L'HPMC (hydroxypropylméthylcellulose) est un additif très efficace et largement utilisé dans la formulation de revêtements et de peintures. L'une de ses fonctions principales est d'améliorer le contrôle de la viscosité, ce qui améliore non seulement la rhéologie des revêtements et des peintures, mais améliore également les performances de construction et la qualité du film final.
1. Propriétés de base de HPMC
HPMC est un éther de cellulose non ionique avec une bonne solubilité dans l'eau et dans les solvants organiques. Il peut se dissoudre et former une solution colloïdale stable à différentes températures et valeurs de pH. Le principal mécanisme d'action de l'HPMC consiste à former une structure de réseau via des liaisons hydrogène intermoléculaires et des forces de Van der Waals, affectant ainsi les propriétés rhéologiques des revêtements ou des peintures. Sa viscosité change avec les changements de concentration, de température, de taux de cisaillement et d'autres facteurs, ce qui confère à son application dans les revêtements et les peintures un grand espace d'ajustement.
2. Fonction du HPMC dans les revêtements et les peintures
Ajustement de la viscosité : La fonction principale de HPMC est d’ajuster la viscosité du système. Dans les revêtements et les peintures, la viscosité est un paramètre important qui affecte directement la construction, le nivellement et l’effet film final du matériau. HPMC peut contrôler avec précision la viscosité du revêtement en modifiant la structure moléculaire ou la concentration, garantissant ainsi la stabilité et l'opérabilité du revêtement pendant le stockage, le transport et la construction.
Contrôle rhéologique : HPMC confère au revêtement ou à la peinture de bonnes propriétés rhéologiques, de sorte qu'il conserve une viscosité élevée en statique pour éviter la sédimentation, et peut réduire la viscosité sous cisaillement, ce qui facilite son application. Cette thixotropie est essentielle aux performances constructives des revêtements et peintures, notamment lors de la pulvérisation, du pinceau ou du rouleau, ce qui permet d'obtenir un revêtement uniforme et lisse.
Performance anti-affaissement : lorsque des revêtements ou des peintures sont appliqués sur des surfaces verticales, un affaissement se produit souvent, c'est-à-dire que le revêtement s'écoule sous l'action de la gravité, ce qui entraîne une épaisseur de film inégale et des marques d'écoulement uniformes. HPMC supprime efficacement le phénomène d'affaissement en améliorant la viscosité et la thixotropie du système, garantissant ainsi la stabilité du revêtement lorsqu'il est appliqué sur des surfaces verticales.
Effet anti-sédimentation : Dans les revêtements contenant plus de pigments ou de charges, les pigments ou les charges sont sujets à la sédimentation, affectant l'uniformité du revêtement. HPMC ralentit la vitesse de sédimentation des particules solides en augmentant la viscosité du système. En même temps, il maintient son état de suspension dans la peinture en interagissant avec les particules de pigment, garantissant ainsi que la peinture est uniforme et cohérente pendant le processus de construction.
Améliorer la stabilité au stockage : lors d'un stockage à long terme, la peinture est sujette à la stratification, à la coagulation ou à la sédimentation. L'ajout de HPMC peut améliorer efficacement la stabilité au stockage de la peinture, maintenir l'uniformité et la viscosité de la peinture, prolongeant ainsi sa durée de conservation et évitant la dégradation de la qualité du produit causée par un stockage inapproprié.
3. Facteurs affectant le contrôle de la viscosité par HPMC
Concentration : La concentration de HPMC est un facteur direct affectant la viscosité de la peinture ou de la peinture. À mesure que la concentration de HPMC augmente, la viscosité du système augmentera considérablement. Pour les revêtements nécessitant une viscosité plus élevée, une augmentation appropriée de la quantité de HPMC peut permettre d'obtenir le niveau de viscosité idéal. Cependant, une concentration trop élevée peut également rendre le système trop visqueux et affecter les performances de la construction. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler avec précision la quantité de HPMC ajoutée en fonction du scénario d’application spécifique et des exigences de construction.
Poids moléculaire : Le poids moléculaire du HPMC est également un facteur important affectant la viscosité. HPMC avec un poids moléculaire élevé forme une structure de réseau plus dense dans la solution, ce qui peut augmenter considérablement la viscosité du revêtement ; tandis que le HPMC à faible poids moléculaire présente une viscosité plus faible. En sélectionnant du HPMC avec différents poids moléculaires, la viscosité du revêtement ou de la peinture peut être ajustée pour répondre aux différentes exigences de construction.
Température : La viscosité du HPMC diminue avec l’augmentation de la température. Par conséquent, lors de la construction dans un environnement à haute température, il est nécessaire de sélectionner des variétés HPMC offrant une meilleure résistance aux hautes températures ou d'augmenter de manière appropriée son dosage pour garantir les performances de construction et la qualité du film du revêtement dans des conditions de haute température.
Valeur du pH : HPMC est stable dans une large plage de pH, mais des conditions acides et alcalines extrêmes affecteront sa stabilité de viscosité. Dans un environnement acide ou alcalin fort, le HPMC peut se dégrader ou échouer, entraînant une diminution de la viscosité. Par conséquent, lors de la conception de la formule, assurez-vous que la valeur du pH du système est modérée pour maintenir l’effet de contrôle de la viscosité du HPMC.
Taux de cisaillement : le HPMC est un épaississant rhéofluidifiant, c'est-à-dire que sa viscosité sera considérablement réduite à des taux de cisaillement élevés. Cette propriété est très importante dans le processus de construction du revêtement, car lors du brossage, du laminage ou de la pulvérisation, le revêtement est soumis à une force de cisaillement importante, et HPMC peut améliorer les performances de construction en réduisant la viscosité. Une fois la construction terminée, la force de cisaillement disparaît et HPMC peut restaurer la viscosité du revêtement pour garantir l'uniformité et l'épaisseur du film de revêtement.
4. Application de HPMC dans différents systèmes de revêtement
Revêtements à base d'eau : HPMC est largement utilisé dans les revêtements à base d'eau. Il peut non seulement être utilisé comme épaississant, mais également comme agent filmogène et stabilisant. Dans les systèmes à base d'eau, HPMC peut augmenter efficacement la viscosité du revêtement, améliorer sa rhéologie et son nivellement, et empêcher la sédimentation et l'affaissement. Dans le même temps, cela peut également améliorer la résistance à l'eau et au frottement du film de revêtement et prolonger la durée de vie du revêtement.
Revêtements à base de solvants : Bien que le HPMC soit relativement moins utilisé dans les revêtements à base de solvants, il peut toujours être utilisé comme épaississant et aide au nivellement. En particulier dans les revêtements à faibles composés organiques volatils (COV), HPMC peut fournir le contrôle de viscosité et l'ajustement rhéologique nécessaires, réduisant ainsi l'utilisation de solvants et répondant aux exigences de protection de l'environnement.
Revêtements en poudre : Dans les revêtements en poudre, le HPMC peut être utilisé comme liant et épaississant pour améliorer la fluidité et les propriétés filmogènes en augmentant la viscosité de la poudre. HPMC peut garantir que le revêtement en poudre ne s'envole pas facilement pendant le processus de construction, tout en améliorant l'uniformité et la densité du film de revêtement.
Le HPMC permet d'obtenir un excellent contrôle de la viscosité des revêtements et des peintures grâce à ses propriétés physiques et chimiques uniques. Il peut non seulement ajuster avec précision la viscosité du système, mais également améliorer la rhéologie du revêtement, améliorer les propriétés anti-affaissement et anti-décantation et améliorer la stabilité au stockage. Selon différents systèmes de revêtement et exigences de construction, en ajustant la concentration, le poids moléculaire, la température, la valeur du pH et d'autres facteurs du HPMC, la viscosité peut être finement contrôlée, améliorant ainsi la construction du revêtement et la qualité finale du revêtement.
Heure de publication : 14 septembre 2024