1 涂料流变性的检测及表示方法
一般以涂料的表观粘度说明涂料体系的流变性能。 具体分为低剪切粘度和高剪切粘度。涂料在低剪切速率
下的表观粘度是由组成涂料的不同组分的相互作用决定的, 这些作用包括颜料的絮聚, 粒子的胶体性质
及少量流变助剂的缔合作用。 涂料在高剪切速率下的表观粘度非常重要, 它是由涂料的流体力学因素决
定的, 如颜料粒子的平均粒径、 粒径分布、 形状和表面电荷以及胶粘剂性能。
表观粘度的测量多用粘度计, 包括旋转粘度计和毛细管粘度计, 其中毛细管粘度计适合测量涂料的高剪
切粘度。下面介绍三种主要的流变仪: Brookfield 粘度计、 Hercules 粘度计和毛细管粘度计 。
Brookfield 粘度计使用方便 ,价格便宜,可提供涂料的低剪切粘度。由于仅能单点测定, 不能预测高剪切
粘度, 适合于生产稳定时的日常监控。
Hercules 粘度计剪切速率精确、 可提供完整的流变图及高剪切粘度,但对较低剪切速率下的测定不敏感、
有时只能提供定性信息而不是定量的结果,适合于预测中到高剪切速率涂布过程中的流变性能。
毛细管粘度计~ 剪切速率明确、 可提供极高剪切速率下的粘度,但需多次测定进行矫正, 适合于模拟高
速涂布过程。但这种模拟过程也只是近似的,例如在实际的刮刀涂布过程中, 刮刀下的剪切速率很大(达
106s) ,涂料受剪切变形的时间很短(10s) ,因此在刮刀下涂料的剪切应变很小。
显然, 每一种流变仪都有一定的剪切速率范围及应用条件,把几种流变仪的测定结果综合起来才能满足预
测大部分涂布工艺过程的要求 。各种涂布工艺过程的剪切速率范围如图 2 所示。
2 涂料流变性的影响因素
2 .1 颜料
颜料是涂料的主要组分之一,约占涂料质量的 90%和体积的 80%嘲 。研究涂料的流变特性必须先知道颜
料浆的流变特性。 颜料粒子的性质又决定了颜料浆的流变性能, 这些性质主要包括粒度( 粒度分布) 、
粒子形状 、粘度、白度和磨耗等。这些匪质反映在涂料的制备过程中是粘度的大小和流动性的好坏。
2 .1 .1 碳酸钙
涂布使用的碳酸钙主要有天然研磨碳酸钙和沉淀碳酸钙两种,天然及沉淀碳酸钙的流变性质方面有明显的
差别。有资料表明,沉淀碳酸钙增加高岭土泥浆粘度,天然碳酸钙降低其粘度,在高剪切下降低更为明显,
并且正比于配方中碳酸钙的百分数。因此,加入超细研磨石灰石到高岭土中可在不影响涂布过程的情况下
提高涂料固含量,并可降低胶粘剂的需要量。
近年来随着纳米技术的兴起, 纳米碳酸钙 p 作为廉价的纳米颗粒, 将其应用于涂料中以期获得除料性能
的改善一直是涂料界关注的热门话题之一,尤其是国内众多万吨级的纳米碳酸钙生产线的建成, 更是迫切