Po več kot petindvajsetih letih dela v tovarnah barv in premazov sem videl, kako je pena spremenila preprosto proizvodnjo v dolg dan zavržkov in predelav. Ni pomembno, kako dobra je disperzija pigmenta ali sistem smole - če se trdovratna pena prenese v končno barvo, se na koncu pojavijo luknjice, kraterji, slab pretok in nezadovoljne stranke. Odpenjalci so dodatki, ki tiho preprečujejo večino teh težav, vendar le, če izberete pravo vrsto in jo pravilno uporabljate.
Pena nastane, ko se med mešanjem z visokim strižnim napetostjo, črpanjem ali polnjenjem v tekočino vmeša zrak, mehurčki pa se stabilizirajo z istimi površinsko aktivnimi snovmi in dispergenti, ki so potrebni za sestavo formulacije. V sistemih na vodni osnovi je ta problem običajno večji zaradi višjih vsebnosti površinsko aktivnih snovi. Dober sredstvo za odstranjevanje pene deluje tako, da ima zelo nizko površinsko napetost, zato se hitro razširi po površini mehurčka, izpodrine stabilizacijski film ter povzroči, da se stena mehurčka stanjša in počne. Mnogi sodobni izdelki vsebujejo tudi majhne hidrofobne delce, ki pomagajo preboditi film od znotraj.
Obstajajo tri glavne skupine, po katerih redno posegam. Sredstva za preprečevanje penjenja na osnovi mineralnega olja so zanesljiva in stroškovno učinkovita, zlasti v industrijskih premazih in premazih za vzdrževanje. Izdelki na osnovi silikona, običajno modificirani polidimetilsiloksani, zagotavljajo hitro zmanjšanje penjenja že pri zelo majhnih odmerkih in se pogosto uporabljajo v arhitekturnih barvah na vodni osnovi ter barvah z visokim sijajem. Izdelki na osnovi polimerov ali brez silikona so postali bolj priljubljeni tam, kjer predpisi ali težave z združljivostjo izključujejo uporabo tradicionalnih silikonov.
Še vedno se spominjam projekta z industrijskim akrilnim lakom na vodni osnovi pred nekaj leti, ki je pokazal dejanske razlike. V akrilni disperziji smo dispergirali TiO₂ in organske pigmente pri 32 % PVC. Brez penolovca se je osnovna masa močno penila. Po desetih minutah visokohitrostne disperzije v 250 ml merilni bučki je višina pene dosegla 175 mm in se tam ustavila. Končna barva je na nanosih pokazala povprečno 14 luknjic na 10 cm², sijaj pod kotom 60° je znašal le 64 enot, na ploščah, nanesenih s pršenjem, pa so bili vidni kraterji.
Nato smo izvedli preskus z enako osnovno formulo, pri čemer smo v fazi zmanjševanja tlaka dodali tri različna sredstva proti penjenju v količini 0,3 % aktivne snovi:
- Standardno sredstvo za preprečevanje penjenja na osnovi mineralnega olja je višino pene zmanjšalo na 70 mm. Število mikroskopskih luknjic se je zmanjšalo na približno 5 na 10 cm², vendar je imel posušen film rahlo motnost, sijaj pa je dosegel le 71 enot. Po dveh tednih pri 50 °C smo opazili rahlo ločevanje na površini.
- Običajna silikonska emulzija je višino pene zmanjšala na 18 mm in odpravila drobne luknjice tako na ploščah, nanesenih z raztezanjem, kot tudi na tistih, nanesenih z brizganjem. Sijaj se je izboljšal na 82 enot. Stabilnost pri skladiščenju je bila dobra, čeprav smo opazili rahlo povečanje drsnosti, kar je kasneje povzročilo manjše težave, ko je stranka želela nanesti nov sloj.
- Silikon, modificiran s polieterom, je omogočil višino pene 15 mm, brez mikroskopskih luknjic ter najvišji lesk 86 enot. Prav tako je pokazal najboljšo dolgoročno stabilnost – po 30 dneh pri sobni temperaturi ni prišlo do ločevanja ali sprememb viskoznosti. Edini kompromis je bilo rahlo povečanje drsnosti površine, kar smo rešili s zmanjšanjem odmerka na 0,25 %.
Modificirana silikonska različica je postala naš standard za to linijo, saj je zagotavljala najčistejši film brez nastanka novih napak. Dodatek smo razdelili – polovico v mletje, polovico pa v redčenje –, kar je zagotovilo nekoliko boljšo obstojnost kot dodajanje celotne količine naenkrat.
Ta preskus je potrdil spoznanja, ki sem jih opazil v številnih obratih. Pri silikonih je odmerjanje ključnega pomena; običajno zadostuje 0,1–0,4 %. Precej višji odmerki pogosto povzročajo »ribje oči« ali kraterje, zlasti v sistemih z visokim sijajem ali sistemih, primernih za ponovno premazovanje. Pomembna je tudi točka dodajanja. Če celoten odmerek dodamo že v fazi mletja, lahko to zaradi strižnih sil včasih zmanjša učinkovitost v kasnejših fazah. Preskušanje združljivosti na dejanskem substratu in s celotno formulacijo je nujno – izdelek, ki v enem akrilnem sistemu deluje odlično, lahko v drugem povzroči hude kraterje, če so v njem prisotna določena navlažilna sredstva.
Iz izkušenj je razvidno, da obrati, ki imajo najmanj težav s penjenjem, izbiro sredstev za preprečevanje penjenja obravnavajo kot resno delo pri sestavljanju formulacije in ne kot nekaj, kar se dodaja šele naknadno. Izvajajo ustrezne primerjalne preskuse, merijo višino pene takoj in po 24 urah, pregledujejo posušen film pri dobri osvetlitvi ter vedno preverjajo stabilnost pri skladiščenju in zmogljivost ponovnega nanašanja. Prav tako vodijo evidence o tem, katere vrste sredstev se najbolje obnesejo v njihovih specifičnih kombinacijah pigmentov in smol.
Nobeno posamezno sredstvo proti penjenju ne reši vseh težav. Sredstva na osnovi mineralnega olja lahko povzročajo motnost v prozornih premazih. Nekateri silikoni vplivajo na medplastno adhezijo. Izdelki na osnovi polimerov včasih zahtevajo višje odmerke. Prava veščina je prilagoditi kemijsko sestavo viru penjenja, načinu nanašanja in zahtevam končnega filma, nato pa izbiro potrditi s praktičnimi testi, namesto da se zanašamo zgolj na tehnične liste.
Ko se pravi sredstvo proti penjenju uporabi v pravi količini in doda v pravi fazi, večina ljudi sploh ne opazi, da je bilo tam. Proizvodnja poteka gladko, število zavrnjenih izdelkov se zmanjša, končni premaz pa izgleda tako, kot bi moral. Prav ta tiho delujoča zanesljivost je razlog, zakaj po vseh teh letih še vedno menim, da je izbira sredstva proti penjenju ena od najpomembnejših odločitev pri vsaki formulaciji.