Cellulose ist ein Polysaccharid, das verschiedene wasserlösliche Ether bildet. Celluloseverdicker sind nichtionische, wasserlösliche Polymere. Sie werden seit über 30 Jahren verwendet und sind in vielen Varianten erhältlich. Sie werden noch immer in fast allen Latexfarben verwendet und sind die gängigsten Verdicker. Celluloseverdicker sind in wässrigen Systemen sehr effektiv, da sie das Wasser selbst verdicken. In der Farbenindustrie werden folgende Celluloseverdicker am häufigsten verwendet: Methylcellulose (MC), Hydroxyethylcellulose (HEC), Ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), Hydroxypropylcellulose (HPC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) und hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose (HMHEC). HEC ist ein wasserlösliches Polysaccharid, das häufig zum Verdicken von matten und halbglänzenden Architekturlatexfarben verwendet wird. Verdicker sind in verschiedenen Viskositätsklassen erhältlich und Verdicker mit dieser Cellulose weisen eine ausgezeichnete Farbverträglichkeit und Lagerstabilität auf.
Die Verlaufs-, Spritzschutz-, Filmbildungs- und Antiablaufeigenschaften des Beschichtungsfilms hängen vom relativen Molekulargewicht der HEC ab. HEC und andere nicht assoziierte wasserlösliche Polymere verdicken die Wasserphase der Beschichtung. Celluloseverdicker können allein oder in Kombination mit anderen Verdickern verwendet werden, um eine spezielle Rheologie zu erzielen. Celluloseether können unterschiedliche relative Molekulargewichte und Viskositätsgrade aufweisen, die von einer 2%igen Wasserlösung mit niedrigem Molekulargewicht und einer Viskosität von etwa 10 MPS bis zu einer Viskosität mit hohem relativen Molekulargewicht von 100.000 MP·S reichen. Grade mit niedrigem Molekulargewicht werden üblicherweise als Schutzkolloide bei der Emulsionspolymerisation von Latexfarben verwendet, und die gängigsten Grade (Viskosität 4.800–50.000 MP·S) werden als Verdicker verwendet. Der Mechanismus dieses Verdickertyps beruht auf der hohen Hydratisierung von Wasserstoffbrücken und der Verwicklung seiner Molekülketten.
Herkömmliche Cellulose ist ein hochmolekulares Polymer, dessen Verdickung hauptsächlich durch die Verflechtung der Molekülketten erfolgt. Aufgrund der hohen Viskosität bei niedriger Schergeschwindigkeit ist die Verlaufseigenschaft schlecht, was den Glanz des Lackfilms beeinträchtigt. Bei hoher Schergeschwindigkeit ist die Viskosität niedrig, die Spritzfestigkeit des Lackfilms schlecht und die Füllkraft des Lackfilms unzureichend. Die Anwendungseigenschaften von HEC, wie z. B. Pinselfestigkeit, Filmbildung und Walzenspritzer, hängen direkt von der Wahl des Verdickungsmittels ab. Auch die Fließeigenschaften wie Verlauf und Ablauffestigkeit werden maßgeblich durch das Verdickungsmittel beeinflusst.
Hydrophob modifizierte Cellulose (HMHEC) ist ein Celluloseverdickungsmittel mit hydrophoben Modifikationen an einigen verzweigten Ketten (mehrere langkettige Alkylgruppen werden entlang der Hauptkette der Struktur eingeführt). Diese Beschichtung weist bei hohen Schergeschwindigkeiten eine höhere Viskosität und daher eine bessere Filmbildung auf. Beispiele hierfür sind Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100 und Bermocoll EHM-100. Ihre verdickende Wirkung ist vergleichbar mit der von Celluloseether-Verdickungsmitteln, weist jedoch eine deutlich höhere relative Molekülmasse auf. Sie verbessert die Viskosität und den Verlauf von ICI und verringert die Oberflächenspannung. Beispielsweise beträgt die Oberflächenspannung von HEC etwa 67 MN/m, die von HMHEC 55–65 MN/m.
HMHEC zeichnet sich durch hervorragende Sprühbarkeit, Ablauffestigkeit, Verlaufseigenschaften, guten Glanz und Anti-Pigment-Verklumpung aus. Es ist weit verbreitet und hat keinen negativen Einfluss auf die Filmbildung von Latexfarben mit feiner Partikelgröße. Es weist gute Filmbildungseigenschaften und Korrosionsschutz auf. Dieses spezielle Assoziativverdickungsmittel eignet sich besser für Vinylacetat-Copolymersysteme und ähnelt in seiner Leistung anderen Assoziativverdickungsmitteln, jedoch mit einfacheren Formulierungen.
Veröffentlichungszeit: 16. März 2023