In verfformuleringen is hydroxyethylcellulose (HEC) een veelgebruikt verdikkingsmiddel en reologiemodificator die de opslagstabiliteit, egalisatie en constructie-eigenschappen van verven kan verbeteren. Om hydroxyethylcellulose aan verven toe te voegen en een effectieve werking te garanderen, moeten bepaalde stappen en voorzorgsmaatregelen worden gevolgd. Het specifieke proces is als volgt:
1. Eigenschappen van hydroxyethylcellulose
Hydroxyethylcellulose is een niet-ionisch, in water oplosbaar polymeer met uitstekende verdikkings-, filmvormende, watervasthoudende, suspensie- en emulgerende eigenschappen. Het wordt veel gebruikt in verf, lijm, keramiek, inkt en andere producten op waterbasis. Het wordt verkregen door een deel van de hydroxylgroepen in de celluloseketen te vervangen door hydroxyethylgroepen, waardoor het een goede wateroplosbaarheid heeft.
De belangrijkste functies van HEC in verf zijn:
Verdikkend effect: Verhoogt de viscositeit van de verf, voorkomt dat de verf uitzakt en zorgt voor uitstekende bouweigenschappen.
Suspensie-effect: Het kan vaste deeltjes, zoals pigmenten en vulstoffen, gelijkmatig verspreiden en stabiliseren, zodat ze niet bezinken.
Waterretentie-effect: verbetert de waterretentie van de coatingfilm, verlengt de open tijd en verbetert het bevochtigingseffect van de verf.
Reologiecontrole: de vloeibaarheid en nivellering van de coating aanpassen en het probleem van kwaststrepen tijdens de bouw verhelpen.
2. Additiestappen van hydroxyethylcellulose
Pre-dissolutiestap: Tijdens de productie moet hydroxyethylcellulose gelijkmatig worden gedispergeerd en opgelost via een pre-dissolutieproces. Om ervoor te zorgen dat de cellulose zijn rol volledig kan vervullen, wordt meestal aanbevolen om het eerst in water op te lossen in plaats van het direct aan de coating toe te voegen. De specifieke stappen zijn als volgt:
Kies een geschikt oplosmiddel: meestal wordt gedeïoniseerd water als oplosmiddel gebruikt. Als er andere organische oplosmiddelen in het coatingsysteem aanwezig zijn, moeten de oploscondities worden aangepast aan de eigenschappen van het oplosmiddel.
Strooi langzaam hydroxyethylcellulose: Strooi langzaam en gelijkmatig hydroxyethylcellulosepoeder in het water terwijl u roert om agglomeratie te voorkomen. De roersnelheid moet laag zijn om te voorkomen dat de oplossnelheid van cellulose afneemt of dat er "colloïden" ontstaan door overmatige schuifkracht.
Oplossen door staan: Na het bestrooien van hydroxyethylcellulose moet het enige tijd (meestal 30 minuten tot enkele uren) staan om ervoor te zorgen dat de cellulose volledig is opgezwollen en in water is opgelost. De oplostijd is afhankelijk van het type cellulose, de temperatuur van het oplosmiddel en de roeromstandigheden.
Pas de oplostemperatuur aan: Het verhogen van de temperatuur versnelt het oplosproces van hydroxyethylcellulose. Het wordt doorgaans aanbevolen om de oplossingstemperatuur tussen 20 en 40 °C te houden. Een te hoge temperatuur kan leiden tot cellulosedegradatie of verslechtering van de oplossing.
De pH-waarde van de oplossing aanpassen. De oplosbaarheid van hydroxyethylcellulose hangt nauw samen met de pH-waarde van de oplossing. Het lost doorgaans beter op onder neutrale of licht alkalische omstandigheden, met een pH-waarde tussen 6 en 8. Tijdens het oplossen kan de pH-waarde naar behoefte worden aangepast door ammoniak of andere alkalische stoffen toe te voegen.
Toevoeging van hydroxyethylcellulose-oplossing aan het coatingsysteem. Voeg de oplossing na het oplossen toe aan de coating. Voeg de oplossing langzaam toe en roer continu om voldoende menging met de coatingmatrix te garanderen. Tijdens het mengproces is het noodzakelijk om een geschikte roersnelheid te kiezen, afhankelijk van de verschillende systemen, om schuimvorming of cellulosedegradatie door overmatige schuifkracht te voorkomen.
Viscositeit aanpassen Na het toevoegen van hydroxyethylcellulose kan de viscositeit van de coating worden geregeld door de toegevoegde hoeveelheid aan te passen. Over het algemeen ligt de gebruikte hoeveelheid hydroxyethylcellulose tussen 0,3% en 1,0% (ten opzichte van het totale gewicht van de coating). De specifieke toegevoegde hoeveelheid moet experimenteel worden aangepast aan de formuleringseisen van de coating. Een te hoge toevoeging kan ertoe leiden dat de coating een te hoge viscositeit en een slechte vloeibaarheid heeft, wat de constructieprestaties beïnvloedt. Een onvoldoende toevoeging kan de rol van verdikking en suspensie mogelijk niet vervullen.
Voer nivellerings- en opslagstabiliteitstesten uit Nadat hydroxyethylcellulose is toegevoegd en de coatingformule is aangepast, moeten de constructieprestaties van de coating worden getest, waaronder nivellering, doorzakken, controle op kwaststrepen, enz. Tegelijkertijd is een opslagstabiliteitstest voor de coating ook vereist om de sedimentatie van de coating na een bepaalde tijd staan, de viscositeitsverandering, enz. te observeren om de stabiliteit van hydroxyethylcellulose te evalueren.
3. Voorzorgsmaatregelen
Voorkom agglomeratie: Tijdens het oplosproces absorbeert hydroxyethylcellulose zeer gemakkelijk water en zwelt het op. Het is daarom belangrijk om het langzaam in het water te strooien en voldoende te roeren om klontering te voorkomen. Dit is een essentiële schakel in het proces, anders kan het de oplossnelheid en -uniformiteit beïnvloeden.
Vermijd hoge schuifkrachten: Bij het toevoegen van cellulose mag de roersnelheid niet te hoog zijn om te voorkomen dat de celluloseketen door overmatige schuifkrachten beschadigd raakt, wat leidt tot een afname van de verdikkingscapaciteit. Daarnaast moet bij de daaropvolgende coatingproductie het gebruik van apparatuur met hoge schuifkrachten zoveel mogelijk worden vermeden.
Controleer de oplostemperatuur: Bij het oplossen van hydroxyethylcellulose mag de watertemperatuur niet te hoog zijn. Over het algemeen wordt een beheersing van de temperatuur tussen 20 en 40 °C aanbevolen. Bij hoge temperaturen kan cellulose afbreken, wat resulteert in een afname van het verdikkingseffect en de viscositeit.
Opslag van de oplossing: Hydroxyethylcellulose-oplossingen moeten over het algemeen direct worden bereid en gebruikt. Langdurige opslag heeft invloed op de viscositeit en stabiliteit. Het wordt meestal aanbevolen om de benodigde oplossing op de dag van de verfproductie te bereiden om optimale prestaties te behouden.
De toevoeging van hydroxyethylcellulose aan de verf is niet alleen een eenvoudig fysiek mengproces, maar vereist ook de daadwerkelijke procesvereisten en operationele specificaties om ervoor te zorgen dat de verdikkings-, suspensie- en waterretentie-eigenschappen volledig worden benut. Let tijdens het toevoegingsproces op de vooroplossingsstap, de controle van de oplostemperatuur en pH-waarde, en de volledige menging na toevoeging. Deze details hebben direct invloed op de kwaliteit en prestatiestabiliteit van de verf.
Plaatsingstijd: 19-09-2024