HPMC (idrossipropilmetilcellulosa) è un additivo altamente efficiente ed è ampiamente utilizzato nella formulazione di rivestimenti e vernici. Una delle sue funzioni principali è quella di migliorare il controllo della viscosità, che non solo migliora la reologia di rivestimenti e vernici, ma migliora anche le prestazioni costruttive e la qualità del film finale.
1. Proprietà fondamentali dell'HPMC
HPMC è un etere di cellulosa non ionico con buona solubilità in acqua e solubilità nei solventi organici. Può dissolversi e formare una soluzione colloidale stabile a diverse temperature e valori di pH. Il principale meccanismo d'azione dell'HPMC è quello di formare una struttura a rete attraverso legami idrogeno intermolecolari e forze di van der Waals, influenzando così le proprietà reologiche di rivestimenti o vernici. La sua viscosità cambia con cambiamenti di concentrazione, temperatura, velocità di taglio e altri fattori, il che rende la sua applicazione in rivestimenti e vernici un ampio spazio di regolazione.
2. Funzione dell'HPMC nei rivestimenti e nelle vernici
Regolazione della viscosità: la funzione principale dell'HPMC è regolare la viscosità del sistema. Nei rivestimenti e nelle vernici, la viscosità è un parametro importante che influenza direttamente la costruzione, il livellamento e l'effetto film finale del materiale. HPMC può controllare con precisione la viscosità del rivestimento modificando la struttura molecolare o la concentrazione, garantendo la stabilità e l'operabilità del rivestimento durante lo stoccaggio, il trasporto e la costruzione.
Controllo reologico: HPMC conferisce al rivestimento o alla vernice buone proprietà reologiche, in modo che mantenga un'elevata viscosità quando statico per prevenire la sedimentazione e possa ridurre la viscosità sotto taglio, facilitandone l'applicazione. Questa tissotropia è essenziale per le prestazioni costruttive di rivestimenti e vernici, soprattutto durante la spruzzatura, la spazzolatura o il rotolamento, il che aiuta a ottenere un rivestimento uniforme e liscio.
Prestazioni anti-cedimento: quando i rivestimenti o le vernici vengono applicati su superfici verticali, spesso si verificano cedimenti, ovvero il rivestimento scorre sotto l'azione della gravità, con conseguente spessore del film irregolare e persino segni di flusso. HPMC sopprime efficacemente il fenomeno del cedimento migliorando la viscosità e la tixotropia del sistema, garantendo la stabilità del rivestimento quando applicato su superfici verticali.
Effetto anti-sedimentazione: nei rivestimenti con più pigmenti o riempitivi, i pigmenti o i riempitivi tendono a sedimentare, influenzando l'uniformità del rivestimento. HPMC rallenta la velocità di sedimentazione delle particelle solide aumentando la viscosità del sistema. Allo stesso tempo, mantiene il suo stato di sospensione nella vernice interagendo con le particelle di pigmento, garantendo che la vernice sia uniforme e consistente durante il processo di costruzione.
Migliorare la stabilità allo stoccaggio: durante lo stoccaggio a lungo termine, la vernice è soggetta a stratificazione, coagulazione o sedimentazione. L'aggiunta di HPMC può migliorare efficacemente la stabilità della vernice durante la conservazione, mantenere l'uniformità e la viscosità della vernice, prolungandone così la durata ed evitando il degrado della qualità del prodotto causato da una conservazione impropria.
3. Fattori che influenzano il controllo della viscosità mediante HPMC
Concentrazione: la concentrazione di HPMC è un fattore diretto che influenza la viscosità della vernice o della vernice. All'aumentare della concentrazione di HPMC, la viscosità del sistema aumenterà in modo significativo. Per i rivestimenti che richiedono una viscosità più elevata, aumentando opportunamente la quantità di HPMC è possibile raggiungere il livello di viscosità ideale. Tuttavia, una concentrazione troppo elevata può anche rendere il sistema troppo viscoso e influenzare le prestazioni della costruzione. Pertanto, è necessario controllare accuratamente la quantità di HPMC aggiunta in base allo scenario applicativo specifico e ai requisiti di costruzione.
Peso molecolare: anche il peso molecolare dell'HPMC è un fattore importante che influenza la viscosità. HPMC ad alto peso molecolare forma una struttura a rete più densa nella soluzione, che può aumentare significativamente la viscosità del rivestimento; mentre l'HPMC a basso peso molecolare presenta una viscosità inferiore. Selezionando HPMC con pesi molecolari diversi, la viscosità del rivestimento o della vernice può essere regolata per soddisfare diversi requisiti costruttivi.
Temperatura: la viscosità dell'HPMC diminuisce con l'aumentare della temperatura. Pertanto, quando si costruisce in un ambiente ad alta temperatura, è necessario selezionare varietà HPMC con una migliore resistenza alle alte temperature o aumentarne opportunamente il dosaggio per garantire le prestazioni di costruzione e la qualità della pellicola del rivestimento in condizioni di alta temperatura.
Valore pH: HPMC è stabile in un ampio intervallo di pH, ma condizioni acide e alcaline estreme influenzeranno la sua stabilità della viscosità. In un ambiente fortemente acido o alcalino, l'HPMC potrebbe degradarsi o guastarsi, con conseguente diminuzione della viscosità. Pertanto, quando si progetta la formula, assicurarsi che il valore del pH del sistema sia moderato per mantenere l'effetto di controllo della viscosità dell'HPMC.
Velocità di taglio: HPMC è un addensante che assottiglia il taglio, ovvero la sua viscosità sarà significativamente ridotta a velocità di taglio elevate. Questa proprietà è molto importante nel processo di costruzione del rivestimento, poiché durante la spazzolatura, la laminazione o la spruzzatura, il rivestimento è soggetto a una grande forza di taglio e l'HPMC può migliorare le prestazioni di costruzione riducendo la viscosità. Una volta completata la costruzione, la forza di taglio scompare e HPMC può ripristinare la viscosità del rivestimento per garantire l'uniformità e lo spessore della pellicola di rivestimento.
4. Applicazione di HPMC in diversi sistemi di rivestimento
Rivestimenti a base acqua: HPMC è ampiamente utilizzato nei rivestimenti a base acqua. Può essere utilizzato non solo come addensante, ma anche come coadiuvante e stabilizzante filmogeno. Nei sistemi a base acqua, HPMC può aumentare efficacemente la viscosità del rivestimento, migliorarne la reologia e il livellamento e prevenire la sedimentazione e il cedimento. Allo stesso tempo, può anche migliorare la resistenza all'acqua e allo sfregamento della pellicola di rivestimento e prolungare la durata del rivestimento.
Rivestimenti a base solvente: sebbene l'HPMC sia relativamente meno utilizzato nei rivestimenti a base solvente, può comunque essere utilizzato come addensante e livellante. Soprattutto nei rivestimenti a basso contenuto di composti organici volatili (COV), HPMC può fornire il necessario controllo della viscosità e la regolazione della reologia, riducendo così l'uso di solventi e soddisfacendo i requisiti di protezione ambientale.
Rivestimenti in polvere: nei rivestimenti in polvere, HPMC può essere utilizzato come legante e addensante per migliorare la fluidità e le proprietà filmogene aumentando la viscosità della polvere. HPMC può garantire che il rivestimento in polvere non sia facile da volare durante il processo di costruzione, migliorando al contempo l'uniformità e la densità del film di rivestimento.
HPMC raggiunge un eccellente controllo della viscosità nei rivestimenti e nelle vernici grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche uniche. Non solo può regolare accuratamente la viscosità del sistema, ma anche migliorare la reologia del rivestimento, potenziare le proprietà anti-cedimento e anti-sedimentazione e migliorare la stabilità di stoccaggio. A seconda dei diversi sistemi di rivestimento e requisiti di costruzione, regolando la concentrazione, il peso molecolare, la temperatura, il valore del pH e altri fattori dell'HPMC, la viscosità può essere controllata con precisione, migliorando così la costruzione del rivestimento e la qualità del rivestimento finale.
Orario di pubblicazione: 14 settembre 2024