La hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente espesa la pintura al agua mediante dos mecanismos relacionados entre sí.
Su estructura principal de celulosa soluble en agua se hidrata y aumenta la viscosidad de la fase acuosa. Sus grupos laterales hidrofóbicos también se asocian entre sí y con las superficies hidrofóbicas del recubrimiento. Estas interacciones crean una red tridimensional temporal.
La red puede incluir cadenas de polímeros, partículas de látex, carbonato cálcico, caolín, tensioactivos y otros componentes de la formulación. Proporciona una alta viscosidad en reposo, pero puede separarse bajo esfuerzo de cizallamiento y volver a formarse una vez que la fuerza de cizallamiento disminuye.
Esta estructura reversible explica por qué la hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente puede favorecer la suspensión del pigmento, la estabilidad durante el almacenamiento, la resistencia al escurrimiento, el tacto al aplicar con brocha y un flujo de aplicación controlado.
Sin embargo, el rendimiento del HMHEC depende en gran medida de la concentración del polímero, el tipo de pigmento, el tamaño de las partículas, la temperatura, el nivel de electrolito, el conjunto de dispersantes y el historial de cizallamiento. Un tipo de producto que ofrece un buen rendimiento en una pintura puede comportarse de forma diferente en otra.
¿Qué es la hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente?
La hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente se suele abreviar como HMHEC.
El HMHEC parte de una cadena principal de hidroxietilcelulosa. A continuación, el fabricante introduce una pequeña cantidad de grupos hidrofóbicos en dicha cadena principal.
El polímero resultante tiene una estructura anfifílica:
- La cadena principal de hidroxietilcelulosa interactúa con el agua.
- Los grupos hidrofóbicos evitan el contacto directo con el agua.
- Los grupos hidrofóbicos de diferentes cadenas poliméricas se asocian entre sí.
- Algunos grupos hidrofóbicos pueden interactuar con las partículas de látex y con otros componentes hidrofóbicos de la formulación.
Estas uniones temporales aumentan el tamaño efectivo de la estructura polimérica en solución. Además, crean enlaces cruzados físicos entre las cadenas poliméricas.
Los enlaces no son enlaces químicos permanentes. La fuerza de cizallamiento puede romperlos, y pueden volver a formarse una vez que dicha fuerza disminuye.
HMHEC frente a HEC convencional
La hidroxietilcelulosa convencional y la HMHEC están relacionadas, pero no espesan mediante exactamente el mismo mecanismo.
| Propiedad | HEC convencional | HMHEC |
|---|---|---|
| Estructura del polímero | Éter de celulosa hidrofílico | Éter de celulosa hidrofílico con grupos hidrofóbicos |
| Mecanismo principal de espesamiento | Hidratación, expansión de la cadena y entrelazamiento | Hidratación, entrelazamiento y asociación hidrofóbica |
| Interacción con el látex | Efecto asociativo limitado | Puede adherirse a superficies de látex hidrofóbicas |
| Interacción con los pigmentos | Adsorción y enlaces de hidrógeno | Adsorción, enlaces de hidrógeno y asociación hidrofóbica |
| Viscosidad a bajo cizallamiento | Depende principalmente del peso molecular y de la concentración | Puede recibir apoyo adicional de una red asociativa |
| Respuesta al cizallamiento | Fluidez por cizallamiento | A menudo se observa un mayor adelgazamiento por cizallamiento a bajos niveles de cizallamiento |
| Recuperación | Las cadenas de polímeros se reorganizan gradualmente | Las uniones hidrofóbicas pueden volver a formarse tras sufrir un esfuerzo de cizallamiento |
| Sensibilidad de la fórmula | Se ve afectado por el agua, el pH, las sales y los sólidos | También es sensible a los tensioactivos, al látex y a los componentes hidrofóbicos |
Un HEC convencional de alta viscosidad puede producir una mayor viscosidad que un HMHEC de baja viscosidad en una simple solución acuosa. Este resultado no significa que el HEC convencional presente el mismo comportamiento asociativo en un recubrimiento acabado.
La curva reológica completa es más importante que un único valor de viscosidad.
¿Cómo se forma la red asociativa de la HMHEC?
El proceso de espesamiento se puede dividir en cinco etapas.
1. La estructura de celulosa hidrata
El agua rodea los grupos hidroxietilo y expande las cadenas poliméricas.
Las cadenas extendidas ocupan un mayor volumen hidrodinámico. Este fenómeno aumenta la viscosidad de la fase acuosa incluso antes de que se desarrolle una fuerte asociación hidrofóbica.
2. Los grupos hidrofóbicos se agrupan
Los grupos hidrofóbicos tienen poca afinidad por el agua. Tienden a agruparse en pequeños dominios hidrofóbicos.
Varios grupos de diferentes cadenas poliméricas pueden unirse al mismo dominio. Cada dominio actúa como un punto de unión temporal.
3. La asociación intermolecular crea una red
Cuando la concentración de polímeros alcanza un nivel suficientemente alto, los grupos hidrofóbicos de las distintas cadenas forman una red interconectada.
La red puede retener agua y ralentizar el movimiento de las partículas de pigmento y de carga. También puede aumentar la viscosidad a bajo cizallamiento.
La formulación puede presentar una respuesta de espesamiento más marcada una vez que la concentración del polímero supere un rango crítico de asociación.
4. El HMHEC se adsorbe en las partículas de la formulación
Los grupos hidroxilo en el celulosa La cadena principal puede interactuar con las superficies minerales mediante enlaces de hidrógeno y otras fuerzas físicas.
Los grupos hidrofóbicos también pueden interactuar con regiones superficiales adecuadas o con materiales orgánicos adsorbidos.
Una cadena de HMHEC puede entrar en contacto con más de una partícula. Esta estructura da lugar a puentes poliméricos entre las partículas.
5. La estructura responde al esfuerzo cortante
Un bajo esfuerzo de cizallamiento permite que se mantengan más enlaces hidrofóbicos. Por lo tanto, el recubrimiento conserva la estructura de almacenamiento y la suspensión.
Un mayor esfuerzo de cizallamiento rompe algunas uniones temporales y alinea las cadenas de polímeros con la dirección del flujo. La viscosidad disminuye y el recubrimiento resulta más fácil de bombear, aplicar con brocha, rodillo o pulverizador.
Cuando disminuye el esfuerzo de cizallamiento, vuelven a formarse algunas uniones hidrofóbicas. La viscosidad se recupera entonces, aunque es posible que dicha recuperación no sea inmediata ni completa.
¿Qué fuerzas mantienen unidos al HMHEC y a los pigmentos?
No existe una única fuerza que explique la adsorción de HMHEC en las partículas de pigmento.
Pueden producirse varias interacciones al mismo tiempo:
- Enlaces de hidrógeno
- Atracción de Van der Waals
- Atracción o repulsión electrostática
- Asociación hidrofóbica
- Entrelazamiento de polímeros
- Puentes físicos
- Interacción con dispersantes o tensioactivos adsorbidos
La importancia relativa de cada factor depende de la composición química del pigmento, el pH, la fuerza iónica, el tamaño de las partículas, el tratamiento superficial y la estructura del polímero.
Esta complejidad explica por qué el carbonato cálcico y el caolín no reaccionan de la misma manera.
Efecto de la concentración de HMHEC
Una suspensión de pigmento en condiciones de laboratorio puso de manifiesto que la adsorción de HMHEC aumentaba a medida que aumentaba la concentración de HMHEC.
La adsorción aumentó lentamente al principio. Posteriormente, se incrementó de forma pronunciada cuando la concentración de HMHEC alcanzó aproximadamente 0,35-0,40 g por cada 100 ml, lo que equivale a 3,5-4,0 mg/ml.
Esta transición sugiere que el sistema había alcanzado una región de asociación crítica.
Por debajo de esta concentración, la solución estaba dominada por cadenas poliméricas aisladas y pequeños grupos asociativos. Por encima de ella, la asociación intermolecular se hizo mucho más fuerte.
Los grupos hidrofóbicos de las cadenas libres de HMHEC podían unirse a los grupos de las cadenas que ya se habían adsorbido en la superficie del pigmento. Este comportamiento favorecía la adsorción multicapa y la formación de estructuras más grandes de polímero y pigmento.
La concentración de transición exacta no es una especificación universal de HMHEC. Depende de:
- Tipo de grupo hidrofóbico
- Nivel de sustitución hidrofóbica
- Peso molecular del HEC
- Concentración de polímero
- Superficie específica del pigmento
- Concentración de electrolitos
- Temperatura
- Método de ensayo
Un recubrimiento comercial puede alcanzar una transición asociativa a una dosis diferente.
Efecto de la temperatura
La adsorción de HMHEC sobre carbonato cálcico y caolín disminuyó a medida que aumentaba la temperatura en la suspensión modelo.
Se produjeron varios procesos al mismo tiempo.
Una temperatura más elevada aumenta el movimiento molecular y podría dejar al descubierto una mayor superficie de las partículas. Estos efectos podrían favorecer la adsorción.
Sin embargo, el aumento de la temperatura también alteró los enlaces de hidrógeno y los microdominios hidrofóbicos. Las moléculas de agua competían con mayor intensidad con la capa de polímero adsorbida. La estructura asociativa temporal se volvió más fácil de romper.
Los efectos negativos predominaron en el sistema sometido a prueba.
La disminución de la adsorción se hizo más pronunciada cuando la temperatura superó los 50 °C aproximadamente.
Por lo tanto, los formuladores de recubrimientos deben evaluar el HMHEC tanto a temperaturas de producción como de almacenamiento. Un espesante que proporcione una consistencia firme a 25 °C puede presentar un perfil reológico diferente tras una etapa de fabricación en caliente o un almacenamiento en un almacén a temperatura elevada.
Efecto de la concentración de pigmento
La cantidad de HMHEC adsorbida por unidad de pigmento disminuyó al aumentar la concentración del pigmento.
Una mayor concentración de pigmento puede aumentar el contacto y la agregación de las partículas. En ese caso, la superficie específica efectiva podría disminuir.
Además, el HMHEC disponible tiene que repartirse entre un mayor número de partículas. Por lo tanto, cada unidad de pigmento recibe menos polímero.
Este resultado tiene una importante relevancia práctica. La misma dosis de HMHEC puede tener un comportamiento diferente en una pintura con bajo contenido en PVC y en otra con alto contenido en PVC.
Un formulador no debe transferir una dosis de HMHEC directamente entre:
- Imprimación y capa de acabado
- Pintura mate y pintura semibrillante
- Pintura rica en carbonato cálcico y rica en caolín
- Recubrimientos con bajo y alto contenido en sólidos
- Diferentes distribuciones granulométricas de las partículas de relleno
La concentración volumétrica de pigmento y la composición del extensor deben tenerse en cuenta en el proceso de selección del espesante.
Efecto sobre el tamaño de las partículas de pigmento
La adsorción en HMHEC modificó el tamaño de partícula medido tanto en las suspensiones de carbonato cálcico como en las de caolín.
Con una relación de masa entre el HMHEC y el pigmento de 1:10, el radio medio de las partículas registrado varió de la siguiente manera:
| Pigmento | Antes de la adsorción HMHEC | Tras la adsorción en HMHEC | Interpretación principal |
|---|---|---|---|
| Carbonato cálcico | 83,12 nm | 196,40 nm | Fuerte adsorción y formación de puentes entre polímeros |
| Caolín | 244,40 nm | 319,50 nm | Se produjo adsorción, pero el aumento fue menor |
El aumento del tamaño de las partículas no significa que el HMHEC haya provocado simplemente una floculación incontrolada del pigmento.
Un instrumento láser de medición del tamaño de las partículas detecta la estructura hidrodinámica que se desplaza a través del líquido. Las capas de polímero adsorbidas, los puentes poliméricos y los cúmulos reversibles de pigmento y polímero pueden aumentar el tamaño aparente.
Una red controlada puede favorecer la estabilidad de la suspensión. Una formación excesiva de puentes puede provocar una floculación perjudicial, un desarrollo deficiente del color, un menor brillo o una mayor tensión de fluencia.
El formulador debe distinguir entre la asociación estructural útil y la agregación incontrolada de pigmentos.
¿Por qué el HMHEC interactúa con mayor intensidad con el carbonato cálcico?
El sistema de laboratorio mostró una mayor adsorción de HMHEC sobre el carbonato cálcico que sobre el caolín.
Varios factores contribuyeron a esa diferencia.
Tamaño de partícula más pequeño
El carbonato cálcico analizado presentaba un tamaño de partícula inicial menor. Por lo tanto, ofrecía una mayor superficie para la adsorción del polímero.
Química de superficies
El carbonato cálcico y el caolín presentan grupos superficiales y un comportamiento de carga diferentes. Estas diferencias influyen en los enlaces de hidrógeno y en las interacciones electrostáticas.
Iones de calcio
Los iones de calcio pueden modificar el entorno eléctrico cercano a la superficie de la partícula. Pueden comprimir la doble capa eléctrica y reducir en cierta medida la repulsión electrostática.
La asociación hidrofóbica puede, por tanto, contribuir en mayor medida a la interacción total.
Estructura del caolín
El caolín suele tener una estructura laminar. Sus caras y aristas pueden presentar un comportamiento de carga diferente.
En torno a un pH de 9, la repulsión electrostática entre algunas partes de la superficie del caolín y el polímero puede limitar la adsorción. El resultado exacto depende de la procedencia del caolín, el tamaño de las partículas, el tratamiento superficial y el pH.
No se debe simplificar la conclusión diciendo que “el HMHEC siempre funciona mejor con carbonato cálcico”. Cada lote de pigmento comercial requiere pruebas.
¿Qué indica el potencial zeta?
El potencial zeta permite describir el estado eléctrico en las proximidades de las superficies de las partículas dispersas.
Los sistemas de carbonato cálcico y caolín mostraron tendencias diferentes tras la adición de HMHEC:
- El potencial zeta absoluto del carbonato cálcico aumentó en general.
- El potencial zeta absoluto del caolín disminuyó en general.
Las diferentes tendencias respaldan la conclusión de que el HMHEC interactúa con los dos pigmentos mediante diferentes combinaciones de fuerzas.
El resultado del potencial zeta no puede, por sí solo, demostrar si la estabilidad del recubrimiento es buena o mala. Los polímeros asociativos pueden proporcionar estabilización estérica, formación de puentes, creación de redes y tensión de fluencia, aspectos que una simple medición eléctrica no describe por completo.
El formulador debe combinar el potencial zeta con:
- Análisis del tamaño de las partículas
- Pruebas de sedimentación
- Reología
- Caídas
- Brillo
- Intensidad del color
- Estabilidad durante el almacenamiento
- Microscopía
¿Cómo responde el HMHEC al esfuerzo de cizallamiento?
Tanto el HEC como el HMHEC presentan un comportamiento de fluidez por cizallamiento.
A baja cizalladura, el HEC convencional forma una estructura polimérica entrelazada. Al aumentar la cizalladura, parte de esa estructura se rompe y las cadenas poliméricas se alinean con la dirección del flujo.
El HMHEC contiene una red asociativa adicional. Un bajo esfuerzo de cizallamiento permite que las uniones hidrofóbicas conecten varias cadenas.
Cuando aumenta el esfuerzo cortante, estas uniones físicas débiles se separan. Por lo tanto, la viscosidad del HMHEC puede disminuir más rápidamente durante el aumento inicial de la velocidad de cizallamiento.
A un cizallamiento más elevado, la curva de viscosidad se vuelve más plana, ya que gran parte de la red temporal ya se ha roto.
Este comportamiento puede ofrecer:
- Alta viscosidad durante el almacenamiento
- Bombeo más sencillo durante la producción
- Caudal controlado de la brocha y el rodillo
- Menor resistencia durante la aplicación con alto cizallamiento
- Recuperación de la viscosidad tras la aplicación
La solución de HMHEC sometida a ensayo tenía una concentración de aproximadamente 0,4 g por cada 100 ml, es decir, 0,4% (peso/volumen).
Cuando la velocidad de cizallamiento disminuyó, la viscosidad volvió a aumentar. La curva de retorno no seguía exactamente la curva original. La diferencia ponía de manifiesto que la reconstrucción de la red requería tiempo.
Esta histéresis es importante en los recubrimientos. Un sistema que se recupere demasiado rápido puede presentar una mala nivelación. Un sistema que se recupere demasiado lento puede presentar descuelgues.
Cómo influye el HMHEC en el rendimiento del recubrimiento
| Fase de recubrimiento | Reología requerida | Posible contribución de HMHEC |
|---|---|---|
| Almacenamiento | Alta viscosidad a bajo cizallamiento | Control de la suspensión de pigmentos y de la sinéresis |
| Mezcla | Viscosidad reducida bajo esfuerzo de cizallamiento | Mayor facilidad de dispersión y bombeo |
| Relleno | Caudal estable y repetible | Un llenado de envases más uniforme |
| Cepillado | Viscosidad controlada a cizallamiento medio | Mejor arrastre del pincel y mejor aplicación de la pintura |
| Rodando | Equilibrio entre el flujo y el cuerpo | Mejora de la sensación al pasar el rodillo y del control de las salpicaduras |
| Pulverización | Menor viscosidad a alta cizalladura | Mejor atomización cuando está correctamente equilibrado |
| Tras la aplicación | Recuperación controlada | Resistencia a la flexión sin una pérdida excesiva de nivelación |
Normalmente, ningún espesante por sí solo optimiza todos los rangos de cizallamiento.
Un recubrimiento puede combinar HMHEC con HEC convencional, HEUR, polímeros hinchables en medio alcalino, arcillas u otros modificadores reológicos. Esta combinación permite ajustar con mayor precisión la viscosidad a bajo, medio y alto cizallamiento.
Variables que influyen en el rendimiento del HMHEC
Nivel de modificación hidrofóbica
Un nivel de modificación bajo puede dar lugar a una asociación débil. Un nivel alto puede reducir la solubilidad en agua o provocar una interacción excesiva con el látex y los tensioactivos.
Peso molecular del polímero
Un peso molecular más elevado suele aumentar el volumen hidrodinámico y el entrelazamiento. Sin embargo, también puede aumentar la viscosidad y reducir la capacidad de nivelación.
Tipo de carpeta
Las distintas partículas de acrílico, estireno-acrílico, acetato de vinilo y otros látex proporcionan superficies hidrofóbicas diferentes.
Paquete de pigmentos y excipientes
El carbonato cálcico, el caolín, el dióxido de titanio, el talco y la sílice presentan diferentes propiedades químicas superficiales y tamaños de partícula.
Tensioactivos y dispersantes
Los tensioactivos pueden ocupar sitios hidrofóbicos y modificar la red de asociaciones. Los dispersantes pueden competir con el HMHEC por las superficies de los pigmentos.
Electrolitos
Las sales modifican la doble capa eléctrica y la conformación de los polímeros. Los iones divalentes pueden provocar una respuesta diferente a la de las sales de sodio.
Temperatura
Una temperatura más elevada puede reducir la adsorción y alterar la viscosidad de la solución.
Historia del cizallamiento
La dispersión a alta velocidad puede interrumpir temporalmente la red. La viscosidad medida depende del tiempo de recuperación antes de la prueba.
Orden de adición
El HMHEC puede comportarse de forma diferente según se añada antes de la dispersión del pigmento, después de la dilución o como solución prehidratada.
Plan de evaluación del laboratorio HMHEC
Un laboratorio especializado en recubrimientos debería comparar el HMHEC y el HEC convencional en las mismas condiciones.
Paso 1: Preparar una muestra de control sin espesante
La muestra de control muestra la sedimentación, la fluidez y la viscosidad del pigmento original.
Paso 2: Utilizar sólidos poliméricos iguales
El laboratorio debería comparar productos con el mismo contenido de polímero activo antes de optimizar los costes.
Paso 3: Medir varios rangos de cizallamiento
La prueba debería incluir:
- Viscosidad Brookfield a bajo cizallamiento
- Viscosidad Stormer o KU
- Viscosidad ICI bajo alto cizallamiento
- Curva de caudal
- Tensión de fluencia
- Recuperación tixotrópica
Paso 4: Comprobar el rendimiento de la aplicación
El laboratorio debería analizar:
- Resistencia a la deformación
- Subida de nivel
- Arrastramiento del pincel
- Sensación de rodadura
- Salpicaduras
- Comportamiento de la pulverización
- Espesor de la película
Paso 5: Comprobar la estabilidad del pigmento
El programa de pruebas debería incluir:
- Sedimentación
- Sinéresis
- Tamaño de las partículas
- Desarrollo del color
- Brillo
- Rub-up
- Estabilidad durante el almacenamiento
Paso 6: Repetir a diferentes temperaturas
Las pruebas a 25 °C y a una temperatura elevada pueden poner de manifiesto la sensibilidad a la temperatura.
Paso 7: Repetir tras el teñido
Los colorantes universales contienen tensioactivos y glicoles que pueden alterar el espesamiento por asociación. Es posible que la pintura tintada requiera un equilibrio de espesantes diferente al de la base blanca.
¿Puede el Zhiwei HEC sustituir al HMHEC?
El HEC convencional no puede sustituir automáticamente al HMHEC en una proporción de uno a uno.
Actualmente, Zhiwei cuenta con una amplia gama de modelos convencionales de HEC para recubrimientos, entre los que se incluyen el HEC 15K, el HEC 30K, el HEC 50K, el HEC 100K y el HEC 150K. La empresa describe el HEC como un espesante no iónico que favorece la viscosidad, la suspensión de los pigmentos, la fluidez de aplicación y la estabilidad de almacenamiento en recubrimientos al agua. Zhiwei HEC para pintura de látex arquitectónica
Estos grados pueden servir como productos de referencia útiles durante un estudio sobre espesantes asociativos.
| Objetivo de la formulación | Nivel inicial de Zhiwei | Función en la prueba |
|---|---|---|
| Cuerpo de medio a alto | HEC 30K | Escenario de referencia convencional del HEC |
| Mayor viscosidad y suspensión | HEC 50K | Referencia HEC convencional más elevada |
| Tamizado de pintura con alto contenido en PVC | HEC 30K o HEC 50K | Compara la suspensión del pigmento y la sensación al pasar el rodillo |
| Asociación hidrofóbica verdadera | Calificación confirmada por el HMHEC | Se requieren datos explícitos sobre la modificación hidrofóbica |
Zhiwei HEC 30K tiene una viscosidad Brookfield LV indicada de 1.501-2.600 mPa·s en una solución de 1% a 25 °C.
Zhiwei HEC 50K tiene una viscosidad Brookfield LV de 2.601-3.400 mPa.s en las mismas condiciones indicadas.
Estos valores no pueden compararse directamente con las especificaciones medidas a una concentración de 2% ni con otro método de viscosimetría.
La gama de productos Zhiwei destinada al público identifica estos productos como HEC, no como HMHEC. Un comprador que necesite específicamente hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente debe solicitar una confirmación por escrito de:
- Modificación hidrofóbica
- Tipo hidrófobo
- Nivel de modificación
- Método de viscosidad de la solución
- Viscosidad a bajo cizallamiento
- Viscosidad KU
- Viscosidad ICI
- Respuesta asociativa con látex
- Reacción ante los tensioactivos
- Compatibilidad de los pigmentos
- Sensibilidad a la temperatura
- Orden de adición recomendado
- Ficha técnica (TDS), ficha de datos de seguridad (SDS) y certificado de análisis (COA) del lote
Esta distinción aumenta la credibilidad técnica. Además, evita que se elija un HEC común de alta viscosidad para una aplicación que requiera un comportamiento verdaderamente asociativo.
Errores habituales en la selección
Tratar cada HEC como si fuera un HMHEC
Un HEC de alta viscosidad no está modificado hidrofóbicamente de forma automática. El proveedor debe confirmar la composición química.
Selección según un único índice de viscosidad
Un único valor de la solución acuosa no basta para describir la reología del recubrimiento. El formulador necesita mediciones a cizallamiento bajo, medio y alto.
Sin tener en cuenta el tipo de pigmento
El carbonato cálcico y el caolín pueden presentar un comportamiento de adsorción diferente. Un cambio en la composición del paquete de extensores puede requerir un nuevo equilibrio de espesantes.
Pruebas únicamente en agua
Los ensayos con agua evalúan la hidratación y la viscosidad básica. No muestran las interacciones con el látex, el dispersante, el pigmento, el tensioactivo, el antiespumante y el colorante.
Sin tener en cuenta la temperatura
La adsorción y la viscosidad del HMHEC pueden disminuir a temperaturas más elevadas. El formulador debe realizar pruebas en condiciones reales de producción y almacenamiento.
Suponer que un mayor tamaño de las partículas implica un fallo
Un tamaño hidrodinámico de partícula mayor puede deberse a una capa de polímero adsorbida o a una red reversible útil. El resultado debe comprobarse mediante ensayos de estabilidad, color y película.
Añadir demasiado HMHEC
Una formación excesiva de puentes poliméricos puede aumentar la floculación, la tensión de fluencia, la resistencia al arrastre del cepillo y una mala nivelación. Aumentar la cantidad de espesante no siempre garantiza una mayor estabilidad.
Medición inmediatamente después de un esfuerzo de cizallamiento elevado
La estructura asociativa necesita tiempo para reconstruirse. El método de ensayo debe especificar un periodo de recuperación fijo.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el HMHEC?
El HMHEC es una hidroxietilcelulosa que contiene una pequeña cantidad de grupos hidrofóbicos. Estos grupos crean uniones temporales entre las cadenas poliméricas y los componentes del recubrimiento.
¿Cómo espesa el HMHEC la pintura al agua?
La estructura principal del HEC se hidrata y se entrelaza en el agua. Los grupos hidrofóbicos también forman uniones reversibles entre las cadenas poliméricas, los pigmentos y las partículas de látex.
¿Es el HMHEC un espesante asociativo?
Sí. Sus grupos hidrofóbicos crean asociaciones intermoleculares que contribuyen a la reología del recubrimiento.
¿Cuál es la diferencia entre HEC y HMHEC?
El HEC se espesa principalmente mediante hidratación y entrelazamiento de cadenas. El HMHEC también forma una red asociativa hidrofóbica.
¿Es eficaz el HMHEC con el carbonato cálcico?
El HMHEC puede adsorberse con fuerza sobre el carbonato cálcico. El resultado depende del tamaño de las partículas, el tratamiento superficial, el pH, la sal, el dispersante y la composición química del polímero.
¿Es compatible el HMHEC con el caolín?
El HMHEC puede adsorberse en el caolín, pero la interacción puede diferir de la que se produce con el carbonato cálcico, ya que el caolín tiene una estructura laminar y un comportamiento de carga superficial diferente.
¿El HMHEC presenta un comportamiento de fluidez por cizallamiento?
Sí. El cizallamiento rompe parte de su red temporal y reduce la viscosidad. La viscosidad se recupera en parte cuando disminuye la velocidad de cizallamiento.
¿Se recupera el HMHEC inmediatamente después de la cizalladura?
No siempre. La reconstrucción de la red lleva tiempo, por lo que la curva de cizallamiento decreciente puede diferir de la curva de cizallamiento creciente.
¿Qué modelo de Zhiwei se debería probar?
Los grados HEC 30K y HEC 50K de Zhiwei son grados de referencia HEC convencionales muy útiles para pruebas de recubrimiento. En un proyecto que requiera HMHEC, se deberá solicitar un grado modificado hidrofóbicamente que haya sido confirmado específicamente.
Conclusión
La hidroxietilcelulosa modificada hidrofóbicamente ofrece más que un espesamiento convencional en fase acuosa.
Su cadena principal hidrófila se hidrata en agua, mientras que sus grupos hidrófobos forman enlaces temporales entre las cadenas poliméricas y los componentes del recubrimiento. El HMHEC también puede adsorberse sobre el carbonato cálcico y el caolín y contribuir a la formación de una red reversible de pigmento y polímero.
Este mecanismo favorece la suspensión del pigmento, la retención del producto, el control del caudal de aplicación y la recuperación de la viscosidad. Además, hace que el HMHEC sea sensible al tipo de pigmento, al tamaño de las partículas, a la temperatura, a los tensioactivos, a los dispersantes y al historial de cizallamiento.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. ofrece grados convencionales de HEC, como el HEC 30K y el HEC 50K, para realizar ensayos de viscosidad de recubrimiento y de suspensión. Estos grados sirven como referencia fiable a la hora de evaluar si es más adecuado utilizar un HEC convencional o un HMHEC verdaderamente asociativo.
Los clientes pueden facilitar información sobre el tipo de aglutinante, la concentración volumétrica de pigmento, los niveles de carbonato cálcico y caolín, los valores objetivo de viscosidad KU e ICI, el método de aplicación, la temperatura de almacenamiento y el paquete de espesantes que ya utilizan. A continuación, el equipo técnico de Zhiwei puede elaborar una fórmula específica y un plan de pruebas.