光學膜用水溶性涂料流變性能對涂布過程及涂布膜性能的影響

張云鶴 楊向陽

合肥樂凱科技產業有限公司 安徽合肥 230041

1 光學膜用水溶性涂料的流變特性

1.1 表觀粘度

在生產過程中，剪切力會對光學膜用水溶性涂料的粘度造成一定程度的影響，且涂料粘度與剪切力大小呈現出反比例關系，即隨著剪切力的增加，涂料的粘度會隨之減小，具有較為明顯的剪切稀化特性。組成涂料的不同組分在相互作用的影響之下決定了涂料在低剪切速率之下的表觀粘度，顏料聚絮作用、粒子的膠體性質、流變助劑的締合作用都是相互作用的重要表現。而對于涂料在高剪切速率下的表觀粘度而言，它則是由涂料的流體動力學因素決定，這些因素主要包含有顏料粒子的平均粒徑、粒徑的分布情況、表面電荷的分布情況等。

1.2 粘彈性

粘彈性也是光學膜用水溶性涂料的重要流變特性之一，粘彈性主要指的是材料同時具有粘性與彈性的性能，它主要是由顏料粒子、膠乳粒子以及助劑粒子的相互作用之下而形成的。對于光學膜用水溶性涂料粘彈性的表達主要包含有靜態粘彈參數應力松馳與蠕變。然而，應力松弛與蠕變是靜態測量的范疇，而在實際測量與應用方面并不具有很高的實用性。因為在實際生產過程當中，涂料所受到的外力作用并不是一成不變的，其應力與應變都會隨著時間的變化而發生一定程度的變化。

1.3 觸變性

當光學膜用水溶性涂料受到外力的作用，其粘度會隨著時間的推移而發生一定程度的將降低，在外力消失之后，將光學膜用水溶性涂料恢復到原來粘度的這一性質稱作為涂料的觸變性。對于觸變性而言，它是一個受時間影響的變量，當受到外力作用時，如果外力持續時間較短，則涂料粘度下降十分明顯，即涂料觸變性大；而當外力持續時間逐漸增加，涂料的粘度下降就會放緩，那么其觸變性就小。

1.4 流變性對涂料制備的影響

對于涂料制備而言，它包含了一系列的操作流程，主要有輸送、混合、過濾等，而涂料的粘度在這些操作流程中主要是以低剪切粘度表現出來，當低剪切粘度越低時，其輸送的能耗也就越低，混合效率與過濾效率相對稍高。當涂料在管道中流動時，是在低剪切力作用之下進行，在這種情況之下需要維持涂料的低剪切粘度以及粘性模量，只有這樣才能對涂料流動的順暢性進行有效保證，同時也使其處于一個較低的輸送功率中。

2 流變性對涂布方法與涂布過程的影響

不同的涂布方式，它對涂料的最佳流變性能要求也是具有差異性的[1-3]。以氣刀和輥式涂布為例，涂布的速度相對較慢，在這種情況下涂料的固含量也較低，因此涂料的粘彈性并不會對其造成太大的影響；而對于刮刀涂布而言，則要求涂料粘彈性保持在一個較低的范圍之內，且需要保證在高剪切速率之下不得出現剪切增稠；對于計量施膠壓榨，為了對濕涂層膜的開裂進行有效減小，需要求其具有較高的粘彈性，只有這樣才能對涂布的均勻性進行保證。總而言之，生產過程之中對于涂料粘度的控制十分重要，需結合具體的涂布方式將其控制在一個合適的范圍之內。一般情況下，低剪切粘度控制在1000mPa·S至2000mPa·S較為適宜，而高剪切粘度則需控制在25Pa·S至1000mPa·S左右。

涂料彈性對于涂布過程的影響主要表現在兩個方面，分別為涂層的涂料對原紙紙面的纖維覆蓋率以及精確的涂布量控制。當對涂料彈性進行一定程度的增加時，作用在涂料流體的刮刀以及紙基的法向應力也會隨之增加；需要注意的是，在保證刮刀壓力不變的情況之下，粘彈體具有“擠出脹大”效應，在這一效應之下刮刀的尖端區出口會出現一定程度的擴大，因此涂布量也會增加。

3 流變性能對涂布紙性能的影響

在生產過程之中，涂布后會在紙基上形成網狀結構，通過對其進行一定程度的控制可以實現涂料流變性能對于紙張性能的影響。當加入一定量的流變助劑之后，涂料彈性會有所增加，在這種情況之下涂料之中的各種組分更容易形成網狀結構。當彈性不斷增加時，網狀結構的結合強度也會增加，這樣一來干燥之后的涂層會變得更為疏松，在松厚度、孔隙率以及光散射系數等參數上，都得到了一定程度的增加[4]。當涂料的組成不變時，對涂料的固含量進行提升，可以促使涂料中粒子之間的相互作用更加明顯且強烈；如果對涂料彈性模量進行增加，涂料中粒子之間的間距就會有所減少，在這種情況下干燥之后的涂層網狀結構結合強度增強，進而提升涂布紙表面的強度，使其具備更為優異的適印特性。

4 結語

本文主要針對涂料流變性能對涂布過程及涂布膜性能的影響進行研究與分析。首先從表觀粘度、粘彈性、觸變性以及流變性對涂料制備的影響四個方面對光學膜用水溶性涂料的流變特性進行了一定程度上的闡述，然后在此基礎之上分別分析了流變性對涂布方法與涂布過程的影響以及流變性能對涂布紙性能的影響[5]。綜上所述，在涂料生產與制備的過程中，光學膜用水溶性涂料的流變性是一項十分重要的參數，其具有的表觀粘度、粘彈性、觸變性等流變特性會影響到生產的各項環節，因此相關單位與部門了解清楚涂料流變性能對涂布過程及涂布膜性能的影響，對于生產企業產品質量與經濟效益的提升具有十分重要的意義。