涂料与涂层行业质量控制与研发

深入洞察

Anton Paar 仪器可帮助您更深入地了解材料的结构、性能表现和一致性。无论是液体样品还是颗粒样品,都可进行分析;分析对象涵盖入厂原料、中间产品,以及最终的涂料、油墨和涂层,也包括已涂覆或涂漆的表面。所有设备均专为干燥颗粒、液体和表面的表征而设计。

Anton Paar 提供完整的仪器产品组合,用于表征涂料与涂层,涵盖从原材料到施涂后产品的整个生命周期。

寻找适合您的解决方案

涂料与涂层可能颇具挑战。 Anton Paar 提供多种解决方案,可测定从原材料到成品各阶段的关键参数。

 解决方案您的收益仪器
分散/悬浮液 - 液体
木材涂层对该应用来说过薄或过厚。通过在恒定速度下进行快速质控检查来测定涂层粘度,以调整稠度。木材涂层既不会滴落,也不会在表面留下不均匀的纹理。
木质涂层在该应用中的厚度过薄或过厚。在不同剪切速率下测定黏度,以了解涂层在静置与涂抹过程中的黏度。利用结果调整木质涂层的流动行为,使其在使用各阶段达到理想状态。
涂料在泵送或涂布时容易堵塞。使用流变仪或粘度计分析涂料的屈服点,并降低屈服点以减少启动样品流动所需的力。在涂料生产过程中,通过顺畅高效的运输过程实现生产线的零停机时间
墙面涂料在涂覆后涂层厚度不足或出现下垂。分析涂料内部结构的分解与恢复以调整配方。墙面涂料的湿层厚度充足且无下垂。
用于喷涂的汽车漆过于厚实,会产生可见的微小液滴,导致表面不光滑。在高剪切速率(1,000 s-1 到 10,000 s-1)下分析涂料的粘度并调整配方。您可以确保您的产品在高剪切应用中具有恰当的粘度,例如喷涂、刷涂,并具有光滑的表面。
建筑涂料中的颜料和填料在短期存储期间沉降。在低剪切速率下分析粘度(<1 s-1)并调整配方。利用结果来调整配方,防止涂料过早沉降。低剪切区的粘度越高,稳定性越好。
涂料在静置一段时间后会出现相分离或沉降(长期)。使用频率扫描检查储存稳定性,并调整配方。涂料的长期储存稳定性得到保证。
在 50 °C 时,涂料对该应用来说过薄。在定义的温度下,准确测定并调整粘度。涂料在应用条件下具有理想的配方。
两组分环氧涂层在施涂时就已开始固化。分析粘度以确定何时达到其在反应初始时的两倍。 凭借这一信息,可以调整环氧涂层的配方。环氧涂层在涂覆后于合适的时机固化。
在高湿环境中涂覆后,油漆不会干燥。在对油漆进行流变表征时,调整测量环境的湿度和温度。在预定义的温湿度条件下,您的油漆会干燥。
紫外敏感涂层未按预期固化,表面出现划痕和凸起。 在测量流变性质的同时,模拟不同强度的紫外光引发的交联反应。 在紫外光下几秒内固化、完美覆盖并保护所涂覆材料的涂层
木材涂层的薄膜固化后过脆或过软。确定薄膜的 DMA 行为并调整配方。薄膜具有足够的弹性,涂层表面良好。
油漆未达到期望的最终外观(光泽度)。确定并调整颜料颗粒尺寸。能够呈现所需的哑光或光泽表面,并被满意的最终客户再次购买。
油漆未呈现所需的颜色强度。随着颗粒尺寸减小,颜色强度增加,进行测量并调整颜料颗粒尺寸。您的油漆具有恰到好处的颜色强度,涂抹后用户对结果感到满意。
材料在涂覆行为上表现不一致。在涂覆工艺前,确定涂料或涂层分散体的粒径,以识别并防止粒子在涂覆前聚集。涂覆行为均匀
分散体系显示出不希望出现的聚集倾向。使用 Litesizer 测定分散体系中颗粒的 zeta 电位,以改善配方并稳定生产过程。通过及早发现 zeta 电位问题来加速生产过程,避免因早期识别而导致的宝贵批次损失。
粉末 - 干燥
粉末原材料无法被泵送。使用粉末单元模拟固体原料的泵送性。利用结果在粉末材料运输与储存过程中避免问题。
粉末涂层要么固化不良,要么无法气动输送。确定流化与固化行为,并将流动助剂对流化及固化过程的影响相关联。提高对易于涂覆且具良好固化性能粉末的客户满意度
粉末涂层看起来不均匀。使用粒径分析仪分析粒径分布并对其进行优化,以实现粉末涂层的理想外观。粉末涂层具有较高的耐久性并满足视觉要求。

未找到适用于您特定样品的解决方案? Anton Paar 仍可为您提供合适的解决方案。 联系我们,获取更多信息 

粘度与流变测量的完整解决方案

在材料表征中,流动和变形行为是关键参数。 黏度计和流变仪可帮助您评估样品的流动行为是否满足要求。

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颗粒表征

Anton Paar 可为上述所有应用及更多需求提供仪器,并提供全球范围内由单一供应商提供的最广泛颗粒表征产品组合。 您既可充分利用这一丰富的产品选择,也可受益于 Anton Paar 在该领域积累的数十年专业经验:全程只需一个联系人。

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涂料与涂层的质量控制与研发

黏度计

在生产各环节中,油漆和涂料的黏度测量对质量控制至关重要。 这些测量有助于确保进厂原材料的一致性,及时反映材料的加工性和泵送性能,并用于核实最终产品的一致性及其是否符合规格要求。 ViscoQC 100 或 300 等旋转黏度计常用于涂料生产中的质量控制,符合 ISO 2555、ASTM D2196 等标准。 可使用 ViscoQC 100 进行单点动力黏度测定,以快速完成涂料质量控制;也可使用 ViscoQC 300 进行多点黏度测量,用于评估涂料的流动行为和屈服点等参数。 借助配备智能功能、操作简便的独立式仪器,可获得可靠结果:

  • 开箱即可使用
  • 内置数字调平功能,便于准确检查仪器是否处于水平状态
  • 磁性耦合设计,便于单手安装和拆卸转子
  • 自动识别转子/护架,并通过数字方式检查仪器的对中情况
  • TruMode 适用于转子/转速组合未知的测量场景
  • 采用空气逆向冷却的珀尔帖温控装置(带 T-Ready™),可显示样品何时达到温度平衡

RheolabQC 旋转流变仪还可帮助您研究样品受剪切后的结构恢复情况,从而相应调整测试方法和工艺参数。 借助 RheolabQC 提供的多种测量系统,您可以模拟喷涂应用中典型的高剪切速率。 符合 ASTM D562 的专用 Krebs 桨叶可让您以 Krebs 单位 (KU) 测量黏度。 所有测量系统均可由 Toolmaster 自动识别,有助于减少人为错误并提高可追溯性。

流变仪

借助流变仪,您可以跟踪油漆或涂料在不同测量点的黏度变化。 您可以更深入地了解样品的形变、流动行为和结构,从而及时调整工艺参数。 流变仪可在旋转模式和振荡模式下进行测量。 流变仪的选择取决于具体应用:

  • 如需研究样品的形变和流动行为,可使用 MCR 53。
  • 如需表征样品结构,建议选用 MCR 73 和 93。
  • 对于从常规质量控制到研发测量的各类应用,MCR 303 或 MCR 503 都是合适的选择。
  • MCR 53、73 和 93,以及 MCR 303 和 503,均提供针对特定应用的附件,可系统表征油漆和涂料样品的流变特性。

Anton Paar 流变仪提供多种附件和测量系统,可根据具体应用需求开展测量。 可在入门级、质量控制型和 R&D 流变仪之间进行选择,这些仪器均采用同一软件平台,有助于统一工作流程、通过内置防错功能减少操作错误并节省时间: 

  • Toolmaster:自动识别测量系统和附件
  • QuickConnect 耦合:可单手连接测量系统
  • TruStrain:快速调整至目标剪切速率或应变步进,减少过冲;TruRate:无需预试验即可精确控制样品应变、剪切速率或应力
  • TruRay:照亮所有 MCR 流变仪的测量区域,便于清晰观察样品。 

流变仪还可配备适用于粉体流变学的粉体测量池,用于分析粉体行为。 这一配置既可用于快速质量控制,也适合开展深入的粉体分析。 两种不同的粉体测量池可在与工艺相关的不同状态下分析粉体,从压实和固结到完全流化。 这使您能够模拟从混合、储存到气力输送和喷涂的各个工艺步骤。

粒度分析仪

粒径会影响最终外观,包括颜色、光泽和遮盖力,也会影响油漆、油墨和涂料的加工性能。 Anton Paar 的 Litesizer DIF 和 DIA 适用于监测粒径及其分布,可分析干粉以及悬浮液中的颗粒。 Litesizer DLS 支持 ζ电位测量,可用于评估分散体系的配方稳定性和团聚行为,并进行纳米级粒径测量。

比表面积、孔径和固体密度分析仪

测量粉体比表面积,有助于更好地理解与临界颜料体积浓度 (CPVC) 及分散体系配方相关的关键材料特性。 可使用 Nova 或 Autosorb 系列仪器进行比表面积测量。 使用 Ultrapyc 进行真密度测量(ASTM D5965),有助于混合物配方设计,以及干膜厚度、涂布率和 CPVC 的计算(ASTM D5965),并可用于测定涂料中体积不挥发分的百分含量(ASTM D6093)。 使用 Ultratap 500 系列进行振实密度测量,可快速评估新料和回收料的性能,如流动性。

比表面积分析仪

Autosorb 系列

  • 通过氪气吸附法测定比表面积
  • 常用测试方法:
    • BET 比表面积(超低压容量法低温气体吸附)
  • 附件:
    • 外置样品制备单元

Nova 系列

  • 通过氮气吸附法测定比表面积
  • 常用测试方法:
    • BET 比表面积(低压容量法低温气体吸附)

固体密度分析仪

Ultrapyc 系列

  • 测定干燥颜料和漆膜的真密度
  • 常用测试方法:
    • 采用气体比重瓶法测定固体真密度

Ultratap 500 系列

  • 测定单组分粉末及混合粉体的振实密度
  • 常用测试方法:
    • 振实密度
    • Carr 指数和 Hausner 比
  • 附件:
    • 大体积适配器
    • 降噪箱

粒度分析仪

Litesizer DIF 和 DIA 系列

  • 采用激光衍射法测定液体和干态样品的粒径及粒度分布(Litesizer DIF)
  • 采用动态图像分析法测定液体和干态样品的粒径和粒形(Litesizer DIA)
  • 常用测试方法:
    • 用于粒径及粒度分布分析的激光衍射法(Litesizer DIF)
    • 用于粒径和粒形分析的动态图像分析法(Litesizer DIA)
  • 附件:
    • 自动进样器
    • 外置超声分散器

Litesizer DLS

  • 测量液体分散体的粒径和 ζ 电位
  • 常用测试方法:
    • 用于粒径分析的动态光散射(DLS)
    • 用于 ζ 电位测量的电泳光散射(ELS)
  • 附件:
    • 用于自动化 pH 依赖性测量的加液系统
    • 多种比色皿

粉体流变仪

Powder Flow Cell

  • 分析粉体在流化条件下的行为

Powder Shear Cell

  • 在受控温湿度条件下分析粉体流动性

旋转黏度计

ViscoQC 100

  • 适用于高、中、低黏度液体的单点黏度测定,用于快速质量控制
    • 常用测试方法:
      • 单点黏度测定
  • 测量几何:相对转子(L/RH)、DIN/SSA 转子、叶片转子和玻璃杆
  • Toolmaster™* 和磁力式转子耦合**

ViscoQC 300

  • 适用于高、中、低黏度液体的多点黏度测试,用于快速质量控制
    • 常用测试方法:
      • 流动/黏度曲线
      • 屈服点测定
      • 时间依赖行为研究
  • 测量几何:相对转子(L/RH)、DIN/SSA 转子、叶片转子和玻璃杆
  • Toolmaster™* 和磁力式转子耦合**

旋转流变仪

RheolabQC

  • 适用于低黏度液体至半固体样品的旋转流变测试
    • 常用测试方法:
      • 用于屈服点/流动点测定的旋转测试
      • 旋转 3 间隔触变测试(3iTT)
  • 测量几何:同轴圆筒和杯、双间隙圆筒、叶片转子、Krebs 转子
  • Toolmaster™* 和快速连接式耦合**

MCR 53/73/93

  • 采用同轴圆筒、平行板和锥板测量系统,对液体至半固体样品进行旋转流变测试
  • 采用同轴圆筒、平行板和锥板测量系统,对各类样品进行旋转和振荡流变测试
    • 常用测试方法:
      • 用于屈服点/流动点测定的旋转测试
      • 旋转 3 间隔触变测试(3iTT)
      • 振幅扫描和频率扫描
      • 振荡 3 间隔触变测试(3iTT)
  • 测量几何:锥板、平行板和圆筒几何
  • Toolmaster™* 和快速连接式耦合**

旋转与振荡流变仪

MCR 303/503

  • 用于在 QC 到 R&D 各阶段研究原材料、配方和成品的黏弹性能
    • 常用测试方法:
      • 固体样品的旋转与振荡流变测量
      • 粉体流变
  • 测量几何:适用于薄膜、纤维和棒材的固体夹具,以及拉伸流变夹具
  • Toolmaster™* 和快速连接式耦合**

MCR 703 MultiDrive

  • 用于 R&D 中的材料综合表征
    • 常用测试方法:
      • 使用一个或两个驱动单元进行高级振荡和旋转测试
      • 支持扭转、拉伸、弯曲和压缩模式下的 DMA 测试
  • 测量几何:三点弯曲、悬臂梁、固体夹具、夹层剪切
  • Toolmaster™* 和快速连接式耦合**

* 用于自动识别并配置测量工具,简化操作,并有助于减少用户失误
** 便于单手安装/更换转子、内筒和测量系统

网络研讨会

如何理解涂料和涂层粉体在整个生命周期各阶段的特性,进而提升加工性能和质量

涂料和涂层之所以需要满足诸多要求,主要在于其应用场景广泛、使用条件各异,且所用材料也不尽相同。要全面了解涂料和涂层的整个生命周期,就需要在各个阶段测量并分析相应的关键特性——从原材料进厂、混合等中间工序,一直到最终成品。但涂料或涂层的生命周期并不会在其成为成品后结束。运输、长期储存和施工性能同样至关重要,涂覆后材料的耐久性和抗划伤性也不例外。无论在研发还是生产阶段,都有许多参数会影响制造和应用过程,需要重点关注,例如粒径、ζ电位、粉体流变特性、比表面积和真密度。

  • 了解关键粉体参数
  • 了解这些参数为何对稳定性和加工性能如此重要
  • 了解如何便捷地获取这些参数
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Time to evolve 14 – 优化涂料与涂层的表面效果

您是否想过,涂料配方会如何影响最终产品质量?通过本次网络研讨会,您将了解如何让流平不良和沉降问题成为过去。您将了解以下内容:

  • 涂料与涂层的流变行为
  • 旋转测试方法,如屈服点和触变性测定
  • 测试结果解读,以及如何优化涂层的流变性能,从而确保理想的施工性能
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掌握涂料流动特性

您是否想过,如何让质量控制更高效、更可靠?或者,流变学如何在涂料研发的各个阶段为您提供支持?无论是生产线上的质量控制与过程控制,还是新产品开发中的专项测量——立即注册并了解 Anton Paar 流变仪和黏度计如何帮助您开展以下工作:

  • 黏度测定
  • 屈服点和流动点测定
  • 结构破坏与恢复行为分析
  • 固化与干燥行为分析
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