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涂料黏度的概念及测量方法

嘉峪检测网        2018-04-17 16:33

涂料的 黏度又叫涂料的 稠度,是指流体本身存在粘着力而产生流体内部阻碍其相对流动的一种特性。这项指标主要控制涂料的稠度,合乎使用使用要求,其直接影响涂料的施工性能,漆膜的流平性、流挂性。涂料的黏度对涂装性能有主要影响,是喷涂等许多涂装方法的重要工艺控制参数。

 

一、
黏度及其相关的涂料特性


在喷涂工艺中应特别注意选择合适黏度的涂料。因为黏度过大的涂料不易雾化,会造成干喷、橘皮、针孔等漆膜弊病。而黏度过低,**量虽然加大,但易产生流挂等弊病。而且黏度在很大程度上影响着涂料的其它性能。

 

液体的黏度是液体在外力作用下流动时,由于其分子间相互作用而产生的阻碍分子间相对运动的能力,及液体流动的阻力,用它可以说明液体粘稠性的大小。黏度值越大,液体的粘稠性越大,液体在发生流动时受到的内部阻力越大。

 

二、与黏度有关的名词概念

Ø 牛顿型与非牛顿型流体

① 牛顿型流体

如果在温度一定的条件下,流体在剪切力作用下发生流动时,它的流动速率是随外力的增加而成比例增加的,但它的黏度始终保持不变,这种流体称为牛顿型流体。涂料工业中使用的水、有机溶剂、溶剂型清漆、低黏度色漆(如硝酸纤维素漆)都属于牛顿型流体。

牛顿流体的粘度值是不随剪切率变化而变化,保持一个恒定值,例如水、蜂蜜、某些较稀的溶剂、硅油。其流变曲线图如下:

涂料黏度的概念及测量方法

 


② 非牛顿型流体

如果流体在剪切力作用下发生流动时,它的黏度是发生改变的,则称为非牛顿型流体。具体又可分几种不同情况,如受到外力作用即发生流动而且随着外力(剪切力)增加,它的黏度是降低的,称为假塑性流体,而如果黏度是增加的,则称为胀流型流体。如果施加较小的剪切力时,它并不发生流动,只有当所加的剪切力超过一定值(把这个值称为屈服点)才开始发生流动,并且随着剪切力增加黏度下降的称为塑性流体。涂料工业中使用的大多数色漆属于非流动型流体,其中许多涂料属于假塑性流体。由于通过剪切剪切搅拌可使它们的黏度降低,所以在喷涂工艺中经常通过搅拌的方法来降低这类涂料的黏度。具有假塑性的涂料在储存时黏度大而不易分层或沉淀,喷涂时由于剪切力的作用黏度变小,有利于雾化和流平,而在形成涂膜的时候,由于剪切力解除,黏度又急剧增加而抑制了涂膜的流挂,十分有利于喷涂施工。而乳胶漆和水性漆属于胀流型流体,越搅动它的黏度就会越高,为防止它的黏度增高而不利于施工,要尽量避免搅动,也尽量不使用泵打,不然会越打黏度越高,有时甚至会凝固而堵塞管路和喷嘴。由于喷枪也是一个产生剪切力的来源,为防止造成涂料黏度变化,应尽量减少扣动枪机的次数。在涂料输送过程采用压力容器而不采用增压泵与喷枪连接,输送涂料的管路尽量做到内径大、长度短,在必要时采用不锈钢制造的管件。这些措施都是为了避免剪切力作用造成涂料黏度的变化。

 

非牛顿流体粘度则随剪切率变化,变大或变小。根据其粘度的变化特性,可分为剪切变稀流体,剪切变稠流体,以及带屈服应力的流体三种。其流变曲线图如下:

涂料黏度的概念及测量方法

Ø 触变性

把流体在受到外力剪切作用时黏度会降低,而剪切作用消失后,又能很快恢复到原来的黏度的性质称为触变性。涂料是具有触变性的,而且有触变性的涂料更有利于施工。研究表明,流体具有触变性往往与它的分子结构及分子间相互作用有关,在静置状态下,由于分子间有较强的分子间相互作用而呈高黏度状态,在搅动等剪切力作用下,分子间相互作用力被破坏或削弱,表现为黏度降低,在停止搅动后分子间相互作用力恢复,又表现为高黏度。具有良好触变性的涂料更适合喷涂施工。一方面它在储存过程中不易发生沉淀、分层变质,另一方面在喷涂过程中已经搅拌黏度降低,就很容易发生流动和雾化,而喷到物体表面后黏度又很快升高,减少流挂等弊病的出现。

流动性液体的粘度,一般是用CENTI-POSE(cp)来表示。如对粘度不清楚时,请参照以下图表:

涂料黏度的概念及测量方法

 

由以上图表可知,我们要清楚了解的是几种材质的粘度,清晰的了解临界材料。水的粘度值为1cp,色拉油的粘度为50cp左右,机器润滑油粘度为1000cp,草莓牛奶粘度为8000cp,调味油粘度为10000cp,蜂蜜粘度为50000cp,草莓酱粘度为70000cp,糖稀粘度为130000cp,蛋黄酱粘度为150000cp,芥末粘度为200000cp,润肤霜粘度为1000000cp左右。

 

介质
粘度概念和单位换算

泵输送的各种流体都具有一定的粘性,即流体各部分之间有相对运动出现时,在做相对运动的各部分流体间,就会产生阻止这种相对运动的内摩擦力。这种内摩擦力的大小就与输送介质的粘度成正比。

 

根据
牛顿内摩擦定律:

T=UdV/dn,其中:dv/dn为速度梯度,U就为动力粘度,单位为Pa.s(N/m2.s),动力粘度的国际单位为厘泊(CP)其关系为:1Pa.s=10P(泊)=1000CP(厘泊);

运动粘度V:即动力粘度u与密度p的比值:v=u/p,运动粘度的单位为m2/s,**惯单位为:厘斯(mm2/s)其关系为:1m2/s=10000St(斯)=1000000(厘斯);

恩氏
黏度E:

其属性对粘度,它是200cm3被测介质液在某温度下,从恩氏黏度计

 

流出所需时间t,与同体积蒸馏水在20C时所需时间t.(为51S)之比,即E=t/t。E与运动粘度V之间的换算关系:v=(7.31E-6.31/E)/1000000(m2/s)粘度与温度、压力的关系:u=u。Ebp(t。/t)k (u---表压力为p,温度为t时的动力粘度;u。---在一个大气压,温度为t。时的动力粘度;b,k---视液体种类而定的常数,对油液:k=2,b=0.014-0.03)

 

动力
粘度换算:

动力粘度 1泊(P)=0.1帕·秒(Pa·s) 1厘泊(cP)=10-3帕·秒(Pa·s)

1磅力秒/英尺2(lbf·s/ft2)=47.8803帕·秒(Pa·s)

1千克力秒/米2(kgf·s、m2)=9.80665帕·秒(Pa·s)

 

三、
几种黏度的含义

 

① 原始黏度 液体涂料特别是含有密度大的颜料的色漆,为了在容器中能够长期储存,通常使它保持在高黏度状态,把涂料此时的黏度称为它的原始黏度。不同种类涂料的原始黏度各异。

 

 ② 施工黏度 涂料施工中为适应不同施工方法的需要,常需要加入稀释剂或采用加热的方法来降低涂料的黏度。涂料施工时的黏度称为施工黏度,不同施工方法要求的涂料施工黏度不同。 

 

③ 喷涂黏度 是施工黏度的一种,最适宜用喷涂法进行施工时的涂料黏度。 ④ 稠度 **惯上把厚浆状的涂料及腻子的黏度称为稠度,用稠度可以表示它的流动性大小。 以上是在涂装过程中的几种黏度的含义。就黏度本身来讲,有相对黏度、增比黏度、比浓黏度、对数比浓黏度及特性粘度等几种。

 

四、
降低涂料黏度的常用方法

在涂料施工过程中往往需要降低其黏度,通常使用添加溶剂(稀释剂)、加热和剪切搅拌三种方法。三种方法各有利弊,采用时应注意。

1.加溶剂(稀释剂)

2.加热

3.剪切

五、
10种粘度测量方法

 

1、手指试验

涂料黏度的概念及测量方法

2、铲刀试验

涂料黏度的概念及测量方法
 

3、Bostwick稠度计



用来测量番茄酱等粘度较大的,不需要精确的体系。通过测定流体在一定时间内流过的长度来判断粘度大小。

涂料黏度的概念及测量方法

 

粘计具有低成本、容易操作、经久耐用的特点。不论在实验室或生产现场,可快速检测样品是否符合标准粘度、稠度及流动性,是现今针对各种流体测试最简单,也最准确的方法,广为化学、造漆、化妆品、食品业所采用。

 

4、落球粘度计


涂料黏度的概念及测量方法

 

基本原理:落球粘度计是基于Hoeppler测量原理,对透明牛顿流体进行简单而精确的动态粘度测量。核心理念就是测量落球在重力作用下,经倾斜成一个工作角度的样品填充管降落所需要的时间。该样品填充管装配在一个允许样品管自身可做180度快速大翻转的中心轴承上,因而可以立即进行重复测量。测量结果采用3次测量中落球降落所花的平均时间。再通过一个转换公式将时间读数换算成最终的粘度值。

 

5、落杆粘度计落杆粘度计主要用来测量油墨等液体的粘度。


涂料黏度的概念及测量方法

6、气泡粘度计

涂料黏度的概念及测量方法

气泡粘度管可被用来快速测量已知流体如树脂和清漆的运动粘度,密封的液体标准的粘度具有永久的稳定性,清洗样品试管快速而方便,玻管没有流嘴,不会产生堵塞或是错误测量,在温度控制的情况下,很容易读取到重现性好的读数。

气泡上升所需的时间直接与流体粘度成比例,气泡上升得越快,流体的粘度越低。

 

7、流杯这个就不多说了,我想信大家都用过。


涂料黏度的概念及测量方法

8、玻璃毛细管粘度计


涂料黏度的概念及测量方法

 

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来源:AnyTesting

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