大多数涂料的流变需求可以分组根据剪切率的特殊现象。剪切速率是衡量涂层的严重性的流动过程中利益,与严重程度作为一个流动的速度比薄膜的厚度。因此,过程的剪切速率范围从非常低的色素沉淀(非常低的速度和非常厚膜)为刷高阻力(刷和快速运动下的薄膜)。剪切率倒数秒为单位(sec-1),值从低至0.001 sec-1色素沉淀为刷牙和喷洒10000 sec-1或更大。通过描述涂料的流变学作为剪切速率的函数,一些简单的测量可以提供良好的方向最佳流变学的设计方案。因为一个仪器测量通常是更快,更容易和更客观的实际测试中,推动这种测试在开发周期将会节省时间和金钱。
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几乎所有涂料表现出非牛顿流变学概要文件,这意味着他们的粘度不同剪切率。通常,水性涂料具有剪切稀化行为,即。,他们有较低的粘度在高剪切率。然而,这种粘度下降并不是永久性的。他们只是薄而剪切率高。当剪切速率低,涂层再次表现出更高的粘度。描述这个剪切稀化概要文件的程度,它是有用的剪切率频谱划分为三个区域;低收入、中期和高剪切(图1)。从这样一个三点特征,有用的评估可以给定变化在流变学包是否会增加或减少涂层的性能在不同的流变特性,如抗凹陷和刷阻力。
开发一个流变学概要
在思考涂料的流变学的设计,必须首先确定关键的应用程序属性,(例如,高耐凹陷和低刷拖),然后考虑这些过程的剪切速率,以便正确的部分的流变学和剪切率优化概要文件。此外,因为涂料的粘度受温度的影响,同样重要的是测量下的粘度在温度反射涂层将被使用。因此,在测试过程中温度控制,仪器和实验室,都可以是至关重要的。
幸运的是,有一个广泛的流变改性剂产品在市场上,所以它几乎总是可以实现所需的流变学。挑战在于快速有效地这样做。典型涂料流变学控制的属性可在外观、刷涂或辊加载、成膜、抗凹陷,刷拖,飞溅的阻力,和色素沉淀,这些只是其中一部分。为了有效地创建合适的流变剖面涂层,必须快,刚才提到的实验室方法预测性能属性。
增稠剂
在开发涂料的流变学概要文件,可用增稠剂的配方设计师选择从多种选择。这些不同的化学类型以及他们的流变影响涂层。三种三十九位化学纤维素增稠剂,终改性碱剖乳剂,通常被称为哈泽,和非离子PEG-based产品,通常称为HEUR。纤维素制品,如CELLOSIZE hydroxyethylcellulose产品,有最长的历史。他们仍然是广泛适用,广泛用于lower-sheen涂料。两种类型的合成增稠剂已经发展在过去30年改进纤维素制品的性能。第一个是终修改alkali-swellable乳液,或者哈泽,产品,一个常见的例子是ACRYSOL tt - 935从陶氏涂料流变学修饰符。188金宝搏bet官网这种类型的化学提供了出色的效率和液体产品形式的好处。第二个主要类型的合成产品终改性环氧乙烷聚氨酯,或HEUR以ACRYSOL rm - 845流变学修饰符。这种类型的化学最大化流和平整,光泽。
在这些化学类,每个制造商已经开发出了一系列的产品,从那些拥有一个相对平坦的粘度与剪切速率,通常被称为ICI-builders或牛顿增稠剂,那些传授急剧剪切稀化流变学,通常被称为低切建筑商。一个典型的涂层使用两到三种增稠剂的组合来实现特定涂料流变剖面提供必要的性能对整个剪切速率范围。配方设计师的任务是确定最佳的产品组合满足这些需求。
测量粘度
低切过程包括色素沉淀、刷辊加载,可在外观、流和平整,抗凹陷。涂层的低切粘度与低速旋转粘度计可以测量如布鲁克菲尔德DV-II + Pro和小样本适配器;剪切率低至0.1 sec-1可以实现。为了调整低切粘度的涂料,产品提供一个急剧剪切稀化形象,如ACRYSOL RM-12W,被添加到配方。
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现象,比如刷拖,辊滑动和背压喷雾应用程序高剪切过程的例子。为了测量粘度在高剪切率、粘度测量时必须采取薄膜涂层的快速变形。一个易于使用的仪器测量是布鲁克菲尔德CAP2000(图2)。这个乐器是可配置的速度5 rpm 1000 rpm和低温(5°C - 75°C)或高温(50°C - 235°C)的能力。选择一个锥形提供正确的膜厚度。使用时在给定转速,提供所需的剪切速率。常见的剪切速率值用于描述建筑涂料是10000 sec-1,这是代表条件下刷。典型的涂料的粘度值的范围从约0.5到2.0风度。调整所需的高剪切粘度值的一个特定的配方,ACRYSOL rm - 5000交付粘度等流变学产品即使在高剪切率,因为他们是专门设计用于提供一个低程度的剪切稀化。正确选择的类型和水平的此类产品将允许配方设计师实现所需的属性。
Mid-shear过程包括搅拌,某些类型的泵和浇注。尽管这些属性通常不涂层的性能的关键,因此可能不是其发展至关重要,mid-shear粘度仍然是常见的一种质量控制测量在制造。mid-shear粘度QC尤其有用,因为最常见的流变学修饰符在一定程度上影响mid-shear的粘度范围内,从而使骨测量的一个良好指标是否正确的类型和水平的增稠剂中加入制造。涂料行业的常用仪器测量mid-shear是布鲁克菲尔德KU-2(188BET竞彩图3)。这个仪器是基于历史的发怒者测试涂料的方法。叶片状轴旋转在涂料可以在200 rpm,以及由此产生的粘度在克雷布斯单位报道,缩写为骨。建筑涂料通常mid-shear粘度在90年和120年之间克雷布斯单位,虽然值的范围从50到140 KU延伸。
总之,今天的涂料的流变的期望很高,但是用适当的方法和测量,可以满足这些期望。
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