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影响溶剂型涂料粘度的因素

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行业新闻
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2019/07/09 14:45
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【摘要】:
粘度是流体的主要物理特性,涂料的粘度对其性能的影响至关重要。大部分涂料的技术指标中明确地把粘度作为一项重要的常规检测指标,规定涂料粘度的生产范围及使用范围。这不仅是为了使涂料的质量相对稳定,更重要的是使施工后漆膜的综合性能,如附着力、装饰性等达到要求。溶剂型涂料的粘度并非按其中的成膜物、溶剂、助剂等各组分叠加计算得出,而是根据配方设计的实际情况进行估计。 流体在外力作用下流动与变形,流体分子间相互

粘度是流体的主要物理特性,涂料的粘度对其性能的影响至关重要。大部分涂料的技术指标中明确地把粘度作为一项重要的常规检测指标,规定涂料粘度的生产范围及使用范围。这不仅是为了使涂料的质量相对稳定,更重要的是使施工后漆膜的综合性能,如附着力、装饰性等达到要求。溶剂型涂料的粘度并非按其中的成膜物、溶剂、助剂等各组分叠加计算得出,而是根据配方设计的实际情况进行估计。

 

流体在外力作用下流动与变形,流体分子间相互吸引,阻碍分子间的相对运动而形成流体层。流体层之间的相互作用形成流体内摩擦,粘度即为这种内部阻力的量度。在物理上规定粘度ŋ为剪切力Τ与剪切速率D之比:ŋ=Τ/D。粘度又称为动力粘度、剪切粘度、绝对粘度。绝对粘度与密度的比值则称为运动粘度。粘度的度量则对应不同的检测方式,以泊、厘泊、帕斯卡·秒各种方式表示。

 

影响因素
1
涂料流变性影响

溶剂型涂料中,大部分清漆和低粘度的色漆都属于牛顿型流体。它的剪切速度(D)与剪切力(Τ)的大小成正比,其粘度ŋ=Τ/D不受剪切速率的影响。粘度的检测方式主要采用间接比较法,包括气泡法(加氏管等),落球法(赫伯勒粘度计等)及常用的流量杯(粘度杯)法。各国使用的流量杯形状大致相同,但结构尺寸略有差别。我国通用的流量杯有涂-1杯和涂-4杯,同事等效采用ISO流量杯,如常用的ISO6#杯。

 

绝大多数高粘度溶剂型涂料属于非牛顿型流体。它们的粘度值是一种表观粘度,其剪切速率与剪切力不成正比。通常其表观粘度随剪切速率D的加大而减小。如果剪切速率不变而表观粘度仍随时间的延长而降低时,涂料即具有通常所说的触变性。非牛顿型涂料一经搅动就会变得稀薄,易流动,但放置后又会回到原来的稠厚状态。涂料用颜料的种类,性质,颗粒大小与形状,用量及润湿性将会明显地影响涂料的表观粘度。同一颜料,经过表面处理降低了其表面吸附性,比未处理的颜料颜料制成的涂料触变性要小;采用颗粒大、针状或板状、用量较少及润湿性好的颜料制成的涂料触变性要小。同时,还有很多助剂会改变涂料的触变性,如用分散润湿剂改善润湿效果,用气相二氧化硅和膨润土增大触变性。有专门的触变性曲线法来测定涂料触变性大小。采用不同转速的旋转粘度计测定同一涂料粘度时,2次测定结果差别的大小也可大致反映出这种触变性的大小,非牛顿型涂料的 粘度一般通过不同剪切速率下的剪切力的大小来测定。常用的粘度计有斯托默粘度计、转盘式(或浆式)旋转粘度计等。

 

2
温度的影响

溶剂型涂料的粘度随温度升高而减小,随温度的降低而增大。但由于温度的影响要通过内部因素起作用,所以它对不同涂料的粘度影响程度不同。这主要是因为不同种类和粘度的涂料分子间的氢键数目不同,范德华力大小也不同,而这2中力对温度比较敏感。一般而言,温度对低粘度和牛顿型涂料影响较小,而对高粘度的涂料影响很大。涂料粘度越小,温度对涂料粘度影响也越小,反之亦然。由于粘度指标是在恒温(23±2℃)下测定的,所以夏季时的粘度指标偏高,而在冬季则应偏低,以保证涂料的储存稳定性和适宜的施工粘度。

 

3
溶剂的影响

溶剂型涂料中溶剂的选择和用量对涂料的粘度和漆膜性能有很大的影响,它对涂料的生产,贮存及施工各环节都极为重要。制漆时溶剂选择适宜与否也部分地反映在涂料的粘度上。实际上通常所说的溶剂包括溶解成膜物的真溶剂,稀释成膜物的稀释剂,以及用于降低成本的助溶剂。溶剂中各组分搭配比例平衡时,涂料有一定适宜的粘度,但稀释剂或助溶剂比例较高时,会明显提高漆液的粘度,甚至会是涂料突然变稠而丧失流动性,从而影响生产、施工和漆膜质量。涂料的施工方式多样化,有刷涂、刮涂、辊涂、喷涂、淋涂、浸涂等,各种施工方式要求的粘度各不相同,多数情况下是采用配套溶剂稀释来达到所需粘度,此时稀释剂用量合适与否直接关系到施工质量。在实际配方设计时,应依据对成膜物的溶解性及涂料的粘度等选择真溶剂与稀释剂,并确定一个最佳的溶剂比例。

 

4
结语:

粘度作为涂料流动变性的重要指标,应作为涂料的出厂检验项目,以保证涂料能在容器中长期贮存。对清漆等牛顿型涂料,控制好它的粘度,可很大程度地控制涂料的流动性。而对大部分色漆要综合考虑温度、颜料、溶剂等影响,并根据涂料的贮存要求及施工性来确定其表观粘度。总之,只有在涂料的生产、贮存、施工的长期经验中才能总结出某种涂料的最佳原始粘度及施工粘度。

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