涂料工艺学-涂料理论.ppt

涂料工艺学 第二章涂料的理论基础 2.1涂料流变学 2.1.1黏度 黏度是涂料的一个重要参数，是流体的重要特征之一。黏度是流体抗拒流动的一种性质，是流体分子间相互吸引而产生的阻碍分子间相对运动能力的度量，即流体的内部阻力。 假设在两块平行板之间存在流体，下面平行板是静止的，上面一块是移动的。 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 速度梯度（切变速率）用D表示，单位为s-1 D=dv/dx τ=F/A 黏度η＝τ／D（牛顿黏度定律） 物理意义：两流体之间，单位面积上的摩擦力与流体的速度梯度D成正比。 单位：Pa·s 1cP（厘泊）＝10-3 Pa·s P的量纲是dyn·s/cm2(绝对黏度的度量单位） 运动黏度ν(St)=η/ρ(ρ是液体的密度） 2.1涂料流变学 习题 用一把12cm宽的刷子把黏度为2.0P的涂料刷在平板上，得到0.01cm的湿膜。刷子在平板上压扁的宽度是3cm，刷漆速度是100cm/s。求在这种条件下剪切速率和刷子的阻力。 解：由于施工时涂料在刷子和平板之间大约 等量分开，若湿膜厚度为0.01cm的话，其平均间隙应该是湿膜厚度的2倍即0.02cm 已知η=2.0P X=0.02cm V=100cm/s A=36cm2 τ=F/A D=V/X=100/0.02=5000s-1 η= τ/D=2.0 F=τ*A=2.0*5000*36=36000dyn（36000/980=36.7g） 2.1涂料流变学 涂料黏度的影响因素 1温度：影响很大 仅知道液体在一个温度下的黏度 经验公式dη/dT=f(η)---黏度列线图，误差大 已知液体在两个温度下的黏度，根据Anderade方程式 η=A·10B/T (1) logη=logA+B/T （2） logη1/η2=B(1/T1-1/T2) （3） 图解法 2.1涂料流变学 习题 亚麻仁油在10oC(283K)的黏度是0.60P，在50oC（323K）下为0.18P。计算30oC和90oC下的黏度。 解：用方程式3和已知数算出B值 Log0.6/0.18=B（1/283-1/323) B=1194代入方程式2求出logA=-4.4408 Logη=1194/T-4.4408 30oC时η=0.316P 90oC时η=0.071P 2.1涂料流变学 2聚合物浓度的影响 ηr=η/η0(相对黏度） Logηr=W/（Ka-KbW ） 适用在涂料 导出Ka=（1/Logηr1-1/Logηr2）/（1/W1-1/W2） 溶剂黏度对溶液黏度的影响 混合溶剂logη=Σ（Wlogη）i 分子量对黏度的影响 2.1涂料流变学 3颜料及填充料的影响-吸油量 4其他影响因素：剪切应力，剪切速率，时间等 黏度和粘性两个概念:粘性是涂料阻碍剥离的能力。两者是独立的不同的性质。 2.1涂料流变学 2.12牛顿流体：假设一种理想液体，它在任一给定的温度下，在很宽的剪切速率范围内，其黏度保持恒定。如水，溶剂等。现实的涂料很少属于牛顿流体。 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1.3非牛顿流动 一种液态体系，当剪切应力变化时，其黏度也随之变化，属于非牛顿型。包括塑性流动，假塑性流动，膨胀性流动，触变型等流动。 几个术语：假塑性流动，膨胀性流动，触变性，屈服值，表观黏度。 假塑性流动：涂料的黏度随着剪切力的加大而下降，大多数成品涂料均属此流动特征。 2.1涂料流变学 膨胀性流动：相反涂料的黏度随着剪切力的加大而上升，研磨漆料 触变性：由于触动而黏度降低的流动性质。 屈服值：为使涂料流动所必需达到的某个最小剪切应力值。（宾汉体Bingham流动） 表观黏度：黏度值只与一个剪切速率有关，不同的剪切速率下有许多个表观黏度 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1.4黏度的测定及单位换算 1）黏度的测定 精确的仪器：毛细管粘度计，落球粘度计，同心圆筒式粘度计，单圆筒式粘度计。 近似的仪器：毛细孔粘度计，气泡粘度计，转盘粘度计。 不规则设备：孔洞，浆式，混合器 流行的涂料粘度测定粘度计：福特杯（Ford），壳牌黏度杯（Shell），盛氏黏度杯（Zahn） 2.1涂料流变学 粘度计 1毛细管粘度计 2同心圆式旋转粘度计 3转盘粘度计 4落球粘度计 5气泡粘度计 6单孔粘度计 7多孔粘度计 8锥板粘度计 9带式粘度计 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学 2.1涂料流变学