Высокоточное аналитическое оборудование
(отдел продаж)
(сервисный отдел)

Сравнение двух красок, наносимых распылением

Указание по применению реометров Physica

ПРОБЛЕМА

Две краски, наносимые путем распыления, которые проявляют различия при применении, связанные с качеством поверхности, необходимо было исследовать реологически. Проведенные ранее испытания на растекаемость и вязкость не показали каких-либо существенных различий в результатах измерений.

РЕШЕНИЕ

Оборудование и метод

Амплитудная развертка в качестве колебательного измерения двух разных красок с помощью реометра PHYSICA UDS 200, системы с двигателем измерения UM и системы регулировки температуры TEK 180 для измерительных систем "конус/пластина".

Потребитель оценил обе краски, наносимые распылением, которые содержат растворитель, следующим образом: Образец 1: Обработка без каких-либо проблем.
Образец 2: В процессе высыхания краска образует на поверхности "кратеры".

Измерения для образцов производились с использованием измерительной системы "конус-пластина" MK 22 с углом конуса 1° и диаметром конуса d = 50 мм. Необходимый зазор h = 50 мкм между конусом и пластиной устанавливался автоматически при требуемой температуре измерения T = 20°C. Чтобы снизить до минимума испарение растворителя, использовался защитный колпак, позволяющий проводить измерения в атмосфере, насыщенной растворителем. Краски были охарактеризованы с помощью амплитудной развертки с постоянной частотой f = 1 Гц.

Результаты и обсуждение

На следующем графике представлены динамический модуль упругости G' и модуль потерь G". Динамический модуль упругости описывает упругое, напоминающее твердое тело состояние образца, а мо-дуль потерь – вязкие свойства образца, напоминающие поведение жидкости.

Область пластических деформаций (LVE) обеих красок простирается до деформации g = 5 %. В этой обла-сти значения для образца 1 G' = 2.4 Па и G" = 3.0 Па и образца 2 G' = 3.8 Па и G" = 3.2 Па почти постоянны.

Разница между двумя образцами очевидна. Тогда как для образца 1 G" > G', в противополож-ность этому для образца 2 G' > G" в области пластических деформаций. Образец 2 имеет гелеобразную, прочную внутреннюю структуру с доминирующей упругой составляющей. В образце 1, однако, преоб-ладает вязкий компонент, его внутренняя структура менее стабильна.

В случае деформаций g > 5 % выше границы области пластических деформаций значения G' и G" уменьшаются. Для деформаций g > 8 % G" > G' относится к образцу 2, т. е. в этом случае также преобладают жидкостные свойства. Следующие параметры позволяют оценивать краски, наносимые распылением.

  1. Структурная прочность и консистенция описываются значениями G' (жесткость) и G" (гибкость) в области пластических деформаций. После распыления краска попадает на окрашиваемую поверх-ность и выравнивается в соответствии с ее реологическими характеристиками в "области сдвига в со-стоянии покоя", т. е. в области пластических деформаций. Если преобладает вязкостный компонент, т. е. G", поверхность выравнивается гораздо более гладко. Если преобладает G', следует ожидать упругих явлений. Во время выравнивания краска может собираться в некоторых областях, вызывая локаль-ное повышение концентрации краски. В других областях краски становится недостаточно, и могут образовываться "кратеры". Таким образом, слишком высокая упругая составляющая может стать причи-ной образования шероховатых окрашенных поверхностей.
    Такие эффекты обусловлены не только вязкостными свойствами. Поэтому испытания на растекаемость и вязкость не помогают решить эту проблему. Кроме того, в данном случае оба образца демонстрируют едва различимую разницу в отношении значений G". Часто дополнительно приводится характеристика со-отношения вязкостной и упругой составляющих. Это значение называют коэффициентом или тангенсом потерь tan d = G"/ G'. Более низкий коэффициент потерь показывает, что образцы гелеподобные, довольно упругие, более высокий коэффициент – что образцы вязкие, больше напоминают жидкости.
  2. Предел области пластических деформаций позволяет определить максимально допустимую деформацию образца перед разрушением внутренней суперструктуры. Прежде всего, за эту структуру отвечает реологи-ческая добавка или загуститель. Более высокие предельные значения деформации g свидетельствуют о том, что внутренние структуры являются более устойчивыми к деформации и остаются неповрежденными вплоть до более высоких деформаций в случае сдвигающих нагрузок.

Кривые динамического модуля упругости и модуля потерь двух красок, наносимых распылением
Рис. 1. Кривые динамического модуля упругости и модуля потерь двух красок, наносимых распылением. В области пластических деформаций для образца 1 (незакрашенные значки) характерны значения G" > G', а для образца 2 (закрашенные значки) – G' > G".

Образцы любезно предоставлены A.Palmqvist/C. Janson, Чалмерский Университет Технологии


Все поля, обозначенные звездочкой *, обязательны для заполнения
(0)