通过流变学获得更好的性能

一种涂料的无故障性能和故障之间的区别在很大程度上取决于 流变学 的油漆. 流变学 被定义为流动和变形的科学,并影响诸如:

  • 转移 树脂和油漆
  • 颜料分散
  • 应用程序 (刷涂、辊涂、反涂或直涂、喷涂、盘涂和流涂)
  • 膜的形成 (流动、流平和膜聚结)
  • 贮存稳定性 (耐颜料硬沉淀)

相反,粘度可以定义为流动阻力. 如果不考虑和理解粘度,讨论流动和流平是没有意义的. 简单的说, 粘度 液体的流动阻力是否可以用测量值来定义. 粘度表示为剪切应力与剪切速率的关系.

                       ϒ (剪切应力) = F(部队)/ A(面积)

                       D(剪切速率)= V(速度)/ C (厚度)

剪切速率 表示为sec-和 剪切应力 达因/厘米2
因此, 粘度 可以表示为剪切应力/剪切速率:

                       η(粘度)  = ϒ (剪切应力) / D(剪切速率)

由此可见,粘度的单位是达因/厘米/秒-1 或者dyne-sec / cmor 风度. 液体分类为:

  • 牛顿 (粘度与剪切速率的线性关系)
  • 触变性和假塑性 (粘度随剪切速率的增加而降低)
  • Dilatent (粘度随剪切速率增加而增加)

表1. 粘度测量单位

粘度测量单位-了解更多关于涂料流变性的知识

图1. 单点粘度测量. 多点粘度测量

单点粘度图-了解更多关于涂料流变性的知识

如图1所示, 单点粘度测量不能提供必要的信息,以确定涂料是否是牛顿, 扩展或触变. 因此, 为各种油漆工艺适当地配制一种油漆, 有必要知道在剪切速率范围内的粘度特性. 多点粘度测定和流变学调整使颜料的分散得到优化, 树脂和油漆转移, 应用程序, 油漆流, 平整和存储稳定性.

各种流体的粘度特性

图片解释各种流体的粘度-了解更多有关涂料的流变性

图2. 各种涂料工艺的粘度和剪切速率要求

图表显示粘度和剪切速率-了解更多关于涂料流变性的知识

图3和图4说明了涂料过程如树脂和油漆的粘度要求 转移、颜料分散、应用、成膜及贮存稳定性 是否依赖于流变学. 例如, 在颜料高速分散及应用性能方面, 有一定程度的触变性(剪切稀化)处理, 抗凹陷性和沉降性.

无花果. 3各种工艺的粘度测定类型

了解更多有关涂料流变性的知识

无花果. 4多种涂料工艺的流变特性曲线

流变学概况图表-了解更多关于涂料的流变学

无花果. 粉碎机基础配方的粘度要求

粉底配方-了解更多有关涂料流变性的知识

多个 流变学/控制 可以使用 勘探者的搜索引擎 并可用于修改水性和溶剂型涂料,以调整应用性能以及耐硬硬化性. 在涂料配方中,有多种成分和变量影响流变学.

影响涂料流变性的问题包括:

  • 涂层成分
    • 粘合剂(溶液、乳胶或分散剂)
    • 颜料
    • 填充颜料和填充剂
    • 颜料分散剂
    • 表面活性剂
    • 胺类数量和类型(水性涂料)
    • pH值(水性)
    • 助溶剂
  • 流变特性的定制
    • 流变改性和选择的标准
    • 流平剂
    • 表面活性剂
    • 其他添加剂

乳胶漆的粘度往往表现出过度的剪切稀化行为,并取决于以上列出的多种成分因素. 对乳胶涂料, 当粘度在高剪切速率调整适当的应用, 在适当调平的低剪切速率下,粘度往往较高. 这就是为什么乳胶漆的流平性往往比溶剂型涂料差的原因. 这是最明显的高光泽水平. 因此,为了消除这种现象, 联想增稠剂使用年代. 用简单的术语, 联想增稠剂 可以定义为含有多个疏水基团的水溶性聚合物吗.

一些常见的 thixatropes 它们的合并包括:

  • 有机粘土-在颜料分散阶段添加
  • 氢化蓖麻蜡-在冷却/加热时添加到磨机底部
  • 聚酰胺-在冷却/热激活时添加到轧机基础上,或可以预激活,在放料时添加
  • 气相二氧化硅-放料时添加

水性涂料的流变性控制剂包括:

  • 纤维素制品
    • 羟乙基纤维素
    • 羧基功能纤维素
    • 甲基纤维素
  • 聚酰胺
  • 合成粘土
  • 硅胶

联想增稠剂 水性涂料的类型包括:

  • 疏水改性乙氧基聚氨酯
  • 疏水改性碱性膨胀乳剂
  • 疏水改性羟乙基纤维素(HMEC)
  • 启发式疏水改性聚乙氧基聚氨酯碱膨胀乳液

无花果. 6 ASTM D2801抗凹陷性-涂漆前(左图)和后(右图)添加流变改进剂的图像

抗下垂-了解更多关于涂料流变性的知识

图6. 说明了相同油漆(右图)经过触变性适当调整后,与修改前的左图相比,在垂直下垂阻力上的差异总之,流变学在提供颜料易于分散的涂料方面起着重要作用, 良好的流体传输, 可接受的应用性能和长期耐硬沉降. 有关流变材料的其他信息可以使用勘探者的搜索引擎的关键词,如流变学, 触变性, 流和增稠剂.

资源

勘探者知识中心和搜索引擎

Wikepedia

有机涂料,科学与技术,第三版,威利,e.al. 2007

有机涂料,科学与技术,第三版,威利,琼斯.al. 2017

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