HPMC (hydroxypropyl methylcellulose) là một chất phụ gia hiệu quả cao và được sử dụng rộng rãi trong công thức của lớp phủ và sơn. Một trong những chức năng chính của nó là tăng cường kiểm soát độ nhớt, điều này không chỉ cải thiện lưu biến của lớp phủ và sơn, mà còn cải thiện hiệu suất xây dựng và chất lượng phim cuối cùng.
1. Thuộc tính cơ bản của HPMC
HPMC là một ether cellulose không ion với độ hòa tan trong nước tốt và độ hòa tan dung môi hữu cơ. Nó có thể hòa tan và tạo thành một dung dịch keo ổn định ở các giá trị nhiệt độ và pH khác nhau. Cơ chế hoạt động chính của HPMC là tạo thành cấu trúc mạng thông qua các liên kết hydro liên phân tử và các lực van der Waals, do đó ảnh hưởng đến các tính chất lưu biến của lớp phủ hoặc sơn. Độ nhớt của nó thay đổi khi thay đổi nồng độ, nhiệt độ, tốc độ cắt và các yếu tố khác, làm cho ứng dụng của nó trong lớp phủ và sơn có không gian điều chỉnh lớn.
2. Chức năng của HPMC trong lớp 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 việc xây dựng, san lấp và hiệu ứng màng cuối cùng của vật liệu. HPMC có thể chính xác kiểm soát 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 lưu trữ, vận chuyển và xây dựng.
Kiểm soát lưu biến: HPMC cung cấp các đặc tính lưu biến tốt của lớp phủ hoặc sơn, để nó duy trì độ nhớt cao khi tĩnh để ngăn ngừa trầm tích và có thể làm giảm độ nhớt dưới sự cắt, giúp dễ dàng áp dụng. Thixotropy này rất cần thiết cho hiệu suất xây dựng của lớp phủ và sơn, đặc biệt là khi phun, chải hoặc lăn, giúp đạt được lớp phủ đồng nhất và mịn.
Hiệu suất chống phù hợp: Khi lớp phủ hoặc sơn được áp dụng trên các bề mặt thẳng đứng, thường xảy ra sự chảy xệ, nghĩa là các dòng phủ dưới tác động của trọng lực, dẫn đến độ dày màng không đồng đều và thậm chí các dấu vết dòng chảy. HPMC ức chế hiệu quả hiện tượng chùng xuống bằng cách tăng cường độ nhớt và thixotropy của hệ thống, đảm bảo sự ổn định của lớp phủ khi được áp dụng trên các bề mặt thẳng đứng.
Hiệu ứng chống nghi ngờ: Trong các lớp phủ có nhiều sắc tố hoặc chất độn, sắc tố 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, nó duy trì trạng thái huyền phù của nó trong sơn bằng cách tương tác với các hạt sắc tố, đảm bảo sơn đồng đều và nhất quán trong quá trình xây dựng.
Cải thiện độ ổn định lưu trữ: Trong quá trình lưu trữ dài hạn, sơn dễ bị phân tầng, đông máu hoặc trầm tích. Việc bổ sung HPMC có thể cải thiện hiệu quả sự ổn định lưu trữ của sơn, duy trì tính đồng nhất và độ nhớt của sơn, do đó kéo dài thời hạn sử dụng và tránh sự suy giảm chất lượng sản phẩm do lưu trữ không phù hợp.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm soát độ nhớt của HPMC
Nồng độ: Nồng độ của HPMC là một yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến độ nhớt của sơn hoặc sơn. Khi nồng độ HPMC tăng, độ nhớt của hệ thống sẽ tăng đáng kể. Đối với các lớp phủ đòi hỏi độ nhớt cao hơn, việc tăng một cách thích hợp lượng HPMC 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 suất xây dựng. Do đó, cần phải kiểm soát chính xác lượng HPMC được thêm vào theo kịch bản ứng dụng cụ thể và các yêu cầu xây dựng.
Trọng lượng phân tử: Trọng lượng phân tử của HPMC cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ nhớt. HPMC với 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 với trọng lượng phân tử thấp thể hiện độ nhớt thấp hơn. Bằng cách chọn HPMC với các trọng số 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. Do đó, khi xây dựng trong môi trường nhiệt độ cao, cần phải chọn các giống HPMC với điện trở nhiệt độ cao tốt hơn hoặc tăng liều thích hợp để đảm bảo hiệu suất xây dựng và chất lượng màng của lớp phủ trong điều kiện nhiệt độ cao.
Giá trị pH: HPMC ổn định trong phạm vi pH rộng, nhưng điều kiện axit cực cao và kiềm sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định độ nhớt của nó. Trong môi trường axit hoặc kiềm mạnh mẽ, HPMC có thể làm suy giảm hoặc thất bại, dẫn đến giảm độ nhớt. Do đó, khi thiết kế công thức, đảm bảo rằng giá trị pH của hệ thống là vừa phải để duy trì hiệu ứng kiểm soát độ nhớt của HPMC.
Tốc độ cắt: HPMC là chất làm đặc cắt cắt, nghĩa là độ nhớt của nó sẽ giảm đáng kể ở tốc độ cắt cao. Tài sản này rất quan trọng trong quá trình xây dựng lớp phủ, bởi vì khi đánh răng, lăn hoặc phun, lớp phủ phải chịu một lực cắt lớn và HPMC có thể cải thiện hiệu suất xây dựng bằng cách giảm độ nhớt. Sau khi xây dựng hoàn thành, 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. Áp dụng HPMC trong các hệ thống phủ khác nhau
Lớp phủ dựa trên nước: HPMC được sử dụng rộng rãi trong lớp phủ nước. Nó không chỉ có thể được sử dụng như một chất làm đặc, mà còn là một hỗ trợ và ổn định hình thành phim. Trong các hệ thống dựa trên nước, HPMC có thể làm tăng hiệu quả độ nhớt của lớp phủ, cải thiện lưu biến và san lấp của nó, và ngăn ngừa sự lắng đọng và chảy xệ. Đồng thời, nó cũng có thể cải thiện khả năng chống nước và khả năng chống chà của màng phủ và kéo dài tuổi thọ của lớp phủ.
Lớp phủ dựa trên dung môi: Mặc dù HPMC tương đối ít được sử dụng trong các lớp phủ dựa trên dung môi, nhưng nó vẫn có thể được sử dụng làm chất làm đặc và hỗ trợ san bằng. Đặc biệt trong các lớp phủ hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), HPMC có thể cung cấp điều chỉnh lưu biến và kiểm soát độ nhớt cần thiết, do đó giảm sử dụng dung môi và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường.
Lớp phủ bột: Trong lớp phủ bột, HPMC có thể được sử dụng như một chất kết dính và chất làm đặc để cải thiện tính chất trôi chảy và hình thành màng bằng cách tăng độ nhớt của bột. HPMC có thể đảm bảo rằng lớp phủ bột không dễ bay trong quá trình xây dựng, đồng thời cải thiện tính đồng nhất và mật độ của màng phủ.
HPMC đạt được kiểm soát độ nhớt tuyệt vời trong lớp phủ và sơn thông qua các tính chất 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 lưu biến của lớp phủ, tăng cường các đặc tính chống uốn và chống giải quyết và cải thiện độ ổn định lưu trữ. 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 một cách tinh xảo, do đó cải thiện việc xây dựng lớp phủ và chất lượng lớp phủ cuối cùng.
Thời gian đăng: Tháng 9-13-2024