Épaississants haute performance pour METHOCEL™ peintures

Qu'est-ce que METHOCEL™ ?

Les produits METHOCEL™ sont des épaississants à base de cellulose composés de méthylcellulose (MC) et d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) solubles dans l'eau, qui composent une famille de polymères appelés éthers de cellulose. Ces polymères solubles dans l'eau sont dérivés de la cellulose provenant de bois naturel ou de peluches de coton. Bien que ces additifs soient utilisés dans de nombreuses applications différentes, ils sont utilisés pour épaissir efficacement les peintures à base de latex. Les épaississants METHOCEL™ apportent de nombreux avantages aux peintures, détaillés ci-dessous.

Stabilité

La date d'expiration des peintures au latex est généralement déterminée par une perte de viscosité et de suspension de pigments. La durée de conservation des peintures au latex peut être prolongée lorsque METHOCEL™ est utilisé comme épaississant et additif de stabilisation des pigments. Bien que METHOCEL™ soit un épaississant à base de cellulose, il est plus résistant aux enzymes libérées par les microbes que d'autres épaississants à base de cellulose. En plus de la stabilité du pH de 3 à 11, les peintures contenant des épaississants METHOCEL™ maintiennent une viscosité uniforme quel que soit leur âge ou leur pH. De plus, les épaississants METHOCEL™ peuvent être utilisés pour augmenter la viscosité des peintures au latex qui se sont fluidifiées en raison de la détérioration.

Application facile

En raison de leur nature pseudoplastique, les éthers de cellulose METHOCEL™ offrent plus qu'un simple épaississement. Ils confèrent une rhéologie pseudoplastique qui permet une application exceptionnelle des peintures. Lorsque les peintures utilisent des épaississants METHOCEL™, la viscosité augmente au repos, améliorant le chargement de la peinture sur les pinceaux et les rouleaux lorsqu'ils sont plongés. Lorsque la peinture est appliquée sur les surfaces au pinceau ou au rouleau, les forces de cisaillement diminuent la viscosité, facilitant ainsi l'application. Après l'application de la peinture, la viscosité diminue pour éviter les gouttes ou l'affaissement.

Durabilité du film

Les revêtements architecturaux à base d'eau sont régulièrement soumis à des conditions difficiles. Ils doivent résister aux produits chimiques de nettoyage, au frottement, à la pluie et à la condensation. Les additifs METHOCEL™ dans les peintures et revêtements à base d'eau aident à améliorer la durabilité du film de peinture et la résistance aux produits chimiques et à l'humidité. De plus, l'écoulement, le nivellement et la difformité sont également améliorés, réduisant la formation de trous de épingle et augmentant l'uniformité du film sur des surfaces avec une porosité variable.

Durabilité

Étant dérivé de la cellulose, METHOCEL™ apporte un contenu bio dans les formulations et offre un avantage axé sur l'avenir en termes de durabilité des produits. De nombreux autres épaississants et additifs qui fournissent la fonctionnalité détaillée jusqu'à présent sont dérivés de matières premières non renouvelables, telles que le pétrole.

Sélectionner le grade approprié de METHOCEL™

La sélection des agents épaississants METHOCEL™ est régie par deux critères principaux : la viscosité, qui est associée au poids moléculaire, et le degré de substitution. Ces critères peuvent être identifiés par la nomenclature des grades. Un exemple est présenté ci-dessous.
 

Substitution

D'un point de vue chimique, les éthers de cellulose METHOCEL™ sont des polymères de cellulose avec des groupes fonctionnels hydroxyles substitués par des groupes fonctionnels méthoxyles et hydroxypropyles. Le degré et la nature de la substitution des groupes fonctionnels de la cellulose varient et peuvent être identifiés par la première lettre du nom de la qualité. 
 

chimie	A	E	F	J	K
Substitution de méthoxyyle, %	27.5-31.5	28.0-30.0	27.0-30.0	16.5-20.0	19.0-24.0
Substitution par hydroxypropyle, %	0	7.0-12.0	4.0-7.5	23.0-32.0	25.0-32.0

La quantité et le type de substitution de cellulose entraînent des différences dans l'organo-solubilité des éthers de cellulose et dans les températures de gélification thermique. En général, l'organo-solubilité des épaississants METHOCEL™ augmente avec l'augmentation de la substitution hydroxypropyle, et la température de gélification thermique de METHOCEL™ diminue avec l'augmentation de la substitution méthoxyle. Des solvants organiques peuvent être utilisés dans les formulations de peinture latex pour améliorer les propriétés de formation de film. Par conséquent, les épaississants "J" et "K" sont généralement recommandés car ils sont compatibles avec la plupart des cosolvants utilisés pour améliorer la formation de film.

Viscosité

La viscosité des solutions produites par les épaississants METHOCEL™ dans l'eau varie d'un grade à l'autre en fonction du poids moléculaire du polymère de cellulose. De nombreuses options existent pour fournir au formulateur de peinture le niveau d'épaississement requis par application. La viscosité moyenne d'une solution à 2 % de METHOCEL™ dans l'eau est rapportée dans chaque grade par un nombre et une lettre "multiplicateur", C étant 100 et M étant 1000. Par exemple, le grade mentionné ci-dessus, J75MS, aurait une viscosité de 75 000 cPs à 2 % en poids dans l'eau. La viscosité des solutions utilisant les épaississants METHOCEL™ variera également en fonction de la concentration à laquelle elles sont ajoutées et des solvants utilisés. Le graphique ci-dessous montre la viscosité impartie par les grades METHOCEL™ courants dans l'eau déionisée à différentes concentrations.

 

Un autre facteur important à prendre en considération concernant la rhéologie des solutions contenant METHOCEL™ est que la pseudoplastie augmentera à mesure que le poids moléculaire et la concentration du polymère augmentent. Cela signifie que la viscosité des solutions avec des épaississants METHOCEL™ de poids moléculaire plus élevé diminuera à mesure que le cisaillement augmentera. Les graphiques ci-dessous mettent en lumière cette relation.

 

 

Traitement de surface

Le dernier attribut à prendre en considération lors de la sélection d'un grade METHOCEL™ est le traitement de surface. Les éthers de cellulose METHOCEL™ désignés par un "S" après la lettre "multiplicateur" pour la viscosité ont un traitement de surface au glyoxal appliqué au polymère de cellulose pour une hydratation retardée. Ici, le polymère de cellulose ne commence à s'hydrater et à fournir un épaississement qu'après que le pH a été ajusté à au moins 9. Cela permet à METHOCEL™ d'être correctement dispersé dans le solvant avant l'hydratation, empêchant l'agglutination et un épaississement insuffisant des formulations de peinture et de revêtements.

Préparation de solutions de METHOCEL™

Poudres non traitées

Les poudres METHOCEL™ non traitées ne sont solubles que dans l'eau froide et certains solvants organiques. Pour les solutions à base d'eau, elles doivent d'abord être soigneusement dispersées pour éviter la formation de grumeaux. Les poudres METHOCEL™ ne sont pas solubles dans l'eau chaude. La dispersion des poudres non traitées peut donc être réalisée en mélangeant METHOCEL™ avec un tiers du volume d'eau requis chauffé à environ 90 °C. Une fois que METHOCEL™ est uniformément dispersé, le volume restant d'eau peut être ajouté sous forme de glace ou d'eau froide. Cela abaisse la température à un niveau auquel l'épaississant METHOCEL™ sera soluble dans l'eau, permettant ainsi de commencer l'hydratation et l'épaississement de la solution.

Poudres traitées en surface

Les épaississants METHOCEL™ traités en surface peuvent être ajoutés directement à des systèmes aqueux neutres en pH et se dispersent assez facilement avec une agitation douce. Une fois que le METHOCEL™ traité en surface est uniformément dispersé, l'hydratation peut être déclenchée en ajustant le pH à 8,5-9,0 avec une petite quantité d'alcalin. Une fois l'hydratation terminée, le pH du système peut être réajusté. Les solutions avec METHOCEL™ sont stables de pH 3 à 11. En raison de la relative facilité de préparation, les grades traités en surface de METHOCEL™ sont généralement recommandés pour une utilisation dans les peintures latex et les revêtements.

Conclusion

Les éthers de cellulose METHOCEL™ sont un outil utile pour les formulateurs de peintures et de revêtements architecturaux à base d'eau afin d'optimiser et de contrôler la viscosité et la rhéologie des formulations. Lorsqu'ils sont utilisés comme agents épaississants dans les peintures et les revêtements, METHOCEL™ offre une viscosité et une stabilité des pigments améliorées, une durabilité du film sec accrue, un chargement plus facile du pinceau, une meilleure étalabilité et une réduction des gouttes et des affaissements. Étant des polymères à base de cellulose, METHOCEL™ augmente également la teneur bio dans les formulations de peinture et de revêtement. Cliquez ici pour voir tous les grades disponibles de METHOCEL™. Alternativement, contactez-nous ci-dessous pour discuter des modificateurs de rhéologie METHOCEL™ pour votre formulation de peinture architecturale.