安东帕流变仪在涂料中的应用
安东帕流变学入门手册
MCR流变仪入门手册目录第一部分: 流变学基础知识 (3)一. 流变学基本概念 (3)1.1 流变学研究的内容 (3)1.2 剪切应力与剪切速度 (3)1.3 粘度 (3)1.4 流体的分类 (4)1.5 影响材料流变学性质的因素 (5)二. 流动特性的研究 - 旋转测量 (7)2.1 旋转测量的目的 (7)2.2 旋转测量的方法 (7)2.3旋转测量中的几种分析模型 (8)三. 变形特性的研究 – 振荡测量 (10)3.1 振荡测量的原理 (10)3.2 振荡测量的方法 (11)3.3振荡测量中的几种分析方法 (13)四. 化学反应过程中的流变测试 (14)五. 温度变化过程中的流变测试 (15)5.1 粘温曲线测量 (16)5.2 凝固、熔融过程 (16)5.3 有化学反应的相转变过程 (17)5.4 DMTA测量 (17)六. 流变测量指南 (18)6.1测试系统的选择 (18)6.2旋转测试 (18)6.3振荡实验 (20)第二部分: 流变仪基础知识 (22)一. 流变仪的工作原理 (22)1.1 旋转流变仪的种类： (22)1.2 MCR旋转流变仪基本结构： (22)二. 流变仪常用夹具 (24)2.1 旋转流变仪使用的测试夹具分类： (24)2.2常用标准测试夹具 (24)2.3 测试夹具的选择 (26)三. 流变仪常用控温系统 (26)3.1. 温度范围在-40~200℃内的Peltier控温系统 (27)3.2温度范围在-130~400℃内的电加热控温系统 (28)3.3 强制对流辐射控温系统 (29)四. 流变仪安装的条件要求 (30)4.1 环境要求 (30)4.2电源 (30)4.3 安装空间的布置： (30)4.4. 气源（空气轴承流变仪） (31)五. 流变仪可以扩展的功能模块 – 组合流变测量技术简介 (32)5.1 通过改变样品的受力方式、运动方式而拓展的附加测试功能 (32)5.2 把流变测试与结构分析方法相结合的附件 (32)5.3 在温度、剪切条件的基础上再增加其他影响因素的测试附件 (33)第三部分：服务与应用 (34)一. 安东帕流变仪的售后服务方式 (34)1.1 售后服务方式与联系方式 (34)1.2 应用支持方式与联系方式 (34)二. 流变仪的日常维护保养 (34)2.1 附属设备 (34)2.2 流变仪主机 (35)第一部分: 流变学基础知识一. 流变学基本概念1.1 流变学研究的内容流变学—Rheology ，来源于希腊的Rheos=Sream （流动）词语，是Bingham 和Crawford 为了表示液体的流动和固体的变形现象而提出来的概念。
涂料流变学性能_实用化的流变学
涂料流变学性能——实用化的流变学刘金刚（中国制浆造纸研究院 １０００２０）摘 要：文章对涂料流变性能的基本类型、涂料流变性能的基本要求、涂料组分的流变性能作了论述，通过现有仪器的流变性能的测定，预测或模拟实际涂布的运行情况，完善涂料的流变性能，改进涂布运转性。
关键词：流变学 涂料 剪切速率 流变仪 流变性能１ 前言在实际生产中，许多涂布运转性问题如涂布量难以控制、刮刀压力大、刮刀痕、刮刀涂料析出（翻料）等都可能是涂料流变性能不佳所致。
流变性能直接与涂料的涂布运转性相关联，并间接影响到涂布纸性能。
流变性能是涂料的一项重要性能，通过调整流变性能可以解决很多实际问题，但并不能把流变性能理解为一项单纯的性能指标。
虽然流变性能经常被提及，但由于晦涩难懂难以实用化。
流变学是研究流变性能的科学，简化流变学理论并从中提炼出有价值的结果用于指导实践将是很有意义的。
２ 流变学定义流变学是研究物质变形和流动规律的科学。
流变实际上是一个内涵更为广泛的术语，它不仅包括粘度，而且包括粘弹性和塑性。
当仅讨论流体流动规律时，可以近似地用粘度来理解流变学。
３ 涂料流变性能的基本类型按大类可以把流体分为牛顿型和非牛顿型。
非牛顿型流体又分为剪切速率依存型和时间依存型。
剪切速率依存型是指流体的流动行为随剪切速率的变化而变化，包括假塑型、胀流型和塑型。
时间依存型是指一定剪切速率下流体随时间而变化的流动特性，包括触变型和震凝型。
实际中的造纸涂料都是非牛顿型的。
涂料很难明确地分为剪切速率依存型和时间依存型，但偏重程度是有判别的。
剪切速率依存型和时间依存型流体的流动行为如图１～２所示。
４ 涂料流变性能的基本要求理想的涂料为带有一定触变性的假塑性即剪切稀化或粘度降低的流体，实际的流变性能是上述基本类型的组合。
涂料的运转性不仅指涂布机运转性，还涵盖了全范围涂布工艺过程。
涂料的流变性能要满足全方位包括泵送、过筛、上料、计量、回流和流平等工艺的要求。
涂料中的流变学基础知识和应用
涂料中的流变学基础知识和应用流变学是描述物体在外力作用下产生流动和形变规律的科学。
一、简单配图交代以下三个基本概念“剪切应力”“剪切速率”“粘度”1、剪切应力是物体单位面积切线上受到的力2、剪切速率是物体层间移动快慢的表征举个栗子比如刷0.5mm厚的漆，涂刷时剪切速率的计算：3、粘度是流体内部阻碍其流动的程度大小公式上：粘度=剪切应力/剪切速率粘度的国际标准单位是帕斯卡.秒而涂料行业通用单位是泊（厘泊cP）换算一下：1Pa.S=1000cP二、下面根据这三个概念介绍流体的种类最常见的是牛顿流体（水，大部分有机溶剂等）特点是：剪切应力与剪切速率的关系呈直线正相关，在给定温度下流体粘度与剪切速率无关。
见下图非牛顿流体的粘度受剪切速率的影响假塑性（塑性）流体：粘度随剪切速率的增加而降低（称为剪切变稀）膨胀性流体：粘度随剪切速率的增加而升高（称为剪切变稠）触变性：剪切变稀，随着剪切时间延长粘度继续降低震凝性：剪切变稠，随着剪切时间延长粘度继续升高总结到下表三、涂料生产应用中的流变学运用涂料在生产施工的整个过程中，所受剪切情况大致如下1、涂料在生产制备阶段，颜填料的分散多在较高的剪切速率下进行。
较低的研磨粘度或分散速率导致涂料内部呈湍流状，颜填料分散不均匀容易导致颜料团聚，从而影响涂膜遮盖力光泽等性能。
2、在涂料储存过程中，剪切速率特别小。
此时颜填料及其他固体物质在重力的作用下一直下沉到容器底部，这个过程称为沉降。
涂料沉降发生在低剪切速率的情况下，所以提高低剪切速率下涂料的粘度对防止颜料沉淀至关重要。
——平衡颜填料粒径分布（采用小粒径代替大粒径）——尽量降低溶剂和表面活性剂的用量，因为他们会降低低剪切速率下的涂料粘度——选择合适增稠剂3、涂料施工中的沾漆与粘度的关系——中等剪切速率下的操作状态当涂料非常粘稠，静置在罐内时就结构化，这样的涂料难以涂装但是，涂料在罐中非常稀的话，会导致涂料再刷滚转移中滴落，施工时垂直表面容易流挂，辊涂时容易飞溅。
现代流变测量技术在当今涂料行业的应用
先进流变测量技术在当今涂料工业的应用Thomas Mezger, Anton Paar Germany GmbH, GermanyDetlef van Peij, Elementis GmbH, Germany介绍对涂料工业的工作者来说，下列性能是比较重要的：(1) 结构强度和静置性能(2) 流动性能(3) 涂料（涂敷）过程后的结构恢复许多不同的实验和分析方法被用来在今天的实验室来表征以上的信息。
我们在这篇文章中介绍了日常实践中对于涂料的先进评价方法。
在此之前，我们简要回顾一下还在使用，但很多实践中已经落后的传统实验方法。
然后我们要以日常实践中的测试结果来给出这些先进方法的说明。
结构强度和静置性能结构强度和静置性能的信息是评价悬浮稳定性（如长期储存）的重要指标。
许多涂料工业的用户使用流变添加剂引入一种三维的网络结构，以在静置时获得足够高的结构强度，保持颜料和添加剂的悬浮状态。
为了探测这种三维结构的强度，许多工业实验室使用屈服点的测量（也叫做屈服应力，它是内部胶体结构被破坏的最小剪切力）。
必须告诉大家是：屈服点不是一个材料的常数，它与实验和分析方法也有关。
图1：流动曲线线性坐标图2： Bingham 拟合模型，图3：流动曲线对数坐标线性流动曲线传统的屈服值评价方法一种经常使用的屈服点评价实验方法是使用旋转测试方法进行流动曲线扫描（剪切应力τ对剪切速率），控制一个剪切应力或者剪切速率上升。
有各种简单的分析方法还在使用中。
(屈服点测试方法1)以线性座标表示流动曲线，屈服点就是流动曲线与剪切应力轴的交点（图1中的τy) (屈服点测试方法2) 使用数学模型拟合出流动曲线，屈服点就是曲线外推至剪切速率为零那点的剪切应力。
最常使用的拟合模型是Bingham, Casson, or Herschel / Bulkley。
（图2 中的τB就是 “Bingham 屈服点”）(屈服点测试方法3) 使用对数坐标表示流动曲线，屈服点就是最小剪切速率那点的屈服应力（图3中的τy）(屈服点测试方法4) 有时候用户以一个非常低的剪切速率＝0.01s-1对应的剪切应力为屈服点。
安东帕扩展旋转流变仪测量能力的新概念
线，测试是在相同的条件下 5 次测量的结果。
即使是在很小的法向应力下，也可以观察到
样品很好的重现性。
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N
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Pa·s
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结论 本文介绍了一种全新的流变仪，流变仪
上有两个功能齐全的 EC 马达，两个马达位 于彼此相反的位置。对于全新的测试方式， 如反向旋转可以在这个流变仪上进行，同 时，扭矩和法向应力有更高的灵敏度。另外， 流变仪可以即进行马达传感器分离模式 （ SMT ）， 也 可 以 进 行 组 合 马 达 传 感 模 式 （CMT）的测试。毫无疑问，新的流变仪系 统被公认为是旋转流变仪历史上最伟大变 革中的一个。
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图 5： 高粘度硅油的粘度和法向应力。图中
为 5 个人测试的数据
图 6 是和图 5 一样方式得到的相同的第
一法向应力差和第一法向应力系数。在相对
较小的剪切速率下这两个参数也具有可重
图 1：流变仪的剖面图
新的流变仪系统可以在 3 种不同的测试 模式下操作，如图 2 所示，在下面会详细描 述。
图 2：流变仪系统三种不同操作模式图：左反向旋转，中间-下面的马达旋转，上面的马 达测量扭矩（SMT），右-上面的马达旋转和测
量（CMT）
反向旋转模式 MCR702 流变仪在反向旋转的模式下
12 mPa·s
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8
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安东帕流变学入门手册WEB
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安东帕流变仪入门手册 3.1. 温度范围在-40~200℃内的 Peltier 控温系统 ...................................................... 27 3.2 温度范围在-130~400℃内的电加热控温系统 ....................................................... 28 3.3 强制对流辐射控温系统........................................................................................ 29 四. 流变仪安装的条件要求 ............................................................................................... 30 4.1 环境要求 ............................................................................................................. 30 4.2 电源 .................................................................................................................... 30 4.3 安装空间的布置： ............................................................................................... 30 4.4. 气源 （空气轴承流变仪） .................................................................................. 31 五. 流变仪可以扩展的功能模块 – 组合流变测量技术简介 ................................................ 32 5.1 通过改变样品的受力方式、运动方式而拓展的附加测试功能 .............................. 32 5.2 把流变测试与结构分析方法相结合的附件 ........................................................... 32 5.3 在温度、剪切条件的基础上再增加其他影响因素的测试附件 .............................. 33 第三部分：服务与应用 ............................................................................................................ 34 一. 安东帕流变仪的售后服务方式 .................................................................................... 34 1.1 售后服务方式与联系方式 .................................................................................... 34 1.2 应用支持方式与联系方式 .................................................................................... 34 二. 流变仪的日常维护保养 ............................................................................................... 34 2.1 附属设备 ............................................................................................................. 34 2.2 流变仪主机 ......................................................................................................... 35
发泡水泥料浆的流变特性研究
发泡水泥料浆的流变特性研究摘要:发泡水泥保温板作为一种轻质、绝热、隔音、不燃的绿色节能建筑材料，非常适用于外墙保温及防火隔离带，也适用于制作轻质隔墙板夹芯芯材，在全国范围内得到了广泛的应用和批量化、规模化生产。
料浆稳定性对发泡水泥制品的影响显著，直接决定其产品的质量。
利用高级流变仪对泡沫、水泥浆体、发泡水泥浆体的流变特性进行研究，通过同轴旋转剪切和振幅振荡剪切2种方式对发泡水泥料浆的流变性能进行表征。
结果表明:水泥的水灰比越高，初始强度产生越快，且强度越高;水灰比低的水泥料浆具有较好的流变行为，水灰比高的料浆加入减水剂后，流动性能显著提高;泡沫加入料浆后，其稳定性显著降低，线性粘弹区变窄，由0.03%降到0.01%。
关键词:发泡水泥;料浆;流变性能发泡水泥料浆的稳定性决定了产品的质量，而流变性能可以反映料浆的稳定性。
本文对发泡水泥浆体的流变性能进行研究，分别探究泡沫、水泥浆体、发泡水泥浆体的流变特性，利用高级流变仪进行同轴旋转剪切、振幅振荡模式测试表征，获得发泡水泥料浆的结构参数。
通过对发泡水泥料浆流变性能的研究，为研制高质量的发泡水泥制品提供理论指导。
1试验原料与方法试验用水泥为黄石某水泥厂生产的P·O42.5级水泥，并选用FS20减水剂、HT复合发泡剂(工业级，液体)。
取一定量的水泥，配制不同水灰比的水泥浆体。
根据水泥粉体的质量，加入0.2wt%的减水剂FS20，与水泥粉体一起置于烧杯中，加水充分搅拌，即制得水泥浆体。
利用奥地利安东帕公司生产的MCＲ301型流变仪测试水泥浆体的流变性能。
测试时选用同轴圆筒夹具，型号为CC17的转子。
流变仪使用2个同心圆筒的环隙做物质函数的测定，转子除了能对水泥料浆进行旋转剪切(稳态剪切)，测定悬浮液的表观黏度、剪切应力，还能以一定的频率作振幅振荡来测量圆筒中悬浮液的非稳态响应，对水泥料浆进行振幅振荡剪切(动态剪切)，测得悬浮液的模量、剪切应力、应变等参数。
涂料的流变性与测量
一、涂料的流变性与测量流变性能是涂料的一项重要性能。
流体按大类可以分为牛顿型和非牛顿型，非牛顿型流体又分为剪切速率依存型和时间依存型。
剪切速率依存型是指流体的流动行为随剪切速率的变化而变化，包括假塑型、胀流型和塑型。
时间依存型是指一定剪切速率下流体随时间而变化的流动特性，包括触变型和震凝型，实际中的涂料大多数是触变型流体。
在涂料的生产、贮存、施工和成膜过程中,所受到的力可以分为纯剪切、拉伸剪切和简单剪切等，其中主要是简单剪切，当涂料受到简单剪切做单向层流，层间有速度差，若剪切应力为τ，剪切速率为Ý，则粘度η＝τ/Ý，称为动力粘度，单位为Pa.s（泊），常用单位为mPa.s或者cP（厘泊）。
粘度是涂料流变学的一个重要指标，与剪切速率和剪切应力密切相关。
表1即是按照涂料受到简单剪切估计的一些施工方法以及流平流挂的剪切速率：表1 各种施工方法的剪切速率（S－1）施工方法喷涂刷涂/滚涂搅拌投料流平/流挂颜料沉降剪切速率>104 103－104 101－103 100－102 10－3－100 <10-3涂料主要有四部分组成：树脂、成膜物质、溶剂和填料。
这几种物质对涂料流变性的影响主要在低剪切速率方面，如颜料的絮凝，各种助剂的存在，所形成的结构使粘度变化很大；在高剪切速率下，结构被破坏，所呈现的粘度接近树脂溶液本身和分散颗粒对粘度的影响。
高低剪切速率下的粘度配合，使涂料有一个符合储存和施工所需的流变性能。
例如在涂料贮存中,希望体系有较高的粘度,防止颜料和填料的沉淀；在施工时开始要求体系粘度较低,有利于涂膜流平,但要求涂膜粘度在一定时间达到较高粘度,以免涂膜产生流挂和流淌现象；粉末涂料只有它的熔融体有足够低的粘度时才有足够的流平，另外粘度也对颜料在涂料中的分散有很大影响。
从以上分析也可以看出，涂料的流变性的以下几个方面的参数：屈服值、触变性、粘度恢复速度和施工剪切速率下的粘度对涂料的质量影响很大，所以这几个参数的测量在涂料的生产、研发和使用中备受重视。
利用粉体流变仪简易精准地测量粉体流动性 流变仪工作原理
利用粉体流变仪简易精准地测量粉体流动性流变仪工作原理分散性固体如粉体、颗粒材料遍布于几乎全部行业的很多加工过程中。
粉体的生产和研发可能会很困难，由于他们多而杂的物理特性取决于本身的性质和一系列外部因素。
粉体的特性物理在生产流程中可能发生变化，尤其在条件或者环境发生变化的时候。
例如，粉体从缝隙中释放时会表现为流体化特性，而在贮藏时又表现为固体化特性。
影响粉体流动性的因素粉体的流动性取决于一系列因素。
一方面是材料内部参数，比如颗粒大小、尺寸分布、颗粒形态能猛烈的影响粉体的处理。
另一方面，一系列外部因素也能更改粉体的流动性如湿度、温度等外部环境的变化，或者团聚体的处理加工过程。
为了确保顺当的处理加工，的质量掌控手段特别紧要。
粉体的特点可以通过安东帕流变仪的粉体测量单元来确定什么是内聚强度？内聚强度描述了粉体产生流动的内部阻力，因此用于测量粉体的流动本领。
它被定义为粉体颗粒之间的相互作用力强度。
基于内聚强度，您可以推想粉体是否能在加工过程中顺畅的流动，以及粉体的性质是否发生了变化。
这种测量方式用于质量掌控特别理想，由于它们可以快速有效地进行测量，同时供应重现性帮忙推想粉体的流动。
内聚强度测量还可以作为更加多而杂的质量掌控体系的基础，可以指明在加工或处理过程中可能会发生的问题。
此外，还可以供应更多的参数，如空气保持本领以及通过机械搅拌时的通气行为。
这可用于讨论粉体在气动输送、压片或装填等过程中的性能。
什么是流动指数？流动指数仿佛Carr指数和Hausner比值，通常通过察看粉体的可压缩性来测量。
可压缩性和粉体流动受到很多因素的影响，比如颗粒大小、形状、弹性、含水量和温度等。
推想这些因素对粉体流动性的影响很难很多而杂，因此通常直接讨论流动行为更简单一些。
为此，可压缩性通常通过对比自由放置的聚积密度和处理后的振实密度，得出Carr指数。
Hausner比值同样通过对比物质的聚积密度和振实密度来得到，但计算方式略微有些不同。
涂料流变性的检测及表示方法
1 涂料流变性的检测及表示方法一般以涂料的表观粘度说明涂料体系的流变性能。
具体分为低剪切粘度和高剪切粘度。
涂料在低剪切速率下的表观粘度是由组成涂料的不同组分的相互作用决定的，这些作用包括颜料的絮聚，粒子的胶体性质及少量流变助剂的缔合作用。
涂料在高剪切速率下的表观粘度非常重要，它是由涂料的流体力学因素决定的，如颜料粒子的平均粒径、粒径分布、形状和表面电荷以及胶粘剂性能。
表观粘度的测量多用粘度计，包括旋转粘度计和毛细管粘度计，其中毛细管粘度计适合测量涂料的高剪切粘度。
下面介绍三种主要的流变仪：Brookfield粘度计、Hercules 粘度计和毛细管粘度计。
Brookfield粘度计使用方便，价格便宜，可提供涂料的低剪切粘度。
由于仅能单点测定，不能预测高剪切粘度，适合于生产稳定时的日常监控。
Hercules 粘度计剪切速率精确、可提供完整的流变图及高剪切粘度，但对较低剪切速率下的测定不敏感、有时只能提供定性信息而不是定量的结果，适合于预测中到高剪切速率涂布过程中的流变性能。
毛细管粘度计～剪切速率明确、可提供极高剪切速率下的粘度，但需多次测定进行矫正，适合于模拟高速涂布过程。
但这种模拟过程也只是近似的，例如在实际的刮刀涂布过程中，刮刀下的剪切速率很大(达106s) ，涂料受剪切变形的时间很短(10s) ，因此在刮刀下涂料的剪切应变很小。
显然，每一种流变仪都有一定的剪切速率范围及应用条件，把几种流变仪的测定结果综合起来才能满足预测大部分涂布工艺过程的要求。
各种涂布工艺过程的剪切速率范围如图2所示。
2 涂料流变性的影响因素2 .1 颜料颜料是涂料的主要组分之一，约占涂料质量的90％和体积的80％嘲。
研究涂料的流变特性必须先知道颜料浆的流变特性。
颜料粒子的性质又决定了颜料浆的流变性能，这些性质主要包括粒度( 粒度分布) 、粒子形状、粘度、白度和磨耗等。
这些匪质反映在涂料的制备过程中是粘度的大小和流动性的好坏。
流变学原理在涂料中的应用
流变学原理在涂料中的应用1. 引言涂料是一种广泛应用于建筑、汽车、电子等行业的重要材料，它能够为物体表面提供美观、耐用和保护性。
流变学原理作为液体和固体流变行为的研究领域，对涂料的流动性、黏度等性能具有重要影响。
本文将探讨流变学原理在涂料中的应用。
2. 流变学原理简介流变学是研究物质流动和变形行为的学科，通过测量物质在外力作用下的流变行为，可以得到一系列流变学参数来描述物质的力学性质。
流变学原理主要包括应力-应变关系、粘度、流动曲线等。
3. 涂料中流变学参数的测量涂料中的流变学参数可以通过流变仪进行测量。
流变仪通常包括一个转动的圆柱形测量装置和一个搅拌器。
通过对涂料施加剪切力，并测量应力和应变之间的关系，可以获得涂料的流变学参数，如黏度、剪切应力等。
4. 涂料流变行为的分析涂料在施加剪切力下的流变行为可以通过流变学参数来描述。
例如，黏度是涂料流动性的重要指标，它可以影响涂料的涂覆性能和施工效果。
黏度的测量可以通过流变仪进行，可以得到不同剪切速率下的黏度曲线，进而了解涂料在不同工艺条件下的流变行为。
5. 涂料中流变学理论的应用案例5.1 涂料的流变行为与施工性能的关系通过对涂料的流变学参数进行分析，可以评估涂料的施工性能。
例如，黏度的大小决定了涂料在施工过程中对涂刷工具的阻力，从而影响了施工的平稳性和涂层的均匀度。
5.2 涂料的流变行为与涂层性能的关系涂料的流变学性能对涂层的性能有重要影响。
例如，涂料的剪切应力和剪切速率之间的关系可以反映涂层的抗刮剪强度，从而影响涂层的耐久性和抗磨损性。
5.3 涂料的流变行为与储存稳定性的关系涂料在存储过程中会发生流动变形，其流变行为对涂料的储存稳定性有较大影响。
通过测量涂料在不同温度下的黏度和流动曲线，可以评估涂料的储存稳定性，并优化其配方和储存条件。
6. 结论流变学原理在涂料中的应用可以帮助我们更好地理解涂料的流变行为和性能，从而优化涂料的配方和工艺条件。
通过合理地控制涂料的流变学参数，可以提高涂料的施工性能、涂层性能和储存稳定性，满足不同应用领域对涂料的需求。
水性3C1B汽车涂料抗流挂性能改进研究
1 前言我国汽车厂家，从2003年开始在启动水性汽车涂装线以来，水性涂装线已经被广泛推广，国家对环保的重视推动了水性涂料的发展。
经济环保型水性3C1B工艺的技术是采用水性高固含中涂、水性高固含色漆和高固含清漆，可提减少VOC的排放，提高喷涂效率，满足“资源节约型、环境友好型社会”的国家发展目标。
但是也对材料配方、设备、工艺等提出了更高的要求。
本文将从材料配方、施工工艺角度对水性3C1B汽车涂料抗流挂方面进行研究，识别出关键影响因素。
2 水性3C1B汽车涂料工艺及流挂性能简介涂料施工于垂直物体表面上，受重力作用，在湿膜闪干过程中，部分湿膜的表面向下滑落、形成上部分膜厚薄，下部分膜厚厚的现象称为流挂。
水性3C1B汽车涂料抗流挂性能改进研究李博艾仕得涂料系统技术研发（上海）有限公司 上海 201100摘要：按照汽车涂料喷涂工艺，电泳以后“湿碰湿”方式喷涂水性中涂、水性色漆和清漆，色漆中间脱水后并一次性烘干的工艺称为水性三涂一烘（WB 3C1B）工艺。
水性3C1B工艺在环保方面贡献巨大，而且在设备能源消耗、材料消耗等方面也具有良好的经济性，并且能够符合汽车涂装工艺要求和性能要求。
漆膜流挂现象是评判汽车涂料质量的重要指标之一。
3C1B工艺以“湿碰湿”的方式喷涂对抗流挂的要求更高。
本文将从材料配方、施工工艺两方面对水性3C1B汽车涂料抗流挂方面进行研究，识别出关键影响因素。
关键词：水性3C1B工艺 汽车涂料 流挂㮒⾅3C1Bⵃ凘弥䥩图1 水性3C1B工艺过程水性3C1B工艺采用的是中涂层与色漆之间湿碰湿工艺，其色漆与中涂间的组分会发生相互交换，下层的底涂中的溶剂会渗入上层，同样上层的溶剂会渗透到下层，配方设计的过湿或者施工的过程中脱水以及喷涂过湿会导致流挂问题。
本文着重从材料配方、施工工艺角度对水性3C1B汽车涂料抗流挂方面进行研究。
3 实验所有材料和主要设备3.1 实验主要原材料水性树脂binder（水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸乳液、水性聚酯树脂等）助剂（水性氨溶液、消泡剂、流变助剂等）溶剂（去离子水、乙二醇丁醚等醇醚溶剂）颜料以及填料（水性预钝化铝粉浆、水性珠光粉浆、水性颜料浆）2K罩光清漆和固化剂3.2 参考配方以及基本性能3.3 测试方法和设备3.3.1 黏度检测以及流变检测设备：安东帕流变仪测试方法：流变仪测量1000 （1/s）旋转5mins测量油漆旋转粘度，记录黏度流变仪测量shear recovery使用流变仪，分四个阶段剪切，先以3000 1/s 高速剪切30s，再用1 1/s 低速剪切180s，接着用60000 1/s高速剪切30s，最后用1 1/s低速剪水性中涂配方水性金属色漆配方组分比例组分比例水性丙烯酸乳液18水性丙烯酸乳液17水性聚酯树脂 4.5水性聚酯树脂 4.5水性聚氨酯树脂 4.5水性聚氨酯树脂 4.5水性氨基树脂 5.5水性氨基树脂 3.5水性氨溶液 2.5水性氨溶液 1.5水性白色浆18水性白色浆 1.2水性黑色浆0.2水性黑色浆0.5水性滑石粉浆0.8水性滑石粉浆0.5水性硫酸钡浆0.8水性硫酸钡浆0.5消泡剂 1.2水性预钝化铝粉浆14PH调节剂 1.5水性珠光粉浆3流变助剂 5.5水性黄色浆0.5去离子水32水性红色浆0.3乙二醇丁醚5消泡剂2合计100PH调节剂 2.3 流变助剂 3.5 铝粉定向助剂8.5 去离子水27 乙二醇丁醚 5.2 合计100水性中涂配方基本性能水性金属色漆基本性能固含量25-30固含量17-22 pH值8.2-8.8PH值7.5-8.0黏度（旋转黏度仪）80-90cp黏度80-100cp表1 配方组分比例值切180s。
涂料施工应用 (ESTA 喷涂原理简介)
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ESTA 喷涂原理简介
2 雾化工艺－ 雾化与杯速.
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Pigments with low density 低密度颜料 Pigments with high density 高密度颜料
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ESTA 喷涂原理简介 ：
6 ESTA与空气喷涂的漆膜结构差异－实验数据
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ESTA 喷涂原理简介
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粒径的分布与漆膜结构
采用空气雾化装置进行油漆喷涂时，小颗粒漆粒容易随着物体表面 气流方向的转换而变化运行方向， 以至于可能无法准确达到被涂表面 ；而大颗粒漆粒由于其本身的质量较大，故不易偏离其运行轨道。（ 10 µm漆粒到达被涂面约 10 %, 40 µm 约80 %.） 采用静电旋杯进行油漆喷涂时相反，小颗粒漆粒由于其本身质量较 轻，容易沿着磁力线到达被涂物体表面，而大颗粒漆粒容易在离心力 作用下被甩出，成形空气和磁力还不足以使大颗粒的漆粒克服离心力 作用，进而到达被涂物体表面。
Pretreatment
E-Coat
Cathodic Electrodeposition Painting (E-Coat)
dryer
Control Units
涂料的流变特性以及旋转粘度计在涂料工业中的应用
涂料的流变特性以及旋转粘度计在涂料工业中的应用一、涂料的流变性与粘度 涂料一般为粘稠液体或粉状物质，可以用不同的施工工艺涂覆在物体表面，干燥后能形成粘附牢固、具有一定的强度、连续的固态漆膜，赋予被涂物以保护、美化和其它预期的效果。
由于涂料在涂装的过程中，一定要经过流体这个阶段，所以流变性能是涂料的一项重要性能。
流变学即是研究物质变形和流动规律的科学。
流变实际上是一个内涵更为广泛的术语，它不仅包括粘度，而且包括粘弹性和塑性。
当仅讨论流体流动规律时，可以近似地用粘度来理解流变学。
按大类可以把流体分为牛顿型和非牛顿型。
非牛顿型流体又分为剪切速率依存型和时间依存型。
剪切速率依存型是指流体的流动行为随剪切速率的变化而变化，包括假塑型、胀流型和塑型。
时间依存型是指一定剪切速率下流体随时间而变化的流动特性，包括触变型和震凝型。
实际中的涂料都是非牛顿型的。
涂料很难明确地分为剪切速率依存型和时间依存型，但偏重程度是有判别的。
剪切速率依存型和时间依存型流体的流动行为如图 1 和图 2 所示。
在实际生产中涂料最主要的流变参数之一是粘度。
在涂料的生产、贮存、施工和成膜过程中 ,所受到的力可以分为纯剪切、拉伸剪切和简单剪切等。
涂料中侧重于简单剪切，当涂料受到简单剪切做单向层流，层间有速度差，若剪切应力为τ，剪切速率为D ，则粘度η ＝τ /D ，称为动力粘度，单位为Pa.s ，常用单位为mPa.s。
纯剪切和拉伸剪切的研究并不是很多。
在各种剪切条件下都应该达到工艺所要求的粘度。
如在贮存中 , 希望体系有较高的粘度 , 防止颜料和填料的沉淀; 在施工时开始要求体系粘度较低 , 有利于涂膜流平 , 但要求涂膜粘度在一定时间达到较高粘度 , 以免涂膜产生流挂和流淌现象。
流变性对涂料的质量影响如下： 1 、流变性与开罐质量 涂料从生产到使用必然有一段时间间隔。
色漆在这段储存期内发生颜料沉底，开罐质量就降低了。
颜料是干膜中的重要组成部分，如果沉底的颜料重新搅拌后未能均匀，或者不能搅起，则必然影响干膜应有的质量，如色泽等。
安东帕流变仪为奶粉流动性的研究保驾护航
如今商品化社会竞争日益激烈，在利益驱使下，奶粉安全事件的频繁发生，对奶粉的选择尤为的谨慎；奶粉中一定的水分含量可保持食品品质，大大延长食品的保质期。
原料（如全脂牛奶、脱脂牛奶）的变化以及加工工艺的变化导致了奶粉成品种类繁多。
奶粉成品包括婴儿配方奶粉、脱脂奶粉、酪蛋白粉、乳清蛋白粉和乳糖粉。
本文介绍并讨论了测定Warren Spring内聚强度和奶粉粉壁摩擦角的方法。
测量采用Anton Paar模块化紧凑型流变仪进行。
引言奶粉的加工过程包含很多加工步骤，这些步骤都有不同难度的技术挑战。
由于奶粉具有黏性，当奶粉从喷雾干燥塔或容器中排除时，常常会出现问题，出现不希望出现的拱桥效应或鼠洞。
黏性对于最终的干燥步骤也是至关重要的，因为它会影响流动性，从而影响奶粉粉体流化态所需的能量。
Anton Paar的粉体流化单元能够进行不同的测量，适用于质量控制和研究，用以预测上述问题。
样品本文选择了两个奶粉样品，分别是商用婴儿配方奶粉和商用脱脂奶粉，如图1。
测量系统图2：带有暴露支撑板（WESP）流变仪和装有粉体样品的粉体流化单元测量采用Anton Paar的模块化紧凑型流变仪（MCR）和粉体流化单元来进行。
图2为安装了粉体流化单元的MCR流变仪，填充了粉体的粉体流化单元的测量玻璃为涂有氧化铟锡的硼硅酸盐玻璃。
Warren Spring内聚强度测量图3：Schematic view of the Warren Spring measuring geometry用Warren Spring内聚强度来表征流化特性，即黏接的粉体开始流动的点。
样品制备通过透气活塞进行，这确保了此方法的重现性。
活塞采用规定的法向应力（这里为9kPa）压缩粉体样品。
如图3壁摩擦角测量图4：法向力和剪切应力关系曲线中计算壁摩擦角壁摩擦角φ的测定是用一个装有圆盘形附件（直径49mm）的测量系统来完成的。
使用不锈钢和涂有聚四氟乙烯（PTFE，Teflon）的附件进行测量。
对涂料粘度的研究
对涂料粘度的研究摘要：在检测粘度的诸多仪器中, 最经济实用且操作方便的, 当推目前涂料界使用最为广泛的流出型粘度计———流出杯。
关键词：涂料流出杯检测前言：粘度是涂料性能中的一个重要指标，对于涂料的储存稳定性，施工性能和成膜性能有很大影响。
例如对于乳胶漆，在贮存过程中涂料的剪切应力τ0>10 dyn/cm- 有利于防止沉降，粘度15~30 Pa·s能保证适当的沾漆量；粘度在-.5~5.0 Pa·s 保证刷涂性和最佳漆膜性能。
在刷涂后如果粘度能够>-50 Pa·s 则能很好地控制流挂，因此测定涂料的粘度成为涂料生产和检验中的常规项目。
1 粘度的定义粘度可以认为是液体对于流动所具有的内部阻力。
动力粘度是指对液体所施加的剪切应力与速度梯度的比值，其国际单位为帕斯卡·秒（Pa·s），习用单位为厘泊（cP），1 cP ＝ 1 mPa·s。
通过比较在不同剪切速率下粘度的变化，我们可以把流体分为牛顿型流体和非牛顿型流体。
在国家标准GB/T 6753.4—1998 中将流体的流动类型分为牛顿型流动和不规则流动。
牛顿型流动，当剪切应力与速度梯度比值既不随时间也不随速度梯度方式而改变时，这种材料所呈现的流动类型称为牛顿型流动，当这一比值变化很小时，机械扰动（如搅拌）对粘度的影响可忽略不计，这种材料被称为具有近似牛顿型的流动。
一般清漆和低粘度色漆属于这种液体。
不规则流动，当剪切应力与速度梯度比值随时间或随剪切速率而改变时，这种材料所呈现的流动类型称为不规则流动。
2涂-4 粘度计2. 1 涂-4 杯的构造和影响粘度的因素涂-4 粘度计为上部圆柱形,下部圆锥形的容器,容量为100 mL ,锥底部有一标准孔为4mm 的不锈钢漏嘴,所以习称4 号杯。
具体尺寸见图1涂-4 粘度计使用简便,但在具体操作过程中的一些细节问题,仍会影响粘度测试的准确性和重现性。
安东帕高效润滑油检测方案
目前，无论是润滑油质量控制、在用油检测分析、基础油或添加剂检测，还是新品研发，安东帕公司可以提供满足您全流程内多项理化性能检测和分析的各类先进仪器，检测范围涵盖：密度、黏度指数、运动黏度、动力黏度、粘温曲线、摩擦学测量、闪点、电流变、磁流变、流动曲线、防锈性、氧化安定性、抗乳化性、水分离性、泡沫特性等等。
密度：是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。
同样黏度或同样相对分子质量的情况下，含芳烃多的，含胶质和沥青质多的润滑油密度最大，含环烷烃多的居中，含烷烃多的最小。
Modulyzer密度/折光/黏度连用系统- 一流的精度，多样的组合，无尽的可能- 模块化的设计，可单独操作，也可组合联用- 密度-折光联用组成基础型Prime Class Modulyzer- Unlimited Class Modulyzer 在基础配置上可随意增加浊度，pH计，旋光仪，黏度计，色度计等模块- 可测量液体的密度，折光率，旋光度，比旋光度，浊度，pH，黏度，色度等参数黏度：它反映油品的内摩擦力，是表示油品油性和流动性的一项指标。
在未加任何功能添加剂的前提下，黏度越大，油膜强度越高，流动性越差。
黏度指数：它表示油品黏度随温度变化的程度。
黏度指数越高，表示油品黏度受温度的影响越小，其粘温性能越好，反之越差。
SVM 3000运动黏度密度一体测定仪- 一台仪器，三个测量值- 质量通过ASTM环比试验的验证- 坚固小巧，小测量池，少样品量- 内置黏度指数与温度扫描功能，操作简便- 自动化的实验操作，涵盖黏度测量所需的全部附件流变学测量: MCR302是MCR系列流变仪中销售量最大的型号，是模块化的扩展式流变学测试系统，用于测量润滑油的流动曲线/黏度曲线、粘温曲线/凝胶温度、屈服应力、高低温流动性、粘弹性、冷冻机油在高压下的黏度、电流变/磁流变等流变学相关内容；摩擦学测量: MCR302流变仪配备了T-PTD 200摩擦学测试模块后，就成为了一台高精度的摩擦学研究仪器，可以测量-40℃- 200℃范围内的摩擦性能。
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典型流变曲线及其意义：
⏹ 流动曲线和粘度曲线
流动曲线和粘度曲线分别为剪切速率和应力的曲线、剪切速率和粘度的曲线，通过此测试可以知道样品的流体类型，并可以计算屈服应力、非牛顿指数、零剪切粘度等，上图中1为牛顿流体、2为剪切变稀流体、3为剪切增稠流体。
⏹ 3ITT 触变性测试
结构恢复的速度和程度。
⏹ 振幅扫描测试
应变和模量的关系曲线，用于测试凝胶强度、线性粘弹区、屈服应力、流动点等，通常以G ’作为参数计算线性粘弹区。
动态测试（振荡模式）：主要研究涂料的粘弹性，以及粘弹性变化
规律，低粘度样品用同轴圆筒或双间隙圆筒测量，中、高粘度样品用锥板或平板测量，胶体和固体样品用平板测量。
振幅扫描：可以研究涂料结构强度、线性粘弹区、屈服应力、流动点等；可用
于研究涂料的稳定性、施工特性等，如起始流动应力等； 频率扫描：研究涂料在不同时间尺度上的流变特性，可用于研究涂料的稳定
性、成膜特性、成膜缺陷等。
::: 安东帕MCR 流变仪在食品中的应用
⏹ 频率扫描测试（线性非交联聚合物）
频率扫描代表了样品在不同时间尺度内的松弛行为，高频率代表样品在短时间作用力下的响应，低频率代表在长时间作用力下的响应
⏹ 凝胶化反应测试
通过流变数据的变化反应凝胶反应进程，计算凝胶时间、凝胶温度、相转变点等关键数据。
涂料行业典型用户：
阿克苏诺贝尔涂料（天津）有限公司 阿克苏诺贝尔高性能涂料常州分公司 巴斯夫上海涂料有限公司 PPG 涂料(天津)有限公司 一汽-大众汽车有限公司 华晨宝马汽车有限公司 拜耳材料科技(中国)有限公司
长春依多科化工有限公司 广东时利和汽车实业集团有限公司 陶氏化学（中国）投资有限公司 杜邦高性能涂料有限公司 式玛卡龙涂料昆山有限公司 徐州大光涂料厂 上海造漆厂
湖南关西汽车涂料有限公司 浙江工业大学
凯柏立邦汽车涂料（上海）有限公司 氟特表面处理(上海)有限公司
德谦(上海)化学有限公司
⏹ 触变性测试（3ITT 测试）：研究涂料在施工过程中的流平、滴
挂、层厚、结构恢复等性能，通过结构破坏和恢复的研究，可以模拟施工的过程，从而对其流平性、流挂性做出评价和改进。
⏹ 涂料固化测试：用于实时表征涂料随着时间（温度）的固化过程，
或者实时表征涂料随着时间（紫外光）的固化过程；适用于粉末涂料、双组份反应性涂料、紫外固化涂料的研究。
可以测试软化温度、最低粘度、反应起始温度、凝胶转变点、固化温度、固化时间、固化后强度等性能进行研究。
热固化实验
紫外光固化实验。