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浙江豐虹:水性涂料中流變助劑測試方法探討

來源: 浙江豐虹新材料股份有限公司 作者: 浙江豐虹 2021-12-17 15:06

慧正資訊:水性涂料體系用流變助劑分為無機、有機兩大類。無機流變助劑包括有機黏土、片狀硅酸鹽、氣相二氧化硅;有機流變助劑包括堿溶漲型丙烯酸、締合型聚氨酯、改性羥乙基纖維素、蠟助劑等。流變助劑種類眾多,選擇合適的一種或幾種搭配使用具有重要意義。

涂料粘度的測試

涂料常見測試的粘度有流出杯粘度、KU粘度、旋轉粘度以及流變粘度。其中流出杯粘度及KU粘度屬于相對粘度,旋轉粘度及流變粘度屬于絕對粘度。

研究水性涂料流變行為我們推薦使用流變粘度。測試儀器選用流變儀,如圖1,測試結果如圖2,測試不同剪切下的粘度值,可根據測試結果添加或者補加不同種類的流變助劑。如果理想的涂料體系流變曲線是圖2中的紅色線條,我們就需要選擇低剪與中剪搭配使用。提供低剪觸變的流變助劑有膨潤土、蠟乳液、堿溶漲類等,提供中剪假塑性的流變助劑有締合型聚氨酯、聚酰胺蠟類等,提供高剪牛頓型的流變助劑有締合型聚氨酯。

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圖1 流變儀

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 圖2 剪切變稀粘度曲線

涂料粘度恢復的測試

流變助劑在水性涂料體系除了提供粘度,還可以提高體系儲存穩定性及施工流掛膜厚,我們可以通過測試涂料的粘度恢復判定體系流變助劑的選擇是否合適。圖3中粘度恢復曲線,第一段(0-150s)測試恒定剪切率(0.1 1/s)下的粘度,第二段(151-210s)測試恒定剪切率(1000 1/s)下的粘度,第三段(211-390s)測試恒定剪切率(0.1 1/s)下的粘度,通過計算240 s時的粘度與150 s的粘度比值,即粘度恢復率,判定體系抗流掛性能的優異,通過計算150 s時的粘度與186 s的粘度比值,即觸變值,判定體系防沉性能的優異。圖3中黑色曲線粘度恢復率為26.1%,紅色曲線粘度恢復率為57.4%,藍色曲線粘度恢復率為94.4%,抗流掛性能藍色體系好于紅色體系好于黑色體系,實際應用時可以根據需要調整體系的粘度恢復率以滿足現場施工的要求。圖3中黑色曲線觸變值為31,紅色曲線觸變值為258,藍色曲線觸變值為326,防沉性能藍色體系好于紅色體系好于黑色體系。

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 圖3 粘度恢復曲線

水性體系配方復雜,添加助劑種類繁多,我們可以根據粘度及粘度恢復測試結果選擇合適的流變助劑,但是流變助劑除了考察流變性能外,還需考慮添加工藝以及與體系中其他助劑的相容性、成品漆膜耐性等問題。

豐虹公司水性涂料用流變助劑有蒙脫石黏土、水性聚酰胺蠟以及硅酸鎂鋰系列產品,歡迎大家交流咨詢。

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