Nakon više od dvadeset pet godina rada u pogonima za boje i premaze, vidio sam kako pjena pretvara ono što je trebalo biti jednostavno proizvodno kolo u dug dan odbacivanja i ponovnog rada. Nije važno koliko je dobra disperzija pigmenta ili sistem smole — ako se uporna pjena prenese u gotovu boju, na kraju dobijete sitne rupice, krater, lošu tekućinu i nezadovoljne kupce. Defoameri su aditivi koji tiho sprječavaju većinu ovih problema, ali samo ako odaberete pravi tip i pravilno ga upotrijebite.
Pjena nastaje kada se zrak unese u tekućinu tokom miješanja s visokim smicanjem, pumpanja ili punjenja, a mjehurići se stabiliziraju istim surfaktantima i disperzansima koji su neophodni za formulaciju. U vodeno-baziranim sistemima problem je obično gori zbog viših nivoa surfaktanata. Dobar defoamer djeluje tako što ima vrlo nisku površinsku napetost, pa se brzo širi po površini mjehurića, istiskuje stabilizirajući film i uzrokuje stanjivanje i pucanje zida mjehurića. Mnogi moderni proizvodi također sadrže male hidrofobne čestice koje pomažu probušiti film iznutra.
Postoje tri glavne grupe kojima redovno pribjegavam. Defoameri na bazi mineralnog ulja su robusni i isplativi, posebno u industrijskim premazima i premazima za održavanje. Proizvodi na bazi silikona, obično modificirani polidimetilsiloksani, pružaju brzo smanjenje pjenjenja pri vrlo niskim dozama i široko se koriste u arhitektonskim i visokosjajnim vodootpornim bojama. Opcije na bazi polimera ili bez silikona postale su popularnije tamo gdje regulatorna ili pitanja kompatibilnosti isključuju tradicionalne silikone.
Još se sjećam projekta vodootporne akrilne industrijske boje na bazi akrila prije nekoliko godina koji je pokazao stvarne razlike. Dispergovali smo TiO₂ i organske pigmente u akrilnoj disperziji s 32 % PVC. Bez ikakvog sredstva za uklanjanje pjene, millbase je jako pjenio. Nakon deset minuta visokobrzinske disperzije u graduiranom cilindru od 250 ml, visina pjene dostigla je 175 mm i ostala na toj razini. Gotova boja je pokazala prosječno 14 pin-holova po 10 cm² na uzorcima za testiranje, sjaj pri 60° bio je samo 64 jedinice, a rasprskani paneli su imali vidljive krater.
Zatim smo koristili istu osnovnu formulu s tri različita defoamera dodana u količini od 0,3 % aktivne tvari tokom faze letdown:
- Standardni mineralni uljni defoamer smanjio je visinu pjene na 70 mm. Broj rupica pao je na oko 5 po 10 cm², ali je suhi film imao blagu zamućenost, a sjaj je dostigao samo 71 jedinicu. Nakon dvije sedmice na 50 °C uočili smo blago odvajanje na površini.
- Konvencionalna silikonska emulzija smanjila je visinu pjene na 18 mm i eliminirala sitne rupice na oba uzorka razmazivanja i na prskanim panelima. Sjaj se poboljšao na 82 jedinice. Stabilnost pri skladištenju bila je dobra, iako smo primijetili blagi porast klizanja koji je kasnije prouzročio manje probleme kada je kupac želio ponovno premazati.
- Polieterski modificirani silikon je dao visinu pjene od 15 mm, nulte mikropore i najviši sjaj od 86 jedinica. Također je pokazao najbolju dugoročnu stabilnost — bez razdvajanja ili promjene viskoznosti nakon 30 dana na sobnoj temperaturi. Jedini kompromis bio je blago povećanje klizanja na površini, što smo riješili smanjenjem doze na 0,25 %.
Modificirana silikonska verzija postala je naš standard za tu liniju jer je pružala najčišći film bez stvaranja novih nedostataka. Podijelili smo dodatak — pola u mljevenju i pola u završnoj preradi — što je dalo nešto bolju postojanost nego kad se sve doda odjednom.
To ispitivanje je potvrdilo lekcije koje sam viđao u mnogim postrojenjima. Doziranje je ključno kod silikona; obično je dovoljno 0,1–0,4 %. Ako se ide znatno više, često se stvaraju rupe nalik na ribeće oči ili krateri, posebno u visokosjajnim ili ponovo premazivim sistemima. Tačka dodavanja također je važna. Stavljanje cijele doze u mljevenje ponekad može smanjiti učinkovitost kasnije zbog smicanja. Testiranje kompatibilnosti na stvarnom podlozi i s potpunom formulom je neprepustivo — proizvod koji savršeno radi u jednom akrilu može stvoriti krater na drugom kada su prisutni određeni sredstva za vlaženje.
Iz iskustva, postrojenja koja imaju najmanje problema s pjenom tretiraju odabir defoamera kao ozbiljan dio formulacije, a ne kao naknadnu misao. Oni provode odgovarajuća uporedna ispitivanja, mjere visinu pjene odmah i nakon 24 sata, pregledavaju osušeni sloj pri dobrom osvjetljenju i uvijek provjeravaju stabilnost pri skladištenju i performanse ponovnog premazivanja. Također vode evidenciju o tome koji su razredi najbolji za njihove specifične kombinacije pigmenata i smola.
Nijedan pojedinačni sredstvo za suzbijanje pjene ne rješava svaki problem. Vrste mineralnog ulja mogu uzrokovati zamućenje u prozirnim lakovima. Neki silikoni utječu na prianjanje među slojevima. Proizvodi na bazi polimera ponekad zahtijevaju veće doze. Prava vještina je usklađivanje kemije s izvorom pjene, metodom nanošenja i zahtjevima za završni sloj, a zatim potvrđivanje izbora praktičnim testiranjem umjesto oslanjanja samo na tehničke listove.
Kada se pravi defoamer koristi u pravoj količini i doda u pravoj fazi, većina ljudi ni ne primijeti da je bio tamo. Proizvodnja teče glađe, broj otpadaka se smanjuje, a završni premaz izgleda onako kako je i zamišljeno. Ta tiha pouzdanost je razlog zašto, nakon svih ovih godina, i dalje smatram odabir defoamera jednom od najvažnijih odluka u bilo kojoj formulaciji.