HPMC (хидроксипропил метилцелулоза) е високоефективна добавка и се използва широко при формулирането на покрития и бои. Една от основните му функции е да подобри контрола на вискозитета, което не само подобрява реологията на покритията и боите, но също така подобрява конструктивните характеристики и качеството на крайния филм.
1. Основни свойства на HPMC
HPMC е нейонен целулозен етер с добра разтворимост във вода и органичен разтворител. Може да се разтваря и да образува стабилен колоиден разтвор при различни температури и стойности на pH. Основният механизъм на действие на HPMC е да образува мрежова структура чрез междумолекулни водородни връзки и сили на Ван дер Ваалс, като по този начин влияе върху реологичните свойства на покритията или боите. Неговият вискозитет се променя с промени в концентрацията, температурата, скоростта на срязване и други фактори, което прави приложението му в покрития и бои с голямо пространство за регулиране.
2. Функция на HPMC в покрития и бои
Регулиране на вискозитета: Основната функция на HPMC е да регулира вискозитета на системата. В покритията и боите вискозитетът е важен параметър, който пряко влияе върху конструкцията, изравняването и крайния филмов ефект на материала. HPMC може прецизно да контролира вискозитета на покритието чрез промяна на молекулната структура или концентрация, осигурявайки стабилността и работоспособността на покритието по време на съхранение, транспортиране и конструиране.
Реологичен контрол: HPMC придава на покритието или боята добри реологични свойства, така че да поддържа висок вискозитет, когато е статичен, за да предотврати утаяването, и може да намали вискозитета при срязване, което го прави лесен за нанасяне. Тази тиксотропия е от съществено значение за строителните характеристики на покрития и бои, особено при пръскане, четкане или валцуване, което спомага за постигане на равномерно и гладко покритие.
Ефективност против увисване: Когато покрития или бои се нанасят върху вертикални повърхности, често се получава увисване, т.е. покритието тече под действието на гравитацията, което води до неравномерна дебелина на филма и дори следи от течливост. HPMC ефективно потиска феномена на увисване чрез повишаване на вискозитета и тиксотропията на системата, осигурявайки стабилността на покритието при нанасяне върху вертикални повърхности.
Ефект против утаяване: При покрития с повече пигменти или пълнители, пигментите или пълнителите са склонни към утаяване, което влияе върху равномерността на покритието. HPMC забавя скоростта на утаяване на твърдите частици чрез увеличаване на вискозитета на системата. В същото време той поддържа състоянието на суспензия в боята чрез взаимодействие с частиците на пигмента, като гарантира, че боята е еднородна и последователна по време на строителния процес.
Подобряване на стабилността при съхранение: При дългосрочно съхранение боята е склонна към разслояване, коагулация или утаяване. Добавянето на HPMC може ефективно да подобри стабилността на боята при съхранение, да поддържа еднородността и вискозитета на боята, като по този начин удължава нейния срок на годност и избягва влошаване на качеството на продукта, причинено от неправилно съхранение.
3. Фактори, влияещи върху контрола на вискозитета чрез HPMC
Концентрация: Концентрацията на HPMC е пряк фактор, влияещ върху вискозитета на боята или боята. Тъй като концентрацията на HPMC се увеличава, вискозитетът на системата ще се увеличи значително. За покрития, които изискват по-висок вискозитет, подходящото увеличаване на количеството HPMC може да постигне идеалното ниво на вискозитет. Твърде високата концентрация обаче може също да причини твърде вискозна система и да повлияе на работата на конструкцията. Следователно е необходимо точно да се контролира количеството добавен HPMC според специфичния сценарий на приложение и изискванията за конструкция.
Молекулно тегло: Молекулното тегло на HPMC също е важен фактор, влияещ върху вискозитета. HPMC с високо молекулно тегло образува по-плътна мрежеста структура в разтвора, което може значително да увеличи вискозитета на покритието; докато HPMC с ниско молекулно тегло показва по-нисък вискозитет. Чрез избор на HPMC с различни молекулни тегла, вискозитетът на покритието или боята може да се регулира, за да отговаря на различни изисквания за конструкцията.
Температура: Вискозитетът на HPMC намалява с повишаване на температурата. Следователно, когато се конструира в среда с висока температура, е необходимо да се изберат разновидности на HPMC с по-добра устойчивост на висока температура или съответно да се увеличи дозировката му, за да се гарантира конструктивната производителност и качеството на филма на покритието при условия на висока температура.
pH стойност: HPMC е стабилен в широк диапазон на pH, но екстремните киселинни и алкални условия ще повлияят на неговата вискозитетна стабилност. В силна киселинна или алкална среда HPMC може да се разгради или да се повреди, което води до намаляване на вискозитета. Следователно, когато проектирате формулата, уверете се, че pH стойността на системата е умерена, за да поддържате ефекта на HPMC за контрол на вискозитета.
Скорост на срязване: HPMC е сгъстител за разреждане на срязване, тоест неговият вискозитет ще бъде значително намален при високи скорости на срязване. Това свойство е много важно в процеса на изграждане на покритието, тъй като при четкане, валцуване или пръскане покритието е подложено на голяма сила на срязване и HPMC може да подобри строителните характеристики чрез намаляване на вискозитета. След завършване на конструкцията силата на срязване изчезва и HPMC може да възстанови вискозитета на покритието, за да осигури еднородност и дебелина на покриващия филм.
4. Приложение на HPMC в различни покривни системи
Покрития на водна основа: HPMC се използва широко в покрития на водна основа. Може да се използва не само като сгъстител, но и като филмообразуващо средство и стабилизатор. В системи на водна основа HPMC може ефективно да увеличи вискозитета на покритието, да подобри неговата реология и изравняване и да предотврати утаяване и увисване. В същото време може също така да подобри водоустойчивостта и устойчивостта на триене на покриващия филм и да удължи експлоатационния живот на покритието.
Покрития на основата на разтворител: Въпреки че HPMC се използва сравнително по-малко в покрития на основата на разтворител, той все още може да се използва като сгъстител и помощно средство за изравняване. Особено в покрития с ниско летливи органични съединения (VOC), HPMC може да осигури необходимия контрол на вискозитета и регулиране на реологията, като по този начин намалява използването на разтворители и отговаря на изискванията за опазване на околната среда.
Прахови покрития: В прахови покрития HPMC може да се използва като свързващо вещество и сгъстител за подобряване на течливостта и филмообразуващите свойства чрез увеличаване на вискозитета на праха. HPMC може да гарантира, че праховото покритие не се разнася лесно по време на строителния процес, като същевременно подобрява еднородността и плътността на покриващия филм.
HPMC постига отличен контрол на вискозитета в покрития и бои чрез своите уникални физични и химични свойства. Той може не само да регулира точно вискозитета на системата, но и да подобри реологията на покритието, да подобри свойствата против увисване и утаяване и да подобри стабилността при съхранение. Според различните системи за покритие и изисквания за конструкция, чрез регулиране на концентрацията, молекулното тегло, температурата, стойността на pH и други фактори на HPMC, вискозитетът може да се контролира фино, като по този начин се подобрява конструкцията на покритието и качеството на крайното покритие.
Време на публикуване: 14 септември 2024 г