 |
Gli adesivi a base d'acqua sono uno dei formati adesivi in più rapida crescita grazie ai vantaggi che offrono in termini di sicurezza e sostenibilità eliminando i VOC e i rischi di infiammabilità. Questi adesivi sono in genere facili da applicare e raggiungono il livello richiesto di durata e prestazioni per adattarsi a una varietà di applicazioni. |
METHOCEL™ per adesivi a base d'acqua
METHOCEL™ è un legante di origine naturale e un additivo modificatore di reologia prodotto da IFF che ha un'ampia utilità negli adesivi a base d'acqua. Prodotto da cellulosa ottenuta da pino bianco del sud o da scarti di cotone, la linea di prodotti METHOCEL™ comprende una serie di gradi di metilcellulosa e idrossipropilmetilcellulosa. IFF mantiene un ampio portafoglio di questi gradi per offrire ai formulatori di adesivi a base d'acqua la massima flessibilità necessaria per personalizzare viscosità, compatibilità e lavorabilità per le loro formulazioni.
I prodotti METHOCEL™ sono leganti e modificatori di reologia preferiti negli adesivi a base d'acqua perché forniscono diversi vantaggi chiave, come segue:
- Buona forza adesiva e coesiva tramite legame idrogeno
- Elevata resistenza verde tramite proprietà di gelificazione termica reversibile
- Maggiore efficienza di applicazione tramite modifica reologica di assottigliamento per taglio
Reattività del legame idrogeno
Chimicamente, METHOCEL™ ha una struttura simile alla cellulosa, ma con sostituzioni di cloruro di metile o ossido di propilene e cloruro di metile apportate ai gruppi idrossilici per produrre rispettivamente metilcellulosa o idrossipropilmetilcellulosa, come si vede nell'immagine sottostante. Poiché la cellulosa non è naturalmente solubile in acqua, queste sostituzioni contribuiscono ad aumentare la solubilità in acqua e rendono METHOCEL™ compatibile con i sistemi a base d'acqua.
 |
Anche con queste sostituzioni, diversi gruppi idrossilici solitamente non vengono sostituiti. Questi gruppi idrossilici rimanenti partecipano al legame idrogeno per aumentare le proprietà adesive. Il legame idrogeno aumenta la forza coesiva degli adesivi realizzati utilizzando METHOCEL™ quando i gruppi idrossilici reagiscono con altri gruppi idrossilici sul polimero METHOCEL™. Allo stesso modo, questi gruppi idrossilici possono legarsi alle superfici unite dall'adesivo, aumentando l'adesione. Queste interazioni rendono METHOCEL™ un legante ideale nei sistemi adesivi a base d'acqua.
Gelificazione termica reversibile
La sostituzione metossilica su METHOCEL™ fornisce anche una significativa resistenza verde agli adesivi tramite gelificazione termica reversibile. Mentre METHOCEL™ è solubile in acqua fredda, è insolubile in acqua riscaldata a 50°C–90°C, a seconda del grado utilizzato. Questa è identificata come temperatura di gelificazione incipiente. Quando la soluzione si raffredda, la solubilità di METHOCEL™ viene ripristinata, consentendo una gelificazione reversibile, come mostrato nel grafico sottostante. Con questo meccanismo, METHOCEL™ funziona come modificatore di reologia a temperature più fredde e come additivo gelificante a temperature più elevate.
 |
| Gelificazione della soluzione acquosa al 2,0% di METHOCEL™ grado A-series, riscaldamento a 0,25°C/min |
Questa proprietà di gelificazione termica è utile nelle applicazioni adesive poiché la maggior parte degli adesivi a base d'acqua sono esposti al calore per far evaporare l'acqua e avviare la polimerizzazione. Quando viene applicato calore, la resistenza fisica dell'adesivo aumenta perché METHOCEL™ induce la gelificazione, consentendo una maggiore durata nelle fasi iniziali della polimerizzazione, portando a una migliore integrità dopo la polimerizzazione dell'adesivo.
Modifica della reologia di assottigliamento per taglio
Nei casi in cui gli adesivi vengono applicati su superfici verticali o sopraelevate, è importante assicurarsi che gli adesivi non cedano o gocciolino per un'applicazione efficiente e la prevenzione degli sprechi. Quando METHOCEL™ è presente in soluzioni a base d'acqua, come un adesivo a base d'acqua, conferisce una reologia di assottigliamento per taglio. Questa reologia di assottigliamento per taglio dipende dal peso molecolare del polimero METHOCEL™ e dalla concentrazione presente nella soluzione, come mostrato di seguito.
 |
| Viscosità apparente in funzione della velocità di taglio, soluzioni acquose al 2%, 20°C |
Viscosità apparente in funzione della velocità di taglio per soluzioni acquose di 4.000 mPa·s con varie concentrazioni di METHOCEL™ |
La reologia shear-thinning impartita da METHOCEL™ è utile perché consente una facile distribuzione o spruzzatura degli adesivi su superfici verticali o sopraelevate sotto elevato shear. Quando lo shear viene rimosso e l'adesivo viene fissato sulla superficie, la viscosità si ricostruirà per fornire ispessimento, impedendo all'adesivo di cedere o gocciolare e portando a una migliore lavorabilità e meno sprechi.
Esempi di applicazioni
Le proprietà descritte sopra per METHOCEL™ lo rendono utile per una serie di adesivi a base d'acqua. Di seguito sono riportati esempi in cui METHOCEL™ è apprezzato come legante o modificatore di reologia in queste formulazioni.
Adesivi a base di lattice
METHOCEL™ fornisce valore negli adesivi a base di lattice come addensante per aumentare la viscosità al livello desiderato, conferendo al contempo una reologia shear-thinning. Quando METHOCEL™ viene aggiunto agli adesivi a base di lattice, facilita anche tempi di asciugatura migliori e aumenta la resistenza all'adesione umida grazie alle proprietà di gelificazione termica descritte sopra. Inoltre, fornisce una migliore stabilizzazione per riempitivi e additivi inorganici e insolubili, come i pigmenti. Poiché METHOCEL™ è non ionico, è compatibile con varie formulazioni di adesivi al lattice.
Composti per il retrosizing dei tappeti
Questi composti sono solitamente utilizzati con tappeti realizzati in fibre sintetiche, come nylon e poliestere, per prevenire il restringimento dimensionale o l'allungamento e attenuare l'arricciamento durante l'installazione del tappeto. METHOCEL™ fornisce valore in questi composti ispessendo l'adesivo per mantenerlo all'interno della linea di colla del tappeto anziché infiltrarsi nel supporto del tappeto. Le proprietà di gelificazione termica offerte da METHOCEL™ aiutano anche l'adesivo a indurirsi più velocemente e ad asciugarsi rapidamente quando riscaldato.
Adesivi per la lavorazione della pelle
Questi adesivi sono usati per legare le pelli a superfici di vetro o porcellana per evitare il restringimento durante i processi di essiccazione. Rispetto all'amido, comunemente usato in questi tipi di adesivi, METHOCEL™ offre un vantaggio come modificatore di reologia e legante con una migliore ritenzione idrica e avvia la gelificazione termica, creando legami più forti.
Adesivi per laminazione di compensato
METHOCEL™ è utilizzato negli adesivi per laminare il compensato perché offre un eccellente controllo della viscosità e conferisce una reologia di assottigliamento al taglio, entrambi fattori che aumentano la lavorabilità. Poiché la laminazione del compensato comporta l'incollaggio di impiallacciature insieme sotto pressione e calore, le proprietà di gelificazione termica di METHOCEL™ aumentano la resistenza iniziale e la durata dell'adesivo durante l'assemblaggio e la polimerizzazione precoce. La gelificazione termica aiuta anche a impedire che l'adesivo penetri troppo in profondità nelle impiallacciature durante la polimerizzazione.
Pasta per carta da parati
Nelle paste per carta da parati dry-mix, METHOCEL™ viene utilizzato come legante primario per migliorare l'adesività a umido. Funziona anche come modificatore di reologia per aiutare a controllare la viscosità al livello desiderato. L'adesività a umido fornita da METHOCEL™ consente di far aderire vari tipi di carta alla parete, pur essendo facilmente riposizionabile prima dell'indurimento. Il riposizionamento è possibile perché le soluzioni contenenti METHOCEL™ hanno anche una buona lubrificazione.
Gradi METHOCEL™
La selezione del grado METHOCEL™ appropriato dipende dai requisiti di viscosità dell'applicazione adesiva, dalle proprietà di gelificazione termica e dalla tecnica di preparazione della soluzione desiderata. I gradi METHOCEL™ sono contrassegnati da una lettera che indica il grado di sostituzione metossilica e idrossipropilica del polimero, come illustrato di seguito.
In generale, i gradi METHOCEL™ con un contenuto di metossile più elevato hanno temperature di gelificazione termica più basse. Pertanto, se la gelificazione termica è una proprietà da sfruttare, si dovrebbero selezionare gradi con una sostituzione di metossile più elevata. Se un solvente organico sarà presente come cosolvente nelle formulazioni adesive, i gradi con una sostituzione di idrossipropile e metossile elevata avranno una migliore solubilità.
Oltre al livello di sostituzione, la viscosità è un altro fattore determinante nella selezione di un grado per le proprietà di addensamento. Di seguito è riportato un elenco di gradi selezionati per adesivi con viscosità corrispondenti. Si noti che il peso molecolare del polimero corrisponde alla viscosità, che corrisponde anche a quanto sono pronunciate le proprietà di assottigliamento al taglio. Pertanto, un grado dovrebbe essere selezionato tenendo presente questo quando si sceglie un modificatore di reologia di assottigliamento al taglio. Fare clic sui gradi di seguito per una descrizione completa e maggiori informazioni.
| Grado |
Viscosità (2% in acqua, cPs) |
Temperatura di gelificazione (°C) |
| A15LV |
15 |
50–55 |
| A4C |
400 |
| A4M |
4,000 |
| F50 |
50 |
58–65 |
| F4M |
4,000 |
| J12MS |
12,000 |
62–68 |
| J75MS |
75,0000 |
| K4M |
4,000 |
70–90 |
| K15M |
15,000 |
Sono disponibili diverse altre opzioni METHOCEL™. Ulteriori informazioni e un elenco completo dei gradi METHOCEL™ sono disponibili Qui.
La lettera S nei nomi dei gradi J12MS e K75MS indica che la superficie del grado è modificata con glioxal per ritardare l'idratazione finché il pH non viene regolato a 9. Ciò può aiutare con la dispersione completa prima dell'idratazione per prevenire la formazione di grumi. Per maggiori informazioni sul significato di ciò e per aiutare a creare soluzioni di METHOCEL™, visita questa pagina per un video didattico.
Riepilogo
METHOCEL™ è un legante ideale e un additivo modificatore di reologia per varie formulazioni adesive a base d'acqua. È derivato naturalmente dalla cellulosa e consente un buon legame idrogeno, proprietà di gelificazione termica e reologia shear-thinning. Queste proprietà rendono METHOCEL™ ideale per gli adesivi perché facilitano un'elevata forza adesiva e coesiva, conferiscono un'eccellente resistenza verde e riducono gocciolamenti e cedimenti su superfici verticali e sopraelevate. Fai clic qui sotto per richiedere maggiori informazioni o un campione di METHOCEL™ per la tua applicazione adesiva.
