在聚氨酯涂料、胶粘剂和密封胶的开发与生产中,确保产品在货架期内不分层、不结块是基本要求。然而,仅凭“目测”或“经验”来判断防沉降效果是远远不够的。今天,我们就来系统梳理一套科学、定量、可靠的评估与测试方法,让配方的稳定性“看得见、测得出、管得住”。
在配方筛选阶段,这些方法可以快速对比不同配方的优劣。
1. 静态沉降观察法
这是最经典直观的方法。
操作:将约200-500mL新鲜制备的样品注入透明、有刻度的玻璃量筒或专用沉降管中,密封后于室温(或特定温度,如25°C)下垂直静置。
观察与记录:
分层时间:开始出现清晰分层的时间。
上层清液高度:定期(如1天、7天、30天)记录上层澄清/稀薄液层的高度占总高度的百分比。此值越小,防沉效果越好。
沉淀状态:最后倾倒或搅拌,评估底部沉淀是软沉淀(可轻松搅匀)还是硬结块(难以重新分散)。硬结块是配方失败的标志。
2. 加速老化试验
模拟长期储存,缩短评估周期。
高温储存:将样品置于50°C ± 2°C的恒温烘箱中。行业经验表明,在此条件下储存1周大致相当于室温(25°C)储存1-2个月,储存4周大致相当于6-12个月。
低温/冻融循环:考察体系对温差的耐受性。例如,在-10°C和40°C之间循环数次,观察恢复至室温后是否出现不可逆的分层或絮凝。
当需要精确比较或满足高标准要求时,必须依靠仪器数据。
1. 流变学测试——洞察防沉机理
这是最科学、最核心的评估手段,防沉降的本质是流变学行为。
测试设备:旋转流变仪。
关键指标:
低剪切粘度:测量在极低剪切速率(如0.1-1 s⁻¹)下的粘度。防沉剂建立的弱三维网络结构正是通过显著提升低剪粘度来悬浮颗粒。低剪粘度越高,通常防沉潜力越大。
触变指数(TI值):通过测量高剪切速率(如60 s⁻¹)和低剪切速率(如6 s⁻¹)下的粘度比值得到。TI值越大,说明体系的触变性越强,静止时网络结构恢复越快、强度越高,防沉降和抗流挂性能越好。TI > 3 通常被认为具有优秀的触变性。
屈服应力:材料开始流动所需的最小应力。较高的屈服应力有助于抵抗颗粒沉降的驱动力。
2. 离心加速测试——快速定量对比
利用离心力模拟和加速重力沉降过程。
操作:将样品装入离心管,在设定的转速(如3000 rpm)和时间(如15-30分钟)下进行离心。
计算:离心后,测量沉淀物体积或高度占总量的百分比,即沉降率。此方法可在数十分钟内对不同配方进行快速、定量的横向对比,并与长期静态储存结果建立相关性模型。
3. 粒度分析监控
对于含有颜填料的体系,沉降往往伴随颗粒团聚。
操作:使用激光粒度仪,分别测试新鲜样品和经储存/离心后样品上层液的粒度分布。
分析:若储存后上层液中大粒径颗粒占比显著减少,说明这些颗粒已沉降到底部,粒径分布的变化可量化沉降的发生程度。
防沉不能以牺牲其他性能为代价,必须进行关联测试。
1. 施工性能测试
搅匀性测试:将经过加速老化并产生沉淀的样品,用规定的搅拌器(如蝶式搅拌头)以固定转速和时间进行再分散,评估其恢复均匀状态的难易程度。
细度测试:再分散后,用刮板细度计测量细度。细度是否合格直接决定了防沉降方案的实际应用价值。如果沉淀无法分散至合格细度,则防沉失败。
2. 漆膜/胶膜性能测试
对于涂料和胶粘剂,防沉剂可能影响最终成膜性能。
外观:检查漆膜是否因防沉剂分散不良而产生颗粒、缩孔等缺陷。
光泽:对比光泽变化,尤其在高光体系中。
力学性能:确保对附着力、硬度等关键性能无负面影响。
四、选择广州优润防沉降粘剂

YRFC-03/03S 是通用型非离子中性高效分散剂,可稳定存在于各种溶剂型/无溶剂型体系,只需加入极少量即可分 散吸附在大量粉体微粒的表面,帮助粉体-粉体和粉体-树脂之间建立三维结构,通过有效降低粉体微粒之间吸附性,达到 提高流平性,防止粉体填料聚积、板结的目的。产品应用特性如下:
⚫ 中性分散剂,不影响体系的酸碱度,尤其适用于对酸碱度敏感的体系,如聚氨酯、环氧等;
⚫ 有助于在体系中建立三维结构,解决液体原料中粉体长期储存沉淀胶结问题,即使采用价廉大颗粒 (400 目) 粉料,长期储存不会聚固在桶底,稍加搅拌即散开。
⚫ 比一般酸性分散剂更稳定,最终产品耐水解性更好,提高成品耐老化性能。
⚫ 少量添加可使体系具有微触变性同时又有降粘的功效,体系流平性更好。
⚫ 广泛用于各种溶剂型/无溶剂型体系,包括聚氨酯体系、环氧体系、丙烯酸体系、醇酸树脂体系等,也可用于 PVC溶胶兼具防止浮色功能。
⚫ YRFC-03S相较于YRFC-03具有更高的环保特性,推荐用于对VOC有更高环保要求应用领域。
对于生产企业,应将上述方法标准化,形成内部质量控制规范。
建立接收标准:例如,规定“50°C储存4周后,上层清液高度≤5%,且底部沉淀经标准搅拌后可完全分散至细度≤25μm”。
定期抽检:对库存产品和不同批次原料进行监控。
数据归档:建立数据库,为配方优化和问题追溯提供依据。
评估聚氨酯体系的防沉降效果,是一个从定性观察到定量分析,从模拟加速到实际验证的系统工程。流变学测试为我们揭示了内在机理和潜力,加速老化与离心测试提供了高效的筛选和预测工具,而施工与成膜性能测试则是最终的性能关卡。摒弃“看个大概”的旧习惯,拥抱这套科学严谨的评估体系,才能真正设计出储存稳定、性能可靠、让客户放心的聚氨酯产品,从根本上告别沉降结块的烦恼。