涂料的流变性对最终涂层性质的影响

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1、!"#$%"%&道纯化工马来松香系列（分散松香专用马来松香）化学品天地!"#$%&’()涂料的流变性对最终涂层性质的影响!"#$%&"’&(#)(*+,"-./&($(-0("1,"*$)(*+,"-23(4&3+,&5盖恒军（*$"+,%&-.%）胡开堂（+./$"#$%&）编译天津科技大学，天津，011’’’（!"$%-"%2%"3,45"#6789:",%:,$%;!,:<%7=7&6，!"$%-"%，011’’’）涂料一般是由高岭土、碳酸钙、丁苯胶乳、水溶性聚合物（如淀粉、>?>等）及增稠剂等添加剂组成。在一些涂

2、料中，颜料粒子与其他组分相结合构成网状体，这种结合是由于颜料和胶乳粒子间的桥联作用和絮凝作用而产生的。如果网状体结合强度较大，涂层在干燥时就可以抵抗外部压力而减少涂层松厚度的损失，从而可以提高不透明度、亮度和涂层遮盖度。以轻量涂布纸为例，松厚度提高后，可以在较少的涂布量下获得较高的光泽度和平滑度。所以研究涂层松厚图(加入1D(份增稠剂时弹性模量、粘性模量与应力的关系度的影响因素具有重要意义。颜料粒子、增稠剂及其他一些聚合物粒子间的相互作用可提高涂层的弹性，通过测量涂料的粘弹性可以表征这一作用，反映网状物的性质。在涂布时，

3、涂料在混合、施涂、刮刀计量等过程中受到大小不同的应力作用。当应力较大时，网状结构会被暂时破坏，但当应力撤销时，网状结构会重新形成，即弹性模量值与应力作用时间密切相关。所以在静态条件下测得的弹性模量与涂布过程中测得的数据有较大差别。为了寻求涂料粘弹性、应力施加时间及干后涂层图’J1F固含量的涂料中粘度与剪切速率的关系的松厚度等之间的关系，+@ABC/@等人作了一些试验。他们将(11份高岭土用1D(份聚丙烯酸钠分散成关系。当剪切速率上升时，涂料粘度降低，在此剪切速E1F固含量的泥浆。加入)份羧基丁苯胶乳作粘合剂，率范围下，涂

4、料剪切稀化。当增加增稠剂的用量时，涂另外加入一种合成增稠剂，涂料的G+值用氢氧化钠料粘度上升，说明网状物强度增加。调至HD1，然后测量有关的数据，结果如图示。图0I图)为弹性模量、粘性模量和相角值与增稠图(是含1D(份增稠剂的涂料的弹性模量、粘性剂用量间的关系。当增稠剂用量增加时，两模量值都有模量与应力的关系。当应力较小时，涂料的粘弹性有所增加，但弹性模量增加值相对高一些。用相角来表示一线性区，弹性模量和粘性模量都是一固定值，与所粘性模量与弹性模量之比，当增稠剂用量增加时，相角施加的应力无关。弹性模量在此阶段不变，也说明

5、不值下降，说明涂料粘性模量的增加值小于弹性模量的同涂料组分间确实形成了一些网状结构物。该网状体增加值，涂料的固含量为J’F和JKF时也是如此。不对较小的应力有缓冲作用。当超出临界应力!:后，弹加增稠剂时，固含量为J1F的涂料的相角是’0L，JKF性模量下降，这说明网状结构受到了破坏。时为’1L，随着增稠剂用量的增加，相角值趋于JL。图’所示为粘度与增稠剂用量、剪切速率之间的图J和图E分别是涂层孔隙率和光散射系数（反国际造纸第’(卷第)期·0E·!"#$%"%&用我们的智慧绿化生命长城67839587:7;<道纯化工化学品

6、天地!"#$%&’()图7弹性模量与增稠剂用量间的关系图8光散射系数与增稠剂用量间的关系结构，使干燥后的涂层变得松厚。进行微观分析可发现，涂料刚涂到纸上时，颜料粒子和其他组分在液态下仍可自由移动。各组分相互碰撞而吸附在一起，在涂料中形成网状结构（在不加增稠剂的涂料中也有此现象），这些网状物可通过微小的形变缓冲外力，此时涂料的弹性特性比粘性特性更明显。图:是涂料组分的干燥模型图，图中>?9@阶段指刚施涂完涂料的阶段，>AA（>")B#A)"#"C$*A(%C/%#)$D#"(%，第一临界浓度）指干燥过程中光泽度急剧下降时图

7、;粘性模量与增稠剂用量间的关系的浓度。在没有增稠剂的涂料中，各组分在>?9@阶段时呈悬浮状态；随着涂料水分的蒸发，发展到>AA阶段，粒子间距缩小，颗粒相对体积份数提高，固体组分相互结合起来。该阶段与涂层干后的松厚度密切相关。在>AA阶段，表层水分蒸发掉，涂层表面形成一些凹坑，凹坑处压力较低，促使胶乳粒子结合而形成一连续的膜层，使固体粒子间结合更紧密，涂层出现收缩现象。过了>AA段，在干燥完全以前，孔隙率仍不断下降，但据E#$%"B*$FBG$等研究发现：>AA段以后的涂层收缩率很小，因而可以认为涂料的松厚度取决于>AA图

8、5相角值I粘性模量=弹性模量J与增稠剂用量间的关系段。减少此阶段中涂层的收缩，可以提高涂层的松厚度。把图:的H部分和图<结合起来看，我们可以更好地理解增稠剂的作用机理。图<是胶乳粒子与增稠剂的结合模型图。一般情况下，增稠剂都是水溶性、带有疏水基的聚合物。遇到胶乳时，疏水物吸附在胶乳粒子表面，在涂料中通过与其他物质粒子