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Ein Nassabzug von 400 µm auf einer vertikalen Glasscheibe verrät Ihnen mehr über das Durchhangrisiko als ein vollständiges Datenblatt. Wenn der Film innerhalb der ersten ein bis zwei Minuten zu kriechen beginnt und am unteren Rand dicker wird, kann eine Erhöhung der Stormer-Viskosität die Charge nicht retten. Das Problem liegt im Niedrigscherbereich der Rheologiekurve, deutlich unterhalb des 100-KU-Punkts, den die meisten Qualitätsprüfstände messen.
Die kurze Antwort: HEC für die Formulierung von Anti-Ablauf-Farben ist in der Praxis eher eine Frage der Low-Shear-Rheologie als der Gesamtverdickerbeladung. Hydroxyethylzellulose ist nach wie vor die praktischste Möglichkeit, diese Struktur in eine wasserbasierte Dispersionsfarbe einzubauen, und es ist in der Regel die günstigste Lösung, die Sie pro Kilogramm kaufen können. Das Ergebnis hängt jedoch weit mehr von der Sortenauswahl, Dosierung und Dispergiermethode ab als davon, wie viel Pulver in die Mühle gelangt.
Hydroxyethylcellulose ist ein nichtionischer Celluloseether. In Wasser gelöst verhält es sich nicht wie ein Salzverdicker: Die Hydroxyethylgruppen binden Wasser und die langen Rückgratketten verschränken sich zu einem lockeren dreidimensionalen Netzwerk. Im Ruhezustand widersetzt sich dieses Netzwerk dem Fluss. Unter der starken Scherung eines Pinsels oder einer Rolle zerfällt es und die Farbe fließt heraus. Wenn die Scherung aufhört, baut sich das Netzwerk wieder auf, und die Geschwindigkeit, mit der es sich wieder aufbaut, ist es, die einen sauberen Film von einem durchhängenden Film unterscheidet.
Was HEC in einem Nassfilm verändert
Durchhängen ist die Schwerkraft, die auf einen Film einwirkt, der noch nicht genügend Struktur entwickelt hat, um sein eigenes Gewicht zu tragen. HEC beeinflusst dieses Gleichgewicht durch drei Eigenschaften, und alle drei sind gleichzeitig wichtig.
- Niedrigscherviskosität und Fließgrenze. Dies ist die Eigenschaft, die einen 300–500 µm dicken Nassfilm an einer vertikalen Wand hält. Celluloseether tragen zu einer höheren Festigkeit bei geringer Scherung pro Kilogramm bei als HASE- oder HEUR-Verdicker, weshalb HEC immer noch die Standardkomponente gegen Ablaufen in matten und mittelglänzenden Wandfarben ist.
- Wiederherstellungsrate. Die Struktur, die sich sofort wieder aufbaut, verhindert ein Durchhängen, friert aber auch Pinselspuren und Walzenflecken ein. Struktur, die sich zu langsam aufbaut, lässt den Film kriechen. Das nutzbare Fenster ist schmal und verschiebt sich mit der Temperatur, der Pigmentvolumenkonzentration und dem Co-Lösungsmittelgehalt.
- Wassereinlagerungen und offene Zeit. Celluloseether halten Wasser im Film, verlangsamen die Hautbildung und halten die Oberfläche lange genug beweglich, um eine Nivellierung zu ermöglichen. Das verbessert das Erscheinungsbild, verlängert aber auch die Zeitspanne, in der die Folie durchhängen kann, sodass die beiden Effekte bewusst gegeneinander abgewogen werden müssen.
Lesen der Rheologiekurve hinter dem Durchhang
Die Auftragung der Viskosität gegen die Schergeschwindigkeit und die Form der Kurve erklären die meisten Ausfälle im Feld. Die folgende Tabelle vergleicht dieselbe Emulsion bei zwei HEC-Beladungen; In der vertikalen Lücke auf der linken Seite wird der Durchhang bestimmt.
Zwei Dinge sind erwähnenswert. Erstens ist der Spalt zwischen den Kurven bei geringer Scherung am größten, genau dort, wo ein Durchhang auftritt und ein Fließbecher nicht sehen kann. Zweitens konvergieren beide Kurven bei hoher Scherung, sodass das Bürstengefühl, die Spritzer und der Filmaufbau möglicherweise identisch aussehen, selbst wenn eine Charge durchhängt und die andere hält. Ein Formulierer, der nur die Ausflusszeit prüft, arbeitet blind an der einen Eigenschaft, die zählt.
Die standardmäßige Laborprüfung erfolgt nach ASTM D4400, durchgeführt mit einem Durchhangmessgerät, das Streifen mit zunehmender Nassdicke auf einer vertikalen Platte zeichnet; Der Anti-Sag-Index ist der dickste Streifen, der keine Brücke zum Nachbarn bildet. Das Ziel ist nicht die höchste Zahl, die Sie erreichen können, sondern ein komfortabler Spielraum gegenüber der tatsächlich vor Ort aufgetragenen Filmdicke, auch bei dicken Walzen und heißem Wetter.
Auswahl der richtigen HEC-Klasse für Anti-Sag-Leistung
HEC wird nach Viskositätsgrad verkauft, und die Wahl des Typs trägt mehr zur Durchhangkontrolle bei als kleine Dosisanpassungen. Beschichtungsqualitäten auf Wasserbasis werden üblicherweise nach der Viskosität einer 2 %igen Lösung klassifiziert, üblicherweise etwa 30.000, 50.000 und 100.000 mPa·s. Eine höhere Qualität liefert mehr scherarme Masse pro Kilogramm, verteilt sich aber auch weniger leicht, erhöht die Spritzerbildung und erhöht den Bürstenwiderstand.
Drei weitere Parameter verdienen einen Platz im technischen Gespräch mit jedem Lieferanten:
- Verzögerte Löslichkeit. Oberflächenbehandelte Sorten quellen erst bei steigendem pH-Wert auf und lassen sich daher ohne Klumpenbildung im Pigmentmahlwerk dispergieren. Unbehandelte Sorten erfordern eine sorgfältige Zugabe unter hoher Scherung.
- Grad der Substitution. Ein höherer DS bedeutet im Allgemeinen eine bessere Löslichkeit, klarere Lösungen und eine größere Beständigkeit gegen enzymatischen Abbau, was bei warm gelagerten wasserbasierten Produkten von Bedeutung ist.
- Partikelgröße und Feinanteil. Feineres Pulver löst sich schneller auf, erzeugt jedoch Staub und kann bei ungleichmäßiger Benetzung Fischaugen verursachen.
EASONZELL HEC-Serie für wasserbasierte Beschichtungen Spezielle Hydroxyethylcellulose-Typen für Wandfarben, Grundierungen und Decklacke mit mittlerem Glanzgrad, deren Viskositätsaufbau auf Pigmentsuspension und Filmhalt in Beschichtungen auf Wasserbasis abgestimmt ist. Produkt anzeigen → Für Wandfarben, Grundierungen und mittelglänzende Decklacke, der dedizierte HEC-Typen für wasserbasierte Beschichtungen sind der logische Ausgangspunkt, da ihr Viskositätsaufbau eher auf Pigmentsuspension und Filmhalt als auf Bohrflüssigkeiten oder Körperpflege abgestimmt ist. Fragen Sie nach der Lösungsviskosität, dem DS-Bereich und der Partikelgrößenverteilung der Sorte, bevor Sie einen Paneltest durchführen.
Dosierung, Streuung und die Fehler, die zum Durchhängen führen
Die Dosierung für HEC in einer herkömmlichen Innen- oder Außenemulsion liegt typischerweise im Bereich von 0,3 bis 1,0 % des Gesamtgewichts der Formel, wobei der genaue Wert von der Pigmentvolumenkonzentration, dem Bindemitteltyp und dem Zielfilmaufbau abhängt. Unterhalb dieses Fensters gibt es nicht genügend Netzwerk, um den Film aufzunehmen; Weit darüber hinaus leiden sowohl die Nivellierung als auch die Scheuerfestigkeit, und die Farbe sieht an der Wand kurz und steif aus.
| Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Was zu ändern ist |
|---|---|---|
| Film kriecht innerhalb der ersten Minute auf einer vertikalen Platte | Unzureichende scherarme Struktur | Geringe Dosiserhöhung oder Steigerung um eine Viskositätsstufe |
| Pinselspuren und Rolltupfen bleiben sichtbar | Die Struktur erholt sich zu schnell oder die Belastung ist zu hoch | Reduzieren Sie HEC und stellen Sie einen Fluss mit hoher Scherung mit einer kleinen HEUR-Zugabe wieder her |
| Klumpen oder Fischaugen in der Charge | Pulver ungleichmäßig benetzt | Verwenden Sie eine oberflächenbehandelte Sorte, fügen Sie sie unter hoher Scherung hinzu und stellen Sie den pH-Wert nach der Dispergierung ein |
| Das Laborpanel besteht den Test, der Film vor Ort hängt durch | Feldnassfilm dicker als der Laborabzug | Testen Sie bei der tatsächlichen Nassfilmdicke und bei erhöhter Temperatur |
| Viskosität falls during storage | Enzymatischer oder mikrobieller Angriff oder Unverträglichkeit mit dem Konservierungsmittel | Überprüfen Sie das Konservierungssystem und bestätigen Sie die Enzymresistenz der Sorte |
HEC Neben HASE, HEUR und Clay
Kein moderner Lack ist auf ein einziges Verdickungsmittel angewiesen. Die nützliche Frage ist nicht, wer gewinnt, sondern welchen Teil der Rheologiekurve jeder besitzen sollte.
Ein gängiges Muster ist eine HEC-Basis für den Füll- und Durchhangwiderstand in der Dose sowie eine kleine Dosis HEUR zur Wiederherstellung der Nivellierung bei hoher Scherung und des Filmaufbaus. HASE liegt zwischen den beiden: mehr Körper bei geringer Scherung als HEUR, besserer Fluss als HEC, aber pH-abhängig und weniger robust bei tief getönten Basen.
Tonverdicker bilden ebenfalls kostengünstig eine Struktur mit geringer Scherung, erhöhen jedoch den Glanzverlust, das Risiko von Schlammrissen und Schwankungen der Farbstärke, weshalb sie meist in Grundierungen und Strukturprodukten und nicht in getönten Decklacken vorkommen. Um die umliegenden Kategorien für Grundierungen, Decklacke und Strukturlacke nebeneinander zu vergleichen, sehen Sie sich das Sortiment an Additive für Bautenanstrichmittel .
Qualitätsprüfungen und Beschaffungspunkte, die es wert sind, in den Vertrag aufgenommen zu werden
Die Anti-Durchhang-Leistung geht zwischen den Lieferungen leicht verloren, daher lohnt es sich, ein paar Eingangsprüfungen in die Spezifikation einzubauen, anstatt nur dem Zertifikat zu vertrauen:
- Lösungsviskosität: Brookfield-Wert einer 2 %igen Lösung bei 20 U/min und 25 °C, mit angegebenem Toleranzband.
- Im fertigen Lack bilden sich Feuchtigkeitsgehalt und unlösliche Rückstände, die beide die Viskosität verändern.
- pH-Wert der wässrigen Lösung, der für die meisten Emulsionssysteme nahezu neutral sein sollte.
- Partikelgrößenverteilung oder Siebrückstand, da grobe Fraktionen die Auflösung verlangsamen und feine Fraktionen Staub und Klumpen erzeugen.
- Grad der Substitution, durch Zeisel oder NMR, als Indikator für die Konsistenz zwischen Chargen.
- Ein Referenz-Lackversuch: Stormer-Viskosität nach ASTM D562 und Anti-Sag-Index nach ASTM D4400, jedes Mal mit der gleichen Formel.
Die Lagerung ist genauso wichtig wie die Spezifikation. HEC ist hygroskopisch; Offen gelassene Säcke oder auf einem feuchten Boden stehende Paletten bilden eine Haut, und ein mit einer Haut versehenes Pulver lässt sich schlecht verteilen, egal wie gut die Qualität ist. Halten Sie die Brühe trocken, verschließen Sie geöffnete Beutel wieder und drehen Sie sie nach dem Prinzip „Wer zuerst rein, zuerst raus“.
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