Вязкостью, или внутренним трением, называется свойство жидкости, проявляющееся в сопротивлении перемещению ее частиц под влиянием действующих на них сил.

 

Вязкость и обратная ее величина - текучесть являются одним из важных характеристик лакокрасочных материалов. Именно вязкость определяет такие свойства, как способность к  нанесению различными методами, склонность к образованию потеков и других дефектов.

 

Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. 

Для водно-дисперсионных материалов чаще всего определяют динамическую вязкость(вязкость по Брукфильду), для органорастворимых материалов - условную вязкость по воронке ВЗ-246.

 

В системе СИ за единицу динамической вязкости принят ньютон-секунда на квадратный метр (Н-с/м2), представляющий собой вязкость жидкости, в которой при перемещении с градиентом скорости 1 м/секслой жидкости площадью 1 мг испытывает сопротивление силой в 1 Н. Десятая часть Н •с/м2называется пуазом. Истинная динамическая вязкость в пуазах может быть определена капиллярными вискозиметрами. В технике для определения вязкости обычно пользуются методами и приборами, дающими ' лишь относительную характеристику вязкости, выражаемую условными единицами.

 

Кинематическая вязкость(единица измерения в СИ— м²/с, в СГС— стокс, внесистемная единица — градус Энгелера). 

 

Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объёма через калиброванное отверстие под действием силы тяжести.

 

За условную вязкостьлакокрасочных материалов, обладающих свободной текучестью, принимают время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-246.

 

- Вискозиметр ВЗ-246(по российскому ГОСТ 9070-75), европейский аналог DIN (DIN 53211-87) Наиболее часто используют вискозиметр ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм и объемом воронки 100 мл. Температура испытуемого материала должна быть 20±0,5°С. Метод предназначен для лакокрасочных материалов с условной вязкостью по этому вискозиметру от 12 до 200с.

 

Для определения вязкости в вискозиметр заливают ЛКМ, открывают отверстие сопла и включают секундомер. В момент первого перекрывания струи испытуемого материала секундомер останавливают.

 

За величину условной вязкости (Х) в секундах принимают среднее

арифметическое значение трех параллельных определений времени

истечения (Т) испытуемого материала и вычисляют по формуле:

 

Х=ТґК,

 

где К - поправочный коэффициент вискозиметра.

 

Наиболее распространенным для измерения вязкости лакокрасочных

материалов является вискозиметр стандарта DIN4 – с диаметром

калиброванного отверстия 4 мм.

 

 

 

 

 

- Наливные воронки ISO

 

По сравнению с DIN, эта воронка оснащена более длинным соплом, имеет не такой заостренный

корпус и другие внутренние размеры. Это обеспечивает отличающиеся значения времени истечения.

 

Расширенный диапазон измерений делает воронку ISO полезным дополнением к прибору DIN.

Воронка ISO вмещает 100мл ± 1мл.

 

 

 

- FORD (ASTM D 120087)для американских продуктов. Это чашки в виде усечённого конуса

с широким горлышком и узким отверстием определённого диаметра, расположенным снизу.

В соответствии с европейским стандартом существует пять чашек одинаковой формы вместимостью

100 мл, но с разным диаметром нижнего отверстия - 2, 3, 4, 6 и 8 мм. Чашки FORD имеют отличающиеся

от этого ряда отверстия , например, – вискозиметр Ford #4 (диаметр сопла 1/6 дюйма или примерно 4,2 мм). 

 

Некоторые фирмы могут рекомендовать и свои собственные измерительные устройства. На практике с

равным успехом можно пользоваться любым из них: построены все эти приборы по одному принципу,

а для пересчета показаний существуют специальные графики и номограммы.

 

 

 

 

Однако этим методом нельзя определить точную вязкость тиксотропных материалов, так как они очень легко разжижаются при перемешивании. После прекращения воздействия через некоторое время их вязкость снова повышается. Вязкость тиксотропных материалов может быть определена только с помощью специальных вискозиметров.

 

- Метод Брукфильда

Вискозиметры Брукфильда включены в большое количество международных стандартов и спецификаций. Все вискозиметры Брукфильда используют стандартный принцип ротационной вискозиметрии: измерение вязкости осуществляется посредством пересчета крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя прибора с постоянной скоростью при погружении его в исследуемую среду. Каждая модель вискозиметра Брукфильда может использоваться для широкого спектра измерения вязкости, благодаря возможности выбора скорости и сменным  измерительным системам. 

Точность измерения: +-1% полной шкалы, воспроизводимость +-0.2% 

 

Определение кажущейся вязкости по Брукфильду производится по ГОСТ 25271-93 и стандарту ИСО 2555-89 Настоящий стандарт устанавливает метод определения кажущейся вязкости по Брукфильду Вискозиметры позволяют проводить измерения вязкости от 0,02 Па•с (20 сП) до 60000 Па•с (60•10 сП).

 

Продукты, к которым применим настоящий стандарт, обычно являются неньютоновскими жидкостями и поэтому их вязкость зависит от скорости сдвига, при которой проводится измерение.

Для всех трех типов вискозиметра скорость сдвига в разных точках шпинделя не одинакова. Таким образом, для неньютоновской жидкости полученный результат не является "вязкостью при известной скорости сдвига", вследствие чего ее условно называют кажущейся вязкостью. Для определения вязкости шпиндель цилиндрической или соответствующей формы (диск) приводится во вращение синхронным двигателем с постоянной скоростью в испытуемом продукте.

 

Сопротивление жидкости вращению шпинделя, зависящее от вязкости продукта, обусловливает крутящий момент, который фиксируется соответствующим измерителем. Это измерение базируется на связи силы натяжения спиральной пружины с величиной крутящего момента, фиксируемой движением стрелки на шкале.

 

Кажущуюся вязкость по Брукфильду вычисляют умножением показаний шкалы на коэффициент, который зависит от скорости вращения и характеристики шпинделя.

 

Для определения условной вязкости густотертых красок, шпатлевок, высоковязких грунтов и т.п. можно пользоваться методом, основанным на погружении в исследуемый материал металлического конуса и определении глубины его погружения в единицу времени. Сущность метода (ГОСТ 5346) заключается в определении глубины погружения в испытуемый материал стандартного конуса за 5 сек. при 25°С и при общей нагрузке 150 г, выражаемой целым числом десятых долей миллиметра по шкале пенетрометра.

 

Контроль получаемой условной вязкости осуществляется экспресс-методом с использованием вискозиметра ВЗ-246 (Россия), Форд-4 (Англия, США), ДИН-4 (Германия). Метод основан на измерении продолжительности истечения известного объема жидкости из воронки и отверстием определенного диаметра. Время истечения является мерой вязкости ЛКМ и определяется с помощью секундомера в секундах (ГОСТ 8420).

 

Во всех случаях вязкость в значительной степени зависит от температуры, и поэтому перед применением лакокрасочный материал желательно подогреть до температуры помещения, где производится окраска, так как резкое изменение вязкости в процессе использования лака из-за большого перепада температуры (склад-цех) может привести к разнотолщинности и появлению дефектов в покрытии.

 

 

Вязкость лаков считается удовлетворительной, если она не создает затруднений при определенном способе применения. Ровную пленку, имеющую одинаковую толщину по всей поверхности, удается получить только при применении лакокрасочных материалов, обладающих оптимальной вязкостью.

 

Высокая вязкость затрудняет применение лакокрасочных материалов, так как слишком вязкие материалы с трудом проходят или даже совсем не проходят через сопло распылителя и не могут быть распределены ровным слоем по поверхности окрашиваемого изделия. 

 

При слишком низкой вязкости лакокрасочные материалы стекают с окрашиваемых вертикальных или наклонных поверхностей, оставляя на верхней их части слишком тонкий слой материала и образуя натеки в нижней части поверхностей. Таким образом, каждый лакокрасочный материал должен обладать оптимальной вязкостью, зависящей от способа его применения. 

 

Вязкость лкм при нанесении их кистью должна быть по вискозиметру ВЗ-4 30 - 40 сек, при нанесении распылением - 18 - 22 сек.  

 

Для доведения до оптимальной вязкости (рабочая вязкость) используют разбавители, которые вводят в ЛКМ перед применением.

После добавления в лакокрасочный материал разбавителя его вязкость значительно снижается. 

Кроме снижения вязкости материала это также приводит к сокращению его сухого остатка и, следовательно, толщины лакокрасочной плёнки.

 

Изготовители указывают количество добавляемого разбавителя (по весу или по объёму), необходимого для придания лакокрасочному материалу рабочей вязкости для нанесения оборудованием определённого типа в техническом описании на лакокрасочный материал.

Это количество разбавителя, установленное производителем ЛКМ, является действительным при стандартных условиях, которые включают в себя температуру окружающей среды и лакокрасочного материала 20оС и влажность воздуха 50%. На практике данные условия выполняются очень редко, поэтому конкретное количество вводимого разбавителя определяется индивидуально в зависимости от условий применения лкм. 

 

Важно учитывать изменение вязкости с изменением температуры. Если в спецификациях приведены данные измерения при 20°С, то контролировать вязкость надо строго при указанной температуре. Перед измерением вязкости надо хорошо перемешать тестируемый материал, особенно в случае длительного хранения. Если температура лакокрасочного материала понижается , его вязкость увеличивается, и,  следовательно, требуется большее количество разбавителя для придания продукту необходимой технологичности.

 

Рекомендуется регулярно измерять рабочую вязкость продукта, обычно это удобно делать чашкой DIN4. Только в этом случае можно определить необходимую степень разбавления лакокрасочного материала вне зависимости от температурных условий.

В пигментированных системах вязкость в большей степени определяет скорость оседания пигментов под действием сил тяжести. Плотность пигментов значительно превосходит плотность пленкообразующего. При осаждении частицы пигмента образуют осадок. Скорость оседания частиц обратно пропорциональна вязкости, т.е. чем больше вязкость, тем медленнее происходит образование осадка. 

 

При длительном хранении у пигментированных ЛКМ может образовываться значительный плотный осадок, поэтому перед употреблением и замером исходной вязкости лакокрасочные материалы должны быть тщательно перемешаны.