1. Introduction
L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un polymère soluble dans l'eau largement utilisé dans les revêtements, les matériaux de construction, les produits pharmaceutiques et d'autres domaines. Dans l'industrie du revêtement, le HPMC est non seulement utilisé comme épaississant, stabilisant et filmogène, mais également comme dispersant très efficace. Ses principales fonctions dans les revêtements comprennent l'amélioration de la stabilité des revêtements, l'amélioration de la rhéologie, l'amélioration des performances de construction et la qualité du revêtement final.
2. Caractéristiques structurelles du HPMC
La structure moléculaire de l'HPMC est constituée d'un squelette cellulosique et de substituants hydroxypropyle et méthyle. Sa structure spéciale confère au HPMC une solubilité dans l'eau et la capacité de former une solution viscoélastique en solution aqueuse. HPMC interagit avec les molécules de solvant par liaison hydrogène et forces de Van der Waals, se dissolvant ainsi dans l'eau et formant un système de dispersion stable.
Le poids moléculaire et le degré de substitution (DS) de la HPMC affectent sa solubilité et sa viscosité. D'une manière générale, un poids moléculaire plus élevé et un degré de substitution augmentent la viscosité et le temps de dissolution de l'HPMC. Ces caractéristiques sont cruciales pour le fonctionnement du HPMC en tant que dispersant de revêtement.
3. Le rôle du HPMC dans les revêtements
3.1 Améliorer la dispersibilité des pigments
HPMC est principalement utilisé pour améliorer la dispersibilité des pigments dans les revêtements. Dans le processus de production de revêtements, l'agglomération des particules de pigments est un problème courant, qui conduit à des revêtements inégaux et instables, affectant la brillance et l'uniformité des couleurs du revêtement. Les dispersants HPMC jouent un rôle dans les aspects suivants :
Répulsion électrostatique : La solution formée par HPMC dissolvant dans l'eau a une activité de surface élevée et peut être adsorbée à la surface des particules de pigment pour les charger. Cette répulsion électrostatique sépare les particules de pigment les unes des autres et réduit l'agglomération.
Effet d'encombrement stérique : la chaîne polymère du HPMC peut former une couche protectrice à la surface des particules de pigment, augmenter la distance spatiale entre les particules et ainsi inhiber l'attraction mutuelle et l'agglomération entre les particules.
Effet de stabilisation : HPMC se combine avec les molécules d'eau via des liaisons hydrogène pour former un système de solution stable, empêcher les particules de pigment de se déposer dans le système et améliorer la stabilité du revêtement.
3.2 Améliorer la rhéologie
Une autre fonction importante du HPMC est d’améliorer la rhéologie des revêtements, c’est-à-dire les caractéristiques d’écoulement et de déformation des revêtements. Les bonnes propriétés rhéologiques du revêtement lui permettent d'avoir une bonne étalement et un bon nivellement pendant le processus de construction, formant ainsi un film de revêtement uniforme. L'HPMC affecte les propriétés rhéologiques du revêtement via les mécanismes suivants :
Amélioration de la viscoélasticité : La structure du réseau de chaînes polymères formée par HPMC dans l'eau confère à la solution une certaine viscoélasticité. Cette viscoélasticité peut ajuster le comportement d'écoulement du revêtement, de sorte qu'il ait une viscosité appropriée lors du brossage, réduisant ainsi l'affaissement et l'écoulement.
Amincissement par cisaillement : les solutions HPMC présentent généralement des propriétés amincissantes par cisaillement, c'est-à-dire qu'elles ont une viscosité plus élevée à de faibles taux de cisaillement et une viscosité plus faible à des taux de cisaillement élevés. Cette propriété confère au revêtement une meilleure stabilité à l’état statique et une facilité d’étalement pendant la construction.
Thixotropie : Certaines solutions HPMC présentent également une thixotropie, c'est-à-dire que la viscosité est restaurée au repos, ce qui est particulièrement important pour réduire l'affaissement et le coulure du revêtement.
3.3 Améliorer les performances du revêtement
HPMC a non seulement une influence importante sur les performances du revêtement pendant la construction, mais améliore également considérablement la qualité du revêtement final. HPMC améliore les performances des revêtements dans les aspects suivants :
Planéité du revêtement : HPMC améliore la rhéologie du revêtement, améliore l'étalement et le nivellement du revêtement et rend le revêtement plus lisse et plus uniforme.
Résistance à l'eau et résistance aux intempéries : HPMC forme une structure de réseau dense dans le revêtement, ce qui augmente la résistance à l'eau et la capacité anti-vieillissement du revêtement, et améliore la résistance aux intempéries du revêtement.
Adhérence : HPMC améliore l'adhérence du revêtement, de sorte que le revêtement puisse être plus fermement attaché à la surface du substrat et améliore la durabilité du revêtement.
4. Exemples d'application de HPMC
4.1 Revêtements architecturaux
Dans les revêtements architecturaux, l'HPMC est utilisé pour améliorer la dispersion des pigments et la rhéologie des revêtements, notamment pour les revêtements à base d'eau. HPMC améliore la stabilité et les performances de construction du revêtement, de sorte que le revêtement ait un meilleur nivellement et une meilleure adhérence sur le mur, et empêche le film de s'affaisser et de revêtir un revêtement inégal.
4.2 Revêtements industriels
Le HPMC est également largement utilisé dans les revêtements industriels. Il améliore non seulement la dispersibilité des pigments, mais améliore également les performances de construction des revêtements, rendant le film de revêtement plus adhérent au métal, au plastique et à d'autres substrats, et le film de revêtement formé plus durable.
4.3 Autres revêtements
HPMC est également utilisé dans divers revêtements spéciaux, tels que les revêtements ignifuges, les revêtements anticorrosion, etc. Son rôle dans ces revêtements est principalement d'améliorer la stabilité des revêtements et les performances du film de revêtement, afin que les revêtements aient de bonnes performances dans divers environnements complexes.
En tant que dispersant de revêtement, HPMC joue un rôle important dans l'amélioration de la dispersibilité des pigments, l'amélioration de la rhéologie des revêtements et l'amélioration des performances des films de revêtement. Sa structure et sa fonction uniques lui confèrent un large éventail de perspectives d'application dans l'industrie du revêtement. Avec le développement de la technologie de revêtement, l'application du HPMC continuera à se développer, offrant davantage de possibilités d'amélioration et d'innovation des performances de revêtement.
Heure de publication : 25 juin 2024