Il fenomeno del calo di viscosità durante lo stoccaggio delle vernici è un problema comune, soprattutto dopo uno stoccaggio prolungato. La viscosità della vernice diminuisce significativamente, compromettendo le prestazioni strutturali e la qualità del prodotto. La diminuzione della viscosità è correlata a molti fattori, come temperatura, umidità, volatilizzazione del solvente, degradazione del polimero, ecc., ma l'interazione con l'etere di cellulosa, l'addensante, è particolarmente critica.
1. Ruolo fondamentale dell'etere di cellulosa
L'etere di cellulosa è un addensante comune ampiamente utilizzato nelle vernici a base d'acqua. Le sue principali funzioni includono:
Effetto addensante: l'etere di cellulosa può formare una struttura a rete tridimensionale gonfia assorbendo acqua, aumentando così la viscosità del sistema e migliorando la tissotropia e le prestazioni di costruzione della vernice.
Effetto di stabilizzazione della sospensione: l'etere di cellulosa può prevenire efficacemente la sedimentazione di particelle solide come pigmenti e riempitivi nella vernice e mantenere l'uniformità della vernice.
Proprietà filmogena: l'etere di cellulosa può anche influenzare la proprietà filmogena della vernice, conferendo al rivestimento una certa tenacità e durevolezza.
Esistono molti tipi di eteri di cellulosa, tra cui la metilcellulosa (MC), l'idrossietilcellulosa (HEC), l'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), ecc. Questi materiali hanno diversa solubilità, capacità addensante e resistenza allo stoccaggio nei rivestimenti.
2. Principali motivi della riduzione della viscosità
Durante lo stoccaggio dei rivestimenti, la riduzione della viscosità è causata principalmente dai seguenti motivi:
(1) Degradazione degli eteri di cellulosa
L'effetto addensante degli eteri di cellulosa nei rivestimenti dipende dal loro peso molecolare e dall'integrità della loro struttura molecolare. Durante lo stoccaggio, fattori come temperatura, acidità e alcalinità, nonché la presenza di microrganismi, possono causare la degradazione degli eteri di cellulosa. Ad esempio, durante lo stoccaggio a lungo termine, i componenti acidi o alcalini presenti nel rivestimento possono idrolizzare la catena molecolare dell'etere di cellulosa, ridurne il peso molecolare e quindi indebolirne l'effetto addensante, con conseguente diminuzione della viscosità.
(2) Volatilizzazione del solvente e migrazione dell'umidità
La volatilizzazione del solvente o la migrazione dell'umidità nel rivestimento possono influire sullo stato di solubilità dell'etere di cellulosa. Durante lo stoccaggio, parte dell'acqua può evaporare o migrare verso la superficie del rivestimento, rendendone irregolare la distribuzione, influenzando così il grado di rigonfiamento dell'etere di cellulosa e causando una diminuzione della viscosità in aree localizzate.
(3) Attacco microbico
La crescita microbica può verificarsi nel rivestimento quando questo non viene conservato correttamente o quando i conservanti diventano inefficaci. I microrganismi possono decomporre gli eteri di cellulosa e altri addensanti organici, indebolendone l'effetto addensante e causando una diminuzione della viscosità del rivestimento. I rivestimenti a base d'acqua, in particolare, rappresentano un ambiente favorevole per la crescita microbica perché contengono una grande quantità d'acqua.
(4) Invecchiamento ad alta temperatura
In condizioni di conservazione ad alta temperatura, la struttura fisica o chimica della catena molecolare dell'etere di cellulosa può variare. Ad esempio, gli eteri di cellulosa sono soggetti a ossidazione o pirolisi a temperature più elevate, con conseguente indebolimento dell'effetto addensante. Le alte temperature accelerano anche la volatilizzazione del solvente e l'evaporazione dell'acqua, compromettendo ulteriormente la stabilità della viscosità.
3. Metodi per migliorare la stabilità allo stoccaggio dei rivestimenti
Per ridurre la diminuzione della viscosità durante lo stoccaggio e prolungare la durata di conservazione del rivestimento, è possibile adottare le seguenti misure:
(1) Selezione dell'etere di cellulosa giusto
Diversi tipi di eteri di cellulosa presentano prestazioni diverse in termini di stabilità alla conservazione. Gli eteri di cellulosa ad alto peso molecolare hanno generalmente un migliore effetto addensante, ma la loro stabilità alla conservazione è relativamente scarsa, mentre gli eteri di cellulosa a basso peso molecolare possono avere prestazioni di conservazione migliori. Pertanto, nella progettazione della formula, è opportuno selezionare eteri di cellulosa con una buona stabilità alla conservazione, oppure miscelarli con altri addensanti per migliorarne la resistenza alla conservazione.
(2) Controllare il pH del rivestimento
L'acidità e l'alcalinità del sistema di rivestimento hanno un'influenza importante sulla stabilità degli eteri di cellulosa. Nella progettazione della formulazione, il valore del pH del rivestimento deve essere controllato per evitare un ambiente eccessivamente acido o alcalino e ridurre la degradazione degli eteri di cellulosa. Allo stesso tempo, l'aggiunta di una quantità appropriata di correttore di pH o tampone può contribuire a stabilizzare il pH del sistema.
(3) Aumentare l’uso dei conservanti
Per prevenire l'erosione microbica, è necessario aggiungere al rivestimento una quantità adeguata di conservanti. I conservanti possono inibire la crescita dei microrganismi, impedendo così la decomposizione di sostanze organiche come l'etere di cellulosa e mantenendo la stabilità del rivestimento. I conservanti appropriati devono essere selezionati in base alla formulazione del rivestimento e all'ambiente di conservazione, e la loro efficacia deve essere verificata regolarmente.
(4) Controllare l'ambiente di archiviazione
La temperatura e l'umidità di conservazione del rivestimento hanno un impatto diretto sulla stabilità della viscosità. Il rivestimento deve essere conservato in un ambiente asciutto e fresco, evitando temperature e umidità elevate per ridurre la volatilizzazione del solvente e la degradazione dell'etere di cellulosa. Inoltre, un imballaggio ben sigillato può ridurre efficacemente la migrazione e l'evaporazione dell'acqua e ritardare la diminuzione della viscosità.
4. Altri fattori che influenzano la viscosità
Oltre agli eteri di cellulosa, anche altri componenti del sistema di rivestimento possono influenzare la variazione di viscosità. Ad esempio, il tipo e la concentrazione dei pigmenti, la velocità di volatilizzazione dei solventi e la compatibilità di altri addensanti o disperdenti possono influire sulla stabilità della viscosità del rivestimento. Pertanto, anche la progettazione complessiva della formula del rivestimento e l'interazione tra i componenti sono punti chiave a cui prestare attenzione.
La diminuzione della viscosità durante lo stoccaggio del rivestimento è strettamente correlata a fattori quali la degradazione degli eteri di cellulosa, la volatilizzazione dei solventi e la migrazione dell'acqua. Per migliorare la stabilità del rivestimento durante lo stoccaggio, è necessario selezionare varietà appropriate di etere di cellulosa, controllarne il pH, rafforzare le misure anticorrosive e ottimizzare l'ambiente di stoccaggio. Attraverso una progettazione razionale della formula e una buona gestione dello stoccaggio, è possibile ridurre efficacemente il problema della diminuzione della viscosità durante lo stoccaggio del rivestimento, migliorando le prestazioni e la competitività del prodotto sul mercato.
Data di pubblicazione: 27 settembre 2024