Das Phänomen des Viskositätsabfalls während der Lacklagerung ist ein häufiges Problem, insbesondere nach längerer Lagerung nimmt die Viskosität des Lacks deutlich ab, was sich auf die Konstruktionsleistung und Produktqualität auswirkt. Die Abnahme der Viskosität hängt mit vielen Faktoren zusammen, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Verflüchtigung des Lösungsmittels, Polymerabbau usw., besonders kritisch ist jedoch die Wechselwirkung mit dem Verdickungsmittel Celluloseether.
1. Grundlegende Rolle von Celluloseether
Celluloseether ist ein gängiges Verdickungsmittel, das häufig in Farben auf Wasserbasis verwendet wird. Zu ihren 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 Aufbauleistung der Farbe verbessert werden.
Suspensionsstabilisierungseffekt: Celluloseether kann die Sedimentation fester Partikel wie Pigmente und Füllstoffe im Lack wirksam verhindern und die Gleichmäßigkeit des Lacks aufrechterhalten.
Filmbildende Eigenschaft: Celluloseether kann auch die filmbildende Eigenschaft des Lacks 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 weisen in Beschichtungen unterschiedliche Löslichkeit, Verdickungsfähigkeit und Lagerbeständigkeit auf.
2. Hauptgründe für die Viskositätsreduzierung
Bei der Lagerung von Lacken kommt es vor allem aus folgenden Gründen zu einem Viskositätsabfall:
(1) Abbau von Celluloseethern
Die verdickende Wirkung von Celluloseethern in Beschichtungen hängt von der Größe ihres Molekulargewichts und der Integrität ihrer Molekülstruktur ab. Während der Lagerung können Faktoren wie Temperatur, Säuregehalt und Alkalität sowie Mikroorganismen zum Abbau von Celluloseethern führen. Beispielsweise können bei längerer Lagerung die sauren oder alkalischen Bestandteile in der Beschichtung die Molekülkette des Celluloseethers hydrolysieren, sein Molekulargewicht verringern und dadurch seine Verdickungswirkung schwächen, was zu einem Rückgang der Viskosität führt.
(2) Verflüchtigung des Lösungsmittels und Feuchtigkeitsmigration
Die Verflüchtigung des Lösungsmittels oder die Migration von Feuchtigkeit in der Beschichtung können den Löslichkeitszustand von Celluloseether beeinflussen. Während der Lagerung kann ein Teil des Wassers verdampfen oder an die Oberfläche der Beschichtung wandern, was zu einer ungleichmäßigen Wasserverteilung in der Beschichtung führt, wodurch der Quellgrad des Celluloseethers beeinträchtigt wird und es zu einer Abnahme der Viskosität in lokalen Bereichen kommt.
(3) Mikrobieller Angriff
Wenn die Beschichtung unsachgemäß gelagert wird oder die Konservierungsmittel unwirksam werden, kann es zu mikrobiellem Wachstum in der Beschichtung kommen. Mikroorganismen können Celluloseether und andere organische Verdickungsmittel zersetzen, wodurch deren Verdickungswirkung geschwächt wird und die Viskosität der Beschichtung abnimmt. Vor allem wasserbasierte Beschichtungen bieten eine gute Umgebung für mikrobielles Wachstum, da sie viel Wasser enthalten.
(4) Hochtemperaturalterung
Bei Lagerung bei 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 auch die Verflüchtigung des Lösungsmittels und die Wasserverdunstung, was sich weiter auf die Viskositätsstabilität auswirkt.
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 Arten von Celluloseethern weisen unterschiedliche Leistungen hinsichtlich der Lagerstabilität auf. Celluloseether mit hohem Molekulargewicht haben im Allgemeinen eine bessere Verdickungswirkung, ihre Lagerstabilität ist jedoch relativ schlecht, während Celluloseether mit niedrigerem Molekulargewicht möglicherweise eine bessere Lagerleistung aufweisen. Daher sollten bei der Rezepturgestaltung Celluloseether mit guter Lagerstabilität ausgewählt oder Celluloseether mit anderen Verdickungsmitteln vermischt werden, um deren Lagerbeständigkeit zu verbessern.
(2) Kontrollieren Sie den pH-Wert der Beschichtung
Der Säuregehalt und die Alkalität des Beschichtungssystems haben einen wichtigen Einfluss auf die Stabilität von Celluloseethern. Bei der Formulierungsgestaltung sollte der pH-Wert der Beschichtung kontrolliert werden, um eine übermäßig saure oder alkalische Umgebung zu vermeiden und den Abbau von Celluloseethern zu reduzieren. Gleichzeitig kann die Zugabe einer geeigneten Menge pH-Einstellmittel oder Puffer zur Stabilisierung des pH-Werts des Systems beitragen.
(3) Erhöhen Sie den Einsatz von Konservierungsmitteln
Um eine mikrobielle Erosion zu verhindern, sollte der Beschichtung eine angemessene Menge an Konservierungsmitteln zugesetzt werden. Konservierungsmittel können das Wachstum von Mikroorganismen hemmen und so den Abbau organischer Stoffe wie Celluloseether verhindern und die Stabilität der Beschichtung erhalten. Entsprechend der Beschichtungsformulierung und der Lagerumgebung sollten geeignete Konservierungsmittel ausgewählt und ihre Wirksamkeit regelmäßig überprüft werden.
(4) Kontrollieren Sie die Speicherumgebung
Die Lagertemperatur und Luftfeuchtigkeit der Beschichtung haben einen direkten Einfluss auf die Viskositätsstabilität. Die Beschichtung sollte in einer trockenen und kühlen Umgebung gelagert werden, wobei hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit vermieden werden sollten, um die Verflüchtigung des Lösungsmittels und den Abbau des Celluloseethers zu reduzieren. Darüber hinaus kann eine gut dichte Verpackung 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 Einfluss auf die Viskositätsänderung haben. Beispielsweise können die Art und Konzentration der Pigmente, die Verflüchtigungsrate von Lösungsmitteln und die Kompatibilität anderer Verdickungsmittel oder Dispergiermittel die Viskositätsstabilität der Beschichtung beeinflussen. Daher sind auch die Gesamtgestaltung der Beschichtungsformel und das Zusammenspiel der Komponenten wichtige Punkte, auf die geachtet werden muss.
Die Abnahme der Viskosität während der Lagerung der Beschichtung steht in engem Zusammenhang mit Faktoren wie dem Abbau von Celluloseethern, der Verflüchtigung von Lösungsmitteln und der Wassermigration. Um die Lagerstabilität der Beschichtung zu verbessern, sollten geeignete Celluloseethersorten ausgewählt, der pH-Wert der Beschichtung kontrolliert, die Korrosionsschutzmaßnahmen verstärkt und die Lagerumgebung optimiert werden. Durch eine vernünftige Rezepturgestaltung und ein gutes Lagermanagement kann das Problem der Viskositätsabnahme während der Lagerung der Beschichtung wirksam reduziert und die Leistung des Produkts sowie die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt verbessert werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. September 2024