Oberflächenveredelung - mit innovativen, multifunktionalen Additiven

In der Umfrage wurden die Teilnehmer auch nach ihren Erwartungen bei der Auswahl eines Additivs befragt. Rajesh Wadhwani, Senior Offering Manager Specialty Additives bei Honeywell, fasst die wichtigsten Aspekte zusammen: „Das Erreichen der gewünschten Leistungsmerkmale und die Kompatibilität sowie die leichte Einarbeitung in die Lack-Formulierung sind zwei der wichtigsten Aspekte. Additive dienen der Feinabstimmung der Lackeigenschaften wie zum Beispiel Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Umweltfaktoren“.

Bei der Auswahl des passenden Additivs sollten Formulierer unbedingt darauf achten, ob die Farbe auf Wasser- oder Öl-Basis hergestellt ist. Die Wahl des richtigen Additivs spielt eine Schlüsselrolle in der Performance. Die gewünschte Farbe und das Aussehen haben Einfluss auf den Glanzgrad und die Farbintensität des Lacks und damit auf die endgültige Ästhetik der Beschichtung. Additive sind in der Lage, den gesamten Anwendungsprozess zu verbessern, indem sie das Mischen, Auftragen und Reinigen der Farbe erleichtern und damit letztlich die Benutzerfreundlichkeit erhöhen“, so Wadhwani. 

„Kostengünstige Additive können die Gesamtkosten der Formulierung positiv beeinflussen. Die Auswahl des Additivs mit dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis ist entscheidend.“ 

Mattierungsmittel sind ein wichtiger Zusatz bei der Formulierung von Farben und Lacken. Sie sind entscheidend für die Kontrolle des Glanzgrades von Bauten- und Holzbeschichtungen. Aber warum ist der Glanz so wichtig?

„Der Glanz ist die Menge an Licht, die direkt von einer Oberfläche reflektiert wird. Dies kann sich auf die Ästhetik und die funktionalen Eigenschaften einer Beschichtung auswirken“, so Wadhwani. „Hochglanz ist für Anwendungen ideal, bei denen es auf Reflexion und einfache Reinigung ankommt. In anderen Fällen wird eine matte Oberfläche bevorzugt, da sie Oberflächenfehler und Unvollkommenheiten kaschiert.“ Die Lichtquelle und der Empfänger sind die Schlüsselkriterien für die Definition von Glanz. „Das heißt, wenn Licht auf die beschichtete Oberfläche trifft, wird es je nach Beschichtung entweder reflektiert oder gestreut“, erklärt Wadhwani. „Fertige Mattierungsmittel werden in Formulierungen eingearbeitet, um die Lichtstreuung zu erhöhen und die Reflexion zu verringern. Diese Streuung reduziert den Glanz und erreicht so den gewünschten Mattierungsgrad. Mattierung ist nicht nur aus ästhetischen Gründen wichtig, sondern beeinflusst auch die wahrgenommene Qualität und Haltbarkeit der Farbe.“ Durch die Zugabe von Mattierungsmitteln in die Lackrezeptur und die Anpassung des Endprodukts an die Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit und Haltbakeit können diverse Verbraucherwünsche erfüllt werden, insbesondere bei Bauten- und Holzanstrichen.

Ein multifunktionales Additiv ist eine ideale Alternative zu herkömmlichen 

Additiven. Multifunktionale Additive können dem Formulierer dabei helfen, die gewünschte Glanzreduzierung/Mattierung zu erzielen, die Oberflächeneigenschaften zu verbessern und die Gesamtperformance einer Farb- oder Lackformulierung zu steigern.

Aus dieser Motivation heraus begann Honeywell Specialty Additives ein Projekt rund um Mattierungsmittel. „Vor fünf Jahren wurden hier in den USA viele Beschichtungen traditionell nur in Hochglanz hergestellt. Mitlerweile verlangen die Kunden weniger glänzende Oberflächen mit der gleichen Haltbarkeit. Das war jedoch nicht möglich“, so Mike Jablon, leitender Wissenschaftler und F&E-Manager bei Honeywell.

„In der Umfrage gaben fast 40 % der Befragten an, dass sie die Verwendung von multifunktionalen Additiven als eine Möglichkeit ansehen, um die Probleme zu lösen, die sie mit ihren aktuellen Mattierungsmitteln haben. Wir haben die Kombination aus herkömmlichen Mattierungsmitteln und unseren mikronisierten polymeren Materialien untersucht, um die Oberflächeneigenschaften insgesamt zu verbessern, wie zum Beispiel Abrieb-, Polier- und Kratzfestigkeit, und gleichzeitig den Mattierungseffekt herkömmlicher Mattierungsmittel beizubehalten“, so Jablon. „Wir haben erkannt, wie wichtig die Entwicklung eines Additivs ist, das beide Eigenschaften effektiv verbindet. Dies führte uns zurück ans Zeichenbrett, wo wir einige Jahre damit verbrachten, ein einzigartiges Polymer mit optimierter Partikelgröße und -verteilung zu entwickeln, um eine außergewöhnliche Mattierungseffizienz und verbesserte Oberflächeneigenschaften zu erzielen. Nachdem wir NduroMatt™ entwickelt hatten, wurde es gründlich in verschiedenen Druck-, Farb- und Lackformulierungen getestet, um die Wirksamkeit des Produktes zu bestätigen.“

Ein Grund für die hervorragenden Oberflächeneigenschaften und verbesserte Fleckenbeständigkeit dieser Materialien liegt in ihrer hohen Ölabsorptionszahl. „Kieselsäuren sind mit hoher Porosität als wirksame Filterhilfsmittel mit hoher Absorptionsfähigkeit ausgestattet, so dass sie mehr Flecken zulassen als Formulierungen mit unseren Additiven“, so Jablon und erklärte außerdem: „NduroMatt™-Materialien sind keine porösen Polymerpartikel und verhalten sich auch nicht so“.

Honeywell hat zunächst drei Produkte auf den Markt gebracht: NduroMatt™100, 200 und 300. „Während der Tests mit diesen Produkten stellten wir fest, dass sie eine durchschnittliche Partikelgröße von 20 Mikrometern für eine Beschichtung, die 4 mils (100 µm) nass aufgetragen und eine Trockenschichtstärke von 2 mils (50µm) aufweist, die beste Balance zwischen Glanzreduzierung und Eigenschaften lieferte. Nach der Einführung der NduroMatt™-Produkte forderten unsere Kunden aus den Bereichen Holzbeschichtungen und Druckfarben kleinere Partikelgrößen. Daher bieten wir nun Varianten mit 6, 12 und 20 Mikrometern an.“ 

„Es gibt mittlerweile neun kommerziell verfügbare Produkte“, so Jablon. NduroMatt™ 100 ist ein sehr hartes, kristallines Polyethylenmaterial, das sich für lösungsmittelbasierte Systeme eignet.  
NduroMatt™ 200 ist eine härtere und noch kristallinere Variante, die verwendet wird, wenn NduroMatt™ 100 noch nicht zu 100 Prozent die benötigten Oberflächeneigenschaften liefert.  
Das Basisprodukt NduroMatt™ 300 ist eine oxidierte Version von NduroMatt™ 200, die hydrophiler ist und sich dadurch leichter in wasserbasierten Formulierungen dispergieren lässt.  
Die Familie der polymerbasierten, multifunktionalen NduroMatt™-Additive bietet Langlebigkeit und eine effiziente, einfach anzuwendende Mattierungstechnologie, die den Anforderungen von Architektur-, Industrie- und Spezialfarben und -lacken gerecht wird. „NduroMatt™ definiert neu, was bei Oberflächenbeschichtungen möglich ist“, so Jablon. „Seine einzigartige Polymerchemie gewährleistet eine effiziente Glanzreduzierung bei gleichzeitiger Verbesserung der Haltbarkeit und Performance.”

„Unser Ziel war es, das Wertversprechen umzukehren. Jedes zusätzliche Kilo NduroMatt™ in einer Formulierung verbessert die Oberflächenleistung. Herkömmliche Mattierungsmittel verhalten sich gegenteilig, sie beeinträchtigen die Performance einer Beschichtung. „Honeywells Engagement für Innovation berücksichtigt die sich ständig ändernden Marktanforderungen, verbessert die Qualität von Beschichtungen und stellt sicher, dass sowohl ästhetische als auch funktionale Eigenschaften gleichzeitig erreicht werden“, schließt Jablon. 

^{*Coatings World und Honeywell führten die Umfrage im November 2024 mit einer Stichprobengröße von 147 Befragten aus 30 Ländern weltweit durch. Forschungswissenschaftler, Chemiker, Produktentwicklungsmanager und Führungskräfte aus der Wirtschaft nahmen teil.}