HPMC (гідроксипропілметилцелюлоза) є високоефективною добавкою, яка широко використовується в рецептурах покриттів і фарб. Однією з його основних функцій є посилення контролю в’язкості, що не тільки покращує реологію покриттів і фарб, але також покращує конструктивні характеристики та якість кінцевої плівки.
1. Основні властивості ГПМЦ
HPMC - це неіонний ефір целюлози з хорошою розчинністю у воді та органічних розчинниках. Він може розчинятися і утворювати стабільний колоїдний розчин при різних температурах і значеннях pH. Основний механізм дії HPMC полягає у формуванні мережевої структури через міжмолекулярні водневі зв’язки та сили Ван-дер-Ваальса, що впливає на реологічні властивості покриттів або фарб. Його в'язкість змінюється зі змінами концентрації, температури, швидкості зсуву та інших факторів, що робить його застосування в покриттях і фарбах має великий простір регулювання.
2. Функція HPMC в покриттях і фарбах
Регулювання в'язкості: Основною функцією HPMC є регулювання в'язкості системи. У покриттях і фарбах в’язкість є важливим параметром, який безпосередньо впливає на конструкцію, вирівнювання та кінцевий ефект плівки матеріалу. HPMC може точно контролювати в'язкість покриття шляхом зміни молекулярної структури або концентрації, забезпечуючи стабільність і працездатність покриття під час зберігання, транспортування та будівництва.
Реологічний контроль: HPMC надає покриттю або фарбі хороші реологічні властивості, тому воно зберігає високу в’язкість у статичному стані, щоб запобігти осіданню, і може зменшити в’язкість під час зсуву, полегшуючи нанесення. Ця тиксотропія має важливе значення для будівельних характеристик покриттів і фарб, особливо під час розпилення, нанесення пензлем або прокатки, що допомагає досягти однорідного та гладкого покриття.
Ефективність проти провисання: коли покриття або фарби наносяться на вертикальні поверхні, часто відбувається провисання, тобто покриття тече під дією сили тяжіння, що призводить до нерівномірної товщини плівки та рівних слідів розтікання. HPMC ефективно пригнічує явище провисання, підвищуючи в'язкість і тиксотропію системи, забезпечуючи стабільність покриття при нанесенні на вертикальні поверхні.
Антиседиментаційний ефект: у покриттях з більшою кількістю пігментів або наповнювачів пігменти або наповнювачі схильні до осідання, що впливає на однорідність покриття. HPMC уповільнює швидкість седиментації твердих частинок за рахунок збільшення в'язкості системи. У той же час він зберігає свій суспензійний стан у фарбі, взаємодіючи з частинками пігменту, забезпечуючи однорідність і стабільність фарби в процесі виготовлення.
Підвищення стійкості при зберіганні: під час тривалого зберігання фарба схильна до розшарування, коагуляції або осідання. Додавання HPMC може ефективно покращити стабільність фарби при зберіганні, підтримувати однорідність і в’язкість фарби, тим самим подовжуючи термін її придатності та уникаючи погіршення якості продукту, спричиненого неправильним зберіганням.
3. Фактори, що впливають на контроль в'язкості за допомогою HPMC
Концентрація: концентрація HPMC є прямим фактором, що впливає на в'язкість фарби або фарби. Зі збільшенням концентрації HPMC в'язкість системи значно збільшиться. Для покриттів, які потребують більш високої в’язкості, відповідне збільшення кількості HPMC може досягти ідеального рівня в’язкості. Однак занадто висока концентрація також може призвести до того, що система стане занадто в’язкою та вплине на ефективність конструкції. Тому необхідно точно контролювати кількість доданого HPMC відповідно до конкретного сценарію застосування та вимог до конструкції.
Молекулярна маса: Молекулярна маса HPMC також є важливим фактором, що впливає на в'язкість. ГПМЦ з високою молекулярною масою утворює в розчині більш щільну сітчасту структуру, що може значно збільшити в'язкість покриття; в той час як HPMC з низькою молекулярною масою демонструє нижчу в'язкість. Вибираючи ГПМЦ з різною молекулярною масою, в’язкість покриття або фарби можна регулювати відповідно до різних будівельних вимог.
Температура: в'язкість HPMC зменшується з підвищенням температури. Тому при будівництві в умовах високої температури необхідно вибирати різновиди HPMC з кращою стійкістю до високих температур або відповідним чином збільшити його дозування, щоб забезпечити ефективність конструкції та якість плівки покриття в умовах високої температури.
Значення pH: HPMC стабільний у широкому діапазоні pH, але екстремальні кислотні та лужні умови вплинуть на його стабільність в'язкості. У сильному кислотному або лужному середовищі HPMC може деградувати або вийти з ладу, що призведе до зниження в'язкості. Тому, розробляючи формулу, переконайтеся, що значення pH системи є помірним, щоб зберегти ефект контролю в’язкості HPMC.
Швидкість зсуву: HPMC є загусником, що розріджує зсув, тобто його в’язкість буде значно знижена при високих швидкостях зсуву. Ця властивість дуже важлива в процесі створення покриття, оскільки під час нанесення пензлем, прокатки або розпилення покриття піддається великій зсувній силі, і HPMC може покращити характеристики конструкції за рахунок зменшення в’язкості. Після завершення будівництва сила зсуву зникає, і HPMC може відновити в’язкість покриття, щоб забезпечити однорідність і товщину плівки покриття.
4. Застосування HPMC в різних системах покриттів
Покриття на водній основі: HPMC широко використовується в покриттях на водній основі. Його можна використовувати не тільки як загусник, але також як плівкоутворювач і стабілізатор. У системах на водній основі HPMC може ефективно підвищити в’язкість покриття, покращити його реологію та вирівнювання, а також запобігти осіданню та провисанню. У той же час це також може покращити водостійкість і стійкість до стирання плівки покриття та подовжити термін служби покриття.
Покриття на основі розчинників: хоча HPMC відносно рідше використовується в покриттях на основі розчинників, його можна використовувати як загусник і вирівнювач. Особливо в покриттях з низьким вмістом летких органічних сполук (ЛОС) HPMC може забезпечити необхідний контроль в’язкості та коригування реології, тим самим зменшуючи використання розчинників і відповідаючи вимогам захисту навколишнього середовища.
Порошкові покриття: у порошкових покриттях HPMC можна використовувати як сполучну речовину та загусник для покращення текучості та властивостей плівкоутворення за рахунок збільшення в’язкості порошку. HPMC може гарантувати, що порошкове покриття не буде легко летіти під час процесу будівництва, одночасно покращуючи однорідність і щільність плівки покриття.
HPMC забезпечує відмінний контроль в'язкості покриттів і фарб завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям. Він може не тільки точно регулювати в’язкість системи, але й покращити реологію покриття, посилити властивості проти провисання та осідання, а також покращити стабільність при зберіганні. Відповідно до різних систем покриття та вимог до конструкції, регулюючи концентрацію, молекулярну масу, температуру, значення pH та інші фактори HPMC, в’язкість можна точно контролювати, тим самим покращуючи структуру покриття та якість кінцевого покриття.
Час публікації: 14 вересня 2024 р