HEC (Hydroxyethyl-Zellulose) ist das optimale Verdickungsmittel für Latexfarbenformulierungen, da es nichtionische pH-Stabilität (pH 2–12), Enzymbeständigkeit und eine gleichbleibende Viskositätskontrolle im Bereich von 1.500–8.500 mPa·s bietet – und das alles, ohne die Pigmentdispersion oder die Filmbildung zu beeinträchtigen. Bei einer Dosierung von 0,1–0,51 TP3T, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbe, erreicht HEC den angestrebten KU-Viskositätswert (90–105 KU) und gewährleistet gleichzeitig eine hervorragende Verlaufseigenschaft und Spritzfestigkeit.
Im Gegensatz zu assoziativen Acrylverdickern, die auf der Bindung von Latexpartikeln beruhen und bei hoher Scherung zu Rollerspritzern führen können, verdickt HEC durch hydrodynamische Volumenexpansion in Wasser – ein Mechanismus, der unabhängig von der Chemie des Lackharzes ist. Dadurch ist es mit allen Latexarten kompatibel: Acryl-, Styrol-Acryl- und Vinylacetat-Copolymeren. Die HEC-Typen von Michem (HE30KB bis HE150KB) decken das gesamte Viskositätsspektrum ab, sodass Formulierer einen einzigen Typ für die angestrebte KU-Viskosität auswählen können, ohne mehrere Verdickungsmittel mischen zu müssen. Die enzymresistente Variante verhindert Viskositätsverlust bei Langzeitlagerung – ein kritischer Fehlermodus bei wasserbasierten Farben, die in warmen Klimazonen gelagert werden. Für matte und seidenmatte Latexfarben im Innenbereich bleibt HEC das kostengünstigste, vorhersehbarste und anwendungsfreundlichste Verdickungsmittel auf dem Markt.
Die Wahl des Lackverdickers wirkt sich direkt auf drei messbare Qualitätsmerkmale aus: Verarbeitbarkeit, Lagerstabilität und Produktionskosten. Eine falsche Wahl des Verdickungsmittels führt zu Spritzflecken (sichtbare Mängel an den Wänden), schlechter Verlaufseigenschaft (ungleichmäßige Schichtdicke) oder einem Viskositätsabfall während der Lagerung (Produktfehler, der einen Rückruf erforderlich macht). Dies sind keine theoretischen Risiken – es handelt sich um die drei häufigsten Qualitätsbeanstandungen von Endverbrauchern und Bauunternehmern.
Für Hersteller von Latexfarben machen die Kosten für Verdickungsmittel 0,5–21 TP3T der gesamten Rohstoffkosten aus, doch sie bestimmen zu 1001 TP3T die Rheologie, die wiederum die Verarbeitungsqualität beeinflusst. HEC bietet die am besten vorhersagbare Rheologie unter den wasserbasierten Verdickungsmitteln, da sein Verdickungsmechanismus (hydrodynamisches Volumen) nicht von der Latexpartikelgröße, der Harzart oder der Oberflächenchemie der Pigmente abhängt. Diese Vorhersagbarkeit reduziert Schwankungen zwischen den Chargen und macht das Ausprobieren beim Mischen von assoziativen und herkömmlichen Verdickungsmitteln überflüssig, auf das viele Formulierer zurückgreifen. Das Verständnis der Auswahl der HEC-Typen und der Dosierungsoptimierung ist daher eine grundlegende Kompetenz für jeden Lackformulierer, der eine gleichbleibende, qualitativ hochwertige Latexfarbenproduktion anstrebt.
HEC verdickt wasserbasierte Systeme durch einen rein physikalischen Mechanismus. Bei der Dispersion in Wasser hydratisieren und dehnen sich die HEC-Polymerketten aus und nehmen dabei ein beträchtliches hydrodynamisches Volumen ein. Dieses vergrößerte Volumen schränkt die Beweglichkeit der Wassermoleküle ein und erzeugt so Viskosität. Der Mechanismus ist nicht-assoziativ – es findet keine Bindung an Latexpartikel oder Pigmentoberflächen statt. Dies unterscheidet sich grundlegend von assoziativen Acrylverdickern (HEUR, HASE), die durch Adsorption an Latexpartikeloberflächen und die Bildung von Netzwerken zwischen den Partikeln verdicken.
Die praktische Auswirkung: Der Viskositätsbeitrag von HEC ist unabhängig von der chemischen Zusammensetzung des Lackharzes. Unabhängig davon, ob der Lack eine Acrylemulsion, ein Styrol-Acryl-Copolymer oder ein Vinylacetat-Copolymer enthält, sorgt HEC bei gleicher Dosierung für die gleiche Viskosität. Dies vereinfacht die Rezepturentwicklung – eine einzige Verdickungsmittel-Sorte kann für mehrere Produktlinien verwendet werden.
Die KU-Viskosität (Krebs-Einheiten) ist der branchenübliche Maßstab für die Konsistenz von Farben und wird mit einem Stormer-Viskosimeter bei etwa 200 U/min (mittlerer Scherbereich) gemessen. Der Zielwert für Latexfarben liegt typischerweise bei 90–105 KU, was im mittleren Scherbereich 75–140 mPa·s entspricht.
Die Wahl der HEC-Stufe bestimmt direkt die erforderliche Dosierung, um das KU-Ziel zu erreichen:
Die zentrale rheologische Herausforderung bei Latexfarben besteht darin, ein Gleichgewicht zwischen der Verlaufseigenschaft (der Fähigkeit der Farbe, nach dem Auftragen zu fließen und einen glatten Film zu bilden) und der Standfestigkeit (der Fähigkeit der Farbe, auf senkrechten Flächen zu haften, ohne zu verlaufen) herzustellen. Diese beiden Eigenschaften erfordern gegensätzliche rheologische Eigenschaften:
HEC erzeugt ein pseudoplastisches (scherverdünnendes) Rheologieprofil: hohe Viskosität im Ruhezustand (Lauffestigkeit), geringere Viskosität unter Scherbeanspruchung während des Auftragens (leichtes Verteilen) und mäßige Viskositätsrückstellung nach Beendigung der Scherbeanspruchung. Die Erholungsgeschwindigkeit ist langsamer als bei assoziativen Verdickungsmitteln, was der Verlaufseigenschaft sogar zugutekommt – die Farbe verfügt über ein kurzes Zeitfenster mit niedriger Viskosität, um sich zu verteilen, bevor die Viskosität wieder ansteigt, um ein Absacken zu verhindern. Dieses natürliche Gleichgewicht ist der Grund, warum HEC nach wie vor die bevorzugte Wahl für matte Innenfarben ist, bei denen sowohl die Verlaufseigenschaft als auch die Standfestigkeit entscheidend sind.
Mikrobielle Cellulase-Enzyme sind die Hauptursache für den Viskositätsverlust von HEC in gelagerten Lacken. Cellulasen hydrolysieren das Cellulosegerüst von HEC, wodurch sich die Polymerkettenlänge verkürzt und die Viskosität drastisch sinkt. Dies tritt insbesondere unter warmen, feuchten Lagerbedingungen auf, unter denen sich das Mikrobenwachstum beschleunigt.
Die enzymresistenten HEC-Typen von Michem verfügen über eine firmeneigene, enzymhemmende Modifikation, die das Zellulosegerüst vor dem Angriff durch Cellulase schützt. Dies gewährleistet eine Viskositätsstabilität über einen Lagerzeitraum von mehr als 12 Monaten, selbst unter beschleunigten Alterungsbedingungen bei 40 °C. Ohne Enzymresistenz kann die Viskosität einer Lackcharge mit 95 KU bei Lagerung in tropischem Klima innerhalb von 3–6 Monaten auf 70 KU oder weniger sinken – ein Produktversagen, das Kundenbeschwerden und mögliche Rücksendungen nach sich zieht.
Eigentum | HEC (Michem) | HEUR (assoziatives Acryl) | HASE (assoziatives Acryl) |
Verdickungsmechanismus | Hydrodynamisches Volumen | Bindung von Latexpartikeln | Latexpartikel + ionisch |
pH-Empfindlichkeit | Keine (pH-Wert 2–12) | Mäßig (pH-Wert 7–10 optimal) | Hoch (pH-abhängig) |
Rollerspritzer | Niedrig | Kann hoch sein | Mäßig |
Levelaufstieg | Gut | Ausgezeichnet | Gut |
Widerstand gegen Durchbiegung | Gut | Mäßig | Mäßig |
Kompatibilität | Universal | Latium-abhängig | Latium-abhängig |
Enzymresistenz | Verfügbar | Inhärent (synthetisch) | Inhärent (synthetisch) |
Kosten | Unter | Höher | Mäßig |
HEC zeichnet sich durch hervorragende Verträglichkeit und Wirtschaftlichkeit aus. Acrylverdickungsmittel bieten bei bestimmten Latexarten hervorragende Verlaufseigenschaften und Spritzfestigkeit, erfordern jedoch eine sorgfältige Abstimmung auf die Harzchemie. Für die Herstellung von Allzweck-Latexfarben mit verschiedenen Harzarten ist HEC das pragmatische Verdickungsmittel erster Wahl.
HEC (Marke Michem, CAS-Nr. 9004-62-0)
Klasse | Viskositätsbereich (mPa·s, Brookfield LV, 1%-Lösung) | Typische Anwendung |
HE30KB | 1,500–2,500 | Seidenmatte Farbe, Beschichtungen mit niedriger Viskosität |
HE60KB | 2,500–3,500 | Eierschalenfarbe, allgemeine Beschichtungen |
HE100KB | 3,500–6,500 | Mattlacke, strukturierte Beschichtungen |
HE150KB | 6,500–8,500 | Flachlack mit hohem PVC-Anteil, dicke Beschichtungen |
Farbtyp | Ziel: KU | Empfohlene Klassenstufe | Dosierung (% des Gesamtfarbauftragsgewichts) |
Innenbereich (hoher PVC-Gehalt) | 95–105 | HE150KB | 0.12–0.20 |
Innenausstattung (mitteldickes PVC) | 90–100 | HE100KB | 0.18–0.30 |
Innenfarbe in Eierschalenfarbe | 88–95 | HE60KB | 0.22–0.35 |
Halbglänzend für den Innenbereich | 85–92 | HE30KB | 0.30–0.45 |
Wohnung im Erdgeschoss | 95–105 | HE150KB | 0.15–0.25 |
Halbglänzend für den Außenbereich | 88–95 | HE60KB | 0.25–0.40 |
HEC muss vor den anderen Lackkomponenten ins Wasser gegeben werden, um eine vollständige Auflösung ohne Gelbildung (Fischaugenbildung) zu gewährleisten. Empfohlene Vorgehensweise:
Dies ist ein klassischer Fall von enzymatischem Abbau. Cellulase-Mikroorganismen in der Farbe hydrolysieren das HEC-Grundgerüst, wodurch sich die Kettenlänge verkürzt und die Viskosität sinkt. Wechseln Sie zu den enzymresistenten HEC-Typen von Michem, die eine schützende Modifikation enthalten, welche einen Angriff durch Cellulase verhindert. Überprüfen Sie außerdem die Dosierung der Biozide in Ihrer Rezeptur.
Ja, aber in der Regel ist dies nicht erforderlich. Michem bietet vier Typen mit Viskositäten zwischen 1.500 und 8.500 mPa·s an, deren Dosierungsbereiche sich jeweils überschneiden. Die Auswahl eines einzigen geeigneten Typs vereinfacht die Lagerhaltung, die Qualitätskontrolle und die Produktion. Eine Mischung ist nur dann sinnvoll, wenn ein ganz bestimmtes rheologisches Profil zwischen zwei Typen benötigt wird.
„Fischaugen“ entstehen, wenn HEC-Pulver mit kaltem Wasser in Kontakt kommt – die Oberfläche hydratisiert und geliert, bevor das Innere benetzt werden kann, wodurch unlösliche Klumpen entstehen. Geben Sie HEC stets unter mäßigem Rühren in warmes Wasser (40–50 °C). Alternativ können Sie HEC vor der Zugabe zum Wasser in einem nichtlösenden Träger (geringe Menge Glykol) vordispergieren.
Bei Innenfarben in mattem und seidenmattem Finish sorgt HEC in der Regel allein bereits für eine ausreichende Rheologie. Bei hochwertigen seidenmatten Farben, bei denen maximale Verlaufseigenschaften und Spritzfestigkeit gefordert sind, kann ein duales Verdickungsmittelsystem (HEC für die Viskosität bei niedriger Scherung + HEUR für die Rheologie bei mittlerer/hoher Scherung) die Leistung optimieren. HEC sorgt für Lauffestigkeit und Lagerstabilität; HEUR sorgt für das Rollgefühl und den Verlauf.
Bei einer Dosierung von 0,1–0,51 TP3T, bezogen auf das Gesamtgewicht, kostet HEC 1 TP4T 0,02–0,10 pro Gallone Farbe (abhängig von der Qualität und der Dosierung). Dies ist 2–5 Mal günstiger als bei assoziativen Acrylverdickungsmitteln, die typischerweise eine Dosierung von 1–31 TP3T erfordern und höhere Stückkosten verursachen. HEC ist die kostengünstigste Verdickungsmitteloption für die Herstellung von Standard-Latexfarben.
HEC ist nach wie vor das zuverlässigste, kostengünstigste und vielseitigste Verdickungsmittel für Latexfarbenformulierungen – es bietet nichtionische pH-Stabilität, vorhersagbare Rheologie, Enzymbeständigkeit für eine lange Lagerfähigkeit sowie universelle Kompatibilität mit allen Latexharztypen. Die Auswahl der richtigen Michem-HEC-Typen (HE30KB bis HE150KB) und die Optimierung der Dosierung auf Ihren angestrebten KU-Wert gewährleisten eine gleichbleibende Produktqualität bei minimaler Komplexität der Rezeptur.
Bitte nehmen Sie Kontakt mit mir auf, um ein aktuelles Angebot zu erhalten oder ein Testmuster anzufordern (unsere Muster sind kostenlos und beinhalten den Versand).
Ihre Anfragen werden innerhalb von 6 Stunden beantwortet. Bitte geben Sie Ihren Anlagentyp und Ihr monatliches Volumen an, damit wir Ihnen ein maßgeschneidertes Angebot unterbreiten können.
Wir bieten Ihnen zeitnah professionelle Lösungen an!
Anfragen aus Indien werden innerhalb von 4 Stunden beantwortet. Bitte geben Sie Ihren Anlagentyp und Ihr monatliches Volumen an, damit wir Ihnen ein maßgeschneidertes Angebot unterbreiten können.