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 štetcom, čím sa zníži pokles 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