西頓前沿 | 流變在水性塗料中的應用
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流變學的定義與流體的類別
流變學是一門研究材料形變和流動的科學，流動與形變都是物質中質點相互之間運動的結果。
剪切應力是應力的一種，定義為單位面積上所承受的剪切力，且力的方向與受力面的法線方向正交。剪切應變是指物體受力產生變形時，體內各點處變形程度一般並不相同，用以描述一點處變形的程度的力學量是該點的應變。簡單講就是兩個相互垂直的面在受力變形後以弧度表示的夾角的改變量，而這個改變量加上一個單位時間以後就是我們的剪切應變速率。應變的原因是應力，應力的結果是應變。
粘度概念最初來自牛頓對簡單流體的研究，後來轉變為一種定義，即不管實際流體是否呈現正比關係，在一定的剪切速率下，將剪切應力與剪切速率的比值定義為該剪切速率下的表觀剪切粘度，簡稱粘度。
常見的粘度測試儀器：旋轉粘度計、杯型粘度計、超聲波式粘度計、毛細管型粘度計、落球型粘度計。
流變儀
觸變性是指流體受到剪切作用（攪動或其它機械作用）時稠度變小，停止剪切作用時稠度又增加的一“觸”即“變”的性質。
我們的塗料絕大部分屬於觸變性流體。觸變性流體內的質點間形成結構，流動時結構破壞，停止流動時結構恢復，但結構破壞與恢復都不是立即完成的，需要一定的時間，因此系統的流動性質有明顯的時間依賴性。
塗料流變學就是將流變學原理應用於塗料研究中。眾所周知，無論是溶劑型還是水性塗料，在樹脂生產、塗料配製與應用施工時，都是以流體形式存在。因此，研究流體的性質，特別是流變性，對於指導塗料配方、提高塗料質量、調節施工性能、確保塗膜的流平性、降低流掛、減少漆膜弊病等方面都有重要意義。
理想的塗料應該是帶有一定觸變性的假塑性流體，要滿足生產，儲存，運輸，開罐，施工，流平流掛等各項性能，最終應該是一種平衡的結果。如果達不到則會有以下問題：
①全剪切速率範圍內的低粘度將會有存儲、開罐、流掛等問題；②低剪切速率範圍內的高粘度將會引起流平、泵送等問題；③高剪切速率範圍內的高粘度將會引起噴塗霧化差，輥塗流平差等問題。
高剪切速率區，塗料的流動行為主要受基料、溶劑和顏料的影響，在低剪切速率區，塗料的流動行為主要由流變劑，顏料的絮凝性質和基料的膠體性質所決定。
塗料配方中不同材料對流變的影響
簡而言之，塗料流變性研究主要內容是研究各種因素對塗料粘度的影響，以及塗料粘度對施工性能、塗料固化和塗膜性質的影響。
底材：pvc底材；
漆的種類：銀粉漆；
性能要求：硬度、抗刮、附著力、耐水、表面效果等。
輥塗的難點：①上輥性要好，不能飛濺，上漆量要均勻；②輥痕印；③在流平與流掛間要做平衡；④金屬感。
要點：盡可能使我們受到剪切以後的塗料更接近牛頓流體，讓漆液有一個良好的流動性而又不會流掛。
①輥塗屬於一個對塗料高速剪切的過程，高剪粘度不夠不夠的話，會造成飛濺、上輥漆量、最終滾塗出來不均勻。 ②高剪粘度過高時會很容易出現輥痕印無法流平。 ③粘度恢復太快流平會差，粘度恢復太慢會出現凹槽的地方有積油。 ④選取金屬質感強的樹脂與銀粉搭配。
思維誤區：因為是銀粉漆，很多人的慣性思維會添加銀粉排列劑。而銀排助劑基本是以EVA蠟，聚酰胺蠟，纖維素等低剪流變劑為主，從而導致輥塗的施工性差。
從圖可以看出該塗料的高剪粘度和低剪粘度相差非常小，基本以及接近牛頓流體的流動曲線。有著較高的一個高剪粘度，同時又有著一個較低的低剪粘度，這樣既保證了高剪切下輥塗的膜厚，同時又能滿足流平的需求。
噴塗的難點：①霧化要好。 ②觸變性要強。 ③潤濕性要好。 ④金屬感要強。
①霧化差表面會有一點一點的油漆點，整體效果會不均勻、發花。 ②觸變性不夠，銀粉的定型就會變差，最終做出來的效果也是發暗、發黑。 ③PVC底材有一定的增塑劑和脫模劑，現場只進行簡單的擦拭，所以噴塗的潤濕性一定要夠。 ④樹脂的選擇和銀粉的配比要均衡。
要點：盡可能的讓我們的塗料在較低的高剪切粘度下同時能有一個較強的假塑性和触變性，這樣既能保證漆膜的霧化效果，同時要能得到一個良好的銀排效果。
從圖可以看出該塗料的一個觸變性非常強，在較低的高剪切粘度下保證了噴塗漆膜的霧化效果，同時有較快的粘度恢復速度和高的低剪切粘度保證了銀粉的定向性。
從兩圖對比中可以發現很明顯的差異，圖一更接近牛頓流體，圖二就是典型的假塑性流體。
隨著水性塗料應用體系的不斷延伸，作為水性塗料不可或缺的組成部分，流變助劑也是在多元化的發展。針對不同的應用場景，賦予塗料特定的流變性能，選擇合適的流變助劑就會極為重要。同時我們也可以利用流變儀來做為我們的輔助手段，幫我們篩選適合的流變助劑，來達到我們想要的流變曲線，來解決我們所遇到的問題。