Der Viskositätsabfall während der Lacklagerung ist ein häufiges Problem. Insbesondere nach längerer Lagerung nimmt die Viskosität des Lacks deutlich ab, was sich auf die Konstruktionseigenschaften und die Produktqualität auswirkt. Der Viskositätsabfall hängt mit vielen Faktoren zusammen, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Lösungsmittelverflüchtigung, Polymerabbau usw. Besonders kritisch ist jedoch die Wechselwirkung mit dem Verdickungsmittel Celluloseether.
1. Grundlegende Rolle des Celluloseethers
Celluloseether ist ein gängiges Verdickungsmittel, das häufig in wasserbasierten Farben verwendet wird. Zu seinen Hauptfunktionen gehören:
Verdickungseffekt: Celluloseether kann durch die Aufnahme von Wasser eine gequollene dreidimensionale Netzwerkstruktur bilden, wodurch die Viskosität des Systems erhöht und die Thixotropie und das Konstruktionsverhalten der Farbe verbessert werden.
Suspensionsstabilisierender Effekt: Celluloseether kann die Sedimentation von Feststoffpartikeln wie Pigmenten und Füllstoffen im Lack wirksam verhindern und die Gleichmäßigkeit des Lacks aufrechterhalten.
Filmbildende Eigenschaft: Celluloseether kann auch die filmbildende Eigenschaft der Farbe beeinflussen, wodurch die Beschichtung eine gewisse Zähigkeit und Haltbarkeit erhält.
Es gibt viele Arten von Celluloseethern, darunter Methylcellulose (MC), Hydroxyethylcellulose (HEC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) usw. Diese Materialien haben unterschiedliche Löslichkeit, Verdickungsfähigkeiten und Lagerbeständigkeit in Beschichtungen.
2. Hauptgründe für die Viskositätsreduzierung
Bei der Lagerung von Beschichtungen kommt es vor allem zu einer Viskositätsreduzierung durch folgende Ursachen:
(1) Abbau von Celluloseethern
Die verdickende Wirkung von Celluloseethern in Beschichtungen hängt von ihrem Molekulargewicht und der Integrität ihrer Molekülstruktur ab. Während der Lagerung können Faktoren wie Temperatur, Säure- und Alkalinität sowie Mikroorganismen den Abbau von Celluloseethern verursachen. Beispielsweise können die sauren oder alkalischen Bestandteile der Beschichtung bei längerer Lagerung die Molekülkette des Celluloseethers hydrolysieren, dessen Molekulargewicht reduzieren und so seine verdickende Wirkung schwächen, was zu einer Verringerung der Viskosität führt.
(2) Lösungsmittelverflüchtigung und Feuchtigkeitsmigration
Die Verflüchtigung von Lösungsmitteln oder die Feuchtigkeitswanderung in der Beschichtung können den Löslichkeitszustand des Celluloseethers beeinträchtigen. Während der Lagerung kann ein Teil des Wassers verdunsten oder an die Oberfläche der Beschichtung wandern, wodurch die Wasserverteilung in der Beschichtung ungleichmäßig wird, was den Quellungsgrad des Celluloseethers beeinträchtigt und lokal zu einer Abnahme der Viskosität führt.
(3) Mikrobieller Befall
Bei unsachgemäßer Lagerung oder bei unwirksamen Konservierungsmitteln kann es zu mikrobiellem Wachstum in der Beschichtung kommen. Mikroorganismen können Celluloseether und andere organische Verdickungsmittel zersetzen, wodurch deren Verdickungswirkung abgeschwächt und die Viskosität der Beschichtung verringert wird. Insbesondere wasserbasierte Beschichtungen bieten aufgrund ihres hohen Wassergehalts einen günstigen Nährboden für mikrobielles Wachstum.
(4) Alterung bei hohen Temperaturen
Unter Lagerbedingungen mit hohen Temperaturen kann sich die physikalische oder chemische Struktur der Celluloseether-Molekülkette verändern. Beispielsweise neigen Celluloseether bei höheren Temperaturen zur Oxidation oder Pyrolyse, was zu einer Abschwächung der Verdickungswirkung führt. Hohe Temperaturen beschleunigen zudem die Lösungsmittelverflüchtigung und Wasserverdunstung, was die Viskositätsstabilität zusätzlich beeinträchtigt.
3. Methoden zur Verbesserung der Lagerstabilität von Beschichtungen
Um den Viskositätsabfall während der Lagerung zu verringern und die Lagerfähigkeit der Beschichtung zu verlängern, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
(1) Auswahl des richtigen Celluloseethers
Verschiedene Celluloseethertypen weisen unterschiedliche Lagerstabilitäten auf. Celluloseether mit hohem Molekulargewicht haben im Allgemeinen eine bessere Verdickungswirkung, sind aber relativ lagerstabil, während Celluloseether mit niedrigerem Molekulargewicht eine bessere Lagerstabilität aufweisen können. Daher sollten bei der Formulierung von Celluloseethern mit guter Lagerstabilität ausgewählt oder Celluloseether mit anderen Verdickungsmitteln gemischt werden, um ihre Lagerstabilität zu verbessern.
(2) Kontrollieren Sie den pH-Wert der Beschichtung
Der Säure- und Alkaligehalt des Beschichtungssystems hat einen wichtigen Einfluss auf die Stabilität von Celluloseethern. Bei der Formulierungsgestaltung sollte der pH-Wert der Beschichtung kontrolliert werden, um eine zu saure oder alkalische Umgebung zu vermeiden und den Abbau von Celluloseethern zu reduzieren. Gleichzeitig kann die Zugabe einer geeigneten Menge eines pH-Reglers oder Puffers zur Stabilisierung des pH-Werts des Systems beitragen.
(3) Erhöhter Einsatz von Konservierungsstoffen
Um mikrobieller Erosion vorzubeugen, sollte der Beschichtung eine angemessene Menge an Konservierungsmitteln zugesetzt werden. Konservierungsmittel können das Wachstum von Mikroorganismen hemmen und so den Abbau organischer Substanzen wie Celluloseether verhindern und die Stabilität der Beschichtung erhalten. Geeignete Konservierungsmittel sollten entsprechend der Beschichtungsformulierung und der Lagerumgebung ausgewählt und ihre Wirksamkeit regelmäßig überprüft werden.
(4) Kontrollieren Sie die Speicherumgebung
Lagertemperatur und Luftfeuchtigkeit der Beschichtung haben direkten Einfluss auf die Viskositätsstabilität. Die Beschichtung sollte trocken und kühl gelagert werden. Hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit sollten vermieden werden, um die Lösungsmittelverflüchtigung und den Abbau des Celluloseethers zu reduzieren. Eine gut verschlossene Verpackung kann zudem die Migration und Verdunstung von Wasser wirksam reduzieren und den Viskositätsabfall verzögern.
4. Andere Faktoren, die die Viskosität beeinflussen
Neben Celluloseethern können auch andere Komponenten im Beschichtungssystem die Viskositätsänderung beeinflussen. Beispielsweise können Art und Konzentration der Pigmente, die Verflüchtigungsrate von Lösungsmitteln und die Verträglichkeit anderer Verdickungs- oder Dispergiermittel die Viskositätsstabilität der Beschichtung beeinflussen. Daher sind auch die Gesamtgestaltung der Beschichtungsformel und die Wechselwirkung zwischen den Komponenten wichtige Punkte, denen Beachtung geschenkt werden muss.
Der Viskositätsverlust während der Lagerung der Beschichtung hängt eng mit Faktoren wie dem Abbau von Celluloseethern, der Lösungsmittelverflüchtigung und der Wassermigration zusammen. Um die Lagerstabilität der Beschichtung zu verbessern, sollten geeignete Celluloseethersorten ausgewählt, der pH-Wert der Beschichtung kontrolliert, Korrosionsschutzmaßnahmen verstärkt und die Lagerbedingungen optimiert werden. Durch eine sinnvolle Rezepturgestaltung und ein gutes Lagermanagement kann der Viskositätsverlust während der Lagerung der Beschichtung effektiv reduziert und die Leistung und Marktwettbewerbsfähigkeit des Produkts verbessert werden.
Veröffentlichungszeit: 27.09.2024