L'HPMC (hydroxypropylméthylcellulose) est un additif hautement efficace, largement utilisé dans la formulation de revêtements et de peintures. L'une de ses principales fonctions est d'améliorer le contrôle de la viscosité, ce qui améliore non seulement la rhéologie des revêtements et des peintures, mais aussi les performances de construction et la qualité du film final.
1. Propriétés de base de l'HPMC
L'HPMC est un éther de cellulose non ionique présentant une bonne solubilité dans l'eau et les solvants organiques. Il peut se dissoudre et former une solution colloïdale stable à différentes températures et pH. Son principal mécanisme d'action est la formation d'une structure en réseau par liaisons hydrogène intermoléculaires et forces de van der Waals, affectant ainsi les propriétés rhéologiques des revêtements ou des peintures. Sa viscosité varie en fonction des variations de concentration, de température, de taux de cisaillement et d'autres facteurs, ce qui confère à son application dans les revêtements et les peintures une grande marge de manœuvre.
2. Fonction de l'HPMC dans les revêtements et les peintures
Ajustement de la viscosité : La fonction principale de l'HPMC est d'ajuster la viscosité du système. Dans les revêtements et les peintures, la viscosité est un paramètre important qui affecte directement la construction, l'étalement et l'effet de film final du matériau. L'HPMC permet de contrôler précisément la viscosité du revêtement en modifiant sa structure moléculaire ou sa concentration, garantissant ainsi sa stabilité et son opérabilité pendant le stockage, le transport et la construction.
Contrôle rhéologique : L'HPMC confère au revêtement ou à la peinture de bonnes propriétés rhéologiques, lui permettant de conserver une viscosité élevée en statique pour éviter la sédimentation, et de réduire la viscosité sous cisaillement, facilitant ainsi son application. Cette thixotropie est essentielle aux performances de construction des revêtements et des peintures, notamment lors de l'application au pistolet, au pinceau ou au rouleau, ce qui permet d'obtenir un revêtement uniforme et lisse.
Performance anti-affaissement : Lors de l'application de revêtements ou de peintures sur des surfaces verticales, un phénomène d'affaissement se produit fréquemment. Le revêtement s'écoule sous l'effet de la gravité, ce qui entraîne une épaisseur de film irrégulière et des traces d'écoulement régulières. L'HPMC supprime efficacement ce phénomène d'affaissement en améliorant la viscosité et la thixotropie du système, garantissant ainsi la stabilité du revêtement appliqué sur des surfaces verticales.
Effet anti-sédimentation : Dans les revêtements contenant davantage de pigments ou de charges, ces derniers ont tendance à sédimenter, ce qui affecte l'uniformité du revêtement. L'HPMC ralentit la sédimentation des particules solides en augmentant la viscosité du système. Parallèlement, il maintient son état de suspension dans la peinture en interagissant avec les particules de pigment, garantissant ainsi l'uniformité et la régularité de la peinture pendant le processus de construction.
Amélioration de la stabilité au stockage : Lors d'un stockage prolongé, la peinture est sujette à la stratification, à la coagulation ou à la sédimentation. L'ajout de HPMC peut améliorer efficacement la stabilité au stockage de la peinture, maintenir son uniformité et sa viscosité, prolongeant ainsi sa durée de conservation et évitant la dégradation de la qualité du produit due à un stockage inapproprié.
3. Facteurs affectant le contrôle de la viscosité par HPMC
Concentration : La concentration en HPMC influence directement la viscosité de la peinture. Plus la concentration en HPMC augmente, plus la viscosité du système augmente. Pour les revêtements nécessitant une viscosité plus élevée, une augmentation appropriée de la quantité de HPMC permet d'atteindre le niveau de viscosité idéal. Cependant, une concentration trop élevée peut également rendre le système trop visqueux et affecter les performances de construction. Il est donc nécessaire de contrôler précisément la quantité de HPMC ajoutée en fonction du scénario d'application et des exigences de construction.
Poids moléculaire : Le poids moléculaire de l'HPMC est également un facteur important affectant la viscosité. Un HPMC de poids moléculaire élevé forme une structure en réseau plus dense dans la solution, ce qui peut augmenter considérablement la viscosité du revêtement ; tandis qu'un HPMC de faible poids moléculaire présente une viscosité plus faible. En sélectionnant des HPMC de poids moléculaires différents, la viscosité du revêtement ou de la peinture peut être ajustée pour répondre aux différentes exigences de construction.
Température : La viscosité de l'HPMC diminue avec la température. Par conséquent, lors de la construction dans un environnement à haute température, il est nécessaire de sélectionner des variétés d'HPMC offrant une meilleure résistance aux températures élevées ou d'augmenter son dosage de manière appropriée afin de garantir les performances de construction et la qualité du film de revêtement à haute température.
Valeur du pH : L'HPMC est stable dans une large plage de pH, mais des conditions acides et alcalines extrêmes peuvent affecter sa viscosité. Dans un environnement fortement acide ou alcalin, l'HPMC peut se dégrader ou se dégrader, entraînant une diminution de la viscosité. Par conséquent, lors de la conception de la formule, il faut s'assurer que le pH du système est modéré afin de maintenir l'effet de contrôle de la viscosité de l'HPMC.
Taux de cisaillement : L'HPMC est un épaississant rhéofluidifiant, ce qui signifie que sa viscosité diminue considérablement à des taux de cisaillement élevés. Cette propriété est essentielle dans le processus de fabrication des revêtements, car lors du brossage, du laminage ou de la pulvérisation, le revêtement est soumis à une force de cisaillement importante. L'HPMC peut améliorer les performances de fabrication en réduisant la viscosité. Une fois la fabrication terminée, la force de cisaillement disparaît et l'HPMC peut restaurer la viscosité du revêtement afin d'assurer son uniformité et son épaisseur.
4. Application de l'HPMC dans différents systèmes de revêtement
Revêtements aqueux : L'HPMC est largement utilisé dans les revêtements aqueux. Il peut non seulement servir d'épaississant, mais aussi d'agent filmogène et de stabilisant. Dans les systèmes aqueux, l'HPMC peut augmenter efficacement la viscosité du revêtement, améliorer sa rhéologie et son étalement, et prévenir la sédimentation et l'affaissement. Parallèlement, il peut également améliorer la résistance à l'eau et à l'abrasion du film de revêtement et prolonger sa durée de vie.
Revêtements à base de solvants : Bien que l'HPMC soit relativement peu utilisé dans les revêtements à base de solvants, il peut néanmoins servir d'épaississant et d'agent d'étalement. En particulier dans les revêtements à faible teneur en composés organiques volatils (COV), l'HPMC permet le contrôle de la viscosité et l'ajustement rhéologique nécessaires, réduisant ainsi l'utilisation de solvants et répondant aux exigences environnementales.
Revêtements en poudre : Dans les revêtements en poudre, l'HPMC peut être utilisé comme liant et épaississant pour améliorer la fluidité et les propriétés filmogènes en augmentant la viscosité de la poudre. L'HPMC garantit que le revêtement en poudre ne s'envole pas facilement pendant la construction, tout en améliorant l'uniformité et la densité du film de revêtement.
Grâce à ses propriétés physiques et chimiques uniques, l'HPMC permet un excellent contrôle de la viscosité des revêtements et des peintures. Il permet non seulement d'ajuster précisément la viscosité du système, mais aussi d'améliorer la rhéologie du revêtement, ses propriétés anti-coulure et anti-sédimentation, ainsi que sa stabilité au stockage. Selon les différents systèmes de revêtement et les exigences de construction, l'ajustement de la concentration, du poids moléculaire, de la température, du pH et d'autres facteurs de l'HPMC permet de contrôler précisément la viscosité, améliorant ainsi la construction du revêtement et sa qualité finale.
Date de publication : 13 septembre 2024