Po více než pětadvaceti letech práce v provozech na výrobu barev a nátěrových hmot jsem viděl, jak se pěna proměnila v dlouhý den plný zmetků a předělávek. Nezáleží na tom, jak dobrá je disperze pigmentu nebo systém pryskyřice - pokud se přetrvávající pěna přenese do hotového nátěru, skončíte s dírkami, krátery, špatnou tekutostí a nespokojenými zákazníky. Odpěňovače jsou přísady, které většině těchto problémů v klidu zabrání, ale pouze tehdy, když si vyberete správný typ a správně ho použijete.
Pěna vzniká, když se do kapaliny při míchání, čerpání nebo plnění vysokou smykovou rychlostí dostane vzduch, a bubliny jsou stabilizovány stejnými povrchově aktivními látkami a dispergátory, které jsou nezbytné pro formulaci. Ve vodou ředitelných systémech je tento problém obvykle horší kvůli vyššímu obsahu povrchově aktivních látek. Dobrý odpěňovač funguje tak, že má velmi nízké povrchové napětí, takže se rychle šíří po povrchu bublin, vytlačuje stabilizační film a způsobuje ztenčení a prasknutí stěny bubliny. Mnoho moderních výrobků obsahuje také malé hydrofobní částice, které pomáhají prorazit film zevnitř.
Pravidelně sahám po třech hlavních rodinách. Odpěňovače na bázi minerálních olejů jsou robustní a cenově výhodné, zejména v průmyslových a údržbových nátěrech. Výrobky na bázi silikonu, obvykle modifikované polydimethylsiloxany, poskytují rychlé odpěnění při velmi nízkých dávkách a jsou široce používány v architektonických a vysoce lesklých vodou ředitelných nátěrech. Varianty na bázi polymerů nebo bez silikonu se stávají populárnějšími tam, kde předpisy nebo obavy o kompatibilitu vylučují tradiční silikony.
Ještě si vzpomínám na projekt akrylového průmyslového smaltu na vodní bázi před několika lety, který ukázal skutečné rozdíly. Dispergovali jsme TiO₂ a organické pigmenty při 32 % PVC v akrylátové disperzi. Bez jakéhokoli odpěňovače mlýnská báze špatně pěnila. Po deseti minutách vysokorychlostní dispergace v odměrném válci o objemu 250 ml dosáhla výška pěny 175 mm a zůstala tam. Hotový nátěr vykazoval při stahování průměrně 14 děr na 10 cm², lesk při 60° byl pouze 64 jednotek a na nastříkaných panelech byly viditelné krátery.
Poté jsme použili identický základní vzorec s přidáním tří různých odpěňovačů v množství 0,3 % aktivních během fáze odpouštění:
- Standardní odpěňovač minerálního oleje snížil výšku pěny na 70 mm. Počet děr klesl na přibližně 5 na 10 cm², ale zaschlý film měl mírný zákal a lesk dosáhl pouze 71 jednotek. Po dvou týdnech při teplotě 50 °C jsme pozorovali drobné oddělování povrchu.
- Konvenční silikonová emulze snížila výšku pěny na 18 mm a eliminovala vznik děr na stahovaných i stříkaných panelech. Lesk se zvýšil na 82 jednotek. Skladovací stabilita byla dobrá, i když jsme zaznamenali mírné zvýšení kluznosti, které později způsobilo drobné problémy, když chtěl zákazník provést nový nátěr.
- Polyetherem modifikovaný silikon poskytl pěnu o výšce 15 mm, nulové dírky a nejvyšší lesk 86 jednotek. Vykázal také nejlepší dlouhodobou stabilitu - po 30 dnech při pokojové teplotě nedošlo k separaci ani ke změně viskozity. Jediným kompromisem bylo malé zvýšení povrchového skluzu, které jsme zvládli úpravou dávkování na 0,25 %.
Modifikovaná silikonová verze se stala naším standardem pro tuto řadu, protože poskytovala nejčistší film bez vzniku nových defektů. Přídavek jsme rozdělili - polovinu v rozmělněném a polovinu ve vypuštěném stavu - což poskytlo o něco lepší odolnost než přidání všeho najednou.
Tento pokus posílil poznatky, které jsem viděl opakovat v mnoha závodech. U silikonů je rozhodující dávkování; obvykle stačí 0,1-0,4 %. Při použití vyššího množství často vznikají rybí oči nebo krátery, zejména u vysoce lesklých nebo přelakovatelných systémů. Záleží také na přídavném bodu. Vložení celé dávky do rozmělněného materiálu může někdy snížit pozdější účinnost kvůli střihu. Testování kompatibility na skutečném podkladu a s celým složením je neoddiskutovatelné - produkt, který funguje perfektně v jednom akrylátu, může v jiném při přítomnosti určitých smáčedel špatně kráterovat.
Ze zkušenosti vím, že závody, které mají nejméně problémů s pěněním, považují výběr odpěňovače za vážnou formulační práci, nikoli za dodatečnou záležitost. Provádějí řádné srovnávací zkoušky, měří výšku pěny ihned i po 24 hodinách, kontrolují zaschlý film při dobrém osvětlení a vždy ověřují stabilitu při skladování a schopnost opětovného nátěru. Vedou si také záznamy o tom, které druhy se nejlépe osvědčují s konkrétními kombinacemi pigmentů a pryskyřic.
Žádný odpěňovač neřeší všechny problémy. Minerální oleje mohou způsobit zamlžení bezbarvých laků. Některé silikony ovlivňují přilnavost mezi nátěry. Výrobky na bázi polymerů někdy vyžadují vyšší dávky. Skutečnou dovedností je přizpůsobit chemii zdroji pěny, způsobu aplikace a požadavkům na konečný film a poté potvrdit volbu praktickým testováním, nikoli se spoléhat pouze na datové listy.
Když se použije správný odpěňovač ve správné hladině a přidá se ve správné fázi, většina lidí si jeho přítomnosti ani nevšimne. Výroba probíhá hladčeji, zmetky klesají a hotový nátěr vypadá tak, jak má. Tato tichá spolehlivost je důvodem, proč i po tolika letech považuji výběr odpěňovače za jedno z nejvýznamnějších rozhodnutí v každé receptuře.