Hydroxyethyl cellulose (HEC) adalah salah satu penebalan yang paling umum digunakan dalam cat berbasis air. Proses pembubarannya secara langsung mempengaruhi kinerja produk akhir. Dalam produksi aktual, sekitar 30% masalah penebalan cat disebabkan oleh operasi pembubaran HEC yang tidak tepat. Dengan membandingkan kelebihan dan kekurangan dari berbagai metode pembubaran dan memberikan spesifikasi operasi yang layak, ini membantu para insinyur melukis untuk secara fundamental memecahkan masalah teknis seperti penebalan yang tidak merata dan efisiensi rendah.
1. Dampak fatal dari kegagalan pembubaran HEC pada sistem cat
Masalah umum
Fenomena "Fisheye": Partikel HEC terlarut tidak sepenuhnya membentuk benjolan koloid transparan
Efisiensi Penebalan Rendah: Viskositas yang diukur hanya 50-70% dari yang diharapkan
Fluktuasi pasca-thickening: peningkatan abnormal atau penurunan viskositas selama penyimpanan
Dispersi yang tidak rata: Tanda aliran bergaris muncul pada cat (gradien konsentrasi terlihat oleh mata telanjang)
Analisis Mekanisme Kegagalan
Tabel: Penyebab dan konsekuensi kegagalan pembubaran HEC
Jenis kegagalan | Mekanisme mikroskopis | Dampak makroskopis | Biaya koreksi |
Gelasi permukaan | Lapisan eksternal dengan cepat melembabkan untuk membentuk lapisan penghalang | Bubuk kering internal tidak dapat terus larut | Perlu diperhitungkan kembali dan difilter |
Konsentrasi lokal terlalu tinggi | Misel viskositas tinggi terbentuk di area makan | Mengaduk tidak dapat dibubarkan secara efektif | Perpanjang waktu pengadukan 2-3 kali |
Suhu pelarian | Panas pembubaran menyebabkan overheating lokal (> 40 ℃) | Kerusakan rantai molekul HEC | Bahan baku batch perlu diganti |
Gangguan ion | Ca²⁺/mg²⁺ menginduksi ikatan silang | Sistem ini menghasilkan gel yang tidak dapat diubah | Seluruh batch dibatalkan |
2. Metode pembubaran profesional dijelaskan secara rinci langkah demi langkah
- Metode dispersi air dingin (solusi yang disarankan)
Skenario yang berlaku: Pabrik cat kecil dan menengah, penelitian dan pengembangan laboratorium
Keuntungan: Persyaratan Peralatan Rendah, Konsumsi Waktu Singkat (Total waktu adalah sekitar 1,5 jam)
Proses Operasi:
Tahap pretreatment
Hangatkan air deionisasi hingga 25-30 ℃ (dilarang secara ketat> 35 ℃)
Tambahkan dispersan (seperti 0,05-0,1% natrium heksametafosfat)
Sesuaikan pH ke 7.5-8.5 (amonia atau AMP-95)
Poin Pemrosesan
Setelah pembubaran selesai, diamkan selama 45 menit
Ayakan (200 mesh) untuk menghilangkan partikel yang tidak ada
Tambahkan fungisida (seperti 1,2-benzisothiazolin-3-one)
- Metode Presol (Khusus untuk Sistem Konten Solid Tinggi)
Skenario yang berlaku: pelapis PVC tinggi, produk pasta tebal
Keuntungan: pembubaran yang lebih menyeluruh, cocok untuk HEC viskositas tinggi
Langkah Kunci:
Siapkan 2-3% Presol (HEC: Air = 1:40)
Dewasa dengan kecepatan rendah (300-500rpm) selama lebih dari 4 jam
Gunakan geser tinggi (> 5000rpm) untuk 3 menit sebelum pengenceran
Penyesuaian konten padat akhir perlu mengontrol gradien (masing -masing meningkatkan atau mengurangi ≤5%)
Catatan:
Simpan Presol tidak lebih dari 48 jam (perlu didinginkan)
Hindari kontak dengan zat kationik (akan menyebabkan flokulasi)
3. Panduan Penyimpanan Profesional untuk Hydroxyethyl Cellulose (HEC) untuk pelapis berbasis air
Hydroxyethyl cellulose (HEC) adalah aditif utama dalam sistem pelapisan berbasis air. Kondisi penyimpanannya secara langsung mempengaruhi stabilitas kinerja produk dan efek penggunaan. Penyimpanan yang tidak tepat dapat menyebabkan HEC menjadi aglomerasi, menurunkan atau terkontaminasi oleh mikroorganisme, yang pada gilirannya menyebabkan masalah seperti kegagalan penebalan lapisan dan fluktuasi viskositas.
Standar Kontrol Suhu dan Kelembaban
Parameter | Jangkauan ideal | Ambang kritis | Konsekuensi melebihi standar |
Suhu | 10-25 ℃ | > 30 ℃ atau <5 ℃ | Suhu tinggi menyebabkan kerusakan rantai molekul, suhu rendah menyebabkan kondensasi |
Kelembaban relatif | ≤60%RH | ≥75%RH | Aglomerasi higroskopis, kehilangan fluiditas |
Fluktuasi suhu | ± 3 ℃/24 jam | ± 5 ℃/24 jam | Pengerukan penyerapan kelembaban berulang mempercepat degradasi |
Instruksi Khusus:
Area sensitif suhu tinggi: Ketika suhu sekitar> 25 ℃, gugus hidroksietil dalam molekul HEC akan mempercepat oksidasi, dan laju degradasi akan meningkat 2-3 kali untuk setiap 10 ℃ peningkatan
Teknik Kontrol Kelembaban: Gunakan Pengemasan Double-Layer Desiccant (Dosis Silika Gel ≥10g/kg HEC)
Solusi untuk Masalah Umum
Fenomena Masalah | Penyebab Analisis | Langkah -langkah Perawatan Darurat | Rencana Peningkatan Jangka Panjang |
Pengelompokan | Penyerapan atau tekanan kelembaban | Gunakan Setelah Melewati 40 Saringan Mesh | Tingkatkan penyegelan kemasan |
Warna berubah menjadi kuning | Oksidasi atau suhu tinggi | Downgrade jika viskositas memenuhi syarat | Suhu penyimpanan kontrol ≤25 ℃ |
Bau | Kontaminasi mikroba | Segera mengisolasi batch dan mensterilkan | Memperkuat desinfeksi gudang (natrium hipoklorit) |
Fluiditas yang buruk | Akumulasi statis | Tambahkan 0,1% Silika Fumed untuk Meningkatkan | Instal kipas ion |
4. Peran inti hidroksietil selulosa (HEC) dalam pelapis berbasis air
HEC mencapai penebalan sistem melalui tiga mekanisme berikut:
- Hidrasi: Kelompok hidroksil membentuk jaringan ikatan hidrogen dengan molekul air (masing-masing unit glukosa mengikat 12-15 molekul air)
- Keterikatan rantai molekuler: HEC dengan berat molekul tinggi (seperti 250.000da) membentuk struktur jaringan tiga dimensi dalam larutan
- Efek Eksklusi Volume: Rantai molekul terlarut menempati volume hidrodinamik yang lebih besar
HEC memberikan lapisan cairan pseudoplastik yang unik:
- Pada tingkat geser tinggi (> 1000S⁻¹): Viskositas turun dengan cepat, memfasilitasi penyemprotan
- Pada tingkat geser rendah (<1s⁻¹): Pertahankan viskositas tinggi untuk mencegah sedimentasi penyimpanan
5.FAQ Tentang hidroksietil selulosa (HEC) untuk pelapis berbasis air
- T1: Apa itu hidroksietil selulosa (HEC)? Peran apa yang dimainkannya dalam pelapis berbasis air?
HEC adalah polimer yang larut dalam air non-ionik yang dibuat dengan bereaksi selulosa dengan etilena oksida. Ini memiliki beberapa fungsi kunci:
Efek penebalan: membentuk struktur jaringan tiga dimensi untuk meningkatkan viskositas sistem (viskositas solusi 1% dapat mencapai 30.000-100.000 MPa · s)
Stabilitas suspensi: mencegah pigmen dan pengisi dari menyelesaikan dan mempertahankan konsistensi warna
Retensi Air: Menunda Penguapan Air dan Meningkatkan Waktu Terbuka Cat
Regulasi reologi: Berikan cat pseudoplastisitas dan leveling konstruksi keseimbangan dan anti-jejak
Bantuan pembentukan film: Tingkatkan kesinambungan film cat dan tingkatkan kehalusan permukaan
- T2: Apa cara yang benar untuk melarutkan HEC?
Metode dispersi langsung (paling umum digunakan):
Perlahan-lahan menyaring bubuk HEC di bawah pengadukan berkecepatan tinggi (800-1200rpm)
Suhu disolusi dikendalikan pada 25-30 ℃ (suhu tinggi akan menyebabkan degradasi)
Metode Presol:
Pertama persiapkan 2-3% Mother Liquor, dewasa selama 4 jam sebelum mengencerkan
Metode bubur:
Pra-swell dengan ethylene glycol/air (6: 1), lalu tambahkan ke sistem
Poin -Poin Kunci: Hindari yang berikut selama proses pembubaran:
Tuang langsung ke aglomerat (saringan harus digunakan)
Tambahkan pada saat yang sama dengan elektrolit konsentrasi tinggi
Lingkungan dengan pH <2 atau> 12
- T3: Apa alasan penurunan viskositas setelah lapisan disimpan?
Degradasi HEC:
Kontaminasi mikroba (tambahkan fungisida 0,1%)
Penyimpanan suhu tinggi (> 40 ℃)
Pengaruh elektrolit:
Hindari kontak langsung dengan garam seperti CACL₂
Gunakan HEC tahan garam (DS> 2.0) sebagai gantinya