Details zu Zellulose in Beschichtungen

Woraus bestehen Beschichtungen?

Farbe bringt Farbe in unser Leben. Die wichtigsten Bestandteile von Farben lassen sich kurz in drei Kategorien zusammenfassen: Pigmente, Bindemittel und Lösungsmittel.

Pigmente sind fein gemahlene Partikel, die Farbe, Deckkraft und Schutzeigenschaften liefern und Farben unterschiedliche Farben und Deckkraft verleihen können. Sie können anorganisch sein, wie Titandioxid, Eisenoxid und Ruß, oder organische Verbindungen, wie Phthalocyanine, Chinacridone und Perolefine.

Bindemittel sind filmbildende Komponenten, die wie "Klebstoff" wirken, um die Pigmente zusammenzuhalten und den getrockneten Farbfilm auf dem Untergrund zu fixieren. Zu den üblichen Bindemitteln gehören Kunstharze wie Acryl, Vinyl und Polyurethan sowie natürliche Polymere wie Leinöl und Stärke.

Lösungsmittel sind flüchtige Flüssigkeiten, die das Bindemittel auflösen oder dispergieren, so dass die Farbe in dünnen, gleichmäßigen Schichten aufgetragen werden kann. Bei Latexfarben wird meist Wasser als Lösungsmittel verwendet, während bei Ölfarben organische Lösungsmittel wie Mineralalkohol zum Einsatz kommen. Die Lösungsmittel verdampfen, wenn die Farbe trocknet, und hinterlassen Pigmente, die durch das Bindemittel zusammengehalten werden und einen durchgehenden Film bilden, den wir schließlich vor uns sehen.

Neben den oben genannten Bestandteilen enthalten Farben auch verschiedene Zusatzstoffe. Obwohl die Zusatzstoffe nur einen geringen Prozentsatz der Formulierung ausmachen, können sie den Farben wichtige Eigenschaften verleihen. Beispiele sind Filmbildner, Tenside, Dispergiermittel, Konservierungsmittel, Entschäumer und Verdickungsmittel.

Die Rolle der Zellulose in Farben

Cellulose trägt wesentlich zur Geschmeidigkeit und Konsistenz von Farben bei und ist ein Hauptbestandteil der Zellwände von Grünpflanzen. Verarbeitet und modifiziert kann Cellulose zur Verdickung und Stabilisierung einer Vielzahl von Produkten auf Wasserbasis, einschließlich Farben, verwendet werden. Aufgrund der Komplexität der einzelnen Farbformulierungen ist Cellulose für eine effiziente Verdickung erforderlich und sorgt gleichzeitig für eine gute Stabilität und Kompatibilität mit anderen Zusatzstoffen. Cellulose wird seit Generationen in Farben und Anstrichen verwendet.

In Farbformulierungen besteht die Hauptfunktion der Zellulose darin, die Viskosität der Farbe auf das gewünschte Niveau anzuheben und das Fließen zu fördern. Dadurch kann die Farbe leicht auf eine Oberfläche gestrichen, gerollt oder gespritzt werden, so dass sich der Farbfilm gleichmäßig ausbreitet und einen gleichmäßigen Trockenfilm bildet. Cellulose hat auch Wasserrückhalte- und Suspensionseigenschaften, die dazu beitragen, dass die Farben während des Trocknungsprozesses Feuchtigkeit zurückhalten, so dass die Pigmentpartikel gleichmäßig in der Farbe suspendiert werden können, was mehr Zeit für das Zusammenwachsen des Films ermöglicht.

Warum wird HEC häufig in Farben verwendet?

Als Farbverdickungsmittel bietet Hydroxyethylcellulose mehrere Vorteile:

Hohe Effizienz: HEC bietet eine hohe Viskosität bei niedrigen Konzentrationen (0,1-1,0% nach Gewicht der Farbe). Formulierungsingenieure müssen keine übermäßigen Mengen an Verdickern hinzufügen, um das Produkt auf die gewünschte Konsistenz zu bringen.

Verträglichkeit: Hydroxyethylcelluloselösungen sind klar und farblos, stehen nicht in Konflikt mit anderen chemischen Elementen und sind mit einer breiten Palette von Lackbestandteilen kompatibel. Sie kann sowohl in wässrigen als auch in lösungsmittelbasierten Systemen verwendet werden.

Resistenz gegen Enzyme: Im Gegensatz zu einigen natürlichen Verdickungsmitteln (z. B. Stärke) wird HEC nicht leicht von Mikroorganismen abgebaut und ist langfristig stabil.

pH-Stabilität: HEC behält seine Verdickungswirkung über einen breiten pH-Bereich (4-11) bei und kann in einer Vielzahl von Lackformulierungen verwendet werden.

Verschiedene Viskositäten: HEC ist in verschiedenen Viskositätsklassen erhältlich, so dass Formulierer unterschiedliche Viskositäten für verschiedene Anwendungsanforderungen wählen können. Hydroxyethylcellulose mit niedriger Viskosität sorgt für einen besseren Fluss, während Hydroxyethylcellulose mit hoher Viskosität ein stärkeres Verdickungsnetzwerk schafft.

Tipps zur Verwendung von Celluloseverdickern in Farben

Wählen Sie die richtige Sorte: Wählen Sie das Verdickungsmittel, dessen Molekulargewicht und Substitutionsgrad für das jeweilige Anstrichsystem geeignet sind.

Vordispergieren des Verdickers: Um eine Agglomeration zu vermeiden, geben Sie HEC-Pulver langsam in ein gut gemischtes System, möglicherweise bei hoher Geschwindigkeit, bevor Sie das Pulver in die Farbe einarbeiten.

Ausreichend Zeit für die Hydratation einplanen: Celluloseverdickungsmittel benötigen Zeit, um vollständig zu hydratisieren und ihre maximale Viskosität zu erreichen. Dies kann je nach Sorte und Dispersionsverfahren zwischen 10 Minuten und mehreren Stunden nach dem ersten Dispergieren dauern; achten Sie also auf eine ausreichende Hydratationszeit.

HEC wird derzeit in einer Vielzahl von Emulsionen und Fassadenfarben verwendet, hat aber einige Nachteile, wie z. B. schlechte Verlaufs- und Fließeigenschaften, schlechte Spritzfestigkeit und einen hohen Preis. Kemox hat diese Nachteile mit der Entwicklung seines Haftverdickers HMHEC verbessert, der nicht nur die Leistung verbessert, sondern sich auch gut mit VAE-Systemen mischt.

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