O HPMC (hidroxipropilmetilcelulose) é um aditivo altamente eficiente e amplamente utilizado na formulação de revestimentos e tintas. Uma de suas principais funções é aprimorar o controle da viscosidade, o que não apenas melhora a reologia de revestimentos e tintas, mas também o desempenho da construção e a qualidade final do filme.
1. Propriedades básicas do HPMC
O HPMC é um éter de celulose não iônico com boa solubilidade em água e em solventes orgânicos. Pode dissolver-se e formar uma solução coloidal estável em diferentes temperaturas e valores de pH. O principal mecanismo de ação do HPMC é formar uma estrutura de rede por meio de ligações de hidrogênio intermoleculares e forças de van der Waals, afetando assim as propriedades reológicas de revestimentos ou tintas. Sua viscosidade varia com mudanças de concentração, temperatura, taxa de cisalhamento e outros fatores, o que torna sua aplicação em revestimentos e tintas com grande espaço de ajuste.
2. Função do HPMC em revestimentos e tintas
Ajuste de viscosidade: A principal função do HPMC é ajustar a viscosidade do sistema. Em revestimentos e tintas, a viscosidade é um parâmetro importante que afeta diretamente a construção, o nivelamento e o efeito final do filme do material. O HPMC pode controlar com precisão a viscosidade do revestimento, alterando a estrutura molecular ou a concentração, garantindo a estabilidade e a operabilidade do revestimento durante o armazenamento, o transporte e a construção.
Controle reológico: O HPMC confere ao revestimento ou tinta boas propriedades reológicas, permitindo que mantenha uma alta viscosidade quando estático, evitando a sedimentação, e reduza a viscosidade sob cisalhamento, facilitando a aplicação. Essa tixotropia é essencial para o desempenho de revestimentos e tintas na construção, especialmente na pulverização, aplicação com pincel ou rolo, o que ajuda a obter um revestimento uniforme e liso.
Desempenho anti-escorrimento: Quando revestimentos ou tintas são aplicados em superfícies verticais, frequentemente ocorre escorrimento, ou seja, o revestimento flui sob a ação da gravidade, resultando em espessura de película irregular e até mesmo marcas de fluxo. O HPMC suprime eficazmente o fenômeno de escorrimento, aumentando a viscosidade e a tixotropia do sistema, garantindo a estabilidade do revestimento quando aplicado em superfícies verticais.
Efeito antissedimentação: Em revestimentos com mais pigmentos ou cargas, estes últimos tendem a sedimentar, afetando a uniformidade do revestimento. O HPMC retarda a taxa de sedimentação de partículas sólidas, aumentando a viscosidade do sistema. Ao mesmo tempo, mantém seu estado de suspensão na tinta, interagindo com as partículas de pigmento, garantindo que a tinta seja uniforme e consistente durante o processo de construção.
Melhora a estabilidade do armazenamento: Durante o armazenamento prolongado, a tinta está sujeita à estratificação, coagulação ou sedimentação. A adição de HPMC pode efetivamente melhorar a estabilidade do armazenamento da tinta, manter a uniformidade e a viscosidade da tinta, prolongando assim sua vida útil e evitando a degradação da qualidade do produto causada por armazenamento inadequado.
3. Fatores que afetam o controle da viscosidade por HPMC
Concentração: A concentração de HPMC é um fator direto que afeta a viscosidade da tinta. À medida que a concentração de HPMC aumenta, a viscosidade do sistema aumenta significativamente. Para revestimentos que exigem maior viscosidade, aumentar adequadamente a quantidade de HPMC pode atingir o nível ideal de viscosidade. No entanto, uma concentração muito alta também pode tornar o sistema muito viscoso e afetar o desempenho da construção. Portanto, é necessário controlar com precisão a quantidade de HPMC adicionada de acordo com o cenário específico de aplicação e os requisitos da construção.
Peso molecular: O peso molecular do HPMC também é um fator importante que afeta a viscosidade. HPMC com alto peso molecular forma uma estrutura de rede mais densa na solução, o que pode aumentar significativamente a viscosidade do revestimento; enquanto HPMC com baixo peso molecular apresenta menor viscosidade. Ao selecionar HPMC com diferentes pesos moleculares, a viscosidade do revestimento ou da tinta pode ser ajustada para atender a diferentes requisitos de construção.
Temperatura: A viscosidade do HPMC diminui com o aumento da temperatura. Portanto, ao construir em ambientes de alta temperatura, é necessário selecionar variedades de HPMC com melhor resistência a altas temperaturas ou aumentar adequadamente sua dosagem para garantir o desempenho da construção e a qualidade do filme do revestimento em condições de alta temperatura.
Valor de pH: O HPMC é estável em uma ampla faixa de pH, mas condições extremas de acidez e alcalinidade afetarão sua estabilidade de viscosidade. Em um ambiente fortemente ácido ou alcalino, o HPMC pode se degradar ou falhar, resultando em uma diminuição da viscosidade. Portanto, ao projetar a fórmula, certifique-se de que o valor de pH do sistema seja moderado para manter o efeito de controle de viscosidade do HPMC.
Taxa de cisalhamento: O HPMC é um espessante diluente por cisalhamento, ou seja, sua viscosidade será significativamente reduzida em altas taxas de cisalhamento. Essa propriedade é muito importante no processo de construção de revestimentos, pois ao aplicar com pincel, rolo ou pulverização, o revestimento é submetido a uma grande força de cisalhamento, e o HPMC pode melhorar o desempenho da construção reduzindo a viscosidade. Após a conclusão da construção, a força de cisalhamento desaparece e o HPMC pode restaurar a viscosidade do revestimento para garantir a uniformidade e a espessura da película de revestimento.
4. Aplicação de HPMC em diferentes sistemas de revestimento
Revestimentos à base de água: O HPMC é amplamente utilizado em revestimentos à base de água. Ele pode ser usado não apenas como espessante, mas também como auxiliar de formação de filme e estabilizante. Em sistemas à base de água, o HPMC pode aumentar efetivamente a viscosidade do revestimento, melhorar sua reologia e nivelamento, além de prevenir sedimentação e escorrimento. Ao mesmo tempo, também pode melhorar a resistência à água e à abrasão do filme de revestimento, prolongando sua vida útil.
Revestimentos à base de solvente: Embora o HPMC seja relativamente menos utilizado em revestimentos à base de solvente, ele ainda pode ser usado como espessante e auxiliar de nivelamento. Especialmente em revestimentos com baixo teor de compostos orgânicos voláteis (COV), o HPMC pode fornecer o controle de viscosidade e o ajuste reológico necessários, reduzindo assim o uso de solventes e atendendo aos requisitos de proteção ambiental.
Revestimentos em pó: Em revestimentos em pó, o HPMC pode ser usado como aglutinante e espessante para melhorar a fluidez e as propriedades de formação de filme, aumentando a viscosidade do pó. O HPMC pode garantir que o revestimento em pó não seja facilmente espalhado durante o processo de construção, ao mesmo tempo que melhora a uniformidade e a densidade do filme de revestimento.
O HPMC proporciona excelente controle de viscosidade em revestimentos e tintas por meio de suas propriedades físicas e químicas únicas. Ele não só ajusta com precisão a viscosidade do sistema, como também melhora a reologia do revestimento, aprimora as propriedades antiescorrimento e antissedimentação e melhora a estabilidade de armazenamento. De acordo com diferentes sistemas de revestimento e requisitos de construção, ajustando a concentração, o peso molecular, a temperatura, o valor do pH e outros fatores do HPMC, a viscosidade pode ser controlada com precisão, melhorando assim a construção do revestimento e a qualidade final do revestimento.
Horário da publicação: 13/09/2024