{"id":160720,"date":"2024-10-31T16:43:49","date_gmt":"2024-10-31T14:43:49","guid":{"rendered":"https:\/\/concentrol.com\/?p=160720"},"modified":"2024-10-31T17:05:56","modified_gmt":"2024-10-31T15:05:56","slug":"optimierung-der-hydrophobizitaet-von-wasserbasierten-beschichtungen-mit-wachs-emulsionsadditiven","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hosting175685eu-cp704.wordpresstemporal.com\/de\/optimierung-der-hydrophobizitaet-von-wasserbasierten-beschichtungen-mit-wachs-emulsionsadditiven\/","title":{"rendered":"Optimierung der Hydrophobizit\u00e4t von wasserbasierten Beschichtungen mit Wachs-Emulsionsadditiven"},"content":{"rendered":"

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Eine Emulsion ist ein zweiphasiges System aus nicht mischbaren Fl\u00fcssigkeiten. Je nach Zusammensetzung der kontinuierlichen und der dispergierten Phase k\u00f6nnen \u00d6l-in-Wasser- oder Wasser-in-\u00d6l-Emulsionen gebildet werden. Ein Tensid ist entscheidend, um die Stabilit\u00e4t aller Emulsionen zu gew\u00e4hrleisten, da es die Grenzfl\u00e4chenspannung zwischen den beiden Fl\u00fcssigkeiten reduziert. Zus\u00e4tzliche Additive k\u00f6nnen ebenfalls zur Erh\u00f6hung dieser Stabilit\u00e4t beitragen.<\/p>\n

Wachs-Emulsionen bieten eine effiziente Methode, Wachs in ein Produkt einzubringen, da sie sich aufgrund ihrer fl\u00fcssigen Form leicht in wasserbasierte Beschichtungen und Farbsysteme einmischen lassen. Wachse sind typische Additive, die die Oberfl\u00e4cheneigenschaften einer Beschichtung signifikant beeinflussen und deren Optik sowie Schutzfunktion verbessern.<\/p>\n

Aufgrund ihrer chemischen Struktur bieten Wachse eine besonders starke Verbesserung der Wasserabweisung. Diese Eigenschaft sch\u00fctzt Oberfl\u00e4chen zuverl\u00e4ssig vor Wasseraufnahme, was Probleme wie Schimmelbildung (ungesund und unansehnlich) und sogar irreversible strukturelle Sch\u00e4den verhindern kann.<\/p>\n

Paraffinwachse zeichnen sich \u00fcblicherweise durch hervorragende Wasserbarriereeigenschaften aus, insbesondere auf por\u00f6sen Oberfl\u00e4chen, da sie haupts\u00e4chlich aus linearen Alkan-Ketten bestehen und eine stabile Kristallstruktur aufweisen.<\/p>\n

Die Produktreihe EMULTROL umfasst eine breite Auswahl an Wachsen wie Paraffin, Polyethylen, Lignin und Carnauba. Kombiniert mit unterschiedlichen Emulgatoren decken diese Wachs-Emulsionen eine Vielzahl von Anforderungen ab. Besonders hervorzuheben sind EMULTROL CM-2469 SPL und CM-2655 E als besonders leistungsf\u00e4hige Kandidaten zur Verbesserung der Wasserabweisung in wasserbasierten Farben. Beide Produkte sind Paraffin-Wachsemulsionen, die durch ihre wei\u00dfe Farbe, geringe Partikelgr\u00f6\u00dfe (< 1 \u00b5m), niedrige Viskosit\u00e4t und einen alkalischen pH-Wert (siehe Abbildung 1 und Tabelle 1) \u00fcberzeugen.<\/p>\n

Abbildung 1<\/b> – Erscheinungsbild und Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung von EMULTROL CM-2469 SPL und CM-2655 E.<\/p>\n

\"\"<\/h5>\n

Tabelle 1<\/b> – Eigenschaften von EMULTROL CM-2469 SPL und CM-2655 E.<\/p>\n

\"\"<\/h5>\n

Untersuchung<\/b><\/p>\n

Die Analyse der Wechselwirkung zwischen einer Fl\u00fcssigkeit und einer Oberfl\u00e4che gibt wertvolle Hinweise auf die Oberfl\u00e4cheneigenschaften und das Verhalten in anderen Umgebungen. Der Kontaktwinkel eines Wassertropfens ist hierbei ein entscheidender Indikator, der zeigt, ob eine Oberfl\u00e4che f\u00fcr bestimmte Funktionen, wie etwa Hydrophobizit\u00e4t, optimiert wurde.<\/p>\n

Ein Tropfen, der rund bleibt und einen hohen Kontaktwinkel aufweist (siehe Abbildung 2, links), weist auf eine hydrophobe oder wasserabweisende Oberfl\u00e4che hin. Ein flach aufliegender Tropfen hingegen (siehe Abbildung 2, rechts), der einen niedrigen Kontaktwinkel zeigt, deutet auf eine hydrophile Oberfl\u00e4che hin.<\/p>\n

Abbildung 2<\/b> – Beschichtete (links) und unbeschichtete (rechts) Oberfl\u00e4chen zur Optimierung der Hydrophobizit\u00e4t.<\/p>\n

\"\"<\/h5>\n

Zur Bewertung des hydrophoben Verhaltens der Emulsionen wurde eine 30 \u00b5m dicke Schicht (im feuchten Zustand) jeder Emulsion auf Papier aufgetragen und vollst\u00e4ndig trocknen gelassen (mindestens 12 Stunden bei Raumtemperatur). Anschlie\u00dfend wurde ein Wassertropfen vorsichtig auf diese Schicht gegeben, um dessen Form zu beobachten.<\/p>\n

Um die Vorteile der Verwendung von Wachsemulsionen als Additive in Farben zu veranschaulichen, wurden 2 % und 3 % jeder Emulsion zwei verschiedenen handels\u00fcblichen Harzen hinzugef\u00fcgt, einem Styrol-Acrylat- und einem Acrylharz, die beide in Farben und Beschichtungen verwendet werden. Die Eigenschaften dieser Harze sind in Tabelle 2 dargestellt. Das gleiche Verfahren wurde anschlie\u00dfend mit den modifizierten Harzen als Beschichtung wiederholt.<\/p>\n

Tabelle 2<\/b> – Eigenschaften der verwendeten Harze.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Ergebnisse<\/b><\/p>\n

Es ist allgemein bekannt, dass unbeschichtetes Papier sofort Wasser absorbiert. Wird jedoch der passende Beschichtungsstoff verwendet, kann eine hydrophobe Oberfl\u00e4che erzielt werden. In Abbildung 3 zeigt sich, wie sich Wassertropfen auf beschichtetem Papier verhalten. Wie oben beschrieben, wird der hydrophobe Charakter durch Wachsemulsionen (a) verst\u00e4rkt, im Vergleich zu den reinen Acrylharzen (b), da eine rundere Form erreicht wird, die auf einen h\u00f6heren Kontaktwinkel hinweist.<\/p>\n

Abbildung 3<\/b> – Wassertropfen auf Papier, das mit a) EMULTROL CM-2469 SPL und CM-2655 E Wachsemulsionen und b) Harz 1 und Harz 2 beschichtet wurde.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus zeigt Abbildung 4 eine deutliche Verbesserung der Hydrophobizit\u00e4t bei Verwendung von Wachsemulsionen als Additive in Acrylharzen. Dieser Effekt ist bei Harz 2 (b) besonders stark ausgepr\u00e4gt, da sich der Wassertropfen deutlich runder formt. Wie erwartet, f\u00fchrt eine Dosiserh\u00f6hung von 2 % auf 3 % zu einer weiteren Steigerung der Hydrophobizit\u00e4t der Oberfl\u00e4che (siehe Abbildung 5).<\/p>\n

Zusammengefasst kann festgestellt werden, dass EMULTROL CM-2469 SPL und EMULTROL CM-2655 E herausragende Kandidaten als Wachsemulsionsadditive f\u00fcr wasserbasierte Farben sind, insbesondere solche, die auf polymeren Dispersionen basieren.<\/p>\n

Abbildung 4<\/b> – Wassertropfen auf Papier beschichtet mit a) reinem und additiviertem Harz 1 und b) reinem und additiviertem Harz 2 mit 2 % Wachsemulsionen.<\/p>\n

\"\"<\/h5>\n

Abbildung 5<\/b> – Wassertropfen auf Papier beschichtet mit a) Harz 1 und b) Harz 2 mit 2 % und 3 % Wachsemulsionen.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Schlussfolgerungen<\/b><\/p>\n

EMULTROL CM-2469 SPL und EMULTROL CM-2655 E sind Paraffin-Wachsemulsionen, die speziell f\u00fcr wasserbasierte Beschichtungen entwickelt wurden. Sie wurden mit unterschiedlichen Emulgatorsystemen formuliert, um die Kompatibilit\u00e4t mit den g\u00e4ngigen Harzen auf Wasserbasis zu maximieren. Der Hauptvorteil dieser Wachsemulsionen in wasserbasierten Beschichtungen liegt in der deutlichen Verbesserung der Hydrophobizit\u00e4t der Beschichtungsschicht. Die Wirksamkeit dieser Wachsemulsionen wurde in der vorliegenden Studie umfassend nachgewiesen.<\/p>\n

Zu beachten ist, dass jede Formulierung einzigartig ist und eventuell Kompatibilit\u00e4tstests erforderlich sind, um optimale Ergebnisse zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n

Verfasser: Carlota Claras\u00f3<\/h5>\n

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