透明底漆的稳定性研究

摘要

透明底漆是油漆的一种，它虽然是透明的，却有着十分钟要的功能，首先，透明底漆可以很好的防腐，涂抹上后能够很好的防腐蚀；另外，在涂抹其他油漆前如果先涂抹透明的底漆，可以使接下来的油漆附着的更加均匀，透明底漆的作用还是十分必要的。

透明和半透明底漆在使用前需要长时间保持稳定。随着时间的放置，它们可能逐渐变的混浊，甚至完全不透明，所以在研发和生产过程中必须测试其稳定性特性，使其在货架老化、仓库储存和运输过程中的各种各样的气候中能够保持稳定。

常规的目视观察方法判断稳定性不够客观，而且需要很长的稳定性测试周期。本文将展示Turbiscan®技术如何实现物理稳定性的快速定量评价。

仪器原理

基于静态多光散射(SMLS)的Turbiscan技术的工作原理是利用近红外光源照射样品，然后获取样品从底部到顶部整个高度的背散射(BS)和透射(T)信号。

信号强度与粒子的浓度 和大小 有关，连续相折射率 和分散相折射率 为固定参数。BS和T的测量可以采用扫描方式进行，以提供稳定性和粒径测量。

实验方法

使用Turbiscan分析了3个透明底漆样品在25℃和50℃在2天时间内的稳定性。

结果与讨论

原始数据

研究了三个样品的参比透射光信号ΔT，即使用第 一个扫描线作为参考扫描，之后的数据显示与第 一条扫描线的变化值。

在实验开始的初期阶段(蓝色扫描线)，样品在整个高度都出现光强变化，这意味着样品出现了典型的絮凝的迹象。

后期的扫描(绿色到红色)，在样品顶部位置出现了更高的透光度，在底部位置光强下降，这意味着样品出现了典型的沉淀现象。

从Turbiscan的数据可以确定样品的失稳过程是，先出现絮凝再发生沉降。

絮凝动力学

下图展示了3个样品在50℃下的中部透射光随时间变化曲线。

值得指出的是，所有样品在25℃下2天时间内光强基本没有变化(ΔT接近0%)，但是在高温下，样品A和样品C比样品B具有更快的絮凝速度。显然，温度时导致样品出现絮凝的诱因，同时也扩大了样品之间的分辨率。

用TSI指数来量化不稳定性

TSI是软件一键获得的参数，它可以累加所有不稳定现象（包括絮凝、澄清和沉淀等）的总和，把不稳定现象变成一个单一的数字，便于比较和排序。

图3是3个样品的TSI随时间变化曲线。

从曲线中可见，随着时间增加，样品B的TSI值随时间增加最慢，表示不稳定现象缓慢增加，并且在后期阶段基本行程了平台， 意味着它随着时间的推移会不会有很大的变化。而样品A和样品C的TSI斜率更大，意味着它们的不稳定现象在后期阶段增加的更快。

高温实验不仅通过加速减小了实验的总时间，在一个2天实验中获得了TSI数据，同时让配方研发者可以预测不同样品在高温下（如仓库、火车或卡车这样的环境）的稳定性。

结论

三种底漆表现出非常相似的不稳定现象，通过目视观察很难区分哪一个更稳定。而Turbiscan能够提供失稳的详细动力学，区分在视觉上无法分辨的不稳定现象，利用TSI指数可以快速准确的对多个样品的整体稳定性进行排序。