Latexverf verdikken met METHOCEL™

    De markt voor architecturale verf en coating is de laatste tien jaar aanzienlijk gegroeid als gevolg van de groeiende bevolking, een groeiende huizenmarkt en hogere infrastructuuruitgaven.  De toegenomen vraag naar milieuvriendelijke coatings met hoge prestaties heeft de markt in de richting van verven op waterbasis gedreven, en hoewel de latextechnologie de voorbije 60 jaar een lange weg heeft afgelegd, moeten de formuleringen nog steeds worden geoptimaliseerd om aan de prestatiecriteria van de consument te voldoen.  De precieze controle van de viscositeit en reologie die METHOCEL™ biedt, is van cruciaal belang om de prestaties van latexverven te maximaliseren.


Wat is METHOCEL™?


METHOCEL™ cellulose-ethers zijn een familie van wateroplosbare methylcellulose (MC) en hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) polymeren die worden gebruikt om latexverven effectief te verdikken.  Latexverven die met METHOCEL™ zijn verdikt, bieden een aantal voordelen.

Stabiliteit

De houdbaarheid van latexverven wordt meestal bepaald door een verlies van viscositeit en een verlies van pigmentsuspensie.  De houdbaarheid van latexverven kan worden verlengd wanneer METHOCEL™ wordt gebruikt als verdikkingsmiddel en reologiemodificator.  METHOCEL™ is beter bestand tegen enzymen die door microben worden vrijgegeven dan andere verdikkingsmiddelen op basis van cellulose.  Hierdoor en door de pH-stabiliteit van pH 3 tot 11 behouden met METHOCEL™ verdikte latexverven een uniforme viscositeit, ongeacht de leeftijd of pH.  Bovendien kunnen latexverven die door bederf viscositeit hebben verloren, opnieuw worden ingedikt met METHOCEL™ om een juiste en stabiele viscositeit te verkrijgen.
 

Gemakkelijke toepassing

Dankzij de pseudoplastische aard van METHOCEL™ vertonen latexverven die met de polymeren zijn verdikt uitzonderlijke verwerkingseigenschappen.  METHOCEL™ verbetert het laden van de verf op kwasten en rollers.  Bovendien worden de vloei, de nivellering en de smeerbaarheid verbeterd dankzij de reologiemodificator.
 

Duurzaamheid van de film

Architecturale verven op waterbasis worden regelmatig blootgesteld aan zware omstandigheden.  Ze moeten bestand zijn tegen reinigingschemicaliën, schrobben, regen en condensatie.  De toevoeging van METHOCEL™ aan verven en coatings op waterbasis helpt de duurzaamheid en de weerstand tegen chemicaliën en vocht te verbeteren.  Bovendien wordt de vorming van gaatjes verminderd en wordt de uniformiteit van de film verbeterd op oppervlakken met een variërende porositeit.

Keuze van de juiste METHOCEL™-kwaliteit


De keuze van METHOCEL™-kwaliteiten wordt bepaald door twee belangrijke criteria: viscositeit (moleculair gewicht) en substitutiegraad.  Deze criteria kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van de nomenclatuur van de kwaliteit.  Bijvoorbeeld:


 

Substitutie

METHOCEL™ zijn polymeren op basis van cellulose waarvan de hydroxylgroepen gesubstitueerd zijn door methoxyl- en hydroxypropylgroepen.  De mate en aard van substitutie varieert en kan worden geïdentificeerd aan de hand van de eerste letter in de naam van de kwaliteit.
 
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

De hoeveelheid en het type substitutie leiden tot verschillen in organosolubiliteit en thermische gelatietemperaturen van de polymeren.  In het algemeen neemt de organische oplosbaarheid van METHOCEL™ toe naarmate de hydroxypropylvervanging toeneemt, en neemt de thermische gelatietemperatuur van METHOCEL™ af naarmate de methoxylvervanging toeneemt.  In latexverfformules wordt meestal de "J" en "K" chemie aanbevolen, omdat ze compatibel zijn met de meeste cosolventen die worden gebruikt om de filmvorming te verbeteren.

Viscositeit

De viscositeit van oplossingen geproduceerd door METHOCEL™ in water varieert van graad tot graad op basis van het moleculair gewicht van het polymeer.  De gemiddelde viscositeit van een oplossing van 2% METHOCEL™ in water wordt voor elke klasse aangegeven met een getal en een "multiplicator"-letter, waarbij C staat voor 100 en M voor 1000.  Zo zou de hierboven vermelde kwaliteit J75MS een viscositeit hebben van 75.000 mPa*s bij 2% in water.  De viscositeit van METHOCEL™-oplossingen varieert ook naargelang de concentratie waarin ze worden toegevoegd en de keuze van het oplosmiddel.  De onderstaande grafiek toont de viscositeit van gewone METHOCEL™-kwaliteiten in DI-water bij verschillende concentraties.


 
Een andere belangrijke factor met betrekking tot de reologie van oplossingen die METHOCEL™ bevatten, is dat de psuedoplasticiteit toeneemt naarmate het molecuulgewicht van het polymeer en de concentratie stijgen.  De onderstaande grafieken geven deze relatie weer.

 
Oppervlaktebehandeling

Het laatste kenmerk waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze van een METHOCEL™-soort is de oppervlaktebehandeling.  Kwaliteiten van METHOCEL™ die na de viscositeit met een "S" worden aangeduid, zijn oppervlaktebehandeld voor vertraagde hydratatie.  Deze kwaliteiten zullen niet hydrateren en beginnen in te dikken totdat de pH-waarde van de oplossing op 9 is gebracht.  Hierdoor kan METHOCEL™ vóór de hydratatie voldoende in het oplosmiddel worden gedispergeerd en wordt klonteren voorkomen.
Bereiding van oplossingen van METHOCEL™

Oplossingen van METHOCEL™

Onbehandelde poeders

Onbehandelde METHOCEL™-poeders zijn oplosbaar in koud water en in sommige organische oplosmiddelen, maar ze moeten eerst grondig in het water worden gedispergeerd om klonteren te voorkomen.  METHOCEL™-poeders zijn niet oplosbaar in heet water.  Onbehandelde poeders kunnen worden gedispergeerd door METHOCEL™ te mengen met 1/3 van het benodigde volume water dat tot 90°C is verwarmd. Zodra METHOCEL™ gelijkmatig is gedispergeerd, kan het resterende volume water worden toegevoegd in de vorm van ijs of koud water.  Dit verlaagt de temperatuur van de dispersie tot de temperatuur waarbij METHOCEL™ oplosbaar wordt in water en het poeder begint te hydrateren en de viscositeit toeneemt.

Oppervlaktebehandelde poeders
 

Oppervlaktebehandelde kwaliteiten van METHOCEL™ zijn behandeld met glyoxal en kunnen rechtstreeks worden toegevoegd aan pH-neutrale waterige systemen en vrij gemakkelijk worden gedispergeerd met lichte agitatie.  Zodra de oppervlaktebehandelde METHOCEL™ gelijkmatig is gedispergeerd, kan de hydratatie op gang worden gebracht door de pH met een kleine hoeveelheid base op 8,5-9,0 te brengen.  Zodra de hydratatie is voltooid, kan de pH van het systeem worden aangepast en zou het stabiel moeten zijn van 3-11.  Door het gebruiksgemak worden oppervlaktebehandelde kwaliteiten van METHOCEL™ gewoonlijk aanbevolen voor gebruik in latexverven en -coatings.

Conclusie

METHOCEL™ cellulose-ethers zijn een nuttig instrument voor formuleerders van architecturale verven en coatings op waterbasis om de viscositeit en de reologie van formules te optimaliseren en te controleren.  Wanneer METHOCEL™ wordt gebruikt om verven en coatings te verdikken, biedt het een betere stabiliteit dan andere polymeren op basis van cellulose, een hogere duurzaamheid van de droge film, gemakkelijker laden met een borstel, een betere smeerbaarheid en minder spatten.  Neem contact met ons op om uw toekomstige architecturale coatingformules te bespreken of klik op de link hieronder om alle commercieel beschikbare kwaliteiten van METHOCEL™ te bekijken.
 

KRIJG EEN VOORBEELD

Phone EMEA +31.43.711.0100