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安东帕流变与黏度计让您不再闻“漆”色变

发布时间:2020-09-21   点击次数:126次

健康一直是人类关注的问题,而健康的实现很多情况下受环境的影响。人类居住环境随着工业进程加速而变得越来越恶劣,油漆涂料与每个人息息相关,不要说从事涂料行业的人的健康,我们每个人所处的环境都离不开涂料。涂料的环保与质量决定着每个人的健康。日前,国家环保管理部门出台了严厉的VOC管理政策,促使包装、建筑、防腐、汽车等行业涂料厂家都向水性和高固分方向研发与制造,由于新型涂料在配方、工艺和施工都遇到了局限与瓶颈,需要严谨的测试手段和分析设备进行质量控制。

测试设备——结构和流动性的双重奏

一重奏:MCR旋转流变仪

二重奏 ViscoQCTM 100智能旋转黏度计

概述

对涂料工业的工作者来说,下列性能是比较重要:

(1) 结构强度和静置性能

(2) 流动性能

(3) 涂料(涂敷)过程后的结构恢复

 

许多不同的实验和分析方法被用来在今天的实验室来表征以上的信息。我们在这篇文章中介绍了实践 中对于涂料的先进评价方法。在此之前,我们简要回顾一下还在使用,但很多实践中已经落后的传统实验方法。然后我们要以日常实践中的测试结果来给出这些方法的先进之处。

屈服点测试

结构强度和静置性能的信息是评价悬浮稳定性(如长期储存)的重要指标。许多涂料工业的用户使用流变 添加剂引入一种三维的网络结构,以在静置时获得足够高的结构强度,保持颜料和添加剂的悬浮状态。为了探测这种三维结构的强度,许多工业实验室使用屈服点的测量(也叫做屈服应力,它是内部胶体结构被破坏的小剪切力)。必须告诉大家是:屈服点不是一个材料的常数,它与实验和分析方法有关。

更有用、更准确的屈服点评价方法 具有屈服点的材料表现出粘弹性行为。在低剪切应力下,表现出胡克弹性定律(剪切应力τ力与剪切形变 γ成比例)一样的可逆弹性行为(象固体或胶体)在的高剪切负载下,超过了屈服值,内部结构变得不可逆。 材料开始流动,逐渐变成理想流体(按照牛顿定律流动的液体)或者根据涂料结构性质不同的剪切变稀(或剪切增稠)流体。屈服点就是从弹性变成粘性的转化点上的剪切应力值。这种屈服点确定方法的好处在于考虑了涂料体系的粘弹性。另一个好处在于探测到还处于静置,在材料的内部结构被破坏而终开始流动之前的性质(也就是在线性粘弹区内)

添加两种不同流变添加剂的乳化漆的振荡扫描                              添加两种不同流变添加剂的乳化漆的频率扫描

蓝色涂料具有稳定的三维网络结构,增稠剂、表面性溶剂、树脂和颜填料形成凝胶,从而可以实现抗悬浮效果,均匀分散。左图显示随剪切力增加,凝胶结构发生破坏,此屈服点更加显示。

蓝色涂料具有抗悬浮抗流挂功能,频率扫描结果来证明。红色涂料反之,没有形成凝胶结构,较易流动,但也可从G’曲线上计算屈服点。

 

流动性能测定

动性能的信息对于评价涂料的涂敷(可使用性、喷雾、涂辊)性能非常重要。许多涂料工业用户使用流变添加剂来改善在低、中、高剪切速率时的黏度值。举例:如果在高剪切速率时黏度太高,涂敷过程将会困难。如果黏度太低,不受控的飞溅或者成膜受阻就会发生。典型的实验是流动曲线实验(剪切应力τ 相对于剪切速率 预先设置是剪切应力或者剪切速率的斜率。在图中黏度曲线(剪切黏度η 可以使用如下的方法表示。

 

举例:水基增稠剂的选择

(1) 硅酸盐(粘土)无机胶黏剂

(2) 纤维素衍生物、聚合物溶液

(3a) 未改性的聚合物分散液

(3b) 包含缔合增稠剂的聚合物分散液

上图显示,硅酸盐/铝酸盐更利于静态悬浮,高剪切时无明显增稠;而聚合物在高剪切增稠明显。

 

施工工艺确定

涂敷之后的结构恢复 涂敷过程之后的行为对于流平和滴挂行为的评价非常重要。许多在涂料工业的用户使用流变添加剂来平衡这个经常被称为“触变性能”的过程

 

举例:

两种不同胶凝剂修整的油漆样品旋转分段实验                     两种不同胶凝剂修整的油漆样品振荡分段实验

 

上图显示,蓝色胶凝剂回复较慢,有利于施工后流平,但有流挂风险;红色溶剂施工后可迅速恢复凝胶结构,有抗流挂效果。

 

结论:安东帕MCR流变仪和ViscoQCTM 100黏度计在水性,高固分等新型环保涂料开发、质检与施工上,专门对产品配方评估,施工工艺选择,涂料流挂性能测量所设计,满足您的产品符合国家行业法规,满足您对高品质和环保的追求。

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