透明底漆的穩定性研究

2022-04-20

摘要

透明底漆是油漆的一種，它雖然是透明的，卻有著十分鐘要的功能，首先，透明底漆可以很好的防腐，涂抹上后能夠很好的防腐蝕；另外，在涂抹其他油漆前如果先涂抹透明的底漆，可以使接下來的油漆附著的更加均勻，透明底漆的作用還是十分必要的。

透明和半透明底漆在使用前需要長時間保持穩定。隨著時間的放置，它們可能逐漸變的混濁，甚至*不透明，所以在研發和生產過程中必須測試其穩定性特性，使其在貨架老化、倉庫儲存和運輸過程中的各種各樣的氣候中能夠保持穩定。

常規的目視觀察方法判斷穩定性不夠客觀，而且需要很長的穩定性測試周期。本文將展示Turbiscan^®技術如何實現物理穩定性的快速定量評價。

儀器原理

基于靜態多光散射(SMLS)的Turbiscan技術的工作原理是利用近紅外光源照射樣品，然后獲取樣品從底部到頂部整個高度的背散射(BS)和透射(T)信號。

信號強度與粒子的濃度(φ)和大小(??)有關，連續相折射率(????)和分散相折射率(????)為固定參數。BS和T的測量可以采用掃描方式進行，以提供穩定性和粒徑測量。

實驗方法

使用Turbiscan分析了3個透明底漆樣品在25℃和50℃在2天時間內的穩定性。

結果與討論

原始數據

研究了三個樣品的參比透射光信號ΔT，即使用個掃描線作為參考掃描，之后的數據顯示與條掃描線的變化值。

在實驗開始的初期階段(藍色掃描線)，樣品在整個高度都出現光強變化，這意味著樣品出現了典型的絮凝的跡象。

后期的掃描(綠色到紅色)，在樣品頂部位置出現了更高的透光度，在底部位置光強下降，這意味著樣品出現了典型的沉淀現象。

從Turbiscan的數據可以確定樣品的失穩過程是，先出現絮凝再發生沉降。

絮凝動力學

下圖展示了3個樣品在50℃下的中部透射光隨時間變化曲線。

值得指出的是，所有樣品在25℃下2天時間內光強基本沒有變化(ΔT接近0%)，但是在高溫下，樣品A和樣品C比樣品B具有更快的絮凝速度。顯然，溫度時導致樣品出現絮凝的誘因，同時也擴大了樣品之間的分辨率。

用TSI指數來量化不穩定性

TSI是軟件一鍵獲得的參數，它可以累加所有不穩定現象（包括絮凝、澄清和沉淀等）的總和，把不穩定現象變成一個單一的數字，便于比較和排序。

圖3是3個樣品的TSI隨時間變化曲線。

從曲線中可見，隨著時間增加，樣品B的TSI值隨時間增加最慢，表示不穩定現象緩慢增加，并且在后期階段基本行程了平臺， 意味著它隨著時間的推移會不會有很大的變化。而樣品A和樣品C的TSI斜率更大，意味著它們的不穩定現象在后期階段增加的更快。

高溫實驗不僅通過加速減小了實驗的總時間，在一個2天實驗中獲得了TSI數據，同時讓配方研發者可以預測不同樣品在高溫下（如倉庫、火車或卡車這樣的環境）的穩定性。

結論

三種底漆表現出非常相似的不穩定現象，通過目視觀察很難區分哪一個更穩定。而Turbiscan能夠提供失穩的詳細動力學，區分在視覺上無法分辨的不穩定現象，利用TSI指數可以快速準確的對多個樣品的整體穩定性進行排序。