1. Въведение
Хидроксипропил метилцелулозата (HPMC) е водоразтворим полимер, широко използван в покрития, строителни материали, фармацевтични продукти и други области. В производството на покрития HPMC се използва не само като сгъстител, стабилизатор и филмообразувател, но и като високоефективен дисперсант. Основните му функции в покритията включват подобряване на стабилността на покритията, подобряване на реологията, подобряване на строителните характеристики и качеството на крайното покритие.
2. Структурни характеристики на HPMC
Молекулярната структура на HPMC се състои от целулозен скелет и хидроксипропил и метилови заместители. Неговата специална структура дава HPMC разтворимост във вода и способността да образува вискоеластичен разтвор във воден разтвор. HPMC взаимодейства с молекулите на разтворителя чрез водородни връзки и ван дер Ваалсови сили, като по този начин се разтваря във вода и образува стабилна дисперсна система.
Молекулното тегло и степента на заместване (DS) на HPMC влияят върху неговата разтворимост и вискозитет. Най-общо казано, по-високото молекулно тегло и степента на заместване увеличават вискозитета и времето за разтваряне на HPMC. Тези характеристики са от решаващо значение за функцията на HPMC като диспергатор за покритие.
3. Ролята на HPMC в покритията
3.1 Подобряване на диспергируемостта на пигмента
HPMC се използва главно за подобряване на диспергируемостта на пигментите в покритията. В процеса на производство на покрития, агломерацията на пигментни частици е често срещан проблем, което води до неравномерни и нестабилни покрития, засягащи блясъка и равномерността на цвета на покритието. HPMC дисперсантите играят роля в следните аспекти:
Електростатично отблъскване: Разтворът, образуван от HPMC, разтваряне във вода, има висока повърхностна активност и може да се адсорбира върху повърхността на пигментните частици, за да ги зареди. Това електростатично отблъскване разделя пигментните частици една от друга и намалява агломерацията.
Стеричен възпрепятстващ ефект: Полимерната верига на HPMC може да образува защитен слой върху повърхността на частиците на пигмента, да увеличи пространственото разстояние между частиците и по този начин да инхибира взаимното привличане и агломерацията между частиците.
Стабилизиращ ефект: HPMC се комбинира с водните молекули чрез водородни връзки, за да образува стабилна система от разтвори, предотвратява утаяването на пигментните частици в системата и подобрява стабилността на покритието.
3.2 Подобряване на реологията
Друга важна функция на HPMC е да подобри реологията на покритията, тоест характеристиките на течливост и деформация на покритията. Добрите реологични свойства на покритието му помагат да има добра разстилаемост и изравняване по време на строителния процес, образувайки равномерен покривен филм. HPMC влияе върху реологичните свойства на покритието чрез следните механизми:
Повишаване на вискоеластичността: Мрежестата структура на полимерната верига, образувана от HPMC във вода, придава на разтвора определена вискоеластичност. Тази вискоеластичност може да регулира поведението на потока на покритието, така че да има подходящ вискозитет при четкане, намалявайки увисването и капенето.
Изтъняване при срязване: HPMC разтворите обикновено проявяват свойства за изтъняване при срязване, тоест имат по-висок вискозитет при ниски скорости на срязване и по-нисък вискозитет при високи скорости на срязване. Това свойство прави покритието по-стабилно в статично състояние и лесно за нанасяне по време на строителството.
Тиксотропия: Някои HPMC разтвори също показват тиксотропия, т.е. вискозитетът се възстановява в покой, което е особено важно за намаляване на увисването и капенето на покритието.
3.3 Подобряване на характеристиките на покритието
HPMC не само има важно влияние върху характеристиките на покритието по време на строителството, но също така значително подобрява качеството на крайното покритие. HPMC подобрява производителността на покритията в следните аспекти:
Равност на покритието: HPMC подобрява реологията на покритието, подобрява разстилаемостта и изравняването на покритието и прави покритието по-гладко и по-равномерно.
Водоустойчивост и устойчивост на атмосферни влияния: HPMC образува гъста мрежеста структура в покритието, което повишава водоустойчивостта и способността против стареене на покритието и подобрява устойчивостта на покритието на атмосферни влияния.
Адхезия: HPMC подобрява адхезията на покритието, така че покритието да може да бъде по-здраво прикрепено към повърхността на субстрата и подобрява издръжливостта на покритието.
4. Примери за приложение на HPMC
4.1 Архитектурни покрития
В архитектурните покрития HPMC се използва за подобряване на дисперсията на пигментите и реологията на покритията, особено за покрития на водна основа. HPMC подобрява стабилността и конструктивните характеристики на покритието, така че покритието има по-добро изравняване и адхезия към стената и предотвратява увисването на филма и неравномерното покритие.
4.2 Индустриални покрития
HPMC също се използва широко в промишлени покрития. Той не само подобрява диспергируемостта на пигментите, но също така подобрява конструктивните характеристики на покритията, като прави покриващия филм по-прилепнал към метални, пластмасови и други субстрати, а образуваният покривен филм по-издръжлив.
4.3 Други покрития
HPMC се използва и в различни специални покрития, като огнезащитни покрития, антикорозионни покрития и др. Неговата роля в тези покрития е главно да подобри стабилността на покритията и производителността на покриващия филм, така че покритията да имат добра производителност в различни сложни среди.
Като дисперсант за покритие HPMC играе важна роля за подобряване на диспергируемостта на пигментите, подобряване на реологията на покритията и подобряване на ефективността на покриващите филми. Неговата уникална структура и функция му дават широк спектър от перспективи за приложение в производството на покрития. С развитието на технологията за нанасяне на покрития, приложението на HPMC ще продължи да се разширява, предоставяйки повече възможности за подобряване и иновация на производителността на покритието.
Време на публикуване: 25 юни 2024 г