流变学原理和增稠剂选择.ppt

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1、涂料中的流变学基本原理增稠剂的类型和选择流变学：描述物体在外力作用下产生流动和形变规律的学科基本概念剪切应力：物体单位面积切线方向的力剪切速率粘度：流体阻碍流动的程度剪切应力剪切应力面积剪切力剪切速率剪切速率V剪切速率剪切速率湿膜厚度250mm/0.25s牛顿认为要维持这种速度上差异的力与垂直于流体的速度差异（即速度梯度）成正比，用下式来表示：粘度=剪切应力/剪切速率粘度的SI单位为帕斯卡·秒，涂料行业通用单位泊（厘泊）1Pa.s=10Poise=1000CP粘度牛顿流体剪切应力和剪切速率的关系为一条

2、直线在给定温度下粘度与剪切速率无关包括简单的流体:如水、有机溶剂和矿物油牛顿流体剪切应力剪切速率粘度剪切速率非牛顿型流体：液体粘度随着剪切速率的变化而变化假塑性/塑性:粘度随着剪切速率的增加而降低(剪切变稀)膨胀性:粘度随着剪切速率的增加而降低（剪切变稠）触变性：剪切变稀，且粘度取决于剪切时间震凝性：剪切变稠，且粘度取决于剪切时间剪切速率塑性假塑性剪切应力剪切速率假塑性塑性粘度剪切速率剪切速率膨胀性膨胀性粘度剪切应力粘度剪切速率/时间剪切速率/时间粘度触变性震凝性各类非牛顿型流动特点剪切条件粘度变化下

3、降上升剪切速率上升假塑性（剪切变稀）膨胀型（剪切变稠）剪切时间增加（剪切速率恒定）触变性震凝性涂料与流变学的关系剪切速率(s-1)涂料和流变学的关系施工刷涂、辊涂、喷涂0.0010.010.111010010001000010000Veryslowflow/流动很慢DryPaintVeryrapidflow/流动很快制备研磨或高速分散沉降（贮存过程）涂料振荡器涂装给料蘸涂料流挂/流平0.11101001,00010,000Brookfield粘度计KU斯托默粘度计ICI锥板粘度计流变仪剪切速率(s-1

4、)涂装过程10-210-1100101102103104105流挂流平浸涂泵送混合分散喷涂滚涂刷涂涂料和流变学的关系漆膜的光学性能（遮盖、光泽）主要取决于颜填料分散的质量涂料制备：分散高研磨粘度低研磨粘度涂料和流变学的关系沉降就是颜料、填料和其他固体物质在重力作用下一直下沉到容器的底部颜料沉降是一个低剪切速率的现象：所涉及的剪切速率小于10-2s-1，所以涂料在这种剪切速率下的粘度对防止颜料的沉淀至关重要克服沉降的常用方法平衡颜料/填料的粒径分布（采用小粒径填料代替部分粒径较大的填料）尽量降低溶剂和表

5、面活性剂的用量，它们会降低低剪切速率下的粘度通过选择增稠剂调高低剪切下的粘度（如将RM-2020NPR替换为RM-2020NPR/RM-8W混合物加入少量（0.5-2g/L）HEC来增加低剪切粘度。但会影响流动和流平性以及抗飞溅性能涂料贮存：沉降涂料和流变学的关系涂料施工：蘸漆蘸漆是在中等剪切速率(10-100sec-1)条件下的操作涂料非常粘稠并且在罐内静置时就结构化，通常的一个感觉就是这种涂料很难涂装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控制涂料

6、在这个剪切速率范围的粘度会影响这些中等剪切下的性能（罐内外观、蘸刷、搅拌）。涂料和流变学的关系刷涂、辊涂和喷涂操作取决于高剪切速率（>103sec-1）下的粘度高剪切速率下的粘度越高，施工过程中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，导致遮盖力降低涂料施工：漆膜丰满度涂料和流变学的关系涂料A涂料B涂料C涂料施工：流平流挂涂料和流变学的关系影响流平流挂影响因素漆膜厚度干燥速度粘度（低剪切条件下）最

7、大的流平性和最小的流挂的目标相互矛盾低剪切速率下的粘度降低有助于流平性，但同时增加了流挂而增加漆膜厚度会加速流平，同时也增加了流挂涂料施工：流平流挂涂料和流变学的关系涂料生产、储存和涂装操作中所需最佳流动特性粘度剪切速率s-1漆膜丰满度高高沉降高很低<0.001分散高5×105-1012涂刷性低>20000流平性很低低0.01-0.1抗流挂性高低0.001-0.1涂料和流变学的关系1.增稠剂的分类2.常见增稠剂的分子结构3.增稠剂的增稠机理4.增稠剂的增稠效果5.增稠效率影响因素6.增稠剂选择增稠剂

8、的类型和选择1.增稠剂分类增稠剂/流变助剂非缔合型疏水改性碱溶性丙烯酸乳液非离子型聚氨酯纤维素醚类-HECNatrosol250HBR碱溶性丙烯酸乳液-ASEASE-60疏水改性纤维素醚类-HMHECNatrosolPlus330-HASETT-935-HEURRM-2020NPR缔合型2.增稠剂的分子结构纤维素醚类增稠剂纤维素衍生物,通过取代到纤维素主链上的烷基不同得到不同产品其中R和R”是：a)CH3b)CH2COONac)CH2CH3d)CH2CH