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    Verdickte Latexfarben mit METHOCEL™

    Der Markt für  Architektur-Farben und -Beschichtungen hat in den letzten zehn Jahren aufgrund des Bevölkerungswachstums , des wachsenden Wohnungsmarktes und der gestiegenen Infrastrukturausgaben ein beträchtliches Wachstum verzeichnet.  Die gestiegene Nachfrage nach hochleistungsstarken umweltfreundlichen Beschichtungen hat den Markt in Richtung wasserbasierter Lacke gelenkt, und obwohl die Latextechnologie in den letzten 60 Jahren einen langen Weg zurückgelegt hat, müssen Formulierungen noch optimiert werden, um die Leistungskriterien der Verbraucher zu erfüllen.  Die präzise Kontrolle der Viskosität und Rheologie durch METHOCEL™ ist entscheidend für die Maximierung der Leistung von Latexfarben.


Was ist METHOCEL™?


METHOCEL™ Celluloseether sind eine Familie von wasserlöslichen Methylcellulose- (MC) und Hydroxypropylmethylcellulose- (HPMC) Polymeren, die verwendet werden, um Latexfarben effektiv zu verdicken.  Latexfarben, die mit METHOCEL verdickt sind™ bieten eine Reihe von Vorteilen.

Stabilität

Das Ablaufen von Latexfarben wird in der Regel durch einen Viskositätsverlust und den Verlust der Pigmentsuspension hervorgrufen.  Die Haltbarkeit von Latexfarben kann verlängert werden, wenn METHOCEL™ als Verdickungs- und Rheologiemodifikator verwendet wird.  METHOCEL™ ist resistenter gegen Enzyme, die von Mikroben freigesetzt werden als andere Celluloseverdickungsmittel.  Diese Resistenz und eine pH-Stabilität von pH 3 bis 11 ermöglichen METHOCEL™ Latexfarben, deren Viskosität unabhängig ist von Alter und pH-Wert.  Darüber hinaus können Latexfarben, die aufrgund einer überschrittenen Haltbarkeit an Viskosität verloren haben, mit METHOCEL™ wieder verdickt werden und so eine ordnungsgemäße und stabile Viskosität erreichen.

Einfache Anwendung

 Aufgrund der pseudoplastischen Natur von METHOCEL™ weisen mit dem Polymer verdickte Latexfarben außergewöhnliche Anwendungseigenschaften auf.  METHOCEL™ erleichtert die Auftragung der Farbe auf Bürsten und Walzen.  Darüber hinaus werden Durchfluss, Nivellierung und Streubarkeit durch den Rheologiemodifikator optimiert.

Filmhaltbarkeit

Wasserbasierte Gebäudebeschichtungen sind regelmäßig rauen Bedingungen ausgesetzt.  Sie müssen Reinigungschemikalien, Schrubben, Regen und Kondensation standhalten können.  Die Zugabe von METHOCEL™ zu Farben und Beschichtungen auf Wasserbasis trägt dazu bei, die Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Chemikalien und Feuchtigkeit zu verbessern.  Darüber hinaus wird die Lochbildung reduziert und die Gleichmäßigkeit der Verteilung auf Oberflächen mit unterschiedlicher Porosität verbessert.
 

Auswahl der richtigen Methocel-Klasse™


Die Auswahl der METHOCEL™-Grade wird durch zwei Hauptkriterien bestimmt: Viskosität (Molekulargewicht) und Substitutionsgrad.  Diese Kriterien lassen sich anhand der Nomenklatur der Methocel-Klasse festellen:
 
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Substitution

METHOCEL™ sind Polymere auf Cellulosebasis, bei denen Hydroxylfunktionsgruppen mit Methoxyl- und Hydroxypropylfunktionsgruppen ersetzt wurden.  Grad und Art der Substitution variieren und können durch den ersten Buchstaben im Namen der Methocel-Klasse identifiziert werden.
 
Chemistry A E F J K
% MeO 27.5-31.5 28.0-30 27.0-30.0 16.5-20.0 19.0-24.0
% HP 0 7.0-12.0 4.0-7.5 23.0-32.0 25.0-32.0

Die Menge und Art der Substitution verleihen Unterschiede in der Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln (Organosolubilität) und thermischen Gelationstemperaturen der Polymere.  Im Allgemeinen nimmt die Organosolubilität von METHOCEL™ mit einer steigenden Hydroxypropylsubstitution zu und die thermische Gelationstemperatur von METHOCEL™ nimmt mit zunehmender Methoxylsubstitution ab. In Latex-Farbformulierungen wird in der Regel die Chemie "J" und "K" empfohlen, da sie mit den meisten Cosolventen kompatibel sind, die zur Verbesserung der Filmbildung verwendet werden.

Viskositä

Die Viskosität der mit METHOCEL produzierten Lösungen™ in Wasser variiert je nach Molekulargewicht des Polymers.  Die mittlere Viskosität einer Lösung von 2% METHOCEL™ in Wasser wird in jeder Sorte durch eine Zahl und einen "Multiplikator"-Buchstaben mit C von 100 und M von 1000 angegeben.  Zum Beispiel würde die oben aufgeführte Sorte, J75MS, eine Viskosität von 75.000 mPa*s bei einer 2%igen Konzentration aufweisen.  Die Viskosität von METHOCEL™ Lösungen variiert auch je nach Konzentration, in der sie zugesetzt werden, und der Lösungsmittelauswahl.  Die folgende Grafik zeigt die Viskosität der gemeinsamen METHOCEL™-Typen in DI-Wasser in unterschiedlichen Konzentrationen:

 
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Ein weiterer wichtiger Faktor, der in Bezug auf die Rheologie von Lösungen, die METHOCEL enthalten, zu berücksichtigen ist™, ist, dass die Psuedoplastizität mit zunehmendem Molekulargewicht des Polymers und und zunehmender Konzentration steigen wird.  Die folgenden Diagramme heben diese Beziehung hervor:

 
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Oberflächenbehandlung

Das letzte Attribut, das bei der Auswahl eines METHOCEL™-Grades berücksichtigt werden muss, ist die Oberflächenmodifizierung.  Methocel-Typen™ die nach der Viskosität mit einem "S" bezeichnet werden, werden modifiziert, um eine verzögerte Hydratation zu erhalten.  Diese hydratisieren nicht und beginnen zu verdicken, bis eine pH-Einstellung der Lösung aufgetreten ist, um den pH-Wert auf 9 zu erhöhen.  Dadurch kann das METHOCEL™ vor der Hydratation ausreichend im Lösungsmittel dispergiert werden und verhindert Verklumpungen.

Vorbereitung von Lösungen von METHOCEL™

Unbehandelte Pulver

Unbehandelte METHOCEL™ Pulver sind in kaltem Wasser löslich und einige organische Lösungsmittel müssen jedoch gründlich im Wasser dispesiert werden, um Klumpen zu verhindern.  METHOCEL™ Pulver sind in heißem Wasser nicht löslich.  Die Dispersion unbehandelter Pulver kann durch Mischen von METHOCEL™ mit 1/3 der benötigten Wassermenge auf 90 °C erhitzt werden.  Sobald das METHOCEL™ gleichmäßig verteilt ist, kann das remiainierende Wasservolumen als Eis oder kaltes Wasser zugegeben werden.  Dies senkt die Temperatur der Dispersion auf die Temperatur, bei der das METHOCEL™ wasserlöslich wird und das Pulver zu hydratisieren beginnt und die Viskosität zunimmt.

Oberflächenmodifizierte Pulver
 

Oberflächenbehandelte Methocel-Typen™ wurden mit Glyoxal behandelt und können direkt zu pH-neutralen wässrigen Systemen hinzugefügt und mit leichter Rührung recht leicht dispergiert werden.  Sobald das oberflächenmodifizierte METHOCEL™ gleichmäßig dispergiert ist, kann die Hydratation durch eine pH-Einstellung mit einer geringen Menge einer Base auf 8,5-9,0 angehoben werden.  Sobald die Hydratation abgeschlossen ist, kann der pH-Wert des Systems eingestellt werden und sollte zwischen 3 und 11 stabil sein.  Aufgrund der benutzerorientierten Oberflächenmodifikation werden diese Typen in der Regel für den Einsatz in Latexfarben und Beschichtungen empfohlen.

Schlussfolgerung

METHOCEL™ Celluloseether sind ein nützliches Werkzeug für Formulierer von wasserbasierten Architekturfarben und -beschichtungen, um die Viskosität und Rheologie von Formulierungen zu optimieren und zu steuern.  Bei der Verwendung zum Verdicken von Farben und Beschichtungen bietet METHOCEL™ eine verbesserte Stabilität im Vergleich zu anderen Cellulose-basierten Polymeren, erhöhte Trockenfilmhaltbarkeit, einfachere Bürstenauftragung, verbesserte Ausbreitungsfähigkeit und eine gerringerte Spritzwirkung.  Kontaktieren Sie uns, um Ihre Beschichtungsformulierungen zu besprechen oder klicken Sie auf den untenstehenden Link, um alle handelsüblichen Typen von METHOCEL™ anzuzeigen.
 

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