1. 소개
HPMC(하이드록시프로필 메틸셀룰로오스)는 코팅, 건축 자재, 의약품 및 기타 분야에서 널리 사용되는 수용성 폴리머입니다. 코팅 산업에서 HPMC는 증점제, 안정제, 필름 형성제로 사용될 뿐만 아니라 고효율 분산제로도 사용됩니다. 코팅의 주요 기능에는 코팅의 안정성 향상, 유변학 개선, 시공 성능 및 최종 코팅 품질 향상이 포함됩니다.
2. HPMC의 구조적 특성
HPMC의 분자 구조는 셀룰로오스 골격과 하이드록시프로필 및 메틸 치환기로 구성됩니다. HPMC의 특별한 구조는 물에 대한 용해도와 수용액에서 점탄성 용액을 형성하는 능력을 제공합니다. HPMC는 수소결합과 반데르발스 힘을 통해 용매 분자와 상호작용하여 물에 용해되어 안정적인 분산 시스템을 형성합니다.
HPMC의 분자량과 치환도(DS)는 용해도와 점도에 영향을 미칩니다. 일반적으로 분자량과 치환도가 높을수록 HPMC의 점도와 용해 시간이 늘어납니다. 이러한 특성은 코팅 분산제로서 HPMC의 기능에 매우 중요합니다.
3. 코팅에서 HPMC의 역할
3.1 안료 분산성 향상
HPMC는 주로 코팅제에서 안료의 분산성을 향상시키는 데 사용됩니다. 코팅 생산 과정에서 안료 입자의 응집은 코팅이 고르지 않고 불안정해 코팅의 광택과 색상 균일성에 영향을 미치는 일반적인 문제입니다. HPMC 분산제는 다음과 같은 역할을 합니다.
정전기적 반발력: HPMC가 물에 용해되어 형성된 용액은 표면 활성이 높으며 안료 입자 표면에 흡착되어 전하를 만들 수 있습니다. 이러한 정전기적 반발력은 안료 입자를 서로 분리하고 응집을 감소시킵니다.
입체 장애 효과: HPMC의 고분자 사슬은 안료 입자 표면에 보호층을 형성하고 입자 사이의 공간적 거리를 증가시켜 입자 간의 상호 인력과 응집을 억제할 수 있습니다.
안정화 효과: HPMC는 수소 결합을 통해 물 분자와 결합하여 안정적인 용액 시스템을 형성하고, 안료 입자가 시스템에 침전되는 것을 방지하며 코팅의 안정성을 향상시킵니다.
3.2 유변학 개선
HPMC의 또 다른 중요한 기능은 코팅의 유변학, 즉 코팅의 흐름 및 변형 특성을 개선하는 것입니다. 코팅의 우수한 유변학적 특성은 시공 과정에서 퍼짐성과 레벨링이 좋아 균일한 코팅막을 형성하는 데 도움이 됩니다. HPMC는 다음 메커니즘을 통해 코팅의 유변학적 특성에 영향을 미칩니다.
점탄성 향상: 물 속에서 HPMC에 의해 형성된 폴리머 사슬 네트워크 구조는 용액에 일정한 점탄성을 부여합니다. 이러한 점탄성은 코팅의 유동 거동을 조정하여 브러싱할 때 적절한 점도를 갖게 하여 늘어짐과 흘러내림을 줄입니다.
전단 담화: HPMC 용액은 일반적으로 전단 담화 특성을 나타냅니다. 즉, 낮은 전단 속도에서는 점도가 높고 전단 속도에서는 점도가 낮습니다. 이 특성으로 인해 코팅은 정적 상태에서 더 나은 안정성을 가지며 시공 중에 쉽게 퍼지게 됩니다.
요변성: 일부 HPMC 용액은 요변성을 나타냅니다. 즉, 정지 상태에서 점도가 복원됩니다. 이는 코팅의 늘어짐과 떨어지는 현상을 줄이는 데 특히 중요합니다.
3.3 코팅 성능 향상
HPMC는 시공 중 코팅의 성능에 중요한 영향을 미칠 뿐만 아니라 최종 코팅의 품질을 크게 향상시킵니다. HPMC는 다음과 같은 측면에서 코팅 성능을 향상시킵니다.
코팅 평탄도: HPMC는 코팅의 유동성을 향상시키고, 코팅의 퍼짐성과 레벨링을 향상시키며, 코팅을 더욱 부드럽고 균일하게 만듭니다.
내수성 및 내후성 : HPMC는 도료에 촘촘한 망상구조를 형성하여 도료의 내수성, 노화방지 능력을 높이고 도료의 내후성을 향상시킵니다.
접착력 : HPMC는 코팅의 접착력을 높여 코팅이 기재 표면에 더욱 견고하게 부착될 수 있도록 하며, 코팅의 내구성을 향상시킵니다.
4. HPMC 적용 사례
4.1 건축 코팅
건축용 코팅에서 HPMC는 특히 수성 코팅의 경우 안료의 분산과 코팅의 유변학을 개선하는 데 사용됩니다. HPMC는 코팅의 안정성과 시공성을 향상시켜 코팅의 레벨링과 벽면 접착력이 좋아지며, 필름 처짐이나 코팅 불균일을 방지해줍니다.
4.2 산업용 코팅
HPMC는 산업용 코팅에도 널리 사용됩니다. 안료의 분산성을 향상시킬 뿐만 아니라 도료의 시공 성능을 향상시켜 도막이 금속, 플라스틱 및 기타 기재에 더욱 접착력을 갖게 하며 형성된 도막의 내구성을 향상시킵니다.
4.3 기타 코팅
HPMC는 난연성 코팅, 부식 방지 코팅 등과 같은 다양한 특수 코팅에도 사용됩니다. 이러한 코팅에서의 역할은 주로 코팅의 안정성과 코팅 필름 성능을 향상시켜 코팅이 좋은 성능을 갖도록 하는 것입니다. 다양하고 복잡한 환경.
코팅 분산제로서 HPMC는 안료의 분산성 향상, 코팅의 레올로지 개선 및 코팅 필름의 성능 향상에 중요한 역할을 합니다. 독특한 구조와 기능으로 인해 코팅 산업에서 광범위한 응용 가능성을 제공합니다. 코팅 기술의 발전과 함께 HPMC의 적용은 계속 확대되어 코팅 성능의 향상과 혁신에 대한 더 많은 가능성을 제공할 것입니다.
게시 시간: 2024년 6월 25일