Viscositeitsdaling tijdens de opslag van verf is een veelvoorkomend probleem. Vooral na langdurige opslag neemt de viscositeit van de verf aanzienlijk af, wat de constructieprestaties en productkwaliteit beïnvloedt. De viscositeitsdaling hangt samen met vele factoren, zoals temperatuur, vochtigheid, vervluchtiging van oplosmiddelen, polymeerdegradatie, enz., maar de interactie met het verdikkingsmiddel cellulose-ether is bijzonder kritisch.
1. Basisrol van cellulose-ether
Cellulose-ether is een veelgebruikt verdikkingsmiddel in verf op waterbasis. De belangrijkste functies ervan zijn:
Verdikkingseffect: Cellulose-ether kan een gezwollen driedimensionale netwerkstructuur vormen door water te absorberen, waardoor de viscositeit van het systeem toeneemt en de thixotropie en de constructieprestaties van de verf verbeteren.
Stabiliserende werking van suspensie: Cellulose-ether kan effectief voorkomen dat vaste deeltjes zoals pigmenten en vulstoffen in de verf neerslaan 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 krijgt.
Er bestaan veel soorten cellulose-ethers, waaronder methylcellulose (MC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), enz. Deze materialen verschillen in oplosbaarheid, verdikkingsvermogen en opslagbestendigheid in coatings.
2. Belangrijkste redenen voor viscositeitsverlaging
Tijdens de opslag van coatings wordt de viscositeitsverlaging hoofdzakelijk veroorzaakt door de volgende redenen:
(1) Afbraak van cellulose-ethers
Het verdikkingseffect van cellulose-ethers in coatings hangt af van hun molecuulgewicht en de integriteit van hun moleculaire structuur. Tijdens opslag kunnen factoren zoals temperatuur, zuurgraad, 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 verlagen en zo het verdikkingseffect verzwakken, wat resulteert in een afname van de viscositeit.
(2) Vervluchtiging van oplosmiddelen en vochtmigratie
Vervluchtiging van oplosmiddelen of vochtmigratie in de coating kan de oplosbaarheid van cellulose-ether beïnvloeden. Tijdens opslag kan een deel van het water verdampen of migreren naar het oppervlak van de coating, waardoor de waterverdeling in de coating ongelijkmatig wordt. Dit beïnvloedt de zwellingsgraad van cellulose-ether en leidt tot een lokale afname van de viscositeit.
(3) Microbiële aanval
Microbiële groei kan in de coating optreden wanneer deze niet goed wordt bewaard of de conserveermiddelen hun werking verliezen. Micro-organismen kunnen cellulose-ethers en andere organische verdikkingsmiddelen afbreken, waardoor hun verdikkingseffect afneemt en de viscositeit van de coating afneemt. Met name coatings op waterbasis vormen een goede omgeving voor microbiële groei omdat ze een grote hoeveelheid water bevatten.
(4) Veroudering bij hoge temperaturen
Onder hoge opslagtemperaturen kan de fysische of chemische structuur van de moleculaire keten van cellulose-ether veranderen. Zo zijn cellulose-ethers 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, wat de viscositeitsstabiliteit verder beïnvloedt.
3. Methoden om de opslagstabiliteit van coatings te verbeteren
Om de viscositeitsafname tijdens de 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 wat betreft opslagstabiliteit. Cellulose-ethers met een hoog molecuulgewicht hebben over het algemeen een beter verdikkingseffect, maar hun opslagstabiliteit is relatief slecht, terwijl cellulose-ethers met een lager molecuulgewicht betere opslagprestaties kunnen hebben. Daarom is het bij het ontwerpen van de formule raadzaam om cellulose-ethers met een goede opslagstabiliteit te kiezen, of cellulose-ethers te combineren met andere verdikkingsmiddelen om hun opslagbestendigheid 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 ontwerp van de formulering 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 de pH van het systeem helpen stabiliseren.
(3) Verhoog het gebruik van conserveermiddelen
Om microbiële erosie te voorkomen, moet een geschikte hoeveelheid conserveermiddelen aan de coating worden toegevoegd. Conserveermiddelen kunnen de groei van micro-organismen remmen, waardoor de afbraak van organische stoffen zoals cellulose-ether wordt voorkomen en de stabiliteit van de coating behouden blijft. Geschikte conserveermiddelen moeten worden gekozen op basis van de coatingformule en de opslagomgeving, 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 bewaard in een droge en koele omgeving, waarbij hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid moeten worden vermeden om vervluchtiging van oplosmiddelen en afbraak van cellulose-ether te verminderen. Bovendien kan een goed afgesloten verpakking 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 viscositeitsverandering beïnvloeden. Zo kunnen het type en de concentratie van de pigmenten, de vervluchtigingssnelheid van oplosmiddelen en de compatibiliteit van andere verdikkingsmiddelen of dispergeermiddelen de viscositeitsstabiliteit van de coating beïnvloeden. Daarom zijn het algehele ontwerp van de coatingformule en de interactie tussen de componenten ook belangrijke aandachtspunten.
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 stabiliteit van de coating te verbeteren, moeten geschikte cellulose-ethervariëteiten worden geselecteerd, moet de pH van de coating worden gecontroleerd, moeten corrosiewerende maatregelen worden versterkt en moet de opslagomgeving worden geoptimaliseerd. Door een verstandig formuleontwerp en goed opslagbeheer kan het probleem van viscositeitsafname tijdens de opslag van de coating effectief worden verminderd en kunnen de prestaties en het concurrentievermogen van het product worden verbeterd.
Plaatsingstijd: 27-09-2024