HPMC (hydroxypropylmetylcelulóza) je vysoko účinná aditívna a široko sa používa pri formulácii povlakov a farieb. Jednou z jej hlavných funkcií je zvýšenie kontroly viskozity, ktorá nielen zlepšuje reológiu povlakov a farieb, ale tiež zlepšuje výkonnosť konštrukcie a konečnú kvalitu filmu.
1. Základné vlastnosti HPMC
HPMC je neiónový celulózový éter s dobrou rozpustnosťou vody a rozpustnosťou organickej rozpúšťadla. Môže sa rozpustiť a tvoriť stabilný koloidný roztok pri rôznych teplotách a hodnotách pH. Hlavným mechanizmom pôsobenia HPMC je tvoriť sieťovú štruktúru prostredníctvom intermolekulárnych vodíkových väzieb a van der Waalsových síl, čím ovplyvňuje reologické vlastnosti povlakov alebo farieb. Jeho viskozita sa mení so zmenami koncentrácie, teploty, rýchlosti šmyku a ďalších faktorov, vďaka ktorým je jeho aplikácia v povlakoch a farbách veľký priestor na úpravu.
2. Funkcia HPMC v povlakoch a farbách
Úprava viskozity: Hlavnou funkciou HPMC je upraviť viskozitu systému. V povlakoch a farbách je viskozita dôležitým parametrom, ktorý priamo ovplyvňuje konštrukciu, vyrovnávanie a konečný filmový efekt materiálu. HPMC môže presne kontrolovať viskozitu povlaku zmenou molekulárnej štruktúry alebo koncentrácie, čím zabezpečuje stabilitu a prevádzku povlaku počas skladovania, prepravy a výstavby.
Reologická kontrola: HPMC dáva povlaky alebo farbu dobrých reologických vlastností, takže si zachováva vysokú viskozitu, keď je statická, aby sa zabránilo sedimentácii, a môže znížiť viskozitu pri strihaní, čo uľahčuje aplikovanie. Táto tixotropia je nevyhnutná pre konštrukčný výkon povlakov a farieb, najmä pri postrekovaní, kefovaní alebo valcovaní, čo pomáha dosiahnuť rovnomerný a hladký povlak.
Protivratný výkon: Keď sa na zvislé povrchy nanáša povlaky alebo farby, často sa vyskytuje prepadnutie, to znamená, že povlaky toky pod gravitáciou, čo má za následok nerovnomernú hrúbku filmu a dokonca aj prietokové značky. HPMC účinne potláča prepadnutý jav zvýšením viskozity a tixotropie systému, čím sa zabezpečuje stabilita povlaku pri nanášaní na zvislé povrchy.
Protipedimentačný efekt: Pri povlakoch s väčším počtom pigmentov alebo plniv, pigmenty alebo plnivá sú náchylné na sedimentáciu, čo ovplyvňuje rovnomernosť povlaku. HPMC spomaľuje rýchlosť sedimentácie tuhých častíc zvýšením viskozity systému. Zároveň si udržuje stav zavesenia v farbe interakciou s pigmentovými časticami, čím sa zabezpečuje rovnomerná farba a konzistentná počas procesu výstavby.
Zlepšite stabilitu skladovania: Pri dlhodobom skladovaní je farba náchylná na stratifikáciu, koaguláciu alebo sedimentáciu. Pridanie HPMC môže účinne zlepšiť stabilitu ukladania farby, udržiavať rovnomernosť a viskozitu farby, čím sa rozšíri jej trvanlivosť a vyhýba sa degradácii kvality produktu spôsobenej nesprávnym skladovaním.
3. Faktory ovplyvňujúce kontrolu viskozity pomocou HPMC
Koncentrácia: Koncentrácia HPMC je priamym faktorom ovplyvňujúcim viskozitu farby alebo farby. Keď sa koncentrácia HPMC zvyšuje, viskozita systému sa výrazne zvýši. Pre povlaky, ktoré si vyžadujú vyššiu viskozitu, môže primerane zvýšenie množstva HPMC dosiahnuť ideálnu úroveň viskozity. Príliš vysoká koncentrácia však môže tiež spôsobiť, že systém je príliš viskózny a ovplyvňuje konštrukčný výkon. Preto je potrebné presne kontrolovať množstvo HPMC pridaných podľa konkrétneho scenára aplikácie a požiadaviek na výstavbu.
Molekulová hmotnosť: Molekulová hmotnosť HPMC je tiež dôležitým faktorom ovplyvňujúcim viskozitu. HPMC s vysokou molekulovou hmotnosťou tvorí v roztoku hustejšiu štruktúru siete, ktorá môže významne zvýšiť viskozitu povlaku; zatiaľ čo HPMC s nízkou molekulovou hmotnosťou vykazuje nižšiu viskozitu. Výberom HPMC s rôznymi molekulárnymi hmotnosťami je možné upraviť viskozitu povlaku alebo farby tak, aby spĺňala rôzne konštrukčné požiadavky.
Teplota: Viskozita HPMC klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Preto je pri konštrukcii v prostredí s vysokou teplotou potrebné zvoliť odrody HPMC s lepším vysokým odporom teploty alebo primerane zvýšiť svoju dávku, aby sa zabezpečila výkonnosť stavebníctva a kvalita filmu pri povlaku v podmienkach vysokej teploty.
Hodnota pH: HPMC je stabilná v širokom rozsahu pH, ale extrémna kyselina a alkalické podmienky ovplyvnia jeho stabilitu viskozity. V silnom kyslom alebo alkalickom prostredí môže HPMC degradovať alebo zlyhať, čo vedie k zníženiu viskozity. Preto pri navrhovaní vzorca uistite, že hodnota pH systému je mierna na udržanie účinku kontroly viskozity HPMC.
Strih rýchlosť: HPMC je zhustávač strihania, to znamená, že jeho viskozita sa výrazne zníži pri vysokých šmykových rýchlostiach. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá v procese výstavby povlaku, pretože pri čistení, valcovaní alebo postrekovaní je povlak vystavený veľkej šmykovej sile a HPMC môže zlepšiť stavebný výkon znížením viskozity. Po dokončení výstavby zmizne šmyková sila a HPMC môže obnoviť viskozitu povlaku, aby sa zabezpečila rovnomernosť a hrúbka povlakového filmu.
4. Aplikácia HPMC v rôznych poťahovacích systémoch
Vodné povlaky: HPMC sa široko používa vo vodných povlakoch. Môže sa použiť nielen ako zahusťovadlo, ale aj ako pomoc pri tvorbe filmu a stabilizátor. Vo vodných systémoch môže HPMC účinne zvýšiť viskozitu povlaku, zlepšiť jeho reológiu a vyrovnávanie a zabrániť sedimentácii a prepadnutiu. Zároveň môže tiež zlepšiť odolnosť proti vode a odolnosť voči povlaku a predĺžiť životnosť povlaku.
Po povlakoch na báze rozpúšťadla: Aj keď sa HPMC relatívne menej používa pri povlakoch na báze rozpúšťadla, stále sa dá použiť ako zahusťovadlo a pomoc na vyrovnanie. Najmä pri nízko prchavých organických zlúčeninách (VOC) povlakoch môže HPMC poskytnúť potrebnú kontrolu viskozity a úpravu reológie, čím sa zníži používanie rozpúšťadiel a spĺňa požiadavky na ochranu životného prostredia.
Práškové povlaky: Pri práškových povlakoch sa HPMC môže použiť ako spojivo a zahusťovadlo na zlepšenie tekutosti a vlastností tvoriacich filmy zvýšením viskozity prášku. HPMC môže zabezpečiť, aby sa práškový povlak nebol ľahký počas procesu výstavby a zároveň zlepšil rovnomernosť a hustotu povlakového filmu.
HPMC dosahuje vynikajúcu kontrolu viskozity v povlakoch a farbách prostredníctvom svojich jedinečných fyzikálnych a chemických vlastností. Dokáže nielen presne upraviť viskozitu systému, ale tiež zlepšiť reológiu povlaku, zvýšiť anti-sýtenie a anti-stočovacie vlastnosti a zlepšiť stabilitu skladovania. Podľa rôznych poťahových systémov a požiadaviek na konštrukciu úpravou koncentrácie, molekulovej hmotnosti, teploty, hodnoty pH a ďalších faktorov HPMC je možné viskozitu jemne kontrolovať, čím sa zlepší výstavba povlaku a konečná kvalita povlaku.
Čas príspevku: 13. septembra 2014