Смачиватели для ЛКМ: полное руководство по выбору

Почему смачивающие агенты важны в каждом покрытии

Покрытие, которое не смачивает должным образом, выходит из строя ещё до высыхания. Плохое смачивание подложки вызывает отток, кратеры и нарушение адгезии. Плохое смачивание пигментов приводит к увеличению времени диспергирования, повышению вязкости и нестабильности дисперсий.

Смачивающие агенты снижают поверхностное натяжение на критических границах раздела — между жидкостью и твёрдым телом (подложкой или пигментом), а также между жидкостью и воздухом. Это позволяет покрытию равномерно растекаться, проникать в текстуру подложки и поддерживать стабильную дисперсию пигментов.

Цена игнорирования смачивания:

• Отток и стягивание на низкоэнергетических подложках (пластики, обработанные металлы)
• Кратеры от загрязнений
• Увеличение времени диспергирования на 20–40%
• Флокуляция пигментов при хранении

Два типа смачивания — две разные проблемы

Смачивание подложки

Покрытие должно растекаться по поверхности подложки без стягивания. Для этого поверхностное натяжение жидкости должно быть ниже поверхностной энергии подложки.

Правило: Если поверхностная энергия подложки ниже 35 мН/м, почти наверняка требуется смачивающий агент для подложки.

Смачивание пигментов

В процессе диспергирования пигментов смачивающий агент заменяет воздух и влагу на поверхности пигмента, позволяя смоле диспергатора адсорбироваться. Это тесно связано с функцией диспергатора, но отличается от неё.

• Смачивающий агент снижает поверхностное натяжение, обеспечивая начальный контакт
• Диспергатор обеспечивает стерическую/электростатическую стабилизацию после диспергирования

Во многих водных системах комбинированный диспергатор-смачиватель является наиболее эффективным решением.

Химия смачивающих агентов

На основе силикона (полиэфир-модифицированные силоксаны)

Наиболее распространённые смачивающие агенты для подложек. Силиконовый остов обеспечивает сверхнизкое поверхностное натяжение (18–22 мН/м), а полиэфирные цепи — совместимость с матрицей покрытия.

Преимущества:

• Наибольшее снижение поверхностного натяжения
• Отличное смачивание подложки на низкоэнергетических поверхностях
• Эффективны при очень низких дозировках (0,05–0,3%)

Особенности:

• Могут вызывать проблемы с межслойной адгезией при передозировке
• Некоторые типы повышают пенообразование
• Необходимо правильно подобрать структуру полиэфира для конкретной системы

Фторированные поверхностно-активные вещества

Снижают поверхностное натяжение ещё сильнее, чем силиконы (15–18 мН/м). Используются для экстремальных задач смачивания.

Преимущества:

• Наименьшее возможное поверхностное натяжение
• Отлично работают на очень низкоэнергетических подложках

Особенности:

• Более высокая стоимость
• Регуляторное давление на PFAS-содержащие типы
• Ограниченная доступность в некоторых регионах

Неионогенные органические ПАВ (ЭО/ПО блок-сополимеры)

Экономичные смачивающие агенты для менее требовательных применений. Обеспечивают умеренное снижение поверхностного натяжения с хорошей совместимостью.

Преимущества:

• Низкая стоимость
• Хорошая совместимость с различными систем
• Отсутствие проблем с межслойной адгезией, связанных с силиконом

Особенности:

• Менее эффективны на очень низкоэнергетических подложках
• Могут повышать чувствительность к воде
• Требуются более высокие дозировки (0,2–1,0%)

5 критериев выбора смачивающих агентов

1. Определите проблему смачивания

2. Согласуйте поверхностное натяжение с подложкой

Измерьте или оцените поверхностную энергию подложки. Выберите смачивающий агент, который снижает поверхностное натяжение покрытия как минимум на 3–5 мН/м ниже значения подложки.

3. Проверьте совместимость с системой

• Водные: Полиэфир-модифицированные силоксаны с достаточной гидрофильностью
• Органорастворимые: Силиконовые или фторсодержащие ПАВ с соответствующим ГЛБ
• УФ-отверждаемые: Низколетучие силиконовые смачиватели, не ингибирующие отверждение
• Высоконаполненные: Агенты, не повышающие вязкость

4. Оцените влияние на межслойную адгезию

Если покрытие будет перекрываться (грунт → эмаль, или несколько слоёв лака), проверьте межслойную адгезию со смачивающим агентом в запланированной дозировке. Силиконовые агенты выше 0,3% часто вызывают потерю адгезии.

5. Учтите взаимодействие с пеной

Силиконовые смачивающие агенты могут стабилизировать пену. В водных системах комбинируйте с совместимым пеногасителем. Тестируйте комбинацию смачиватель + пеногаситель — некоторые пары антагонистичны.

Рекомендации по дозировке

Совет: Всегда начинайте с нижнего конца диапазона дозировки. Передозировка смачивающих агентов создаёт больше проблем, чем недостаточная дозировка.

ASTRA WA® — продуктовые линейки смачивателей

Компания ASTRA Chemical предлагает ряд смачивающих агентов под брендом WA®, разработанных для систем от водных до УФ-отверждаемых.

Ключевые выводы

• Смачивающие агенты решают две различные проблемы: смачивание подложки и смачивание пигментов — сначала определите свою
• Силиконовые агенты наиболее универсальны для смачивания подложки, но следите за дозировкой для межслойной адгезии
• Всегда тестируйте комбинации смачиватель + пеногаситель в водных системах
• Начинайте с низкой дозировки и увеличивайте только при необходимости
• Для многослойных систем предпочтительны реактивные силиконовые смачиватели