La cellulose est un polysaccharide qui forme divers éthers hydrosolubles. Les épaississants cellulosiques sont des polymères hydrosolubles non ioniques. Leur utilisation est très ancienne, plus de 30 ans, et il en existe de nombreuses variétés. Ils sont encore utilisés dans la quasi-totalité des peintures au latex et constituent l'épaississant le plus courant. Les épaississants cellulosiques sont très efficaces dans les systèmes aqueux car ils épaississent l'eau. Dans l'industrie de la peinture, les épaississants cellulosiques les plus couramment utilisés sont : la méthylcellulose (MC), l'hydroxyéthylcellulose (HEC), l'éthylhydroxyéthylcellulose (EHEC), l'hydroxypropylcellulose (HPC), l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) et l'hydroxyéthylcellulose modifiée hydrophobe (HMHEC). L'HEC est un polysaccharide hydrosoluble largement utilisé pour épaissir les peintures latex architecturales mates et semi-brillantes. Les épaississants sont disponibles en différents grades de viscosité et ceux contenant cette cellulose offrent une excellente compatibilité des couleurs et une excellente stabilité au stockage.
Les propriétés d'étalement, anti-éclaboussures, filmogènes et anti-coulures du film de revêtement dépendent du poids moléculaire relatif de l'HEC. L'HEC et d'autres polymères hydrosolubles non associés épaississent la phase aqueuse du revêtement. Les épaississants cellulosiques peuvent être utilisés seuls ou en association avec d'autres épaississants pour obtenir une rhéologie spécifique. Les éthers de cellulose peuvent avoir différents poids moléculaires relatifs et différents grades de viscosité, allant d'une solution aqueuse à 2 % de faible poids moléculaire (viscosité d'environ 10 MPS) à une viscosité à poids moléculaire relatif élevé (100 000 MP.S). Les grades de faible poids moléculaire sont généralement utilisés comme colloïdes protecteurs dans la polymérisation des émulsions de peinture au latex, et les grades les plus courants (viscosité de 4 800 à 50 000 MP·S) sont utilisés comme épaississants. Le mécanisme d'action de ce type d'épaississant est dû à la forte hydratation des liaisons hydrogène et à l'enchevêtrement entre ses chaînes moléculaires.
La cellulose traditionnelle est un polymère de haut poids moléculaire qui s'épaissit principalement par enchevêtrement entre ses chaînes moléculaires. Sa viscosité élevée à faible taux de cisaillement nuit à son étalement et affecte la brillance du film de revêtement. À taux de cisaillement élevé, la viscosité est faible, la résistance aux éclaboussures et le volume du film de revêtement sont faibles. Les caractéristiques d'application du HEC, telles que la résistance au pinceau, la formation de film et les projections au rouleau, sont directement liées au choix de l'épaississant. De même, ses propriétés d'écoulement, telles que l'étalement et la résistance à l'affaissement, sont largement influencées par les épaississants.
La cellulose modifiée hydrophobe (HMHEC) est un épaississant cellulosique dont certaines chaînes ramifiées sont hydrophobes (plusieurs groupes alkyles à longue chaîne sont introduits le long de la chaîne principale de la structure). Ce revêtement présente une viscosité plus élevée à taux de cisaillement élevés, favorisant ainsi la formation de film. On peut citer par exemple les Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100 et Bermocoll EHM-100. Son effet épaississant est comparable à celui des épaississants à base d'éther de cellulose, dont la masse moléculaire relative est bien supérieure. Il améliore la viscosité et l'étalement des ICI, et réduit la tension superficielle. Par exemple, la tension superficielle de la HEC est d'environ 67 MN/m, et celle de la HMHEC de 55 à 65 MN/m.
Le HMHEC présente une excellente pulvérisabilité, des propriétés anti-coulures et étalantes, un bon brillant et une bonne résistance à l'agglutination des pigments. Largement utilisé, il n'a aucun effet négatif sur la formation du film des peintures latex à particules fines. Il présente également de bonnes performances filmogènes et anticorrosion. Cet épaississant associatif est plus performant avec les systèmes de copolymères d'acétate de vinyle et ses performances sont similaires à celles des autres épaississants associatifs, mais avec des formulations plus simples.
Date de publication : 16 mars 2023