1. Introducción
La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un polímero soluble en agua ampliamente utilizado en revestimientos, materiales de construcción, productos farmacéuticos y otros campos. En la industria de los recubrimientos, la HPMC no sólo se utiliza como espesante, estabilizador y formador de película, sino también como dispersante altamente eficiente. Sus principales funciones en recubrimientos incluyen mejorar la estabilidad de los recubrimientos, mejorar la reología, mejorar el rendimiento de la construcción y la calidad del recubrimiento final.
2. Características estructurales de HPMC
La estructura molecular de HPMC consta de un esqueleto de celulosa y sustituyentes hidroxipropilo y metilo. Su estructura especial confiere a la HPMC solubilidad en agua y la capacidad de formar una solución viscoelástica en solución acuosa. La HPMC interactúa con las moléculas de disolvente a través de enlaces de hidrógeno y fuerzas de van der Waals, disolviéndose así en agua y formando un sistema de dispersión estable.
El peso molecular y el grado de sustitución (DS) de HPMC afectan su solubilidad y viscosidad. En términos generales, un mayor peso molecular y un mayor grado de sustitución aumentan la viscosidad y el tiempo de disolución de la HPMC. Estas características son cruciales para la función de HPMC como dispersante de recubrimiento.
3. El papel de HPMC en los recubrimientos
3.1 Mejora de la dispersabilidad de los pigmentos
HPMC se utiliza principalmente para mejorar la dispersabilidad de pigmentos en recubrimientos. En el proceso de producción de recubrimientos, la aglomeración de partículas de pigmento es un problema común, lo que conduce a recubrimientos desiguales e inestables, lo que afecta el brillo y la uniformidad del color del recubrimiento. Los dispersantes de HPMC desempeñan un papel en los siguientes aspectos:
Repulsión electrostática: la solución formada por HPMC que se disuelve en agua tiene una alta actividad superficial y puede adsorberse en la superficie de las partículas de pigmento para cargarlas. Esta repulsión electrostática separa las partículas de pigmento entre sí y reduce la aglomeración.
Efecto de impedimento estérico: la cadena polimérica de HPMC puede formar una capa protectora en la superficie de las partículas de pigmento, aumentar la distancia espacial entre partículas y así inhibir la atracción mutua y la aglomeración entre partículas.
Efecto de estabilización: HPMC se combina con moléculas de agua a través de enlaces de hidrógeno para formar un sistema de solución estable, evitar que las partículas de pigmento se depositen en el sistema y mejorar la estabilidad del recubrimiento.
3.2 Mejora de la reología
Otra función importante de HPMC es mejorar la reología de los recubrimientos, es decir, las características de flujo y deformación de los recubrimientos. Las buenas propiedades reológicas del recubrimiento ayudan a que tenga buena esparcibilidad y nivelación durante el proceso de construcción, formando una película de recubrimiento uniforme. HPMC afecta las propiedades reológicas del recubrimiento a través de los siguientes mecanismos:
Mejora de la viscoelasticidad: la estructura de red de cadenas poliméricas formada por HPMC en agua le da a la solución una cierta viscoelasticidad. Esta viscoelasticidad puede ajustar el comportamiento de flujo del recubrimiento, de modo que tenga una viscosidad adecuada al cepillar, reduciendo el hundimiento y el goteo.
Dilución por cizallamiento: las soluciones de HPMC generalmente presentan propiedades de dilución por cizallamiento, es decir, tienen una viscosidad más alta a velocidades de cizallamiento bajas y una viscosidad más baja a velocidades de cizallamiento altas. Esta propiedad hace que el recubrimiento tenga una mejor estabilidad en estado estático y sea fácil de extender durante la construcción.
Tixotropía: algunas soluciones de HPMC también exhiben tixotropía, es decir, la viscosidad se restablece en reposo, lo cual es particularmente importante para reducir el pandeo y el goteo del recubrimiento.
3.3 Mejora del rendimiento del recubrimiento
HPMC no sólo tiene una influencia importante en el rendimiento del recubrimiento durante la construcción, sino que también mejora significativamente la calidad del recubrimiento final. HPMC mejora el rendimiento de los recubrimientos en los siguientes aspectos:
Planitud del recubrimiento: HPMC mejora la reología del recubrimiento, mejora la capacidad de extensión y nivelación del recubrimiento y hace que el recubrimiento sea más suave y uniforme.
Resistencia al agua y a la intemperie: HPMC forma una estructura de red densa en el recubrimiento, lo que aumenta la resistencia al agua y la capacidad antienvejecimiento del recubrimiento y mejora la resistencia a la intemperie del recubrimiento.
Adhesión: HPMC mejora la adhesión del recubrimiento, de modo que el recubrimiento se puede adherir más firmemente a la superficie del sustrato y mejora la durabilidad del recubrimiento.
4. Ejemplos de aplicación de HPMC
4.1 Recubrimientos arquitectónicos
En revestimientos arquitectónicos, la HPMC se utiliza para mejorar la dispersión de pigmentos y la reología de los revestimientos, especialmente para revestimientos a base de agua. HPMC mejora la estabilidad y el rendimiento de la construcción del recubrimiento, de modo que el recubrimiento tiene una mejor nivelación y adhesión en la pared, y evita que la película se hunda y el recubrimiento sea desigual.
4.2 Recubrimientos industriales
HPMC también se usa ampliamente en recubrimientos industriales. No solo mejora la dispersabilidad de los pigmentos, sino que también mejora el rendimiento de construcción de los recubrimientos, haciendo que la película de recubrimiento sea más adherente al metal, plástico y otros sustratos, y que la película de recubrimiento formada sea más duradera.
4.3 Otros recubrimientos
HPMC también se utiliza en varios recubrimientos especiales, como recubrimientos retardantes de fuego, recubrimientos anticorrosión, etc. Su función en estos recubrimientos es principalmente mejorar la estabilidad de los recubrimientos y el rendimiento de la película de recubrimiento, de modo que los recubrimientos tengan un buen rendimiento en diversos entornos complejos.
Como dispersante de recubrimientos, la HPMC desempeña un papel importante en la mejora de la dispersabilidad de los pigmentos, la mejora de la reología de los recubrimientos y la mejora del rendimiento de las películas de recubrimiento. Su estructura y función únicas le otorgan una amplia gama de perspectivas de aplicación en la industria de recubrimientos. Con el desarrollo de la tecnología de recubrimiento, la aplicación de HPMC continuará expandiéndose, brindando más posibilidades para mejorar e innovar el rendimiento del recubrimiento.
Hora de publicación: 25 de junio de 2024