Em formulações de tintas, a hidroxietilcelulose (HEC) é um espessante e modificador de reologia comum que pode melhorar a estabilidade de armazenamento, o nivelamento e as propriedades de construção das tintas. Para adicionar hidroxietilcelulose às tintas e garantir sua eficácia, certas etapas e precauções precisam ser seguidas. O processo específico é o seguinte:
1. Propriedades da hidroxietilcelulose
A hidroxietilcelulose é um polímero não iônico solúvel em água com excelentes propriedades espessantes, formadoras de filme, retentoras de água, suspensões e emulsificantes. É comumente utilizada em tintas à base de água, adesivos, cerâmicas, tintas de impressão e outros produtos. É obtida pela substituição de parte dos grupos hidroxila da cadeia molecular da celulose por grupos hidroxietil, apresentando boa solubilidade em água.
As principais funções do HEC em tintas são:
Efeito espessante: aumenta a viscosidade da tinta, evita que ela escorra e faz com que ela tenha excelentes propriedades de construção.
Efeito de suspensão: pode dispersar e estabilizar uniformemente partículas sólidas, como pigmentos e cargas, para evitar que elas se depositem.
Efeito de retenção de água: aumenta a retenção de água do filme de revestimento, aumenta o tempo de abertura e melhora o efeito de umectação da tinta.
Controle de reologia: ajuste a fluidez e o nivelamento do revestimento e melhore o problema de marcas de pincel durante a construção.
2. Etapas de adição de hidroxietilcelulose
Etapa de pré-dissolução: Na operação real, a hidroxietilcelulose precisa ser uniformemente dispersa e dissolvida por meio de um processo de pré-dissolução. Para garantir que a celulose possa desempenhar plenamente sua função, geralmente é recomendado dissolvê-la primeiro em água, em vez de adicioná-la diretamente ao revestimento. As etapas específicas são as seguintes:
Escolha um solvente adequado: geralmente, utiliza-se água deionizada como solvente. Se houver outros solventes orgânicos no sistema de revestimento, as condições de dissolução precisam ser ajustadas de acordo com as propriedades do solvente.
Polvilhe lentamente a hidroxietilcelulose: Polvilhe lenta e uniformemente o pó de hidroxietilcelulose, mexendo a água para evitar aglomeração. A velocidade de agitação deve ser lenta para evitar a redução da taxa de dissolução da celulose ou a formação de "coloides" devido à força de cisalhamento excessiva.
Dissolução em repouso: Após a adição de hidroxietilcelulose, é necessário deixá-la em repouso por um período (geralmente de 30 minutos a várias horas) para garantir que a celulose esteja completamente inchada e dissolvida em água. O tempo de dissolução depende do tipo de celulose, da temperatura do solvente e das condições de agitação.
Ajuste a temperatura de dissolução: Aumentar a temperatura ajuda a acelerar o processo de dissolução da hidroxietilcelulose. Geralmente, recomenda-se controlar a temperatura da solução entre 20°C e 40°C. Temperaturas muito altas podem causar degradação da celulose ou deterioração da solução.
Ajuste do pH da solução: A solubilidade da hidroxietilcelulose está intimamente relacionada ao pH da solução. Geralmente, ela se dissolve melhor em condições neutras ou ligeiramente alcalinas, com um pH entre 6 e 8. Durante o processo de dissolução, o pH pode ser ajustado adicionando amônia ou outras substâncias alcalinas, conforme necessário.
Adicionando a solução de hidroxietilcelulose ao sistema de revestimento. Após a dissolução, adicione a solução ao revestimento. Durante o processo de adição, adicione-a lentamente e mexa continuamente para garantir uma mistura adequada com a matriz do revestimento. Durante o processo de mistura, é necessário selecionar uma velocidade de agitação adequada para cada sistema, a fim de evitar a formação de espuma ou a degradação da celulose devido à força de cisalhamento excessiva.
Ajuste da viscosidade: Após a adição de hidroxietilcelulose, a viscosidade do revestimento pode ser controlada ajustando-se a quantidade adicionada. Geralmente, a quantidade de hidroxietilcelulose utilizada varia entre 0,3% e 1,0% (em relação ao peso total do revestimento), e a quantidade específica adicionada precisa ser ajustada experimentalmente de acordo com os requisitos da formulação do revestimento. Uma quantidade muito alta de adição pode fazer com que o revestimento apresente viscosidade muito alta e baixa fluidez, afetando o desempenho da construção; enquanto a adição insuficiente pode não ser capaz de desempenhar o papel de espessamento e suspensão.
Realizar testes de nivelamento e estabilidade de armazenamento Após adicionar hidroxietilcelulose e ajustar a fórmula do revestimento, o desempenho da construção do revestimento precisa ser testado, incluindo nivelamento, afundamento, controle de marcas de pincel, etc. Ao mesmo tempo, o teste de estabilidade de armazenamento do revestimento também é necessário para observar a sedimentação do revestimento após um período de tempo, a mudança de viscosidade, etc., para avaliar a estabilidade da hidroxietilcelulose.
3. Precauções
Prevenção de aglomeração: Durante o processo de dissolução, a hidroxietilcelulose absorve água e incha com muita facilidade, por isso precisa ser adicionada lentamente à água e agitada o suficiente para evitar a formação de grumos. Este é um ponto fundamental na operação, caso contrário, pode afetar a taxa de dissolução e a uniformidade.
Evite altas forças de cisalhamento: Ao adicionar celulose, a velocidade de agitação não deve ser muito alta para evitar danos à cadeia molecular da celulose devido à força de cisalhamento excessiva, resultando na redução do seu desempenho de espessamento. Além disso, na produção subsequente de revestimentos, o uso de equipamentos de alto cisalhamento também deve ser evitado ao máximo.
Controle a temperatura de dissolução: Ao dissolver a hidroxietilcelulose, a temperatura da água não deve ser muito alta. Geralmente, recomenda-se mantê-la entre 20°C e 40°C. Em condições de alta temperatura, a celulose pode se degradar, resultando na diminuição do seu efeito espessante e da viscosidade.
Armazenamento da solução: As soluções de hidroxietilcelulose geralmente precisam ser preparadas e usadas imediatamente. O armazenamento a longo prazo afetará sua viscosidade e estabilidade. Geralmente, recomenda-se preparar a solução necessária no dia da produção da tinta para manter seu desempenho ideal.
A adição de hidroxietilcelulose à tinta não é apenas um simples processo de mistura física, mas também precisa ser combinada com os requisitos reais do processo e as especificações operacionais para garantir que suas propriedades de espessamento, suspensão e retenção de água sejam totalmente utilizadas. Durante o processo de adição, preste atenção à etapa de pré-dissolução, ao controle da temperatura de dissolução e do valor do pH, e à mistura completa após a adição. Esses detalhes afetarão diretamente a qualidade e a estabilidade do desempenho da tinta.
Horário da publicação: 19/09/2024