ヒドロキシエチルセルロース (HEC) は、ヒドロキシエチル化反応によってセルロースの化学構造が変化した非イオン性の水溶性高分子化合物です。 HECは、優れた水溶性、増粘、懸濁、乳化、分散、フィルム形成特性を備えているため、建材、塗料、日用化学品、食品業界で広く使用されています。スプレーコーティングされた急速硬化ゴムアスファルト防水塗料では、ヒドロキシエチルセルロースの導入により耐熱性が大幅に向上します。
1. ヒドロキシエチルセルロースの基本特性
ヒドロキシエチルセルロースは、水中での効率的な増粘能力とフィルム形成能力を備えており、さまざまな水性塗料にとって理想的な増粘剤となります。水分子と水素結合を形成し、水分子のネットワークをより緊密にすることで、塗料の粘度を大幅に増加させます。この特性は、防水コーティングでは特に重要です。高い粘度により、コーティングが硬化する前にその形状と厚さを維持し、フィルムの一貫性と連続性を確保するのに役立ちます。
2. 耐熱性向上のメカニズム
2.1 コーティングの安定性を向上させる
ヒドロキシエチルセルロースの存在により、ゴムアスファルトコーティングの熱安定性が向上します。通常、温度が上昇すると塗料の粘度は低下しますが、ヒドロキシエチルセルロースはこのプロセスを遅らせ、塗料の物理的特性を維持します。これは、HEC 分子内のヒドロキシエチル基がコーティング内の他の成分と物理的な架橋ネットワークを形成することができるため、これによりコーティング膜の熱安定性が向上し、高温条件下でも良好な構造と機能を維持できるようになります。
2.2 塗膜の機械的特性の向上
柔軟性、引張強度などのコーティング膜の機械的特性は、高温条件下での性能に直接影響します。 HEC の導入により、塗膜の機械的特性を向上させることができます。これは主に塗膜をより緻密にする増粘効果によるものです。緻密な塗膜構造により、耐熱性が向上するだけでなく、外部からの熱膨張・収縮による物理的ストレスに対する耐性が向上し、塗膜のクラックや剥離を防止します。
2.3 塗膜の密着性を高める
防水塗膜は高温条件下では下地と塗膜の密着不足が原因で剥離や剥離が発生しやすくなります。 HEC は、コーティングの施工性能と膜形成特性を向上させることで、基材へのコーティングの密着性を向上させることができます。これにより、高温でもコーティングが基材との密着を維持し、剥離や層間剥離のリスクが軽減されます。
3. 実験データと実用化
3.1 実験計画
スプレーされた急速硬化ゴムアスファルト防水コーティングの耐熱性に対するヒドロキシエチルセルロースの効果を検証するために、一連の実験を計画することができる。実験では、防水コーティングにさまざまな含有量の HEC を添加し、熱重量分析 (TGA)、動的熱機械分析 (DMA)、引張試験を通じてコーティングの熱安定性、機械的特性、密着性を評価できます。
3.2 実験結果
実験結果によると、HECを添加するとコーティングの耐熱温度が大幅に上昇します。 HEC を含まない対照グループでは、コーティング膜は 150°C で分解し始めました。 HEC添加後は塗膜の耐熱温度が180℃以上に上昇しました。さらに、HEC の導入により塗膜の引張強度が約 20% 向上し、剥離試験により基材への塗膜の密着性が約 15% 向上したことがわかりました。
4. エンジニアリング用途と注意事項
4.1 エンジニアリングへの応用
実際の用途では、ヒドロキシエチルセルロースを使用すると、スプレーされた急速硬化ゴムアスファルト防水コーティングの施工性能と最終性能を大幅に向上させることができます。この改質コーティングは、建物の防水、地下工学の防水、パイプラインの防食などの分野で使用でき、特に高温環境での防水要件に適しています。
4.2 注意事項
HEC はコーティングの性能を大幅に向上させることができますが、その投与量は合理的に制御する必要があります。 ＨＥＣが多すぎると、コーティングの粘度が高くなりすぎて、施工性に影響を与える可能性がある。したがって、実際の配合設計では、最高のコーティング性能と施工効果を達成するために、実験を通じてHECの投与量を最適化する必要があります。
ヒドロキシエチルセルロースは、コーティングの粘度を増加させ、コーティングフィルムの機械的特性を強化し、コーティングの密着性を向上させることにより、スプレーされた急速硬化ゴムアスファルト防水コーティングの耐熱性を効果的に改善します。実験データと実際の応用は、HEC がコーティングの熱安定性と信頼性の向上に大きな効果があることを示しています。 HEC の合理的な使用は、コーティングの施工性能を向上させるだけでなく、高温環境における防水コーティングの耐用年数を大幅に延長することができ、建築防水材料の開発に新しいアイデアと方法を提供します。
投稿日時: 2024 年 7 月 8 日