 |
Lijmen op waterbasis zijn een van de snelst groeiende lijmformaten vanwege de voordelen die ze bieden op het gebied van veiligheid en duurzaamheid door VOC's en ontvlambaarheidsrisico's te elimineren. Deze lijmen zijn doorgaans eenvoudig aan te brengen en bereiken het vereiste niveau van duurzaamheid en prestaties voor verschillende toepassingen. |
METHOCEL™ voor lijmen op waterbasis
METHOCEL™ is a naturally derived binder and rheology-modifying additive manufactured by IFF that has widespread utility in water-based adhesives. Produced from cellulose obtained from southern white pine or cotton linters, the METHOCEL™ product line encompasses an array of methylcellulose and hydroxypropyl methylcellulose grades. IFF maintains a large portfolio of these grades to offer water-based adhesive formulators the highest flexibility needed to customize viscosity, compatibility, and workability for their formulations.
METHOCEL™-producten zijn de voorkeursbindmiddelen en reologiemodificatoren in lijmen op waterbasis, omdat ze een aantal belangrijke voordelen bieden, zoals:
- Goede hecht- en cohesiesterkte door waterstofbinding
- Hoge groene sterkte door omkeerbare thermische geleigenschappen
- Verhoogde applicatie-efficiëntie door shear-thinning reologiemodificatie
Waterstofbindingsreactiviteit
Chemisch gezien is METHOCEL™ qua structuur vergelijkbaar met cellulose, maar met substituties van methylchloride of propyleenoxide en methylchloride in hydroxygroepen om respectievelijk methylcellulose of hydroxypropylmethylcellulose te verkrijgen, zoals te zien is in de onderstaande afbeelding. Omdat cellulose niet van nature oplosbaar is in water, helpen deze substituties de oplosbaarheid in water te vergroten en maken METHOCEL™ compatibel met op water gebaseerde systemen.
 |
Zelfs met deze substituties worden verschillende hydroxylgroepen meestal niet gesubstitueerd. Deze resterende hydroxylgroepen nemen deel aan waterstofbindingen om de kleefeigenschappen te verbeteren. Waterstofbindingen vergroten de cohesieve sterkte van kleefstoffen die zijn gemaakt met METHOCEL™ wanneer de hydroxylgroepen reageren met andere hydroxylgroepen op het METHOCEL™-polymeer. Op dezelfde manier kunnen deze hydroxylgroepen binden met oppervlakken waar de kleefstof aan vastzit, waardoor de hechting toeneemt. Deze interacties maken METHOCEL™ een ideaal bindmiddel in op water gebaseerde kleefsystemen.
Omkeerbare thermische gelvorming
De methoxysubstitutie op METHOCEL™ biedt ook aanzienlijke groene sterkte aan kleefstoffen door middel van omkeerbare thermische gelering. Hoewel METHOCEL™ oplosbaar is in koud water, is het onoplosbaar in water dat is verwarmd tot 50°C–90°C, afhankelijk van de gebruikte klasse. Dit wordt geïdentificeerd als de begintemperatuur voor gelering. Naarmate de oplossing afkoelt, wordt de oplosbaarheid van METHOCEL™ hersteld, wat omkeerbare gelering mogelijk maakt, zoals te zien is in de onderstaande grafiek. Door dit mechanisme functioneert METHOCEL™ als een reologiemodificator bij koudere temperaturen en als een geleermiddel bij hogere temperaturen.
 |
| Gelation of 2.0% aqueous solution of METHOCEL™ A-series grade, heating at 0.25°C/min |
Deze thermische geleringseigenschap is nuttig bij lijmtoepassingen, aangezien de meeste lijmen op waterbasis worden blootgesteld aan hitte om water te verdampen en uitharding te initiëren. Naarmate hitte wordt toegepast, neemt de fysieke sterkte van de lijm toe, omdat METHOCEL™ gelering induceert, wat zorgt voor een hogere duurzaamheid in de vroege stadia van uitharding, wat leidt tot een betere integriteit nadat de lijm is uitgehard.
Reologiemodificatie door schuifverdunning
In gevallen waarin lijmen op verticale of bovenliggende oppervlakken worden aangebracht, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de lijmen niet doorzakken of druppelen voor een efficiënte toepassing en afvalpreventie. Wanneer METHOCEL™ aanwezig is in oplossingen op waterbasis, zoals een lijm op waterbasis, zorgt het voor een shear-thinning rheologie. Deze shear-thinning rheologie is afhankelijk van het molecuulgewicht van het METHOCEL™-polymeer en de concentratie die in de oplossing aanwezig is, zoals hieronder weergegeven.
 |
| Apparent viscosity versus shear rate, 2% aqueous solutions, 20°C |
Apparent viscosity versus shear rate for aqueous solutions of 4,000 mPa·s with various METHOCEL™ concentrations |
De shear-thinning rheologie die METHOCEL™ biedt, is nuttig omdat het het eenvoudig verspreiden of spuiten van de lijm op verticale of bovenliggende oppervlakken onder hoge schuifspanning mogelijk maakt. Wanneer de schuifspanning wordt verwijderd en de lijm op het oppervlak wordt gezet, zal de viscositeit worden hersteld om verdikking te bieden, waardoor wordt voorkomen dat de lijm doorzakt of druppelt en wat leidt tot een betere verwerkbaarheid en minder afval.
Voorbeeldtoepassingen
De hierboven beschreven eigenschappen van METHOCEL™ maken het bruikbaar voor een groot aantal op water gebaseerde lijmen. Hieronder staan voorbeelden waarbij METHOCEL™ wordt gewaardeerd als bindmiddel of reologiemodificator in deze formuleringen.
Lijmen op latexbasis
METHOCEL™ biedt waarde in latexgebaseerde lijmen als verdikkingsmiddel om de viscositeit te verhogen tot het gewenste niveau en tegelijkertijd shear-thinning rheologie te verlenen. Wanneer METHOCEL™ wordt toegevoegd aan latexgebaseerde lijmen, vergemakkelijkt het ook betere droogtijden en verhoogt het de natte kleefkracht vanwege de thermische geleringseigenschappen die hierboven zijn beschreven. Bovendien biedt het betere stabilisatie voor anorganische, onoplosbare vulstoffen en additieven, zoals pigmenten. Omdat METHOCEL™ niet-ionisch is, is het compatibel met verschillende latexlijmformules.
Tapijt Backsizing Compounds
Deze verbindingen worden doorgaans gebruikt met tapijten gemaakt van synthetische vezels, zoals nylon en polyester, om dimensionale krimp of rek te voorkomen en krullen te verminderen tijdens het installeren van tapijt. METHOCEL™ biedt waarde in deze verbindingen door de lijm te verdikken om deze binnen de lijmlijn van het tapijt te houden in plaats van in de tapijtrug te sijpelen. De thermische gelerende eigenschappen van METHOCEL™ helpen ook om de lijm sneller te laten uitharden en snel te laten drogen bij verhitting.
Lijmen voor leerverwerking
Deze lijmen worden gebruikt om leren huiden te hechten aan glas- of porseleinen oppervlakken om krimp te voorkomen tijdens het droogproces. Vergeleken met zetmeel, dat vaak wordt gebruikt in dit soort lijmen, biedt METHOCEL™ een voordeel als reologiemodificator en bindmiddel met betere waterretentie en initieert thermische gelering, waardoor sterkere verbindingen ontstaan.
Multiplex lamineerlijmen
METHOCEL™ wordt gebruikt in lijmen om multiplex te lamineren omdat ze een uitstekende viscositeitscontrole leveren en een shear-thinning rheologie verlenen, wat beide de verwerkbaarheid verhoogt. Omdat multiplexlaminering het aan elkaar lijmen van fineer onder druk en hitte inhoudt, verhogen de thermische geleringseigenschappen van METHOCEL™ de groene sterkte en duurzaamheid van de lijm tijdens de montage en vroege uitharding. Thermische gelering helpt ook voorkomen dat de lijm te diep in de fineer trekt tijdens het uitharden.
Behangplaksel
In droge behanglijmen wordt METHOCEL™ gebruikt als primair bindmiddel om de natte kleefkracht te verbeteren. Het fungeert ook als een reologiemodificator om de viscositeit te helpen regelen tot het gewenste niveau. De natte kleefkracht die METHOCEL™ biedt, zorgt ervoor dat het verschillende soorten papier aan de muur kan hechten en gemakkelijk opnieuw kan worden gepositioneerd voordat het uithardt. Het opnieuw positioneren is mogelijk omdat oplossingen die METHOCEL™ bevatten ook een goede smering hebben.
METHOCEL™-kwaliteiten
Het selecteren van de juiste METHOCEL™-klasse hangt af van de viscositeitsvereisten van de lijmtoepassing, thermische geleringseigenschappen en de gewenste oplossingsbereidingstechniek. METHOCEL™-klassen worden voorzien van een letter die de mate van methoxy- en hydroxypropylsubstitutie van het polymeer aangeeft, zoals hieronder weergegeven.
Over het algemeen hebben METHOCEL™-kwaliteiten met een hoger methoxygehalte lagere thermische geleringstemperaturen. Als thermische gelering een eigenschap is die moet worden benut, moeten dus kwaliteiten met een hogere methoxysubstitutie worden geselecteerd. Als een organisch oplosmiddel aanwezig zal zijn als cosolvent in kleefstofformuleringen, zullen kwaliteiten met een hoge hydroxypropyl- en methoxysubstitutie een betere oplosbaarheid hebben.
Naast het substitutieniveau is de viscositeit een andere bepalende factor bij het selecteren van een klasse voor verdikkende eigenschappen. Hieronder vindt u een lijst met geselecteerde klassen voor lijmen met bijbehorende viscositeiten. Opgemerkt dient te worden dat het molecuulgewicht van het polymeer overeenkomt met de viscositeit, die ook overeenkomt met hoe uitgesproken de shear-thinning eigenschappen zijn. Daarom dient een klasse met dit in gedachten te worden geselecteerd bij het kiezen van een shear-thinning rheologiemodifier. Klik op de klassen hieronder voor een volledige beschrijving en meer informatie.
| Graad |
Viscositeit (2% in water, cPs) |
Geleringstemperatuur (°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 |
Er zijn verschillende andere METHOCEL™-opties beschikbaar. Meer informatie en een volledige lijst met METHOCEL™-klassen vindt u hier hier.
De letter S in de J12MS en K75MS klassenamen geeft aan dat het oppervlak van de klasse is gemodificeerd met glyoxal om hydratatie uit te stellen totdat de pH is aangepast naar 9. Dit kan helpen bij volledige dispersie voorafgaand aan hydratatie om klontering te voorkomen. Ga voor meer informatie over de betekenis hiervan en om te helpen bij het maken van oplossingen van METHOCEL™ naar deze pagina voor een instructievideo.
Samenvatting
METHOCEL™ is een ideaal bindmiddel en reologiemodificatoradditief voor verschillende op water gebaseerde lijmformuleringen. Het is van nature afkomstig van cellulose en maakt goede waterstofbinding, thermische geleringseigenschappen en schuifverdunnende reologie mogelijk. Deze eigenschappen maken METHOCEL™ ideaal voor lijmen omdat ze een hoge kleef- en cohesieve sterkte mogelijk maken, uitstekende groene sterkte verlenen en druppelen en doorzakken op bovenliggende en verticale oppervlakken verminderen. Klik hieronder om meer informatie of een monster van METHOCEL™ voor uw lijmtoepassing aan te vragen.
