10. Nov 2021
Oftmals mischen wir Netzmittel und Nivelliermittel Netzmittel und Verlaufsmittel sind zwar zwei verschiedene Additive, doch in vielen Fällen weisen einige Verlaufsmittel (insbesondere Silikonverlaufsmittel) eine gute Benetzungswirkung auf, weshalb sie oft gemeinsam erwähnt werden. Bei der Tintenformulierung, insbesondere bei UV/EB-Lackierungen, sollte ein Hilfsmittel als Netzmittel eingesetzt werden. Die Fähigkeit zur Reduzierung der Oberflächenspannung ist der einzige Indikator für die Benetzbarkeit, gefolgt von der Kompatibilität und anderen Faktoren. Je stärker ein Hilfsmittel die Oberflächenspannung reduziert, desto besser die Benetzbarkeit. Unser häufig verwendetes ölabweisendes Mittel wie 47V500 ist eines der gebräuchlichsten Netzmittel und kann die Oberflächenspannung auf etwa 22 mV reduzieren, was deutlich niedriger ist als bei gängigen Harzen. Additive wie Deqian 435 können die Oberflächenspannung auf 20–21 mV senken, und stärkere Netzmittel wie Tilo-235 können sie sogar unter 19 mV reduzieren. Gemäß dem Grundprinzip der Verlaufsregelung von Lackfilmen hängt die endgültige Verlaufskraft von der Oberflächenspannung ab. Obwohl eine zu niedrige Oberflächenspannung eine ausgezeichnete Benetzbarkeit bewirken kann, wirkt sie sich mitunter negativ auf die Nivellierung aus. Üblicherweise wird ein Netzmittel eingesetzt, wenn die Oberflächenspannung unter 22 liegt, da dies die Nivellierung beeinträchtigt. Anders ausgedrückt: Ein gutes Netzmittel ist nicht zwangsläufig auch ein gutes Nivellierungsmittel.

Im Allgemeinen weisen Silikon-Nivellierungsmittel aufgrund der geringeren Oberflächenspannung von Silikonadditiven im Vergleich zu Acryl-Nivellierungsmitteln eine niedrigere Oberflächenspannung und ein stärkeres Benetzungsvermögen auf. Die Oberflächenspannung von fluormodifizierten Acrylat-Nivellierungsmitteln kann je nach Fluorgehalt in einem großen Bereich (von etwa 30 bis unter 20) variieren. Das heißt, man kann nicht sagen, dass ein fluorhaltiges Hilfsmittel zwangsläufig sehr benetzend sein muss. Beispielsweise ist bei einem sehr niedrigen Fluorgehalt (< 2 %) die Benetzbarkeit nur geringfügig besser als die eines üblichen, fluorfreien Acryl-Nivellierers. Ein typisches Beispiel ist EFKA-3777. Bei einem höheren Fluorgehalt (ca. 10 %) nähert sich die Benetzbarkeit der von Silikonadditiven an; ein typisches Beispiel ist EFKA-3600. Mit weiter steigendem Fluorgehalt verbessert sich die Benetzbarkeit nochmals und kann die von normalen Silikon-Nivellierern übertreffen. Aufgrund der hohen Kosten von Produkten mit hohem Fluorgehalt werden diese derzeit nur für spezielle Anwendungen eingesetzt, beispielsweise FC-4430. Bei Silikonadditiven, insbesondere modifizierten Silikonöladditiven, variiert die Benetzbarkeit stark mit der Struktur. Die wichtigsten Parameter, die die Benetzbarkeit beeinflussen, sind der Siliciumgehalt und die Substituenten. Typischerweise werden Polyether-modifizierte Silikonöladditive verwendet. Bei Dimethylsiloxan-Additiven erhöht sich mit steigendem Siliciumgehalt die Benetzungsfähigkeit; wird jedoch ein Teil der Methylgruppe im Dimethylsiloxan durch eine langkettige Alkylgruppe ersetzt oder erfolgt die Substitution der aromatischen Gruppe, so erhöht sich die Oberflächenspannung weiter, d. h. die Benetzungsfähigkeit wird weiter geschwächt.

Das Wirkungsprinzip von Nivelliermittel Die Funktionsweise von Verlaufsmitteln unterscheidet sich von der von Verlaufsmitteln. Im Allgemeinen besteht die Funktion von Verlaufsmitteln darin, nach Zugabe zum Beschichtungssystem spontan an die Oberfläche des Lackfilms zu wandern, eine gleichmäßige Oberflächenspannung zu gewährleisten und diese im gesamten Lack aufrechtzuerhalten. Während des Trocknungsprozesses des Films (einschließlich der beiden Hauptprozesse der Lösungsmittelverflüchtigung und der Harzvernetzung) treten keine wesentlichen Veränderungen auf. Die Qualität eines Verlaufsmittels hängt von seiner Fähigkeit ab, eine gleichmäßige Oberflächenspannung zu erzeugen, und steht in keinem direkten Zusammenhang mit der Höhe der Oberflächenspannung. Gemäß dem Prinzip der minimalen Energie in der Physik ist nur die Reduzierung der Systemenergie spontan. Damit ein Additiv im System spontan an die Oberfläche wandern kann, muss es daher die Oberflächenenergie des Systems reduzieren können, d. h. die Oberflächenspannung des Systems verringern. Aus diesem Blickwinkel betrachtet, besitzen verschiedene Verlaufsmittel eine gewisse Fähigkeit zur Reduzierung der Oberflächenspannung des Systems, d. h. eine gewisse Benetzungsfähigkeit.

Die Schlussfolgerung aus der Kombination von wasserbasierten Klebstoffformulierungen und Harzen ist, dass spezielle Netzmittel die Verlaufseigenschaften in der Regel negativ beeinflussen können, während Verlaufsmittel üblicherweise auch Netzmitteleigenschaften besitzen. Die chemische Struktur spielt dabei eine Rolle. Im Allgemeinen weisen Silikon-Verlaufsmittel die stärkste Netzwirkung auf, gefolgt von fluormodifizierten Acrylaten und schließlich herkömmlichen Acrylat-Verlaufsmitteln.



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