Cellulose is een polysacharide die een verscheidenheid aan in water oplosbare ethers vormt. Celluloseverdikkers zijn niet-ionische, in water oplosbare polymeren. De gebruiksgeschiedenis ervan is zeer lang, meer dan 30 jaar, en er zijn vele varianten. Ze worden nog steeds gebruikt in bijna alle latexverven en vormen de hoofdmoot van de verdikkers. Celluloseverdikkers zijn zeer effectief in waterige systemen omdat ze het water zelf verdikken. In de verfindustrie zijn de meest gebruikte celluloseverdikkers: methylcellulose (MC), hydroxyethylcellulose (HEC), ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), hydroxypropylcellulose (HPC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) en hydrofoob gemodificeerde hydroxyethylcellulose (HMHEC). HEC is een in water oplosbaar polysacharide dat veel wordt gebruikt voor het verdikken van matte en semi-glanzende architecturale latexverven. Verdikkers zijn verkrijgbaar in verschillende viscositeiten en verdikkers met deze cellulose hebben een uitstekende kleurcompatibiliteit en opslagstabiliteit.
De egaliserende, antispat-, filmvormende en anti-uitzakkingseigenschappen van de coatingfilm hangen af van het relatieve molecuulgewicht van HEC. HEC en andere niet-geassocieerde in water oplosbare polymeren verdikken de waterige fase van de coating. Celluloseverdikkers kunnen alleen of in combinatie met andere verdikkers worden gebruikt om een speciale reologie te verkrijgen. Cellulose-ethers kunnen verschillende relatieve molecuulgewichten en verschillende viscositeitsklassen hebben, variërend van een 2% waterige oplossing met een laag molecuulgewicht en een viscositeit van ongeveer 10 MPS tot een viscositeit met een hoog relatief molecuulgewicht van 100.000 MPS. Laagmoleculaire klassen worden gewoonlijk gebruikt als beschermende colloïden bij emulsiepolymerisatie van latexverf, en de meest voorkomende klassen (viscositeit 4.800–50.000 MP·S) worden gebruikt als verdikkingsmiddelen. Het mechanisme van dit type verdikkingsmiddel is te danken aan de hoge hydratatie van waterstofbruggen en de verstrengeling tussen de moleculaire ketens.
Traditionele cellulose is een polymeer met een hoog moleculair gewicht dat voornamelijk dikker wordt door de verstrengeling tussen moleculaire ketens. Door de hoge viscositeit bij lage afschuifsnelheid zijn de egaliserende eigenschappen slecht en wordt de glans van de coatinglaag aangetast. Bij hoge afschuifsnelheid is de viscositeit laag, is de spatbestendigheid van de coatinglaag slecht en is de volheid van de coatinglaag niet optimaal. De applicatie-eigenschappen van HEC, zoals borstelweerstand, filmvorming en rolspatweerstand, hangen direct samen met de keuze van de verdikkingsmiddel. Ook de vloei-eigenschappen, zoals egalisatie en weerstand tegen uitzakken, worden sterk beïnvloed door de verdikkingsmiddelen.
Hydrofoob gemodificeerde cellulose (HMHEC) is een celluloseverdikkingsmiddel met hydrofobe modificatie op sommige vertakte ketens (meerdere langketenige alkylgroepen zijn in de hoofdketen van de structuur ingebouwd). Deze coating heeft een hogere viscositeit bij hoge afschuifsnelheden en daardoor een betere filmvorming. Voorbeelden zijn Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100 en Bermocoll EHM-100. Het verdikkingseffect is vergelijkbaar met dat van cellulose-etherverdikkingsmiddelen met een veel hogere relatieve molecuulmassa. Het verbetert de viscositeit en egalisatie van ICI en verlaagt de oppervlaktespanning. De oppervlaktespanning van HEC is bijvoorbeeld ongeveer 67 MN/m en die van HMHEC 55-65 MN/m.
HMHEC is uitstekend spuitbaar, loopt niet uit, egaliseert goed, heeft een goede glans en voorkomt pigmentklontering. Het wordt veel gebruikt en heeft geen negatieve invloed op de filmvorming van latexverven met fijne deeltjes. Het heeft goede filmvormende en corrosiewerende eigenschappen. Deze specifieke associatieve verdikkingsmiddel werkt beter met vinylacetaatcopolymeersystemen en de prestaties zijn vergelijkbaar met die van andere associatieve verdikkingsmiddelen, maar dan met eenvoudigere formuleringen.
Plaatsingstijd: 16-03-2023