涂料的概念

“涂料，因早期的涂料大多以植物油為主要原料，故又稱作油漆。現(xiàn)在合成樹(shù)脂已取代了植物油，故稱為涂料。涂料并非只有液態(tài)，粉末涂料就是涂料品種中的一大類?！?/span>

涂料的流變性

涂料一般為粘稠液體或粉狀物質(zhì)。由于涂料在涂裝的過(guò)程中，一定要經(jīng)過(guò)流體這個(gè)階段，所以流變性能是涂料的一項(xiàng)重要性能。流體按大類可以分為牛頓型和非牛頓型，非牛頓型流體又分為剪切速率依存型和時(shí)間依存型。剪切速率依存型是指流體的流動(dòng)行為隨剪切速率的變化而變化，包括假塑型、脹流型和塑型。時(shí)間依存型是指一定剪切速率下流體隨時(shí)間而變化的流動(dòng)特性，包括觸變型和流凝型，實(shí)際中的涂料大多數(shù)是觸變型流體。

在涂料的生產(chǎn)、貯存、施工和成膜過(guò)程中，所受到的力可以分為純剪切、拉伸剪切和簡(jiǎn)單剪切等，其中主要是簡(jiǎn)單剪切。當(dāng)涂料受到簡(jiǎn)單剪切做單向?qū)恿?，層間有速度差，若剪切應(yīng)力為%u3C4，剪切速率為Y，則粘度%u3B7＝%u3C4/Y，稱為動(dòng)力粘度，單位為Pa.s，常用單位為mPa.s或者cP（厘泊）。粘度是涂料流變學(xué)的一個(gè)重要指標(biāo)，與剪切速率和剪切應(yīng)力密切相關(guān)。

涂料主要有三部分組成：成膜物質(zhì)、溶劑和填料。這幾種物質(zhì)對(duì)涂料流變性的影響主要在低剪切速率方面，如顏料的絮凝，各種助劑的存在，所形成的結(jié)構(gòu)使粘度變化很大；在高剪切速率下，結(jié)構(gòu)被破壞，所呈現(xiàn)的粘度接近樹(shù)脂溶液本身和分散顆粒對(duì)粘度的影響。高低剪切速率下的粘度配合，使涂料有一個(gè)符合儲(chǔ)存和施工所需的流變性能。

例如在涂料貯存中，希望體系有較高的粘度，防止顏料和填料的沉淀；在施工時(shí)開(kāi)始要求體系粘度較低，有利于涂膜流平，但要求涂膜粘度在一定時(shí)間達(dá)到較高粘度，以免涂膜產(chǎn)生流掛和流淌現(xiàn)象；粉末涂料只有它的熔融體有足夠低的粘度時(shí)或者良好的流動(dòng)性才有足夠的流平，另外粘度也對(duì)顏料在涂料中的分散有很大影響。

從以上分析也可以看出，涂料流變性幾個(gè)方面的參數(shù)：屈服值、觸變性、粘度恢復(fù)速度和施工剪切速率下的粘度對(duì)涂料的質(zhì)量影響很大，所以這幾個(gè)參數(shù)的測(cè)量在涂料的生產(chǎn)、研發(fā)和使用中備受重視。

涂料流變學(xué)測(cè)量解決方案

美國(guó)Brookfield公司作為世界上出色的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)/流變儀制造商之一。自從1932年發(fā)明出世界上臺(tái)表盤式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)以來(lái)，推出了一系列針對(duì)涂料生產(chǎn)和研發(fā)的粘度計(jì)/流變儀，為涂料生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中的流變性、流動(dòng)性研究與測(cè)量提供了一套完整的應(yīng)用解決方案。

01標(biāo)準(zhǔn)型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

以DV2T為代表

該類機(jī)型的轉(zhuǎn)子通常為常見(jiàn)的圓盤式轉(zhuǎn)子，也可以根據(jù)用戶需求配置其它轉(zhuǎn)子。新型的DV2T機(jī)型配備了5.7英寸全彩色觸屏顯示，可以與電腦連接，通過(guò)人性化的軟件來(lái)進(jìn)行測(cè)量?？梢杂糜跍y(cè)量涂料原料的粘度、半成品的粘度、成品的粘度等，在QC和R&D中應(yīng)用很多。

針對(duì)不同客戶的需求，Brookfield還推出了小量樣品適配器（SSA）、螺旋適配器（SA）、超低粘度適配器（ULA）、升降支架、槳式轉(zhuǎn)子等附件。在一些生產(chǎn)或者研發(fā)過(guò)程中使用這些附件可以使測(cè)量粘度的范圍大大擴(kuò)大，測(cè)量準(zhǔn)確度也有很大提高。此類粘度計(jì)還有DV1、DV3T、表盤式、DVS 等。

DV2T旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

02斯托默型粘度計(jì)

以KU-3為代表

涂料中常用的是斯托默（Stormer）粘度計(jì)。此儀器的初發(fā)展是模仿漆工用槳葉攪拌涂料，視其阻力大小來(lái)判斷該漆的稠度，以Krebs Unit(KU)表示。Brookfield推出的新一代Stormer粘度計(jì)（KU-3）配有200RPM的固定轉(zhuǎn)速去驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，以*取代傳統(tǒng)粘度計(jì)所需的砝碼。此類粘度計(jì)還可以直接讀出以克數(shù)、cP為單位的涂料粘度。使用起來(lái)簡(jiǎn)單快捷，在很大程度上使測(cè)量更，重復(fù)性也更高，可以滿足客戶不同測(cè)試條件的需要。

KU-3斯托默粘度計(jì)

老款KU-2粘度計(jì)

03CAP系列錐板粘度計(jì)

以CAP2000 為代表

主要用于測(cè)定較粘稠物料的粘度及其流變性。因?yàn)槠浼羟兴俾时容^高（剪切速率高可達(dá)13,300 1/S），非常合適用來(lái)模擬涂料刷涂過(guò)程中的剪切速率，是涂料生產(chǎn)中的質(zhì)量控制和研發(fā)中的儀器。該儀器所需樣品量少、清洗方便、測(cè)試速度快，而且自帶溫控系統(tǒng)。除了CAP2000 粘度計(jì)，還有單轉(zhuǎn)速的純QC機(jī)型CAP1000 粘度計(jì)。

涂料的流變性復(fù)雜。隨著涂料應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和研究的深入，已總結(jié)出一些實(shí)用規(guī)律用于實(shí)踐指導(dǎo)，特別是一些高性能的儀器包括旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)/流變儀的使用，使測(cè)量的數(shù)據(jù)可以在很大程度上反映涂料的流變性，促進(jìn)了涂料在R&D、QC以及生產(chǎn)方面的技術(shù)進(jìn)步，也將使涂料流變性的研究越來(lái)越深入！