Come funziona il disperdente del rivestimento HPMC?

1. Introduzione

L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è un polimero solubile in acqua ampiamente utilizzato nei rivestimenti, nei materiali da costruzione, nei prodotti farmaceutici e in altri campi. Nell'industria dei rivestimenti, l'HPMC non viene utilizzato solo come addensante, stabilizzante e filmogeno, ma anche come disperdente altamente efficiente. Le sue funzioni principali nei rivestimenti includono il miglioramento della stabilità dei rivestimenti, il miglioramento della reologia, il miglioramento delle prestazioni di costruzione e la qualità del rivestimento finale.

2. Caratteristiche strutturali dell'HPMC

La struttura molecolare dell'HPMC è costituita da uno scheletro di cellulosa e sostituenti idrossipropilici e metilici. La sua speciale struttura conferisce all'HPMC solubilità in acqua e la capacità di formare una soluzione viscoelastica in soluzione acquosa. HPMC interagisce con le molecole del solvente attraverso il legame idrogeno e le forze di van der Waals, dissolvendosi così in acqua e formando un sistema di dispersione stabile.

Il peso molecolare e il grado di sostituzione (DS) dell'HPMC ne influenzano la solubilità e la viscosità. In generale, un peso molecolare e un grado di sostituzione più elevati aumentano la viscosità e il tempo di dissoluzione dell'HPMC. Queste caratteristiche sono cruciali per la funzione dell'HPMC come disperdente del rivestimento.

3. Il ruolo dell'HPMC nei rivestimenti

3.1 Migliorare la disperdibilità dei pigmenti

L'HPMC viene utilizzato principalmente per migliorare la disperdibilità dei pigmenti nei rivestimenti. Nel processo di produzione dei rivestimenti, l'agglomerazione delle particelle di pigmento è un problema comune, che porta a rivestimenti irregolari e instabili, compromettendo la brillantezza e l'uniformità del colore del rivestimento. I disperdenti HPMC svolgono un ruolo nei seguenti aspetti:

Repulsione elettrostatica: la soluzione formata dalla dissoluzione dell'HPMC in acqua ha un'elevata attività superficiale e può essere adsorbita sulla superficie delle particelle di pigmento per caricarle. Questa repulsione elettrostatica separa le particelle di pigmento le une dalle altre e riduce l'agglomerazione.

Effetto di ostacolo sterico: la catena polimerica dell'HPMC può formare uno strato protettivo sulla superficie delle particelle di pigmento, aumentare la distanza spaziale tra le particelle e quindi inibire l'attrazione reciproca e l'agglomerazione tra le particelle.

Effetto stabilizzante: HPMC si combina con le molecole d'acqua attraverso legami idrogeno per formare un sistema di soluzione stabile, impedire alle particelle di pigmento di depositarsi nel sistema e migliorare la stabilità del rivestimento.

3.2 Migliorare la reologia

Un'altra importante funzione dell'HPMC è quella di migliorare la reologia dei rivestimenti, ovvero le caratteristiche di flusso e deformazione dei rivestimenti. Le buone proprietà reologiche del rivestimento aiutano ad avere una buona spalmabilità e livellamento durante il processo di costruzione, formando un film di rivestimento uniforme. HPMC influenza le proprietà reologiche del rivestimento attraverso i seguenti meccanismi:

Miglioramento della viscoelasticità: la struttura della rete di catene polimeriche formata da HPMC in acqua conferisce alla soluzione una certa viscoelasticità. Questa viscoelasticità può regolare il comportamento del flusso del rivestimento, in modo che abbia una viscosità adeguata durante la spazzolatura, riducendo cedimenti e gocciolamenti.

Diluizione al taglio: le soluzioni HPMC solitamente mostrano proprietà di diluizione al taglio, ovvero hanno una maggiore viscosità a basse velocità di taglio e una viscosità inferiore a velocità di taglio elevate. Questa proprietà conferisce al rivestimento una migliore stabilità allo stato statico e una facile stesura durante la costruzione.

Tissotropia: alcune soluzioni HPMC presentano anche tixotropia, ovvero la viscosità viene ripristinata a riposo, il che è particolarmente importante per ridurre cedimenti e gocciolamenti del rivestimento.

3.3 Migliorare le prestazioni del rivestimento

HPMC non solo ha un'influenza importante sulle prestazioni del rivestimento durante la costruzione, ma migliora anche significativamente la qualità del rivestimento finale. HPMC migliora le prestazioni dei rivestimenti nei seguenti aspetti:

Planarità del rivestimento: HPMC migliora la reologia del rivestimento, migliora la spalmabilità e il livellamento del rivestimento e rende il rivestimento più liscio e uniforme.

Resistenza all'acqua e resistenza agli agenti atmosferici: HPMC forma una fitta struttura a rete nel rivestimento, che aumenta la resistenza all'acqua e la capacità anti-invecchiamento del rivestimento e migliora la resistenza agli agenti atmosferici del rivestimento.

Adesione: HPMC migliora l'adesione del rivestimento, in modo che il rivestimento possa essere attaccato più saldamente alla superficie del substrato e migliora la durata del rivestimento.

4. Esempi applicativi di HPMC

4.1 Rivestimenti architettonici

Nei rivestimenti architettonici, l'HPMC viene utilizzato per migliorare la dispersione dei pigmenti e la reologia dei rivestimenti, in particolare per i rivestimenti a base acqua. HPMC migliora la stabilità e le prestazioni costruttive del rivestimento, in modo che il rivestimento abbia un migliore livellamento e adesione alla parete e prevenga il cedimento del film e il rivestimento irregolare.

4.2 Rivestimenti industriali

L'HPMC è ampiamente utilizzato anche nei rivestimenti industriali. Non solo migliora la disperdibilità dei pigmenti, ma migliora anche le prestazioni costruttive dei rivestimenti, rendendo la pellicola di rivestimento più aderente al metallo, alla plastica e ad altri substrati e la pellicola di rivestimento formata più durevole.

4.3 Altri rivestimenti

L'HPMC viene utilizzato anche in vari rivestimenti speciali, come rivestimenti ignifughi, rivestimenti anticorrosione, ecc. Il suo ruolo in questi rivestimenti è principalmente quello di migliorare la stabilità dei rivestimenti e le prestazioni del film di rivestimento, in modo che i rivestimenti abbiano buone prestazioni in vari ambienti complessi.

Come disperdente del rivestimento, HPMC svolge un ruolo importante nel migliorare la disperdibilità dei pigmenti, migliorare la reologia dei rivestimenti e migliorare le prestazioni delle pellicole di rivestimento. La sua struttura e funzione uniche gli offrono un'ampia gamma di prospettive di applicazione nell'industria dei rivestimenti. Con lo sviluppo della tecnologia di rivestimento, l'applicazione di HPMC continuerà ad espandersi, offrendo maggiori possibilità per il miglioramento e l'innovazione delle prestazioni del rivestimento.