04

Netzadditive

Die Benetzung der Pigmentagglomerate durch die Bindemittellösung wird von vielen Faktoren beeinflusst. Die Eindringgeschwindigkeit der flüssigen Phase in die Agglomeratzwischenräume läßt sich – unter stark vereinfachenden Annahmen – mathematisch durch die Washburn-Gleichung beschreiben.

Washburn-Gleichung

Die Kapillaren zwischen den Pigmentteilchen werden als zylindrische Röhren mit dem Radius r angenommen. Der erste Faktor auf der rechten Seite der Gleichung zeigt, dass für eine schnelle Benetzung (hohe Eindringgeschwindigkeit) lose gepackte Agglomerate (r ist groß) und eine niedrige Viskosität günstig sind. Die Agglomeratstruktur kann aber vom Lackhersteller nicht beeinflusst werden und die Möglichkeiten zur Viskositätsreduzierung sind auch sehr begrenzt.

Der zweite Faktor sieht vielversprechender aus: hier haben wir die Oberflächenspannung der eindringenden Flüssigkeit und den Kontaktwinkel. Beide Größen werden durch Netzadditive beeinflusst, aber sie sind nicht unabhängig voneinander: geringer Kontaktwinkel und hohe Oberflächenspannung sind nicht gleichzeitig zu realisieren. In der Praxis wird die Oberflächenspannung durch Netzadditive soweit abgesenkt, dass der Kontaktwinkel nahe bei Null liegt; noch niedrigere Oberflächenspannungswerte sollten vermieden werden.

Netzadditive kann man definieren als Substanzen, die den Kontaktwinkel zwischen Pigment und Bindemittellösung reduzieren und auf diese Weise die Eindringgeschwindigkeit in die Agglomeratstruktur erhöhen. Charakteristisch für solche Substanzen ist ihre Tensid-Struktur: polare, hydrophile Strukturelemente und unpolare, hydrophobe Strukturelemente sind in einem Molekül vereint. Aufgrund dieses Aufbaus sind solche Verbindungen grenzflächenaktiv, d.h. im Falle der Netzadditive wandern sie in die Grenzfläche Pigment/Bindemittellösung. Vom chemischen Gesichtspunkt her können Netzadditive als ionisch oder nichtionisch klassifiziert werden, je nachdem wie das polare Segment im Molekül aufgebaut ist. Das unpolare Segment wird in der Regel durch Kohlenwasserstoffketten realisiert.

Pigmentbenetzung