Kratzfestigkeit und Haptik in wasserbasierten Industrie- und Holzbeschichtungen: Auswahl einer hochdichten OPE-Wachsemulsion

Überblick über die wichtigsten technischen Mechanismen und Formulierungen

Wasserbasierte Acryl-, Polyurethan-Dispersions- (PUD) und 2K-Polyurethanbeschichtungen auf Wasserbasis werden häufig in Möbeln, Bautischlereien und im allgemeinen Metallschutz eingesetzt. Im Vergleich zu lösungsmittelbasierten Beschichtungen verlieren wasserbasierte Filme Wasser und Hilfslösungsmittel langsamer, sodass der anfängliche Film weicher bleibt. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Fingernägel beschädigt werden, dass sich die Fingernägel stapeln und sich uneben anfühlen.

Wachsemulsionen sind ein häufiger Zusatzstoff für diese Oberflächenprobleme. Wenn eine Formulierung eine bessere Kratzfestigkeit, Gleitfähigkeit und Haptik erfordert, während der Film gleichzeitig so klar wie möglich und mit hoher Dichte bleiben soll oxidiertes Polyethylenwachs (OPE). Emulsionen sind eine gemeinsame Richtung. In diesem Artikel erfahren Sie, was eine Wachsemulsion im Film bewirkt, wie Ionentyp und -system aufeinander abgestimmt werden, worauf beim Einarbeiten zu achten ist und wie sie sich auf die Transparenz und Überstreichbarkeit auswirkt.

Was bewirkt eine Wachsemulsion im Lackfilm?

Bei Beschichtungen auf Wasserbasis wird hauptsächlich eine hochdichte OPE-Wachsemulsion verwendet, um die Kratzfestigkeit zu verbessern, die Oberflächenreibung zu verringern, Stapelblockaden zu reduzieren und das Handgefühl zu verbessern. Es handelt sich um ein Additiv zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und nicht um ein Antiabsetzmittel für Pigmente in der Dose.

Nach dem Auftragen werden die Wachspartikel in der Wasserphase dispergiert. Wenn Wasser verdunstet und das Bindemittel koalesziert, reichert sich ein Teil des Wachses tendenziell an der Filmoberfläche an. Der Umfang hängt vom System ab. An der Oberfläche trägt das Wachs auf vier Arten bei:

• Kratz- und Kratzfestigkeit: OPE-Wachs mit hoher Dichte weist eine hohe Kristallinität und eine relativ hohe Härte auf. Wachspartikel an der Oberfläche tragen dazu bei, die mechanische Belastung durch Fingernägel, Münzen und ähnliche Kontakte zu verteilen.
• Schlupf- und Reibungskontrolle: Es verringert die Oberflächenreibung, sodass berührende Objekte über die Folie gleiten, anstatt den Binder zu zerreißen.
• Antiblocking: Wenn Holztüren, Fensterrahmen oder Metallpaneele kurz nach der forcierten Trocknung gestapelt werden, trägt Oberflächenwachs dazu bei, das Anhaften von Filmen an Filmen zu reduzieren.
• Handgefühl-Tuning: Je nach Partikelgröße und Wachshärte kann die Haptik von trocken und seidig bis weicher reichen.

Formulierungshinweis: Wachsemulsionen verändern die Oberflächeneigenschaften. Sie sollen nicht verhindern, dass sich Pigmente in der Dose absetzen. Der Absetzungsschutz im Behälter in wasserbasierten Industriefarben wird üblicherweise durch Rheologiemodifikatoren wie assoziative PU-Verdicker, alkaliquellbare Emulsionen, pyrogene Kieselsäure oder Tone vom Bentonit-/Hectorit-Typ gehandhabt.

Ionentyp und Systemkompatibilität

Ob eine Wachsemulsion zuverlässig funktioniert, hängt davon ab, ob ihr Emulgatorsystem mit der Harzdispersion, den Pigmenten und den Co-Lösungsmitteln kompatibel ist. Eine Nichtübereinstimmung kann zu Mikroflockung, Viskositätsdrift, Glanzverlust oder Lagertrennung führen.

Wasserbasierte Holz- und Industrielacke haben typischerweise einen leicht alkalischen pH-Wert und sind meist anionisch stabilisiert.

1. Anionische OPE-Wachsemulsionen

• Fit: Die meisten wässrigen Acryl-, Styrol-Acryl- und anionischen PUD-Systeme. Dies ist eine häufige Wahl für sie.
• Tipp: Wenn es auf die Wasserbeständigkeit ankommt (z. B. Außenschreinerei, industrielle Korrosionsschutzdeckbeschichtungen), achten Sie auf Typen, die mit flüchtigen Aminen neutralisiert sind, da fixiertes Alkali hydrophile Salze im Trockenfilm hinterlässt.

1. Nichtionische OPE-Wachsemulsionen

• Besonderheit: Stabilisiert durch sterische Hinderung durch nichtionische Tenside und nicht durch Ladung.
• Fit: pH-empfindliche Formulierungen, Systeme mit multivalenten Metallvernetzern wie Zink- oder Zirkoniumsalzen und Systeme mit hohem Elektrolytgehalt (z. B. Industriegrundierungen mit hoher Pigmentvolumenkonzentration).
• Notiz: Aziridin und Carbodiimid sind organische Vernetzer, keine Metallvernetzer. Auch ihre Kompatibilität mit der Emulsion sollte bei der Auswahl berücksichtigt werden.

1. Kationische Wachsemulsionen

• Diese können im Allgemeinen nicht direkt in anionische Systeme eingemischt werden, da entgegengesetzte Ladungen zur Koagulation führen können. Sie eignen sich nur für wenige kationische Systeme.

Wenn Sie beim Mischen von Emulsionen Aufrahmung, Sedimentation oder Ausflockung feststellen, beachten Sie: Wachsemulsion trennt sich ständig? 5 Ursachen für Instabilität und wie man sie behebt.

Auswahlrichtungstabelle

Gründungshinweise

OPE-Wachsemulsionen mit hoher Dichte werden normalerweise in der Auflackierungsphase unter leichtem Rühren zugegeben. Die richtige Stufe hängt vom System und Leistungsziel ab. Unser technisches Team stellt Referenzen zur Anfangsdosis zur Verfügung und passt diese basierend auf Ihrem Test-Feedback kontinuierlich mit Ihnen an.

• Stufe der Ergänzung: Im Allgemeinen enttäuschend. Vermeiden Sie das Mahlen mit hoher Scherung, da dies das Emulgatorsystem beschädigen kann.
• Dosierungsprinzip: Zu wenig bringt wenig Wirkung. Zu viel bringt keine weitere Verbesserung, sobald die Oberflächenschicht gesättigt ist, und das überschüssige Wachs bleibt im Film, was zu einer Trübung führen oder die Haftung zwischen den Schichten verringern kann.
• pH-Wert und Lösungsmittel: Bringen Sie bei anionischen Emulsionen den pH-Wert der Charge vor der Zugabe in den entsprechenden Bereich. Verdünnen Sie koaleszierende Lösungsmittel zuerst, anstatt sie direkt der Emulsion zuzugeben, um lokale Stöße zu vermeiden.

Auswirkung auf Transparenz und Überlackierbarkeit

Die beiden häufigsten Probleme bei Premium-Holz- und Industrie-Klarlacken sind die Trübung des Wachses (auf dunklem Holz oder schwarzem Metall besser sichtbar) und die Zwischenschichthaftung bei Mehrschichtsystemen.

1. Transparenz und Glanz Feinere Wachspartikel und eine bessere Übereinstimmung des Brechungsindex mit dem Bindemittel bedeuten im Allgemeinen eine geringere Lichtstreuung. Für Klarlacke, bei denen es auf Klarheit und Glanz ankommt, sind in der Regel feinkörnigere Sorten der Ausgangspunkt. Wie weit die Klarheit erhalten bleibt, hängt vom System, der Dosierung und der Filmdicke ab.
2. Überlackierbarkeit und Zwischenschichthaftung Paraffin- und Silikonöle haben eine sehr niedrige Oberflächenenergie und neigen dazu, eine schwache Grenzschicht zu bilden, die sich auf spätere Anstriche auswirkt. Oxidiertes PE-Wachs trägt Carboxyl- und andere polare Gruppen entlang der Kette, was zu einer relativ besseren Kompatibilität mit Acryl- und Polyurethan-Bindemitteln führt. Bei geeigneten Dosierungen ist der Einfluss auf die Überstreichbarkeit im Allgemeinen geringer. Ob es Ihren Überlackierungsanforderungen entspricht, hängt vom System und der Dosierung ab. Wir helfen bei der Anpassung basierend auf Ihrem Test-Feedback.

Wie wir Ihre Auswahl unterstützen

Unser technisches Team berät Sie bei der Auswahl und gibt Referenzen zur Anfangsdosis basierend auf Ihren System- und Leistungszielen und passt sich auf der Grundlage Ihres Test-Feedbacks kontinuierlich mit Ihnen an.

SAMWAX ist unser Sortiment an wasserbasierten Wachsemulsionen und -dispersionen. Wir produzieren das oxidierte Wachs-Rohmaterial selbst und kontrollieren den Säurewert, die Dichte und das Molekulargewicht an der Quelle, was die Konsistenz von Charge zu Charge unterstützt. Für verschiedene Harzsysteme können wir je nach Bedarf maßgeschneiderte anionische oder nichtionische Dispersionen anbieten.

Um unsere Empfehlung zu beschleunigen, teilen Sie uns bitte Folgendes mit:

1. Bindemittel und pH-Wert: B. selbstvernetzendes Acryl, PUD, Acryl-PUD-Hybrid oder 2K-PU auf Wasserbasis, und der pH-Wert der Formulierung
2. Untergrund- und Glanzbereich: z. B. dunkler Holzklarlack, pigmentierter MDF-Lack oder Metallgrundierung/Decklack, und der Zielglanz
3. Trocknungsbedingungen: Umgebungstemperatur, forcierte Warmluft oder Backen
4. Hauptleistungsziel: Kratzfestigkeit, frühes Antiblocking, Haptik oder Beibehaltung der Klarheit

TDS und SDS sind verfügbar. Für Muster und Formulierungsunterstützung wenden Sie sich bitte an uns Kontaktieren Sie uns →

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Wie unterscheidet sich eine OPE-Wachsemulsion mit hoher Dichte von einer Standard-PE-Wachsemulsion mit niedriger Dichte?

Im Allgemeinen weist oxidiertes PE-Wachs mit hoher Dichte eine höhere Kristallinität, Härte und einen höheren Schmelzpunkt auf. Bei höheren Stapeltemperaturen hat es in der Regel einen Vorteil in Bezug auf Kratzfestigkeit und Antiblocking. PE-Wachs mit niedriger Dichte ist relativ weicher. Genaue Werte variieren je nach Klasse.

F2: Verursacht eine Wachsemulsion wie Silikonzusätze Kraterbildung?

Der Mechanismus ist anders. Silikonadditive senken vor allem die Oberflächenspannung der flüssigen Beschichtung und können bei Überdosierung Krater oder Überlackierungsprobleme verursachen. Eine Wachsemulsion besteht aus dispergierten festen Partikeln und wirkt physikalisch an der Oberfläche für Gleitfähigkeit und Schutz. Ob jedoch Kraterbildung auftritt, hängt vom System, der Dosierung und anderen Zusatzstoffen ab und kann daher nicht in jedem Fall ausgeschlossen werden.

F3: Kann es in einem wasserbasierten 2K-PU verwendet werden und in welcher Komponente?

Es kann in Betracht gezogen werden. Im Allgemeinen empfehlen wir die Zugabe zur Polyolkomponente (Teil A) und nicht zum Isocyanathärter. Für diese Systeme sind in der Regel nichtionische oder sterisch stabilisierte Typen besser geeignet. Für eine konkrete Empfehlung wenden Sie sich bitte an unser technisches Team.

F4: Wie kann ich verhindern, dass eine Wachsemulsion den Glanz eines Hochglanz-Klarlacks verringert?

Wählen Sie zunächst eine Sorte mit feinerer Partikelgröße und halten Sie die Dosierung auf dem niedrigsten Niveau, das Ihren Leistungsanforderungen entspricht. Unser technisches Team berät Sie bei der Auswahl und gibt Referenzen zur Anfangsdosis für Ihr Glanzziel und passt es auf der Grundlage Ihres Test-Feedbacks fortlaufend an.

F5: Beeinflusst eine Wachsemulsion die Schleifbarkeit wasserbasierter Holzgrundierungen?

Die Schleifbarkeit wird vor allem durch spezielle Schleifzusätze wie Zinkstearat verbessert. Die Aufgabe der Wachsemulsion besteht in der Rutsch- und Kratzfestigkeit. Wir raten daher davon ab, sich beim Schleifen darauf zu verlassen. Wenn beide verwendet werden, berücksichtigen Sie deren Kompatibilität und die Auswirkung auf die Zwischenschichthaftung.

SAMWACHS von Rallychem | Wachsemulsionen und -dispersionen auf Wasserbasis