Nakon više od dvadeset i 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 prerade. Nije važno koliko je dobra disperzija pigmenta ili sustav smole — ako se uporna pjena prenese u gotovu boju, na kraju dobijete sitne rupice, kraterice, lošu tekućinu i nezadovoljne kupce. Defoameri su aditivi koji tiho sprječavaju većinu tih problema, ali samo ako odaberete pravi tip i pravilno ga upotrijebite.
Pjena nastaje kada se zrak unese u tekućinu tijekom miješanja s visokom shear-silikom, pumpanja ili punjenja, a mjehurići se stabiliziraju istim surfaktantima i disperzansima koji su nužni za formulaciju. U vodenim sustavima problem je obično gori zbog viših razina surfaktanta. 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 stijenke mjehurića. Mnogi moderni proizvodi također sadrže male hidrofobne čestice koje pomažu probiti film iznutra.
Postoje tri glavne obitelji sredstava za uklanjanje pjene kojima redovito pribjegavam. Defoameri na bazi mineralnog ulja su robusni i isplativi, osobito u industrijskim i održavajućim premazima. Proizvodi na bazi silikona, obično modificirani polidimetilsiloksani, pružaju brzo smanjenje pjene pri vrlo niskim dozama i široko se koriste u arhitektonskim i visokosjajnim vodootpornim bojama. Polimerne ili opcije bez silikona postale su popularnije tamo gdje regulatorna ograničenja ili problemi kompatibilnosti isključuju tradicionalne silikone.
Još se sjećam projekta vodonepropusnog akrilnog industrijskog laka prije nekoliko godina koji je pokazao stvarne razlike. Dispergirali smo TiO₂ i organske pigmente u akrilnoj disperziji s 32 % PVC-a. Bez ikakvog sredstva za uklanjanje pjene, smjesa u mlinu se jako pjenila. Nakon deset minuta visokobrzinske disperzije u 250 ml graduiranom cilindru visina pjene dosegla je 175 mm i ostala na toj razini. Gotova boja pokazala je prosječno 14 rupica po 10 cm² na uzorcima za ispitivanje, sjaj pri kutu od 60° iznosio je samo 64 jedinice, a na raspršenim pločama bile su vidljive krateri.
Zatim smo proveli istu osnovnu formulu s tri različita defoamera dodana u količini od 0,3 % aktivne tvari tijekom faze letdown:
- Standardni mineralno-uljni defoamer smanjio je visinu pjene na 70 mm. Broj sitnih rupica pao je na oko 5 po 10 cm², ali je suhi film imao blagu zamućenost, a sjaj je dosegao samo 71 jedinicu. Nakon dva tjedna na 50 °C zabilježili 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 kad je kupac želio ponovno premazati.
- Polieterski modificirani silikon dao je 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. Dodatak smo podijelili — pola u mljevenju i pola u razrjeđivanju — što je dalo nešto bolju postojanost nego kad se sve doda odjednom.
To ispitivanje je potvrdilo lekcije koje sam viđao u mnogim pogonima. Doziranje je ključno kod silikona; obično je dovoljno 0,1–0,4 %. Ako se ide puno više, često se stvaraju rupe nalik na riblje oči ili krateri, osobito u visokosjajnim ili ponovno premazivim sustavima. Točka dodavanja također je važna. Uvođenje cijele doze u mljevenje ponekad može smanjiti učinkovitost kasnije zbog smicanja. Testiranje kompatibilnosti na stvarnom podlozi i s potpunom formulom neizostavno je — proizvod koji savršeno radi u jednom akrilu može stvoriti ozbiljne krateri u drugom kad su prisutni određeni sredstva za vlaženje.
Iz iskustva, pogoni koji imaju najmanje problema s pjenom odabir defoamera shvaćaju kao ozbiljan dio formulacije, a ne kao naknadnu brigu. Provode odgovarajuća usporedna ispitivanja, mjere visinu pjene odmah i nakon 24 sata, pregledavaju osušeni sloj pri dobrom osvjetljenju te uvijek provjeravaju stabilnost pri skladištenju i performanse ponovnog premazivanja. Također vode evidenciju o tome koji se razredi najbolje pokazuju s njihovim specifičnim kombinacijama pigmenata i smola.
Nijedan pojedinačni sredstvo za uklanjanje pjene ne rješava svaki problem. Vrste mineralnog ulja mogu uzrokovati zamućenje u prozirnim premazima. Neki silikoni utječu na prianjanje među slojevima. Proizvodi na bazi polimera ponekad zahtijevaju veće doze. Prava je vještina uskladiti kemiju s izvorom pjene, metodom primjene i zahtjevima za završni sloj, a zatim potvrditi odabir praktičnim ispitivanjem umjesto da se oslanjate 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 prisutan. Proizvodnja teče glađe, broj odbačenih proizvoda se smanjuje, a završni premaz izgleda onako kako je i trebao. Ta tiha pouzdanost je razlog zašto, nakon svih ovih godina, i dalje smatram odabir defoamera jednom od najutjecajnijih odluka u bilo kojoj formulaciji.