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Additivo anti-sedimentazione per vernici e rivestimenti

Organoclay è l'additivo anti-sedimentazione standard per i rivestimenti industriali a base solvente: impedisce ai pigmenti e ai riempitivi di formare sedimenti duri durante lo stoccaggio, pur mantenendo una facile applicazione e un buon livellamento.

Agente antisedimentativo a base di argilla organofila: confronto che mostra la sedimentazione del pigmento senza additivo rispetto alla sospensione stabile con argilla organofila

Che cos'è un agente anti-settlement?

Agente antisedimentativo: Un additivo che crea una rete strutturata nei rivestimenti liquidi per evitare che pigmenti densi e riempitivi si depositino sul fondo del contenitore durante lo stoccaggio. La rete deve essere abbastanza forte da sospendere le particelle a riposo, ma abbastanza debole da rompersi completamente sotto la normale agitazione e taglio di applicazione. Nelle vernici a base solvente, l'argilla organofila è l'additivo anti-sedimentazione preferito: efficace allo 0,2–1,5% in peso, termicamente stabile e con doppia funzione (previene anche il colatura sulle superfici verticali).

Quali sono le cause della sedimentazione dei pigmenti nella vernice?

Segue la liquidazione Legge di Stokes — la velocità di sedimentazione di una particella è proporzionale al quadrato del suo diametro e alla differenza di densità tra la particella e il mezzo. I pigmenti densi si depositano rapidamente nei veicoli di verniciatura a bassa viscosità:

Pigmento/riempitivoGravità specificaTendenza relativa all'assestamento
Solfato di bario (BaSO₄)4.3Molto alto
Ossido di ferro rosso (Fe₂O₃)5.1Molto alto
Fosfato di zinco3.9Alto
Biossido di titanio (TiO₂)3.9Alto
Carbonato di calcio (CaCO₃)2.7Moderato
Talco2.7Moderato
Tipico veicolo di verniciatura (solvente + resina)0.8–1.2Riferimento

La sedimentazione è peggiorata da: temperatura di stoccaggio elevata (riduce la viscosità del veicolo); granulometria del pigmento di grandi dimensioni; lungo tempo di conservazione; e assenza di reologia strutturata nel veicolo di verniciatura.

Come l'argilla organofila previene la sedimentazione

Quando disperse nella vernice allo 0,3–1,0 in peso, le particelle piastriniche di organoclay (spesse 1 nm, larghe 200–500 nm) formano una rete di gel tridimensionale “castello di carte” attraverso interazioni elettrostatiche bordo-faccia:

Punti chiave: L'argilla organofila allo 0,5% in peso in un sistema xilene-alchidico fornisce un indice tissotropico di 4,5–5,5 — sufficiente a prevenire la sedimentazione di tutti i pigmenti comuni (inclusi solfato di bario e ossido di ferro) per ≥12 mesi in condizioni di stoccaggio a temperatura ambiente, sulla base di test di stabilità interna su oltre 200 formulazioni di rivestimento.

Confronto degli agenti anti-settlement

Tipo additivoSistemaEfficacia anti-sedimentazioneAnti-colaturaStabilità della temperaturaTrasparenza
OrganoclayA base solventeEccellenteEccellenteEccellente (fino a 180°C)Buono-Eccellente (voti elevati)
Silice pirogenicaSolvente + acquaBeneBeneBeneScarso (confuso)
Cera poliammidicaSolventi alifaticiBeneBeneScarso (fonde <85°C)Povero
Olio di ricino idrogenatoA base solventeModeratoModeratoScarso (si scioglie)Povero
CP-EW (dispersibile in acqua)A base d'acquaBeneModeratoBeneBene

Selezione del grado

Sistema di rivestimentoCarico di pigmentoGrado consigliatoDosaggio tipico
Solvente aromatico (xilene, toluene), industrialeDa standard a pesanteCP-34, CP-400,3–1,2% in peso
Miscela alifatica + aromaticaNormaCP-10, CP-26, CP-1000,3–0,8% in peso
Requisito ad alto solido/autoattivante, senza attivatore polareQualunqueCP-180B, CP-APA0,3–1,0% in peso
Sistemi chetone/estere (MEK, acetato di butile)NormaCP-APA, CP-MP0,3–0,8% in peso
Rivestimenti trasparenti, lacche trasparentiLeggero (agente flatulente)CP-MP, CP-MPS, CP-EDS (≤10 μm)0,2–0,6% in peso
Primer pigmentato pesante (BaSO₄, Fe₂O₃, ZnPO₄)Pesante (>30 vol%)CP-34, CP-APA0,6–1,5% in peso
Rivestimenti all'acquaQualunqueCP-EW0,5–1,5% in peso

Guida al dosaggio: in base alla concentrazione in volume del pigmento

Tipo di pigmento e PVCDosaggio iniziale (CP-34)Indice tissotropico target
Pigmenti leggeri (TiO₂) in PVC 20–30%0,2–0,4% in peso≥ 3.5
Pigmenti misti al PVC 20–35%0,3–0,6% in peso≥ 4.0
Pigmenti densi (BaSO₄, Fe₂O₃) in PVC 25–40%0,5–1,0% in peso≥ 4.5
Primer anticorrosivo (ricco di Zn, ZnPO₄) con PVC 30–50%0,8–1,5% in peso≥ 5.0

Metodo di incorporazione

  1. Aggiungere l'argilla organofila alla fase solvente prima di aggiungere pigmenti o resina
  2. Aggiungi attivatore polare (per i gradi convenzionali: 95% di etanolo al 30–50% del peso dell'argilla organofila). Salta per i gradi ad attivazione automatica.
  3. Miscela ad alta azione di taglio a 1.500–3.000 giri/min per 15–20 minuti
  4. Concedere 10-15 minuti di riposo per la rete di gel da costruire prima di misurare o aggiungere altri componenti
  5. Verificare le prestazioni dell'antiassestamento: misurare l'indice tissotropico (6 giri/min/60 giri/min) — il target dipende dal carico di pigmento (vedere la tabella sopra)

Domande frequenti

Cos'è un agente antisedimentante?
Un agente antisedimentante crea una rete strutturata nei rivestimenti liquidi per evitare che i pigmenti densi (ossido di ferro, solfato di bario, biossido di titanio) formino sedimenti duri durante lo stoccaggio. Nei sistemi a base solvente, l'organoclay è la scelta standard: crea una rete di lamelle tissotropiche che sospende le particelle a riposo ma si rompe istantaneamente sotto agitazione o taglio applicativo. Efficace allo 0,2–1,5% in peso del peso totale della formulazione.
Cosa sono gli additivi antisedimentanti nelle vernici?
Gli additivi antisedimentazioni più comuni nella vernice includono: organoclay (ideale per reti piastriniche tissotropiche a base solvente, termicamente stabile fino a 180°C, anch'essa anti-colatura); silice pirogenica (efficace sia in solvente che a base acqua, ma torbida); cera poliammidica (sistemi alifatici, fonde sopra gli 85°C); derivati ​​dell'olio di ricino idrogenato (a base di cera, sensibile alla temperatura); e argilla organodisperdibile in acqua CP-EW per sistemi a base acquosa. L'organoclay offre la migliore combinazione di efficacia anti-sedimentazione, doppia funzione anti-colatura e stabilità termica nei rivestimenti industriali a base solvente.
Quali sono le cause della sedimentazione nella vernice?
La sedimentazione segue la legge di Stokes: la velocità dipende dalla differenza di densità delle particelle rispetto al veicolo di verniciatura, dalla dimensione delle particelle e dalla viscosità media. Pigmenti densi come solfato di bario (SG 4.3), ossido di ferro (SG 5.1) e biossido di titanio (SG 3.9) si depositano rapidamente in veicoli a base solvente a bassa viscosità. La sedimentazione è accelerata dall'elevata temperatura di conservazione, dalle grandi dimensioni delle particelle di pigmento, dal lungo tempo di conservazione e dall'assenza di strutture anti-sedimentazione. L'argilla organofila allo 0,3–1,0% in peso crea un punto di snervamento sufficiente per sospendere tutti i tipi di pigmenti comuni. Guida completa: Come prevenire la sedimentazione dei pigmenti →
In che modo l'argilla organofila previene la sedimentazione dei pigmenti?
L'organoclay forma una rete di gel piastrinico "castello di carte" nel veicolo di verniciatura con un punto di snervamento finito (3–15 Pa al dosaggio tipico). Questo punto di snervamento supera lo stress gravitazionale di tutti i comuni pigmenti: le particelle rimangono sospese senza una crosta dura. Sotto il taglio di applicazione (>1 s⁻¹), la rete collassa completamente: la vernice si applica normalmente. Dopo l'applicazione, la rete si ricostruisce in 5-30 secondi, prevenendo il colatura sulle superfici verticali come vantaggio secondario.
Di quanto antisedimentante ho bisogno nella vernice?
Intervalli di dosaggio standard: 0,2–0,5% in peso per formulazioni a base di TiO₂; 0,4–0,8% in peso per sistemi misti pigmento/riempitivo; 0,6–1,5% in peso per carichi pesanti di pigmento (solfato di bario, ossido di ferro, primer al fosfato di zinco). Misurare l'indice tissotropico (6 giri/min/60 giri/min) — target ≥ 3,5 per pigmenti leggeri, ≥ 5,0 per sistemi di pigmenti anticorrosivi densi.
L'argilla organofila può essere utilizzata come additivo anti-sedimentazione nelle vernici a base acqua?
L'argilla organofila standard (quali a base di solvente) non si disperde in acqua. Per i rivestimenti a base acqua, utilizzare CP-EW, un'argilla organofila modificata disperdibile in acqua che fornisce antisedimentazione nei sistemi di emulsione acquosa allo 0,5–1,5% in peso. Per i rivestimenti industriali a base acqua, anche la silice pirogenica e gli addensanti associativi HEUR sono comunemente utilizzati in combinazione con CP-EW.
Qual è la differenza tra agente antisedimentativo e additivo anti-colatura?
L'antisedimentazione previene la sedimentazione verticale delle particelle nella vernice liquida immagazzinata (condizione statica a basso taglio). L'anti-colatura impedisce al film bagnato applicato di scorrere lungo le superfici verticali (condizione post-applicazione a basso taglio). L'organoclay agisce su entrambi contemporaneamente (la stessa rete tissotropica che impedisce la sedimentazione a riposo previene anche il colatura dopo l'applicazione), rendendolo l'additivo reologico a doppia funzione più conveniente per vernici a base solvente.
Quale grado di argilla organofila è migliore per l'antisedimentazione nella vernice?
Per sistema solvente: solventi aromatici (xilene, toluene) → CP-34 o CP-40; miscele alifatiche → CP-10, CP-26; alto solido o autoattivante, senza attivatore polare → CP-180B, CP-APA; sistemi chetone/estere → CP-APA, CP-MP; rivestimenti trasparenti → CP-MP, CP-MPS (≤10 μm); a base acquosa → CP-EW. Contatta il nostro team tecnico con le specifiche del tuo sistema di solventi e dei pigmenti per una raccomandazione sul grado specifico e campioni gratuiti.

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