HPMC (hydroxypropyl methylcelulóza) je vysoce účinná přísada a je široce používána při formulaci nátěrů a barev. Jednou z jeho hlavních funkcí je zlepšit kontrolu viskozity, což nejen zlepšuje reologii nátěrů a barev, ale také zlepšuje konstrukční výkon a kvalitu finálního filmu.
1. Základní vlastnosti HPMC
HPMC je neiontový ether celulózy s dobrou rozpustností ve vodě a rozpustností v organickém rozpouštědle. Může se rozpustit a vytvořit stabilní koloidní roztok při různých teplotách a hodnotách pH. Hlavním mechanismem působení HPMC je vytvoření síťové struktury prostřednictvím mezimolekulárních vodíkových vazeb a van der Waalsových sil, čímž se ovlivňují reologické vlastnosti povlaků nebo barev. Jeho viskozita se mění se změnami koncentrace, teploty, smykové rychlosti a dalších faktorů, díky čemuž má jeho aplikace v nátěrech a barvách velký nastavovací prostor.
2. Funkce HPMC v nátěrech a barvách
Úprava viskozity: Hlavní funkcí HPMC je upravit viskozitu systému. V nátěrových hmotách a barvách je viskozita důležitým parametrem, který přímo ovlivňuje konstrukci, vyrovnání a konečný filmový efekt materiálu. HPMC může přesně řídit viskozitu povlaku změnou molekulární struktury nebo koncentrace, což zajišťuje stabilitu a provozuschopnost povlaku během skladování, přepravy a konstrukce.
Reologická kontrola: HPMC poskytuje nátěru nebo nátěru dobré reologické vlastnosti, takže si ve statickém stavu udržuje vysokou viskozitu, aby se zabránilo sedimentaci, a může snížit viskozitu při střihu, což usnadňuje aplikaci. Tato tixotropie je nezbytná pro konstrukční vlastnosti nátěrů a barev, zejména při stříkání, natírání nebo válcování, což pomáhá dosáhnout rovnoměrného a hladkého nátěru.
Účinnost proti stékání: Když jsou nátěry nebo barvy nanášeny na svislé povrchy, často dochází ke stékání, to znamená, že nátěr teče působením gravitace, což má za následek nerovnoměrnou tloušťku filmu a rovnoměrné stopy po toku. HPMC účinně potlačuje jev stékání zvýšením viskozity a tixotropie systému a zajišťuje stabilitu nátěru při aplikaci na svislé povrchy.
Antisedimentační efekt: U nátěrů s více pigmenty nebo plnidly jsou pigmenty nebo plniva náchylné k sedimentaci, což ovlivňuje rovnoměrnost nátěru. HPMC zpomaluje rychlost sedimentace pevných částic zvýšením viskozity systému. Současně udržuje svůj suspenzní stav v nátěru interakcí s částicemi pigmentu, což zajišťuje, že nátěr je během procesu výstavby jednotný a konzistentní.
Zlepšení stability při skladování: Při dlouhodobém skladování je barva náchylná ke stratifikaci, koagulaci nebo sedimentaci. Přidání HPMC může účinně zlepšit stabilitu barvy při skladování, zachovat stejnoměrnost a viskozitu barvy, čímž prodlouží její skladovatelnost a zabrání zhoršení kvality produktu způsobenému nesprávným skladováním.
3. Faktory ovlivňující řízení viskozity pomocí HPMC
Koncentrace: Koncentrace HPMC je přímým faktorem ovlivňujícím viskozitu barvy nebo barvy. S rostoucí koncentrací HPMC se výrazně zvýší viskozita systému. U nátěrů, které vyžadují vyšší viskozitu, lze vhodným zvýšením množství HPMC dosáhnout ideální úrovně viskozity. Příliš vysoká koncentrace však může také způsobit, že systém bude příliš viskózní a ovlivnit výkon konstrukce. Proto je nutné přesně kontrolovat množství přidané HPMC podle konkrétního scénáře aplikace a požadavků na konstrukci.
Molekulová hmotnost: Molekulová hmotnost HPMC je také důležitým faktorem ovlivňujícím viskozitu. HPMC s vysokou molekulovou hmotností tvoří v roztoku hustší síťovou strukturu, která může výrazně zvýšit viskozitu povlaku; zatímco HPMC s nízkou molekulovou hmotností vykazuje nižší viskozitu. Výběrem HPMC s různými molekulovými hmotnostmi lze upravit viskozitu povlaku nebo barvy tak, aby vyhovovala různým konstrukčním požadavkům.
Teplota: Viskozita HPMC klesá s rostoucí teplotou. Proto je při stavbě v prostředí s vysokou teplotou nutné vybrat HPMC odrůdy s lepší odolností vůči vysokým teplotám nebo vhodně zvýšit její dávkování, aby byla zajištěna konstrukční výkonnost a kvalita filmu nátěru za podmínek vysokých teplot.
Hodnota pH: HPMC je stabilní v širokém rozsahu pH, ale extrémní kyselé a zásadité podmínky ovlivní jeho viskozitní stabilitu. V silně kyselém nebo alkalickém prostředí může HPMC degradovat nebo selhat, což má za následek snížení viskozity. Proto při navrhování receptury zajistěte, aby hodnota pH systému byla mírná, aby se zachoval účinek HPMC na řízení viskozity.
Smyková rychlost: HPMC je zahušťovadlo snižující smyk, to znamená, že jeho viskozita bude výrazně snížena při vysokých smykových rychlostech. Tato vlastnost je velmi důležitá v procesu vytváření povlaku, protože při natírání, válcování nebo stříkání je povlak vystaven velké smykové síle a HPMC může zlepšit konstrukční vlastnosti snížením viskozity. Po dokončení konstrukce smyková síla zmizí a HPMC může obnovit viskozitu povlaku, aby byla zajištěna rovnoměrnost a tloušťka povlakového filmu.
4. Aplikace HPMC v různých nátěrových systémech
Nátěry na vodní bázi: HPMC se široce používá v nátěrech na vodní bázi. Může být použit nejen jako zahušťovadlo, ale také jako filmotvorný prostředek a stabilizátor. V systémech na vodní bázi může HPMC účinně zvýšit viskozitu nátěru, zlepšit jeho reologii a vyrovnání a zabránit sedimentaci a prohýbání. Zároveň může také zlepšit voděodolnost a otěruvzdornost nátěrového filmu a prodloužit životnost nátěru.
Nátěry na bázi rozpouštědel: Přestože se HPMC v nátěrech na bázi rozpouštědel používá relativně méně, lze jej stále použít jako zahušťovadlo a vyrovnávací pomůcku. Zejména v nátěrech s nízkými těkavými organickými sloučeninami (VOC) může HPMC poskytnout nezbytnou kontrolu viskozity a úpravu reologie, čímž se sníží použití rozpouštědel a splní požadavky na ochranu životního prostředí.
Práškové nátěry: V práškových nátěrových hmotách lze HPMC použít jako pojivo a zahušťovadlo pro zlepšení tekutosti a filmotvorných vlastností zvýšením viskozity prášku. HPMC může zajistit, že práškový nátěr nebude snadno létat během stavebního procesu, a zároveň zlepší rovnoměrnost a hustotu nátěrového filmu.
HPMC dosahuje vynikající kontroly viskozity v nátěrech a barvách díky svým jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem. Dokáže nejen přesně upravit viskozitu systému, ale také zlepšit reologii povlaku, zlepšit vlastnosti proti stékání a usazování a zlepšit stabilitu při skladování. Podle různých nátěrových systémů a konstrukčních požadavků lze úpravou koncentrace, molekulové hmotnosti, teploty, hodnoty pH a dalších faktorů HPMC jemně řídit viskozitu, čímž se zlepší konstrukce nátěru a výsledná kvalita nátěru.
Čas odeslání: 14. září 2024