Rainer Hülsermann, Leiter Anwendungstechnik ZERO-LACK
r.huelsermann@zero-lack.de
Frage des Monats:

Welche Parameter sind wichtig für die Filmbildung?

Um die verschiedenen Anforderungen, die an beschichtete Oberflächen gestellt werden, erfüllen zu können, muss bei Beschichtungsstoffen mit Polymerdispersionen die Ausbildung zu einem festen, strapazierfähigen Film erfolgen. Welche Bedingungen müssen beachtet werden?

Innen- und Fassadenfarben, Dispersions-Spachtelmassen, Putze und wasserverdünnbare Lacke enthalten in der Regel sogenannte Polymerdispersionen als Bindemittel. Unterschiedlichste Anforderungen – beispielsweise an Dauerhaftigkeit, Nassabrieb- oder Wetterbeständigkeit – werden von den Produkten erfüllt, abhängig von der Rezepturzusammensetzung. Um diese Aufgaben leisten zu können, muss die Ausbildung zu einem festen, strapazierfähigen Film erfolgen. Und zwar durch Zusammenschweißen der Polymerpartikel, auch kalter Schmelzfluss genannt.
Dieser Vorgang setzt direkt nach der Applikation ein. Das Wasser der Dispersion verdunstet und die Polymerpartikel kommen sich immer näher. Mit fortschreitender Trocknung liegen die Partikel dann in dichter Packung vor. Sobald sie sich gegenseitig berühren, wird der noch mit Wasser gefüllte Raum zwischen ihnen so klein, dass dieser wie eine Kapillare wirkt. Durch diese Kapillarkräfte werden die Polymerpartikel verformt und lagern sich noch enger zusammen. In den dabei ebenfalls enger werdenden Kapillaren entstehen hierdurch immer größere Kräfte. Unter dem so erzeugten Druck wird die flüssige Phase herausgepresst und die Partikel verschmelzen miteinander.
Parameter
Bei der Filmbildung – oder auch Koaleszenz – müssen diese Bedingungen beachtet werden:
– Sie kann nur stattfinden, wenn das im Film enthaltene Wasser aus dem Film verdunsten kann. Daher darf die relative Luftfeuchte der Umgebungsluft nicht zu hoch sein und sollte nach Möglichkeit bei ca. 65 Prozent liegen.
– Die Temperatur muss über der Mindestfilmbildetemperatur (MFT) liegen. Liegt sie darunter, verschmelzen die Polymerpartikel nicht miteinander. Der Film trocknet zwar, aber es bleibt nur ein pulvriger, nicht haftender Rückstand übrig. Üblicherweise sind die Produkte auf eine Filmbildetemperatur von oberhalb +3 °C eingestellt, dabei ist aber auf mögliche Verdunstungskälte zu achten, die den Anstrichfilm um 2 bis 3 °C herunter kühlen kann.
– Im Gegensatz dazu erzeugt eine Verarbeitung bei hohen Temperaturen, starkem Wind oder auf stark saugenden Untergründen ein „Aufbrennen“ der Filme. Hierbei wird schlagartig das Wasser aus dem Film gerissen. Es setzt zwar eine Verfilmung ein, jedoch werden dabei Pigment- und Füllstoff- orientierung massiv gestört und es treten deutlich sichtbare Scheckigkeiten und Farbtonunterschiede auf.
Um ein stets optimales Ergebnis zu erzielen, sollten die benannten Parameter auf jeden Fall beachtet werden (siehe auch BFS Merkblatt Nr. 9, Absatz 6.5).