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涂料配方中颜料的选择 流变性能是一项极其重要的指标

发表时间:2011/8/7 浏览次数:4616 文章来源:〖返回列表
 
 
    流变学是针对物体的流动和变形所展开的研究科目。涂料配方中颜料的选择,流变性能是一项极其重要的指标。简单的说,颜料添加入涂料基料中将不可避免的改变涂料的流变特性。  
    反映流变性能最常用的指标就是涂料体系的粘度。当涂料体系流动的时候,通过粘度,我们很容易了解到流体发生的变化。如果是在任意小的外力下都可以流动的流体,同时所加的剪切应力的大小(单位面积上流体所受的力)和流体的速度梯度(D)(也被称之为剪切速率,即流体受力以后两层流体间的速度随位置的变化率)成正比,我们称之为牛顿流体。    
    从本质上讲,黏度是流体抗拒流动的一种性质,是流体分子间相互吸引而产生的阻碍分子间相对运动能力的量度,即流体流动的内部阻力。而牛顿流体中切应力和速度梯度D的比值是固定不变的。此项比值被称为液体黏度系数,简称黏度。然而有另一种流体,背离了上述的比例关系,被称为非牛顿流体。非牛顿流体分为塑性流体,触变性流体,假塑性流体,膨胀性流体等不同类型。    
    当一种流体受到外力作用时,并不立即开始流动。只有在所加外力大到某一程度时才开始流动。流体开始流动所需的最小切应力被称为屈服值。此类流体被称为属于非牛顿流体的塑性流体。黏度已不能独立于所受切应力之外而保持不变。而是随着剪切速率的变化呈现复杂的变化。大体上说,随着剪切速率的上升,黏度往往会下降。通常的解释是剪切力破坏了涂料体系的内部结构。在绝大多数情况下,一旦剪切力消失,涂料体系的结构将恢复。此种流体特性在涂料工业中有非常大的现实意义,能导入此种特性的助剂称为触变剂。此类流体称为触变性流体。    
    当剪切应力到达一定值时,液体突然开始流动,在低中剪切力作用下基本呈现牛顿流体特性,在高剪切力作用下,粘度随剪切速率增加而下降的流体被称为假塑性流体。粘度随剪切速率增加而增加的流体被称为膨胀性流体,也称剪切变稠流体。在剪切力作用下,流体将很快变得不能移动,形成近似刚性结构。流变性能对于涂料生产的分散阶段,涂料仓储阶段和施工阶段都具有非常重大的意义。 
    在涂料生产的分散阶段,出于经济和效率的考虑,我们希望有尽可能高的颜料含量和颜基比。但颜料含量越高,颜料粒子粒径越小,比表积就越大,湿润颜料表面的涂料基料就多,黏度就会上升。同样在整个涂料体系中较大的颜料,树脂粘结料和助剂体积因子也会导致黏度升高。    
    我们希望在分散设备,触变剂的帮助下,达到尽可能低的黏度,低的黏度意谓极好的流动性,尽可能高的颜料含量和颜基比。在涂料储存阶段,在没有剪切力的情况下,我们希望在触变剂的帮助下保持较高黏度,维持涂料系统的稳定性,防止颜料沉淀。在涂料施工阶段,我们希望涂料系统呈现牛顿流体的特性,我们可按照施工手段的不同(喷涂,辊涂,刷涂等)来调节涂料粘度。 
 

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