Polyurethanverdicker (PU-Verdicker) sind im Markt weit verbreitet und finden durch ihre flüssige Lieferform, ihr leichtes Handling und ihr breites Einsatzspektrum in einer Vielzahl unterschiedlichster wässriger Systeme Anwendung. Aufgrund ihres assoziativen Verhaltens in Wechselwirkung mit hydrophoben Bestandteilen der Formulierung erfordert es eine Vielzahl unterschiedlichster Produkte im Markt, um eine möglichst optimale Wirksamkeit im Hinblick auf das gewünschte rheologische Profil zu erzielen.
PU-Verdicker zeichnen sich dadurch aus, dass sie über den gesamten Schergeschwindigkeitsbereich rheologisch wirksam sein können. Aus diesem Grund unterscheidet man zwischen Produkten für den niedrigen, mittleren und hohen Scherbereich. Bei geeigneter Auswahl lassen sich somit Lagerstabilität, Topfkonsistenz, Verarbeitbarkeit und Standvermögen einstellen. In der Regel werden dazu verschiedene PU-Verdicker miteinander kombiniert oder zusammen mit anderen Rheologieadditiven eingesetzt. Produkte für den niedrigen Scherbereich (low shear) verbessern in erster Linie die Lagerstabilität, das Verhalten während des Transports und das Standvermögen. Sie eignen sich außerdem dazu, bei sehr niedriger Dosierung hohe Viskositäten zu erzielen. Für die Einstellung der Topfkonsistenz im mittleren Scherbereich (mid shear) eignen sich am besten solche Produkte, welche die Low-Shear-Viskosität nicht so stark erhöhen. Diese Assoziativverdicker werden auch als sogenannte „KU Driver“ bezeichnet. Sowohl Low-Shear- als auch Mid-Shear-Verdicker erzeugen dabei ein pseudoplastisches Fließverhalten. Für den Einsatz im hohen Scherbereich (high shear) sind die Produkte besonders geeignet, die zu einer eher moderaten Viskositätserhöhung mit newtonschem Fließverhalten führen. Sie verbessern die Applikationseigenschaften zum Beispiel durch einen erhöhten Streichwiderstand bei der Verarbeitung mit dem Pinsel oder reduzieren die Spritzerneigung bei der Applikation mit der Rolle.
Das newtonsche Fließverhalten eignet sich außerdem sehr gut für die Spritzapplikation und gewährleistet eine gute Untergrundbenetzung und einen guten Verlauf. Verdicker für den hohen Scherbereich werden auch als „ICI Driver“ bezeichnet.
Aufgrund ihres assoziativen Verhaltens wirken PU-Verdicker immer stark systemabhängig. Die stärkste Wechselwirkung besteht dabei mit dem Bindemittel und ist neben dem Bindemitteltyp auch von der Höhe des Bindemittelanteils abhängig: Je höher der Bindemittelanteil ist, desto stärker ist die Wirksamkeit. Auch weitere Formulierungsbestandteile können die Wirksamkeit der PU-Verdicker beeinflussen, da diese in den assoziativen Mechanismus eingreifen. Dazu gehören vor allem Lösemittel, Filmbildehilfsmittel und oberflächenaktive Substanzen.
PU-Verdicker sind höhermolekulare hydrophile Polymere, die linear, verzweigt oder sternförmig aufgebaut sein können und hydrophobe Gruppen aufweisen. Die Verknüpfung der hydrophoben Gruppen mit den hydrophilen Segmenten erfolgt dabei über Urethangruppen. Aus diesem Grund bezeichnet man diese Produkte auch als Urethanverdicker oder HEUR Verdicker (HEUR = hydrophobically modified ethoxylated urethane). Da diese Verdicker keine ionischen Gruppen enthalten, werden sie auch als nichtionische, synthetische Assoziativverdicker (NISAT) bezeichnet. Je nach gewünschtem Wirkprofil bieten sich vielfältige Möglichkeiten, die anwendungstechnischen Eigenschaften der PU-Verdicker zu optimieren. So ist eine gezielte Anpassung der Kettenlänge (Molekulargewicht), der Art und Anzahl der hydrophoben Gruppen sowie der Struktur des Polymers möglich, um gezielt Produkte für den niedrigen, mittleren oder hohen Scherbereich zu entwickeln. Die Anwesenheit einer hydrophoben Komponente, wie zum Beispiel einer Bindemitteldispersion, ist bei der Wirksamkeit von Polyurethaneverdickern essenziell. Ohne diese zeigen sie keine Wirksamkeit im System.
