涂料与流变学的那些事儿

我们知道牛顿流体由于粘度不受剪切速度的影响，其流平性最好。

但是，绝大多数体系都属于非牛顿型流体，其粘度随着剪切速率的变化而变化。我们的绝大多数液态涂料就是典型的假塑性流体。

所以今天，

就来给大家好好说道说道这个液态涂料与流变学有什么关系？

一个优质的液态涂料在设计上一般有这样的要求：

而这些性能都与我们前面说的流变学有着密切的关系。

粘度

是我们液态涂料里最基础

却也是最重要的性能之一

说到粘度

很多同学会说不就是稠不稠嘛有什么好多说的

当然不是！！

其实粘度中最常见也有三兄弟，而且跟葫芦娃一样，每一个都有自己的“特点”

——Brookfield 粘度、KU/斯托默粘度、ICI粘度

一般情况下，

Brookfield粘度（低剪切粘度）测试的是剪切速率约为10-2~10s-1下的粘度，

KU/斯托默粘度（中剪切粘度）测试的是剪切速率约为10~102s-1下的粘度，

ICI粘度（高剪切粘度）测试的是剪切速率约为104s-1下的粘度。

常用的粘度计

液态涂料对流变性的要求

我们的液态涂料从生产制备、包装、储存、运输到施工和成膜的各阶段都处在不同运动速度过程中，因此对低、中和高剪切粘度的大小有不同的要求。

1、液态涂料的制备

现在大家都说是看脸的的时代，那我们的液态涂料也不得不“看脸”，高颜值才是关键。

这就不得不提到涂膜外观。

液态涂料的涂膜外观主要取决于颜填料分散的质量。

在生产的过程中，当采用高速分散机分散颜料和填料时，在较高粘度的情况下，施加到聚集体上的剪切应力就较大，分散效率也会比较高，分散效果也会比较好。

对于较难分散体系，使用普通的高速分散机是不够，还需要使用砂磨机进行砂磨。

砂磨机工作原理

在合适的粘度下，研磨介质间的运动和撞击产生剪切力、挤压力和摩擦力，使介质间的物料粒子受力变形，并产生应力场，当应力达到颗粒的屈服或断裂极限时，便产生塑性变形或破碎。未被分散的颗粒受向心力作用被甩向砂磨机筒壁，在这个区域内研磨介质密度最大，从而强化了分散作用。

体系内的颗粒团逐渐变小，就逐步达到了需要的分散效果。

2、储存

谈涂君最近在追的《人民的名义》，我们的侯局长可以说从出道到现在依旧保持着高颜值。

如何才能控制液态涂料在这种剪切速率下颜料的沉降现象呢？

——通过选择增稠剂来调高低剪切下的粘度；

       通过选择润湿分散体系在颜料粒子周围形成双电层；

       减小颜料粒子的半径；

       减少固相和液相的密度差。

3、刷涂、滚涂施工

都说“三分涂料，七分施工”，就可以看出施工在涂料中的重要地位。

*蘸漆

施工中首先要蘸漆，蘸漆是在中剪切速率10~100s-1的条件下操作，如果液态涂料非常粘稠

并且在罐内静置时就结构化，通常会感觉这种涂料很难涂装；而如果液态涂料在罐中非常稀会导致涂料在涂刷转移过程滴落、施工时在垂直表面严重的流挂以及辊涂操作时飞溅。

所以通过控制中剪切粘度可以控制蘸漆过程（罐内外观、蘸刷、搅拌等）中的性能。

*刷、滚涂

刷涂、辊涂操作是在高剪切速率（ >103s-1）下的进行的，所以控制高剪切粘度，使粘度越高，施工过程中液态涂料分布所受到的阻力越大，因而一次施工能获得较厚的漆膜。

反之，高剪切速率下粘度低意味着液态涂料分布时受到的阻力较低，涂料容易铺展在基材表面相应漆膜较薄，导致遮盖力降低。

4、流平和流挂

其实，上面说到施工，很重要的一点就是流平和流挂。

我们中国人最讲究的就是一个“度”，常说的过犹不及就是这个意思，多了少了都不好。而流平和流挂其实最大的区别在于一个“度”。

大家都有吃过鸡蛋饼吧，观察那个面粉就知道，如果面粉太稠，我们就很难把它摊平，如果太稀了，就会流到外面去。

我们的液态涂料也一样。

粘度过高会导致液态涂料的流平性较差，而粘度过低会导致流挂出现问题。

所以，我们加入流变助剂，使他与液态涂料中的颜料和乳液粒子形成松散的网状结构，在高剪切力作用下很容易破坏，引起粘度降低，便于涂刷；液态涂料涂施后，外力消失，网状结构恢复，粘度上升，阻止了液态涂料的流挂。

看到这里，我们就会发现液态涂料和流变学可以说是紧密相关的，涂料从制备到最终上墙成膜，都可以用流变学来解释。

贴心的谈涂君最后给大家总结了一下涂料生产、储存和涂装操作中所需最佳流动特性。

文章：谈涂不凡

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