光学膜用水溶性涂料流变性能对涂布过程及涂布膜性能的影响

张云鹤 杨向阳

合肥乐凯科技产业有限公司 安徽合肥 230041

1 光学膜用水溶性涂料的流变特性

1.1 表观粘度

在生产过程中，剪切力会对光学膜用水溶性涂料的粘度造成一定程度的影响，且涂料粘度与剪切力大小呈现出反比例关系，即随着剪切力的增加，涂料的粘度会随之减小，具有较为明显的剪切稀化特性。组成涂料的不同组分在相互作用的影响之下决定了涂料在低剪切速率之下的表观粘度，颜料聚絮作用、粒子的胶体性质、流变助剂的缔合作用都是相互作用的重要表现。而对于涂料在高剪切速率下的表观粘度而言，它则是由涂料的流体动力学因素决定，这些因素主要包含有颜料粒子的平均粒径、粒径的分布情况、表面电荷的分布情况等。

1.2 粘弹性

粘弹性也是光学膜用水溶性涂料的重要流变特性之一，粘弹性主要指的是材料同时具有粘性与弹性的性能，它主要是由颜料粒子、胶乳粒子以及助剂粒子的相互作用之下而形成的。对于光学膜用水溶性涂料粘弹性的表达主要包含有静态粘弹参数应力松驰与蠕变。然而，应力松弛与蠕变是静态测量的范畴，而在实际测量与应用方面并不具有很高的实用性。因为在实际生产过程当中，涂料所受到的外力作用并不是一成不变的，其应力与应变都会随着时间的变化而发生一定程度的变化。

1.3 触变性

当光学膜用水溶性涂料受到外力的作用，其粘度会随着时间的推移而发生一定程度的将降低，在外力消失之后，将光学膜用水溶性涂料恢复到原来粘度的这一性质称作为涂料的触变性。对于触变性而言，它是一个受时间影响的变量，当受到外力作用时，如果外力持续时间较短，则涂料粘度下降十分明显，即涂料触变性大；而当外力持续时间逐渐增加，涂料的粘度下降就会放缓，那么其触变性就小。

1.4 流变性对涂料制备的影响

对于涂料制备而言，它包含了一系列的操作流程，主要有输送、混合、过滤等，而涂料的粘度在这些操作流程中主要是以低剪切粘度表现出来，当低剪切粘度越低时，其输送的能耗也就越低，混合效率与过滤效率相对稍高。当涂料在管道中流动时，是在低剪切力作用之下进行，在这种情况之下需要维持涂料的低剪切粘度以及粘性模量，只有这样才能对涂料流动的顺畅性进行有效保证，同时也使其处于一个较低的输送功率中。

2 流变性对涂布方法与涂布过程的影响

不同的涂布方式，它对涂料的最佳流变性能要求也是具有差异性的[1-3]。以气刀和辊式涂布为例，涂布的速度相对较慢，在这种情况下涂料的固含量也较低，因此涂料的粘弹性并不会对其造成太大的影响；而对于刮刀涂布而言，则要求涂料粘弹性保持在一个较低的范围之内，且需要保证在高剪切速率之下不得出现剪切增稠；对于计量施胶压榨，为了对湿涂层膜的开裂进行有效减小，需要求其具有较高的粘弹性，只有这样才能对涂布的均匀性进行保证。总而言之，生产过程之中对于涂料粘度的控制十分重要，需结合具体的涂布方式将其控制在一个合适的范围之内。一般情况下，低剪切粘度控制在1000mPa·S至2000mPa·S较为适宜，而高剪切粘度则需控制在25Pa·S至1000mPa·S左右。

涂料弹性对于涂布过程的影响主要表现在两个方面，分别为涂层的涂料对原纸纸面的纤维覆盖率以及精确的涂布量控制。当对涂料弹性进行一定程度的增加时，作用在涂料流体的刮刀以及纸基的法向应力也会随之增加；需要注意的是，在保证刮刀压力不变的情况之下，粘弹体具有“挤出胀大”效应，在这一效应之下刮刀的尖端区出口会出现一定程度的扩大，因此涂布量也会增加。

3 流变性能对涂布纸性能的影响

在生产过程之中，涂布后会在纸基上形成网状结构，通过对其进行一定程度的控制可以实现涂料流变性能对于纸张性能的影响。当加入一定量的流变助剂之后，涂料弹性会有所增加，在这种情况之下涂料之中的各种组分更容易形成网状结构。当弹性不断增加时，网状结构的结合强度也会增加，这样一来干燥之后的涂层会变得更为疏松，在松厚度、孔隙率以及光散射系数等参数上，都得到了一定程度的增加[4]。当涂料的组成不变时，对涂料的固含量进行提升，可以促使涂料中粒子之间的相互作用更加明显且强烈；如果对涂料弹性模量进行增加，涂料中粒子之间的间距就会有所减少，在这种情况下干燥之后的涂层网状结构结合强度增强，进而提升涂布纸表面的强度，使其具备更为优异的适印特性。

4 结语

本文主要针对涂料流变性能对涂布过程及涂布膜性能的影响进行研究与分析。首先从表观粘度、粘弹性、触变性以及流变性对涂料制备的影响四个方面对光学膜用水溶性涂料的流变特性进行了一定程度上的阐述，然后在此基础之上分别分析了流变性对涂布方法与涂布过程的影响以及流变性能对涂布纸性能的影响[5]。综上所述，在涂料生产与制备的过程中，光学膜用水溶性涂料的流变性是一项十分重要的参数，其具有的表观粘度、粘弹性、触变性等流变特性会影响到生产的各项环节，因此相关单位与部门了解清楚涂料流变性能对涂布过程及涂布膜性能的影响，对于生产企业产品质量与经济效益的提升具有十分重要的意义。