Nakon više od dvadeset pet godina formuliranja premaza za metalne, plastične i drvene podloge, naučio sam da loše vlaženje površine predstavlja jedan od najčešćih razloga zbog kojih i inače dobra formulacija ne uspijeva u proizvodnoj hali. Možete imati izvrsnu disperziju pigmenata, dobar sjaj i čvrsta mehanička svojstva, a ipak boja i dalje pravi perlice, puzi ili ostavlja suha mjesta na podlozi. Tada sredstvo za vlaženje postaje neophodno. Ono ne samo da omogućava širenje tečnosti, već u osnovi mijenja način na koji premaz interagira s površinom prije nego što se osuši.
Tenzid djeluje tako što smanjuje površinski napon tekućine kako bi prevladala površinsku energiju podloge. Mnoge industrijske površine — masni čelik, plastike niske energije ili čak blago kontaminirani aluminij — imaju površinske energije znatno ispod 40 mN/m. Tipični vodeni premaz bez pomoći ima površinski napon od oko 45–55 mN/m. Rezultat je veliki ugao kontakta i loše razlijevanje. Dobar sredstvo za vlaženje smanjuje površinski napon tekućine na 25–32 mN/m, omogućavajući premazu da se ravnomjerno razlije i formira kontinuirani sloj.
Postoji nekoliko hemijskih porodica. Vlaživači na bazi silikona (obično polieterski modificirani polidimetilsiloksani) su vrlo efikasni pri niskim dozama i također pružaju određeno izravnavanje. Fluorirane vrste daju najjače smanjenje površinskog napona i dobro djeluju na teškim plastikama, ali su skuplje i mogu utjecati na stabilnost pjene. Neionski surfaktanti i vlažno-aktivna sredstva na akrilnoj bazi nude uravnoteženiji profil sa manje nuspojava na ponovnu premazivost ili adheziju slojeva. Izbor obično zavisi od podloge, smolnog sistema i od toga da li će premaz kasnije biti prekriven drugim slojem.
Još se sjećam projekta od prije nekoliko godina koji je jasno pokazao praktičnu razliku. Razvijali smo vodeni epoksidni temeljni premaz za aluminijske ekstruzije koje se koriste u arhitektonskim okvirima. Aluminij je bio očišćen, ali je i dalje imao tanak sloj oksida i povremena lagana ulja od rukovanja. Bez ikakvog sredstva za vlaženje, primer je pokazao ozbiljno cakljanje na testnim nanosima — velike površine gdje se film povukao u otoke. Kontaktni ugao na stvarnoj površini ekstruzije izmjeren je na 68°. Nakon stvrdnjavanja, vidjeli smo vidljive propuste i lošu otpornost na koroziju u testovima sa slanom maglicom.
Proveli smo kontroliranu usporedbu koristeći istu osnovnu formulaciju i dodali tri različita sredstva za vlaženje u količini od 0,4 % aktivne tvari na ukupnu težinu formule:
- Standardni neionski surfaktant smanjio je površinski napon na 38 mN/m i smanjio ugao kontakta na 42°. Puzeće kapanje se poboljšalo, ali nije potpuno eliminisano; i dalje smo na prskanim panelima uočili u prosjeku 7 suhih mrlja po 100 cm².
- Polieterski modificirani silikon smanjio je površinski napon na 29 mN/m i kut kontakta na 26°. Klizanje je potpuno nestalo i pri testovima nanošenja četkom i pri proizvodnim raspršivanjima. Performanse u testu slane maglice znatno su se poboljšale jer je film bio neprekidan.
- Fluorirani sredstvo za vlaženje kratkog lanca postiglo je najnižu površinsku napetost (24 mN/m) i kut kontakta (18°). Omogućilo je izvrstan tok na aluminiju, ali smo primijetili blago povećanje pjene tijekom miješanja i malu smanjenu adheziju među slojevima kada je kasnije nanesen gornji sloj.
Verzija modificirana silikonom bila je nedvojbeni pobjednik za taj posao. Odlučili smo se za 0,35 % aktivno, dodano u fazi letdown, a primer je prošao 500-satno ispitivanje solnim sprejem bez korozije ispod filma. Serijske proizvodne serije pokazale su dosljednu debljinu filma i znatno manje odbijenih komada zbog izgleda.
To ispitivanje je potvrdilo nekoliko lekcija koje sam vidio u mnogim postrojenjima. Prvo, ljestvice doziranja su ključne. Sredstva za vlaženje često imaju optimalan omjer — ako ih je premalo, i dalje dolazi do nedostataka; ako ih je previše, možete stvoriti nove probleme poput pojačanog pjenjenja, smanjene sjajnosti ili problema s prianjanjem. Drugo, tačka dodavanja je važna. Dodavanje sredstava za vlaženje preuranjeno u visokobrzinskoj disperziji ponekad može smanjiti njihovu efikasnost kasnije. Treće, uvijek testirajte na stvarnom podlozi, a ne samo na laboratorijskim panelima. Premaž koji savršeno vlaži na čistom čeliku može zakazati na proizvodnim dijelovima koji nose ulja iz valjaonice ili otiske prstiju.
Prema iskustvu, najveći dobitci se postižu pri prelasku na nove podloge ili pri prelasku sa sustava na bazi otapala na vodene sustave. Vodeni premazi općenito imaju veću površinsku napetost, pa im je potrebna dodatna pomoć na niskobrzinskim plastikama ili na metalima s neadekvatnom pripremom. U jednom projektu premazivanja drveta, prelazak na prilagođeni silikonski sredstvo za vlaženje omogućio nam je smanjenje količine supstance za rastvaranje za 15 %, a istovremeno postizanje dobrog toka na uljanom hrastu — što je kupac cijenio i zbog troškova i zbog emisije isparljivih organskih spojeva (VOC).
Naravno, sredstva za vlaženje nisu čarobno rješenje. Ne mogu ukloniti teška zagađenja niti potpuno nekompatibilne kombinacije smole i podloge. Također mogu utjecati na druga svojstva — neki povećavaju klizanje, dok drugi, ako se predoziraju, mogu smanjiti otpornost na vodu. U sistemima koji se mogu ponovo premazati obično preferiram blaže akrilne ili neionske tipove u odnosu na snažne silikone ili fluorirane proizvode.
Na kraju, sredstvo za vlaženje ostaje jedan od aditiva s najvećim utjecajem u formulaciji kada je podloga bilo šta manje od idealne. Postrojenja i formulatori koji ih shvataju ozbiljno — provodeći odgovarajuća uporedna ispitivanja na stvarnim dijelovima, mjereći površinski napon i ugao kontakta gdje je to moguće i provjeravajući dugoročne performanse filma — su oni koji prestaju da se bore protiv nedostataka u izgledu i počinju isporučivati dosljedne, pouzdane premaze. Kada je pravi sredstvo za vlaženje na pravom mjestu i u pravoj količini, premaz jednostavno radi ono što treba: razlijeva se, prianja i štiti, a da pritom ne privlači pažnju na sebe.