HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) is een zeer efficiënt additief en wordt veel gebruikt bij de formulering van coatings en verven. Een van de belangrijkste functies is het verbeteren van de viscositeitscontrole, wat niet alleen de reologie van coatings en verven verbetert, maar ook de constructieprestaties en de uiteindelijke filmkwaliteit verbetert.
1. Basiseigenschappen van HPMC
HPMC is een niet-ionische cellulose-ether met goede wateroplosbaarheid en oplosbaarheid in organische oplosmiddelen. Het kan oplossen en een stabiele colloïdale oplossing vormen bij verschillende temperaturen en pH-waarden. Het belangrijkste werkingsmechanisme van HPMC is het vormen van een netwerkstructuur door middel van intermoleculaire waterstofbruggen en van der Waals-krachten, waardoor de reologische eigenschappen van coatings of verven worden beïnvloed. De viscositeit verandert met veranderingen in concentratie, temperatuur, afschuifsnelheid en andere factoren, waardoor de toepassing ervan in coatings en verven een grote aanpassingsruimte heeft.
2. Functie van HPMC in coatings en verven
Viscositeitsaanpassing: De belangrijkste functie van HPMC is het aanpassen van de viscositeit van het systeem. In coatings en verven is viscositeit een belangrijke parameter die rechtstreeks invloed heeft op de constructie, het egaliseren en het uiteindelijke filmeffect van het materiaal. HPMC kan de viscositeit van de coating nauwkeurig controleren door de moleculaire structuur of concentratie te veranderen, waardoor de stabiliteit en bruikbaarheid van de coating tijdens opslag, transport en constructie wordt gegarandeerd.
Reologische controle: HPMC geeft de coating of verf goede reologische eigenschappen, zodat deze bij statische elektriciteit een hoge viscositeit behoudt om sedimentatie te voorkomen, en de viscositeit onder afschuiving kan verminderen, waardoor het gemakkelijk aan te brengen is. Deze thixotropie is essentieel voor de constructieve prestaties van coatings en verven, vooral bij spuiten, borstelen of walsen, wat helpt om een uniforme en gladde coating te verkrijgen.
Anti-uitzakkingsprestaties: Wanneer coatings of verven op verticale oppervlakken worden aangebracht, treedt vaak uitzakking op, dat wil zeggen dat de coating vloeit onder invloed van de zwaartekracht, wat resulteert in een ongelijkmatige laagdikte en zelfs vloeisporen. HPMC onderdrukt effectief het fenomeen van uitzakken door de viscositeit en thixotropie van het systeem te verbeteren, waardoor de stabiliteit van de coating wordt gegarandeerd wanneer deze op verticale oppervlakken wordt aangebracht.
Anti-sedimentatie-effect: In coatings met meer pigmenten of vulstoffen zijn pigmenten of vulstoffen gevoelig voor sedimentatie, waardoor de uniformiteit van de coating wordt aangetast. HPMC vertraagt de sedimentatiesnelheid van vaste deeltjes door de viscositeit van het systeem te verhogen. Tegelijkertijd behoudt het zijn suspensie in de verf door interactie met de pigmentdeeltjes, waardoor de verf tijdens het constructieproces uniform en consistent is.
Verbeter de opslagstabiliteit: Tijdens langdurige opslag is de verf gevoelig voor stratificatie, coagulatie of sedimentatie. De toevoeging van HPMC kan de opslagstabiliteit van de verf effectief verbeteren, de uniformiteit en viscositeit van de verf behouden, waardoor de houdbaarheid wordt verlengd en verslechtering van de productkwaliteit als gevolg van onjuiste opslag wordt vermeden.
3. Factoren die de viscositeitscontrole door HPMC beïnvloeden
Concentratie: De concentratie HPMC is een directe factor die de viscositeit van de verf of verf beïnvloedt. Naarmate de concentratie HPMC toeneemt, zal de viscositeit van het systeem aanzienlijk toenemen. Voor coatings die een hogere viscositeit vereisen, kan het op de juiste manier verhogen van de hoeveelheid HPMC het ideale viscositeitsniveau bereiken. Een te hoge concentratie kan er echter ook voor zorgen dat het systeem te stroperig wordt en de constructieprestaties beïnvloeden. Daarom is het noodzakelijk om de hoeveelheid toegevoegde HPMC nauwkeurig te controleren, afhankelijk van het specifieke toepassingsscenario en de constructievereisten.
Molecuulgewicht: Het molecuulgewicht van HPMC is ook een belangrijke factor die de viscositeit beïnvloedt. HPMC met een hoog molecuulgewicht vormt een dichtere netwerkstructuur in de oplossing, wat de viscositeit van de coating aanzienlijk kan verhogen; terwijl HPMC met een laag molecuulgewicht een lagere viscositeit vertoont. Door HPMC met verschillende molecuulgewichten te selecteren, kan de viscositeit van de coating of verf worden aangepast om aan verschillende constructie-eisen te voldoen.
Temperatuur: De viscositeit van HPMC neemt af bij toenemende temperatuur. Daarom is het bij constructie in een omgeving met hoge temperaturen noodzakelijk om HPMC-variëteiten te selecteren met een betere weerstand tegen hoge temperaturen of om de dosering op passende wijze te verhogen om de constructieprestaties en filmkwaliteit van de coating onder hoge temperaturen te garanderen.
pH-waarde: HPMC is stabiel in een breed pH-bereik, maar extreme zure en alkalische omstandigheden zullen de viscositeitsstabiliteit beïnvloeden. In een sterk zure of alkalische omgeving kan HPMC verslechteren of falen, wat resulteert in een afname van de viscositeit. Zorg er daarom bij het ontwerpen van de formule voor dat de pH-waarde van het systeem gematigd is om het viscositeitscontrole-effect van HPMC te behouden.
Afschuifsnelheid: HPMC is een afschuifverdunnend verdikkingsmiddel, dat wil zeggen dat de viscositeit ervan aanzienlijk zal afnemen bij hoge afschuifsnelheden. Deze eigenschap is erg belangrijk in het constructieproces van coatings, omdat de coating bij het borstelen, walsen of spuiten wordt onderworpen aan een grote schuifkracht en HPMC de constructieprestaties kan verbeteren door de viscositeit te verlagen. Nadat de constructie is voltooid, verdwijnt de schuifkracht en kan HPMC de viscositeit van de coating herstellen om de uniformiteit en dikte van de coatingfilm te garanderen.
4. Toepassing van HPMC in verschillende coatingsystemen
Coatings op waterbasis: HPMC wordt veel gebruikt in coatings op waterbasis. Het kan niet alleen worden gebruikt als verdikkingsmiddel, maar ook als filmvormend hulpmiddel en stabilisator. In systemen op waterbasis kan HPMC de viscositeit van de coating effectief verhogen, de reologie en egalisatie ervan verbeteren en sedimentatie en uitzakken voorkomen. Tegelijkertijd kan het ook de waterbestendigheid en schrobweerstand van de coatingfilm verbeteren en de levensduur van de coating verlengen.
Coatings op oplosmiddelbasis: Hoewel HPMC relatief minder wordt gebruikt in coatings op oplosmiddelbasis, kan het nog steeds worden gebruikt als verdikkingsmiddel en egaliseermiddel. Vooral bij coatings met een laag vluchtige organische stof (VOC) kan HPMC zorgen voor de noodzakelijke viscositeitscontrole en reologie-aanpassing, waardoor het gebruik van oplosmiddelen wordt verminderd en wordt voldaan aan de eisen op het gebied van milieubescherming.
Poedercoatings: Bij poedercoatings kan HPMC worden gebruikt als bindmiddel en verdikkingsmiddel om de vloeibaarheid en filmvormende eigenschappen te verbeteren door de viscositeit van het poeder te verhogen. HPMC kan ervoor zorgen dat de poedercoating tijdens het bouwproces niet gemakkelijk loslaat, terwijl de uniformiteit en dichtheid van de coatingfilm worden verbeterd.
HPMC bereikt een uitstekende viscositeitscontrole in coatings en verven dankzij zijn unieke fysische en chemische eigenschappen. Het kan niet alleen de viscositeit van het systeem nauwkeurig aanpassen, maar ook de reologie van de coating verbeteren, de anti-uitzakkings- en anti-bezinkingseigenschappen verbeteren en de opslagstabiliteit verbeteren. Volgens verschillende coatingsystemen en constructie-eisen kan de viscositeit, door aanpassing van de concentratie, het molecuulgewicht, de temperatuur, de pH-waarde en andere factoren van HPMC, nauwkeurig worden geregeld, waardoor de constructie van de coating en de uiteindelijke coatingkwaliteit worden verbeterd.
Posttijd: 14 september 2024