Kraterbildung antreibt.

Eine erhöhte Viskosität verlangsamt die Selbstheilung

Gefüllte Systeme haben bei gleichem höheren Harzgehalt eine Viskosität als ungefüllte Äquivalente. Eine höhere Viskosität bedeutet, dass sich der Film nach einer lokalen Störung langsamer selbstnivelliert – sodass eine kleine Oberflächenspannungsschwankung entsteht, die in einem Hochglanzsystem verschwinden könnte, in einem gefüllten System zu einem dauerhaften Krater wird.

Empfindlichkeit gegenüber Substratverunreinigungen

Gefüllte Beschichtungen reagieren empfindlicher auf geringfügige Substratverunreinigungen, da ihre höhere Viskosität eine geringere Antriebskraft für die Ausbreitung und Abdeckung kontaminierter Bereiche bietet – wodurch bereits bestehende Kraterbildungsrisiken eher zum Vorschein kommen.

DH-4036: Polyethermodifiziertes PDMS-Nivelliermittel

DH-4036 ist ein mit Polyether modifiziertes Polydimethylsiloxan (PDMS)-Verlaufmittel, das die Oberflächenspannung der Beschichtung reduziert und die Gleichmäßigkeit der Oberflächenspannungsverteilung über den Nassfilm verbessert. In matten und gefüllten Systemen wirkt diese doppelte Wirkung – Senkung der Gesamtoberflächenspannung und Ausgleich lokaler Schwankungen durch Mattierungsmittel und Füllstoffe – direkt auf den Mechanismus ein, der in diesen Formulierungen zur Kraterbildung führt.

Reduzierung der Kraterbildung	Reduziert die lokalen Unterschiede in der Oberflächenspannung, die zur Kraterbildung in gefüllten und matten Beschichtungssystemen führen
Fluss und Nivellierung	Verbessert den gesamten Filmfluss während des Nivellierungsfensters und sorgt so für eine flachere und gleichmäßigere Oberfläche
Füllstoffverteilung	Trägt in gefüllten Systemen dazu bei, die Gleichmäßigkeit der Füllstoffverteilung während der Nivellierungsphase zu verbessern und konzentrationsgefällebedingte Oberflächendefekte zu reduzieren
Oberflächengleit- und Antiblockierschutz	Eine verbesserte Oberflächengleitfähigkeit reduziert Abriebspuren und die Antiblockierleistung wird verbessert – relevant für Möbel, Fußböden und Beschichtungen verpackter Produkte
Kratz- und Kratzfestigkeit	Trägt zu einer verbesserten Oberflächenbeständigkeit gegen leichte Kratzer und Beschädigungen im Betrieb bei
Systemkompatibilität	Bewertet für wasserbasierte, lösungsmittelbasierte und UV-härtende Beschichtungssysteme im Hinblick auf eine breite Anwendbarkeit
Anwendungsbereiche	Geeignet für Holzbeschichtungen, Industriebeschichtungen und Automobilbeschichtungen, einschließlich mattierter, flacher und gefüllter Varianten

Matte vs. Glanzsysteme: Warum das gleiche Verlaufsmittel unterschiedliche Leistungen erbringt

Ein Egalisiermittel, das in einem Hochglanz-Decklack hervorragende Ergebnisse liefert, bietet in einer matten oder gefüllten Version derselben Grundformel möglicherweise keine ausreichende Kontrolle der Kraterbildung. Dies liegt daran, dass das Silica-Mattierungsmittel eine grundlegend andere Oberflächenspannungsumgebung erzeugt. In matten Systemen muss das Verlaufsmittel nicht nur die Gesamtoberflächenspannung reduzieren, sondern insbesondere den Unterschied zwischen kieselsäurereichen und harzreichen Zonen mildern. Polyethermodifiziertes PDMS ist daher besonders geeignet, da seine Polyethersegmente sowohl mit der polaren Silica-Oberfläche als auch mit der organischen Harzmatrix kompatibel sind.

Kann DH-4036 den Mattierungsgrad des Silica-Mattierungsmittels beeinflussen?

In den meisten Systemen verändert DH-4036 den Glanzgrad, den das Mattierungsmittel bei normaler Dosierung erreicht, nicht wesentlich. Bei höherer Dosierung kann es zu einer Beeinträchtigung der Oberflächengleitfähigkeit und -textur kommen, was einen geringfügigen indirekten Einfluss auf die Glanzmessung haben kann. Während der Formulierungsentwicklung wird eine Glanzbewertung im Zieldosierungsbereich empfohlen.

Beeinträchtigt die Verwendung eines PDMS-basierten Verlaufsmittels in einem matten System die Überstreichbarkeit?

Additive auf PDMS-Basis können auf die Oberfläche migrieren und möglicherweise die Haftung nachfolgender Schichten beeinträchtigen – derselbe Mechanismus, der zum Gleiten der Oberfläche beiträgt, kann bei Mehrschichtsystemen zu Haftungsproblemen bei der Neubeschichtung führen. Die Polyethermodifikation von DH-4036 verbessert die Kompatibilität und verringert normalerweise dieses Risiko, es wird jedoch nicht beseitigt. Die Haftung der Überlackierung sollte begründet werden, wenn die Formulierung als Grundanstrich in einem Mehrschichtsystem verwendet wird.

Ist es sowohl bei matten Beschichtungen auf Wasserbasis als auch bei lösungsmittelbasierten Beschichtungen wirksam?

Ja – DH-4036 wurde sowohl in wasserbasierten als auch in lösungsmittelbasierten Matten- und gefüllten Beschichtungssystemen bewertet. Die Polyether-Modifikation verbessert die Kompatibilität in wässrigen Umgebungen im Vergleich zu reinen PDMS-Typen.

Kann es zusätzlich zur Kraterbildung in Mattensystemen auch bei Orangenhaut helfen?

Ja – die Verbesserung des Gesamtflusses und der Nivellierung bekämpft sowohl Kraterbildung (lokale Oberflächenspannungsdefekte) als auch Orangenhaut (Gesamtfilmfluss reicht nicht aus, um sich vor dem Aushärten zu glätten). In Mattierungssystemen, in denen beide Defekte gleichzeitig auftreten, kann DH-4036 beide durch denselben Mechanismus reparieren.

Schlüssel zum Mitnehmen

Matte Beschichtungen bilden leichtere Krater als Glanzsysteme, da die Mattierungsmittel und Füllstoffe den gewünschten Effekt erzeugen, auch lokale Schwankungen der Oberflächenspannung wirken, die die Kraterbildung fördern – und eine höhere Viskosität verringert die Fähigkeit des Films zur Selbstheilung.

Das mit Polyether modifizierte PDMS DH-4036 reduziert die Gesamtoberflächenspannung und gleicht lokale Schwankungen aus, die durch Mattierungsmittel und Füllstoffe verursacht werden
Verbessert den Verlauf, die Nivellierung, die Füllstoffverteilung, die Oberflächengleitfähigkeit und die Kratz-/Kratzfestigkeit
Bewertet für wasserbasierte, lösungsmittelbasierte und UV-härtbare Holz-, Industrie- und Automobilbeschichtungssysteme
Bei Mehrschichtsystemen, bei denen die Formulierung als Grundbeschichtung verwendet wird, sollte die Haftung der Überlackierung festgelegt werden

Haben Sie es mit Kraterbildung, schlechtem Verlauf oder Oberflächenrauheit in matten, flachen oder gefüllten Beschichtungssystemen zu tun? Fordern Sie technische Daten und ein Muster des Ausgleichsmittels DH-4036 an.