Hydroxyethylcellulose (HEC) ist eine nichtionische wasserlösliche Polymerverbindung, deren chemische Struktur durch eine Hydroxyethylierungsreaktion aus Cellulose modifiziert wird. HEC verfügt über gute wasserlösliche, verdickende, suspendierende, emulgierende, dispergierende und filmbildende Eigenschaften und wird daher häufig in Baumaterialien, Beschichtungen, täglichen Chemikalien und der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Bei sprühbeschichteten, schnell abbindenden wasserdichten Gummiasphaltbeschichtungen kann die Einführung von Hydroxyethylcellulose deren Hitzebeständigkeit deutlich verbessern.
1. Grundlegende Eigenschaften von Hydroxyethylcellulose
Hydroxyethylcellulose weist in Wasser eine effiziente Verdickungs- und Filmbildungsfähigkeit auf, was sie zu einem idealen Verdickungsmittel für eine Vielzahl wasserbasierter Beschichtungen macht. Es erhöht die Viskosität der Farbe erheblich, indem es Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen bildet und so das Netzwerk der Wassermoleküle dichter macht. Diese Eigenschaft ist bei wasserdichten Beschichtungen besonders wichtig, da eine hohe Viskosität dazu beiträgt, dass die Beschichtung vor dem Aushärten ihre Form und Dicke beibehält und so die Konsistenz und Kontinuität des Films gewährleistet.
2. Mechanismus zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit
2.1 Erhöhen Sie die Stabilität von Beschichtungen
Die Anwesenheit von Hydroxyethylcellulose kann die thermische Stabilität von Gummiasphaltbeschichtungen verbessern. Die Viskosität von Farben nimmt normalerweise ab, wenn die Temperaturen steigen. Hydroxyethylcellulose verlangsamt diesen Prozess und behält die physikalischen Eigenschaften der Farbe bei. Dies liegt daran, dass die Hydroxyethylgruppe im HEC-Molekül mit anderen Komponenten in der Beschichtung ein physikalisch vernetztes Netzwerk bilden kann, was die thermische Stabilität des Beschichtungsfilms erhöht und es ihm ermöglicht, unter Hochtemperaturbedingungen eine gute Struktur und Funktion beizubehalten.
2.2 Verbessern Sie die mechanischen Eigenschaften des Beschichtungsfilms
Die mechanischen Eigenschaften des Beschichtungsfilms, wie Flexibilität, Zugfestigkeit usw., wirken sich direkt auf seine Leistung unter Hochtemperaturbedingungen aus. Die Einführung von HEC kann die mechanischen Eigenschaften des Beschichtungsfilms verbessern, was hauptsächlich auf seine verdickende Wirkung zurückzuführen ist, die den Beschichtungsfilm dichter macht. Die dichte Struktur des Beschichtungsfilms verbessert nicht nur die Hitzebeständigkeit, sondern erhöht auch die Fähigkeit, physikalischen Belastungen durch äußere Wärmeausdehnung und -kontraktion zu widerstehen, wodurch Risse oder Abblättern des Beschichtungsfilms verhindert werden.
2.3 Verbessern Sie die Haftung des Beschichtungsfilms
Bei hohen Temperaturen neigen wasserdichte Beschichtungen zur Delaminierung oder zum Abblättern, was hauptsächlich auf eine unzureichende Haftung zwischen dem Substrat und dem Beschichtungsfilm zurückzuführen ist. HEC kann die Haftung der Beschichtung auf dem Untergrund verbessern, indem es die Konstruktionsleistung und die Filmbildungseigenschaften der Beschichtung verbessert. Dies trägt dazu bei, dass die Beschichtung bei hohen Temperaturen engen Kontakt mit dem Substrat behält, wodurch das Risiko eines Abblätterns oder einer Delaminierung verringert wird.
3. Experimentelle Daten und praktische Anwendungen
3.1 Experimentelles Design
Um die Wirkung von Hydroxyethylcellulose auf die Hitzebeständigkeit einer gespritzten, schnell abbindenden wasserdichten Gummiasphaltbeschichtung zu überprüfen, kann eine Reihe von Experimenten entworfen werden. Im Experiment können der wasserdichten Beschichtung unterschiedliche HEC-Gehalte zugesetzt werden. Anschließend können die thermische Stabilität, die mechanischen Eigenschaften und die Haftung der Beschichtung durch thermogravimetrische Analyse (TGA), dynamische thermomechanische Analyse (DMA) und Zugversuche bewertet werden.
3.2 Experimentelle Ergebnisse
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass nach der Zugabe von HEC die hitzebeständige Temperatur der Beschichtung deutlich erhöht wird. In der Kontrollgruppe ohne HEC begann sich der Beschichtungsfilm bei 150 °C zu zersetzen. Nach Zugabe von HEC stieg die Temperatur, der der Beschichtungsfilm standhalten konnte, auf über 180 °C. Darüber hinaus erhöhte die Einführung von HEC die Zugfestigkeit des Beschichtungsfilms um etwa 20 %, während Abziehtests zeigten, dass die Haftung der Beschichtung am Untergrund um etwa 15 % zunahm.
4. Technische Anwendungen und Vorsichtsmaßnahmen
4.1 Technische Anwendung
In praktischen Anwendungen kann die Verwendung von Hydroxyethylcellulose die Bauleistung und Endleistung von gespritzten, schnell abbindenden wasserdichten Gummiasphaltbeschichtungen erheblich verbessern. Diese modifizierte Beschichtung kann in Bereichen wie der Gebäudeabdichtung, der Tiefbauabdichtung und dem Korrosionsschutz von Rohrleitungen eingesetzt werden und eignet sich besonders für Abdichtungsanforderungen in Umgebungen mit hohen Temperaturen.
4.2 Vorsichtsmaßnahmen
Obwohl HEC die Leistung von Beschichtungen erheblich verbessern kann, muss seine Dosierung angemessen kontrolliert werden. Zu hohe HEC-Werte können dazu führen, dass die Viskosität der Beschichtung zu hoch wird und die Funktionsfähigkeit der Konstruktion beeinträchtigt wird. Daher sollte bei der tatsächlichen Rezepturgestaltung die HEC-Dosierung durch Experimente optimiert werden, um die beste Beschichtungsleistung und Konstruktionswirkung zu erzielen.
Hydroxyethylcellulose verbessert effektiv die Hitzebeständigkeit von gespritzten, schnell abbindenden wasserdichten Gummiasphaltbeschichtungen, indem sie die Viskosität der Beschichtung erhöht, die mechanischen Eigenschaften des Beschichtungsfilms verbessert und die Haftung der Beschichtung verbessert. Experimentelle Daten und praktische Anwendungen zeigen, dass HEC erhebliche Auswirkungen auf die Verbesserung der thermischen Stabilität und Zuverlässigkeit von Beschichtungen hat. Der rationelle Einsatz von HEC kann nicht nur die Konstruktionsleistung von Beschichtungen verbessern, sondern auch die Lebensdauer wasserdichter Beschichtungen in Umgebungen mit hohen Temperaturen erheblich verlängern und neue Ideen und Methoden für die Entwicklung wasserdichter Gebäudematerialien liefern.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.07.2024