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通过流变学获得更好的性能

具有无故障性能和失效性能的涂料之间的区别在很大程度上取决于 流变学 油漆的颜色. 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、反向或直接辊涂、喷涂、盘涂、流涂)
  • 膜的形成 (流动、流平、膜聚合)
  • 贮存稳定性 (抗颜料硬沉淀)

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 液体流动的阻力是否可以用可测量的值来定义. 粘度表示为剪切应力与剪切速率之间的关系.

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

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

剪切速率 表示为sec-而且 剪切应力 达因/厘米2
因此, 粘度 可表示为剪切应力/剪切速率:

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

可见粘度的单位是达因/厘米/秒-1 或者达因秒/厘米or 风度. 液体被分为:

  • 牛顿 (粘度与剪切速率的线性关系)
  • 触变性或假塑性 (粘度随剪切速率增大而减小)
  • Dilatent (粘度随剪切速率增加而增加)

表1. 粘度计量单位

粘度测量单位-了解更多关于油漆的流变性

图1. 单点粘度测量. 多点粘度测量

图的单点粘度-了解更多关于油漆的流变性

如图1所示, 单点粘度测量并不能提供确定涂料是否是牛顿粘度所必需的信息, 扩张性或触变性. 因此, 为各种油漆工艺适当配制一种油漆, 有必要了解在一定剪切速率范围内的粘度特性. 多点粘度测定和流变性调整使颜料分散优化, 树脂和油漆转移, 应用程序, 油漆流, 调平和储存稳定性.

各种流体的粘度特性

图像解释各种流体的粘度-了解更多关于油漆的流变性

图2. 粘度和剪切速率要求的各种油漆工艺

图表显示粘度和剪切速率-了解更多关于油漆的流变性

图3和图4说明了涂料工艺(如树脂和油漆)的粘度要求 转移,颜料分散,应用,成膜和储存稳定性 是否依赖于流变学. 例如, 在颜料的高速分散和应用性能方面, 触变性程度(剪切变薄)有助于加工, 抗凹陷和抗沉降.

无花果. 3 .各种工艺的粘度测定类型

粘度的类型-了解更多关于油漆的流变性

无花果. 4多种涂料工艺的流变特性

流变性图表概况-了解更多关于油漆的流变性

无花果. 磨基配方粘度要求

Millbase配方-了解更多关于油漆的流变性

多个 流变学/控制 修饰符可以使用 勘探者搜索引擎 并可用于改性水性和溶剂型涂料,以调整应用性能以及抗硬固化. 在涂料配方中,有多种成分和变量影响流变性.

影响涂料流变性的问题包括:

  • 涂层成分
    • 粘合剂(溶液vs乳胶或分散)
    • 颜料
    • 填充颜料和填充剂
    • 颜料分散剂
    • 表面活性剂
    • 胺的数量和种类(水性涂料)
    • pH值(水性)
    • 助溶剂
  • 流变特性定制
    • 流变学改性和选择的标准
    • 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,并依赖于上述多种成分因素. 用于乳胶漆, 当粘度在高剪切速率下调整为适当的应用, 为了适当的流平,低剪切速率下的粘度趋于较高. 这就是乳胶漆的流平性往往比溶剂型涂料差的原因. 这在高光泽度时最为明显. 因此,为了消除这种现象, 联想增稠剂S被使用. 用简单的术语来说, 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 它们包括:

  • 有机粘土-在颜料分散过程中添加
  • 氢化蓖麻蜡-在冷却/加热激活时加入磨基
  • 聚酰胺-在冷却/热激活时添加到磨基中,或可以预激活并在冷却过程中添加
  • 气相二氧化硅-在放气过程中添加

水性涂料的流变控制剂包括:

  • 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:

  • 疏水改性乙氧基化聚氨酯
  • 疏水改性碱膨胀乳剂
  • 疏水改性羟基乙基纤维素
  • 疏水改性乙氧基聚氨酯碱膨胀乳液

无花果. ASTM D2801抗下垂-涂料添加流变改性剂前(左图)和后(右图)的图像

抗凹陷性-了解更多关于油漆的流变性

图6. 说明了用触控器适当调整的相同涂料(右图)与修改前的左图在抗垂直凹陷性方面的差异总之,流变学在提供颜料易于分散的涂料方面起着主要作用, 良好的流体传递, 可接受的应用性能和长期抗硬沉降. 关于流变材料的其他信息可以使用勘探者的搜索引擎,关键字如流变学, 触变性, 流动和增稠剂.

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,Wiley, Wicks e.al. 2007

有机涂料,科学与技术,第三版,威利,琼斯e.al. 2017

www.warnerblank.com

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