La HPMC (hidroxipropilmetilcelulosa) es un aditivo altamente eficiente y se utiliza ampliamente en la formulación de recubrimientos y pinturas. Una de sus principales funciones es mejorar el control de la viscosidad, lo que no solo mejora la reología de los recubrimientos y pinturas, sino que también mejora el rendimiento de la construcción y la calidad final de la película.
1. Propiedades básicas de HPMC
El HPMC es un éter de celulosa no iónico con buena solubilidad en agua y en disolventes orgánicos. Puede disolverse y formar una solución coloidal estable a diferentes temperaturas y valores de pH. Su principal mecanismo de acción es la formación de una estructura reticular mediante enlaces de hidrógeno intermoleculares y fuerzas de van der Waals, lo que afecta las propiedades reológicas de recubrimientos o pinturas. Su viscosidad varía con los cambios de concentración, temperatura, velocidad de cizallamiento y otros factores, lo que permite un amplio margen de ajuste para su aplicación en recubrimientos y pinturas.
2. Función del HPMC en recubrimientos y pinturas
Ajuste de viscosidad: La función principal de la HPMC es ajustar la viscosidad del sistema. En recubrimientos y pinturas, la viscosidad es un parámetro importante que afecta directamente la construcción, la nivelación y el efecto de película final del material. La HPMC puede controlar con precisión la viscosidad del recubrimiento modificando la estructura molecular o la concentración, lo que garantiza su estabilidad y operabilidad durante el almacenamiento, el transporte y la construcción.
Control reológico: El HPMC confiere al recubrimiento o pintura buenas propiedades reológicas, lo que le permite mantener una alta viscosidad en estático, evitando la sedimentación, y puede reducir la viscosidad bajo cizallamiento, facilitando su aplicación. Esta tixotropía es esencial para el rendimiento de los recubrimientos y pinturas, especialmente al pulverizarlos, aplicarlos con brocha o rodillo, lo que contribuye a lograr un recubrimiento uniforme y liso.
Rendimiento antidescuelgue: Al aplicar recubrimientos o pinturas en superficies verticales, es frecuente que se produzcan descuelgues, es decir, el recubrimiento fluye por la gravedad, lo que resulta en un espesor de película desigual y marcas de flujo uniformes. El HPMC suprime eficazmente el fenómeno del descuelgue al mejorar la viscosidad y la tixotropía del sistema, lo que garantiza la estabilidad del recubrimiento al aplicarse en superficies verticales.
Efecto antisedimentante: En recubrimientos con más pigmentos o cargas, estos tienden a sedimentarse, lo que afecta la uniformidad del recubrimiento. El HPMC ralentiza la velocidad de sedimentación de las partículas sólidas al aumentar la viscosidad del sistema. Al mismo tiempo, mantiene su estado de suspensión en la pintura al interactuar con las partículas de pigmento, garantizando así una pintura uniforme y consistente durante el proceso de construcción.
Mejorar la estabilidad de almacenamiento: Durante el almacenamiento prolongado, la pintura es propensa a la estratificación, coagulación o sedimentación. La adición de HPMC puede mejorar eficazmente la estabilidad de almacenamiento de la pintura, mantener su uniformidad y viscosidad, prolongando así su vida útil y evitando la degradación de la calidad del producto causada por un almacenamiento inadecuado.
3. Factores que afectan el control de la viscosidad mediante HPMC
Concentración: La concentración de HPMC es un factor que afecta directamente la viscosidad de la pintura. A medida que aumenta la concentración de HPMC, la viscosidad del sistema aumenta significativamente. Para recubrimientos que requieren mayor viscosidad, aumentar adecuadamente la cantidad de HPMC permite alcanzar el nivel ideal. Sin embargo, una concentración demasiado alta también puede hacer que el sistema sea demasiado viscoso y afectar el rendimiento de la construcción. Por lo tanto, es necesario controlar con precisión la cantidad de HPMC añadida según la aplicación específica y los requisitos de la construcción.
Peso molecular: El peso molecular del HPMC también es un factor importante que afecta la viscosidad. El HPMC de alto peso molecular forma una red más densa en la solución, lo que puede aumentar significativamente la viscosidad del recubrimiento; mientras que el HPMC de bajo peso molecular presenta una viscosidad menor. Al seleccionar HPMC con diferentes pesos moleculares, la viscosidad del recubrimiento o la pintura se puede ajustar para satisfacer diferentes requisitos de construcción.
Temperatura: La viscosidad del HPMC disminuye con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, al construir en un entorno de alta temperatura, es necesario seleccionar variedades de HPMC con mayor resistencia a altas temperaturas o aumentar su dosificación adecuadamente para garantizar el rendimiento de la construcción y la calidad de la película del recubrimiento en condiciones de alta temperatura.
Valor de pH: El HPMC es estable en un amplio rango de pH, pero las condiciones ácidas y alcalinas extremas afectan la estabilidad de su viscosidad. En un entorno fuertemente ácido o alcalino, el HPMC puede degradarse o fallar, lo que resulta en una disminución de la viscosidad. Por lo tanto, al diseñar la fórmula, asegúrese de que el valor de pH del sistema sea moderado para mantener el efecto de control de la viscosidad del HPMC.
Velocidad de cizallamiento: El HPMC es un espesante pseudoplástico, es decir, su viscosidad se reduce significativamente a altas velocidades de cizallamiento. Esta propiedad es fundamental en el proceso de construcción de recubrimientos, ya que al aplicar con brocha, rodillo o pulverización, el recubrimiento se somete a una gran fuerza de cizallamiento, y el HPMC puede mejorar el rendimiento de la construcción al reducir la viscosidad. Una vez finalizada la construcción, la fuerza de cizallamiento desaparece y el HPMC puede restaurar la viscosidad del recubrimiento, garantizando la uniformidad y el espesor de la película.
4. Aplicación de HPMC en diferentes sistemas de recubrimiento
Recubrimientos a base de agua: El HPMC se utiliza ampliamente en recubrimientos a base de agua. No solo se utiliza como espesante, sino también como coadyuvante de formación de película y estabilizador. En sistemas a base de agua, el HPMC puede aumentar eficazmente la viscosidad del recubrimiento, mejorar su reología y nivelación, y prevenir la sedimentación y el descuelgue. Al mismo tiempo, también puede mejorar la resistencia al agua y al frotamiento de la película de recubrimiento, prolongando así su vida útil.
Recubrimientos a base de solventes: Aunque el HPMC se usa relativamente menos en recubrimientos a base de solventes, aún puede utilizarse como espesante y coadyuvante de nivelación. Especialmente en recubrimientos con bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV), el HPMC puede proporcionar el control de viscosidad y el ajuste reológico necesarios, reduciendo así el uso de solventes y cumpliendo con los requisitos de protección ambiental.
Recubrimientos en polvo: En los recubrimientos en polvo, el HPMC se puede utilizar como aglutinante y espesante para mejorar la fluidez y la formación de película al aumentar la viscosidad del polvo. El HPMC garantiza que el recubrimiento en polvo no se deslice fácilmente durante el proceso de construcción, a la vez que mejora la uniformidad y la densidad de la película.
El HPMC logra un excelente control de la viscosidad en recubrimientos y pinturas gracias a sus propiedades físicas y químicas únicas. No solo ajusta con precisión la viscosidad del sistema, sino que también mejora la reología del recubrimiento, optimiza las propiedades antidescuelgue y antisedimentación, y mejora la estabilidad durante el almacenamiento. Según los diferentes sistemas de recubrimiento y requisitos de construcción, ajustando la concentración, el peso molecular, la temperatura, el pH y otros factores del HPMC, se puede controlar con precisión la viscosidad, mejorando así la construcción del recubrimiento y su calidad final.
Hora de publicación: 13 de septiembre de 2024