如何测试聚氨酯材料的触变性?

如何测试聚氨酯材料的触变性?

在聚氨酯密封胶、涂料、灌封胶等产品的研发和质量控制中,触变性是一个至关重要的流变性能。它直接决定了产品是否易于施工、是否抗流挂、能否保持理想的形状。那么,如何科学、准确地测试聚氨酯材料的触变性呢?本文将为您系统梳理从实验室仪器到工厂实践的测试方法。

一、什么是触变性?

首先,我们明确概念。触变性(Thixotropy)是指流体在受到剪切力作用时(如搅拌、挤压)黏度下降,剪切力消失后黏度又逐渐恢复的特性。一个理想的聚氨酯密封胶应该:

施工时(高剪切率):黏度低,易于挤出和抹平。

静止后(低剪切率):黏度高,立即抗流挂,不凹陷。

二、科学金标准:旋转流变仪测试

这是最精确、最科学的定量分析方法,主要在研发和深度质检中使用。

测试原理与流程:

  1. 三段式测试(触变环测试)

    关键指标:触变环面积
    上升曲线和下降曲线所包围的面积,就是触变环面积面积越大,说明材料的触变性越强,其结构破坏后恢复所需的时间越长或能力越强。

第一阶段:低剪切速率(模拟静置状态)
在极低的剪切速率下(如 0.1 s⁻¹)保持一段时间,测量其初始高黏度(η₁)。这模拟了产品在储存或涂抹前的状态。

第二阶段:线性增加剪切速率(模拟施工受力)
剪切速率从低到高(如 0.1 s⁻¹ → 100 s⁻¹)线性增加,材料内部结构被破坏,黏度随之下降。

第三阶段:线性降低剪切速率(模拟结构恢复)
剪切速率从高到低(如 100 s⁻¹ → 0.1 s⁻¹)线性降回原点。由于结构破坏后恢复的滞后性,下降曲线会位于上升曲线的下方。

  1. 静态屈服应力测试

目的:测量使材料开始流动所需的最小应力。这个值直接关系到抗流挂和抗沉降能力。

方法:对流变仪施加一个线性或对数增长的剪切应力,记录应力-应变曲线,曲线上的拐点即为屈服应力。


2.黏度恢复测试(阶跃剪切测试)

先施加一个高剪切速率(如 100 s⁻¹,模拟打胶)并保持一段时间,彻底破坏结构。

瞬间切换到极低的剪切速率(如 0.1 s⁻¹,模拟施工后静止)。

监测黏度随时间恢复的曲线。恢复得越快、最终黏度越高,抗流挂性能越好

目的:量化材料结构恢复的速度,这对垂直面施工至关重要。

方法

先施加一个高剪切速率(如 100 s⁻¹,模拟打胶)并保持一段时间,彻底破坏结构。

瞬间切换到极低的剪切速率(如 0.1 s⁻¹,模拟施工后静止)。

监测黏度随时间恢复的曲线。恢复得越快、最终黏度越高,抗流挂性能越好

三、实用快捷法:工厂与现场的简易测试

对于生产线快速质检或施工现场判断,以下几种方法简单有效:

  1. 流挂性测试(最常用)

    操作:将样品用刮涂器在标准基板(如马口铁板)上制成不同厚度的楔形膜,并立即垂直放置。

    评判:静置规定时间(如10-30分钟)后,观察在哪个厚度下开始出现流挂痕迹。不流挂的厚度越大,触变性越好

  2. 搅拌棒提拉测试

    触变性好:会形成一个尖锐的、不倒下的“尖峰”。

    触变性差/流动性好:拉出的液滴迅速回落,无法形成尖峰。

    操作:用搅拌棒在样品中搅拌后快速垂直提拉,观察拉出的“尖峰”形状。

    评判

  3. 沉降因子测试(针对含填料体系)

    操作:将样品装入透明玻璃瓶或注射器中,静置一段时间(如7天、30天)。

    评判:观察上层是否出现清液层,或测量底部与顶部的密度/硬度差异。触变性越好,越能有效防止填料沉降和相分离

四、如何解读测试结果?

对于研发人员:应重点关注流变仪数据,如触变环面积、屈服应力和黏度恢复速率,这些数据能精确指导配方的优化(如触变剂的类型和用量)。

对于质检和施工人员:应熟练掌握流挂测试和提拉测试,建立与企业内部标准或客户要求相对应的验收准则。

五、广州优润聚氨酯触变剂


如何测试聚氨酯材料的触变性?

YRFC-RG02A 是强化了高温下可流动性的改进型液体高效触变剂,少量添加即可促使牛顿流体 快速形成触变性的非牛顿流体,即液体受剪切力作用时保持低粘度,静止后可快速恢复为非流动膏状, 此特性非常适用于立面/斜面施工防流挂的涂料等应用,特性如下: 

 ◆ 常温液态方便添加。相比使用时需加温熔化的常规固态流变剂,工艺简便。 

 ◆ 优异的防流挂性,同时兼具粉料防沉板结桶底的功能。解决涂料立面、斜面施工流挂难题。 

 ◆ 添加量少成本低,性能优于进口流变剂。性能卓越,少量添加即可赋予流体优异的流变效果; 建议搭配触变配合剂YRFC-CBA02使用,触变效果更佳。 

 ◆ 高温下不具触变性不结团不影响流动性,方便从反应釜中导出物料。 

 ◆ 中性酸碱度。不影响聚氨酯反应速度,不影响聚氨酯耐老化性能。 

 ◆ 帮助金属颜料(铝银浆、金银粉、珠光粉)等定向排列。RG02A可用于金银粉漆等帮助片状 金属粉体的定向排列,提高漆膜细度、白度、光亮度等。

结语
测试聚氨酯材料的触变性,是一个从定性判断到定量分析的过程。将科学的流变仪数据直观的实用测试结果相互关联和印证,是有效控制和优化产品施工性能的关键。通过建立完善的测试体系,您可以确保每一批聚氨酯产品都具备稳定、可靠的触变性能,满足最终的应用需求。



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