Aufgrund ihrer umweltfreundlichen Eigenschaften und geringen Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) gewinnen wasserbasierte Beschichtungen im modernen Beschichtungsmarkt zunehmend an Bedeutung. Im Vergleich zu herkömmlichen lösungsmittelbasierten Beschichtungen sind wasserbasierte Beschichtungen jedoch häufig mit Herausforderungen hinsichtlich der Filmbildung und Haftung konfrontiert. Um diese Probleme anzugehen, werden der Formulierung normalerweise einige funktionelle Zusatzstoffe zugesetzt. Hydroxyethylcellulose (HEC) ist eines der am häufigsten verwendeten Verdickungsmittel und Funktionsadditive, das eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Filmbildung und Haftung wasserbasierter Beschichtungen spielt.
1. Grundlegende Eigenschaften von Hydroxyethylcellulose (HEC)
HEC ist ein nichtionisches wasserlösliches Polymer, das durch chemische Modifikation natürlicher Cellulose gewonnen wird. Seine Molekülstruktur enthält eine große Anzahl an Hydroxyethylgruppen, wodurch es eine gute Wasserlöslichkeit und filmbildende Eigenschaften aufweist. Zu den Hauptmerkmalen von HEC gehören:
Verdickungseffekt: HEC kann die Viskosität wasserbasierter Beschichtungen effektiv erhöhen und ihnen so eine bessere Rheologie und Stabilität während der Beschichtung verleihen.
Filmbildende Eigenschaft: HEC kann während des Trocknungsprozesses der Beschichtung einen gleichmäßigen Film bilden und so die physikalischen Eigenschaften der Beschichtung verbessern.
Kompatibilität: HEC ist mit einer Vielzahl wasserbasierter Harze und Pigmente gut verträglich und neigt nicht zu Formelinstabilität oder Schichtung.
2. Mechanismus von HEC zur Verbesserung der Filmbildungseigenschaften in wasserbasierten Beschichtungen
HEC kann die Filmbildungseigenschaften wasserbasierter Beschichtungen erheblich verbessern, vor allem aufgrund seiner einzigartigen Molekularstruktur sowie physikalischen und chemischen Eigenschaften.
Physikalische Vernetzung von Molekülketten: HEC-Molekülketten sind lang und flexibel. Während des Trocknungsprozesses der Beschichtung können sich diese Molekülketten miteinander verschränken und ein physikalisches Vernetzungsnetzwerk bilden, wodurch die mechanische Festigkeit und Flexibilität der Beschichtung erhöht wird.
Feuchtigkeitskontrolle: HEC verfügt über eine gute Wasserspeicherung und kann während des Trocknungsprozesses der Beschichtung langsam Feuchtigkeit abgeben, wodurch die Filmbildungszeit verlängert wird, die Beschichtung gleichmäßiger geformt werden kann und Risse und Schrumpfungen aufgrund einer zu schnellen Trocknungsgeschwindigkeit reduziert werden.
Regulierung der Oberflächenspannung: HEC kann die Oberflächenspannung wasserbasierter Beschichtungen wirksam reduzieren, die Benetzung und Ausbreitung von Beschichtungen auf der Oberfläche des Substrats fördern und die Gleichmäßigkeit und Ebenheit der Beschichtung verbessern.
3. Mechanismus von HEC zur Verbesserung der Haftung in wasserbasierten Beschichtungen
HEC kann auch die Haftung wasserbasierter Beschichtungen deutlich verbessern, was sich vor allem in folgenden Aspekten widerspiegelt:
Grenzflächenverbesserung: Die gleichmäßige Verteilung von HEC in der Beschichtung kann die Kontaktfläche zwischen der Beschichtung und der Substratoberfläche vergrößern und die Grenzflächenbindungskraft erhöhen. Seine Molekülkette kann sich mit den winzigen konkaven und konvexen Teilen der Substratoberfläche verzahnen, um die physikalische Haftung zu verbessern.
Chemische Kompatibilität: HEC ist ein nichtionisches Polymer mit guter chemischer Kompatibilität mit einer Vielzahl von Substraten (wie Metall, Holz, Kunststoff usw.) und verursacht nicht leicht chemische Reaktionen oder Probleme mit der Grenzflächenkompatibilität, wodurch die Haftung verbessert wird.
Plastifizierende Wirkung: HEC kann beim Trocknungsprozess der Beschichtung eine gewisse plastifizierende Rolle spielen, wodurch die Beschichtung flexibler wird, sodass sie sich besser an die winzige Verformung sowie die thermische Ausdehnung und Kontraktion der Substratoberfläche anpassen und das Abblättern und Reißen reduzieren kann der Beschichtung.
4. Anwendungsbeispiele und Wirkungen von HEC
In praktischen Anwendungen wird HEC häufig in verschiedenen Arten wasserbasierter Beschichtungsformulierungen verwendet, wie z. B. wasserbasierten Architekturbeschichtungen, wasserbasierten Holzbeschichtungen, wasserbasierten Industriebeschichtungen usw. Durch Zugabe einer geeigneten Menge HEC wird die Konstruktion verbessert Die Leistung der Beschichtung und die Qualität des endgültigen Beschichtungsfilms können erheblich verbessert werden.
Bautenanstriche auf Wasserbasis: Bei wasserbasierten Wandfarben und Außenwandfarben kann die Zugabe von HEC die Roll- und Streichleistung der Beschichtung effektiv verbessern, wodurch sich die Beschichtung leichter auftragen lässt und der Beschichtungsfilm gleichmäßiger und glatter wird. Gleichzeitig kann die Wasserretention von HEC auch Rissen im Lackfilm vorbeugen, die durch zu schnelles Trocknen entstehen.
Holzfarbe auf Wasserbasis: Bei Holzfarben auf Wasserbasis tragen die verdickenden und filmbildenden Eigenschaften von HEC dazu bei, die Transparenz und Ebenheit des Farbfilms zu verbessern und die Holzoberfläche schöner und natürlicher zu machen. Darüber hinaus kann HEC die Wasserbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit des Beschichtungsfilms erhöhen und die Schutzwirkung von Holz verbessern.
Wasserbasierte Industriebeschichtungen: Bei wasserbasierten Metallbeschichtungen und Korrosionsschutzbeschichtungen sorgt die Haftverbesserung von HEC dafür, dass der Beschichtungsfilm besser auf der Metalloberfläche haftet, wodurch die Korrosionsschutzleistung und die Lebensdauer verbessert werden.
Als wichtiger funktioneller Zusatzstoff verbessert Hydroxyethylcellulose (HEC) die Gesamtleistung der Beschichtung in wasserbasierten Beschichtungen erheblich, indem sie die Filmbildungseigenschaften und die Haftung verbessert. Seine Verdickungs-, Wasserrückhalte-, Filmbildungs- und Grenzflächenverbesserungseffekte ermöglichen wasserbasierten Beschichtungen eine gute Leistung in verschiedenen Anwendungsszenarien und erfüllen so die Marktnachfrage nach leistungsstarken, umweltfreundlichen Beschichtungen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Umweltschutz- und Leistungsanforderungen werden die Anwendungsaussichten von HEC in wasserbasierten Beschichtungen in Zukunft breiter sein.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 12. Juli 2024