Zuhause / Nachrichten / Branchennachrichten / Die Farbe wurde bei der Produktion perfekt verteilt – warum bleibt also nach sechs Wochen ein harter Kuchen am Boden?
Branchennachrichten
Lagerstabilität der Farbe – Sedimentation und Flockung
Eine Farbe, die mit gleichmäßiger Konsistenz, korrekter Viskosität und ohne sichtbares Absetzen in Fässer gefüllt wird, kann nach sechswöchiger Lagerlagerung eine dichte Schicht aus verdichtetem Pigment und Füllstoff am Boden desselben Fasses bilden. Hierbei handelt es sich nicht um einen Produktionsfehler. Es ist das vorhersehbare Ergebnis physikalischer und physikalisch-chemischer Prozesse, die seit dem Verschließen des Fasses kontinuierlich und unsichtbar ablaufen.
Tag 1
Gleichmäßige Streuung, Viskosität innerhalb der Spezifikation, kein sichtbares Absetzen
Woche 2
Partikel beginnen sich abzusetzen; Am Boden bilden sich lockere Sedimente
Woche 4–6
Die Sedimentschicht wird dicker; Partikel-zu-Partikel-Kontakte vervielfachen sich
Monate
Verdichteter harter Kuchen – lässt sich durch Rühren nur schwer oder gar nicht wieder auflösen
Die vier Mechanismen, die die Bildung von Hartkuchen vorantreiben
1
Gravitationssedimentation
Jedes Teilchen, das dichter als die umgebende Flüssigkeit ist, übt eine Nettokraft nach unten aus. Die Geschwindigkeit hängt von der Partikeldichte, -größe und der Flüssigkeitsviskosität ab. Feine Pigmente setzen sich langsam ab – aber „langsam“ über Monate hinweg ist immer noch ein erheblicher Abstand. Kein Dispersionssystem eliminiert die Absetzkraft; es verlangsamt es nur.
2
Progressive Netzwerkentspannung
Thixotrope und rheologische Netzwerke, die Partikel bei Nullscherung unterstützen, können sich im Laufe der Zeit entspannen, insbesondere bei Temperaturwechseln. Wenn das Netzwerk schwächer wird, nimmt die strukturelle Unterstützung für Partikel ab und die Ablagerung beschleunigt sich.
3
Partikelkontakt und lokale Flockung
Wenn sich die Partikel am Boden absetzen, kommen sie immer wieder miteinander in Kontakt. Jedes Kontaktereignis stellt einen potenziellen Flockungspunkt dar – insbesondere wenn die Abdeckung mit dem Dispergiermittel unvollständig ist oder während der Lagerung nachgelassen hat.
4
Verdichtung unter Eigengewicht
Die sich am Boden bildende Sedimentschicht ist dem Gewicht aller darüber liegenden Sedimente ausgesetzt. Über Wochen und Monate verfestigt sich diese Druckbelastung, die losen Flocken zu einem dichten, starren Kuchen, der durch mechanisches Rühren nicht aufgebrochen werden kann.
Was steuert, wie schnell das Absetzen von hartem Kuchen voranschreitet
| Partikelgrößenverteilung | Große Partikel setzen sich schneller ab; Bimodale Verteilungen (fein, grob) können eine strukturierte Schicht erzeugen, die dichter verdichtet als Systeme mit einer einzigen Größe |
| Qualität des Dispergiermittelsystems | Dispergiermittel, die stark adsorbieren und der Desorption widerstehen, verlangsamen die Ausflockung – schwache oder unterdosierte Dispergiermittel beschleunigen die Verdichtung |
| Rheologische Netzwerkstärke | Ein wirksames thixotropes Netzwerk verzögert den Setzungsbeginn und verhindert die Verdichtung des losen Sediments – der direkteste Hebel für die Lagerstabilität |
| Solides Laden | Ein höherer Feststoffgehalt bedeutet, dass die Partikel zu Beginn näher beieinander liegen – mehr Kontaktereignisse pro Zeiteinheit, schnellere Flockung und Verdichtung |
| Lagertemperatur | Erhöhte Temperaturen verringern die Flüssigkeitsviskosität (schnelleres Absetzen) und können rheologische Netzwerke schwächen – kühle, stabile Lagertemperaturen bewahren die Stabilität länger |
Ist es sicher, eine abgesetzte und wieder aufgerührte Farbe zu verwenden?
Wenn das Sediment locker war und durch Rühren ein optisch einheitliches System wiederhergestellt wurde, ist die Farbe möglicherweise verwendbar – es lohnt sich jedoch, die Viskosität und Feinheit anhand der Spezifikationen zu überprüfen, bevor man sich auf einen Produktionslauf einlässt. Wenn das Sediment hart war und erhebliche mechanische Anstrengungen zum Aufbrechen erforderlich waren, kann es zu einer Änderung der Partikelgröße oder zu Ausflockungen kommen. Vor der Verwendung ist ein Absinktest empfehlenswert.
Verhindert die Zugabe von mehr Verdickungsmittel bei der Produktion das Absetzen?
Mehr Verdickungsmittel erhöht die statische Viskosität, was das Absetzen verlangsamt. Wenn jedoch kein thixotropes Netzwerk aufgebaut wird, ist der Nutzen möglicherweise geringer als erwartet. Der effektivste Ansatz kombiniert ein Anti-Absetz-Additiv, das eine scherfreie Strukturunterstützung aufbaut, mit einem Dispergiermittelsystem, das eine Ausflockung auf Partikelebene verhindert – beide wirken zusammen und sind nicht austauschbar.
Warum setzen sich High-Solid-Beschichtungen schneller ab als Low-Solid-Beschichtungen?
Ein höherer Feststoffgehalt bringt die Partikel näher zusammen und erhöht die Kollisionsfrequenz, die zur Ausflockung führt. Das Volumen der flüssigen Phase, das zum Absetzen verdrängt werden muss, ist ebenfalls kleiner, wodurch sich der viskose Widerstand gegen die Partikelbewegung verringert. Beide Effekte beschleunigen die Absetz- und Verdichtungsrate im Vergleich zu Äquivalenten mit geringerem Feststoffgehalt.
Die Farbsedimentation während der Lagerung wird durch vier physikalische Prozesse vorangetrieben: Schwerkraftsedimentation, Netzwerkrelaxation, Partikelkontaktflockung und Eigengewichtsverdichtung. Das Verständnis, welcher Mechanismus in einem bestimmten System vorherrscht, ist der Ausgangspunkt für die Auswahl der richtigen Kombination aus rheologischem Additiv und Dispergiermittel.
