铸造涂料(二)

“流变学”是一门学科，即使把范围缩小到“涂料的流变性能”，笔者也没有能力作较全面的评述。这里要谈到的，只是与剪切稀释作用有关的一点点，而且只能是概略的、示性的，不是严格的论述。
1、牛顿流体
相邻两层流体之间有相对的滑移时，层间会产生剪切应力以抵抗这种相对的滑移。流体的剪切应力与相对滑移速率（剪切速率）之比，称为动力粘度，即我们通常所说的粘度。
普通的流体，服从牛顿的内摩擦定律，即：在温度不变的条件下，剪切应力与剪切速率的关系见图3，剪切应力与剪切速率之比tanα是常数（即流体的粘度η）。这种流体通常称为牛顿流体，只要温度不变，无论剪切速率的高、低，剪切时间的长、短，粘度都是不变的，

不服从内摩擦定律的流体，通称为非牛顿流体。非牛顿流体的情况相当复杂，在温度不变的条件下（以下的讨论都以此为前提）：有粘度与剪切持续时间无关的，可称之为“非时间相关的非牛顿流体”；也有粘度随剪切持续时间的延长而改变的，可称之为“时间相关的非牛顿流体”。
2、假塑性流体和醇基涂料
假塑性流体是有剪切稀释特性的、非时间相关的非牛顿流体，其流变特性可以用剪切应力－剪切速率图来描述，见图4。我们现在只就无屈服值的一种，加以说明。

施以外力，流体即开始流动。流变曲线是通过原点的、向下弯曲的曲线。剪切速率增大，剪切应力也增大，但其增量小于牛顿流体的增量。剪切速率增大，流变曲线上相应点的切线与水平轴线的夹角减小，流体的粘度降低，这就是所谓的“剪切稀释”特性。因而，假塑性流体有两个特点：
（1）一经搅拌，其粘度就降低。在匀速搅拌下，粘度是定值，不因搅拌时间的延长而改变。搅拌停止，粘度立即恢复；
（2）流体所受的搅拌愈强烈（即剪切速率高），其粘度下降的幅度愈大。
归纳起来，假塑性流体的粘度随剪切状况而改变的特点可用图5说明。

有的假塑性流体有一定的屈服值，如图4中的切线b所示。在此情况下，曲线不通过原点，只在剪切应力达到某一数值（τ0）后，流体才开始流动，但是，流体受剪切作用时，粘度变化的特性是相同的。
颗粒不带电荷的胶态分散体，欲使其具有剪切稀释特性，只能使其成为假塑性流体。笔者曾就美国、日本、比利时等国家制造的醇基涂料，以及自行研制的醇基涂料作过多次试验，除个别品种外，大都具有假塑性特征。
醇的极性很小，醇基涂料难以使颗粒带有电荷，因而大都具有假塑性流体的特征。其优点是：尽管涂料的固体含量很高，初始粘度大，在施涂过程中，在外力作用下，粘度大幅度下降，便于施涂。
醇基涂料的缺点是；施涂时，涂料的运动一停止，粘度立即恢复，因此，施涂后刷痕、流痕等很难避免。
3、触变性流体和水基涂料
触变性流体也有明显的剪切稀释特性，但与假塑性流体有重要的差别。不仅剪切速率增大，粘度降低，而且，在剪切速率不变的条件下，粘度还将随剪切作用时间的延长而逐渐降低，达到某一极限值后才趋于恒定。停止剪切以后，其粘度也不像假塑性流体那样立即恢复，而要经一段时间逐步恢复。因此，触变性流体的流变特性是与时间相关的，不能用剪切速率－剪切应力二元坐标描述，必须用剪切速率－剪切应力－作用时间三元坐标。
触变性流体，粘度因剪切条件而改变的情形如图6所示。