Industrie nieuws
Thuis / Nieuws / Industrie nieuws / HEC voor Anti-Sag-verfformulering: balanceert lage-shear-reologie en egalisatie

HEC voor Anti-Sag-verfformulering: balanceert lage-shear-reologie en egalisatie

Een natte trek van 400 µm op een verticaal glaspaneel vertelt u meer over het risico op doorzakken dan een volledig specificatieblad. Als de film binnen de eerste twee minuten begint te kruipen en aan de onderrand dikker wordt, zal het verhogen van de Stormer-viscositeit de batch niet redden. Het probleem ligt in het gebied met lage afschuiving van de reologiecurve, ruim onder het 100 KU-punt dat de meeste kwaliteitsbanken meten.

Het korte antwoord: HEC voor anti-uitzakkingsverfformulering is in de praktijk een vraag over reologie bij lage afschuiving en niet over de totale belasting van het verdikkingsmiddel. Hydroxyethylcellulose blijft de meest praktische manier om die structuur in een watergedragen emulsieverf in te bouwen, en is doorgaans de goedkoopste uitzakweerstand die je per kilogram kunt kopen. Het resultaat hangt echter veel meer af van de kwaliteitkeuze, de dosering en de dispergeermethode dan van de hoeveelheid poeder die in de molen gaat.

Hydroxyethylcellulose is een niet-ionische cellulose-ether. Opgelost in water gedraagt ​​het zich niet als een zoutverdikkingsmiddel: de hydroxyethylgroepen binden water en de lange ruggengraatketens verstrikken zich in een los driedimensionaal netwerk. In rust is dat netwerk bestand tegen stroming. Onder de hoge afschuiving van een kwast of roller breekt het af en vloeit de verf uit. Wanneer de shear stopt, wordt het netwerk opnieuw opgebouwd, en hoe snel het opnieuw opbouwt, is wat een schone film onderscheidt van een doorhangende film.

Wat HEC verandert in een natte film

Sag is de zwaartekracht die inwerkt op een film die nog niet voldoende structuur heeft ontwikkeld om zijn eigen gewicht te dragen. HEC beïnvloedt dat evenwicht via drie eigenschappen, en ze zijn alle drie tegelijk van belang.

  • Viscositeit en vloeigrens bij lage afschuiving. Dit is de eigenschap die een natte film van 300–500 µm op een verticale wand vasthoudt. Cellulose-ethers dragen per kilogram meer low-shear body bij dan HASE- of HEUR-verdikkingsmiddelen. Daarom is HEC nog steeds de standaard anti-uitzakcomponent in matte en halfglanzende muurverven.
  • Herstelpercentage. Structuur die onmiddellijk opnieuw opbouwt, voorkomt doorzakken, maar bevriest ook penseelstrepen en rolstippels. Structuur die te langzaam herbouwt, laat de film kruipen. Het bruikbare venster is smal en verschuift met de temperatuur, de pigmentvolumeconcentratie en het co-oplosmiddelniveau.
  • Waterretentie en open tijd. Cellulose-ethers houden water in de film vast, waardoor het villen wordt vertraagd en het oppervlak lang genoeg mobiel blijft om waterpas te worden. Dat komt de schijn ten goede, maar verlengt ook de periode waarin de film kan inzakken, zodat de twee effecten bewust moeten worden afgewisseld.

De reologiecurve achter Sag lezen

Zet de viscositeit uit tegen de afschuifsnelheid en de vorm van de curve verklaart de meeste veldfouten. In het onderstaande diagram wordt dezelfde emulsie bij twee HEC-ladingen vergeleken; de verticale opening aan de linkerkant is waar de doorzakking wordt bepaald.

verzakkingszone Viscositeit Afschuifsnelheid (logschaal) 0.1 1 10 100 1000 0,6% HEC 0,35% HEC
Illustratief afschuifverdunningsgedrag, geen specificatie. De twee curven convergeren bij hoge afschuiving, wat de reden is dat een viscositeitsbeker de doorzakking niet kan voorspellen.

Er zijn twee dingen die het vermelden waard zijn. Ten eerste is de opening tussen de bochten het grootst bij lage afschuiving, precies daar waar doorzakking optreedt en waar een stromingsbeker niet kan kijken. Ten tweede convergeren beide curven bij hoge afschuiving, zodat het penseelgevoel, de spatten en de filmopbouw identiek kunnen lijken, zelfs als de ene batch doorzakt en de andere blijft zitten. Een samensteller die alleen de uitstroomtijd controleert, werkt blind op de enige eigenschap die er toe doet.

De standaard laboratoriumcontrole is ASTM D4400, uitgevoerd op een doorzakmeter die strepen met toenemende natte dikte op een verticaal paneel tekent; de anti-sag-index is de dikste streep die geen brug vormt naar de buurman. Het doel is niet het hoogste aantal dat u kunt bereiken, maar een comfortabele marge boven de ter plaatse aangebrachte laagdikte, inclusief high-build walsen en warm weer.

zwaartekracht Natte film in handen van het HEC-netwerk Substraat
Het eigen gewicht van de film wordt gedragen door het netwerk op de interface. Verlies de structuur met lage afschuiving en de hele laag beweegt als één massa.

De juiste HEC-kwaliteit kiezen voor anti-verzakkingsprestaties

HEC wordt verkocht per viscositeitsklasse, en de keuze van de kwaliteit doet meer voor de beheersing van doorzakking dan voor kleine dosisaanpassingen. Watergedragen coatingkwaliteiten worden doorgaans geclassificeerd op basis van de viscositeit van een 2%-oplossing, doorgaans rond de 30.000, 50.000 en 100.000 mPa·s. Een hogere kwaliteit levert meer materiaal met lage afschuiving per kilogram op, maar verspreidt zich ook minder gemakkelijk, veroorzaakt spatten en verhoogt de borstelweerstand.

Drie andere parameters verdienen een plaats in het technische gesprek met elke leverancier:

  • Vertraagde oplosbaarheid. Oppervlaktebehandelde soorten zwellen pas op als de pH stijgt, waardoor ze zonder klontvorming in de pigmentmaling kunnen worden gedispergeerd. Onbehandelde soorten moeten zorgvuldig worden toegevoegd onder hoge afschuiving.
  • Mate van vervanging. Een hogere DS betekent over het algemeen een betere oplosbaarheid, heldere oplossingen en meer weerstand tegen enzymatische afbraak, wat van belang is bij warm opgeslagen producten op waterbasis.
  • Deeltjesgrootte en gehalte aan fijne deeltjes. Fijner poeder lost sneller op, maar genereert stof en kan vissenogen veroorzaken als het ongelijkmatig bevochtigd wordt.
EASONZELL HEC Series for Water-Based Coatings EASONZELL HEC-serie voor coatings op waterbasis Speciale hydroxyethylcellulosekwaliteiten voor muurverven, primers en halfglanzende aflakken, met viscositeitsopbouw afgestemd op pigmentsuspensie en filmvastheid in coatings op waterbasis. Bekijk Product →

Voor muurverven, primers en halfglanzende aflakken is er de speciale HEC-kwaliteiten voor coatings op waterbasis zijn het logische uitgangspunt omdat hun viscositeitsopbouw is afgestemd op pigmentsuspensie en filmvastheid in plaats van op boorvloeistoffen of persoonlijke verzorging. Vraag naar de oplossingsviscositeit, het DS-bereik en de deeltjesgrootteverdeling van de kwaliteit voordat u een paneltest uitvoert.

Dosering, verspreiding en de fouten die verzakking veroorzaken

De dosering voor HEC in een conventionele emulsie voor binnen of buiten ligt doorgaans in het bereik van 0,3–1,0% op basis van het totale formulegewicht, waarbij het exacte cijfer wordt bepaald door de pigmentvolumeconcentratie, het type bindmiddel en de opbouw van de beoogde film. Onder dat raam is er niet genoeg netwerk om de film vast te houden; ver daarboven hebben de nivellerings- en schrobweerstand beide te lijden en begint de verf er kort en stijf uit te zien op de muur.

Typische paden voor probleemoplossing tegen doorzakken; bevestig dit met uw eigen referentieformulering voordat u de dosering wijzigt.
Symptoom Waarschijnlijke oorzaak Wat te veranderen
Film kruipt binnen de eerste minuut op een verticaal paneel Onvoldoende structuur met lage afschuiving Kleine dosisverhoging, of een viscositeitsklasse hoger
Kwastsporen en rolstippels blijven zichtbaar Structuur herstelt te snel of de belasting is te hoog Verminder HEC en herstel stroming onder hoge afschuiving met een kleine HEUR-toevoeging
Brokken of visogen in de batch Poeder ongelijkmatig bevochtigd Gebruik oppervlaktebehandelde kwaliteit, voeg toe onder hoge afschuiving, pas de pH aan na dispergeren
Labpaneel passeert, film op locatie zakt in Veldnatte film dikker dan de laboratoriumafname Test bij de echte natte laagdikte en bij verhoogde temperatuur
Viscositeit falls during storage Enzymatische of microbiële aanval, of incompatibiliteit met het conserveermiddel Controleer het conserveringssysteem en bevestig de enzymresistentie van de kwaliteit

HEC Naast HASE, HEUR en Clay

Geen enkele moderne verf is afhankelijk van één enkel verdikkingsmiddel. De nuttige vraag is niet wie er wint, maar welk deel van de reologiecurve iedereen zou moeten bezitten.

HEC 92 Attapulgiet klei 86 HASE 68 HEUR 24 0 25 50 75 100 Relatief lichaam met lage afschuiving (illustratieve index)
Kwalitatieve vergelijking van de structuur in het blik per eenheid actieve vaste stoffen. Klei scoort hier hoog, maar kost glans, tintsterkte en vloeiing.

Een gebruikelijk patroon is een HEC-basis voor weerstand tegen in-can body en doorzakken, plus een kleine dosis HEUR om de nivellering bij hoge afschuiving en de filmopbouw te herstellen. HASE zit tussen de twee in: meer low-shear body dan HEUR, betere vloei dan HEC, maar pH-afhankelijk en minder robuust in diepe tintbasissen.

Kleiverdikkers bouwen ook goedkoop een structuur met lage afschuiving op, maar verhogen toch het glansverlies, het risico op modderscheuren en de variatie in de tintsterkte. Daarom verschijnen ze vooral in primers en textuurproducten in plaats van in getinte toplagen. Om de omringende categorieën voor primers, topcoats en structuurafwerkingen met elkaar te vergelijken, zie het assortiment additieven voor architecturale coatings .

Kwaliteitscontroles en sourcingpunten die de moeite waard zijn om in het contract te schrijven

Anti-sag-prestaties gaan gemakkelijk verloren tussen verzendingen, dus een paar inkomende controles zijn de moeite waard om in de specificatie in te bouwen in plaats van alleen op het certificaat te vertrouwen:

  1. Viscositeit van de oplossing: Brookfield-aflezing van een 2%-oplossing bij 20 rpm en 25 °C, met een aangegeven tolerantieband.
  2. Vochtgehalte en onoplosbare resten, die beide de viscositeit veranderen, bouwen zich op in de uiteindelijke verf.
  3. pH van de waterige oplossing, die voor de meeste emulsiesystemen bijna neutraal zou moeten zijn.
  4. Deeltjesgrootteverdeling of zeefresidu, omdat grove fracties het oplossen vertragen en fijne fracties stof en klonten veroorzaken.
  5. Mate van substitutie, door Zeisel of NMR, als indicator voor de consistentie tussen partijen.
  6. Een referentieverfproef: Stormer-viscositeit volgens ASTM D562 en anti-sag-index volgens ASTM D4400, telkens volgens dezelfde formule.

Opslag is net zo belangrijk als specificatie. HEC is hygroscopisch; zakken die open blijven staan ​​of pallets die op een vochtige vloer staan, zullen gaan schilferen, en een poeder met een schil verspreidt zich slecht, hoe goed de kwaliteit ook is. Houd de voorraad droog, sluit geopende zakken opnieuw en roteer op een first-in, first-out-basis.

Veelgestelde vragen van verffabrikanten

Q1. Waarvoor wordt HEC in verf gebruikt?
Hoofdzakelijk als verdikkingsmiddel voor systemen op waterbasis: het bouwt het lichaam in het blik op, suspendeert pigment, houdt de natte film tegen uitzakken en vertraagt ​​het waterverlies tijdens het drogen. Het is de standaard low-shear component in matte en halfglanzende muurverven.
Vraag 2. Hoeveel HEC moet ik toevoegen om het uitzakken van de verf te voorkomen?
Bij de meeste emulsies wordt ongeveer 0,3–1,0% van het totale gewicht gebruikt. Begin aan de onderkant van een hogere viscositeitsklasse in plaats van de dosering van een lage viscositeitsklasse te verhogen, en bevestig een verticale afname bij de echte veldfilmdikte.
Q3. Waarom zakt mijn verf nog steeds uit nadat ik meer HEC heb toegevoegd?
Meestal was het poeder niet volledig opgelost, of ging de extra lading in een kwaliteit waarvan het netwerk zich te langzaam herstelt. Onopgeloste geldeeltjes worden ongelijkmatig dikker, en overdosering kan de structuur met lage afschuiving ook dunner maken door veranderingen in de pigmentuitvlokking.
Q4. Is HEC of HEUR beter voor anti-sag-prestaties?
Voor weerstand tegen doorzakken is HEC de sterkere keuze omdat het werkt bij lage schuifkracht, waar de zwaartekracht inwerkt. HEUR draagt ​​weinig bij aan de low-shear body, maar zorgt voor een betere filmopbouw en egalisatie, dus de meeste samenstellers gebruiken beide.
Vraag 5. Welke viscositeitsgraad van hydroxyethylcellulose is geschikt voor emulsieverf?
Kwaliteiten die ongeveer 30.000–50.000 mPa·s in een oplossing van 2% opleveren, dekken de meeste decoratieve emulsies; 100.000 mPa·s-kwaliteiten worden gebruikt waar extra houvast nodig is, wat ten koste gaat van een hardere verspreiding en meer spatten.
Vraag 6. Hoe los je HEC op in verf zonder klontjes?
Gebruik een oppervlaktebehandelde kwaliteit, voeg deze langzaam toe aan water of maal het pigment onder hoge afschuiving en verhoog de pH pas zodra het poeder is gedispergeerd. Laat het poeder nooit in een alkalisch mengsel terechtkomen, waar het bij contact zal opzwellen.
Zhejiang Yisheng Nieuw Materiaal Co., Ltd.