Additive für wässrige Lacksysteme

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1 Additive für wässrige Lacksysteme Wernfried Heilen 1 Einleitung 2 Netz- und Dispergieradditive 2.1 Wirkmechanismen Pigmentbenetzung Dispergierung Stabilisierung Elektrostatische Stabilisierung Sterische Stabilisierung Elektrosterische Stabilisierung Einflüsse auf die Rezeptierung Viskosität Farbstärkeentwicklung Verträglichkeit Stabilität 2.2 Chemische Strukturen Polyacrylatsalze Fettsäure- und Fettalkoholderivate Acrylat-Copolymere MSA-Copolymere Alkylphenolethoxylate Alkylphenolethoxylate-Ersatzstoffe 2.3 Netz- und Dispergieradditive in verschiedenen Marktsegmenten Baufarben Direktanreibung Pigmentkonzentrate Holz- und Möbellacke Direktanreibung Pigmentkonzentrate Industrielacke Direktanreibung Pigmentkonzentrate Druckfarben Direktanreibung Pigmentkonzentrate 2.4 Tipps und Tricks 2.5 Prüfmethoden Teilchengröße Farbstärke Rub-Out Viskosität Zetapotential 2.6 Zusammenfassung 2.7 Literaturhinweise 3 Entschäumung von Beschichtungssystemen 3.1 Entschäumungsmechanismen Schaum Ursachen von Schaum Arten von Schaum

2 3.2 Entschäumer Aufbau von Entschäumern Mechanismen der Entschäumung Entschäumung über Drainage/langsame Entschäumung Eintrittsbarriere/Eintrittskoeffizient Überbrückungsmechanismus Spreitungsmechanismus Überbrückungs-Dehnungsmechanismus Überbrückungs-Entnetzungsmechanismus Entschäumung über eine spreitende Flüssigkeit Spreitungs-Wellen-Mechanismus Einfluss von Füllstoffen auf die Wirkung von Entschäumern 3.3 Chemie und Formulierung von Entschäumern Wirkstoffe in Entschäumern Siliconöle (Polysiloxane) Mineralöle Pflanzliche Öle Polare Öle Molekulare Entschäumer (Gemini-Tenside) Hydrophobe Partikel Emulgatoren Lösemittel Entschäumerformulierungen Bezugsquellen für Entschäumer 3.4 Produktauswahl nach Bindemitteln Reinacrylatdispersionen Styrol-Acrylatdispersionen Vinylacetat basierende Dispersionen Polyurethandispersionen 3.5 Produktauswahl nach Anwendungssystemen Einfluss der Pigment-Volumen-Konzentration (PVK) Art der Einarbeitung des Entschäumers Eintrag von Scherkräften bei der Applikation Tensidgehalt der Formulierung 3.6 Tipps und Tricks 3.7 Zusammenfassung 3.8 Literaturhinweise 4 Rheologieadditive 4.1 Allgemeine Beurteilung von Rheologieadditiven Marktübersicht Grundeigenschaften der verschiedenen Rheologieadditiven 4.2 Erwartungen an Rheologieadditive Rheologie Anwendungsbeispiel 4.3 Ethoxylierte und hydrophob modifizierte Urethane Synthese Assemblierungseigenschaften von HEUR-Additiven Von Selbstassemblierungsverhalten zu Assemblierungsverhalten Hydrophobes/hydrophiles Gleichgewicht von wässrigen Farben und Lacken Verbesserte Farbaufnahme durch die Verwendung von HEUR 4.4 Alkalisch verdickende Emulsionen: ASE und HASE Synthese ASE HASE

3 Interaktion mit den Bindemitteln Thixotropie und HASE 4.5 Ausblick 4.6 Literaturhinweise 5 Substratnetzadditive 5.1 Wirkmechanismus Wasser als Lösemittel Oberflächenspannung Ursache der Oberflächenspannung Auswirkung der hohen Oberflächenspannung des Wassers Substratnetzadditve sind Tenside Wirkweise der Substratnetzadditive Nebenwirkungen von Substratnetzadditiven 5.2 Chemische Struktur der Substratnetzadditive Gemeinsamkeiten der Substratnetzadditive Chemischer Aufbau lackrelevanter Substratnetzadditive Polyethersiloxane Geminitenside Fluortenside Acetylendiole und Modifikationen Sulfosuccinate Alkoxylierte Fettalkohole Alkylphenolethoxylate (APEO) 5.3 Anwendungsgebiete der Substratnetzadditive Grundeigenschaften der verschiedenen Additivklassen Reduktion der statischen Oberflächenspannung Mögliche Schaumstabilisierung Effektive Reduktion der statischen Oberflächenspannung versus Verlauf Reduktion der dynamischen Oberflächenspannung Welche Eigenschaften korrelieren mit welcher praktischen Anwendung? Krater Benetzung nach der Zerstäubung von Spritzlacken Wiederbenetzbarkeit, Überdruckbarkeit und Überlackierbarkeit Verlauf Spritznebelaufnahme 5.4 Einsatz der Substratnetzadditive nach Marksegmenten 5.5 Tipps und Tricks Substratnetzadditive im Lack optimal formulieren Farbton Metallic 5.6 Messmethoden zur Bestimmung der Oberflächenspannung Statische Oberflächenspannung Dynamische Oberflächenspannung Dynamik Statik Keilspritzen One Spray Path Kratertest Rakelaufzug Spritznebelaufnahme Analytische Testmethoden 5.7 Literaturhinweise 6 Performance durch Co-Bindemittel 6.1 Herstellung der Co-Bindemittel Sekundärdispersionen

4 Polyesterdispersionen Polyurethandispersionen 6.2 Anwendungsbeispiele für Co-Bindemittel Co-Bindemittel für ein besseres Eigenschaftsprofil Beeinflussen der Antrocknungsgeschwindigkeit Verbesserung der Haftung Einstellen der Balance zwischen Härte und Flexibilität Glanz Co-Bindemittel für Pigmentpasten 6.3 Zusammenfassung 6.4 Literaturhinweise 7 Entlüfter 7.1 Wirkungsmechanismus von Entschäumern Auflösen von Mikroschaumblasen Aufsteigen von Mikroschaumblasen im Lackfilm Wie Mikroschaum im Lackfilm verhindert wird Wie Entschäumer und Entlüfter gegen Mikroschaum wirken Entlüfter begünstigen das Auflösen bzw. die Bildung von kleinen Mikroschaumblasen Wie Entlüfter das Auflösen bzw. die Bildung von kleinen Mikroschaumblasen begünstigen 7.2 Chemische Zusammensetzung von Entlüftern 7.3 Hauptanwendungen nach Bindemittelsystemen 7.4 Hauptanwendung nach Marktsegmenten 7.5 Tipps und Tricks 7.6 Wirksamkeit von Entlüftern beurteilen Prüfmethode für niedrig- bis mittelviskose Lackformulierungen Prüfmethode für mittel- bis hochviskose Lackformulierungen Weitere Prüfmethoden zu Mikroschaum 7.7 Schlussfolgerung 7.8 Literaturhinweise 8 Verlaufadditive 8.1 Wirkungsmechanismus Wirkungsmechanismus in wässrigen Systemen ohne Co-Lösemittel Ablaufen Total Film Flow Wirkungsmechanismus in wässrigen Systemen mit Co-Lösemitteln Wirkungsmechanismus eines thermisch härtenden wässrigen Systems mit Co-Lösemitteln Oberflächenspannungsgradienten Zusammenfassung 8.2 Chemie der Wirkstoffe Polyethersiloxane Polyacrylate Nebeneffekte von Polyethersiloxanen Gleitfähigkeit 8.3 Filmbildung 8.4 Hauptanwendungen nach Marktsegmenten Industrielle Metalllackierung Elektrotauchlackierung Wasserbasislacke 8.5 Industrielacke 8.6 Bautenschutzfarben

5 8.6.1 Dispersionsfarben Dispersionslacke 8.7 Zusammenfassung 8.8 Prüfmethoden Messung des Verlaufs Messung des Verlaufs und Ablaufens mittels der DMA Messung der Gleiteigenschaften 8.9 Literaturhinweise 9 Wachsadditive 9.1 Rohstoff Wachs Natürliche Wachse Wachse aus nachwachsenden Rohstoffen Wachse fossiler Herkunft Halbsynthetische und synthetische Wachse Halbsynthetische Wachse Synthetische Wachse 9.2 Vom Wachs zum Wachsadditiv Wachs und Wasser Wachsemulsionen Wachsdispersionen Mikronisierte Wachsadditive 9.3 Wachsadditive für die Lackindustrie Wirkungsmechanismus Lackeigenschaften Oberflächenschutz Glanzreduzierung Haptik und Struktur Rheologiesteuerung 9.4 Zusammenfassung 10 Lichtschutzmittel 10.1 Einführung 10.2 Licht und fotooxidativer Abbau 10.3 Stabilisierungsmöglichkeiten für Polymere UV-Absorber Wirkungsmechanismus von UV-Absorbern Radikalfänger Antioxidantien Sterisch gehinderte Amine 10.4 Lichtschutzmittel für wässrige Lacksysteme Marktübersicht Anwendungsgebiete und Marktsegmente Anwendungsspezifische Produktauswahl 10.5 Schlussfolgerung 10.6 Prüfmethoden und analytischer Nachweis UV-Absorber HALS Bewitterungsmethoden und Beurteilungskriterien Kurzzeitbewitterung Weitere Beurteilungskriterien 10.7 Literaturhinweise

6 11 Gebinde- und Filmkonservierung 11.1 Nachhaltige und effektive Gebinde- und Filmkonservierung 11.2 Gebindekonservierung Wirkstoffklassen Auswahl der Wirkstoffe für die Konservierung Betriebshygiene 11.3 Filmkonservierung Herkömmliche Filmkonservierer Alternativen Neue, alte Filmkonservierer Verbesserung der ökotoxikologischen Eigenschaften 11.4 Externe Einflussgrößen 11.5 Ausblick 11.6 Literaturhinweise 12. Hydrophobierungsmittel 12.1 Allgemeines 12.2 Funktionsweise Kapillare Wasseraufnahme Hydrophobie Wirkungsweise von Hydrophobierungsmitteln 12.3 Chemische Strukturen Lineare Polysiloxane und organofunktionelle Polysiloxane Siliconharze/Siliconharzemulsionen Weitere Hydrophobierungsmittel Herstellungsverfahren von linearen Polysiloxanen Herstellung von Siliconharzemulsionen Sekundäremulsionsverfahren Primäremulsionsverfahren 12.4 Wässrige Fassadenfarben Kunststoffdispersionsfarben Dispersionssilikatfarben Dispersionsfarben mit Silikatcharakter (SIL-Farben) Siloxanfassadenfarben mit starkem Abperleffekt Siliconharzfassadenfarben 12.5 Schlussfolgerung 12.6 Grundlagen zur Vertiefung Fassadenschutztheorie nach Künzel Messung der kapillaren Wasseraufnahme (w-wert) Wasserdampfdiffusion (s d -Wert) Künstliche Beschmutzung Pigment-Volumen-Konzentration (PVK): 12.7 Literaturhinweise Lebensläufe Index