La masilla en polvo se compone principalmente de sustancias filmógenas (materiales aglutinantes), cargas, agentes de retención de agua, espesantes, antiespumantes, etc. Las materias primas químicas orgánicas comunes en la masilla en polvo incluyen principalmente: celulosa, almidón pregelatinizado, éter de almidón, alcohol polivinílico, látex en polvo dispersable, etc. A continuación, se analizan las propiedades y el uso de las distintas materias primas químicas.
1: Definición y diferencia entre fibra, celulosa y éter de celulosa
Fibra (EE. UU.: Fiber; Inglés: Fiber) se refiere a una sustancia compuesta de filamentos continuos o discontinuos. Por ejemplo, fibra vegetal, pelo animal, fibra de seda, fibra sintética, etc.
La celulosa es un polisacárido macromolecular compuesto de glucosa y es el principal componente estructural de las paredes celulares de las plantas. A temperatura ambiente, la celulosa no es soluble ni en agua ni en disolventes orgánicos comunes. El contenido de celulosa del algodón es cercano al 100%, lo que lo convierte en la fuente natural más pura de celulosa. En general, la madera contiene entre un 40% y un 50% de celulosa, entre un 10% y un 30% de hemicelulosa y entre un 20% y un 30% de lignina. La diferencia entre la celulosa (derecha) y el almidón (izquierda):
En términos generales, tanto el almidón como la celulosa son polisacáridos macromoleculares, y su fórmula molecular se puede expresar como (C6H10O5)n. El peso molecular de la celulosa es mayor que el del almidón, y la celulosa se puede descomponer para producir almidón. La celulosa es un polisacárido macromolecular compuesto por D-glucosa y enlaces β-1,4 glucosídicos, mientras que el almidón se forma mediante enlaces α-1,4 glucosídicos. La celulosa generalmente no es ramificada, pero el almidón sí lo es mediante enlaces 1,6 glucosídicos. La celulosa es poco soluble en agua, mientras que el almidón es soluble en agua caliente. La celulosa es insensible a la amilasa y no se vuelve azul al exponerse al yodo.
El nombre en inglés del éter de celulosa es celulosa éter, que es un compuesto polimérico con estructura de éter hecho de celulosa. Es el producto de la reacción química de la celulosa (vegetal) con un agente de eterificación. Según la clasificación de la estructura química del sustituyente después de la eterificación, se puede dividir en éteres aniónicos, catiónicos y no iónicos. Dependiendo del agente de eterificación utilizado, hay metilcelulosa, hidroxietil metilcelulosa, carboximetilcelulosa, etilcelulosa, bencilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, cianoetilcelulosa, bencilcianoetilcelulosa, carboximetilhidroxietilcelulosa y fenilcelulosa, etc. En la industria de la construcción, el éter de celulosa también se llama celulosa, que es un nombre irregular, y se denomina correctamente celulosa (o éter). Mecanismo de espesamiento del espesante de éter de celulosa El espesante de éter de celulosa es un espesante no iónico, que espesa principalmente por hidratación y entrelazamiento entre moléculas. La cadena polimérica del éter de celulosa forma fácilmente enlaces de hidrógeno con el agua, y estos enlaces de hidrógeno le confieren una alta hidratación y un entrelazamiento intermolecular.
Cuando se añade el espesante de éter de celulosa a la pintura de látex, este absorbe una gran cantidad de agua, lo que provoca una gran expansión de su volumen y reduce el espacio libre para los pigmentos, las cargas y las partículas de látex. Al mismo tiempo, las cadenas moleculares del éter de celulosa se entrelazan formando una estructura de red tridimensional, y las cargas de color y las partículas de látex quedan atrapadas en el centro de la red, sin poder fluir libremente. Gracias a estos dos efectos, ¡se mejora la viscosidad del sistema! ¡Se logra el efecto espesante deseado!
Celulosa común (éter): En términos generales, la celulosa en el mercado se refiere a la hidroxipropilcelulosa, la hidroxietilcelulosa se usa principalmente para pintura, pintura de látex, y la hidroxipropilmetilcelulosa se usa para mortero, masilla y otros productos. La carboximetilcelulosa se usa para masilla común en polvo para paredes interiores. Carboximetilcelulosa, también conocida como carboximetilcelulosa sódica, denominada (CMC): La carboximetilcelulosa (CMC) es un polvo floculante blanco, inodoro y no tóxico con un rendimiento estable y es fácilmente soluble en agua. Líquido viscoso transparente alcalino o alcalino, soluble en otros adhesivos y resinas solubles en agua, insoluble en disolventes orgánicos como el etanol. La CMC se puede utilizar como aglutinante, espesante, agente de suspensión, emulsionante, dispersante, estabilizador, agente de encolado, etc. La carboximetilcelulosa (CMC) es el producto con la mayor producción, el rango de usos más amplio y el uso más conveniente entre los éteres de celulosa, comúnmente conocido como “glutamato monosódico industrial”. La carboximetilcelulosa tiene las funciones de unión, espesamiento, fortalecimiento, emulsificación, retención de agua y suspensión. 1. Aplicación de la carboximetilcelulosa sódica en la industria alimentaria: la carboximetilcelulosa sódica no solo es un buen estabilizador de emulsificación y espesante en aplicaciones alimentarias, sino que también tiene una excelente estabilidad de congelación y fusión, y puede mejorar el sabor del producto prolongando el tiempo de almacenamiento. 2. Uso de la carboximetilcelulosa sódica en la industria farmacéutica: se puede utilizar como estabilizador de emulsiones para inyecciones, aglutinante y agente formador de película para tabletas en la industria farmacéutica. 3. La CMC se puede utilizar como agente antisedimentación, emulsionante, dispersante, agente nivelador y adhesivo para recubrimientos. Puede hacer que el contenido sólido del recubrimiento se distribuya uniformemente en el solvente, de modo que el recubrimiento no se delamine durante mucho tiempo. También se usa ampliamente en pinturas. 4. La carboximetilcelulosa sódica se puede utilizar como floculante, agente quelante, emulsionante, espesante, agente de retención de agua, agente de encolado, material formador de película, etc. También se usa ampliamente en electrónica, pesticidas, cuero, plásticos, impresión, cerámica, industria química de uso diario y otros campos, y debido a su excelente rendimiento y amplio rango de usos, está desarrollando constantemente nuevos campos de aplicación, y la perspectiva de mercado es extremadamente amplia. Ejemplos de aplicación: fórmula de polvo de masilla para paredes exteriores fórmula de polvo de masilla para paredes interiores 1 Polvo de Shuangfei: 600-650 kg 1 Polvo de Shuangfei: 1000 kg 2 Cemento blanco: 400-350 kg 2 Almidón pregelatinizado: 5-6 kg 3 Almidón pregelatinizado: 5-6 kg 3 CMC: 10-15 kg o HPMC2.5-3 kg 4 CMC: 10-15 kg o HPMC2.5-3 kg El polvo de masilla con carboximetilcelulosa CMC y almidón pregelatinizado añadidos ofrece las siguientes ventajas: ① Tiene una buena capacidad de espesamiento rápido; rendimiento de unión y cierta retención de agua; ② Mejora la capacidad antideslizamiento (deslizamiento) del material, mejora el rendimiento operativo del material y hace que la operación sea más suave; prolonga el tiempo de apertura del material. ③ Después del secado, la superficie es lisa, no se desprende el polvo, tiene buenas propiedades de formación de película y no presenta arañazos. ④ Más importante aún, la dosificación es pequeña, y una dosis muy baja puede lograr un alto efecto; al mismo tiempo, el costo de producción se reduce en aproximadamente un 10-20%. En la industria de la construcción, el CMC se utiliza en la producción de preformas de concreto, lo que puede reducir la pérdida de agua y actuar como retardador. Incluso para construcciones a gran escala, también puede mejorar la resistencia del concreto y facilitar que las preformas se desprendan de la membrana. Otro propósito principal es raspar el polvo blanco y la pasta de masilla de la pared, lo que puede ahorrar muchos materiales de construcción y mejorar la capa protectora y el brillo de la pared. Hidroxietilmetilcelulosa, denominada (HEC): fórmula química:
1. Introducción a la hidroxietilcelulosa: La hidroxietilcelulosa (HEC) es un éter de celulosa no iónico obtenido a partir de la celulosa, un polímero natural, mediante una serie de procesos químicos. Se presenta como un polvo o gránulo blanco, inodoro, insípido y no tóxico, que se disuelve en agua fría formando una solución viscosa transparente. Su disolución no se ve afectada por el pH. Posee propiedades espesantes, aglutinantes, dispersantes, emulsionantes, filmógenas, de suspensión, adsorbentes, tensioactivas, de retención de humedad y resistentes a la sal.
2. Indicadores técnicos Estándar del proyecto Apariencia Polvo blanco o amarillento Sustitución molar (MS) 1,8-2,8 Materia insoluble en agua (%) ≤ 0,5 Pérdida por secado (WT%) ≤ 5,0 Residuo por ignición (WT%) ≤ 5,0 Valor de pH 6,0-8,5 Viscosidad (mPa·s) Solución acuosa al 2%, 30000, 60000, 100000 a 20 °C Tres, las ventajas de la hidroxietilcelulosa Alto efecto espesante
● La hidroxietilcelulosa proporciona excelentes propiedades de recubrimiento para pinturas de látex, especialmente para aquellas con alto contenido de PVA. No se produce floculación cuando la pintura tiene una capa gruesa.
● La hidroxietilcelulosa tiene un mayor efecto espesante. Permite reducir la dosis, mejorar la rentabilidad de la fórmula y aumentar la resistencia al frotamiento del recubrimiento.
Excelentes propiedades reológicas
● La solución acuosa de hidroxietilcelulosa es un sistema no newtoniano, y la propiedad de su solución se denomina tixotropía.
● En estado estático, una vez que el producto se ha disuelto por completo, el sistema de recubrimiento mantiene el mejor estado de espesamiento y apertura.
● En estado de vertido, el sistema mantiene una viscosidad moderada, por lo que el producto tiene una excelente fluidez y no salpica.
● Al aplicarse con brocha y rodillo, el producto se extiende fácilmente sobre el sustrato. Es práctico para la construcción. Además, ofrece buena resistencia a las salpicaduras.
● Finalmente, una vez terminado el recubrimiento, la viscosidad del sistema se recupera inmediatamente y el recubrimiento se descuelga inmediatamente.
Dispersabilidad y solubilidad
● La hidroxietilcelulosa se trata con disolución retardada, lo que previene eficazmente la aglomeración al añadir el polvo seco. Tras asegurar que el polvo de HEC esté bien disperso, se inicia la hidratación.
● La hidroxietilcelulosa con un tratamiento superficial adecuado puede ajustar bien la velocidad de disolución y la velocidad de aumento de la viscosidad del producto.
estabilidad de almacenamiento
● La hidroxietilcelulosa tiene buenas propiedades antimoho y proporciona un tiempo de almacenamiento de pintura suficiente. Evita eficazmente que los pigmentos y cargas se asienten. 4. Cómo usar: (1) Agregar directamente durante la producción Este método es el más simple y toma el tiempo más corto. Los pasos son los siguientes: 1. Agregar agua pura en un cubo grande equipado con un agitador de alto cizallamiento. 2. Comenzar a agitar continuamente a baja velocidad y tamizar lentamente la hidroxietilcelulosa en la solución de manera uniforme. 3. Continuar agitando hasta que todas las partículas estén empapadas. 4. Luego agregar agente antifúngico y varios aditivos. Tales como pigmentos, ayudas dispersantes, agua de amoníaco, etc. 5. Agitar hasta que toda la hidroxietilcelulosa esté completamente disuelta (la viscosidad de la solución aumenta significativamente) antes de agregar otros componentes en la fórmula para la reacción. (2) Preparar licor madre para usar: Este método es preparar primero el licor madre con una concentración más alta, y luego agregarlo al producto. La ventaja de este método es que tiene mayor flexibilidad y se puede agregar directamente al producto terminado, pero debe almacenarse adecuadamente. Los pasos son similares a los pasos (1–4) en el método (1): la diferencia es que no se necesita un agitador de alto cizallamiento, solo algunos agitadores con suficiente potencia para mantener la hidroxietilcelulosa uniformemente dispersa en la solución, continuar agitando hasta que se disuelva completamente en una solución viscosa. Debe tenerse en cuenta que el agente antifúngico debe agregarse al licor madre lo antes posible. V. Aplicación 1. Usado en pintura de látex a base de agua: HEC, como coloide protector, puede usarse en la polimerización de emulsión de acetato de vinilo para mejorar la estabilidad del sistema de polimerización en un amplio rango de valores de pH. En la fabricación de productos terminados, aditivos como pigmentos y cargas se usan para dispersar uniformemente, estabilizar y proporcionar efectos espesantes. También puede usarse como dispersante para polímeros en suspensión como estireno, acrilato y propileno. Usado en pintura de látex puede mejorar significativamente el rendimiento de espesamiento y nivelación. 2. En términos de perforación petrolera: HEC se utiliza como espesante en varios lodos necesarios para operaciones de perforación, fijación de pozos, cementación de pozos y fracturación, para que el lodo pueda obtener una buena fluidez y estabilidad. Mejora la capacidad de transporte del lodo durante la perforación y evita que una gran cantidad de agua entre en la capa de petróleo desde el lodo, estabilizando la capacidad de producción de la capa de petróleo. 3. Utilizado en la construcción de edificios y materiales de construcción: Debido a su fuerte capacidad de retención de agua, HEC es un espesante y aglutinante eficaz para lechada de cemento y mortero. Puede mezclarse con mortero para mejorar la fluidez y el rendimiento de la construcción, y para prolongar el tiempo de evaporación del agua, mejorar la resistencia inicial del hormigón y evitar grietas. Puede mejorar significativamente su retención de agua y fuerza de unión cuando se utiliza para yeso, yeso adhesivo y masilla de yeso. 4. Utilizado en pasta de dientes: debido a su fuerte resistencia a la sal y al ácido, HEC puede garantizar la estabilidad de la pasta de dientes. Además, la pasta de dientes no se seca fácilmente debido a su fuerte retención de agua y capacidad emulsionante. 5. Cuando se usa en tinta a base de agua, el HEC puede hacer que la tinta se seque rápidamente y sea impermeable. Además, el HEC también se usa ampliamente en la impresión y teñido de textiles, fabricación de papel, productos químicos diarios, etc. 6. Precauciones para usar HEC: a. Higroscopicidad: Todos los tipos de hidroxietilcelulosa HEC son higroscópicos. El contenido de agua generalmente es inferior al 5% cuando salen de la fábrica, pero debido a los diferentes entornos de transporte y almacenamiento, el contenido de agua será mayor que cuando salen de la fábrica. Cuando lo use, solo mida el contenido de agua y reste el peso del agua al calcular. No lo exponga a la atmósfera. b. El polvo es explosivo: si todos los polvos orgánicos y el polvo de hidroxietilcelulosa están en el aire en una cierta proporción, también explotarán al encontrar un punto de ignición. Se debe realizar una operación adecuada para evitar el polvo en la atmósfera en la medida de lo posible. 7. Especificaciones de embalaje: El producto está hecho de una bolsa compuesta de papel y plástico revestida con una bolsa interior de polietileno, con un peso neto de 25 kg. Almacenar en un lugar ventilado y seco en interiores, y prestar atención a la humedad. Prestar atención a la protección contra la lluvia y el sol durante el transporte. Hidroxipropilmetilcelulosa, denominada (HPMC): la hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un polvo blanco inodoro, insípido y no tóxico, existen dos tipos: instantáneo y no instantáneo. Instantáneo: al entrar en contacto con agua fría, se dispersa rápidamente y desaparece en el agua. En este momento, el líquido no tiene viscosidad. Después de aproximadamente 2 minutos, la viscosidad del líquido aumenta, formando un coloide viscoso transparente. Tipo no instantáneo: solo se puede utilizar en productos en polvo seco como masilla en polvo y mortero de cemento. No se puede utilizar en pegamento líquido ni pintura, ya que se producirá grumo.
Fecha de publicación: 26 de diciembre de 2022