페인트에서 HEC는 무엇에 사용됩니까?

하이드록시에틸셀룰로오스 (HEC)는 페인트에 주로 유변학 개질제 및 증점제로 사용됩니다. —점도를 조절하고, 안료 침전을 방지하며, 레벨링을 개선하고, 라텍스 페인트, 아크릴 코팅, 유제 페인트 및 방수 코팅을 포함한 수성 제제 전반에 걸쳐 유제 시스템을 안정화합니다. 실용적인 측면에서 HEC는 전문가 등급 페인트가 벽, 천장 및 외부 표면에 전달하는 부드럽고 흘러내리지 않으며 균일하게 흐르는 일관성을 담당하는 성분입니다.

유성 코팅을 제한하는 환경 규제로 인해 수성 코팅에 대한 전 세계 수요가 계속 증가함에 따라— 수성 코팅용 HEC 코팅 산업에서 기술적으로 가장 중요한 셀룰로오스 에테르 첨가제 중 하나가 되었습니다. 이 가이드는 화학, 기능적 역할, 투여량 지침, 응용 분야별 등급, 대체 증점제와의 비교, 코팅제 선택 시 찾아야 할 사항 등 제조자, 조달 관리자 및 코팅 기술자가 알아야 할 모든 내용을 다룹니다. HEC 제조사 또는 HEC 공급업체 .

HEC(하이드록시에틸 셀룰로오스)란 무엇이며 페인트에서 어떻게 작동합니까?

하이드록시에틸셀룰로오스는 알칼리 셀룰로오스와 에틸렌옥사이드를 반응시켜 생성되는 비이온성 수용성 셀룰로오스 에테르입니다. 치환도는 몰치환(MS) 값으로 측정됩니다. 일반적으로 다음 사이입니다. 1.5와 2.5 - 제품의 용해도 프로필, 용액 투명도 및 전해질과의 호환성을 결정합니다. 이온성 증점제와 달리 HEC의 비이온성 특성으로 인해 침전이나 점도 불안정성을 유발하지 않고 페인트 제제에 사용되는 양이온, 음이온 및 양쪽성 계면활성제와 광범위하게 호환됩니다.

수용액에서 HEC 폴리머 사슬은 수화되고 얽혀 흐름에 저항하는 3차원 네트워크를 형성합니다. 이 네트워크는 유사가소성(전단박화) : 낮은 전단력(선반에 보관)에서 페인트는 높은 점도를 유지하므로 안료가 부유 상태로 유지됩니다. 고전단(브러시 스트로크, 롤러 도포) 시 점도가 급격하게 떨어지므로 부드럽고 쉽게 도포할 수 있습니다. 전단력이 제거되면 점도가 빠르게 회복되어 수직 표면에서 처짐 및 떨어지는 것을 방지합니다. 높은 저전단 점도, 낮은 고전단 점도, 빠른 회복 등 이러한 거동의 조합이 바로 라텍스 페인트용 HEC 그리고 아크릴 코팅용 HEC 공식 작성자는 필요합니다.

HEC 농축 뒤에 숨은 화학

농축 메커니즘은 두 가지 경로를 통해 동시에 작동합니다. 첫째, 유체 역학적 부피 : 각각의 용해된 HEC 폴리머 사슬은 용액에서 상당한 스윕 부피를 차지하여 낮은 농도(많은 코팅 시스템에서 0.1-0.5% w/w)에서도 벌크 점도에 기여합니다. 둘째, 사슬 얽힘 : 임계 농도 이상에서는 폴리머 사슬이 물리적으로 겹쳐지고 서로 맞물려 분자량에 따라 강도가 크게 달라지는 젤 같은 네트워크를 생성합니다. 이것이 바로 높은 점도 등급의 HEC(2% 용액에서 100,000~200,000mPa·s)가 우수한 새그 저항성을 요구하는 건축용 페인트에 선호되는 반면, 중간 점도 등급은 새그 제어보다 흐름과 레벨링이 우선시되는 저층 산업용 코팅에 적합한 이유입니다.

HEC가 페인트 배합에서 수행하는 6가지 주요 기능

각 기능적 역할에 대한 이해 코팅용 HEC 이를 통해 제조자는 이를 단순히 점도 수치 목표로 사용하기보다는 전략적으로 사용할 수 있습니다. 다음 6가지 기능은 코팅 과학 문헌과 실제 산업 응용 전반에 걸쳐 잘 문서화되어 있습니다.

1. 점도 조절 및 농축

이것이 HEC의 주요 역할입니다. 일반적으로 다음과 같은 농도로 HEC를 용해함으로써 중량 기준 0.1% 및 0.8% 전체 배합 중 배합업체는 표준 내부 벽 페인트의 경우 90-130KU의 목표 St또는mer 점도(KU 값)를 달성할 수 있으며 질감 및 석조 코팅의 경우 더 높은 목표를 달성할 수 있습니다. 선택한 분자량 등급(2%에서 20,000~50,000mPa·s), 중간(50,000~100,000mPa·s) 또는 무거운(100,000~200,000mPa·s)에 따라 주어진 점도 목표에 필요한 용량이 결정됩니다. 더 무거운 등급은 더 낮은 첨가 수준에서도 동일한 KU 목표를 달성하여 페인트 리터당 재료 비용을 줄입니다.

2. 안료 현탁 및 침전 방지

건축용 페인트에 사용되는 이산화티탄(TiO2), 탄산칼슘 및 기타 무거운 안료의 밀도는 1.0g/cm3인 물에 비해 3.5~4.2g/cm3입니다. 증점제가 없으면 이러한 안료는 빠르게 침전됩니다. HEC의 높은 저전단 점도는 시스템의 겉보기 항복점을 높여 침전이 극적으로 느려지거나 중단됩니다. 90 KU의 표준 라텍스 페인트에 적절하게 도포된 산업용 HEC 등급은 안료 현탁액을 유지합니다. 12개월 딱딱한 케이크가 형성되지 않아 소매 유통에 적합한 보관 안정성을 제공합니다.

3. 필름 레벨링 및 도포 품질

도포 후, 페인트 필름은 겔화되기 전에 브러시 자국과 롤러 점각을 제거할 수 있을 만큼 충분히 흘러야 합니다. HEC의 유사가소성 거동은 이를 뒷받침합니다. 필름 완화(마랑고니 흐름, 중력 구동 레벨링) 중에 존재하는 매우 낮은 전단 속도에서 점도는 수직 표면의 처짐을 방지할 만큼 높지만 불규칙성을 부드럽게 만드는 표면 장력 구동 흐름을 허용할 만큼 충분히 낮습니다. Progress in Organic Coatings(Vol. 85, 2015)에 발표된 연구에 따르면 아크릴 에멀전 페인트의 최적화된 HEC 등급은 레벨링 결함으로 인한 60° 광택 변화를 최대 22% 일치하는 점도 프로필에서 휴르 증점제 시스템과 비교.

4. 적용 중 수분 유지

다공성 기재(콘크리트, 회반죽, 건식 벽체 또는 흡수성 벽돌)에 페인트를 적용하면 기재가 필름에서 물을 빠르게 빼내는 경향이 있어 불완전한 필름 형성과 접착력 저하를 초래합니다. HEC는 수소 결합을 통해 페인트 시스템에 있는 유리수의 일부를 결합하여 기판으로의 물 이동을 늦추고 폴리머 바인더가 적절하게 합체될 수 있는 충분한 시간을 제공합니다. 이 수분 유지 기능은 특히 다음과 같은 경우에 중요합니다. 외벽페인트용 HEC 급속한 수분 손실이 가장 문제가 되는 따뜻하고 건조한 조건에서 다공성 렌더링 또는 콘크리트 블록 위에 적용됩니다.

5. 유제 안정화

라텍스 페인트는 폴리머 입자가 물에 분산된 복잡한 유제입니다. HEC는 보호 콜로이드 역할을 하여 입자 표면에 흡착하고 보관 및 동결-해동 주기 동안 유착을 방지하는 입체 장벽을 생성합니다. 에 대한 에멀전 페인트용 HEC 응용 분야에서 이 안정화 기능은 합성 계면활성제의 필요한 부하를 줄여 결과적으로 최종 필름의 내수성을 향상시키고 높은 계면활성제 수준의 일반적인 부작용인 거품 발생 경향을 감소시킵니다.

6. 오픈 시간 연장

"오픈 타임"은 새로 칠한 페인트를 다시 작업할 수 있는 기간(가장자리 혼합, 랩 표시 제거, 수정 작업)을 의미합니다. HEC의 수분 결합 능력은 수상의 증발 속도를 늦추고 개방 시간을 다음과 같이 연장합니다. 15~40% 주변 조건 및 HEC 등급에 따라 회합성 증점제를 사용하는 등가 점도 시스템과 비교. 이러한 이점은 균일한 마감 품질을 위해 젖은 가장자리를 유지하는 것이 필수적인 넓은 벽 영역에서 작업하는 전문 장식가에게 특히 중요합니다.

특정 페인트 및 코팅 유형의 HEC 적용

동일한 HEC 화학은 그것이 공식화되는 코팅 시스템에 따라 다르게 나타납니다. 방법 이해하기 코팅용 HEC 다양한 페인트 유형에 걸쳐 성능을 발휘하므로 제조자가 올바른 등급을 선택하고 각 응용 분야에 대한 복용량을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

라텍스 페인트 및 인테리어 벽 페인트용 HEC

내부 라텍스 및 에멀젼 페인트는 다음과 같은 용도로 가장 많이 사용됩니다. 라텍스 페인트용 HEC . 일반적인 제제에서는 HEC를 사용합니다. 0.2~0.5% 활성 콘텐츠 90~120KU의 Stormer 점도와 0.8~1.5Pa·s의 ICI 점도를 달성합니다. 고점도 HEC 등급(100,000~200,000mPa·s)은 새그 저항이 중요한 평평한 광택 및 달걀 껍질 광택에 선호됩니다. 중간 점도 등급은 강화된 레벨링이 우선시되는 반광택 제제에 적합합니다. HEC는 일반적으로 분쇄 단계 시작 시 수상에 첨가되고, 더 빠른 수화를 위해 50~60°C에서 용해된 다음 pH에 민감한 성분을 첨가하기 전에 냉각됩니다.

외벽 페인트 및 석조 코팅용 HEC

외부 제제에는 일반적으로 더 높은 HEC 로딩이 필요합니다. 0.3~0.8% - 더 두꺼운 필름 빌드, 더 거친 기판 프로파일 및 실외 적용 중 세척에 대한 저항성은 모두 높은 점도를 요구하기 때문입니다. 벽페인트용 HEC 외부 시스템에서는 시간이 지남에 따라 HEC 농축 필름의 UV 안정성도 입증해야 합니다. 비발색성인 HEC는 UV 방사선을 흡수하지 않으며 필름 황변을 유발하지 않습니다. 이는 일부 합성 증점제에 비해 상당한 이점이 있습니다. 150~300μm 필름 빌드에 적용되는 탄성 벽돌 코팅의 경우, 고분자량 HEC 등급은 슬럼프 없이 두꺼운 필름을 제자리에 유지하는 데 필요한 구조적 점도를 제공합니다.

아크릴 코팅 시스템용 HEC

아크릴 코팅용 HEC HEC는 비이온성이므로 대부분의 아크릴 코팅이 제조되는 pH 범위 7~9에서 사실상 모든 아크릴 에멀젼 유형과 호환되기 때문에 기술적으로 간단합니다. 고광택 아크릴 시스템에서 문제는 점도(도포 제어)와 투명도의 균형을 맞추는 것입니다(용액의 HEC는 낮은 농도에서 투명하지만 부적절하게 용해된 HEC는 헤이즈를 유발할 수 있음). 지연 작용 용해도 조절제(예: 상업용 등급에서 흔히 사용되는 글리옥살 처리)를 사용하여 적절하게 분산된 HEC는 예열 없이 찬물에 추가할 때에도 덩어리 없는 용해를 보장합니다.

방수코팅용 HEC

에서 방수코팅용 HEC —아크릴 방수 멤브레인, 지붕 코팅 및 방습 제제를 포함하여 — HEC는 세 가지 중요한 성능 영역에 기여합니다. 다공성 콘크리트 및 시멘트질 기질의 수분 보유력을 향상시켜 완전한 피막 형성을 지원합니다. 또한 시멘트질 또는 석회 함유 기재 위에 방수 코팅을 적용할 때 흔히 발생하는 전해질 충격에 대해 유제 시스템을 안정화합니다. HEC의 비이온성 특성은 이러한 기질의 음이온 증점제를 불안정하게 만드는 2가 양이온(Ca²⁺, Mg²⁺) 효과에 저항한다는 것을 의미합니다.

HEC vs HPMC vs HEUR: 페인트에 적합한 증점제 선택

수성 페인트용 증점제를 선택하는 제조업체는 종종 HEC를 다른 두 가지 일반적인 옵션인 HPMC(히드록시프로필 메틸셀룰로오스) 및 HEUR(소수성 변형 에틸렌-산화물 우레탄) 결합 증점제와 비교합니다. 각각에는 고유한 성능 프로필이 있으며 올바른 선택은 특정 애플리케이션, 성능 우선 순위 및 비용 목표에 따라 달라집니다.

HEC와 회합성 증점제를 혼합해야 하는 경우

에서 many high-performance architectural paint formulations, HEC and HEUR are used together in a 이중 증점제 시스템 . HEC는 저전단 점도 및 안료 현탁액 요구 사항을 처리하는 반면 HEUR은 중간 전단 속도에서 광택, 레벨링 및 더 단단한 필름 표면에 기여합니다. 일반적인 분할 비율은 HEC의 경우 전체 증점제 기여도의 60~80%이고 HEUR의 경우 20~40%입니다. 이 접근 방식은 증점제만으로는 비용 효율적으로 제공할 수 없는 유변학 프로파일을 달성하며, HEUR를 증점제로만 사용하는 것에 비해 페인트 리터당 총 비용도 절감합니다.

HEC 투여량, 용해 방법 및 실제 제형 팁

최대 성능을 얻으려면 페인트용 HEC 용출 절차, 첨가 순서, 상호 작용 관리에 주의가 필요합니다. 용해 단계의 오류는 페인트 제조 시 제형 불일치와 생산 중단 시간의 주요 원인입니다.

권장되는 용해 절차

1. 사전 분산 완전한 용해가 시작되기 전에 모든 입자를 적시기 위해 천천히 교반하면서 HEC 분말을 최대 온도 25°C의 물에 첨가합니다. 지연 작용(글리옥살 처리) 등급의 경우 분말을 덩어리짐 현상 없이 찬물에 직접 첨가할 수 있습니다.
2. 에서crease temperature 50~60°C(비처리 등급의 경우 선택 사항)로 가열하고 투명하고 덩어리 없는 용액이 얻어질 때까지 30~45분 동안 교반을 유지합니다. 이 기간 동안 점도가 점진적으로 증가합니다.
3. pH 조정 암모니아, AMP-95 또는 수산화나트륨을 사용하여 8.0–9.5로 증가합니다. HEC 용액 점도는 pH 5와 pH 10 사이에서 안정적이지만 라텍스 페인트 시스템의 최적 성능은 약알칼리성 pH에서 달성됩니다.
4. HEC 솔루션 추가 안료와 충전제가 도입되기 전에 분쇄 단계에 들어갑니다. 이는 안료 분산액 전체에 균일한 분포를 보장하고 건조 분말 응집을 방지합니다.
5. 살생물제를 동시에 첨가하지 마십시오. HEC를 사용하면 특정 이소티아졸리논 기반 방부제가 고온에서 셀룰로오스 에테르 사슬과 교차 반응하여 용액 점도를 줄일 수 있기 때문입니다. 시스템이 30°C 미만으로 냉각된 후 살생물제를 첨가하십시오.

일반적인 제제의 함정과 이를 피하는 방법

• 첨가 중 덩어리짐: 교반된 수상의 소용돌이에 HEC 분말을 천천히 추가합니다. 모든 분말을 한 번에 첨가하거나 고인 물에 첨가하지 마십시오.
• 미생물 분해: HEC 솔루션은 박테리아와 곰팡이에 대한 탁월한 성장 배지입니다. 항상 적절한 캔 내부 방부제를 첨가하고 냉장 보관하지 않는 한 24~48시간 이내에 HEC 용액을 사용하십시오.
• 시간 경과에 따른 점도 손실: 미생물 오염에 의해 생성된 셀룰라제는 HEC 사슬을 분해하여 점도 저하를 일으킬 수 있습니다. 이는 HEC 용량을 늘리는 것이 아니라 적절한 살생제 첨가로 예방할 수 있습니다.
• 에서compatibility with high-salt systems: HEC는 대부분의 이온 증점제보다 내염성이 더 높지만 전해질 농도가 매우 높으면(NaCl 당량 5% 이상) 염석 및 점도 붕괴가 발생할 수 있습니다. 제형 개발 초기에 호환성을 테스트합니다.

HEC 소싱: 제조업체 또는 공급업체에서 평가할 사항

코팅 제조자 및 조달 팀 소싱용 산업용 HEC 규모에 따라 제조업체의 생산 능력, 품질 일관성 및 기술 지원 능력은 제품 사양만큼 중요합니다. 안 OEM HEC 공급업체 배합 최적화에 대한 기술 협력을 포함하는 관계는 거래 상품 공급 계약보다 훨씬 더 많은 가치를 제공합니다.

선정 시 주요 평가 기준 HEC 제조사 또는 하이드록시에틸 셀룰로오스 제조업체 포함 사항: 문서화된 점도 일관성(동일한 농도 및 온도에서 5% 미만의 배치 간 CV), 입자 크기 분포(용출 속도 및 덩어리 위험에 영향을 미침), 수분 함량 제어(일반적으로 분말 등급의 경우 5% 미만), 중금속 규정 준수(해당되는 경우 EU REACH, RoHS), 응용 분야별 기술 데이터시트 및 제형 지원 가용성.

Zhejiang Yisheng New Material Co., Ltd.는 전문가입니다. 중국 HEC 공장 항저우 만 국가 산업 단지 내 Shangyu 경제 기술 개발구에 위치하고 있습니다. 연간 생산능력을 갖춘 15,000톤 셀룰로오스 에테르의 Yisheng은 코팅, 건조 분말 모르타르, 유전, 화장품, 개인 관리 및 제약 응용 분야를 위한 HEC, HEMC 및 HPMC를 포함한 전체 제품군을 제조합니다. 이 회사는 고급 테스트 인프라를 갖춘 포괄적인 품질 관리 시스템을 운영하여 까다로운 글로벌 코팅 시장에 적합한 일관된 제품 사양을 보장합니다. 안전, 환경 보호 및 지속 가능한 제조라는 Yisheng의 핵심 개발 원칙은 생산 프로세스에 내장되어 고객의 친환경 제제 이니셔티브 및 규정 준수 요구 사항을 지원합니다.

자주 묻는 질문