도료 보관 중 점도 저하 현상은 흔히 발생하는 문제이며, 특히 장기간 보관 후 도료의 점도가 크게 저하되어 시공 성능과 제품 품질에 영향을 미칩니다. 점도 저하에는 온도, 습도, 용매 휘발, 폴리머 분해 등 여러 요인이 영향을 미치지만, 증점제인 셀룰로스 에테르와의 상호작용이 특히 중요합니다.
1. 셀룰로스 에테르의 기본 역할
셀룰로오스 에테르는 수성 페인트에 널리 사용되는 일반적인 증점제입니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.
증점효과: 셀룰로오스 에테르는 물을 흡수하여 팽창된 3차원 네트워크 구조를 형성하여 시스템의 점도를 높이고 페인트의 틱소트로피와 시공 성능을 개선합니다.
현탁액 안정화 효과: 셀룰로오스 에테르는 도료 내 안료 및 충전제 등의 고체 입자 침전을 효과적으로 방지하고 도료의 균일성을 유지할 수 있습니다.
필름 형성 특성: 셀룰로오스 에테르는 페인트의 필름 형성 특성에도 영향을 미쳐 코팅이 일정한 강인함과 내구성을 갖게 합니다.
셀룰로스 에테르에는 메틸 셀룰로스(MC), 하이드록시에틸 셀룰로스(HEC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC) 등 다양한 종류가 있습니다. 이러한 물질은 코팅에 대한 용해도, 증점 능력 및 저장 저항성이 서로 다릅니다.
2. 점도 감소의 주요 원인
코팅을 보관하는 동안 점도 감소는 주로 다음과 같은 이유로 발생합니다.
(1) 셀룰로스 에테르의 분해
코팅에서 셀룰로스 에테르의 증점 효과는 분자량의 크기와 분자 구조의 완전성에 따라 달라집니다. 보관 중에는 온도, 산도, 알칼리도, 그리고 미생물과 같은 요인이 셀룰로스 에테르의 분해를 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 장기간 보관 시 코팅의 산성 또는 알칼리성 성분은 셀룰로스 에테르의 분자 사슬을 가수분해하여 분자량을 감소시키고, 결과적으로 증점 효과를 약화시켜 점도를 감소시킬 수 있습니다.
(2) 용매의 휘발 및 수분 이동
코팅 내 용매의 휘발이나 수분 이동은 셀룰로스 에테르의 용해도에 영향을 미칠 수 있습니다. 보관 중 수분의 일부가 증발하거나 코팅 표면으로 이동하여 코팅 내 수분 분포가 불균일해질 수 있으며, 이는 셀룰로스 에테르의 팽윤도에 영향을 미치고 국소적인 점도 감소를 초래할 수 있습니다.
(3) 미생물 공격
코팅을 부적절하게 보관하거나 방부제가 효과를 발휘하지 못하면 미생물이 증식할 수 있습니다. 미생물은 셀룰로스 에테르 및 기타 유기 증점제를 분해하여 증점 효과를 약화시키고 코팅의 점도를 감소시킬 수 있습니다. 특히 수성 코팅은 다량의 수분을 함유하고 있어 미생물이 증식하기에 좋은 환경입니다.
(4) 고온 노화
고온 보관 조건에서는 셀룰로스 에테르 분자 사슬의 물리적 또는 화학적 구조가 변할 수 있습니다. 예를 들어, 셀룰로스 에테르는 고온에서 산화 또는 열분해되기 쉬워 증점 효과가 약화됩니다. 또한 고온은 용매의 휘발과 수분 증발을 가속화하여 점도 안정성에 더욱 영향을 미칩니다.
3. 코팅의 저장 안정성을 향상시키는 방법
보관 중 점도 감소를 줄이고 코팅의 보관 수명을 연장하기 위해 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
(1) 적절한 셀룰로스 에테르 선택
셀룰로스 에테르는 종류에 따라 저장 안정성 측면에서 성능이 다릅니다. 일반적으로 고분자량 셀룰로스 에테르는 증점 효과가 우수하지만 저장 안정성이 상대적으로 낮은 반면, 저분자량 셀룰로스 에테르는 저장 성능이 더 좋을 수 있습니다. 따라서 제형을 설계할 때는 저장 안정성이 우수한 셀룰로스 에테르를 선택하거나, 다른 증점제와 배합하여 저장 저항성을 향상시켜야 합니다.
(2) 코팅의 pH 조절
코팅 시스템의 산성도와 알칼리도는 셀룰로스 에테르의 안정성에 중요한 영향을 미칩니다. 제형 설계 시, 셀룰로스 에테르의 분해를 줄이기 위해 과도한 산성 또는 알칼리성 환경을 피하도록 코팅의 pH 값을 조절해야 합니다. 동시에, 적정량의 pH 조절제 또는 완충액을 첨가하면 시스템의 pH를 안정화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
(3) 방부제 사용 증가
미생물에 의한 부식을 방지하기 위해 코팅에 적정량의 방부제를 첨가해야 합니다. 방부제는 미생물의 증식을 억제하여 셀룰로스 에테르와 같은 유기물의 분해를 방지하고 코팅의 안정성을 유지합니다. 코팅의 조성 및 보관 환경에 따라 적절한 방부제를 선택하고, 그 효과를 정기적으로 점검해야 합니다.
(4) 저장환경 제어
코팅의 보관 온도와 습도는 점도 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 코팅은 건조하고 서늘한 환경에 보관해야 하며, 용매의 휘발 및 셀룰로스 에테르 분해를 줄이기 위해 고온 다습한 환경을 피해야 합니다. 또한, 밀봉이 잘 된 포장은 수분의 이동과 증발을 효과적으로 줄이고 점도 저하를 지연시킬 수 있습니다.
4. 점도에 영향을 미치는 기타 요인
셀룰로스 에테르 외에도 코팅 시스템의 다른 성분들도 점도 변화에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 안료의 종류와 농도, 용매의 휘발 속도, 그리고 다른 증점제나 분산제의 상용성은 코팅의 점도 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 코팅 조성물의 전반적인 설계와 성분 간의 상호작용 또한 중요한 고려 사항입니다.
코팅 저장 중 점도 감소는 셀룰로스 에테르의 분해, 용매 휘발, 수분 이동 등의 요인과 밀접한 관련이 있습니다. 코팅의 저장 안정성을 향상시키려면 적절한 셀룰로스 에테르 품종을 선택하고, 코팅의 pH를 조절하며, 부식 방지 조치를 강화하고, 저장 환경을 최적화해야 합니다. 합리적인 제형 설계와 적절한 저장 관리를 통해 코팅 저장 중 점도 감소 문제를 효과적으로 줄이고, 제품의 성능과 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 9월 27일