Nelle formulazioni di vernici, l'idrossietilcellulosa (HEC) è un addensante e modificatore reologico comune, in grado di migliorare la stabilità allo stoccaggio, la distensione e le proprietà di costruzione delle vernici. Per aggiungere idrossietilcellulosa alle vernici e garantirne l'efficacia, è necessario seguire alcuni passaggi e precauzioni. Il processo specifico è il seguente:
1. Proprietà dell'idrossietilcellulosa
L'idrossietilcellulosa è un polimero non ionico idrosolubile con eccellenti proprietà addensanti, filmogene, di ritenzione idrica, sospendenti ed emulsionanti. È comunemente utilizzata in vernici a base d'acqua, adesivi, ceramiche, inchiostri e altri prodotti. Si ottiene sostituendo parte dei gruppi ossidrilici sulla catena molecolare della cellulosa con gruppi idrossietilici, il che ne garantisce una buona solubilità in acqua.
Le principali funzioni dell'HEC nelle vernici sono:
Effetto addensante: aumenta la viscosità della vernice, ne impedisce la colatura e le conferisce eccellenti proprietà costruttive.
Effetto sospensione: può disperdere e stabilizzare uniformemente particelle solide come pigmenti e riempitivi, impedendone il deposito.
Effetto di ritenzione idrica: migliora la ritenzione idrica della pellicola di rivestimento, prolunga il tempo di apertura e migliora l'effetto bagnante della vernice.
Controllo reologico: regola la fluidità e il livellamento del rivestimento e migliora il problema dei segni del pennello durante la costruzione.
2. Fasi di aggiunta di idrossietilcellulosa
Fase di pre-dissoluzione. Nel funzionamento effettivo, l'idrossietilcellulosa deve essere dispersa e disciolta uniformemente attraverso un processo di pre-dissoluzione. Per garantire che la cellulosa possa svolgere appieno la sua funzione, si consiglia solitamente di scioglierla prima in acqua, anziché aggiungerla direttamente al rivestimento. Le fasi specifiche sono le seguenti:
Scegliere un solvente adatto: solitamente si utilizza acqua deionizzata. Se nel sistema di rivestimento sono presenti altri solventi organici, le condizioni di dissoluzione devono essere regolate in base alle proprietà del solvente.
Cospargere lentamente l'idrossietilcellulosa: Cospargere lentamente e uniformemente la polvere di idrossietilcellulosa mescolando l'acqua per evitare agglomerazioni. La velocità di agitazione deve essere bassa per evitare di rallentare la velocità di dissoluzione della cellulosa o di formare "colloidi" a causa di un'eccessiva forza di taglio.
Dissoluzione a riposo: dopo aver cosparso l'idrossietilcellulosa, è necessario lasciarla riposare per un certo periodo di tempo (solitamente da 30 minuti a diverse ore) per garantire che la cellulosa sia completamente gonfia e disciolta in acqua. Il tempo di dissoluzione dipende dal tipo di cellulosa, dalla temperatura del solvente e dalle condizioni di agitazione.
Regolare la temperatura di dissoluzione: aumentare la temperatura aiuta ad accelerare il processo di dissoluzione dell'idrossietilcellulosa. Si consiglia generalmente di controllare la temperatura della soluzione tra 20°C e 40°C. Una temperatura troppo elevata può causare la degradazione della cellulosa o il deterioramento della soluzione.
Regolazione del pH della soluzione La solubilità dell'idrossietilcellulosa è strettamente correlata al pH della soluzione. Solitamente si dissolve meglio in condizioni neutre o leggermente alcaline, con un pH compreso tra 6 e 8. Durante il processo di dissoluzione, il pH può essere regolato aggiungendo ammoniaca o altre sostanze alcaline, se necessario.
Aggiunta della soluzione di idrossietilcellulosa al sistema di rivestimento. Dopo la dissoluzione, aggiungere la soluzione al rivestimento. Durante l'aggiunta, aggiungere lentamente e agitare continuamente per garantire una miscelazione adeguata con la matrice del rivestimento. Durante la miscelazione, è necessario selezionare una velocità di agitazione adeguata in base ai diversi sistemi per evitare la formazione di schiuma o la degradazione della cellulosa dovuta a un'eccessiva forza di taglio.
Regolazione della viscosità Dopo l'aggiunta di idrossietilcellulosa, la viscosità del rivestimento può essere controllata regolando la quantità aggiunta. Generalmente, la quantità di idrossietilcellulosa utilizzata è compresa tra lo 0,3% e l'1,0% (rispetto al peso totale del rivestimento) e la quantità specifica aggiunta deve essere regolata sperimentalmente in base ai requisiti di formulazione del rivestimento. Un'aggiunta troppo elevata può causare un'eccessiva viscosità del rivestimento e una scarsa fluidità, compromettendo le prestazioni di costruzione; mentre un'aggiunta insufficiente potrebbe non essere in grado di svolgere la funzione di addensante e sospensione.
Eseguire test di livellamento e stabilità di conservazione Dopo aver aggiunto l'idrossietilcellulosa e regolato la formula del rivestimento, è necessario testare le prestazioni di costruzione del rivestimento, tra cui livellamento, cedimento, controllo dei segni del pennello, ecc. Allo stesso tempo, è anche necessario eseguire un test di stabilità di conservazione del rivestimento per osservare la sedimentazione del rivestimento dopo un periodo di riposo, la variazione di viscosità, ecc., per valutare la stabilità dell'idrossietilcellulosa.
3. Precauzioni
Prevenire l'agglomerazione: durante il processo di dissoluzione, l'idrossietilcellulosa assorbe facilmente acqua e si gonfia, quindi è necessario aggiungerla lentamente all'acqua e mescolare a sufficienza per evitare la formazione di grumi. Questo è un passaggio fondamentale del processo, altrimenti potrebbe compromettere la velocità e l'uniformità di dissoluzione.
Evitare forze di taglio elevate: quando si aggiunge cellulosa, la velocità di agitazione non deve essere troppo elevata per evitare di danneggiare la catena molecolare della cellulosa a causa di forze di taglio eccessive, con conseguente riduzione delle sue prestazioni di addensamento. Inoltre, nella successiva produzione del rivestimento, è necessario evitare il più possibile l'uso di attrezzature ad alto taglio.
Controllare la temperatura di dissoluzione: quando si scioglie l'idrossietilcellulosa, la temperatura dell'acqua non deve essere troppo elevata. Si consiglia generalmente di mantenerla tra 20°C e 40°C. Ad alte temperature, la cellulosa può degradarsi, con conseguente riduzione del suo effetto addensante e della sua viscosità.
Conservazione della soluzione: le soluzioni di idrossietilcellulosa devono generalmente essere preparate e utilizzate immediatamente. La conservazione a lungo termine ne compromette la viscosità e la stabilità. Si consiglia di preparare la soluzione richiesta il giorno stesso della produzione della vernice per mantenerne le prestazioni ottimali.
L'aggiunta di idrossietilcellulosa alla vernice non è solo un semplice processo di miscelazione fisica, ma deve anche essere combinata con i requisiti di processo effettivi e le specifiche operative per garantire che le sue proprietà addensanti, di sospensione e di ritenzione idrica siano pienamente sfruttate. Durante il processo di aggiunta, prestare attenzione alla fase di pre-dissoluzione, al controllo della temperatura di dissoluzione e del valore del pH, e alla completa miscelazione dopo l'aggiunta. Questi dettagli influiranno direttamente sulla qualità e sulla stabilità delle prestazioni della vernice.
Data di pubblicazione: 19 settembre 2024