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Interview: „Die größte Herausforderung besteht darin, Agglomerate aufzubrechen und Carbon Black stabil zu halten“
Jaelene Matos, Technical Marketing Manager, Americas, Coatings bei Orion, spricht über die wichtigsten Herausforderungen bei der Formulierung mit Carbon Black und erläutert, warum eine geeignete Dispergierstrategie sowie die Kompatibilität der Materialien entscheidend für leistungsfähige Beschichtungen sind. Interview von Damir Gagro
Welche Dispergierprobleme treten am häufigsten auf, wenn Formulierer Carbon Black in Hochleistungsbeschichtungen einsetzen, und wie lassen sie sich am besten lösen?
Jaelene Matos: Hochleistungsbeschichtungen setzen auf feinteilige Carbon-Black-Typen mit großer spezifischer Oberfläche, um eine möglichst hohe Farbstärke und optimale koloristische Eigenschaften zu erzielen. Die Herausforderung besteht darin, dass sich diese Spezialpigmente schwieriger dispergieren lassen, die Viskosität erhöhen können und bei unzureichender Stabilisierung zur Reagglomeration neigen. Durch den Einsatz von Hochscher-Mischtechnik, einer gut ausgelegten Mahlbasis sowie geeigneten Netz- und Dispergieradditiven lassen sich Agglomerate aufbrechen und der Carbon Black stabil halten, sodass die Leistungsfähigkeit der Beschichtung erhalten bleibt.
Was sind die größten technischen Herausforderungen bei der Entwicklung von Carbon Black für moderne wasserbasierte Beschichtungen?
Matos: Wasser ist ein stark polares Lösungsmittel mit hoher Oberflächenspannung. Dadurch ist es schwierig, Carbon Black ausreichend zu benetzen, da dieser von Natur aus hydrophob ist. Weil zwischen der Pigmentoberfläche und dem wässrigen Medium nur eine geringe intrinsische Affinität besteht, sind wirksame Netz- und Dispergieradditive in wasserbasierten Beschichtungen unerlässlich, um eine gute Pigmentdispergierung zu erreichen.
Wie verändern Trends hin zu VOC-armen und lösemittelfreien Formulierungen die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Carbon Black?
Matos: Carbon Black trägt in einer Beschichtungsformulierung nicht wesentlich zu den VOC-Emissionen bei. Daher sind für VOC-arme Beschichtungen keine speziellen Carbon-Black-Typen erforderlich. Entscheidend ist vielmehr die Auswahl geeigneter VOC-armer Bindemittel und Dispergiermittel, die auf den jeweiligen Carbon Black abgestimmt sind. Dadurch werden Kompatibilität sowie Benetzung, Dispergierung und Stabilisierung im System verbessert.
Welche Wechselwirkungen zwischen Carbon Black, Dispergiermittel und Bindemittel sind in wasserbasierten Systemen besonders wichtig?
Matos: Die Kompatibilität zwischen Carbon Black, Dispergiermittel und Bindemittel ist entscheidend, um Reagglomeration und Flockung in wasserbasierten Systemen zu vermeiden. Der wichtigste Aspekt ist, dass das Dispergiermittel stark an der Oberfläche des Carbon Black adsorbiert. Diese starke Adsorption sorgt für die notwendige elektrostatische Abstoßung und sterische Stabilisierung, damit die Partikel voneinander getrennt bleiben und eine stabile Dispersion erhalten wird.
