HPMC (hidroxipropilmetilcelulosa) es un aditivo altamente eficiente y se usa ampliamente en la formulación de recubrimientos y pinturas. Una de sus funciones principales es mejorar el control de la viscosidad, lo que no sólo mejora la reología de recubrimientos y pinturas, sino que también mejora el rendimiento de la construcción y la calidad de la película final.
1. Propiedades básicas de HPMC
HPMC es un éter de celulosa no iónico con buena solubilidad en agua y solubilidad en disolventes orgánicos. Puede disolverse y formar una solución coloidal estable a diferentes temperaturas y valores de pH. El principal mecanismo de acción de la HPMC es formar una estructura de red mediante enlaces de hidrógeno intermoleculares y fuerzas de van der Waals, afectando así las propiedades reológicas de los recubrimientos o pinturas. Su viscosidad cambia con los cambios de concentración, temperatura, velocidad de corte y otros factores, lo que hace que su aplicación en revestimientos y pinturas tenga un gran espacio de ajuste.
2. Función de HPMC en revestimientos y pinturas
Ajuste de viscosidad: La función principal de HPMC es ajustar la viscosidad del sistema. En recubrimientos y pinturas, la viscosidad es un parámetro importante que afecta directamente la construcción, nivelación y efecto de película final del material. HPMC puede controlar con precisión la viscosidad del recubrimiento cambiando la estructura molecular o la concentración, asegurando la estabilidad y operatividad del recubrimiento durante el almacenamiento, transporte y construcción.
Control reológico: HPMC le da al recubrimiento o pintura buenas propiedades reológicas, de modo que mantiene una alta viscosidad en estado estático para evitar la sedimentación y puede reducir la viscosidad bajo cizallamiento, lo que facilita su aplicación. Esta tixotropía es esencial para el desempeño constructivo de recubrimientos y pinturas, especialmente cuando se pulverizan, cepillan o enrollan, lo que ayuda a lograr un recubrimiento uniforme y liso.
Rendimiento anti-flacidez: cuando se aplican recubrimientos o pinturas en superficies verticales, a menudo se produce flacidez, es decir, el recubrimiento fluye bajo la acción de la gravedad, lo que resulta en un espesor de película desigual e incluso marcas de flujo. HPMC suprime eficazmente el fenómeno de hundimiento al mejorar la viscosidad y la tixotropía del sistema, asegurando la estabilidad del recubrimiento cuando se aplica en superficies verticales.
Efecto antisedimentación: En recubrimientos con más pigmentos o cargas, los pigmentos o cargas son propensos a la sedimentación, afectando la uniformidad del recubrimiento. HPMC ralentiza la velocidad de sedimentación de partículas sólidas al aumentar la viscosidad del sistema. Al mismo tiempo, mantiene su estado de suspensión en la pintura al interactuar con las partículas de pigmento, asegurando que la pintura sea uniforme y consistente durante el proceso de construcción.
Mejorar la estabilidad durante el almacenamiento: durante el almacenamiento a largo plazo, la pintura es propensa a la estratificación, coagulación o sedimentación. La adición de HPMC puede mejorar eficazmente la estabilidad durante el almacenamiento de la pintura, mantener la uniformidad y viscosidad de la pintura, extendiendo así su vida útil y evitando la degradación de la calidad del producto causada por un almacenamiento inadecuado.
3. Factores que afectan el control de la viscosidad por HPMC
Concentración: La concentración de HPMC es un factor directo que afecta la viscosidad de la pintura o pintura. A medida que aumenta la concentración de HPMC, la viscosidad del sistema aumentará significativamente. Para recubrimientos que requieren una mayor viscosidad, aumentar adecuadamente la cantidad de HPMC puede lograr el nivel de viscosidad ideal. Sin embargo, una concentración demasiado alta también puede hacer que el sistema sea demasiado viscoso y afecte el rendimiento de la construcción. Por lo tanto, es necesario controlar con precisión la cantidad de HPMC agregada de acuerdo con el escenario de aplicación específico y los requisitos de construcción.
Peso molecular: el peso molecular de HPMC también es un factor importante que afecta la viscosidad. HPMC con alto peso molecular forma una estructura de red más densa en la solución, lo que puede aumentar significativamente la viscosidad del recubrimiento; mientras que la HPMC con bajo peso molecular exhibe una viscosidad más baja. Al seleccionar HPMC con diferentes pesos moleculares, la viscosidad del recubrimiento o pintura se puede ajustar para cumplir con diferentes requisitos de construcción.
Temperatura: La viscosidad de HPMC disminuye al aumentar la temperatura. Por lo tanto, cuando se construye en un ambiente de alta temperatura, es necesario seleccionar variedades de HPMC con mejor resistencia a altas temperaturas o aumentar adecuadamente su dosis para garantizar el rendimiento de la construcción y la calidad de la película del recubrimiento en condiciones de alta temperatura.
Valor de pH: HPMC es estable en un amplio rango de pH, pero las condiciones extremas de ácidos y álcalis afectarán la estabilidad de su viscosidad. En un ambiente ácido o alcalino fuerte, la HPMC puede degradarse o fallar, lo que resulta en una disminución de la viscosidad. Por lo tanto, al diseñar la fórmula, asegúrese de que el valor de pH del sistema sea moderado para mantener el efecto de control de la viscosidad de HPMC.
Velocidad de corte: HPMC es un espesante que se diluye por corte, es decir, su viscosidad se reducirá significativamente a velocidades de corte altas. Esta propiedad es muy importante en el proceso de construcción del recubrimiento, porque al cepillar, enrollar o rociar, el recubrimiento se somete a una gran fuerza de corte y HPMC puede mejorar el rendimiento de la construcción al reducir la viscosidad. Una vez completada la construcción, la fuerza de corte desaparece y HPMC puede restaurar la viscosidad del recubrimiento para garantizar la uniformidad y el espesor de la película de recubrimiento.
4. Aplicación de HPMC en diferentes sistemas de recubrimiento
Recubrimientos a base de agua: HPMC se usa ampliamente en recubrimientos a base de agua. No sólo se puede utilizar como espesante, sino también como ayuda formadora de película y estabilizador. En los sistemas a base de agua, la HPMC puede aumentar eficazmente la viscosidad del recubrimiento, mejorar su reología y nivelación y prevenir la sedimentación y el hundimiento. Al mismo tiempo, también puede mejorar la resistencia al agua y al frote de la película de recubrimiento y extender la vida útil del recubrimiento.
Recubrimientos a base de solventes: Aunque HPMC se usa relativamente menos en recubrimientos a base de solventes, aún se puede usar como espesante y ayuda niveladora. Especialmente en recubrimientos de compuestos orgánicos volátiles (COV), HPMC puede proporcionar el control de viscosidad y el ajuste de reología necesarios, reduciendo así el uso de solventes y cumpliendo con los requisitos de protección ambiental.
Recubrimientos en polvo: en recubrimientos en polvo, HPMC se puede utilizar como aglutinante y espesante para mejorar la fluidez y las propiedades de formación de película al aumentar la viscosidad del polvo. HPMC puede garantizar que el recubrimiento en polvo no salga fácilmente durante el proceso de construcción, al tiempo que mejora la uniformidad y densidad de la película de recubrimiento.
HPMC logra un excelente control de la viscosidad en recubrimientos y pinturas a través de sus propiedades físicas y químicas únicas. No solo puede ajustar con precisión la viscosidad del sistema, sino también mejorar la reología del recubrimiento, mejorar las propiedades anti-hundimiento y anti-sedimentación y mejorar la estabilidad durante el almacenamiento. De acuerdo con los diferentes sistemas de recubrimiento y requisitos de construcción, ajustando la concentración, el peso molecular, la temperatura, el valor del pH y otros factores de HPMC, se puede controlar con precisión la viscosidad, mejorando así la construcción del recubrimiento y la calidad final del recubrimiento.
Hora de publicación: 14 de septiembre de 2024