塗料配合物において、ヒドロキシエチルセルロース (HEC) は一般的な増粘剤およびレオロジー調整剤であり、塗料の保存安定性、レベリングおよび施工特性を向上させることができます。ヒドロキシエチルセルロースを塗料に添加し、効果的に機能させるには、特定の手順と注意事項に従う必要があります。具体的なプロセスは次のとおりです。
1. ヒドロキシエチルセルロースの性質
ヒドロキシエチルセルロースは、優れた増粘特性、フィルム形成特性、保水特性、懸濁特性、乳化特性を備えた非イオン性水溶性ポリマーです。水性塗料、接着剤、セラミック、インク、その他の製品によく使用されます。セルロースの分子鎖上の水酸基の一部がヒドロキシエチル基に置換されたものであるため、水溶性が良好です。
塗料における HEC の主な機能は次のとおりです。
増粘効果：塗料の粘度を高め、塗料の垂れを防止し、施工性に優れます。
懸濁効果：顔料やフィラーなどの固体粒子を均一に分散・安定させ、沈降を防ぎます。
保水効果：塗膜の保水性を高め、オープンタイムを延長し、塗料の濡れ効果を向上させます。
レオロジーコントロール：塗膜の流動性とレベリングを調整し、施工時のハケ跡問題を改善します。
2. ヒドロキシエチルセルロースの添加工程
前溶解工程 実際の操作では、ヒドロキシエチルセルロースを均一に分散、溶解させる前溶解工程が必要です。セルロースがその役割を十分に発揮できるようにするには、通常、セルロースをコーティングに直接添加するのではなく、最初に水に溶解することをお勧めします。具体的な手順は次のとおりです。
適切な溶媒を選択します。通常、溶媒として脱イオン水が使用されます。塗布系に他の有機溶剤が含まれる場合は、その溶剤の性質に応じて溶解条件を調整する必要があります。
ヒドロキシエチルセルロースをゆっくりと振りかける：凝集を防ぐために水をかき混ぜながら、ヒドロキシエチルセルロース粉末をゆっくりと均等に振りかけます。過剰なせん断力によるセルロースの溶解速度の低下や「コロイド」の形成を避けるために、撹拌速度は遅くする必要があります。
静置溶解：ヒドロキシエチルセルロースを散布した後、セルロースが完全に膨潤して水に溶解するまで、一定時間（通常30分～数時間）放置する必要があります。溶解時間はセルロースの種類、溶媒温度、撹拌条件によって異なります。
溶解温度を調整する: 温度を上げると、ヒドロキシエチルセルロースの溶解プロセスが促進されます。通常は溶液温度を20℃～40℃に管理することをお勧めします。温度が高すぎるとセルロースの劣化や溶液の劣化が起こる可能性があります。
溶液の pH 値の調整 ヒドロキシエチルセルロースの溶解度は、溶液の pH 値と密接に関係しています。通常、pH 値が 6 ～ 8 の間の中性または弱アルカリ性条件下でよりよく溶解します。溶解プロセス中に、必要に応じてアンモニアまたは他のアルカリ性物質を添加することにより、pH値を調整できます。
コーティングシステムへのヒドロキシエチルセルロース溶液の添加 溶解後、溶液をコーティングに添加します。添加プロセス中は、コーティングマトリックスとの十分な混合を確実にするために、ゆっくりと添加し、継続的に撹拌する必要があります。混合プロセスでは、過剰なせん断力による発泡やセルロースの劣化を防ぐために、システムに応じて適切な撹拌速度を選択する必要があります。
粘度の調整 ヒドロキシエチルセルロースを添加後、添加量を調整することで塗膜の粘度を調整できます。一般に、ヒドロキシエチルセルロースの使用量は0.3%〜1.0%（コーティングの総重量に対して）であり、添加する具体的な量はコーティングの配合要件に従って実験的に調整する必要があります。添加量が多すぎると、コーティングの粘度が高くなりすぎて流動性が低下し、施工性能に影響を与える可能性があります。添加が不十分だと増粘や懸濁の役割が果たせない場合があります。
レベリング試験と保存安定性試験の実施 ヒドロキシエチルセルロースを添加し、塗膜配合を調整した後、レベリング、タレ、ハケマークの抑制などの塗膜施工性能を試験する必要があります。同時に、塗膜の保存安定性試験も行う必要があります。ヒドロキシエチルセルロースの安定性を評価するために、一定時間放置後のコーティングの沈降や粘度の変化などを観察します。
3. 注意事項
凝集の防止：溶解プロセス中、ヒドロキシエチルセルロースは水を吸収して膨潤しやすいため、ダマの形成を防ぐために水にゆっくりと振りかけ、十分に撹拌する必要があります。これは操作における重要なリンクですが、そうでないと溶解速度と均一性に影響を与える可能性があります。
高いせん断力を避ける：セルロースを添加するとき、過度のせん断力によるセルロースの分子鎖の損傷と増粘性能の低下を避けるために、撹拌速度が高すぎてはなりません。また、その後のコーティング製造においても、高せん断装置の使用は可能な限り避けるべきです。
溶解温度の制御: ヒドロキシエチルセルロースを溶解するとき、水の温度が高すぎてはなりません。一般的には20℃〜40℃に管理するのがおすすめです。高温条件下ではセルロースが劣化し、増粘効果や粘度が低下することがあります。
溶液の保管: ヒドロキシエチルセルロース溶液は通常、調製してすぐに使用する必要があります。長期保管すると粘度や安定性に影響します。通常、塗料の最適な性能を維持するために、塗料の製造日に必要な溶液を準備することをお勧めします。
塗料へのヒドロキシエチルセルロースの添加は、単純な物理的混合プロセスであるだけでなく、その増粘、懸濁、保水特性が十分に活用されるように、実際のプロセス要件や操作仕様と組み合わせる必要があります。添加プロセス中は、溶解前のステップ、溶解温度と pH 値の制御、および添加後の完全な混合に注意してください。これらの詳細は、塗料の品質と性能の安定性に直接影響します。
投稿日時: 2024 年 9 月 19 日