HEC(하이드록시에틸 셀룰로오스)는 하이드록시에틸화 반응을 통해 셀룰로오스의 화학 구조가 변형된 비이온성 수용성 고분자 화합물입니다. HEC는 수용성, 증점성, 현탁성, 유화성, 분산성, 필름 형성성이 우수하여 건축자재, 코팅제, 생활화학제품, 식품산업 등에 널리 사용됩니다. 스프레이 코팅된 속경화 고무 아스팔트 방수 코팅에 하이드록시에틸 셀룰로오스를 도입하면 내열성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
1. 하이드록시에틸셀룰로오스의 기본 성질
하이드록시에틸셀룰로오스는 물에서 효율적인 증점 및 필름 형성 능력을 갖고 있어 다양한 수성 코팅에 이상적인 증점제입니다. 물 분자와 수소 결합을 형성하여 물 분자의 네트워크를 더욱 촘촘하게 만들어 페인트의 점도를 크게 높입니다. 높은 점도는 코팅이 경화되기 전에 모양과 두께를 유지하는 데 도움이 되어 필름의 일관성과 연속성을 보장하므로 이 특성은 방수 코팅에서 특히 중요합니다.
2. 내열성을 향상시키는 메커니즘
2.1 코팅의 안정성 향상
하이드록시에틸 셀룰로오스의 존재는 고무 아스팔트 코팅의 열 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 페인트의 점도는 온도가 상승하면 감소하며, 하이드록시에틸 셀룰로오스는 이 과정을 늦추고 페인트의 물리적 특성을 유지합니다. 이는 HEC 분자 내 하이드록시에틸기가 코팅 내 다른 성분과 물리적 가교 네트워크를 형성할 수 있어 코팅막의 열적 안정성을 높이고 고온 조건에서도 양호한 구조와 기능을 유지할 수 있기 때문이다.
2.2 도막의 기계적 물성 향상
유연성, 인장 강도 등과 같은 코팅 필름의 기계적 특성은 고온 조건에서의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. HEC의 도입은 코팅막의 기계적 성질을 향상시킬 수 있는데, 이는 주로 코팅막을 더 조밀하게 만드는 두꺼워짐 효과에 기인합니다. 치밀한 코팅막 구조는 내열성을 향상시킬 뿐만 아니라, 외부 열팽창 및 수축에 따른 물리적 응력에 대한 저항력을 높여 코팅막의 갈라짐이나 벗겨짐을 방지합니다.
2.3 코팅막의 접착력 강화
고온 조건에서 방수 코팅은 박리 또는 벗겨짐이 발생하기 쉽습니다. 이는 주로 기재와 코팅 필름 사이의 접착력이 부족하기 때문입니다. HEC는 코팅의 시공 성능과 필름 형성 특성을 향상시켜 기재에 대한 코팅의 접착력을 향상시킬 수 있습니다. 이는 코팅이 고온에서 기판과 긴밀한 접촉을 유지하여 벗겨지거나 박리되는 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
3. 실험 데이터 및 실제 적용
3.1 실험 설계
분사된 급결제 고무 아스팔트 방수 코팅의 내열성에 대한 하이드록시에틸 셀룰로오스의 영향을 확인하기 위해 일련의 실험을 설계할 수 있습니다. 실험에서는 방수 코팅에 다양한 함량의 HEC를 첨가한 후 열중량 분석(TGA), 동적 열기계 분석(DMA) 및 인장 시험을 통해 코팅의 열 안정성, 기계적 특성 및 접착력을 평가할 수 있습니다.
3.2 실험 결과
실험 결과에 따르면 HEC를 첨가한 후 코팅의 내열 온도가 크게 증가하는 것으로 나타났습니다. HEC가 없는 대조군에서는 150℃에서 코팅막이 분해되기 시작하였다. HEC를 첨가한 후 코팅막이 견딜 수 있는 온도는 180°C 이상으로 증가했습니다. 또한, HEC 도입으로 코팅막의 인장강도가 약 20% 증가한 반면, 박리시험에서는 기재에 대한 코팅 접착력이 약 15% 증가한 것으로 나타났다.
4. 엔지니어링 적용 및 주의사항
4.1 엔지니어링 응용
실제 응용 분야에서 하이드록시에틸 셀룰로오스를 사용하면 분사형 속경화 고무 아스팔트 방수 코팅의 시공 성능과 최종 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 개량 코팅은 건물 방수, 지하 공학 방수, 파이프라인 부식 방지 등의 분야에 사용할 수 있으며 특히 고온 환경의 방수 요구 사항에 적합합니다.
4.2 주의사항
HEC가 코팅 성능을 크게 향상시킬 수 있지만 그 투여량은 합리적으로 제어되어야 합니다. 과도한 HEC는 코팅의 점도를 너무 높여 시공 작업성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 실제 배합 설계 시 최고의 코팅 성능과 시공 효과를 얻기 위해서는 실험을 통해 HEC의 투입량을 최적화해야 합니다.
하이드록시에틸셀룰로오스는 도막의 점도를 높이고, 도막의 기계적 성질을 향상시키며, 도막의 접착력을 향상시켜 분사식 급결제 고무아스팔트 방수도료의 내열성을 효과적으로 향상시킵니다. 실험 데이터와 실제 적용에 따르면 HEC는 코팅의 열 안정성과 신뢰성을 향상시키는 데 중요한 효과가 있는 것으로 나타났습니다. HEC의 합리적인 사용은 코팅의 시공 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고온 환경에서 방수 코팅의 수명을 크게 연장하여 건축 방수 재료 개발에 새로운 아이디어와 방법을 제공합니다.
게시 시간: 2024년 7월 8일