Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Wetting agents
 
are additives which support the wetting of pigments during dispersing and later 
stabilise the pigment dispersion. Wetting agents are important for pigments that have complex 
particle surfaces and very small particles, which tend to agglomerate. Such additives belong to the 
surfactants group. Most suitable are alkaline earth salts of aliphatic carboxylic acids (e.g. calcium 
salt of 2-ethylhexanoic acid). It is believed that the metal cations are arranged on the pigment 
surface (mainly inorganic pigments) and the more hydrophobic acid groups are oriented towards 
the organic film matrix. The polarity of the pigment surface, the resins and the solvents influence 
the choice of additive. Besides the salts of monocarboxylic acids, sulphonates, phosphoric acid 
esters, polyurethanes, polyethers, polyamides, and acrylates with polar groups are used. There 
are also pigments and extenders which are treated with such compounds during the production 
process, and are therefore dispersed more easily.
Levelling agents
 
are surface-active compounds. They are dilutable in resin solution or in paint 
materials. However, during film formation by physical drying, the additives become incompat-
ible, and float to the surface of the film. On account of their very low surface tension, they 
spread over the entire film surface, forming a very thin layer. The interfacial tension of this thin 
layer creates a levelling effect, and the surface of the entire system becomes smooth. The most 
important compounds for levelling additives are modified silicone oils and polyacrylates. The 
formation of a very thin layer of additive on the surface of the coating film poses a risk since the 
following layer has to adhere to the surface of the previous layer very well. This is possible only 
if the very thin additive film is readily absorbed by the following paint material. That capability 
is especially important for primer surfacer layers if they are to be topcoated. Topcoats, too, are 
Automotive OEM coatings

---

97
tested under this aspect in case they have to be used for refinishing (line repairs). Polyacrylates 
are less surface-active than silicone oils, but are also less sensitive to over-coating. Therefore, 
polyacrylates are preferred for formulating primer surfacers. Silicone oils are surface-active to 
an extent depending on the type and degree of modification. They are described in more detail 
in Chapter 3.8.3.7.