Nakon više od dvadeset i pet godina formuliranja premaza za metalne, plastične i drvene podloge, naučio sam da je loše vlaženje jedna od najčešćih razloga zbog kojih savršeno dobra formulacija ne uspije 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 postaju neophodni sredstva za vlaženje. Ona ne samo da omogućuju širenje tekućine, nego u osnovi mijenjaju način na koji premaz stupa u interakciju s površinom prije nego što se osuši.
Tenzid djeluje tako da smanjuje površinski napon tekućine kako bi ona mogla nadvladati površinsku energiju podloge. Mnoge industrijske površine — masni čelik, niskoenergetske plastike 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 velik kut kontakta i loše razlijevanje. Dobar sredstvo za vlaženje smanjuje površinski napon tekućine na 25–32 mN/m, omogućujući premazu da se ravnomjerno razlije i formira neprekinuti sloj.
Postoji nekoliko kemijskih obitelji. Mokila na bazi silikona (obično polieterski modificirani polidimetilsiloksani) vrlo su učinkovita 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 sredstva za vlaženje na akrilnoj bazi nude uravnoteženiji profil s manje nusutjecaja na ponovnu premazivost ili prianjanje slojeva. Izbor obično ovisi o podlozi, sustavu smole i tome hoće li premaz naknadno biti prekriven.
Još se sjećam projekta od prije nekoliko godina koji je jasno pokazao praktičnu razliku. Razvijali smo vodeni epoksidni temeljni premaz za aluminijske ekstrudate koji se koriste u arhitektonskim okvirima. Aluminij je bio očišćen, ali je i dalje imao tanak sloj oksida i povremeno lagane uljne mrlje od rukovanja. Bez ikakvog sredstva za vlaženje, primer je pokazao ozbiljno puzanje na uzorcima razmazivanja — velika područja gdje se film povukao u otoke. Kut kontakta na stvarnom površinu ekstrudata izmjeren je na 68°. Nakon stvrdnjavanja vidjeli smo vidljive propuste i slabu otpornost na koroziju u testiranju u solnoj magli.
Proveli smo kontrolirano usporedno ispitivanje 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 površinsku napetost na 38 mN/m i smanjio kut kontakta na 42°. Puzeće kapanje se poboljšalo, ali nije potpuno eliminirano; i dalje smo na prskanim pločama uočili prosječno 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 povlačenja i pri proizvodnim raspršivanjima. Performanse u testu slane maglice znatno su se poboljšale jer je film bio neprekinut.
- 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 blagi porast 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-satni test solne maglice bez korozije ispod filma. Serijska proizvodnja pokazala je 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 raspon — ako ih je premalo, i dalje dolazi do nedostataka; ako ih je previše, možete stvoriti nove probleme poput pojačanog pjenjenja, smanjenog sjaja ili problema s prianjanjem. Drugo, točka dodavanja je važna. Preuranjeno dodavanje sredstava za vlaženje pri visokoj shear-dispersiji ponekad može smanjiti njihovu učinkovitost kasnije. Treće, uvijek testirajte na stvarnom podlozi, a ne samo na laboratorijskim pločama. Premaž koji savršeno vlaži na čistom čeliku može zakazati na proizvodnim dijelovima koji nose ulja iz valjaonice ili otiske prstiju.
Prema iskustvu, najveći dobitci postižu se pri prelasku na nove podloge ili pri prelasku sa sustava na bazi otapala na vodene sustave. Vodeni premazi općenito imaju viši površinski napon, pa im je potrebna dodatna pomoć na niskobrzinskim plastikama ili na metalima s neadekvatnom pripremom. U jednom projektu premazivanja drva, prelazak na prilagođeni silikonski sredstvo za vlaženje omogućio nam je smanjenje količine su-otapala za 15 % uz 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 — neka povećavaju klizanje, a neka, ako se predoziraju, mogu smanjiti otpornost na vodu. U sustavima koji se mogu ponovno premazati obično preferiram blaže akrilne ili neionske vrste 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 što manje idealna. Tvrtke i formulatori koji ih shvaćaju ozbiljno — provode odgovarajuća usporedna ispitivanja na stvarnim dijelovima, mjere površinski napon i kut kontakta gdje je to moguće te provjeravaju dugoročne performanse filma — su oni koji prestaju boriti se protiv nedostataka u izgledu i počinju isporučivati dosljedne, pouzdane premaze. Kada je pravi sredstvo za vlaženje na pravom mjestu i u pravoj koncentraciji, premaz jednostavno radi ono što treba: razlijeva se, prianja i štiti, a da pritom ne privlači pažnju na sebe.