Nach mehr als fünfundzwanzig Jahren Arbeit in Lackier- und Beschichtungsanlagen habe ich erlebt, wie Schaum eine eigentlich unkomplizierte Produktion in einen langen Tag voller Ausschuss und Nacharbeit verwandelt hat. Es spielt keine Rolle, wie gut die Pigmentdispersion oder das Harzsystem ist - wenn sich hartnäckiger Schaum in die fertige Farbe überträgt, kommt es zu Nadellöchern, Kratern, schlechtem Verlauf und unzufriedenen Kunden. Entschäumer sind die Additive, die die meisten dieser Probleme verhindern, aber nur, wenn man den richtigen Typ wählt und ihn richtig einsetzt.
Schaum entsteht, wenn beim Mischen unter hoher Scherbeanspruchung, beim Pumpen oder beim Abfüllen Luft in die Flüssigkeit eingearbeitet wird und die Blasen durch dieselben Tenside und Dispergiermittel stabilisiert werden, die für die Formulierung erforderlich sind. In wasserbasierten Systemen ist das Problem aufgrund höherer Tensidkonzentrationen in der Regel ausgeprägter. Ein guter Entschäumer zeichnet sich durch eine sehr niedrige Oberflächenspannung aus, sodass er sich schnell über die Blasenoberfläche ausbreitet, den stabilisierenden Film verdrängt und dazu führt, dass die Blasenwand dünner wird und die Blase platzt. Viele moderne Produkte enthalten zudem kleine hydrophobe Partikel, die dabei helfen, den Film von innen aufzubrechen.
Es gibt drei Hauptproduktfamilien, auf die ich regelmäßig zurückgreife. Entschäumer auf Mineralölbasis sind robust und kostengünstig, insbesondere in Industrie- und Wartungsbeschichtungen. Produkte auf Silikonbasis, in der Regel modifizierte Polydimethylsiloxane, sorgen bereits bei sehr geringen Dosierungen für eine schnelle Entschäumung und werden häufig in Architektur- und Hochglanz-Lacken auf Wasserbasis eingesetzt. Optionen auf Polymerbasis oder silikonfreie Alternativen haben an Beliebtheit gewonnen, wenn gesetzliche Vorschriften oder Kompatibilitätsbedenken den Einsatz herkömmlicher Silikone ausschließen.
Ich erinnere mich noch gut an ein Projekt mit einem wasserbasierten Acryl-Industrielack vor einigen Jahren, bei dem die tatsächlichen Unterschiede deutlich wurden. Wir dispergierten TiO₂ und organische Pigmente bei 32 % PVC in einer Acryldispersion. Ohne Entschäumer schäumte die Mahlbasis stark auf. Nach zehn Minuten Hochgeschwindigkeitsdispergierung in einem 250-ml-Messzylinder erreichte die Schaumhöhe 175 mm und blieb auf diesem Niveau. Die fertige Farbe wies auf den Ausstreichproben durchschnittlich 14 Nadellöcher pro 10 cm² auf, der Glanz bei 60° betrug nur 64 Einheiten, und die besprühten Platten wiesen sichtbare Krater auf.
Anschließend haben wir die identische Grundformel mit drei verschiedenen Entschäumern getestet, die während der Abfüllphase in einer Konzentration von 0,3 % (aktiv) zugesetzt wurden:
- Ein handelsüblicher Mineralöl-Entschäumer reduzierte die Schaumhöhe auf 70 mm. Die Anzahl der Nadellöcher sank auf etwa 5 pro 10 cm², doch der getrocknete Film wies eine leichte Trübung auf und der Glanz erreichte nur 71 Einheiten. Nach zwei Wochen bei 50 °C konnten wir eine geringfügige Oberflächenabtrennung feststellen.
- Eine herkömmliche Silikonemulsion reduzierte die Schaumhöhe auf 18 mm und beseitigte Nadellöcher sowohl bei den Abziehproben als auch bei den besprühten Platten. Der Glanz verbesserte sich auf 82 Einheiten. Die Lagerstabilität war gut, allerdings stellten wir einen leichten Anstieg der Gleitfähigkeit fest, was später zu geringfügigen Problemen führte, als der Kunde eine erneute Beschichtung vornehmen wollte.
- Ein polyethermodifiziertes Silikon ergab eine Schaumhöhe von 15 mm, keine Poren und den höchsten Glanzgrad von 86 Einheiten. Es zeigte zudem die beste Langzeitstabilität – keine Entmischung oder Viskositätsänderung nach 30 Tagen bei Raumtemperatur. Der einzige Nachteil war ein leichter Anstieg der Oberflächengleitfähigkeit, den wir durch eine Reduzierung der Dosierung auf 0,25 % ausgleichen konnten.
Die modifizierte Silikonvariante wurde zu unserem Standard für diese Produktlinie, da sie den saubersten Film ergab, ohne neue Fehler zu verursachen. Wir haben die Zugabe aufgeteilt – die Hälfte beim Mahlen und die andere Hälfte beim Verdünnen –, was zu einer etwas besseren Beständigkeit führte, als wenn man alles auf einmal hinzugefügt hätte.
Dieser Versuch bestätigte Erkenntnisse, die ich bereits in vielen Werken beobachtet habe. Die Dosierung ist bei Silikonen entscheidend; 0,1–0,4 % reichen in der Regel aus. Eine deutlich höhere Dosierung führt häufig zu Fischaugen oder Kratern, insbesondere bei Hochglanz- oder überlackierbaren Systemen. Auch der Zugabepunkt spielt eine Rolle. Wird die gesamte Dosis bereits in der Mahlphase zugegeben, kann dies aufgrund von Scherkräften die Wirksamkeit im späteren Verlauf manchmal beeinträchtigen. Kompatibilitätstests auf dem tatsächlichen Substrat und mit der vollständigen Formulierung sind unverzichtbar – ein Produkt, das in einem Acryl perfekt funktioniert, kann in einem anderen stark kraterbildend wirken, wenn bestimmte Netzmittel vorhanden sind.
Erfahrungsgemäß betrachten die Betriebe, die am wenigsten mit Schaumproblemen zu kämpfen haben, die Auswahl von Entschäumern als ernstzunehmende Aufgabe bei der Rezepturentwicklung und nicht als Nebensache. Sie führen ordnungsgemäße Vergleichstests durch, messen die Schaumhöhe sowohl unmittelbar als auch nach 24 Stunden, prüfen den getrockneten Film unter guter Beleuchtung und überprüfen stets die Lagerstabilität und die Überlackierbarkeit. Außerdem führen sie Aufzeichnungen darüber, welche Typen bei ihren spezifischen Pigment- und Harzkombinationen die beste Leistung erbringen.
Kein einzelnes Entschäumungsmittel löst jedes Problem. Mineralölbasierte Typen können in Klarlacken Trübungen verursachen. Einige Silikone beeinträchtigen die Zwischenbeschichtungshaftung. Produkte auf Polymerbasis erfordern manchmal höhere Dosierungen. Die eigentliche Kunst besteht darin, die chemische Zusammensetzung auf die Schaumquelle, das Auftragsverfahren und die Anforderungen an den Endfilm abzustimmen und die Wahl anschließend durch praktische Tests zu bestätigen, anstatt sich allein auf Datenblätter zu verlassen.
Wenn der richtige Entschäumer in der richtigen Dosierung und zum richtigen Zeitpunkt zugesetzt wird, merken die meisten Menschen gar nicht, dass er überhaupt vorhanden war. Die Produktion läuft reibungsloser, die Ausschussquote sinkt, und die fertige Beschichtung sieht genau so aus, wie sie soll. Diese stille Zuverlässigkeit ist der Grund, warum ich nach all den Jahren die Auswahl des Entschäumers immer noch als eine der Entscheidungen mit dem größten Einfluss bei jeder Rezeptur betrachte.