1. Úvod
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je vo vode rozpustný polymér široko používaný v náteroch, stavebných materiáloch, liečivách a iných oblastiach. V náterovom priemysle sa HPMC nepoužíva len ako zahusťovadlo, stabilizátor a filmotvorný prostriedok, ale aj ako vysoko účinný dispergačný prostriedok. Medzi jeho hlavné funkcie v náteroch patrí zlepšenie stability náterov, zlepšenie reológie, zlepšenie konštrukčných vlastností a kvality finálneho náteru.
2. Štrukturálne charakteristiky HPMC
Molekulová štruktúra HPMC pozostáva z celulózového skeletu a hydroxypropylových a metylových substituentov. Jeho špeciálna štruktúra dáva HPMC rozpustnosť vo vode a schopnosť vytvárať viskoelastický roztok vo vodnom roztoku. HPMC interaguje s molekulami rozpúšťadla prostredníctvom vodíkových väzieb a van der Waalsových síl, čím sa rozpúšťa vo vode a vytvára stabilný disperzný systém.
Molekulová hmotnosť a stupeň substitúcie (DS) HPMC ovplyvňujú jej rozpustnosť a viskozitu. Všeobecne povedané, vyššia molekulová hmotnosť a stupeň substitúcie zvyšujú viskozitu a čas rozpúšťania HPMC. Tieto vlastnosti sú rozhodujúce pre funkciu HPMC ako povlakového dispergačného činidla.
3. Úloha HPMC v náteroch
3.1 Zlepšenie disperzibility pigmentu
HPMC sa používa hlavne na zlepšenie dispergovateľnosti pigmentov v náteroch. V procese výroby náterov je častým problémom aglomerácia pigmentových častíc, ktorá vedie k nerovnomerným a nestabilným náterom, ovplyvňujúcim lesk a farebnú jednotnosť náteru. HPMC disperzanty hrajú úlohu v nasledujúcich aspektoch:
Elektrostatické odpudzovanie: Roztok vytvorený rozpustením HPMC vo vode má vysokú povrchovú aktivitu a môže sa adsorbovať na povrch pigmentových častíc, aby sa nabili. Toto elektrostatické odpudzovanie oddeľuje častice pigmentu od seba a znižuje aglomeráciu.
Účinok stérickej zábrany: Polymérny reťazec HPMC môže vytvárať ochrannú vrstvu na povrchu častíc pigmentu, zväčšovať priestorovú vzdialenosť medzi časticami a tým inhibovať vzájomnú príťažlivosť a aglomeráciu medzi časticami.
Stabilizačný efekt: HPMC sa spája s molekulami vody prostredníctvom vodíkových väzieb a vytvára stabilný systém roztoku, zabraňuje usadzovaniu pigmentových častíc v systéme a zlepšuje stabilitu náteru.
3.2 Zlepšenie reológie
Ďalšou dôležitou funkciou HPMC je zlepšiť reológiu povlakov, to znamená tokové a deformačné charakteristiky povlakov. Dobré reologické vlastnosti náteru napomáhajú jeho dobrej roztierateľnosti a vyrovnávaniu počas procesu výstavby, pričom vytvára rovnomerný náterový film. HPMC ovplyvňuje reologické vlastnosti povlaku prostredníctvom nasledujúcich mechanizmov:
Zvýšenie viskoelasticity: Sieťová štruktúra polymérneho reťazca vytvorená HPMC vo vode dáva roztoku určitú viskoelasticitu. Táto viskoelasticita môže upraviť tokové správanie náteru tak, aby mal primeranú viskozitu pri natieraní, čím sa zníži ochabnutie a odkvapkávanie.
Strihové riedenie: HPMC roztoky zvyčajne vykazujú vlastnosti šmykového riedenia, to znamená, že majú vyššiu viskozitu pri nízkych šmykových rýchlostiach a nižšiu viskozitu pri vysokých šmykových rýchlostiach. Vďaka tejto vlastnosti má náter lepšiu stabilitu v statickom stave a ľahko sa rozotiera počas výstavby.
Tixotropia: Niektoré roztoky HPMC tiež vykazujú tixotropiu, to znamená, že viskozita je obnovená v pokoji, čo je obzvlášť dôležité na zníženie ochabnutia a odkvapkávania povlaku.
3.3 Zlepšenie výkonu náteru
HPMC má nielen dôležitý vplyv na výkonnosť náteru počas výstavby, ale tiež výrazne zlepšuje kvalitu finálneho náteru. HPMC zlepšuje výkonnosť náterov v nasledujúcich aspektoch:
Plochosť náteru: HPMC zlepšuje reológiu náteru, zlepšuje roztierateľnosť a vyrovnávanie náteru a robí náter hladším a rovnomernejším.
Odolnosť voči vode a poveternostným vplyvom: HPMC vytvára v nátere hustú sieťovú štruktúru, ktorá zvyšuje odolnosť náteru voči vode a proti starnutiu a zlepšuje odolnosť náteru voči poveternostným vplyvom.
Priľnavosť: HPMC zvyšuje priľnavosť náteru, takže náter môže byť pevnejšie pripevnený k povrchu substrátu a zlepšuje trvanlivosť náteru.
4. Príklady použitia HPMC
4.1 Architektonické nátery
V architektonických náteroch sa HPMC používa na zlepšenie disperzie pigmentov a reológie náterov, najmä pre nátery na báze vody. HPMC zlepšuje stabilitu a konštrukčné vlastnosti náteru, takže náter má lepšie vyrovnanie a priľnavosť k stene a zabraňuje ochabnutiu filmu a nerovnomernému náteru.
4.2 Priemyselné nátery
HPMC sa tiež široko používa v priemyselných náteroch. Zlepšuje nielen disperzibilitu pigmentov, ale tiež zlepšuje konštrukčný výkon náterov, čím sa náterový film stáva lepšou priľnavosťou ku kovu, plastom a iným substrátom a vytvorený náterový film je odolnejší.
4.3 Ostatné nátery
HPMC sa používa aj v rôznych špeciálnych náteroch, ako sú nátery spomaľujúce horenie, antikorózne nátery atď. Jeho úlohou v týchto náteroch je hlavne zlepšiť stabilitu náterov a výkonnosť náterového filmu, aby nátery mali dobrý výkon v rôzne zložité prostredia.
Ako povlakový disperzant hrá HPMC dôležitú úlohu pri zlepšovaní dispergovateľnosti pigmentov, zlepšovaní reológie povlakov a zlepšovaní výkonu povlakových filmov. Jeho jedinečná štruktúra a funkcia mu dávajú široké možnosti použitia v priemysle náterov. S rozvojom technológie povrchovej úpravy sa bude aplikácia HPMC naďalej rozširovať a poskytovať viac možností na zlepšenie a inováciu výkonu povrchovej úpravy.
Čas odoslania: 25. júna 2024