Haben Sie schon einmal folgende Situation erlebt? Sie haben mehrere Tage an der Formulierung gearbeitet, das teuerste Harz ausgewählt und den Farbton der Pigmente korrekt eingestellt. Nach dem Spritzen zeigt sich jedoch, dass die gesamte Oberfläche voller Krater, Orangenhaut und Bénard-Wirbel ist und der Verlauf völlig unzureichend ausfällt. Der Kunde fragt nach dem Grund und Sie antworten, dass das Harz in Ordnung sei. Tatsächlich wurde jedoch das falsche Verlaufsmittel ausgewählt. In der Beschichtungsindustrie gibt es eine alte Aussage: Wird das falsche Verlaufsmittel gewählt, hilft auch die teuerste Formulierung nicht. Auf dem Markt gibt es drei wichtige Gruppen von Verlaufsmitteln: Siliconöl-, Acrylat- und Fluorcarbon-Verlaufsmittel. Welches sollte man wählen? Als Lösungsanbieter für die gesamte Silicon-Wertschöpfungskette erklärt IOTA in diesem Artikel die grundlegende Auswahllogik.

Die wesentliche Funktion eines Verlaufsmittels besteht darin, die Oberflächenspannung der Beschichtung zu reduzieren, damit sich der Lackfilm während des Trocknungsprozesses gleichmäßig ausbreiten kann. Die drei Arten von Verlaufsmitteln besitzen jedoch unterschiedliche Molekülstrukturen. Deshalb unterscheiden sich ihre Wirkmechanismen und Nebenwirkungen vollständig.

Siliconöl-Verlaufsmittel (polyethermodifizierte Polysiloxane): Die molekulare Hauptkette besteht aus Si-O-Si-Siloxanbindungen, während an den Seitengruppen Polyethersegmente gebunden sind. Der wichtigste Vorteil besteht darin, dass sie die Oberflächenspannung von Wasser von 72 mN/m auf 20-25 mN/m reduzieren können. Dadurch bieten sie eine sehr starke Benetzung auf niederenergetischen Substraten wie Kunststoffen und ölverschmutzten Metalloberflächen. Die typische Zugabemenge beträgt 0,05%-0,3%. Diese Verlaufsmittel sind sehr effizient, aber eine Überdosierung kann die Kraterbildung verstärken oder die Haftung bei einer Überlackierung reduzieren.

Acrylat-Verlaufsmittel (Acrylat-Copolymere): Die molekulare Hauptkette besteht aus einem C-C-Kohlenstoffgerüst. Die Verlaufswirkung wird durch die Anpassung des Molekulargewichts und der Glasübergangstemperatur gesteuert. Diese Verlaufsmittel reduzieren die Oberflächenspannung nicht. Stattdessen bilden sie auf der Oberfläche des Lackfilms eine monomolekulare Schicht, die Bénard-Wirbel unterdrückt und den Verlauf verbessert. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie die Haftung bei einer Überlackierung nicht beeinträchtigen. Ihr Nachteil ist, dass sie die Benetzung niederenergetischer Substrate kaum verbessern.

Fluorcarbon-Verlaufsmittel (fluorhaltige Polymere): In die Molekülstruktur werden C-F-Bindungen eingebracht. Dadurch kann die Oberflächenspannung auf 15-20 mN/m reduziert werden, den niedrigsten Wert der drei Kategorien. Auf extrem niederenergetischen Oberflächen wie PTFE und silanbehandelten Oberflächen bieten sie besondere Benetzungsvorteile. Allerdings sind ihre Kosten am höchsten. Eine Überdosierung kann zu erheblichen Problemen bei der Haftung zwischen den Schichten führen. Zudem werden die Umweltvorschriften zunehmend strenger.

Vierstufige Auswahlmethode: Verlaufsmittel passend zur Anwendung auswählen

Bei der Auswahl eines Verlaufsmittels geht es nicht darum, welches Produkt „besser“ ist, sondern welches Produkt zur jeweiligen Anwendung „passt“. Gehen Sie in den folgenden vier Schritten vor:

Erster Schritt – Substrat prüfen: Für niederenergetische Substrate wie Kunststoffteile und ölverschmutzte Metalloberflächen sollten zuerst Siliconöl- oder Fluorcarbon-Verlaufsmittel bewertet werden. Für poröse Substrate wie Holz und Beton sind Acrylat-Verlaufsmittel normalerweise ausreichend.

Zweiter Schritt – Beschichtungssystem prüfen: Für wasserbasierte Systeme werden wasserlösliche Siliconöl-Verlaufsmittel wie polyethermodifizierte Typen ausgewählt. In lösemittelbasierten Systemen können alle drei Arten verwendet werden. In UV-härtenden Systemen sollten Siliconöl-Verlaufsmittel vorsichtig eingesetzt werden, da sie möglicherweise die Aushärtung an der Grenzfläche beeinflussen.

Dritter Schritt – Anforderungen an die Überlackierung prüfen: Für Industrielacke, die überlackiert werden müssen, beispielsweise Autoreparaturlacke, sollten Acrylat-Verlaufsmittel bevorzugt werden. Für einschichtige Holzlacke und Coil-Coating-Systeme bieten Siliconöl-Verlaufsmittel das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.

Vierter Schritt – Budget prüfen: Siliconöl-Verlaufsmittel besitzen mit 0,05%-0,3% die niedrigste Zugabemenge und bieten die besten Gesamtkosten. Acrylat-Verlaufsmittel werden mit 0,1%-1,0% dosiert und liegen im mittleren Kostenbereich. Fluorcarbon-Verlaufsmittel werden mit 0,01%-0,1% dosiert. Sie besitzen den höchsten Preis pro Einheit, werden jedoch nur in geringen Mengen eingesetzt.

Vergleichstabelle der wichtigsten Parameter der drei Verlaufsmitteltypen:

Vergleichskriterium Siliconöl Acrylat Fluorcarbon
Oberflächenspannung (mN/m) 20-25 28-35 (keine Reduzierung) 15-20
Typische Zugabemenge 0,05%-0,3% 0,1%-1,0% 0,01%-0,1%
Einfluss auf die Haftung bei Überlackierung Mittel (Risiko bei Überdosierung) Kein Einfluss Hoch (größtes Risiko)
Benetzung niederenergetischer Substrate Sehr gut Schlecht Ausgezeichnet
Vermeidung von Kratern/Orangenhaut Sehr gut Gut Sehr gut
Relative Kosten Niedrig Mittel Hoch
Umweltkonformität Gut (APEO-frei) Gut Zunehmend eingeschränkt

Empfehlungen aus der IOTA Produktlinie für Siliconöl-Verlaufsmittel

In der Kategorie der Siliconöl-Verlaufsmittel bietet IOTA drei Hauptprodukte an. Alle Parameter stammen aus den TDS-Daten auf der offiziellen Website:

IOTA 2H-850: Polyethermodifiziertes Polysiloxan, CAS 157479-55-5, Viskosität 50-150 mm²/s, Wirkstoffgehalt 100% und Dichte 1,01-1,04 g/cm³. Für wasserbasierte Systeme wird eine Zugabemenge von 0,05%-0,3% empfohlen. Das Produkt eignet sich für wasserbasierte Holzlacke und Industrielacke, bietet sowohl Verlaufs- als auch Benetzungseigenschaften und ist das wichtigste empfohlene Produkt der IOTA Verlaufsmittel-Serie.

IOTA 2H-57: CAS 70914-12-4, Viskosität 40-200 mm²/s und Wirkstoffgehalt ≥95%. Das Produkt wurde speziell zur Lösung von Problemen mit Bénard-Wirbeln und Orangenhaut entwickelt. Eine Zugabemenge von 0,1%-0,5% reicht aus, um eine erkennbare Wirkung zu erzielen.

IOTA 2H-810: CAS 128192-17-6, Viskosität 200-1000 mm²/s und Wirkstoffgehalt 100%. Das Produkt kombiniert Verlaufseigenschaften mit Blockfestigkeit und eignet sich für hochglänzende Decklacksysteme.

Am Beispiel einer wasserbasierten Acryl-Polyurethanbeschichtung wurden die tatsächlichen Ergebnisse der drei Verlaufsmitteltypen verglichen. Die Zugabemengen entsprachen jeweils dem Mittelwert des empfohlenen Dosierungsbereichs:

Siliconöl-Verlaufsmittel (IOTA 2H-850, Zugabemenge 0,15%): Die Oberflächenspannung sank von 45 auf 23 mN/m. Die Verlaufsklasse erreichte Stufe 4 nach GB/T 9756. Die Krater wurden vollständig beseitigt und die Haftung bei Überlackierung erreichte im Gitterschnittverfahren Stufe 1, womit die Anforderung erfüllt wurde.

Acrylat-Verlaufsmittel (eine importierte Marke, Zugabemenge 0,5%): Die Oberflächenspannung blieb mit 44 mN/m nahezu unverändert. Die Verlaufsklasse erreichte Stufe 3. Die Kraterbildung wurde reduziert, aber nicht vollständig beseitigt. Die Haftung bei Überlackierung erreichte Stufe 0 und damit das beste Ergebnis.

Fluorcarbon-Verlaufsmittel (eine importierte Marke, Zugabemenge 0,05%): Die Oberflächenspannung sank auf 18 mN/m. Die Verlaufsklasse erreichte Stufe 5 und damit das beste Ergebnis. Die Krater wurden vollständig beseitigt. Die Haftung bei Überlackierung erreichte jedoch nur Stufe 3, erfüllte die Anforderungen nicht und machte eine Schleifbehandlung erforderlich.

Das Ergebnis ist eindeutig: Unter Berücksichtigung des Preis-Leistungs-Verhältnisses und der Sicherheit bei der Überlackierung ist ein Siliconöl-Verlaufsmittel wie IOTA 2H-850 für die meisten wasserbasierten Beschichtungsanwendungen die beste Lösung. Acrylat-Verlaufsmittel eignen sich für Reparaturlacksysteme mit besonders hohen Anforderungen an die Überlackierbarkeit. Fluorcarbon-Verlaufsmittel sind nur bei extrem niederenergetischen Substraten wie PTFE unersetzlich.

Bei der Auswahl eines Verlaufsmittels gilt ein einfacher Grundsatz: Zuerst Substrat und Beschichtungssystem bestimmen, anschließend die Art des Verlaufsmittels festlegen und zuletzt die konkrete Produkttype auswählen. Wenn Sie eine Beschichtungsformulierung optimieren und ein ausführliches TDS oder Muster eines Siliconöl-Verlaufsmittels benötigen, können Sie die offizielle Website von IOTA unter http://www.siliconeoil.net besuchen und dort technische Informationen abrufen oder mir eine Direktnachricht senden. Wir verkaufen nicht das teuerste Produkt, sondern empfehlen das Produkt, das am besten zu Ihrer Anwendung passt.