流变特性对涂料的重要性,影响到涂料8个方面的性能

2022-11-09 10:04:06 855

何为流变Rhelolgy?

流体受到外力后所产生形变的科学,流体接受外力后粘性状态发生变化的科学。

流变特性主要反映剪切力和粘度的关系,通过测量涂料不同剪切力下流体的粘度变化,可以得到流变曲线图(粘度-剪切力图),从而可以分析涂料的流变特性,进而指导涂料配方的改进。

流体根据不同的流变特性,主要有牛顿型流体和非牛顿型流体,非牛顿型流体包括假塑性流体,膨胀型流体和宾汉型流体,不同类型的流体的流变曲线图如下所示:

流变特性对涂料的重要性不言而喻,流变特性至少会影响到涂料八个方面的性能:

  • 防沉性

  • 防流挂性

  • 流平性

  • 分散效率

  • 开罐效果

  • 滚涂膜厚

  • 刷涂手感

  • 喷漆雾化效果

涂料的粘度,并不是个标准值,而是不同状态下的相对值,主要有四种粘度。

01静止粘度


即涂料在静止状态下的粘度,静止粘度没办法去测量,合适的静止粘度可以尽可能保证涂料不发生沉降问题。


02低剪粘度(布氏粘度)


布氏粘度计名称的由来在于美国Brookfield家族开创的旋转粘度测量法,利用独特的转子与流体之间产生的剪切和阻力之间的关系而得出的全新的粘度值。通过低剪粘度的高低,可以初步判断漆膜的抗流挂性和流平性。

低剪粘度值高,一般抗流挂性好,流平性一般;低剪粘度值低,一般流平性好,抗流挂性一般。

03中剪粘度(KU粘度)


KU粘度是用斯托默粘度计测量的粘度,搅拌桨叶由特种恒转速马达带动以200r/min的速度转动,搅拌桨叶在被测样品中旋转受到的阻力矩由计算机转换以KU值(克雷布斯 Krebs)单位(KU)产生200 r/min转速所需的负荷的一种对数函数,一般用来标示用于刷涂和滚涂的黏度。

中剪粘度过高,会导致涂料的分散效率降低然后研磨好的涂料会让人感觉稠稠的。

04ICI高剪粘度


锥板黏度计非常适用于油漆和涂料行业(其中高剪切的锥板黏度计也称ICI锥板黏度计),它主要用于测定较黏稠物料的黏度及其流变性,因其剪切速率比较高(可达13300/s),比较合适用来模拟涂料刷涂,滚涂和喷涂过程中的剪切速率,适合用来评估滚涂膜厚,刷涂手感和喷涂雾化效果。

另外,涂料行业有一款常用粘度计,即涂-4杯,涂-4杯测试的范围约介于中剪和高剪之间,可以比较简单的通过涂4杯粘度测试情况,去判断施工的状态。


影响水性醇酸树脂漆的流变特性的因素

一般来说,对涂料的流变特性影响最大的就是流变助剂,比如防沉剂,增稠剂等。

但是,对于水性醇酸树脂漆而言,影响流变特性的不仅仅只有流变助剂,很多因素都能影响到涂料的流变特性。

01树脂体系


水性醇酸树脂本身对涂料的流变特性的影响是非常大的,不同的水性醇酸树脂的流变状态差别非常大,比如水性醇酸树脂体系就属于流动性非常好的体系,可以很容易做到像油性醇酸漆一样的流变状态,而水性丙改醇树脂体系,就属于粘度偏高,流动性较差的体系,更容易做到像乳胶漆一样的触变状态

02助溶剂与水,胺


水性醇酸树脂漆的助溶剂主要是醇醚类和少量醇,都是属于极性亲水性溶剂,亲水性助溶剂添加量大,树脂体系将具有更好的亲水性、更好的流动性,和更低的粘度。

水对涂料的粘度影响,主要是体系中水的比例,这主要涉及到水性醇酸树脂中吸附水的量。

如果水的量太少,树脂体系的粘度会很高;随着水量增加,树脂体系的粘度会先增高,后面快速降低,如果加的水太多了,树脂体系的粘度就会非常低。那时想要提高粘度,就要添加较大量的增稠剂才能实现。

胺的作用,主要是改变体系的pH值,而pH值的改变,也会改变体系的粘度状态,pH值的合理区间为8.5-9.5之间。

03润湿剂,分散剂和消泡剂


润湿剂会改变树脂体系的表面张力,对于提高研磨分散效率非常重要,对体系的粘度状态也有一定影响。

分散剂可以简单分为可控絮凝和解絮凝型,前者会增加涂料的粘度,降低流动性,后者会降低涂料的粘度,提高流动性。二者都会影响到涂料的流变状态。

有些消泡剂也会对树脂体系的粘度造成一定的影响,不过通常影响比较小。

04流变助剂


目前市场上可选的,有有机土,硅酸镁铝,凹凸棒土,纤维素,碱溶涨增稠剂,聚氨酯增稠剂,气硅,聚酰胺蜡,聚乙烯蜡等类型的增稠流变助剂,他们对体系的流变特性影响是最大的,筛选合适的增稠体系,是工程师极其重要的工作。关键词:涂料色浆色浆厂家,色浆,色浆配方,高浓度水性色浆,油漆色浆,乳胶漆色浆,通用色浆,环保色浆,双组分涂料色浆,2KPU色浆,聚氨酯涂料色浆。

05催干剂


不同厂家的催干剂,可能会改变树脂体系的粘度,需要工程师留意粘度变化,以及树脂体系的稳定性。

06防闪锈剂


防闪锈剂一般为碱性,pH值一般在9-11之间,防闪锈剂的加入不可避免会影响树脂体系的pH值,从而影响到树脂体系的粘度状态。当然,不同厂家不同型号的防闪锈剂,影响程度各不相同。

07制漆工艺


工艺对材料性能的影响是显而易见的,不同的材料只有在合适的工艺条件下,才能发挥最大的价值。制漆工艺不到位,很多材料的性能发挥不出来,同样会影响涂料的流变特性,当然不仅仅只影响涂料的流变特性。

总结

综上所述,影响水性醇酸漆的流变状态的因素非常多,因此,要想把漆做好,做到合适的流变状态,需要通盘考虑,综合评估而不仅仅只是评估流变助剂的作用。

配方工程师的目的,是通过选择合适的树脂体系,合适的催干剂,润湿分散剂,流变助剂,防闪锈剂,以及合适的颜填料体系,设计出合适的配方,能做到高固低粘,涂料开罐效果好,易施工,易流平,不流挂,尽可能接近油性醇酸漆的流变状态的水性醇酸漆。


END

来源 | 水性醇酸道

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