I färgformuleringar är hydroxietylcellulosa (HEC) ett vanligt förtjockningsmedel och reologimodifierare som kan förbättra lagringsstabilitet, utjämning och konstruktionsegenskaper hos färger. För att tillsätta hydroxietylcellulosa till färger och säkerställa att de fungerar effektivt måste vissa steg och försiktighetsåtgärder följas. Den specifika processen är följande:
1. Egenskaper hos hydroxietylcellulosa
Hydroxietylcellulosa är en nonjonisk vattenlöslig polymer med utmärkta förtjocknings-, filmbildande, vattenhållande, suspensions- och emulgeringsegenskaper. Den används ofta i vattenbaserade färger, lim, keramik, tryckfärger och andra produkter. Den erhålls genom att ersätta en del av hydroxylgrupperna på cellulosans molekylkedja med hydroxietylgrupper, så den har god vattenlöslighet.
HEC:s huvudfunktioner i färger är:
Förtjockningseffekt: Ökar färgens viskositet, förhindrar att färgen sjunker och ger den utmärkta konstruktionsegenskaper.
Suspensionseffekt: Den kan jämnt sprida och stabilisera fasta partiklar som pigment och fyllmedel för att förhindra att de sätter sig.
Vattenretentionseffekt: Förbättra vattenretentionen i beläggningsfilmen, förläng öppentiden och förbättra färgens vätande effekt.
Reologikontroll: justera beläggningens fluiditet och utjämning och förbättra problemet med borstmärken under konstruktionen.
2. Tillsatssteg av hydroxietylcellulosa
Förupplösningssteg I själva driften måste hydroxietylcellulosa dispergeras och lösas upp jämnt genom en förupplösningsprocess. För att säkerställa att cellulosan kan spela sin roll fullt ut rekommenderas det vanligtvis att först lösa upp den i vatten, snarare än att tillsätta den direkt till beläggningen. De specifika stegen är följande:
Välj ett lämpligt lösningsmedel: vanligtvis används avjoniserat vatten som lösningsmedel. Om det finns andra organiska lösningsmedel i beläggningssystemet måste upplösningsförhållandena justeras i enlighet med lösningsmedlets egenskaper.
Strö långsamt hydroxietylcellulosa: Strö långsamt och jämnt hydroxietylcellulosapulver under omrörning för att förhindra agglomeration. Omrörningshastigheten bör vara låg för att undvika att cellulosans upplösningshastighet sänks eller att "kolloider" bildas på grund av för hög skjuvkraft.
Stående upplösning: Efter att ha ströit över hydroxietylcellulosa behöver den stå en viss tid (vanligtvis 30 minuter till flera timmar) för att säkerställa att cellulosan är helt svälld och löst i vatten. Upplösningstiden beror på cellulosatypen, lösningsmedlets temperatur och omrörningsförhållandena.
Justera upplösningstemperaturen: Att öka temperaturen hjälper till att påskynda upplösningsprocessen för hydroxietylcellulosa. Det rekommenderas vanligtvis att kontrollera lösningstemperaturen mellan 20℃-40℃. En för hög temperatur kan orsaka cellulosans nedbrytning eller lösningens försämring.
Justering av lösningens pH-värde Lösligheten hos hydroxietylcellulosa är nära relaterad till lösningens pH-värde. Den löses vanligtvis bättre under neutrala eller svagt alkaliska förhållanden, med ett pH-värde mellan 6-8. Under upplösningsprocessen kan pH-värdet justeras genom att tillsätta ammoniak eller andra alkaliska ämnen efter behov.
Tillsats av hydroxietylcellulosalösning till beläggningssystemet Efter upplösning, tillsätt lösningen till beläggningen. Under tillsatsprocessen bör den tillsättas långsamt och omröras kontinuerligt för att säkerställa tillräcklig blandning med beläggningsmatrisen. Under blandningsprocessen är det nödvändigt att välja en lämplig omrörningshastighet beroende på de olika systemen för att förhindra att systemet skummar eller att cellulosan bryts ner på grund av för hög skjuvkraft.
Justering av viskositet Efter tillsats av hydroxietylcellulosa kan beläggningens viskositet kontrolleras genom att justera den tillsatta mängden. Generellt sett ligger mängden hydroxietylcellulosa mellan 0,3 % och 1,0 % (i förhållande till beläggningens totala vikt), och den specifika tillsatta mängden måste justeras experimentellt enligt beläggningens formuleringskrav. För hög tillsatsmängd kan orsaka att beläggningen får för hög viskositet och dålig flytförmåga, vilket påverkar konstruktionsprestanda; medan otillräcklig tillsats kanske inte kan spela rollen av förtjockning och suspension.
Utför utjämning och lagringsstabilitetstester Efter tillsats av hydroxietylcellulosa och justering av beläggningsformeln måste beläggningens konstruktionsprestanda testas, inklusive utjämning, hängning, kontroll av penseldrag etc. Samtidigt krävs även ett lagringsstabilitetstest för beläggningen för att observera sedimentationen av beläggningen efter att ha stått en viss tid, viskositetsförändringen etc. för att utvärdera hydroxietylcellulosans stabilitet.
3. Försiktighetsåtgärder
Förhindra agglomerering: Under upplösningsprocessen absorberar hydroxietylcellulosa mycket lätt vatten och sväller, så den måste ströas långsamt i vattnet och säkerställa tillräcklig omrörning för att förhindra klumpbildning. Detta är en viktig länk i operationen, annars kan det påverka upplösningshastigheten och enhetligheten.
Undvik hög skjuvkraft: Vid tillsats av cellulosa bör omrörningshastigheten inte vara för hög för att undvika att skada cellulosans molekylkedja på grund av för hög skjuvkraft, vilket resulterar i en minskning av dess förtjockningsförmåga. Dessutom bör användning av högskjuvningsutrustning undvikas så mycket som möjligt vid efterföljande beläggningsproduktion.
Kontrollera upplösningstemperaturen: Vid upplösning av hydroxietylcellulosa bör vattentemperaturen inte vara för hög. Det rekommenderas generellt att kontrollera den till 20℃-40℃. Under höga temperaturförhållanden kan cellulosan brytas ner, vilket resulterar i en minskning av dess förtjockningseffekt och viskositet.
Lösningslagring: Hydroxietylcellulosalösningar måste generellt beredas och användas omedelbart. Långtidslagring påverkar dess viskositet och stabilitet. Det rekommenderas vanligtvis att bereda den erforderliga lösningen samma dag som färgen tillverkas för att bibehålla dess optimala prestanda.
Tillsatsen av hydroxietylcellulosa till färgen är inte bara en enkel fysisk blandningsprocess, utan måste också kombineras med faktiska processkrav och driftsspecifikationer för att säkerställa att dess förtjocknings-, suspensions- och vattenretentionsegenskaper utnyttjas fullt ut. Under tillsatsprocessen ska man vara uppmärksam på förupplösningssteget, kontrollen av upplösningstemperaturen och pH-värdet, samt den fullständiga blandningen efter tillsatsen. Dessa detaljer kommer direkt att påverka färgens kvalitet och prestandastabilitet.
Publiceringstid: 19 sep-2024