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 bildet sich, wenn beim Mischen, Pumpen oder Abfüllen mit hoher Scherkraft Luft in die Flüssigkeit eingearbeitet wird, und die Blasen werden durch dieselben Tenside und Dispergiermittel stabilisiert, die für die Formulierung erforderlich sind. Bei wässrigen Systemen ist das Problem wegen des höheren Tensidgehalts in der Regel noch größer. Ein guter Entschäumer hat eine sehr niedrige Oberflächenspannung, so dass er sich schnell auf der Blasenoberfläche ausbreitet, den stabilisierenden Film verdrängt und die Blasenwand dünn werden und platzen lässt. Viele moderne Produkte enthalten auch kleine hydrophobe Partikel, die helfen, den Film von innen zu durchdringen.
Es gibt drei Hauptfamilien, zu denen ich regelmäßig greife. Entschäumer auf Mineralölbasis sind robust und kostengünstig, vor allem bei Industrie- und Wartungslacken. Produkte auf Silikonbasis, in der Regel modifizierte Polydimethylsiloxane, sorgen für ein schnelles Abklopfen bei sehr geringer Dosierung und werden häufig in Bauten- und Hochglanzfarben auf Wasserbasis verwendet. Optionen auf Polymerbasis oder silikonfreie Produkte werden immer beliebter, wenn Vorschriften oder Kompatibilitätsbedenken traditionelle Silikone ausschließen.
Ich erinnere mich noch an ein Projekt mit wässrigem Acryl-Industrielack vor ein paar Jahren, bei dem die wirklichen Unterschiede deutlich wurden. Wir dispergierten TiO₂ und organische Pigmente bei 32 % PVC in einer Acrylatdispersion. Ohne jeglichen Entschäumer schäumte die Millbase stark. Nach zehn Minuten Hochgeschwindigkeitsdispersion in einem 250-ml-Messzylinder erreichte die Schaumhöhe 175 mm und blieb dort. Die fertige Farbe wies beim Abziehen durchschnittlich 14 Nadelstiche pro 10 cm² auf, der Glanzgrad betrug bei 60° nur 64 Einheiten, und die gespritzten Platten hatten sichtbare Krater.
Anschließend haben wir die identische Basisformel mit drei verschiedenen Entschäumern in einer Dosierung von 0,3 % aktiv in der Absetzphase getestet:
- Mit einem Standard-Mineralölentschäumer wurde die Schaumhöhe auf 70 mm gesenkt. Die Anzahl der Nadellöcher sank auf etwa 5 pro 10 cm², aber der getrocknete Film wies eine leichte Trübung auf und der Glanz erreichte nur 71 Einheiten. Nach zwei Wochen bei 50 °C wurde eine geringfügige Oberflächenablösung festgestellt.
- Eine herkömmliche Silikonemulsion verringerte die Schaumhöhe auf 18 mm und beseitigte Nadelstiche sowohl bei gezogenen als auch bei gespritzten Platten. Der Glanz verbesserte sich auf 82 Einheiten. Die Lagerstabilität war gut, obwohl wir einen leichten Anstieg der Gleitfähigkeit feststellten, der später kleinere Probleme verursachte, als der Kunde neu beschichten wollte.
- Ein polyethermodifiziertes Silikon ergab eine Schaumhöhe von 15 mm, keine Nadellöcher und den höchsten Glanz mit 86 Einheiten. Es wies auch die beste Langzeitstabilität auf - keine Trennung oder Viskositätsdrift nach 30 Tagen bei Raumtemperatur. Der einzige Nachteil war eine geringfügige Erhöhung der Oberflächengleitfähigkeit, die wir durch eine Anpassung der Dosierung auf 0,25 % in den Griff bekamen.
Die modifizierte Silikonversion wurde zu unserem Standard für diese Linie, weil sie den saubersten Film lieferte, ohne neue Defekte zu verursachen. Wir teilten die Zugabe auf - die Hälfte beim Mahlen und die Hälfte beim Ablassen -, was zu einer etwas besseren Persistenz führte als die Zugabe von allem auf einmal.
Dieser Versuch bestätigte die Erfahrungen, die ich in vielen Betrieben gemacht habe. Die Dosierung ist bei Silikonen entscheidend; 0,1-0,4 % ist normalerweise ausreichend. Eine viel höhere Dosierung führt oft zu Fischaugen oder Kratern, insbesondere bei hochglänzenden oder überlackierbaren Systemen. Auch der Additionspunkt ist wichtig. Wird die gesamte Dosis in das Mahlgut gegeben, kann die Wirksamkeit später aufgrund von Scherkräften beeinträchtigt werden. Kompatibilitätstests auf dem tatsächlichen Substrat und mit der vollständigen Formulierung sind nicht verhandelbar - ein Produkt, das in einem Acryl perfekt funktioniert, kann in einem anderen schlecht abschneiden, wenn bestimmte Netzmittel vorhanden sind.
Die Erfahrung zeigt, dass die Betriebe, die die wenigsten Schaumprobleme haben, die Auswahl des Entschäumers als ernsthafte Formulierungsarbeit und nicht als nachträgliche Überlegung behandeln. Sie führen ordnungsgemäße Vergleichstests durch, messen die Schaumhöhe sowohl sofort als auch nach 24 Stunden, prüfen den getrockneten Film bei guter Beleuchtung und überprüfen stets die Lagerstabilität und die Wiederbeschichtungsleistung. Außerdem führen sie Aufzeichnungen darüber, welche Sorten mit ihren spezifischen Pigment- und Harzkombinationen am besten funktionieren.
Es gibt keinen einzigen Entschäumer, der alle Probleme löst. Mineralöltypen können in Klarlacken Trübungen verursachen. Einige Silikone beeinträchtigen die Zwischenschichthaftung. Produkte auf Polymerbasis müssen manchmal höher dosiert werden. Die eigentliche Kunst besteht darin, die Chemie auf die Schaumquelle, die Anwendungsmethode und die Anforderungen an den Endfilm abzustimmen und dann die Wahl durch praktische Tests zu bestätigen, anstatt sich nur auf Datenblätter zu verlassen.
Wenn der richtige Entschäumer in der richtigen Dosierung und in der richtigen Phase zugesetzt wird, bemerken die meisten Menschen nicht einmal, dass er vorhanden ist. Die Produktion läuft reibungsloser, der Ausschuss sinkt, und die fertige Beschichtung sieht so aus, wie sie aussehen soll. Diese ruhige Zuverlässigkeit ist der Grund, warum ich nach all den Jahren die Auswahl des Entschäumers immer noch als eine der wichtigsten Entscheidungen bei jeder Formulierung betrachte.