Brookfield的涂料流变学测量解决方案涂料的流变性与测量涂料
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。
涂料流平 流变学与界面学原理
涂料流平应用了流变学与界面学原理，涂料流动性差，触变性强，流不平属于流变学问题；涂料在基材表面铺展或收缩（润湿或不润湿）行为属于界面学行为。
一般涂料的低表面张力有利于对基材的润湿与铺展，但对流平无益；高表面张力有利于涂料的流平。
涂料出现流平问题时，一般从流变学与界面学两方面入手解决。
涂料研究者研究总结有如下涂料流平经验方程式：其中a——涂层波峰的幅度（高度）σ——涂料的表面张力η——涂料黏度h——涂层厚度或高度t——涂层涂料流平时间λ——波长或波峰之间的距离C——常数涂料流平与涂料黏度、表面张力、湿膜表面的规则程度或起伏度、涂层厚度、流动时间等有关。
较低的涂料黏度、较高的涂料表面张力、厚涂层、较长的流动时间、以及较小的需流平的痕迹或距离，涂层流平将更好。
涂料流平经验方程式涂料涂于物体的垂直表面上，出现泪痕或垂幕现象，表现为涂膜厚薄不均，通常竖立面涂层上面涂层薄，下面涂层厚，涂膜缺乏平整。
平面涂层则涂膜边缘不整齐，不该覆盖的部位被覆盖了。
流挂原因：涂料太稀、黏度过低涂料低剪切黏度过低，流平性过好涂料施工蘸漆料过多，涂膜施工过厚涂料施工表面处理不彻底，有残留油、水等预防流挂：适当提高涂料黏度调整涂料的流变性，适当提高涂料低剪切黏度涂料施工根据涂料黏度的不同选用适当的工具，一般低黏度的涂料选用软的长毛滚筒，粘稠的涂料选用硬、短毛滚筒涂刷施工蘸漆要均匀、适量，薄涂多层彻底处理好基材表面，基材表面要求清洁、干燥、和牢固流挂的原因很多，如漆料太稀、漆膜太厚、施工现场温度太高而涂料本身干性太慢、涂料中含重质颜料过多或附着力太差等，这都会造成流挂。
作为汽车涂料，其流挂、流平、遮盖、附着等性能应该是可以的，在施工中出现这个问题主要有两个原因：1.偷工减料，本来要求是漆料不能太稠，不求一次就能遮盖，要分几次甚至是十几次喷涂，每次漆膜不能太厚，前道漆干透后才能再喷涂。
施工中为了省稀料，也为了少喷几次，就往往用稠漆，一次喷得太厚。
Brookfield的涂料流变学测量解决方案涂料的流变性与测量涂料
Brookfield的涂料流变学测量解决方案一、涂料的流变性与测量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：－1涂料主要有三部分组成：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。
涂料粘度的测定
涂料粘度的测定
1．定义
粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。
粘度的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘度将迅速减小。
因此，要测定粘度，必须准确地控制温度的变化才有意义。
2．仪器
2.1 温度计
2.2 美国Brookfield博力飞旋转粘度计
2.2.1 RVDV-I+、RV-Ⅱ+Pro等RV系列粘度计适用于中等粘度流体测定，如制备好的涂料浆料等。
2.2.2 LVDV-Ⅱ+Pro等LV系列粘度计适用于低粘度流体测定，如瓷土、碳酸钙、施胶胶料、涂布淀粉、PVA等。
3．试验步骤
开机预热15～30min, 根据涂料的粘度范围选择适当的转速和相应的转子，使被测粘度值在量程的10%-90%之间。
连接转子到螺杆上，将所取涂料试样置于直径不小于70mm的烧杯（或直圆筒形容器）中，将烧杯放在升降台上，调节升降台使转子浸入样品中至转子杆上的凹槽刻痕处，按ON键开始测试，待数据基本稳定后读数。
同时测量其试样的温度。
测量完毕取下转子，然后清洗干净放回装转子的盒中。
4．结果的表示
测试结果用单位厘泊（cP)表示。
100厘泊(100cP)=1泊(1P)
附表1：RVDV系列量程表(一般选择3#转子，100rpm)
附表2：LVDV系列量程表(一般选择2#转子，60rpm)。
涂料的流变特性及触变性涂料
涂料的流变特性及触变性涂料
涂料的流变特性及触变性涂料
涂料的流变特性是衡最涂料工艺性能的一项重要指标.以前所讲的许多重要工艺性能如悬浮性、涂刷性、渗透性、涂层厚度、流平性、流淌性等都和涂料的流变特性有关.涂料的流变特性是指运用流变学理论和试验方法研究得到的铸造用涂料的性能.流变学是研究物质的流动和变形与造成物质流变的各因素之问关系的一门学科.近十多年来国内外铸造工作者发现流变学可以作为涂料基本工艺性能的理沦基础之一运用流变学理沦可以为涂料配方设计、配制工艺、性能检测和质量控制提供科学依据.
本章介绍流变学的基础知识及其在铸型涂料中的应用情况.。
涂料的流变及流变剂
涂料的流变及流变剂能够改善涂料流变性能的助剂称为流变改性剂，也称为流变剂。
一般的说，流变剂能够改善涂料的稳定性和涂装性，提高涂膜质量。
如：防止涂料贮存过程中颜、填料的沉淀，避免涂装过程中涂料的溅落、流挂，改善涂膜的流平性能等。
从流变学的观点来看，流变剂还分成触变性流变剂和假塑性流变剂，二者之间的差别在于外加剪切力撤除后体系结构恢复的速度。
这一特性是涂料流动和流平的主要影响因素。
假塑性流变剂由于具有极快的结构恢复速度，在外加剪切力去除后几乎立即恢复结构粘度，因而有利于涂料的防沉降和防流挂，但用量高时会对流动和流平产生不利的影响，并进而影响涂膜质量，如刷痕过重、喷涂时雾化不良等。
典型的假塑性流变剂是气相二氧化硅、可溶性蓖麻油和聚烯烃浆等。
触变型流变剂在外加剪切力去除后能够显示实时相关的结构恢复速度，用之于涂料中即能得到满意的抗流挂性，又不会损失流动和流平性，在涂料中的应用效果优于假塑性流变剂。
这类流变剂主要有有机粘土和氢化蓖麻油基有机蜡等。
触变性与填料的形状有关，粒子纵横比(aspectratio)越大，尺寸越小，触变性效果就越高。
一、气相二氧化硅。
气相二氧化硅是较早使用的流变剂，但现在使用的该产品在性能上有了较大提高。
气相二氧化硅为固体粉末，是球形微粒的集合体，其分子上含有羟基基团，能够吸附水分子和极性液体。
球形颗粒表面有硅醇基。
当气相二氧化硅分散于基料溶液中时，相邻球形颗粒之间的硅醇基团因氢键结合而产生疏松的晶格，形成三维网络结构，产生凝胶作用和很高的结构黏度。
在受到剪切力作用时，因氢键结合力很弱，网络结构破坏，凝胶作用消失，黏度下降。
剪切力去除后又能恢复原来静止时的形状。
气相二氧化硅在涂料中的用量视最终粘度要求和不加气相二氧化硅前涂料的粘度情况而定，一般为涂料总量的0.5%～3.0%(质量分数)。
气相二氧化硅在使用时易受涂料溶剂的影响，在非极性溶剂中的效果最好。
在极性溶剂中液体的分子和二氧化硅颗粒间吸引力增大，很难形成疏松的网络结构。
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。
涂料流变学概论
涂料流变学概论
涂料流变学是应用物理学到涂料领域的一门学科，其主要研究的是涂料的物理性能及其流变特性，它的目的是更好地控制涂料的流变过程，从而使涂料具有良好的涂料性能，以满足实际工程应用的需求。
涂料流变学主要包括涂料流变机理研究、涂料流变性能测试和涂料流变模型建立三个方面。
涂料流变机理研究是涂料流变学的核心内容，主要研究涂料流变过程中的机械和化学机理，包括反应物间的相互作用、涂料的分子动力学以及分子间的相互作用等。
涂料流变性能测试是衡量涂料流变性能的重要方法，主要包括涂料的黏度变化、流变行为、固结行为、气体和液体的比重、表观粘度等性能指标的检测研究。
涂料流变模型建立是涂料流变学研究的一个重要方面，该模型可以根据已有的实验研究成果，建立符合实际涂料流变现象的流变模型，为涂料的工艺设计提供有效的理论支持。
此外，涂料流变学还可以结合其他学科，如有机化学、高分子物理和分析化学，进行协同研究，从而更好地发掘涂料的性能优势，为涂料的研究与应用提供有价值的参考。
例如，可以利用高分子物理技术，定量描述涂料中分子结构的变化，并利用有机化学技术，研究涂料聚合体中反应物之间的相互作用，以及涂料中溶剂的流变特性，以更好地提升涂料的流变能力。
总之，涂料流变学是一门多学科交叉的学科，其目的是探索和研究涂料的流变行为，从而更好地控制涂料的流变性能，使其具有良好的涂料性能，以满足实际工程应用的需求。
涂料流变学的研究主要包
括涂料流变机理研究、涂料流变性能测试和涂料流变模型建立等研究内容，这些研究内容还可以和其他学科的理论和技术，如有机化学、高分子物理和分析化学等进行协同研究，从而为涂料科学、技术研究和应用提供重要的理论支撑。
涂料的流变特性与性能优化
涂料的流变特性与性能优化在我们的日常生活和工业生产中，涂料无处不在。
从家居装修中的墙面漆到汽车制造中的防锈涂层，从电子产品的表面处理到大型桥梁的防护涂装，涂料都发挥着重要的作用。
而要理解涂料的性能和应用，就不得不深入研究其流变特性。
涂料的流变特性，简单来说，就是涂料在不同条件下的流动和变形行为。
这包括涂料在储存、施工以及干燥成膜等过程中的表现。
涂料在储存时，需要保持稳定，不分层、不沉淀；在施工时，要能够顺利地涂布，并且具有良好的流平性和润湿性；在干燥成膜后，要具备足够的硬度、附着力和耐久性。
这些性能都与涂料的流变特性密切相关。
涂料通常是由树脂、颜料、溶剂和助剂等组成的复杂体系。
其中，树脂作为成膜物质，对涂料的流变特性起着关键作用。
不同类型的树脂具有不同的分子结构和分子量分布，从而导致涂料在流变性能上的差异。
例如，一些热塑性树脂制成的涂料，在常温下通常具有较高的粘度，需要加热才能降低粘度，便于施工；而热固性树脂制成的涂料，在固化过程中会发生化学交联反应，粘度会急剧上升。
颜料在涂料中不仅起到着色的作用，还会影响涂料的流变性能。
颜料的种类、粒径、形状和分散程度都会对涂料的粘度产生影响。
一般来说，颜料的体积浓度越高，涂料的粘度就越大。
此外，颜料的分散不均匀还可能导致涂料在储存和施工过程中出现沉淀和絮凝现象。
溶剂在涂料中起着调节粘度和改善施工性能的作用。
不同的溶剂具有不同的挥发速率和溶解能力。
选择合适的溶剂或溶剂组合，可以使涂料在施工过程中具有良好的流平性和干燥速度。
然而，如果溶剂选择不当，可能会导致涂料干燥过快或过慢，影响涂层的质量。
助剂是为了改善涂料的某些特定性能而添加的少量物质。
例如，流平剂可以降低涂料的表面张力，提高流平性；增稠剂可以增加涂料的粘度，防止流挂；消泡剂可以消除涂料在搅拌和施工过程中产生的气泡。
这些助剂的添加量虽然很少，但对涂料的流变特性和最终性能却有着重要的影响。
在研究涂料的流变特性时，我们通常会使用一些测试方法和仪器。
Brookfield粘度计测定微生物多糖发酵液流体特性参数
测定发 酵 液 的流 变特性 参数 和 浓度 系数 最， 建 立 了流 变学参 数 与 多糖 浓度 的 函数 关 系， 据 计 并 根
算结 果推 导 出的模 型 能够评 价 流体 的 流 变性 能 ， 采 用 的数 据 处 理 方 法及 所获 得 的 结 论 对 非牛 顿 所
流体 的研 究具有 一 定的 意义 。 关键 词 ：非牛 顿流体 ； 变 学特 性 ； 塑性 流 假
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摘 要 ：以典 型 的假 塑性 流体 黄 原胶 和 威 伦胶 为测 试 标 样 ， 过 Ｂ ｏ ｋ ｉ ｄ粘度 计 测 量 流体 在 不 通 ｒｏ ｆ ｌ ｅ
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Brookfield粘度计在食品工业中的应用
Brookfield粘度计在食品工业中的应用一、食品的流变学与食品生产食品工业在我国国民经济中一直占着举足轻重的地位，近年来，食品消费与需求由追求数量向追求质量、营养、安全、多样和方便型的转化，这就带动了食品技术的不断进步，食品流变学也是在这个大的背景下，不断发展进步，在很多食品生产中所占的地位越来越重要。
从本质上来说，食品流变学是研究食品原材料、半成品、成品在加工、操作处理以及消费过程中产生的变形与流动的科学。
流变学是研究物质形态和流动的学科，食品流变学是食品、化学、流体力学间的交叉学科，主要研究的是食品受外力和形变作用的结构。
由于食品物料的流变特性与食品的质地稳定性和加工工艺设计等有着重要关系，所以通过对食品流变特性的研究，可以了解食品的组成、内部结构和分子形态等，能为产品配方、加工工艺、设备选型及质量检测等提供方便和依据。
食品的流变特性在食品生产的关系有以下几个方面：1、食品流变特性与食品的质量食品的表现状态（appearance）、风味（flavor）、质构（texture）和营养（nutrition）通常被称为食品的四大质量因素。
食品在加工储藏中常涉及质构的改变（如组织的软化与分解），因为质构的变化会引起材料流变特性的变化。
传统的食品质构及其表现状态就是用感官检验来评价的。
口尝就是一个复杂的流变过程，咀嚼包括磨、剪、挤压、压缩、拉伸等物理过程，故通过流变学的一些测试可以反映食品的质量，并可避免感官品尝中主观的影响。
面包、糕点类食品的质构在很大程度上是构成气孔壁材料的流变学性质的函数。
面包气孔大小、分布均匀程度与面包的松软度和可口性都有很大关系。
流变参数已经用于研究面团的调制、烘烤过程最佳工艺条件以及产品的质量控制。
从食品流变学的角度来讲，粘度与质构有同等意义，只是粘度通常与液态食品有关，质构则通常与固体有关。
粘稠性不仅是液态食品的感官评价指标，而且影响到食品风味的接受性。
Wood曾研究液态食品的粘稠度与品尝时的反映，并找出其流变学关系，指出当假塑性时，系数n＝0.5时，乳类甜食、汤料、酱类、浆状食品的口感最好。
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。
涂料的流变性漫谈
涂料的流变性漫谈涂料的流变性是指涂料在外部力（如重力）作用下的流动和形变性质。
在涂料的生产、储存、施工和成膜过程中，它可能受到不同类型的力的影响，紧要包含纯剪切、拉伸剪切和简单剪切力，其中简单剪切力是最紧要的。
当涂料受到简单剪切力作用时，不同层之间存在速度差异，黏度（η）则定义为剪切应力（τ）与剪切速率（γ）之比，通常以帕斯卡秒（Pa·s）、毫帕斯卡秒（mPa·s）或厘帕斯卡秒（cP）为单位。
黏度是涂料流变学的紧要指标，与剪切速率和剪切应力紧密相关。
涂料的流变性受成膜物质、溶剂和填料的影响，紧要在低剪切速率条件下显著。
颜料的聚集、粒子的胶体性质以及少量的流变助剂都会导致体系的黏度显著变更。
在高剪切速率下，这些结构会被破坏，黏度则紧要受涂料的流体力学因素影响，如颜料粒子的平均粒径、粒径分布、形状、表面电荷以及胶黏剂性能等。
涂料的黏度需要在不同应用环境下平衡考虑。
在储存涂料时，希望体系具有较高的黏度，以防止颜料和填料的沉淀。
然而，在施工时，较低的黏度有助于涂膜的流平，但在确定时间内需要实现较高的黏度，以躲避涂膜显现流挂和流淌问题。
对于粉末涂料来说，只有在涂料的熔融体具有充足低的黏度时，才略实现充足的流平效果。
另外，黏度还会对颜料在涂料中的分散性产生紧要影响。
在涂料配方中，树脂、颜料和溶剂的组合自身并不能充足全部要求，因此配方通常需要添加流变剂，以使产品具有所需的流变性能。
流变剂可以掌控涂料、乳液和颜料悬浮液的流动特性，适用于水性涂料和溶剂型涂料体系，而且适用于低剪切黏度（如防止沉淀、流挂和流公正）以及高剪切黏度（如施工和分散工艺等）的情况。
流变性是涂料制造和应用的关键性能之一，由于在涂料从容器到被涂物表面的流动过程中，涂料必须经过流变阶段。
涂料的流动性质可以分为牛顿型和非牛顿型，非牛顿型流体进一步分为剪切速率依存型和时间依存型。
剪切速率依存型流体的流动行为随剪切速率变更而变更，包含假塑性、胀流性和塑性。
brookfield
BrookfieldBrookfield 公司简介Brookfield是当今世界上首屈一指的实验室和在线旋转粘度计生产商，大多数的质量控制、研究开发及生产工艺部门都将布氏粘度计作为它们在粘度测量方面的首要选择。
65年来，布氏工程实验室已经成为世界上实验室及在线生产工程控制粘度计和流变仪的首要制造商。
布氏粘度计的卓越声誉不仅仅是建立在一种杰出的科学原则上。
越来越多的布氏粘度计被应用于世界范围的工业领域，远远超出了其它的粘度计。
您的同行、供应商及客户可能都在使用布氏粘度计。
许多协会及工业规范都描述了对布氏粘度计的使用。
实验室粘度计和流变仪包括表盘式（模拟控制）及数字显示型，其中有些型号是可编程的。
在线生产过程粘度计包括探针式、容器内测量、在线测量及流通式。
所有的布氏粘度计都采用了知名的粘度测定原理，它们通过浸入被测液中的转子的持续旋转形成的扭矩来测量粘度值，扭矩与浸入样品中的转子被粘性拖拉形成的阻力成比例，因而与粘度也成比例。
1932年，Brookfield的创始人Don Brookfield开始研究制造一台粘度计用于在合成树脂的生产中测试液体的物理性能。
1934年，他卖出了他的第一台表盘式粘度计，此后，他与父亲和兄弟一起开办了一个公司并将表盘式粘度计投放市场，这一产品后来成为世界粘度计的标准。
在最初的时期，Don出售他的粘度计并免费为客户提供升级或更换为最新的改良型号，这一个行动给公司带来了极佳的声望。
在二次世界大战期间，布氏工程试验室公司因为对其它领域做出重要贡献而得以继续发展其粘度计产品，这些领域包括用于机载雷达的阴极，哈佛大学及麻省理工的射线研究中的共轴连接器以及防护部件等项目。
这需要通过原子能委员会、最高防御承包人及各种兵械厂参与的评定才能获得材料的优先选择次序。
战后，布氏公司的生产规模扩大了。
作为对于战后经济大萧条的一种对策，公司开展了一场广泛的市场活动以销售布氏粘度计，结果布氏的名字在粘度测量和控制领域成为最佳信誉和精确的代名词。
涂料的流变性能与应用效果分析
涂料的流变性能与应用效果分析在我们的日常生活和众多工业领域中，涂料扮演着不可或缺的角色。
从家居装修中美丽的墙面漆，到汽车制造中保护车身的涂层，再到大型建筑结构的防腐涂料，涂料的应用无处不在。
而决定涂料性能和应用效果的关键因素之一，便是其流变性能。
那么，什么是涂料的流变性能呢？简单来说，流变性能描述的是涂料在不同条件下的流动和变形特性。
这包括涂料在储存时的稳定性、施工过程中的涂刷性、成膜过程中的流平性以及干燥后的物理性能等。
涂料在储存阶段，流变性能直接影响其稳定性。
如果流变性能不佳，涂料可能会出现沉淀、分层等现象，这不仅会影响涂料的质量，还可能导致施工时颜色和性能的不均匀。
例如，一些含有较重颜料颗粒的涂料，如果没有良好的流变控制，颜料可能会沉降到容器底部，使得上层涂料的颜色变淡，施工后涂层的颜色和遮盖力达不到预期效果。
施工过程是涂料发挥作用的关键环节，而流变性能在这一阶段显得尤为重要。
涂刷性是施工性能的一个重要方面，它取决于涂料的粘度和触变性。
粘度适中的涂料能够顺畅地在刷子或喷枪的作用下均匀分布在被涂表面，不会出现流挂或堆积的现象。
触变性则能使涂料在静止时具有较高的粘度，防止滴落和流淌，而在受到外力搅拌或涂刷时，粘度降低，便于施工。
想象一下，如果涂料的粘度太高，就像粘稠的糖浆一样，难以在表面展开，施工会变得极为困难；反之，如果粘度太低，就像水一样，会流淌不止，无法形成均匀的涂层。
流平性是涂料在施工后形成光滑、平整表面的能力，也是由流变性能决定的。
当涂料被涂刷在表面上后，它需要在一定时间内能够流动并填补表面的不平整处，消除刷痕和橘皮现象。
良好的流平性能够显著提高涂层的外观质量，使其看起来更加光滑、美观。
如果涂料的流平性不好，表面可能会出现凹凸不平、粗糙的情况，不仅影响美观，还可能影响涂层的防护性能和使用寿命。
涂料干燥后的物理性能同样与流变性能密切相关。
例如，硬度、附着力和柔韧性等。
合适的流变性能可以保证涂料在干燥过程中形成均匀、致密的膜，从而具备良好的物理性能。
涂料的流变特性与施工性能研究
涂料的流变特性与施工性能研究涂料，作为一种广泛应用于建筑、工业、汽车等领域的装饰和保护材料，其性能的优劣直接影响着最终的使用效果。
而涂料的流变特性和施工性能则是其中两个至关重要的方面。
流变特性主要描述了涂料在不同外力作用下的流动和变形行为。
简单来说，就是涂料在储存、运输、搅拌、涂刷等过程中的表现。
理解涂料的流变特性对于优化涂料配方、提高施工效率以及保证涂层质量都具有重要意义。
涂料在储存时，通常希望其具有较高的黏度，以防止颜料和树脂等成分的沉降。
这就要求涂料具有一定的触变性，即在静置时黏度较高，而受到搅拌或剪切时黏度降低，恢复流动状态。
例如，一些水性涂料在静止时可能会呈现出类似凝胶的状态，但在搅拌后能够迅速变得稀薄，易于施工。
在施工过程中，涂料的流变特性对于涂刷的难易程度、涂层的平整度和厚度均匀性等方面有着显著的影响。
例如，在刷涂时，如果涂料的黏度太高，刷子在移动过程中会遇到较大的阻力，不仅施工费力，而且容易导致涂层厚度不均匀；反之，如果黏度太低，涂料可能会流挂，无法在垂直表面形成均匀的涂层。
另外，涂料的流平性也是流变特性的一个重要表现。
流平性好的涂料在施工后能够迅速地自动消除表面的刷痕、橘皮等缺陷，形成光滑平整的涂层。
这通常与涂料的表面张力、黏度以及施工环境的温度和湿度等因素有关。
施工性能则是一个更为综合的概念，它涵盖了涂料在施工过程中的各个方面，包括施工方法的适应性、干燥时间、遮盖力、附着力等。
不同的施工方法，如刷涂、滚涂、喷涂等，对涂料的性能要求也有所不同。
刷涂要求涂料具有适中的黏度和较好的触变性，以保证刷子能够顺畅地将涂料涂覆在表面上；滚涂则需要涂料具有较低的黏度和较好的流平性，以便在滚子滚动过程中能够均匀地分布涂料；喷涂则对涂料的雾化性能和黏度要求较高，以确保涂料能够在喷枪的作用下形成细小均匀的雾滴，并附着在被涂物表面。
干燥时间是施工性能中的一个关键因素。
干燥时间过长，不仅会影响施工效率，还可能导致灰尘等杂质附着在未干的涂层表面，影响涂层质量；干燥时间过短，则可能会出现表面干燥过快而内部未干的情况，导致涂层出现起泡、开裂等缺陷。
涂料的流变特性与施工性能
涂料的流变特性与施工性能涂料，作为一种广泛应用于建筑、工业和日常生活中的材料，其性能的优劣直接影响着最终的涂装效果。
在涂料的众多性能中，流变特性和施工性能是两个至关重要的方面。
它们不仅决定了涂料在生产、储存和运输过程中的稳定性，还对涂料在施工过程中的涂布性、流平性、抗流挂性等产生着显著的影响。
涂料的流变特性，简单来说，就是涂料在不同外力作用下的流动和变形行为。
这种特性可以通过一些流变参数来描述，如粘度、触变性、屈服应力等。
粘度是最常见的流变参数之一，它反映了涂料内部的阻力大小。
较高的粘度意味着涂料具有较大的内部阻力，流动较为困难；而较低的粘度则使得涂料更容易流动。
在涂料的施工过程中，粘度的选择需要根据具体的施工方法和要求来确定。
例如，对于刷涂施工，通常需要较高粘度的涂料，以防止流挂和滴落；而对于喷涂施工，则需要较低粘度的涂料，以保证涂料能够顺利地通过喷枪并均匀地雾化。
触变性是涂料流变特性中的另一个重要参数。
具有触变性的涂料在静置时呈现较高的粘度，而在受到搅拌或剪切力作用时，粘度会降低，变得易于流动。
这种特性对于涂料的施工非常有利，因为在施工过程中，涂料受到搅拌和涂刷等作用，粘度降低，易于涂布；而在施工完成后，涂料静置，粘度恢复，有助于防止流挂和提高涂层的丰满度。
屈服应力则是涂料开始流动所需的最小应力。
当施加的应力小于屈服应力时，涂料表现为固体；当应力超过屈服应力时，涂料开始流动。
屈服应力对于控制涂料的抗流挂性和储存稳定性具有重要意义。
较高的屈服应力可以使涂料在垂直表面上不易流挂，同时在储存过程中不易沉淀和分层。
涂料的施工性能是指涂料在施工过程中表现出的各种性能，包括涂布性、流平性、干燥时间、遮盖力等。
涂布性是指涂料在施工过程中能够均匀地覆盖被涂表面的能力。
良好的涂布性要求涂料具有适当的粘度和触变性，能够顺利地通过施工工具涂布在表面上，并且不会出现漏涂、堆积等现象。
流平性是指涂料在涂布后能够自动形成平整光滑表面的能力。
水性涂料流变问题解决方案——分水分层以及流挂
水性涂料流变问题解决方案——分水分层以及流挂WHAT？分水？分层？硬沉淀？厚膜流挂？以上问题是不是似曾相识？它们在涂料中可能单独出现，也可能一起出现，严重影响了涂料的开罐效果和施工性能。
最近，美扬时代发现有一个客户因为防沉、分水分层及抗流挂性能差的问题，向我们咨询。
这是一个水性灰色环氧底漆，其漆样分水分层严重，厚膜流挂也不好。
如下图：环氧漆一般颜填料含量高，容易沉淀、分层；另外本漆样还要求厚涂，如果配方设计不合理，这些问题就会全部存在。
经美扬时代工程师分析，该客户的问题主要出现在流变助剂的选择上，所以我们将为其筛选合适的流变助剂并优化配方结构来改善这些缺陷：首先来看看防沉问题，一般来说水性膨润土是首选，因为膨润土在水中会形成类似3D“卡屋”结构，产生触变流动行为，对防止固体沉降导致的硬沉淀十分有效。
MY-LT是一款高效的水性膨润土，以下是将MY-LT制成的2%预凝胶的触变曲线。
预凝胶粘度如图1，黑色线条为竞品，红色线条为我司MY-LT，预凝胶粘度MY-LT高于竞品，触变略好于竞品。
然后对于分水问题，我们拿出了“秘密武器”凹凸棒土Attagel® 50，它是一种惰性粉末状胶凝级别的凹凸棒石，由于其特殊的结构，在离子和非离子水溶液中有效地形成胶体凝胶，可实现触变增稠和悬浮效果，可有效地防止分水，特别适合于含溶剂多的体系。
而对于抗流挂，有强触变效果的聚氨酯缔合低剪增稠剂，如Rheovis® PU1193有显著的改善作用。
通过以上调整，涂料的储存性能和漆膜的抗流挂性均得到明显改善：对耐性的影响：以上实验我们通过不同类型的流变助剂搭配使用，漆的储存和施工都不成问题，但是加了这么多的流变助剂后，漆的耐性会不会受到影响呢？接下来我们对调整前后漆膜的耐盐雾性做对比测试，如下（500小时盐雾测试，干膜厚度约为55㎛）：调整前后的漆膜的耐盐雾性能相当，说明我们的这套“组合拳”对涂料的耐性没有不良影响。
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Brookfield的涂料流变学测量解决方案
一、涂料的流变性与测量
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：
－1
涂料主要有三部分组成：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。
二、Brookfield的涂料流变学测量解决方案
Brookfield作为世界上最出色的旋转粘度计/流变仪制造商之一，自从1934年研究出第一台表盘式旋转粘度计，推出了一系列针对涂料生产和研发用的粘度计/流变仪，为涂料生产中的流变性研究与测量提出了一个完整的解决方案。
1、通用的DV-II+ Pro 型旋转粘度计，这个机型的转子是比较常见的是圆盘式转子，也可以根据用户需求配合其它转子，数字显示，可以与电脑连接，通过人性化的软件来进行测量，可以用来测量涂料的原料的粘度、半成品的粘度、成品的粘度等，在质量控制和研发中做配方设计中应用很多。
针对不同客户的需求，Brookfield还推出了小量样品适配器（SSA）、螺旋适配器（SA）、超低粘度适配器（ULA）、升降支架、桨式转子等附件，在一些生产或者研发过程中使用这些附件可以使测量粘度的范围大大扩大，测量准确度也有很大提高。
此类粘度计还有DV-I+、表盘式、DV-E等。
2、涂料中最常用的是斯托默（Stormer）粘度计，此仪器的最初发展是模仿漆工用桨叶搅拌涂料，视其阻力大小来判断该漆的稠度，以Krebs Unit(KU)表示。
Brookfield推出的新一代
的Stormer粘度计（KU-2）配有固定转速为200rpm的驱动马达，以完全取代传统粘度计所需砝码，此类粘度计现在还可以直接读出以cP（厘泊）为单位的涂料粘度，这在很大程度上使测量更方便，可以满足客户不同测试条件的需要。
3、CAP系列锥板粘度计主要用于测定较粘稠物料的黏度及其流变性，因为其剪切速率比较高（剪切速率最高可达13300s－1），比较合适用来模拟涂料刷涂过程中的剪切速率，是涂料生产中的质量控制和研发中的必备仪器。
该仪器的优点除了所需样品量少、清洗方便、测试速度快以外，还自带温控系统。
4、R/S流变仪可以控制剪切应力/剪切速率，在测量涂料的触变性、屈服应力等性能方面的使用更加方便。
涂料在涂装后的最终外观取决于烘烤初期涂料的流动性之类的流变学行为，在涂装后的流动性只能在极低的剪切速率下才能研究，所以使用R/S流变仪采用一个从高到低的剪切速率变化，可以很好的反应涂料的触变行为。
R/S流变仪通过对剪切应力的控制，可以表征涂料刚开始屈服到流动的曲线变化，更全面的涂料的流变性。
5、在线粘度计可以对涂料生产过程的粘度进行实时监控，通过粘度来反映产品的质量，进行质量控制，保证了不同批次产品质量的一致性，可以及时发现生产中问题，减少各种浪费，节约生产成本。
目前涂料用的在线粘度计主要有两种：TT100和AST100。
下表即是此方案。
Brookfield的涂料流变性测量解决方案
粘度计型号主要特点应用范围适用标准附件备注
DV-II+Pro 数显、可编程、转速范
围宽
原材料和成品质量
控制、研发
ASTM
D2196
少量样品适配器、超低
粘度适配器、升降支架、
桨式转子等
也可选用表
盘式、DV-I+
等
KU-2数显、可显示KU和CP
值、操作简单
成品质量控制
GB 9269、
ASTM D562
样品杯
CAP2000+高剪切速率、可测少量
样品、易于清洗
研发和质量控制
GB 9751、
ASTM
D4287
转子
也可选用
CAP1000+
R/S流变仪剪切应力可控、可测量
屈服应力与触变性、性
价比最高的流变仪
研发和质量控制温控附件、转子
DV-III+流变
仪有RS部分
功能
AST－100在线粘度计
实时监控生产中的粘
度、保证不同批次的产
品质量、坚固耐用
生产中质量控制
也可选用TT
－100在线粘
度计
另外，Brookfield的大部分粘度计/流变仪都可以和计算机配合使用，这类粘度计也被称为可编程粘度计，即可以通过程序来控制粘度计的运行，设定不同的程序，即可测定不同条件下的粘度，然后数据输入电脑，通过软件来分析涂料的流变性，根据流变性来预测不同配方和工艺条件下涂料的性能。
例如DV-III+流变仪使用Rheocalc32软件，可以设定不同程序，自动采集数据，绘制粘度-时间/温度关系图表，生成的数据也可以通过Excel文件输出，方便了客户。
RS流变仪使用Rheo2000软件，功能更加强大，能测流变曲线、屈服应力、触变指数、蠕变性、粘弹性等。
三、结语
涂料的流变性比较复杂，至今仍有很多理论问题有待研究。
尽管如此，随着涂料应用范围的扩大和研究的深入，已总结出一些实用规律用于指导实践，特别是一些高性能的仪器包括旋转粘度计/流变仪的使用，使测量的数据可以在很大程度上反映涂料的流变性，促进了
涂料的研发、质量控制以及生产方面的技术进步，也将使涂料流变性的研究越来越深入！
四、涂料标准
旋转粘度计法国内标准：
触变型涂料用流出杯法所测粘度过大，需用旋转粘度计。
有旋转桨式粘度计、同轴圆桶旋转粘度计、锥形平板粘度计等。
在国家标准中，旋转粘度计测涂料粘度的方法标准常用的有GB／T 9269---1988建筑涂料粘度的测定斯托默粘度计法和GB／T 975 1-1988涂料在高剪切速率下粘度的测定。
GB／T 9269-1988适用于建筑涂料粘度的测定，也可以用于适宜涂料粘度的测定。
它以产生200 r／min转速所需要的负荷表示，单位为克(g )也可以通过查GB／T 9269---1988中的表格获得与产生200 r/min转速所需要的负荷和克雷布斯(Krebs)单位(KU)换算。
克雷布斯(Krebs)单位(KU)是产生200 r／min转速所需要负荷的一种对数函数，一般用来表示用于刷涂和辊涂涂料的粘度。
GB／T 9751-1988中在5 000—20 000 s 的剪切速率下，测定涂料的动力学粘度，在比较各种涂料的粘度时，剪切速率应大致相同。
这项标准适用于一切刷涂涂料，而不管其是否具有牛顿性质。
此项标准中可以使用旋转粘度计和锥板粘度计。
对于同一试验者在同一试验室中使用一台设备所取得的两次测定值之间的相对误差不应大于5％。
涂料粘度测定的国际标准
① ASTM D 562-2001
采用Stormer一型粘度计测量Krebs单位用的涂料粘稠度的标准试验方法。
标准规定了用斯托默粘度计测定涂料粘度的方法，结果以克和克雷布斯(Krebs)单位(KU)表示。
② ASTM D4287-2000
用锥板粘度计测定高速剪切粘度的标准试验方法。
标准规定了在高速剪切条件下(12 000 s-1)使用锥板粘度计测定涂料粘度的方法，结果以mPa·s表示。
③ ISO 2884—1—1999
涂料和清漆，用旋转粘度计测定粘度。
第1部分：高剪切速率下使用的锥形和板式粘度计。
标准规定了在高速剪切条件下使用锥板粘度计测定涂料粘度的方法，结果以mPa·s表示。
④ ISO 2884—2—20o3
色漆和清漆，用旋转粘度计测定粘度。
第2部分：以规定速率工作的盘式或球式粘度计。
标准规定了使用盘式或球式粘度计测定涂料粘度的方法，结果以mPa·s表示。