1. Введение
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) представляет собой водорастворимый полимер, широко используемый в покрытиях, строительных материалах, фармацевтике и других областях. В индустрии покрытий ГПМЦ используется не только в качестве загустителя, стабилизатора и пленкообразователя, но и как высокоэффективный диспергатор. Его основные функции в покрытиях включают повышение стабильности покрытий, улучшение реологии, улучшение строительных характеристик и качества конечного покрытия.
2. Структурные характеристики ГПМЦ.
Молекулярная структура ГПМЦ состоит из целлюлозного скелета и гидроксипропильных и метильных заместителей. Его особая структура обеспечивает растворимость ГПМЦ в воде и способность образовывать вязкоупругий раствор в водном растворе. ГПМЦ взаимодействует с молекулами растворителя посредством водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса, растворяясь в воде и образуя стабильную дисперсионную систему.
Молекулярная масса и степень замещения (DS) ГПМЦ влияют на его растворимость и вязкость. Вообще говоря, более высокая молекулярная масса и степень замещения увеличивают вязкость и время растворения ГПМЦ. Эти характеристики имеют решающее значение для функции ГПМЦ в качестве диспергатора покрытия.
3. Роль ГПМЦ в покрытиях.
3.1 Улучшение диспергируемости пигмента
ГПМЦ в основном используется для улучшения диспергируемости пигментов в покрытиях. В процессе производства покрытий частой проблемой является агломерация частиц пигмента, которая приводит к получению неравномерных и нестабильных покрытий, влияющих на блеск и однородность цвета покрытия. Диспергаторы HPMC играют роль в следующих аспектах:
Электростатическое отталкивание: раствор, образующийся при растворении ГПМЦ в воде, обладает высокой поверхностной активностью и может адсорбироваться на поверхности частиц пигмента, придавая им заряд. Это электростатическое отталкивание отделяет частицы пигмента друг от друга и уменьшает агломерацию.
Эффект стерического препятствия: полимерная цепь ГПМЦ может образовывать защитный слой на поверхности частиц пигмента, увеличивать пространственное расстояние между частицами и, таким образом, подавлять взаимное притяжение и агломерацию между частицами.
Эффект стабилизации: ГПМЦ соединяется с молекулами воды посредством водородных связей, образуя стабильную систему раствора, предотвращая оседание частиц пигмента в системе и улучшая стабильность покрытия.
3.2 Улучшение реологии
Другой важной функцией ГПМЦ является улучшение реологии покрытий, то есть характеристик текучести и деформации покрытий. Хорошие реологические свойства покрытия помогают ему хорошо растекаться и выравниваться в процессе строительства, образуя однородную пленку покрытия. ГПМЦ влияет на реологические свойства покрытия посредством следующих механизмов:
Повышение вязкоупругости: сетчатая структура полимерной цепи, образованная ГПМЦ в воде, придает раствору определенную вязкоупругость. Эта вязкоупругость позволяет регулировать текучесть покрытия, чтобы оно имело соответствующую вязкость при нанесении кистью, уменьшая провисание и стекание.
Разжижение при сдвиге: растворы ГПМЦ обычно проявляют свойства разжижения при сдвиге, то есть они имеют более высокую вязкость при низких скоростях сдвига и более низкую вязкость при высоких скоростях сдвига. Благодаря этому свойству покрытие обладает большей устойчивостью в статическом состоянии и легко распределяется во время строительства.
Тиксотропия: некоторые растворы ГПМЦ также проявляют тиксотропию, то есть вязкость восстанавливается в состоянии покоя, что особенно важно для уменьшения провисания и стекания покрытия.
3.3 Улучшение характеристик покрытия
ГПМЦ не только оказывает важное влияние на характеристики покрытия во время строительства, но и значительно улучшает качество конечного покрытия. HPMC улучшает характеристики покрытий в следующих аспектах:
Плоскостность покрытия: ГПМЦ улучшает реологию покрытия, улучшает его растекаемость и выравнивание, а также делает покрытие более гладким и однородным.
Водостойкость и стойкость к атмосферным воздействиям: HPMC образует в покрытии плотную сетчатую структуру, которая повышает водостойкость и способность покрытия противостоять старению, а также улучшает стойкость покрытия к атмосферным воздействиям.
Адгезия: ГПМЦ усиливает адгезию покрытия, благодаря чему покрытие может более прочно прикрепляться к поверхности подложки, а также повышает долговечность покрытия.
4. Примеры применения HPMC
4.1 Архитектурные покрытия
В архитектурных покрытиях ГПМЦ используется для улучшения дисперсии пигментов и реологии покрытий, особенно покрытий на водной основе. ГПМЦ улучшает стабильность и строительные характеристики покрытия, благодаря чему покрытие лучше выравнивается и прилипает к стене, а также предотвращает провисание пленки и неравномерность покрытия.
4.2 Промышленные покрытия
HPMC также широко используется в промышленных покрытиях. Он не только улучшает диспергируемость пигментов, но и улучшает конструкционные характеристики покрытий, делая пленку покрытия более прочной с металлом, пластиком и другими подложками, а образующуюся пленку покрытия более прочной.
4.3 Другие покрытия
ГПМЦ также используется в различных специальных покрытиях, таких как огнезащитные покрытия, антикоррозионные покрытия и т. д. Его роль в этих покрытиях заключается в основном в улучшении стабильности покрытий и характеристик покровной пленки, чтобы покрытия имели хорошие характеристики в различные сложные среды.
В качестве диспергатора покрытия ГПМЦ играет важную роль в улучшении диспергируемости пигментов, улучшении реологии покрытий и улучшении характеристик пленок покрытия. Его уникальная структура и функции открывают ему широкие возможности применения в индустрии покрытий. С развитием технологии нанесения покрытий применение HPMC будет продолжать расширяться, предоставляя больше возможностей для улучшения и инноваций в характеристиках покрытий.
Время публикации: 25 июня 2024 г.