涂料流动和颜料分散 流变学方法探讨涂料及油墨工艺学 第二版PDF电子书下载

第一章 粘度 1

一、粘度的定义 1

运动粘度 4

二、牛顿型流动 4

三、非牛顿型流动 5

1.假塑性流动和膨胀性流动 7

2.屈服值 7

3.表观粘度 8

4.触变性 9

5.震凝现象 10

四、层流和湍流 10

五、总评 11

第二章 粘度计原理和实践 13

一、理论依据 13

二、毛细管粘度计 15

1.原理 15

动能校正因子 17

2.实际应用 19

赛波特粘度计 21

ASTM毛细管粘度计 26

三、毛细管塑性仪 27

英斯脱隆毛细管流变仪 28

伯劳尔-西弗斯挤压流变仪 28

四、同心圆筒式旋转粘度计 29

1.原理 29

2.实际应用 31

原理推延到塑性粘度 35

窄间隙与宽间隙的比较 37

粘度测定的影响 38

颜料颗粒大小对粘度测定的影响 38

对市售的某些同心圆筒式粘度计的评述 39

Brushometer粘度计 39

CRGI/Glidden微型粘度计 39

Brookfield UL Adapter低粘度粘度计 39

Brookfield少量试样粘度计 40

Ferranti粘度计 40

Fann粘度计 40

Rotovisco粘度计 41

Rheotron粘度计 41

Contraves粘度计 42

Rheogoniometer粘度计 42

五、旋转圆筒在无限大半径的杯中 43

1.原理 43

2.实际应用 43

Brookfield S ynchro Lectric粘度计 44

六、轴向运动(伸缩式)的同心圆筒 45

1.原理 45

2.实际应用 47

Laray粘度计 47

七、带式粘度计 48

1.原理 49

2.实际应用 49

八、锥板粘度计(旋转法) 50

1.原理 50

2.实际应用 52

ICI锥板粘度计 52

Ferranti-Shirley锥板粘度计 53

Wells-Brookfield微型粘度计 53

其它匹配适用 54

九、锥板粘度计(松弛法) 55

十、转盘粘度计 56

1.原理 56

2.实际应用 58

十一、落球粘度计 59

1.原理 59

2.实际应用 61

ASTM试验法 62

Hoeppler精密粘度计 63

十二、气泡粘度计 63

1.原理 64

2.实际应用 64

十三、单孔粘度计 67

十四、多孔粘度计 68

十五、桨式粘度计 68

十六、混合式流变仪 70

Plasti-Corder流变仪 70

Rheomix 600流变仪 70

十七、摘要 71

第三章 各种粘度单位间的换算 74

一、几种流出式粘度计(小孔式和毛细管式)的单位换算 74

二、气泡上升时间换算成运动粘度单位 79

三、斯托麦桨式粘度计的重量负荷换算成克雷布斯单位和泊 80

第四章 温度、基料浓度、溶剂粘度和分子大小对粘度的影响 84

一、温度对粘度的影响 84

1.仅知道液体在一个温度下的粘度 84

2.已知液体在两个温度下的粘度 86

图解法 89

二、基料(聚合物)浓度对有机溶剂型溶液粘度的影响 91

1.粘度与聚合物浓度的关系式 91

2.粘度-浓度数据的图解法 96

3.近似的粘度-浓度关系式 98

4.混合溶液的粘度 99

三、聚合物浓度对水溶性体系粘度的影响 101

四、溶剂粘度对溶液粘度的影响 102

混合溶剂的粘度 104

五、分子量对粘度的影响 108

1.数均分子量和重均分子量 109

2.稀溶液的粘度：特性粘度 110

3.由单一粘度比计算特性粘度 114

赫根斯常数 115

4.粘均分子量 116

第五章 颜料-基料的几何形状 119

一、理想化的临界颜料体积浓度(CPVC) 119

二、颜料体积浓度(PVC)和颜料堆积因素(φ) 120

三、颜料粒子的堆积方式 122

1.颜料粒子的大小 123

2.颜料粒子的形状 124

3.颜料粒子的表面积 125

以渗透测定法确定比表面积 126

由吸附测定法确定比表面积 127

4.颜料粒子的间隔 127

5.颜料粒子的结构 130

涂料用颜料的结构分级 131

颜料质地的分级 132

6.粒径分布 133

两种混合颜料粒子的堆积 135

细粒子和粗粒子的实际堆积情况 139

球形粒子的堆积 142

7.颜料粒子的搅动作用 149

四、孔隙率 149

第六章 吸油量 153

一、刮刀研合法吸油量测定 153

1.能量输入 154

2.颜料的空气调整 154

3.亚麻仁油的酸值 155

4.设备类型 155

5.吸油量终点 156

二、吸油量的意义和解释 156

三、临界颜料体积浓度(CPVC)与吸油量(OA)相联系 157

第七章 临界颜料体积浓度(CPVC) 161

一、临界颜料体积浓度实验测定法 163

1.由密度测定CPVC 163

2.从干颜料的紧密度计算CPVC 167

3.从光学性质计算CPVC 168

遮盖力与孔隙率指数相联系 168

用散射系数测定CPVC时光学性质的变化 170

用对比率测定CPVC对光学性质的变化 170

用着色力测定CPVC时光学性质的变化 170

二、在CPVC时表现最佳性能的物理性质 171

1.抗拉强度 172

2.对金属的附着 172

3.对木材的附着 172

三、在CPVC时或多或少突然变化的与渗透性有关的性质 172

1.生锈 173

2.起泡 173

3.抗湿摩擦性 173

4.抗污染性 173

5.磁漆不渗性 174

四、CPVC时光学性质的突变和渐变 174

1.光学性质的突变 174

2.光学性质的渐变 175

五、对比颜料体积浓度A作为配方的关键参数 175

影响A值的修正因素 177

干燥(固化)时基料收缩 177

加工 177

颜料因素 177

六、极限临界颜料体积浓度(UPVC) 178

第八章 乳胶临界颜料体积浓度(LCPVC) 181

一、玻璃化温度 182

二、聚结助剂 183

三、乳胶粒子大小、乳胶玻璃化温度及聚结助剂对LCPVC的综合效应 183

四、乳胶基料指数(基料效率) 185

五、乳胶孔隙指数及基料效率 188

六、白色遮盖力与孔隙率及其它变数的关系 191

七、磁漆不渗性及抗污染性与有效基料体积含量分数的关系 191

第九章 表面张力 193

一、表面张力的本质 193

二、表面张力的因次 194

三、光滑与粗糙的表面的对比 196

四、蒸气压对表面张力的效应 196

五、润湿 196

1.自由表面能包含强润湿力 196

2.润湿表面能学 197

3.附着(面对面接触) 197

4.浸透 199

5.展布 200

6.内聚 201

7.润湿作用的两种方式，相应于γs>γi及γs<γL 201

8.展布系数 202

9.接触角及收缩功 203

10.按接触角、液体表面张力及粗糙度因素等，γs<γL体系的润湿行为 205

11.润湿效应小结 207

六、液体表面张力之测定 208

1.毛细管法 208

七、环移除法 211

滴重量法 211

简化的滴重量法表面张力测定仪之设计 212

八、固体表面张力 214

临界固体表面张力 215

九、表面反润湿(爬缩或起珠) 216

根据展布液体来表征固体表面张力性质 217

十、以化学结构计算液体的表面张力 218

十一、修正表面张力的诸影响因素 221

1.平衡对不平衡状况 221

2.蒸气相 221

3.前进及后退的接触角 221

4.由单分子层膜的展布 221

第十章 分散功、转移功(挤水法)、及絮凝功 223

一、分散功 223

二、转移功(挤水法) 224

从转移行为估计固体表面张力 228

三、絮凝功 228

第十一章 毛细现象 230

一、因毛细现象引起的粒子粘着 233

二、促进粒子对粒子附着的毛细管力大小 234

三、由于毛细现象促成的乳胶悬浮体的成膜 235

四、毛细管流动 236

液压半径 238

五、不渗透性(渗透的相反) 240

1.平光漆的不渗透性和颜色一致性 240

2.在PVC<CPVC条件下相对渗透速率 241

3.在PVC>CPVC条件下相对渗透速率 242

第十二章 颜料分散体的稳定性和颜料絮凝的理论 244

一、布朗运动 244

二、未稳定颜料分散体的絮凝速率 245

三、DLVO理论：吸引和排斥位能 246

四、吸引力(本质上是电磁性的) 246

五、排斥力(本质上是静电性的) 249

六、吸引(电磁性)及排斥(静电性)力的综合效应 252

七、排斥力(空间位阻) 252

八、评语 253

第十三章 界面活性，表面活性剂及分散剂 255

一、再分割效应引起表面积的扩展 255

二、表面活性剂 258

1.阴离子表面活性剂 262

2.阳离子表面活性剂 262

3.两性表面活性剂 263

4.非离子表面活性剂 263

三、添加表面活性剂使表面张力下降 265

四、HLB值体系，用以衡量表面活性剂的相对亲水性 266

1.确定HLB值的计算方法 267

2.水分散方法测定表面活性剂的HLB值 268

3.应用HLB体系于实际 269

五、颜料粒子的相对亲水性 270

六、颜料分散剂 271

1.无机颜料的分散 271

2.用于无机颜料的分散剂 273

聚合电解质 273

聚磷酸碱盐及相似的无机聚合碱盐类 274

多元胺及氨基醇 275

3.有机颜料的分散 276

七、分散剂效率的评价 276

1.颜料粒子的重力沉降 277

颜料沉积物体积 277

上层清液的浊度 277

2.颜料分散体的粘度 277

八、小结 279

第十四章 溶解性及相互作用参数 281

一、溶解参数 281

二、溶解性理论 283

三、总溶解参数值δ的测定 285

1.从物理性质计算δ值 285

2.从蒸气压数据计算δ值 286

3.从表面张力数据计算δ值 288

4.从化学结构计算δ值 289

5.用匹配溶解特性方法测定δ值 292

四、部分溶解参数值的测定 292

1.分散力(部分)溶解参数值的测定 292

2.极性(部分)溶解参数值的测定 293

3.氢键(部分)溶解参数值的测定 293

4.用化学基团的贡献测定缔合力的部分溶解参数 294

五、溶解参数概念的实际应用 295

三维部分溶解参数体系 296

聚合物(树脂)溶解性 301

溶剂混合物 301

贝壳松脂-丁醇(KB)值 306

苯胺点(AP) 307

增塑作用 307

颜料分散性 308

总的评语 309

六、溶解(相互作用)参数——普遍通用的常数 311

第十五章 挥发性——溶剂和水的蒸发 315

一、纯溶剂的挥发性(相对蒸发速率) 315

1.溶剂蒸发计的设计 315

2.纯溶剂相对蒸发速率的计算式 316

3.温度变化对纯溶剂相对蒸发速率的影响 318

蒸发冷却效应 319

二、混合溶剂(溶剂掺合物)的蒸发 319

溶剂掺合物组成的分析 323

三、从水体系中蒸发 323

临界相对湿度 324

四、挥发物质从施工后的有机涂层中蒸发 326

影响溶剂保留的因素 328

五、从施工的乳胶体系蒸发水和助溶剂 330

六、实际的考虑 331

第十六章 涂料流动的关系(涂料流变学) 333

一、粘度分布图关系式(Casson方程式) 335

二、高剪切速率粘度及屈服值的实际范围 341

三、漆刷蘸漆量及转移涂料的实际范围 343

四、涂料组分对粘度的控制效应 343

1.流动调节助剂赋予低剪切速率粘度的本质 344

2.胶体结构优于颜料絮凝 345

五、颜料体积分数对研磨料粘度的作用 346

六、研磨料膨胀性 349

第十七章 颜料研磨(分散)于漆料导论 353

一、分散过程 353

二、微粉碎或气流粉碎颜料 355

三、研磨漆料的组成 355

四、研磨(分散)设备 356

抹研式与撞击式分散设备的对比 357

五、研磨科的研磨漆料粘度及颜料体积分数的一般范围 358

六、丹尼尔湿点及流动点 359

1.湿点及流动点相距很近的行为模式(表示良好分散性) 360

2.湿点及流动点相距很远的行为模式(表示不良分散性) 360

七、综述 361

1.重负荷型混合机 361

2.分散(研磨)设备 362

第十八章 三辊机 364

一、三辊机操作描述 364

二、物料平衡 366

1.带至中辊的研磨料转移分数值C 367

2.经过加料缝的体积流速Q 368

3.研磨料流经三辊机的速率 368

三、三辊机所需功率 369

单位体积研磨料分散浆所需的功 371

四、适用于三辊机的有用方程式 372

方程式的实际应用 373

五、三辊机的结构 375

六、常规三辊机(中辊固定)的操作 376

七、三辊机的主要用途 376

八、三辊机的研磨料组成 377

1.研磨料所用漆料 378

2.研磨料中的颜料含量 378

3.研磨料的粘着性 379

粘着性与压碎力相关的方程式 379

粘着性方程式的解释 380

粘着性对附聚物破碎率的影响 380

4.研磨料预混合 381

九、粒子大小与缝间距离的关系 382

颜料的滞后或受阻 382

第十九章 球磨机和卵石球磨机 385

一、球磨机的优缺点 386

二、影响球磨机分散效率的物理因素 387

1.球磨机大小和最佳旋转速度 387

2.球磨机最佳装球量 391

3.最佳半满装球量时球磨机运转所需功率 392

三、球磨介质直径和球磨机附设装置 394

四、研磨介质的类型 395

1.陶瓷系介质 395

2.金属介质 395

五、球的大小、密度和形状 396

1.球的大小和球密度 396

与球的大小和球密度相关的最佳研磨料粘度 397

2.球介质形状 398

3.大小球混合 398

六、研磨料投料体积 399

球磨机大小对分散速率的影响 403

七、球磨机操作中的升温 404

八、球磨机研磨漆料的最佳溶剂/基料比 405

丹尼尔流动点测定的详细方法 405

九 实际的考虑 409

第二十章 改良型球磨机(立式球磨机和振荡磨) 412

一、立式球磨机 412

二、振荡磨 414

1.快速试验室球磨机 414

2.商用或生产型振荡磨 414

Palla振荡磨(连续式) 415

SWeco振荡能量磨(间歇式) 415

第二十一章 砂磨机、珠磨机和丸磨机 417

一、砂磨过程的描述 417

砂的类型 419

二、珠状研磨介质的选择 419

1.珠粒的尺寸 421

2.珠粒的密度 422

3.化学组成 422

三、叶轮设备 423

四、固体砂粒与研磨料的体积比 423

五、研磨料配方 427

温度的影响 430

六、砂磨机和珠磨机的设计 432

1.微型砂磨机 432

2.生产用砂磨机、珠磨机和丸磨机 433

立式磨 433

Schold高速丸磨机 433

Swmill研磨机 434

卧式研磨机 435

七、生产率与经济因素 435

八、连续式砂磨机和珠磨机的优缺点 437

1.优点 437

2.缺点 438

第二十二章 高速盘式分散机 440

一、高速盘式分散机的描述 440

二、分散机叶轮尺寸、位置和速度 441

三、高速盘式分散机的漆浆流变学 442

1.临界雷诺数 443

2.在高速分散机中产生层流条件与粘度的关系 444

3.对高速分散机在设计方面的意见 445

四、模型高速盘式分散机在理想剪切条件下所需功率 445

五、高速盘式分散机的剪切速率 448

六、漆浆粘度变化(流变学)对分散效率的影响 448

七、研磨过程中温升的影响 449

八、高速盘式分散机的分散速率 450

九、高速盘式分散机用的非水漆浆配方 452

为估算合适的漆浆组成的数学方法 452

十、用高速盘式分散机制备乳胶涂料 453

十一、应用高速盘式分散机需要考虑的实际问题 454

十二、高速盘式分散设备 456

十三、高速盘式分散机的优点及局限性 457

1.优点 457

2.局限性 457

第二十三章 高速石磨和胶体磨 459

一、高速石磨 459

1.操作过程的描述 460

2.石面粒度对研磨细度影响很大 461

3.产量与质量 462

4.高速石磨研磨料的组成 462

5.漆浆粘度 463

6.小结 464

二、胶体磨 465

胶体磨用的研磨料组成和粘度 466

第二十四章 高速冲击磨 467

一、粘度和漆料组成 467

二、投料顺序 468

三、市售的研磨机 468

第二十五章 颜料分散的评价方法 470

一、颜料颗粒的最大粒径 470

筛析 470

二、由直接观察或测定粒径分布评价颜料的分散程度 471

1.研磨细度 471

2.目测干漆膜 476

3.其它的直接测定法 476

三、以观察或测定与分散相关的某些性质来评价颜料的分散程度 477

1.颜料显色 477

指研擦法 477

刷涂与滴注法 477

絮凝数 478

2.与分散程度有关的其它性质 478

第二十六章 漆浆的调稀 481

一、常规的(非水的)调稀过程 481

图解表示法 481

二、调稀故障的根源 486

1.基料(树脂)的沉淀 486

2.基料的抽出 488

3.溶剂的抽出 489

4.在涂料制备过程中适当地分配混合溶剂的重要性 491

5.基科的聚集 493

三、为建立最佳调稀状态的几点实际建议 494

1.机械方面 494

2.组成方面 494

四、乳胶漆的调稀 495

第二十七章 颜料的沉降 498

一、单个球形粒子在牛顿型液体中的沉降 498

二、球形混合颜料在牛顿型液体中的沉降 499

三、累计重量沉降曲线 502

四、布朗运动对颜料悬浮体的影响 504

五、从不同高度的沉降速率 507

六、复杂沉降体系所需考虑的问题 509

七、颜料絮凝对颜料沉降的影响 512

八、胶体结构对颜料沉降的影响 512

九、颜料沉降的剪切速率 513

十、胶体添加剂 514

十一、颜料沉降的评级 514

1.定性测定法 514

2.定量测定法 514

十二、沉降过程的加速 517

第二十八章 流平性 518

一、涂料施工方法 518

1.刷涂法 518

2.刮涂法(用涂布刮刀或棒) 519

3.滚涂法 519

二、条痕理论 520

三、流平性 520

1.流平过程的流变学 520

2.流平方程式 521

3.流平粘度 522

4.设想流平是一个逐步的过程 522

四、触变性对流平性的影响 530

五、溶剂损失对流平性的影响 530

1.溶剂蒸发 530

2.毛细作用 531

六、流平性测定方法 531

1.纽约涂料协会流平性试验刮刀(ASTM方法D2801) 532

2.莱内塔流平试验刮刀法 533

3.涂料研究学会流平刮刀 534

4.其它的流平涂膜器 534

5.由光泽数据测定流平性 534

6.刷涂流平测试法 534

7.以梳子在楔形漆膜上产生条痕测定流平性 535

七、流平性的目测检查 535

第二十九章 流挂、滑挂和流淌 537

一、流挂流变学 537

二、滑挂流变学 541

三、非牛顿体系的流挂与滑挂 541

四、流淌流变学 542

流挂的测量 543

六、流挂和流平同时发生 546

第三十章 各种涂膜器 547

一、直刃式涂膜器 547

二、转盘式涂膜器 550

转盘上均匀漆膜方程式的推导 551

三、浸涂 555

第三十一章 发花、浮色、缩孔、发泡和飞溅 557

一、发花和浮色 557

1.定义 557

2.马拉罔尼效应 557

3.发花和浮色的物理基础——贝纳德窝 558

4.克服发花和浮色的一些补救措施 561

5.桔皮 562

6.锤纹漆 562

二、缩孔 563

1.顶部展开的液层对底部液层的粘性拉曳力 564

2.平衡状态与不平衡状态 565

3.缩孔形成的数学模型 566

4.缩孔形成的实验验证 566

5.内部引起的和外部引起的缩孔体系 566

6.两种实际的体系 567

内部原因产生的缩孔 567

外部原因产生的缩孔 567

7.控制缩孔的形成 568

8.其它不平衡表面张力效应 568

三、发泡 569

1.泡沫形成和破灭的理论 569

棱边的排液 569

液膜的弹性 570

表面迁移 571

2.泡沫稳定剂 572

3.泡沫的抑制 572

4.泡沫的评价方法 572

5.消泡剂的分类 573

醇类 573

脂肪酸类和衍生的酯类 573

酰胺类 573

磷酸酯类 573

金属皂类 573

含多种极性基因的化学品 573

硅油类 574

四、飞溅 574

滚凃法的飞溅 574

滚涂器的辊套 574

滚凃的底材 575

涂料的组成 575

施工速度 575

滚涂法产生飞溅的评价方法 576

五、油墨的雾化(飞墨) 576

附录 578

Ⅰ.单位换算 578

Ⅱ.主要符号及缩写表 578

Ⅲ.若干专用术语 583