Setelah lebih dari dua puluh lima tahun memformulasikan pelapis untuk substrat logam, plastik, dan kayu, saya telah belajar bahwa pembasahan yang buruk adalah salah satu alasan paling umum mengapa formulasi yang sangat bagus gagal di lantai toko. Anda dapat memiliki dispersi pigmen yang sangat baik, kilap yang baik, dan sifat mekanik yang solid, namun cat masih menggumpal, merayap, atau meninggalkan bintik-bintik kering pada media. Saat itulah agen pembasah menjadi penting. Mereka tidak hanya membuat cairan menyebar; mereka secara fundamental mengubah bagaimana lapisan berinteraksi dengan permukaan sebelum mengering.
Bahan pembasah bekerja dengan menurunkan tegangan permukaan cairan sehingga dapat mengatasi energi permukaan substrat. Banyak permukaan industri - baja berminyak, plastik berenergi rendah, atau bahkan aluminium yang sedikit terkontaminasi - memiliki energi permukaan di bawah 40 mN/m. Lapisan yang ditularkan melalui air tanpa bantuan berkisar antara 45-55 mN/m. Hasilnya adalah sudut kontak yang tinggi dan penyebaran yang buruk. Bahan pembasah yang baik menurunkan tegangan permukaan cairan hingga 25-32 mN / m, memungkinkan lapisan mengalir keluar secara merata dan membentuk lapisan yang kontinu.
Ada beberapa kelompok bahan kimia. Bahan pembasah berbasis silikon (biasanya polidimetilsiloksan yang dimodifikasi dengan polieter) sangat efektif pada dosis rendah dan juga memberikan beberapa perataan. Jenis berfluorinasi memberikan pengurangan tegangan permukaan terkuat dan bekerja dengan baik pada plastik yang sulit, tetapi harganya lebih mahal dan dapat mempengaruhi stabilitas busa. Surfaktan non-ionik dan bahan pembasah berbasis akrilik menawarkan profil yang lebih seimbang dengan efek samping yang lebih sedikit pada kemampuan pelapisan ulang atau daya rekat antarlapis. Pilihan biasanya tergantung pada substrat, sistem resin, dan apakah lapisan akan dilapisi ulang nantinya.
Saya masih ingat sebuah proyek dari beberapa tahun yang lalu yang menunjukkan perbedaan praktis secara jelas. Kami sedang mengembangkan primer epoksi yang ditularkan melalui air untuk ekstrusi aluminium yang digunakan dalam bingkai arsitektur. Aluminium telah dibersihkan tetapi masih memiliki lapisan oksida tipis dan sesekali minyak ringan akibat penanganan. Tanpa bahan pembasah, primer menunjukkan perayapan yang parah pada penarikan - area yang luas di mana film ditarik kembali menjadi pulau-pulau. Sudut kontak pada permukaan ekstrusi aktual diukur 68°. Setelah pengawetan, kami melihat adanya liburan yang terlihat dan ketahanan korosi yang buruk dalam pengujian semprotan garam.
Kami melakukan perbandingan terkontrol menggunakan formulasi dasar yang sama dan menambahkan tiga bahan pembasah yang berbeda pada 0,4 % aktif pada total berat formula:
- Surfaktan non-ionik standar mengurangi tegangan permukaan hingga 38 mN/m dan menurunkan sudut kontak hingga 42°. Perayapan membaik tetapi tidak dihilangkan; kami masih menghitung rata-rata 7 titik kering per 100 cm² pada panel yang disemprot.
- Silikon yang dimodifikasi dengan polieter menurunkan tegangan permukaan hingga 29 mN/m dan sudut kontak hingga 26°. Perayapan menghilang sama sekali pada uji coba penarikan dan semprotan produksi. Performa semprotan garam meningkat secara nyata karena filmnya kontinu.
- Bahan pembasah berfluorinasi rantai pendek mencapai tegangan permukaan terendah (24 mN/m) dan sudut kontak (18°). Bahan ini memberikan aliran yang sangat baik pada aluminium, tetapi kami mengamati sedikit peningkatan busa selama pencampuran dan sedikit penurunan daya rekat antar lapisan ketika lapisan atas diaplikasikan kemudian.
Versi modifikasi silikon adalah pemenang yang jelas untuk pekerjaan itu. Kami memilih 0,35 % aktif, ditambahkan pada tahap letdown, dan primer melewati semprotan garam selama 500 jam tanpa korosi lapisan bawah. Proses produksi menunjukkan pembuatan film yang konsisten dan jauh lebih sedikit yang ditolak untuk penampilan.
Uji coba itu memperkuat beberapa pelajaran yang telah saya lihat di banyak tanaman. Pertama, tangga dosis sangat penting. Bahan pembasah sering menunjukkan titik manis - terlalu sedikit dan Anda masih mendapatkan cacat; terlalu banyak dan Anda dapat menciptakan masalah baru seperti peningkatan pembusaan, pengurangan kilap, atau masalah adhesi. Kedua, titik penambahan itu penting. Menambahkan bahan pembasah terlalu dini pada dispersi geser tinggi terkadang dapat mengurangi keefektifannya di kemudian hari. Ketiga, selalu uji pada substrat yang sebenarnya, bukan hanya pada panel laboratorium. Lapisan yang membasahi dengan sempurna pada baja bersih dapat gagal pada bagian produksi yang membawa minyak pabrik atau sidik jari.
Berdasarkan pengalaman, keuntungan terbesar muncul ketika beralih ke substrat baru atau ketika berpindah dari sistem yang ditularkan melalui pelarut ke sistem yang ditularkan melalui air. Pelapis yang ditularkan melalui air umumnya memiliki tegangan permukaan yang lebih tinggi, sehingga membutuhkan lebih banyak bantuan pada plastik berenergi rendah atau logam yang dipersiapkan secara marginal. Dalam satu proyek pelapisan kayu, beralih ke bahan pembasah silikon yang disesuaikan memungkinkan kami untuk mengurangi jumlah co-solvent sebesar 15 % sambil tetap mencapai aliran yang baik pada kayu ek berminyak - sesuatu yang dihargai oleh pelanggan karena alasan biaya dan VOC.
Tentu saja, bahan pembasah bukanlah solusi ajaib. Bahan ini tidak dapat mengatasi kontaminasi berat atau kombinasi resin-substrat yang sama sekali tidak kompatibel. Mereka juga dapat mempengaruhi sifat-sifat lain - beberapa meningkatkan slip, yang lain dapat mengurangi ketahanan air jika berlebihan. Dalam sistem yang dapat didaur ulang, saya biasanya lebih memilih jenis akrilik yang lebih ringan atau non-ionik daripada silikon yang kuat atau produk berfluorinasi.
Pada akhirnya, zat pembasah tetap menjadi salah satu aditif dengan daya ungkit tertinggi dalam formulasi ketika substrat kurang ideal. Pabrik dan formulator yang memperlakukannya dengan serius - menjalankan uji coba perbandingan yang tepat pada komponen nyata, mengukur tegangan permukaan dan sudut kontak jika memungkinkan, dan memeriksa kinerja film jangka panjang - adalah orang-orang yang berhenti memerangi cacat tampilan dan mulai memberikan pelapis yang konsisten dan andal. Ketika bahan pembasah yang tepat berada di tempat yang tepat pada tingkat yang tepat, pelapis hanya melakukan apa yang seharusnya dilakukan: menyebar, melekat, dan melindungi tanpa menarik perhatian.