Nach mehr als fünfundzwanzig Jahren Erfahrung mit Industrielacken, Bautenfarben und Holzlasuren habe ich gelernt, dass eine Rezeptur zwar perfekte Härte, Haftung und chemische Beständigkeit aufweisen kann, dennoch aber abgelehnt wird, weil der getrocknete Film einfach nicht richtig aussieht. Orangenhaut, Pinselspuren, Rollspuren oder ungleichmäßiger Glanz sind allesamt Anzeichen für schlechte Verlaufseigenschaften und Nivellierung. Hier kommen Nivelliermittel ins Spiel. Sie stehen zwar selten im Mittelpunkt der Rezeptur, doch wenn sie fehlen oder schlecht ausgewählt sind, leidet das gesamte Ergebnis darunter.
Nivelliermittel wirken, indem sie die Oberflächenspannung und deren Gradienten während des Trocknens des Nassfilms regulieren. Wenn Lösungsmittel unterschiedlich schnell verdunsten oder wenn sich auf der Beschichtung eine Haut bildet, entstehen kleine Unterschiede in der Oberflächenspannung über die gesamte Oberfläche hinweg. Die Flüssigkeit neigt dazu, von Bereichen mit niedriger Spannung zu Bereichen mit hoher Spannung zu fließen, was zu Wellen oder einer unebenen Struktur führt. Ein gutes Verlaufmittel senkt die Gesamtoberflächenspannung und hilft, diese Unterschiede auszugleichen, sodass sich der Film vor dem Aushärten glätten kann. Einige verbessern zudem die Benetzung des Untergrunds, was das Kriechen auf schwierigen Oberflächen wie öligem Metall oder bestimmten Kunststoffen verringert.
Es gibt keinen universellen Typ, der überall funktioniert. Nivelliermittel auf Silikonbasis, insbesondere die polyethermodifizierten Polydimethylsiloxane, sind nach wie vor sowohl in lösungsmittelhaltigen als auch in wasserbasierten Systemen am weitesten verbreitet. Sie sind bereits bei geringen Dosierungen – oft 0,1 bis 0,5 Prozent – sehr wirksam und sorgen für hervorragende Verlaufseigenschaften und Gleitfähigkeit. Der Nachteil ist, dass sie manchmal die Überlackierbarkeit beeinträchtigen oder Fischaugen verursachen können, wenn die Dosierung zu hoch ist oder das System empfindlich auf Silikone reagiert. Acryl-Nivelliermittel, in der Regel Polyacrylat-Copolymere, sind tendenziell toleranter. Sie verbessern den Verlauf, ohne die Zwischenbeschichtungshaftung nennenswert zu beeinträchtigen, was sie für Systeme nützlich macht, die überlackiert werden sollen, oder für mehrschichtige Aufbauten. Fluorierte Typen sorgen für die stärkste Verringerung der Oberflächenspannung und eignen sich gut für Substrate mit niedriger Oberflächenenergie, sind jedoch teurer und können in manchen Formulierungen die Schaumkontrolle beeinträchtigen oder Kompatibilitätsprobleme verursachen.
Lacke auf Wasserbasis sind besonders knifflig. Das System enthält bereits Dispergiermittel, Netzmittel und Koaleszenzmittel, die die Oberflächenspannung beeinflussen. Die Zugabe eines starken Silikon-Nivelliermittels kann die Kraterbildung manchmal eher verschlimmern als verbessern, da es schlecht mit dem vorhandenen Tensidpaket zusammenwirkt. Das habe ich schon mehr als einmal beobachtet. Die Erkenntnis war immer dieselbe: Man muss das gesamte Additivpaket als Ganzes betrachten und darf das Verlaufsmittel nicht isoliert betrachten.
Auch die Auftragsmethode spielt eine Rolle. Bei sprühgeführten Industrielacken bewähren sich in der Regel moderate Silikon- oder Acryltypen, die ein Gleichgewicht zwischen Fließverhalten und Standfestigkeit herstellen. Bei Pinsel- oder Rollenlackierungen im Bauwesen wird oft ein Mittel benötigt, das den Reibungswiderstand verringert und gleichzeitig genügend Offene Zeit lässt, damit der Lackierer den Lackfilm bearbeiten kann. Hochfeststoffhaltige und UV-härtende Beschichtungen haben nur sehr wenig Zeit zum Verfließen, sodass sie häufig stärkere oder gemischte Verlaufsmittel benötigen. Pulverbeschichtungen nutzen völlig andere chemische Zusammensetzungen, in der Regel Acryl- oder Silikon-Fließförderer, die während der Aushärtung schmelzen und mit dem Harz fließen.
In der Praxis sind die häufigsten Fehler eine Überdosierung und das Unterlassen ordnungsgemäßer Tests. Mehr Verlaufsmittel bedeutet nicht immer ein besseres Erscheinungsbild. Ab einem bestimmten Punkt kann es zu Trübungen kommen, der Glanz kann nachlassen oder es können neue Oberflächenfehler entstehen. Ich beginne in der Regel mit dem vom Lieferanten empfohlenen Bereich und führe Aufstreichversuche oder kleine Sprühversuche auf dem eigentlichen Untergrund durch. Die Überprüfung der Verträglichkeit sowohl der flüssigen Farbe als auch des ausgehärteten Films ist unerlässlich, insbesondere wenn die Beschichtung überlackiert werden soll oder wenn es auf die langfristige Haftung ankommt.
Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Auswirkungen auf andere Eigenschaften. Einige Verlaufsmittel verbessern zusätzlich die Kratzfestigkeit und die Gleitfähigkeit, was bei Holz- oder Kunststoffbeschichtungen von Vorteil ist. Andere können die Härte oder die chemische Beständigkeit leicht verringern, wenn sie stark an die Oberfläche wandern. Bei Klarlacken für die Automobilindustrie ist das Gleichgewicht zwischen Verlauf, Bildschärfe und Haltbarkeit entscheidend, weshalb Formulierer häufig optimierte Mischungen anstelle eines einzelnen Produkts verwenden.
Auf der Produktionsseite ist eine gleichmäßige Zugabe wichtig. Verlaufsmittel sollten dort zugegeben werden, wo sie sich gleichmäßig verteilen können, bei flüssigen Beschichtungen in der Regel in der Verdünnungsphase. Auch Temperatur und Auftragsbedingungen spielen eine Rolle. Eine Rezeptur, die sich bei 25 °C perfekt verteilt, kann bei kälteren Auftragsbedingungen oder auf einem vorgewärmten Untergrund Mängel aufweisen.
Nach meinen langjährigen Beobachtungen betrachten die Hersteller und Rezepturentwickler, die die besten Ergebnisse erzielen, Verlaufsmittel als Teil eines integrierten Systems und nicht als nachträglichen Einfall. Sie führen Aufzeichnungen darüber, was bei ihren spezifischen Harzen und Pigmenten funktioniert, und führen bei größeren Änderungen der Rohstoffe erneute Tests durch. Außerdem achten sie darauf, wie sich das Mittel auf den gesamten Prozess auswirkt – vom Mischen bis hin zum endgültigen Erscheinungsbild des Teils beim Kunden.
Letztendlich gehören Verlaufsmittel nach wie vor zu den kostengünstigsten Möglichkeiten, die optische Qualität einer Beschichtung zu verbessern. Wenn die Beschichtung glatt und gleichmäßig aussieht, fällt dies den Kunden sofort auf, auch wenn sie den dafür verantwortlichen Zusatzstoff nicht benennen können. Die eigentliche Arbeit besteht darin, die richtige chemische Zusammensetzung für das Harzsystem und das Auftragsverfahren auszuwählen, sie ordnungsgemäß zu testen und in der richtigen Dosierung einzusetzen. Wenn dies gut gemacht wird, erfüllt die Beschichtung nicht nur ihre Funktion, sondern sieht auch so aus, als wäre sie von jemandem aufgetragen worden, der wusste, was er tat.