HPMC (hydroxypropyl methylcellulose) là chất phụ gia hiệu quả cao và được sử dụng rộng rãi trong công thức sơn phủ và sơn. Một trong những chức năng chính của nó là tăng cường kiểm soát độ nhớt, điều này không chỉ cải thiện tính lưu biến của lớp phủ và sơn mà còn cải thiện hiệu suất thi công và chất lượng màng cuối cùng.
1. Tính chất cơ bản của HPMC
HPMC là một ete cellulose không ion có khả năng hòa tan trong nước tốt và hòa tan trong dung môi hữu cơ. Nó có thể hòa tan và tạo thành dung dịch keo ổn định ở các nhiệt độ và giá trị pH khác nhau. Cơ chế hoạt động chính của HPMC là hình thành cấu trúc mạng thông qua liên kết hydro liên phân tử và lực van der Waals, từ đó ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của lớp phủ hoặc sơn. Độ nhớt của nó thay đổi theo sự thay đổi về nồng độ, nhiệt độ, tốc độ cắt và các yếu tố khác, khiến ứng dụng của nó trong lớp phủ và sơn có không gian điều chỉnh lớn.
2. Chức năng của HPMC trong sơn phủ và sơn
Điều chỉnh độ nhớt: Chức năng chính của HPMC là điều chỉnh độ nhớt của hệ thống. Trong lớp phủ và sơn, độ nhớt là một thông số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu, độ phẳng và hiệu ứng màng cuối cùng của vật liệu. HPMC có thể kiểm soát chính xác độ nhớt của lớp phủ bằng cách thay đổi cấu trúc hoặc nồng độ phân tử, đảm bảo tính ổn định và khả năng hoạt động của lớp phủ trong quá trình bảo quản, vận chuyển và thi công.
Kiểm soát lưu biến: HPMC mang lại cho lớp phủ hoặc sơn các đặc tính lưu biến tốt, do đó nó duy trì độ nhớt cao khi tĩnh để ngăn chặn sự lắng đọng và có thể làm giảm độ nhớt khi cắt, giúp dễ dàng thi công. Tính thixotropy này rất cần thiết cho hiệu suất thi công của lớp phủ và sơn, đặc biệt là khi phun, quét hoặc lăn, giúp đạt được lớp phủ đồng đều và mịn.
Hiệu suất chống chảy xệ: Khi lớp phủ hoặc sơn được thi công trên các bề mặt thẳng đứng, hiện tượng võng thường xảy ra, nghĩa là lớp phủ chảy dưới tác động của trọng lực, dẫn đến độ dày màng không đồng đều và thậm chí có vết chảy. HPMC ngăn chặn hiệu quả hiện tượng võng bằng cách tăng cường độ nhớt và tính thixotropy của hệ thống, đảm bảo độ ổn định của lớp phủ khi thi công trên các bề mặt thẳng đứng.
Tác dụng chống lắng đọng: Trong các lớp phủ có nhiều chất màu hoặc chất độn, chất màu hoặc chất độn dễ bị lắng đọng, ảnh hưởng đến tính đồng nhất của lớp phủ. HPMC làm chậm tốc độ lắng của các hạt rắn bằng cách tăng độ nhớt của hệ thống. Đồng thời duy trì trạng thái lơ lửng trong sơn bằng cách tương tác với các hạt bột màu, đảm bảo lớp sơn đồng nhất và nhất quán trong quá trình thi công.
Cải thiện độ ổn định khi bảo quản: Trong quá trình bảo quản lâu dài, sơn dễ bị phân tầng, đông tụ hoặc lắng đọng. Việc bổ sung HPMC có thể cải thiện hiệu quả độ ổn định khi bảo quản của sơn, duy trì tính đồng nhất và độ nhớt của sơn, từ đó kéo dài thời hạn sử dụng và tránh suy giảm chất lượng sản phẩm do bảo quản không đúng cách.
3. Các yếu tố ảnh hưởng tới việc kiểm soát độ nhớt bằng HPMC
Nồng độ: Nồng độ HPMC là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của sơn hoặc sơn. Khi nồng độ HPMC tăng lên thì độ nhớt của hệ thống sẽ tăng lên đáng kể. Đối với các lớp phủ yêu cầu độ nhớt cao hơn, việc tăng lượng HPMC một cách thích hợp có thể đạt được mức độ nhớt lý tưởng. Tuy nhiên, nồng độ quá cao cũng có thể khiến hệ thống quá nhớt và ảnh hưởng đến hiệu quả thi công. Do đó, cần kiểm soát chính xác lượng HPMC được thêm vào tùy theo tình huống ứng dụng cụ thể và yêu cầu xây dựng.
Trọng lượng phân tử: Trọng lượng phân tử của HPMC cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ nhớt. HPMC có trọng lượng phân tử cao tạo thành cấu trúc mạng dày đặc hơn trong dung dịch, có thể làm tăng đáng kể độ nhớt của lớp phủ; trong khi HPMC có trọng lượng phân tử thấp thể hiện độ nhớt thấp hơn. Bằng cách chọn HPMC có trọng lượng phân tử khác nhau, độ nhớt của lớp phủ hoặc sơn có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu xây dựng khác nhau.
Nhiệt độ: Độ nhớt của HPMC giảm khi nhiệt độ tăng. Vì vậy, khi thi công trong môi trường nhiệt độ cao cần lựa chọn các giống HPMC có khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn hoặc tăng liều lượng phù hợp để đảm bảo hiệu quả thi công và chất lượng màng sơn của lớp phủ trong điều kiện nhiệt độ cao.
Giá trị pH: HPMC ổn định trong phạm vi pH rộng, nhưng điều kiện axit và kiềm khắc nghiệt sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định độ nhớt của nó. Trong môi trường axit hoặc kiềm mạnh, HPMC có thể xuống cấp hoặc hỏng hóc, dẫn đến giảm độ nhớt. Vì vậy, khi thiết kế công thức phải đảm bảo giá trị pH của hệ thống ở mức vừa phải để duy trì tác dụng kiểm soát độ nhớt của HPMC.
Tốc độ cắt: HPMC là chất làm đặc làm mỏng lực cắt, nghĩa là độ nhớt của nó sẽ giảm đáng kể ở tốc độ cắt cao. Đặc tính này rất quan trọng trong quá trình thi công lớp phủ, vì khi quét, lăn hoặc phun, lớp phủ phải chịu lực cắt lớn và HPMC có thể cải thiện hiệu suất thi công bằng cách giảm độ nhớt. Sau khi thi công xong, lực cắt biến mất và HPMC có thể khôi phục độ nhớt của lớp phủ để đảm bảo tính đồng nhất và độ dày của màng phủ.
4. Ứng dụng HPMC trong các hệ sơn phủ khác nhau
Sơn phủ gốc nước: HPMC được sử dụng rộng rãi trong sơn phủ gốc nước. Nó không chỉ có thể được sử dụng như một chất làm đặc mà còn như một chất hỗ trợ và ổn định tạo màng. Trong các hệ thống gốc nước, HPMC có thể tăng độ nhớt của lớp phủ một cách hiệu quả, cải thiện tính lưu biến và độ phẳng của nó, đồng thời ngăn chặn sự lắng đọng và chảy xệ. Đồng thời, nó cũng có thể cải thiện khả năng chống nước và chống chà của màng phủ và kéo dài tuổi thọ của lớp phủ.
Lớp phủ gốc dung môi: Mặc dù HPMC tương đối ít được sử dụng trong các lớp phủ gốc dung môi nhưng nó vẫn có thể được sử dụng làm chất làm đặc và chất hỗ trợ san phẳng. Đặc biệt trong các lớp phủ hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) thấp, HPMC có thể cung cấp khả năng kiểm soát độ nhớt và điều chỉnh lưu biến cần thiết, từ đó giảm việc sử dụng dung môi và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường.
Sơn tĩnh điện: Trong sơn tĩnh điện, HPMC có thể được sử dụng làm chất kết dính và chất làm đặc để cải thiện tính lưu động và tạo màng bằng cách tăng độ nhớt của bột. HPMC có thể đảm bảo rằng lớp sơn tĩnh điện không dễ bay trong quá trình thi công, đồng thời cải thiện tính đồng nhất và mật độ của màng phủ.
HPMC đạt được khả năng kiểm soát độ nhớt tuyệt vời trong lớp phủ và sơn thông qua các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo của nó. Nó không chỉ có thể điều chỉnh chính xác độ nhớt của hệ thống mà còn cải thiện tính lưu biến của lớp phủ, tăng cường đặc tính chống chảy xệ và chống lắng, đồng thời cải thiện độ ổn định khi bảo quản. Theo các hệ thống lớp phủ và yêu cầu xây dựng khác nhau, bằng cách điều chỉnh nồng độ, trọng lượng phân tử, nhiệt độ, giá trị pH và các yếu tố khác của HPMC, độ nhớt có thể được kiểm soát tốt, từ đó cải thiện cấu trúc lớp phủ và chất lượng lớp phủ cuối cùng.
Thời gian đăng: 14-09-2024