Auch die synthetischen Schichtsilikate gehören zur Gruppe der pulverförmigen anorganischen Rheologieadditive, die in wässrigen Systemen eingesetzt werden. Der wesentliche Unterschied zu den natürlichen Schichtsilikaten liegt beim Ursprung der Produkte.
In einem aufwendigen Herstellungsprozess aus definierten anorganischen Mineralien werden unterschiedlich modifizierte Produkte für verschiedene Anwendungsgebiete (wie z.B. Effektpigmentorientierung, Lagerstabilität oder Multi-Color-Effekt) hergestellt, die sich in Handhabung, Wirksamkeit und Preis unterscheiden. Sie zeichnen sich durch eine besondere Reinheit sowie gleichbleibende Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften aus.
Synthetische Schichtsilikate lassen sich durch gleichmäßiges Rühren delaminieren, während der Aufschluss natürlicher Schichtsilikate höhere Scherkräfte erfordert. Dazu werden die synthetischen Schichtsilikate zuerst in Wasser eingearbeitet und anschließend direkt (in-situ) oder als Halbfabrikat weiterverarbeitet. Es wird zwischen zwei Arten synthetischer Schichtsilikate unterschieden – den Pulver- und den Soltypen. Mit den Pulverprodukten werden unterschiedlich hoch konzentrierte Halbfabrikate (bis zu 10 %) in Wasser hergestellt. Abhängig von der Dosierung und dem Härtegrad des verwendeten Wassers können die Halbfabrikate im flüssigen Zustand unterschiedlich lange weiterverarbeitet werden, bevor sie ein Gel bilden und zu Stippen im fertigen System führen könnten. Alle weiteren Bestandteile der Formulierung werden erst anschließend in das Halbfabrikat eingearbeitet.
Mit den Soltypen lassen sich dagegen deutlich höher konzentrierte, lagerstabile Halbfabrikate (bis zu 25 %) herstellen, da Phosphationen die rheologische Wirksamkeit blockieren. Während der Einarbeitung adsorbieren Formulierungsbestandteile wie zum Beispiel Pigmente und Füllstoffe die Phosphationen und das Produkt wird rheologisch wirksam. Es gibt sowohl vorgefertigte, flüssige Soltypen als auch die pulverförmigen Ausgangsprodukte. Letztere eignen sich zur Herstellung eigener, unterschiedlich hoch konzentrierter Halbfabrikate. Die Soltypen zeichnen sich dadurch aus, dass die Halbfabrikate auch nachträglich in eine Formulierung eingearbeitet werden können. Einschränkungen können sich ggf. systemabhängig bei den Beständigkeiten (Weißanlaufen) ergeben.
Auch die synthetischen Schichtsilikate werden durch die Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur (dem sogenannten Kartenhauseffekt) rheologisch wirksam. Im Vergleich zu den natürlichen Schichtsilikaten zeichnen sie sich nach ihrer Delaminierung durch eine deutlich kleinere Teilchengröße (25 nm) aus. Dies führt bei gleicher Dosierung zu einer deutlich höheren Anzahl an Schichtsilikatplättchen und damit zu einem schnelleren Strukturaufbau und einer stärkeren Wirksamkeit. Außerdem besteht aufgrund der kleineren Teilchengröße auch ein deutlich geringerer Einfluss auf die Glanzhaltung. Ein großer Vorteil der synthetischen Schichtsilikate ist die Variation des Fließverhaltens von stark thixotrop bis stark pseudoplastisch in Abhängigkeit von der eingesetzten Dosierung.
Thixotropes Fließverhalten stellt sich bei einer niedrigen Dosierung
(<0,5 %) ein, da weniger Teilchen länger für einen Strukturaufbau benötigen. Bei höherer Dosierung (1,5 %) stellt sich dagegen ein pseudoplastisches Fließverhalten ein, da eine größere Anzahl von Teilchen auch schneller die Struktur aufbaut. Aufgrund der vielfältigen Möglichkeit, das Fließverhalten der synthetischen Schichtsilikate einzustellen, können sie in einem sehr breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden. Das gilt sowohl für niedrigviskose als auch hochviskose Formulierungen. Dazu zählen zum Beispiel die Effektpigmentorientierung im Automobilbereich, aber auch hochviskose Effektanwendungen wie Multi-Color-Paint (MCP). Auch in Home-Care- und Personal-CareAnwendungen gibt es verschiedenste Einsatzmöglichkeiten wie Reiniger oder Zahnpasta.
