Espesar pinturas de látex con METHOCEL™
El mercado de pinturas y recubrimientos arquitectónicos ha experimentado un crecimiento sustancial en la última década debido al crecimiento demográfico, el crecimiento del mercado inmobiliario y el aumento de la inversión en infraestructura. La creciente demanda de recubrimientos ecológicos de alto rendimiento ha impulsado el mercado hacia las pinturas a base de agua. Si bien la tecnología del látex ha avanzado considerablemente en los últimos 60 años, las formulaciones aún deben optimizarse para cumplir con los criterios de rendimiento de los consumidores. El control preciso de la viscosidad y la reología que proporcionan los aditivos METHOCEL™ es fundamental para maximizar el rendimiento de las pinturas de látex.
¿Qué es METHOCEL™?
Los productos METHOCEL™ son espesantes a base de celulosa, compuestos de metilcelulosa (MC) e hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) solubles en agua, que componen una familia de polímeros llamados éteres de celulosa. Estos polímeros solubles en agua se derivan de la celulosa procedente de madera natural o línters de algodón. Si bien estos aditivos se utilizan en diversas aplicaciones, se emplean para espesar eficazmente las pinturas de látex. Los espesantes METHOCEL™ aportan diversas ventajas a las pinturas, que se detallan a continuación. Estabilidad
La caducidad de las pinturas de látex suele estar determinada por la pérdida de viscosidad y la suspensión de pigmentos. Su vida útil puede prolongarse utilizando METHOCEL™ como espesante y aditivo estabilizador de pigmentos. Si bien METHOCEL™ es un espesante a base de celulosa, es más resistente a las enzimas liberadas por microbios que otros espesantes a base de celulosa. Además de la estabilidad del pH de 3 a 11, las pinturas que contienen espesantes METHOCEL™ mantienen una viscosidad uniforme independientemente de su antigüedad o pH. Asimismo, los espesantes METHOCEL™ pueden utilizarse para aumentar la viscosidad de las pinturas de látex diluidas por deterioro. Fácil aplicación
Gracias a su naturaleza pseudoplástica, los éteres de celulosa METHOCEL™ ofrecen más que un simple espesamiento. Imparten una reología pseudoplástica que permite una aplicación excepcional de pinturas. Cuando las pinturas utilizan espesantes METHOCEL™, la viscosidad aumenta en reposo, lo que mejora la carga de la pintura sobre brochas y rodillos al sumergirlos. Al aplicar la pintura con brocha o rodillo sobre superficies, las fuerzas de cizallamiento reducen la viscosidad, lo que facilita su aplicación. Tras la aplicación, la viscosidad disminuye para evitar goteos o descuelgues. Durabilidad de la película
Los recubrimientos arquitectónicos a base de agua se someten regularmente a condiciones adversas. Deben soportar productos químicos de limpieza, fregado, lluvia y condensación. Los aditivos METHOCEL™ en pinturas y recubrimientos a base de agua ayudan a mejorar la durabilidad de la película de pintura y su resistencia a los productos químicos y la humedad. También mejoran la adición, la fluidez, la nivelación y la extensibilidad, lo que reduce la formación de poros y aumenta la uniformidad de la película en superficies con porosidad variable. Sostenibilidad
Al derivarse de la celulosa, METHOCEL™ aporta biocontenido a las formulaciones y ofrece una ventaja con visión de futuro en términos de impulsar la sostenibilidad del producto. Muchos otros espesantes y aditivos que proporcionan la funcionalidad descrita hasta ahora se derivan de materias primas no renovables, como el petróleo. Selección del grado adecuado de METHOCEL™
La selección de los espesantes METHOCEL™ se rige por dos criterios principales: la viscosidad, asociada al peso molecular, y el grado de sustitución. Estos criterios se pueden identificar mediante la nomenclatura de grado. A continuación se presenta un ejemplo.
Sustitución
Químicamente hablando, los éteres de celulosa METHOCEL™ son polímeros de celulosa con grupos funcionales hidroxilo sustituidos por grupos funcionales metoxilo e hidroxipropilo. El grado y la naturaleza de la sustitución de los grupos funcionales de celulosa varían y se identifican por la primera letra del nombre del grado.
| Química | A | mi | F | J | K |
| Sustitución de metoxilo, % | 27,5-31,5 | 28.0-30.0 | 27.0-30.0 | 16,5-20,0 | 19.0-24.0 |
| Sustitución de hidroxipropilo, % | 0 | 7.0-12.0 | 4.0-7.5 | 23.0-32.0 | 25.0-32.0 |
La cantidad y el tipo de sustitución de celulosa influyen en las diferencias en la organosolubilidad y las temperaturas de gelificación térmica de los éteres de celulosa. En general, la organosolubilidad de los espesantes METHOCEL™ aumenta con la sustitución de hidroxipropilo, y la temperatura de gelificación térmica de METHOCEL™ disminuye con la sustitución de metoxilo. Se pueden utilizar disolventes orgánicos en formulaciones de pintura de látex para mejorar las propiedades de formación de película. Por lo tanto, se suelen recomendar los espesantes "J" y "K", ya que son compatibles con la mayoría de los codisolventes utilizados para mejorar la formación de película.
Viscosidad
La viscosidad de las soluciones producidas por los espesantes METHOCEL™ en agua varía según el grado, en función del peso molecular del polímero de celulosa. Existen numerosas opciones para proporcionar al formulador de pinturas el nivel adecuado de espesamiento necesario para cada aplicación. La viscosidad media de una solución al 2% de METHOCEL™ en agua se indica en cada grado mediante un número y una letra multiplicadora, donde C es 100 y M es 1000. Por ejemplo, el grado mencionado anteriormente, J75MS, tendría una viscosidad de 75.000 cPs al 2% en peso en agua. La viscosidad de las soluciones que utilizan espesantes METHOCEL™ también varía según la concentración en la que se añaden y el/los disolvente(s) utilizado(s). El gráfico a continuación muestra la viscosidad impartida por los grados comunes de METHOCEL™ en agua desionizada a diferentes concentraciones.
Preparación de soluciones de METHOCEL™
Polvos sin tratar
Los polvos de METHOCEL™ sin tratar solo son solubles en agua fría y algunos disolventes orgánicos. En el caso de soluciones acuosas, primero deben dispersarse completamente para evitar la formación de grumos. Los polvos de METHOCEL™ no son solubles en agua caliente. Por lo tanto, la dispersión de los polvos sin tratar puede lograrse mezclando METHOCEL™ con un tercio del volumen necesario de agua calentada a aproximadamente 90 °C. Una vez que METHOCEL™ se haya dispersado uniformemente, el volumen restante de agua puede añadirse en forma de hielo o agua fría. Esto reduce la temperatura a un nivel en el que el espesante METHOCEL™ será soluble en agua, lo que le permitirá comenzar a hidratar y espesar la solución. Polvos con tratamiento superficial
Los espesantes METHOCEL™ con tratamiento superficial pueden añadirse directamente a sistemas acuosos de pH neutro y dispersarse con relativa facilidad con una ligera agitación. Una vez dispersado uniformemente, se puede iniciar la hidratación ajustando el pH a 8,5-9,0 con una pequeña cantidad de álcali. Una vez completada la hidratación, se puede reajustar el pH del sistema. Las soluciones con METHOCEL™ son estables a pH de 3 a 11. Debido a su relativa facilidad de preparación, los grados de METHOCEL™ con tratamiento superficial se suelen recomendar para su uso en pinturas y recubrimientos de látex.
Conclusión
Los éteres de celulosa METHOCEL™ son una herramienta útil para formuladores de pinturas y recubrimientos arquitectónicos a base de agua, ya que optimizan y controlan la viscosidad y la reología de las formulaciones. Al usarse como aditivo espesante en pinturas y recubrimientos, METHOCEL™ ofrece mejor viscosidad y estabilidad de los pigmentos, mayor durabilidad de la película seca, mayor facilidad de aplicación con brocha, mejor esparcimiento y menor goteo y descolgamiento. Al ser polímeros a base de celulosa, METHOCEL™ también aumenta el biocontenido en las formulaciones de pinturas y recubrimientos.
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