Dans les formulations de peinture, l'hydroxyéthylcellulose (HEC) est un épaississant et un modificateur de rhéologie courant qui peut améliorer la stabilité au stockage, l'étalement et les propriétés de construction des peintures. Pour ajouter de l'hydroxyéthylcellulose aux peintures et garantir son efficacité, certaines étapes et précautions doivent être respectées. Le processus spécifique est le suivant :
1. Propriétés de l'hydroxyéthylcellulose
L'hydroxyéthylcellulose est un polymère hydrosoluble non ionique doté d'excellentes propriétés épaississantes, filmogènes, de rétention d'eau, de suspension et d'émulsification. Il est couramment utilisé dans les peintures à l'eau, les adhésifs, les céramiques, les encres et autres produits. Obtenu en remplaçant une partie des groupes hydroxyles de la chaîne moléculaire de la cellulose par des groupes hydroxyéthyles, il présente une bonne solubilité dans l'eau.
Les principales fonctions du HEC dans les peintures sont :
Effet épaississant : Augmente la viscosité de la peinture, empêche la peinture de s'affaisser et lui confère d'excellentes propriétés de construction.
Effet de suspension : Il peut disperser et stabiliser uniformément les particules solides telles que les pigments et les charges pour les empêcher de se déposer.
Effet de rétention d'eau : améliore la rétention d'eau du film de revêtement, prolonge le temps ouvert et améliore l'effet mouillant de la peinture.
Contrôle de la rhéologie : ajuster la fluidité et le nivellement du revêtement et améliorer le problème des traces de pinceau pendant la construction.
2. Étapes d'addition de l'hydroxyéthylcellulose
Étape de pré-dissolution. En pratique, l'hydroxyéthylcellulose doit être dispersée et dissoute uniformément par un processus de pré-dissolution. Pour que la cellulose puisse pleinement jouer son rôle, il est généralement recommandé de la dissoudre d'abord dans l'eau, plutôt que de l'ajouter directement à l'enrobage. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
Choisir un solvant adapté : on utilise généralement de l'eau déionisée. Si le système de revêtement contient d'autres solvants organiques, les conditions de dissolution doivent être adaptées aux propriétés du solvant.
Saupoudrer lentement l'hydroxyéthylcellulose : Saupoudrer lentement et uniformément la poudre d'hydroxyéthylcellulose tout en remuant l'eau pour éviter l'agglomération. La vitesse d'agitation doit être lente pour éviter de ralentir la dissolution de la cellulose ou de former des colloïdes en raison d'une force de cisaillement excessive.
Dissolution au repos : Après avoir saupoudré l'hydroxyéthylcellulose, il faut la laisser reposer un certain temps (généralement de 30 minutes à plusieurs heures) pour qu'elle soit complètement gonflée et dissoute dans l'eau. Le temps de dissolution dépend du type de cellulose, de la température du solvant et des conditions d'agitation.
Ajuster la température de dissolution : Augmenter la température accélère la dissolution de l'hydroxyéthylcellulose. Il est généralement recommandé de maintenir la température de la solution entre 20 et 40 °C. Une température trop élevée peut entraîner une dégradation de la cellulose ou une détérioration de la solution.
Ajustement du pH de la solution. La solubilité de l'hydroxyéthylcellulose est étroitement liée au pH de la solution. Elle se dissout généralement mieux dans des conditions neutres ou légèrement alcalines, avec un pH compris entre 6 et 8. Pendant le processus de dissolution, le pH peut être ajusté en ajoutant de l'ammoniaque ou d'autres substances alcalines si nécessaire.
Ajout de la solution d'hydroxyéthylcellulose au système d'enrobage. Après dissolution, ajouter la solution à l'enrobage. Pendant le processus d'ajout, l'ajout doit être lent et agité en continu pour assurer un mélange suffisant avec la matrice d'enrobage. Pendant le processus de mélange, il est nécessaire de sélectionner une vitesse d'agitation adaptée aux différents systèmes afin d'éviter la formation de mousse ou la dégradation de la cellulose due à une force de cisaillement excessive.
Ajustement de la viscosité. Après l'ajout d'hydroxyéthylcellulose, la viscosité du revêtement peut être contrôlée en ajustant la quantité ajoutée. Généralement, la quantité d'hydroxyéthylcellulose utilisée est comprise entre 0,3 % et 1,0 % (par rapport au poids total du revêtement), et la quantité spécifique ajoutée doit être ajustée expérimentalement en fonction des exigences de formulation du revêtement. Une quantité ajoutée trop élevée peut entraîner une viscosité trop élevée du revêtement et une mauvaise fluidité, affectant les performances de construction ; tandis qu'une quantité ajoutée insuffisante peut ne pas jouer son rôle d'épaississement et de suspension.
Effectuer des tests de nivellement et de stabilité au stockage Après avoir ajouté de l'hydroxyéthylcellulose et ajusté la formule du revêtement, les performances de construction du revêtement doivent être testées, y compris le nivellement, l'affaissement, le contrôle des marques de pinceau, etc. Dans le même temps, le test de stabilité au stockage du revêtement est également nécessaire pour observer la sédimentation du revêtement après un certain temps de repos, le changement de viscosité, etc., pour évaluer la stabilité de l'hydroxyéthylcellulose.
3. Précautions
Prévention de l'agglomération : Lors de la dissolution, l'hydroxyéthylcellulose absorbe facilement l'eau et gonfle. Il est donc nécessaire de l'ajouter lentement à l'eau et de bien agiter pour éviter la formation de grumeaux. Cette étape est essentielle, car elle risque d'affecter la vitesse et l'uniformité de la dissolution.
Éviter les forces de cisaillement élevées : Lors de l'ajout de cellulose, la vitesse d'agitation ne doit pas être trop élevée afin d'éviter d'endommager la chaîne moléculaire de la cellulose en raison d'une force de cisaillement excessive, ce qui entraînerait une diminution de ses performances d'épaississement. De plus, lors de la production ultérieure de revêtements, l'utilisation d'équipements à cisaillement élevé doit être évitée autant que possible.
Contrôle de la température de dissolution : Lors de la dissolution de l'hydroxyéthylcellulose, la température de l'eau ne doit pas être trop élevée. Il est généralement recommandé de la maintenir entre 20 et 40 °C. À haute température, la cellulose peut se dégrader, ce qui entraîne une diminution de son pouvoir épaississant et de sa viscosité.
Stockage de la solution : Les solutions d'hydroxyéthylcellulose doivent généralement être préparées et utilisées immédiatement. Un stockage prolongé affecte leur viscosité et leur stabilité. Il est généralement recommandé de préparer la solution requise le jour même de la production de peinture afin de préserver ses performances optimales.
L'ajout d'hydroxyéthylcellulose à la peinture ne se résume pas à un simple mélange physique. Il doit également être adapté aux exigences du procédé et aux spécifications opérationnelles afin de garantir l'exploitation optimale de ses propriétés d'épaississement, de suspension et de rétention d'eau. Lors de l'ajout, il faut veiller à la prédissolution, au contrôle de la température de dissolution et du pH, ainsi qu'au mélange complet après l'ajout. Ces détails influencent directement la qualité et la stabilité des performances de la peinture.
Date de publication : 19 septembre 2024