Почему HEC имеет значение для красок на водной основе
Если вы разрабатываете или распространяете краски на водной основе, вы уже используете загустители. Вопрос в том, правильно ли вы их используете. Гидроксиэтилцеллюлоза (HEC) остается наиболее широко используемым загустителем на основе эфира целлюлозы в архитектурных покрытиях во всем мире. Он загущает, стабилизирует и регулирует реологию латексных красок, эмульсионных покрытий и красок на водной основе.
Глобальный Рынок КББ США в 2024 году и, по прогнозам, достигнет 1,8 млрд долл. США к 2034 году при темпах роста в 4,2%. Лакокрасочные материалы являются крупнейшим сегментом в области применения. Поскольку во всем мире составы на водной основе продолжают вытеснять системы на основе растворителей, спрос на надежные загустители HEC продолжает расти.
В этом руководстве рассказывается о том, что необходимо знать разработчикам рецептур красок и дистрибьюторам покрытий о выборе, использовании и поставке HEC для систем красок на водной основе.
Как HEC работает в лакокрасочных составах
Загущение и контроль вязкости
ГЭК загущает, растворяясь в воде и образуя гидратированную полимерную сеть. Эта сеть увеличивает вязкость непрерывной фазы латексной краски. В результате повышается устойчивость краски в банке, уменьшается оседание и обеспечивается более равномерное нанесение.
HEC - неионный полимер. Это означает, что он не взаимодействует с ионными компонентами краски, такими как диспергаторы или поверхностно-активные вещества, так, чтобы вызвать нестабильность. Такая совместимость - одна из причин, по которой HEC остается популярным в широком спектре составов.
Устойчивость к брызгам
При нанесении валиком образуются брызги. Краска, разбрасывающая капли по комнате, создает беспорядок и приводит к отходам материала. HEC снижает разбрызгивание за счет повышения эластичности пленки краски при нанесении валиком. Разработчики, которым нужны низкие показатели разбрызгивания, часто выбирают HEC или гидрофобно модифицированный HEC (HMHEC) вместо ассоциативных загустителей.
Выравнивание и создание пленки
HEC обеспечивает баланс между выравниванием и устойчивостью к провисанию. Краска течет достаточно, чтобы выровнять следы от кисти или валика, но не настолько сильно, чтобы провисать на вертикальных поверхностях. Этот баланс зависит от выбранного вами класса вязкости и дозировки в рецептуре.
Принятие цвета
Приемлемость цвета - это то, насколько стабильно колерованная краска передает намеченный цвет. HEC не препятствует диспергированию красителя так, как это могут делать некоторые ассоциативные загустители. Это важно, когда вы производите колеровочные основы, которые должны надежно принимать универсальные красители.
Удержание воды и открытое время
HEC удерживает воду в мокрой лакокрасочной пленке. При наружных работах и в жарком климате эта влагоудерживающая способность продлевает открытое время и предотвращает преждевременное ошкуривание. Маляр получает больше времени для работы с покрытием, и конечная пленка формируется более равномерно.
Выбор правильного класса вязкости HEC
Не все марки ГЭК одинаково работают в краске. Вязкость, измеряемая в мПа-с для водного раствора 2% при 20°C, определяет, сколько загустителя вы получите на единицу добавленного HEC. Выбор правильной марки - это решение при разработке рецептуры, а не при покупке.
Низковязкий HEC (менее 1 500 мПа-с)
Низковязкие сорта обеспечивают загущение при меньшем влиянии на вязкость при сдвиге. Они хорошо подходят для составов, в которых требуется текучесть и выравнивание, но при этом необходимо придать банке определенную структуру. Некоторые производители используют низковязкие ГЭК в качестве сопутствующего загустителя наряду с ассоциативными загустителями.
КБ средней вязкости (4,000-15,000 мПа-с)
Краски средней вязкости - это "рабочие лошадки" интерьерных плоских красок и красок egghell. Они обеспечивают достаточное загущение для хорошей вязкости в банке и нанесения валиком, не делая краску слишком густой для растекания. Типичная дозировка составляет от 0,2% до 0,5% в расчете на общий вес краски.
Высоковязкий HEC (30 000-100 000+ мПа-с)
Высоковязкие марки обеспечивают максимальную эффективность загущения. Для достижения той же целевой вязкости требуется меньшее количество ГЭК по массе, что позволяет снизить затраты на сырье. Они также обеспечивают большую тиксотропность, что способствует устойчивости к провисанию в текстурированных покрытиях и красках для каменной кладки.
| Тип краски | Рекомендуемая вязкость HEC | Типичная дозировка |
|---|---|---|
| Внутренняя поверхность ровная / яичная скорлупа | 4,000-15,000 мПа-с | 0,2-0,5% |
| Полуглянцевый / сатиновый | 4,000-15,000 мПа-с | 0,15-0,35% |
| Внешний латекс | 15,000-30,000 мПа-с | 0,2-0,4% |
| Текстурированные / кладочные покрытия | 30,000-60,000 мПа-с | 0,15-0,3% |
| Эластомерные кровельные покрытия | 60,000-100,000+ мПа-с | 0,1-0,25% |
Это отправные точки. Фактическая дозировка зависит от ПВХ, типа связующего и других загустителей в вашей системе. Всегда проводите испытания.
ГЭК против ассоциативных загустителей: Когда использовать каждый из них
В большинстве современных красок на водной основе используется комбинация загустителей. Часто возникает вопрос, как HEC сочетается с такими ассоциативными загустителями, как HEUR (гидрофобно модифицированный этоксилированный уретан) и HASE (гидрофобно модифицированная щелочнорастворимая эмульсия).
Что HEC делает лучше
HEC превосходит по стойкости к разбрызгиванию и восприятию цвета. Он также обеспечивает хорошую стабильность в банке. Он менее чувствителен к таким переменным рецептуры, как тип ПАВ и размер частиц латекса. Разработчики ценят эту предсказуемость, особенно при производстве колеровочных основ, которые должны принимать широкий спектр красителей.
HEC также экономически эффективен по сравнению с HEUR. На рынках, чувствительных к цене, рецептура, в которой больше используется HEC и меньше HEUR, может достичь тех же показателей при меньших затратах.
Чем ассоциативные загустители лучше
HEUR обеспечивает лучшую вязкость при сдвиге (вязкость ICI), что приводит к лучшему формированию пленки и ощущению под валиком. Краски с HEUR-загустителем часто имеют более высокий блеск и лучшую текучесть при низком уровне загустителя.
HASE обеспечивает хорошую эффективность загущения при низкой стоимости, но требует регулировки рН и может непредсказуемо взаимодействовать с другими компонентами рецептуры.
Практический подход
Большинство производителей используют оба варианта. HEC обеспечивает вязкость при низком и среднем сдвиге (вязкость в банке и при нанесении), а HEUR или HASE регулируют реакцию при высоком сдвиге. Такая комбинация обеспечивает устойчивость к разбрызгиванию и цветопередачу HEC, а также прочность пленки и блеск ассоциативных загустителей.
| Недвижимость | HEC | HEUR | HASE |
|---|---|---|---|
| Устойчивость к брызгам | Превосходно | От плохого до умеренного | Умеренный |
| Принятие цвета | Превосходно | Может быть чувствительным | Переменная |
| Высокая вязкость при сдвиге | Умеренный | Превосходно | Хорошо |
| Вклад глянца | Низкий | Высокий | Умеренный |
| Стоимость | Нижний | Выше | Нижний |
| Чувствительность рецептуры | Низкий | Высокий | Высокий |
Как внедрить HEC в процесс покраски
Прямое добавление против предварительного диспергирования
Порошок ГЭК можно добавлять непосредственно в размолотую смесь или в отсадку, но добавлять его нужно медленно, при хорошем перемешивании, чтобы избежать образования комков. Многие производители предпочитают предварительно диспергировать ГЭК в воде перед добавлением в замес.
Поверхностно обработанные марки HEC предназначены для отсроченной гидратации. Они легко диспергируются в воде без образования комков, а затем гидратируются и загустевают через несколько минут. Это устраняет необходимость предварительного диспергирования во многих рецептурах.
Заказ на добавление
Добавляйте HEC в самом начале процесса, обычно на стадии измельчения или в начале спуска. Слишком позднее добавление может привести к недостаточной гидратации и нестабильной вязкости. Если вы используете HEC с поверхностной обработкой, соблюдайте рекомендованное поставщиком время ожидания перед проверкой вязкости.
Биостабильность
Стандартный ГЭК подвержен воздействию микроорганизмов, что приводит к потере вязкости с течением времени. Для составов, которым требуется длительный срок хранения, предлагаются биостабильные или ферментоустойчивые марки ГЭК. Если вы распространяете краску на рынках с жаркими и влажными условиями хранения, стоит выбрать биостабильный HEC.
Оценка поставщика HEC для применения в лакокрасочной промышленности
Производители красок и дистрибьюторы покрытий предъявляют особые требования к закупкам HEC. Вот что необходимо оценить.
Вязкость Консистенция
Постоянство вязкости от партии к партии очень важно. Если одна партия HEC дает 10 000 мПа-с, а следующая - 8 000 мПа-с, вязкость вашей краски будет колебаться. Попросите поставщика предоставить данные COA, показывающие диапазон вязкости в последних партиях. Жесткие диапазоны спецификаций означают меньшее количество корректировок на производственной линии.
Варианты обработки поверхности
Предлагает ли поставщик стандартные и поверхностно обработанные марки ГЭК? HEC с поверхностной обработкой упрощает производство за счет исключения этапов предварительного диспергирования. Если у ваших клиентов высокоскоростные производственные линии, они предпочтут марки с поверхностной обработкой.
Биостабильные сорта
Предлагает ли поставщик устойчивый к ферментам ГЭК? Это становится все более важным на рынках, где краска лежит на складах или на полках магазинов месяцами до использования.
Техническая поддержка
Может ли поставщик помочь вам выбрать правильный класс вязкости для вашей рецептуры? Могут ли они устранить такие проблемы, как плохое восприятие цвета или дрейф вязкости? Этот опыт имеет значение при разработке новых рецептур или оптимизации существующих.
О Чживэе
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. Компания выпускает ГЭК, а также HPMC, HEMC, RDP и PCE на своем производственном предприятии в Китае. В качестве сырья компания использует синьцзянский очищенный хлопок и поддерживает годовую производственную мощность в 15 000 тонн. Zhiwei предлагает несколько классов вязкости HEC для применения в лакокрасочных материалах, включая варианты с поверхностной обработкой и биостабильные варианты. Компания предоставляет COA на каждую партию и имеет несколько патентов и сертификаты научных достижений провинциального уровня. Для получения информации о продукции обращайтесь info@zhiweichem.com или позвоните по телефону +86 183 6616 3707.
Часто задаваемые вопросы
Какой класс вязкости HEC следует использовать для интерьера латексная краска? В большинстве интерьерных плоских и яичных красок используется HEC средней вязкости в диапазоне 4 000-15 000 мПа-с. Это обеспечивает достаточное загущение для устойчивости в банке и нанесения валиком без чрезмерной вязкости при сдвиге. Регулируйте дозировку в зависимости от содержания ПВХ и других загустителей в системе.
Можно ли использовать только ГЭК без ассоциативных загустителей? Можно, и многие экономичные краски так и делают. Сам по себе HEC обеспечивает хорошую устойчивость к брызгам, восприятие цвета и стабильность в банке. Компромиссом является более низкая вязкость при сдвиге, что означает меньшее образование пленки и потенциально более низкий блеск. Для красок премиум-класса комбинация HEC и HEUR обычно работает лучше.
Что такое поверхностно обработанный HEC и нужен ли он мне? Поверхностно обработанный ГЭК покрыт задерживающим агентом, который предотвращает немедленную гидратацию. Он легко диспергируется в воде без образования комков, а затем гидратируется после небольшой задержки. Если ваш производственный процесс не позволяет проводить тщательное предварительное диспергирование, или если вы используете высокоскоростные линии смешивания, поверхностно-обработанный ГЭК экономит время и сокращает количество отходов.
Какое количество HEC следует добавить в состав краски? Типичная дозировка составляет от 0,1% до 0,5% от общего веса краски, в зависимости от класса вязкости и целевой вязкости. Более вязкие марки ГЭК требуют меньшего количества материала для достижения той же цели. Всегда проводите испытания с конкретным составом.
Совместим ли HEC со всеми связующими для красок? HEC является неионным, поэтому он совместим с большинством распространенных связующих, включая акриловые, стирол-акриловые и VAE-латексы. Он не взаимодействует с ионными диспергаторами или поверхностно-активными веществами таким образом, чтобы вызвать нестабильность. Однако всегда проверяйте совместимость при работе с новой связующей системой.
Заключение
Гидроксиэтилцеллюлоза для красок не только загущает. Она уменьшает разбрызгивание, улучшает восприятие цвета, продлевает открытое время и стабилизирует банку. Выбранный вами класс вязкости и то, как вы включите его в технологический процесс, влияют на конечные характеристики краски.
Для составителей рецептур практическим подходом обычно является сочетание HEC для низкой и средней вязкости с ассоциативными загустителями для высокой вязкости. Для дистрибьюторов предложение нескольких классов вязкости HEC, а также стандартных вариантов и вариантов с поверхностной обработкой позволяет удовлетворить самый широкий спектр потребностей клиентов.
Компания Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. производит HEC, HPMC, HEMC, RDP и PCE с годовой производительностью 15 000 тонн. Для получения технических данных, запроса образцов или цен обращайтесь info@zhiweichem.com или позвоните по телефону +86 183 6616 3707.
Для получения информации о продукции: Электронная почта: info@zhiweichem.com Телефон: +86 183 6616 3707 Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd.