У рецептурах фарб гідроксиетилцелюлоза (ГЕК) є поширеним загусником та модифікатором реології, який може покращити стабільність зберігання, вирівнювання та конструкційні властивості фарб. Щоб додати гідроксиетилцелюлозу до фарб та забезпечити її ефективну роботу, необхідно дотримуватися певних кроків та запобіжних заходів. Конкретний процес виглядає наступним чином:
1. Властивості гідроксиетилцелюлози
Гідроксиетилцелюлоза — це неіонний водорозчинний полімер з чудовими загусними, плівкоутворюючими, водоутримуючими, суспендувальними та емульгувальними властивостями. Він широко використовується у фарбах на водній основі, клеях, кераміці, чорнилах та інших продуктах. Його отримують шляхом заміни частини гідроксильних груп у молекулярному ланцюзі целюлози гідроксиетиловими групами, завдяки чому він має добру розчинність у воді.
Основні функції HEC у фарбах:
Загущувальний ефект: Збільшує в'язкість фарби, запобігає її стікання та забезпечує чудові будівельні властивості.
Ефект суспензії: він може рівномірно диспергувати та стабілізувати тверді частинки, такі як пігменти та наповнювачі, щоб запобігти їх осіданню.
Ефект утримання води: покращує утримання води покривною плівкою, подовжує час відкритого витримування та покращує змочувальний ефект фарби.
Контроль реології: регулювання плинності та вирівнювання покриття, а також покращення проблеми зі слідами пензля під час будівництва.
2. Етапи додавання гідроксиетилцелюлози
Етап попереднього розчинення. У реальній роботі гідроксиетилцелюлозу необхідно рівномірно диспергувати та розчинити за допомогою процесу попереднього розчинення. Щоб целюлоза могла повною мірою виконувати свою роль, зазвичай рекомендується спочатку розчинити її у воді, а не додавати безпосередньо до покриття. Конкретні кроки такі:
Виберіть відповідний розчинник: зазвичай як розчинник використовується деіонізована вода. Якщо в системі покриття є інші органічні розчинники, умови розчинення необхідно скоригувати відповідно до властивостей розчинника.
Повільно посипте гідроксиетилцелюлозу: Повільно та рівномірно посипте порошок гідроксиетилцелюлози, помішуючи воду, щоб запобігти агломерації. Швидкість перемішування має бути повільною, щоб уникнути уповільнення розчинення целюлози або утворення «колоїдів» через надмірне зсувне зусилля.
Розчинення стоячи: Після посипання гідроксиетилцелюлози її потрібно залишити стояти на певний час (зазвичай від 30 хвилин до кількох годин), щоб целюлоза повністю набухла та розчинилася у воді. Час розчинення залежить від типу целюлози, температури розчинника та умов перемішування.
Регулювання температури розчинення: Підвищення температури допомагає пришвидшити процес розчинення гідроксиетилцелюлози. Зазвичай рекомендується контролювати температуру розчину в межах 20℃-40℃. Занадто висока температура може спричинити деградацію целюлози або погіршення стану розчину.
Регулювання значення pH розчину. Розчинність гідроксиетилцелюлози тісно пов'язана зі значенням pH розчину. Зазвичай вона краще розчиняється в нейтральних або слаболужних умовах, зі значенням pH від 6 до 8. Під час процесу розчинення значення pH можна регулювати, додаючи аміак або інші лужні речовини за потреби.
Додавання розчину гідроксиетилцелюлози до системи покриття. Після розчинення додайте розчин до покриття. Під час процесу додавання його слід додавати повільно та постійно перемішувати, щоб забезпечити достатнє змішування з матрицею покриття. Під час процесу змішування необхідно вибрати відповідну швидкість перемішування залежно від різних систем, щоб запобігти спінюванню системи або деградації целюлози через надмірне зсувне зусилля.
Регулювання в'язкості. Після додавання гідроксиетилцелюлози в'язкість покриття можна контролювати, регулюючи її кількість. Зазвичай кількість використовуваної гідроксиетилцелюлози становить від 0,3% до 1,0% (відносно загальної ваги покриття), а конкретну кількість необхідно регулювати експериментально відповідно до вимог до рецептури покриття. Занадто велика кількість доданої речовини може призвести до занадто високої в'язкості та поганої плинності покриття, що вплине на конструкційні характеристики; тоді як недостатня кількість доданої речовини може не забезпечити загущення та утворення суспензії.
Проведення випробувань на вирівнювання та стабільність при зберіганні. Після додавання гідроксиетилцелюлози та коригування формули покриття необхідно перевірити його структурні характеристики, включаючи вирівнювання, провисання, контроль слідів пензля тощо. Водночас також потрібен тест на стабільність покриття при зберіганні, щоб спостерігати за осіданням покриття після певного періоду стояння, зміною в'язкості тощо, щоб оцінити стабільність гідроксиетилцелюлози.
3. Запобіжні заходи
Запобігання агломерації: Під час розчинення гідроксиетилцелюлоза дуже легко поглинає воду та набухає, тому її потрібно повільно посипати водою та забезпечити достатнє перемішування, щоб запобігти утворенню грудочок. Це ключова ланка в процесі, інакше це може вплинути на швидкість розчинення та однорідність.
Уникайте високого зсувного зусилля: під час додавання целюлози швидкість перемішування не повинна бути занадто високою, щоб уникнути пошкодження молекулярного ланцюга целюлози через надмірне зсувне зусилля, що призводить до зниження його загущувальної здатності. Крім того, під час подальшого виробництва покриття також слід максимально уникати використання обладнання з високим зсувним зусиллям.
Контролюйте температуру розчинення: під час розчинення гідроксиетилцелюлози температура води не повинна бути занадто високою. Зазвичай рекомендується контролювати її на рівні 20℃-40℃. За високих температур целюлоза може руйнуватися, що призводить до зниження її загущувальної здатності та в'язкості.
Зберігання розчину: Розчини гідроксиетилцелюлози, як правило, потрібно готувати та використовувати негайно. Тривале зберігання вплине на їх в'язкість та стабільність. Зазвичай рекомендується готувати необхідний розчин у день виробництва фарби, щоб підтримувати її оптимальні характеристики.
Додавання гідроксиетилцелюлози до фарби – це не лише простий фізичний процес змішування, але й процес, який необхідно поєднувати з фактичними вимогами процесу та експлуатаційними специфікаціями, щоб забезпечити повне використання її властивостей загущення, суспендування та утримання води. Під час процесу додавання звертайте увагу на етап попереднього розчинення, контроль температури розчинення та значення pH, а також повне перемішування після додавання. Ці деталі безпосередньо впливатимуть на якість та стабільність експлуатаційних характеристик фарби.
Час публікації: 19 вересня 2024 р.