Het fenomeen van viscositeitsdaling tijdens de opslag van verf is een veel voorkomend probleem, vooral na langdurige opslag neemt de viscositeit van de verf aanzienlijk af, wat de constructieprestaties en de productkwaliteit beïnvloedt. De afname van de viscositeit houdt verband met vele factoren, zoals temperatuur, vochtigheid, vervluchtiging van oplosmiddelen, afbraak van polymeer, enz., maar de interactie met het verdikkingsmiddel cellulose-ether is bijzonder kritisch.
1. Basisrol van cellulose-ether
Cellulose-ether is een veelgebruikt verdikkingsmiddel dat veel wordt gebruikt in verven op waterbasis. Hun belangrijkste functies zijn onder meer:
Verdikkend effect: Cellulose-ether kan een gezwollen driedimensionale netwerkstructuur vormen door water te absorberen, waardoor de viscositeit van het systeem toeneemt en de thixotropie en constructieprestaties van de verf worden verbeterd.
Suspensiestabilisatie-effect: Cellulose-ether kan de sedimentatie van vaste deeltjes zoals pigmenten en vulstoffen in de verf effectief voorkomen en de uniformiteit van de verf behouden.
Filmvormende eigenschap: Cellulose-ether kan ook de filmvormende eigenschap van de verf beïnvloeden, waardoor de coating een bepaalde taaiheid en duurzaamheid heeft.
Er zijn veel soorten cellulose-ethers, waaronder methylcellulose (MC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), enz. Deze materialen hebben verschillende oplosbaarheid, verdikkingsvermogen en opslagweerstand in coatings.
2. Belangrijkste redenen voor viscositeitsverlaging
Tijdens de opslag van coatings wordt de viscositeitsverlaging voornamelijk veroorzaakt door de volgende redenen:
(1) Afbraak van cellulose-ethers
Het verdikkende effect van cellulose-ethers in coatings hangt af van de grootte van hun molecuulgewicht en de integriteit van hun moleculaire structuur. Tijdens opslag kunnen factoren zoals temperatuur, zuurgraad en alkaliteit, en micro-organismen de afbraak van cellulose-ethers veroorzaken. Tijdens langdurige opslag kunnen de zure of alkalische componenten in de coating bijvoorbeeld de moleculaire keten van cellulose-ether hydrolyseren, het molecuulgewicht ervan verminderen en zo het verdikkende effect ervan verzwakken, wat resulteert in een afname van de viscositeit.
(2) Vervluchtiging van oplosmiddelen en vochtmigratie
Vervluchtiging van oplosmiddelen of vochtmigratie in de coating kunnen de oplosbaarheidstoestand van cellulose-ether beïnvloeden. Tijdens opslag kan een deel van het water verdampen of naar het oppervlak van de coating migreren, waardoor de verdeling van het water in de coating ongelijkmatig wordt, waardoor de zwelgraad van cellulose-ether wordt beïnvloed en lokaal een afname van de viscositeit wordt veroorzaakt.
(3) Microbiële aanval
Er kan microbiële groei in de coating optreden als deze niet op de juiste manier wordt bewaard of als de conserveermiddelen niet meer effectief zijn. Micro-organismen kunnen cellulose-ethers en andere organische verdikkingsmiddelen afbreken, waardoor hun verdikkende werking wordt verzwakt en de viscositeit van de coating afneemt. Vooral coatings op waterbasis zijn een goede omgeving voor microbiële groei, omdat ze een grote hoeveelheid water bevatten.
(4) Veroudering bij hoge temperaturen
Bij opslagomstandigheden bij hoge temperaturen kan de fysische of chemische structuur van de moleculaire keten van cellulose-ether veranderen. Cellulose-ethers zijn bijvoorbeeld gevoelig voor oxidatie of pyrolyse bij hogere temperaturen, wat resulteert in een verzwakking van het verdikkingseffect. Hoge temperaturen versnellen ook de vervluchtiging van oplosmiddelen en de verdamping van water, waardoor de stabiliteit van de viscositeit verder wordt beïnvloed.
3. Methoden om de opslagstabiliteit van coatings te verbeteren
Om de afname van de viscositeit tijdens opslag te verminderen en de houdbaarheid van de coating te verlengen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
(1) Het selecteren van de juiste cellulose-ether
Verschillende soorten cellulose-ethers hebben verschillende prestaties op het gebied van opslagstabiliteit. Cellulose-ethers met een hoog molecuulgewicht hebben over het algemeen betere verdikkingseffecten, maar hun opslagstabiliteit is relatief slecht, terwijl cellulose-ethers met een lager molecuulgewicht betere opslagprestaties kunnen hebben. Daarom moeten bij het ontwerpen van de formule cellulose-ethers met een goede opslagstabiliteit worden gekozen, of moeten cellulose-ethers worden gemengd met andere verdikkingsmiddelen om hun opslagweerstand te verbeteren.
(2) Controleer de pH van de coating
De zuurgraad en alkaliteit van het coatingsysteem hebben een belangrijke invloed op de stabiliteit van cellulose-ethers. Bij het formuleringsontwerp moet de pH-waarde van de coating worden gecontroleerd om een te zure of alkalische omgeving te vermijden en zo de afbraak van cellulose-ethers te verminderen. Tegelijkertijd kan het toevoegen van een geschikte hoeveelheid pH-regelaar of buffer helpen de pH van het systeem te stabiliseren.
(3) Verhoog het gebruik van conserveermiddelen
Om microbiële erosie te voorkomen, moet een passende hoeveelheid conserveermiddelen aan de coating worden toegevoegd. Conserveermiddelen kunnen de groei van micro-organismen remmen, waardoor wordt voorkomen dat organische stoffen zoals cellulose-ether worden afgebroken en de stabiliteit van de coating behouden blijft. Afhankelijk van de coatingformulering en de opslagomgeving moeten geschikte conserveermiddelen worden geselecteerd, en hun effectiviteit moet regelmatig worden gecontroleerd.
(4) Beheer de opslagomgeving
De opslagtemperatuur en vochtigheid van de coating hebben een directe invloed op de viscositeitsstabiliteit. De coating moet worden opgeslagen in een droge en koele omgeving, waarbij hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid worden vermeden om de verdamping van oplosmiddelen en de afbraak van cellulose-ether te verminderen. Bovendien kunnen goed gesloten verpakkingen de migratie en verdamping van water effectief verminderen en de afname van de viscositeit vertragen.
4. Andere factoren die de viscositeit beïnvloeden
Naast cellulose-ethers kunnen ook andere componenten in het coatingsysteem de verandering in viscositeit beïnvloeden. Het type en de concentratie van pigmenten, de vervluchtigingssnelheid van oplosmiddelen en de compatibiliteit van andere verdikkingsmiddelen of dispergeermiddelen kunnen bijvoorbeeld de viscositeitsstabiliteit van de coating beïnvloeden. Daarom zijn het algehele ontwerp van de coatingformule en de interactie tussen componenten ook belangrijke punten waar aandacht aan moet worden besteed.
De afname van de viscositeit tijdens de opslag van de coating hangt nauw samen met factoren zoals de afbraak van cellulose-ethers, vervluchtiging van oplosmiddelen en watermigratie. Om de opslagstabiliteit van de coating te verbeteren, moeten geschikte cellulose-ethervariëteiten worden geselecteerd, moet de pH van de coating worden gecontroleerd, moeten anticorrosiemaatregelen worden versterkt en moet de opslagomgeving worden geoptimaliseerd. Door een redelijk formuleontwerp en goed opslagbeheer kan het probleem van de viscositeitsafname tijdens de opslag van de coating effectief worden verminderd en kunnen de prestaties van het product en het concurrentievermogen op de markt worden verbeterd.
Posttijd: 27 september 2024