HPMC (hydroxypropylmetylcelulóza) je vysoko účinná prísada a je široko používaná pri formulovaní náterov a farieb. Jednou z jeho hlavných funkcií je zlepšenie kontroly viskozity, čo nielen zlepšuje reológiu náterov a farieb, ale zlepšuje aj konštrukčný výkon a konečnú kvalitu filmu.
1. Základné vlastnosti HPMC
HPMC je neiónový éter celulózy s dobrou rozpustnosťou vo vode a rozpustnosťou v organickom rozpúšťadle. Môže sa rozpúšťať a vytvárať stabilný koloidný roztok pri rôznych teplotách a hodnotách pH. Hlavným mechanizmom účinku HPMC je vytvorenie sieťovej štruktúry prostredníctvom medzimolekulových vodíkových väzieb a van der Waalsových síl, čím sa ovplyvňujú reologické vlastnosti náterov alebo farieb. Jeho viskozita sa mení so zmenami koncentrácie, teploty, šmykovej rýchlosti a iných faktorov, vďaka čomu má jeho použitie v náteroch a farbách veľký priestor na nastavenie.
2. Funkcia HPMC v náteroch a farbách
Úprava viskozity: Hlavnou funkciou HPMC je úprava viskozity systému. V náteroch a farbách je viskozita dôležitým parametrom, ktorý priamo ovplyvňuje konštrukciu, vyrovnanie a konečný filmový efekt materiálu. HPMC dokáže presne riadiť viskozitu náteru zmenou molekulárnej štruktúry alebo koncentrácie, čím sa zabezpečí stabilita a prevádzkyschopnosť náteru počas skladovania, prepravy a konštrukcie.
Reologická kontrola: HPMC dáva náteru alebo farbe dobré reologické vlastnosti, takže si zachováva vysokú viskozitu, keď je statická, aby sa zabránilo sedimentácii, a môže znížiť viskozitu pri strihu, čo uľahčuje aplikáciu. Táto tixotropia je nevyhnutná pre konštrukčné vlastnosti náterov a farieb, najmä pri striekaní, natieraní alebo valcovaní, čo pomáha dosiahnuť rovnomerný a hladký náter.
Účinnosť proti stekaniu: Keď sa nátery alebo farby nanášajú na zvislé povrchy, často dochádza k ochabnutiu, to znamená, že náter tečie pôsobením gravitácie, čo má za následok nerovnomernú hrúbku filmu a rovnomerné stopy po toku. HPMC účinne potláča jav ochabnutia zvýšením viskozity a tixotropie systému, čím sa zabezpečí stabilita náteru pri aplikácii na zvislé povrchy.
Anti-sedimentačný efekt: Pri náteroch s viacerými pigmentmi alebo plnivami sú pigmenty alebo plnivá náchylné na sedimentáciu, čo ovplyvňuje rovnomernosť náteru. HPMC spomaľuje rýchlosť sedimentácie pevných častíc zvýšením viskozity systému. Súčasne si udržiava svoj suspenzný stav v nátere interakciou s časticami pigmentu, čím zabezpečuje, že náter je rovnomerný a konzistentný počas procesu výstavby.
Zlepšite stabilitu pri skladovaní: Pri dlhodobom skladovaní je farba náchylná na stratifikáciu, koaguláciu alebo sedimentáciu. Pridanie HPMC môže účinne zlepšiť stabilitu farby pri skladovaní, zachovať jednotnosť a viskozitu farby, čím sa predĺži jej skladovateľnosť a zabráni sa degradácii kvality produktu spôsobenej nesprávnym skladovaním.
3. Faktory ovplyvňujúce riadenie viskozity pomocou HPMC
Koncentrácia: Koncentrácia HPMC je priamym faktorom ovplyvňujúcim viskozitu farby alebo farby. So zvyšujúcou sa koncentráciou HPMC sa výrazne zvýši viskozita systému. Pre nátery, ktoré vyžadujú vyššiu viskozitu, sa môže ideálna úroveň viskozity dosiahnuť vhodným zvýšením množstva HPMC. Príliš vysoká koncentrácia však môže tiež spôsobiť, že systém bude príliš viskózny a ovplyvniť výkon konštrukcie. Preto je potrebné presne kontrolovať množstvo pridanej HPMC podľa špecifického scenára aplikácie a konštrukčných požiadaviek.
Molekulová hmotnosť: Molekulová hmotnosť HPMC je tiež dôležitým faktorom ovplyvňujúcim viskozitu. HPMC s vysokou molekulovou hmotnosťou vytvára v roztoku hustejšiu sieťovú štruktúru, ktorá môže výrazne zvýšiť viskozitu povlaku; zatiaľ čo HPMC s nízkou molekulovou hmotnosťou vykazuje nižšiu viskozitu. Výberom HPMC s rôznymi molekulovými hmotnosťami je možné upraviť viskozitu povlaku alebo farby tak, aby vyhovovala rôznym konštrukčným požiadavkám.
Teplota: Viskozita HPMC klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Preto pri konštrukcii v prostredí s vysokou teplotou je potrebné vybrať odrody HPMC s lepšou odolnosťou voči vysokým teplotám alebo primerane zvýšiť jej dávkovanie, aby sa zabezpečila konštrukčná výkonnosť a kvalita filmu náteru v podmienkach vysokej teploty.
Hodnota pH: HPMC je stabilná v širokom rozsahu pH, ale extrémne kyslé a zásadité podmienky ovplyvnia jej viskozitnú stabilitu. V silne kyslom alebo alkalickom prostredí môže HPMC degradovať alebo zlyhať, čo má za následok zníženie viskozity. Preto pri navrhovaní receptúry zabezpečte, aby hodnota pH systému bola mierna, aby sa zachoval účinok kontroly viskozity HPMC.
Šmyková rýchlosť: HPMC je strihovo riediace zahusťovadlo, to znamená, že jeho viskozita bude výrazne znížená pri vysokých šmykových rýchlostiach. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá v procese vytvárania náteru, pretože pri natieraní, valcovaní alebo striekaní je náter vystavený veľkej šmykovej sile a HPMC môže zlepšiť konštrukčný výkon znížením viskozity. Po dokončení konštrukcie šmyková sila zmizne a HPMC môže obnoviť viskozitu náteru, aby sa zabezpečila rovnomernosť a hrúbka náterového filmu.
4. Aplikácia HPMC v rôznych náterových systémoch
Nátery na vodnej báze: HPMC sa široko používa v náteroch na vodnej báze. Dá sa použiť nielen ako zahusťovadlo, ale aj ako filmotvorná pomôcka a stabilizátor. V systémoch na báze vody môže HPMC účinne zvýšiť viskozitu náteru, zlepšiť jeho reológiu a vyrovnanie a zabrániť sedimentácii a ochabovaniu. Zároveň môže zlepšiť aj vodeodolnosť a odolnosť proti odieraniu náterového filmu a predĺžiť životnosť náteru.
Nátery na báze rozpúšťadiel: Aj keď sa HPMC relatívne menej používa v náteroch na báze rozpúšťadiel, stále sa dá použiť ako zahusťovadlo a vyrovnávacia pomôcka. Najmä v náteroch s nízkym obsahom prchavých organických zlúčenín (VOC) môže HPMC poskytnúť potrebnú kontrolu viskozity a úpravu reológie, čím sa zníži použitie rozpúšťadiel a splnia sa požiadavky na ochranu životného prostredia.
Práškové nátery: V práškových náteroch možno HPMC použiť ako spojivo a zahusťovadlo na zlepšenie tekutosti a filmotvorných vlastností zvýšením viskozity prášku. HPMC môže zabezpečiť, že práškový náter nebude ľahko lietať počas procesu výstavby, pričom sa zlepší rovnomernosť a hustota náterového filmu.
HPMC dosahuje vynikajúcu kontrolu viskozity v náteroch a farbách vďaka svojim jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam. Dokáže nielen presne upraviť viskozitu systému, ale tiež zlepšiť reológiu povlaku, zlepšiť vlastnosti proti ochabnutiu a usadzovaniu a zlepšiť stabilitu pri skladovaní. Podľa rôznych náterových systémov a konštrukčných požiadaviek možno úpravou koncentrácie, molekulovej hmotnosti, teploty, hodnoty pH a ďalších faktorov HPMC jemne kontrolovať viskozitu, čím sa zlepší konštrukcia náteru a výsledná kvalita náteru.
Čas odoslania: 14. september 2024