Явление падения вязкости во время хранения краски является распространенной проблемой, особенно после длительного хранения, вязкость краски значительно снижается, что влияет на характеристики конструкции и качество продукции. Снижение вязкости связано со многими факторами, такими как температура, влажность, улетучивание растворителя, деградация полимера и т. д., но особенно критично взаимодействие с загустителем – эфиром целлюлозы.
1. Основная роль эфира целлюлозы
Эфир целлюлозы — распространенный загуститель, широко используемый в красках на водной основе. К их основным функциям относятся:
Эффект загущения: эфир целлюлозы может образовывать набухшую трехмерную сетчатую структуру, поглощая воду, тем самым увеличивая вязкость системы и улучшая тиксотропность и строительные характеристики краски.
Эффект стабилизации суспензии: эфир целлюлозы может эффективно предотвращать осаждение твердых частиц, таких как пигменты и наполнители, в краске и поддерживать однородность краски.
Пленкообразующее свойство: эфир целлюлозы также может влиять на пленкообразующие свойства краски, придавая покрытию определенную прочность и долговечность.
Существует множество типов эфиров целлюлозы, в том числе метилцеллюлоза (МЦ), гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) и др. Эти материалы обладают различной растворимостью, загущающей способностью и стойкостью при хранении в покрытиях.
2. Основные причины снижения вязкости
При хранении покрытий снижение вязкости обусловлено в основном следующими причинами:
(1) Разложение эфиров целлюлозы
Загущающий эффект эфиров целлюлозы в покрытиях зависит от величины их молекулярной массы и целостности их молекулярной структуры. Во время хранения такие факторы, как температура, кислотность и щелочность, а также микроорганизмы, могут вызвать разложение эфиров целлюлозы. Например, при длительном хранении кислотные или щелочные компоненты покрытия могут гидролизовать молекулярную цепь эфира целлюлозы, уменьшить его молекулярную массу и, таким образом, ослабить его загущающий эффект, что приведет к снижению вязкости.
(2) Испарение растворителя и миграция влаги
Испарение растворителя или миграция влаги в покрытии могут повлиять на растворимость эфира целлюлозы. При хранении часть воды может испаряться или мигрировать на поверхность покрытия, делая распределение воды в покрытии неравномерным, тем самым влияя на степень набухания эфира целлюлозы и вызывая снижение вязкости на локальных участках.
(3) Микробная атака
В покрытии может произойти рост микробов при неправильном хранении или при неэффективности консервантов. Микроорганизмы могут разлагать эфиры целлюлозы и другие органические загустители, ослабляя их загущающий эффект и вызывая снижение вязкости покрытия. Покрытия на водной основе, в частности, являются хорошей средой для роста микробов, поскольку содержат большое количество воды.
(4) Высокотемпературное старение
В условиях хранения при высоких температурах физическая или химическая структура молекулярной цепи эфира целлюлозы может измениться. Например, эфиры целлюлозы склонны к окислению или пиролизу при более высоких температурах, что приводит к ослаблению загущающего эффекта. Высокие температуры также ускоряют испарение растворителя и воды, что еще больше влияет на стабильность вязкости.
3. Методы повышения устойчивости покрытий при хранении.
Чтобы уменьшить снижение вязкости при хранении и продлить срок хранения покрытия, можно принять следующие меры:
(1) Выбор подходящего эфира целлюлозы
Различные типы эфиров целлюлозы имеют разные характеристики с точки зрения стабильности при хранении. Эфиры целлюлозы с высокой молекулярной массой обычно обладают лучшим эффектом загущения, но их стабильность при хранении относительно низкая, тогда как эфиры целлюлозы с более низкой молекулярной массой могут иметь лучшие характеристики при хранении. Поэтому при разработке формулы следует выбирать эфиры целлюлозы с хорошей стабильностью при хранении или смешивать эфиры целлюлозы с другими загустителями для повышения их стойкости при хранении.
(2) Контролируйте pH покрытия.
Кислотность и щелочность системы покрытия оказывают важное влияние на стабильность эфиров целлюлозы. При разработке рецептуры следует контролировать значение pH покрытия, чтобы избежать чрезмерно кислой или щелочной среды и уменьшить разложение эфиров целлюлозы. В то же время добавление соответствующего количества регулятора pH или буфера может помочь стабилизировать pH системы.
(3) Увеличить использование консервантов.
Чтобы предотвратить микробную эрозию, в покрытие следует добавлять соответствующее количество консервантов. Консерванты могут подавлять рост микроорганизмов, тем самым предотвращая разложение органических веществ, таких как эфир целлюлозы, и сохраняя стабильность покрытия. Подходящие консерванты следует выбирать в зависимости от состава покрытия и условий хранения, а их эффективность следует регулярно проверять.
(4) Контролируйте среду хранения
Температура хранения и влажность покрытия оказывают прямое влияние на стабильность вязкости. Покрытие следует хранить в сухом и прохладном месте, избегая условий высокой температуры и высокой влажности, чтобы уменьшить улетучивание растворителя и разложение эфира целлюлозы. Кроме того, хорошо закрытая упаковка может эффективно уменьшить миграцию и испарение воды и задержать снижение вязкости.
4. Другие факторы, влияющие на вязкость
Помимо эфиров целлюлозы, на изменение вязкости могут влиять и другие компоненты системы покрытия. Например, тип и концентрация пигментов, скорость испарения растворителей и совместимость других загустителей или диспергаторов могут влиять на стабильность вязкости покрытия. Поэтому общая конструкция формулы покрытия и взаимодействие между компонентами также являются ключевыми моментами, на которые необходимо обратить внимание.
Уменьшение вязкости при хранении покрытия тесно связано с такими факторами, как деградация эфиров целлюлозы, улетучивание растворителей и миграция воды. Чтобы улучшить стабильность покрытия при хранении, следует выбрать соответствующие сорта эфира целлюлозы, контролировать pH покрытия, усилить антикоррозионные меры и оптимизировать среду хранения. Благодаря разумному дизайну рецептуры и хорошему управлению хранением проблема снижения вязкости во время хранения покрытия может быть эффективно уменьшена, а характеристики продукта и конкурентоспособность на рынке могут быть улучшены.
Время публикации: 27 сентября 2024 г.