透明底漆配方研究TurbiscanV2

2020-08-04

透明底漆的配方稳定性研究

介绍

透明和半透明底漆在配制后需要保持长期稳定。透明底漆的配方可以稍微混浊不能*不透明。通常对它们的稳定性测试需要长时间的静止观察，进行猜测和时间外推。透明底漆的物理稳定性属于必要测试项目，以确定储存货架期、储存和运输过程中的各种气候对老化的影响。本文将说明Turbiscan^®技术如何测量并评估区分肉眼无法观察的物理稳定性。

测试技术回顾

Turbiscan^®基于静态多重光散射技术（SMLS），采用近红外光源（880nm），扫描获取整个样品高度的背散射（BS）和透射光（T）信号。随着时间的推移，采用适当的频率进行重复扫描，从而监测样品的物理稳定性。光散射信号直接与粒子相关。通过Mie理论可知，BS或者T与样品中的浓度（φ）、粒径（d）、连续相的折射率（nf）和分散相的折射率（n）有关：

材料和方法

三个不同配方的底漆样品用TurBiSCAN^®进行测试。两组实验温度分别为25°C和50°C，以模拟样品在使用寿命中可能会出现的问题。

结果与讨论

原始数据

使用透射光扫描线的参比模式研究轻微浑浊样品的稳定性。参比模式（Δt）使用第.一次扫描作为参比线，以后的数据显示为与第.一次扫描的差值，体现样品的变化。下图1显示了一个代表样品在50°C下的老化过程。

第.一次扫描线为（蓝色），.后一次扫描为红色，发现中部区域透射光在样品的整个高度均有上升，这通常是出现絮凝的迹象。

图的左侧区域，扫描线（从绿色到红色）显示在样本底部的透射光信号有所降低，这表明颗粒正在逐渐沉降到底部。

结合以上两点，可以推断透明底漆的沉淀是早期阶段的絮凝作用导致的，本文中的每个透明底漆都表现出类似的行为。接下来利用Turbisoft软件识别和定量不稳定过程。

絮凝过程监测

通过分析样品中间区域透射光的平均值与时间关系曲线，以便对比每个分散体系生成絮凝的过程。图2显示了三个配方在50°C下的絮凝过程。

在温度为50℃时，样品A（红色）C（绿色）的絮凝过程比样品B（蓝色）明显。值得注意的是，所有的样品在25°C下2天内没有任何絮凝出现，中部光强（接近0%Δt）。显然，温度越高使得透明底漆絮凝越早发生，同时也可以扩大三个样品之间的分辨率。

利用TSI定量不稳定性

除了监测絮凝过程外，TSI还将结合任何相分离过程（沉淀、澄清）以提供样品稳定性的快速、整体评价。图3为所有样品的TSI变化曲线。

从下方的TSI表中可见，样品B的TSI值是.低的，意味着其稳定。TSI曲线的后期变化规律上看，蓝色曲线增加的比较缓慢，而另外两个样品呈线性增加，意味着不稳定现象可能会以更高的速度继续发展。

升高温度不仅可以加速颗粒运动从而缩短测试时间，而且可以模拟样品在高温状态下的稳定性变化过程，例如货物在库房、铁路或者卡车中的储存条件。

结论

三种透明底漆配方显示了非常相似的失稳现象，但难以通过目视区分哪一种更稳定。Turbiscan能够提供失稳现象的详细变化过程，而TSI指数允许快速和准确地评价多个样品的整体稳定性。