HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) is een zeer efficiënt additief en wordt veel gebruikt bij de formulering van coatings en verven. Een van de belangrijkste functies ervan is het verbeteren van de viscositeitsregeling, wat niet alleen de reologie van coatings en verven verbetert, maar ook de constructieprestaties en de uiteindelijke filmkwaliteit.
1. Basiskenmerken van HPMC
HPMC is een niet-ionogene cellulose-ether met een goede oplosbaarheid in water en organische oplosmiddelen. Het kan oplossen en een stabiele colloïdale oplossing vormen bij verschillende temperaturen en pH-waarden. Het belangrijkste werkingsmechanisme van HPMC is het vormen van een netwerkstructuur door middel van intermoleculaire waterstofbruggen en vanderwaalskrachten, wat de reologische eigenschappen van coatings of verven beïnvloedt. De viscositeit verandert met veranderingen in concentratie, temperatuur, afschuifsnelheid en andere factoren, waardoor de toepassing ervan in coatings en verven een grote aanpassingsruimte heeft.
2. Functie van HPMC in coatings en verven
Viscositeitsaanpassing: De belangrijkste functie van HPMC is het aanpassen van de viscositeit van het systeem. In coatings en verven is viscositeit een belangrijke parameter die direct van invloed is op de constructie, de egalisatie en het uiteindelijke filmeffect van het materiaal. HPMC kan de viscositeit van de coating nauwkeurig regelen door de moleculaire structuur of concentratie te wijzigen, waardoor de stabiliteit en bruikbaarheid van de coating tijdens opslag, transport en constructie worden gewaarborgd.
Reologische controle: HPMC geeft de coating of verf goede reologische eigenschappen, waardoor deze een hoge viscositeit behoudt in statische toestand om sedimentatie te voorkomen. Het kan de viscositeit onder afschuiving verlagen, waardoor het gemakkelijk aan te brengen is. Deze thixotropie is essentieel voor de constructieve eigenschappen van coatings en verven, met name bij het spuiten, kwasten of rollen. Dit draagt bij aan een uniforme en gladde coating.
Anti-zakking: Wanneer coatings of verven op verticale oppervlakken worden aangebracht, treedt vaak zakking op. Dit betekent dat de coating onder invloed van de zwaartekracht uitvloeit, wat resulteert in een ongelijkmatige laagdikte en gelijkmatige vloeisporen. HPMC onderdrukt dit fenomeen effectief door de viscositeit en thixotropie van het systeem te verbeteren, waardoor de stabiliteit van de coating bij toepassing op verticale oppervlakken wordt gewaarborgd.
Antisedimentatie-effect: In coatings met meer pigmenten of vulstoffen zijn pigmenten of vulstoffen gevoelig voor sedimentatie, wat de uniformiteit van de coating beïnvloedt. HPMC vertraagt de sedimentatiesnelheid van vaste deeltjes door de viscositeit van het systeem te verhogen. Tegelijkertijd behoudt het zijn suspensietoestand in de verf door interactie met de pigmentdeeltjes, waardoor de verf uniform en consistent blijft tijdens het bouwproces.
Verbetering van de opslagstabiliteit: Tijdens langdurige opslag is de verf gevoelig voor stratificatie, coagulatie of sedimentatie. De toevoeging van HPMC kan de opslagstabiliteit van de verf effectief verbeteren, de uniformiteit en viscositeit van de verf behouden, waardoor de houdbaarheid wordt verlengd en kwaliteitsverlies door onjuiste opslag wordt voorkomen.
3. Factoren die de viscositeitscontrole door HPMC beïnvloeden
Concentratie: De concentratie HPMC is een directe factor die de viscositeit van de verf of lak beïnvloedt. Naarmate de HPMC-concentratie toeneemt, zal de viscositeit van het systeem aanzienlijk toenemen. Voor coatings die een hogere viscositeit vereisen, kan een gepaste verhoging van de hoeveelheid HPMC het ideale viscositeitsniveau bereiken. Een te hoge concentratie kan er echter ook voor zorgen dat het systeem te viskeus wordt en de bouwprestaties beïnvloedt. Daarom is het noodzakelijk om de toegevoegde hoeveelheid HPMC nauwkeurig te regelen, afhankelijk van het specifieke toepassingsscenario en de bouwvereisten.
Molecuulgewicht: Het molecuulgewicht van HPMC is ook een belangrijke factor die de viscositeit beïnvloedt. HPMC met een hoog molecuulgewicht vormt een dichtere netwerkstructuur in de oplossing, wat de viscositeit van de coating aanzienlijk kan verhogen; HPMC met een laag molecuulgewicht heeft daarentegen een lagere viscositeit. Door HPMC met verschillende molecuulgewichten te selecteren, kan de viscositeit van de coating of verf worden aangepast aan verschillende bouwvereisten.
Temperatuur: De viscositeit van HPMC neemt af met toenemende temperatuur. Daarom is het bij constructies in een omgeving met hoge temperaturen noodzakelijk om HPMC-variëteiten te selecteren met een betere hogetemperatuurbestendigheid of de dosering ervan te verhogen om de constructieprestaties en de filmkwaliteit van de coating bij hoge temperaturen te waarborgen.
pH-waarde: HPMC is stabiel binnen een breed pH-bereik, maar extreme zure en alkalische omstandigheden beïnvloeden de viscositeitsstabiliteit. In een sterk zure of alkalische omgeving kan HPMC degraderen of bezwijken, wat resulteert in een afname van de viscositeit. Zorg er daarom bij het ontwerpen van de formule voor dat de pH-waarde van het systeem gematigd is om het viscositeitsregulerende effect van HPMC te behouden.
Afschuifsnelheid: HPMC is een afschuifverdunnend verdikkingsmiddel, wat betekent dat de viscositeit aanzienlijk afneemt bij hoge afschuifsnelheden. Deze eigenschap is zeer belangrijk in het coatingproces, omdat de coating tijdens het borstelen, rollen of spuiten aan een grote afschuifkracht wordt blootgesteld. HPMC kan de constructieprestaties verbeteren door de viscositeit te verlagen. Nadat de constructie is voltooid, verdwijnt de afschuifkracht en kan HPMC de viscositeit van de coating herstellen om de uniformiteit en dikte van de coatingfilm te garanderen.
4. Toepassing van HPMC in verschillende coatingsystemen
Watergedragen coatings: HPMC wordt veel gebruikt in watergedragen coatings. Het kan niet alleen worden gebruikt als verdikkingsmiddel, maar ook als filmvormend hulpmiddel en stabilisator. In watergedragen systemen kan HPMC de viscositeit van de coating effectief verhogen, de reologie en egalisatie verbeteren en sedimentatie en uitzakken voorkomen. Tegelijkertijd kan het ook de waterbestendigheid en schrobvastheid van de coatingfilm verbeteren en de levensduur ervan verlengen.
Oplosmiddelhoudende coatings: Hoewel HPMC relatief minder wordt gebruikt in oplosmiddelhoudende coatings, kan het nog steeds worden gebruikt als verdikkingsmiddel en egalisatiemiddel. Vooral in coatings met een laag vluchtige organische stofgehalte (VOS) kan HPMC de nodige viscositeitsregeling en reologieaanpassing bieden, waardoor het gebruik van oplosmiddelen wordt verminderd en aan de milieueisen wordt voldaan.
Poedercoatings: In poedercoatings kan HPMC worden gebruikt als bindmiddel en verdikkingsmiddel om de vloeibaarheid en filmvormende eigenschappen te verbeteren door de viscositeit van het poeder te verhogen. HPMC kan ervoor zorgen dat de poedercoating tijdens het bouwproces niet gemakkelijk wegvliegt, terwijl de uniformiteit en dichtheid van de coatingfilm worden verbeterd.
HPMC zorgt voor een uitstekende viscositeitsregeling in coatings en verven dankzij de unieke fysische en chemische eigenschappen. Het kan niet alleen de viscositeit van het systeem nauwkeurig regelen, maar ook de reologie van de coating verbeteren, de anti-uitzakkings- en anti-bezinkingseigenschappen versterken en de opslagstabiliteit verbeteren. Afhankelijk van verschillende coatingsystemen en constructie-eisen kan de viscositeit nauwkeurig worden geregeld door de concentratie, het molecuulgewicht, de temperatuur, de pH-waarde en andere factoren van HPMC aan te passen, wat de constructie van de coating en de uiteindelijke kwaliteit van de coating verbetert.
Plaatsingstijd: 13-09-2024