芬蘭Kibron表面張力儀精準(zhǔn)測(cè)量高粘度涂料表面張力

“表面張力”對(duì)于涂料是個(gè)很重要的性能指標(biāo)，因?yàn)橥苛系谋砻鎻埩εc色漆制造、涂料噴涂施工及涂膜質(zhì)量都有著密切的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，低表面張力的液體涂料有利于涂膜對(duì)基底材的潤(rùn)濕，便于涂膜的流平，提高涂膜對(duì)底材的附著力。在涂料油墨配方研究領(lǐng)域中表面張力的測(cè)量以前都采用du No y(鉑金環(huán))環(huán)法、Wilhelm(鉑金)板法。可是在使用基于鉑金板和鉑金環(huán)法的表面張力分析儀來(lái)測(cè)量高粘度涂料樣品的表面張力時(shí)，鉑金板和鉑金環(huán)通常都躺在涂料的表面，無(wú)法全部沉降到涂料的粘性液體中去。

即鉑金板或鉑金環(huán)浸入到涂料樣品中去后，在將鉑金環(huán)提出液面時(shí)，由于樣品的粘度太大，出現(xiàn)液體可能拉不起來(lái);即使液體被拉起來(lái)，鉑金環(huán)也會(huì)發(fā)生形變，計(jì)算出的表面張力存在著較大的誤差。因此以前我在研究開發(fā)高粘度的涂料樣品時(shí)，一直苦惱找不到一款比較好的表面張力儀來(lái)測(cè)量高粘度的涂料樣品的表面張力。現(xiàn)在幸運(yùn)的是，我選擇了一款芬蘭Kibron公司的表面張力儀，幫我實(shí)現(xiàn)了對(duì)高粘度涂料樣品的表面張力的準(zhǔn)確測(cè)量。下面我詳細(xì)介紹一下表面張力的測(cè)量過程。

我配置了幾組不同成分的涂料樣品。可以看出這些樣品的粘度都非常大，粘度范圍為1000-15000 mPa.s。該儀器的操作過程很簡(jiǎn)單，首先是使用純水(純水的表面張力為72.8 mN/m)對(duì)儀器進(jìn)行校正，然后依次將樣品(1-2 mL)轉(zhuǎn)移至一個(gè)3 mL的樣品杯中進(jìn)行測(cè)量。從測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)看，所配不同類型的涂料的表面張力值在10-28 mN/m之間。測(cè)量開始時(shí)該涂料的表面張力值會(huì)隨著時(shí)間的推移而變大，大約5分鐘左右逐漸趨于穩(wěn)定。從圖中的曲線趨勢(shì)可以看出，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)橥苛现杏袡C(jī)溶劑的揮發(fā)，導(dǎo)致涂料的表面張力變大，從而產(chǎn)生了梯度表面張力。

這說(shuō)明該表面張力儀測(cè)量的表面張力數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確，可以準(zhǔn)確地測(cè)出涂料因溶劑揮發(fā)而引起的表面張力的細(xì)微變化。能夠準(zhǔn)確地測(cè)出表面張力這樣細(xì)微的變化當(dāng)然與該儀器中的精密分析天平有關(guān)，該微量天平靈敏度高(0.2 g)。使用的探針具有良好的表面潤(rùn)濕性能，探針的直徑小(0.51 mm)，在測(cè)量這些高粘度樣品時(shí)，不會(huì)發(fā)生形變，探針很容易扎入到樣品液面下去，從而得到準(zhǔn)確的表面張力數(shù)值。芬蘭Kibron表面張力儀的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是相比于其他類型的表面張力測(cè)量?jī)x，所需的樣品量少(1-2 mL)，我們?cè)谑褂冒嘿F樣品來(lái)開發(fā)新型涂料時(shí)可以很好地節(jié)省成本。