涂料中的流变学 基础知识和应用
栏目:行业资讯 发布时间:2017-08-10
流变学是描述物体在外力作用下产生流动和形变规律的科学。

一、简单配图交代以下三个基本概念

“剪切应力”

“剪切速率”

“粘度”


1、剪切应力是物体单位面积切线上受到的力

2、剪切速率是物体层间移动快慢的表征

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举个栗子比如刷0.5mm厚的漆,涂刷时剪切速率的计算:

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3、粘度是流体内部阻碍其流动的程度大小

公式上:

粘度=剪切应力/剪切速率

粘度的国际标准单位是帕斯卡.秒

而涂料行业通用单位是泊(厘泊cP)

换算一下:1Pa.S=1000cP


二、下面根据这三个概念介绍流体的种类

最常见的是牛顿流体(水,大部分有机溶剂等)

特点是:剪切应力与剪切速率的关系呈直线正相关,在给定温度下流体粘度与剪切速率无关。见下图

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非牛顿流体的粘度受剪切速率的影响

假塑性(塑性)流体:粘度随剪切速率的增加而降低(称为剪切变稀)

膨胀性流体:粘度随剪切速率的增加而升高(称为剪切变稠)

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触变性:剪切变稀,随着剪切时间延长粘度继续降低

震凝性:剪切变稠,随着剪切时间延长粘度继续升高

总结到下表

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三、涂料生产应用中的流变学运用

涂料在生产施工的整个过程中,所受剪切情况大致如下

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1、涂料在生产制备阶段,颜填料的分散多在较高的剪切速率下进行。较低的研磨粘度或分散速率导致涂料内部呈湍流状,颜填料分散不均匀容易导致颜料团聚,从而影响涂膜遮盖力光泽等性能。


2、在涂料储存过程中,剪切速率特别小。此时颜填料及其他固体物质在重力的作用下一直下沉到容器底部,这个过程称为沉降。

       涂料沉降发生在低剪切速率的情况下,所以提高低剪切速率下涂料的粘度对防止颜料沉淀至关重要。

——平衡颜填料粒径分布(采用小粒径代替大粒径)

——尽量降低溶剂和表面活性剂的用量,因为他们会降低低剪切速率下的涂料粘度

——选择合适增稠剂


3、涂料施工中的沾漆与粘度的关系——中等剪切速率下的操作状态

当涂料非常粘稠,静置在罐内时就结构化,这样的涂料难以涂装

但是,涂料在罐中非常稀的话,会导致涂料再刷滚转移中滴落,施工时垂直表面容易流挂,辊涂时容易飞溅。

所以要调整好涂料在此剪切速率下的粘度非常重要


4、漆膜丰满度与粘度的关系——高剪切速度下操作

在刷涂、辊涂和喷涂等操作工艺取决于高剪切速率下的粘度

高剪切速率下粘度越高,施工过程中所受的阻力越大,因而一次施工获得的涂膜厚度更大。反之漆膜较薄,导致遮盖力降低,丰满度不足。


5、流挂/流平——粘度

通常情况下最小的流挂性能和最佳的流平性能是相互矛盾的目标。

在低剪切速率下降低涂料粘度有利于流平,但同时增加了流挂风险;

通常增加漆膜厚度也会加速流平,但同时增加了流挂。

在涂料生产、储存、涂装施工中较佳的流动性总结如下

来源:涂料咖盟

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