涂料的配方里,树脂、颜料、填料、助剂的比例决定了涂层的性能。那你做配方研发或者品质控制的时候,怎么验证实际配比跟配方单上写的一致呢?用TGA热重分析是一个非常有效的方法,今天就把具体的操作思路讲给你。
TGA的原理很简单:把样品放在天平上,一边加热一边称重,记录重量随温度的变化。不同的成分在不同的温度段分解。对于涂料来说,有机成分比如树脂在300到500°C之间分解,无机填料和颜料要到800°C以上才分解或者根本不分解。所以TGA曲线上的失重台阶就可以对应不同的成分。
具体怎么做呢?首先把涂料样品烘干成固体膜,取10到20毫克放进TGA坩埚。然后在氮气气氛下以10°C每分钟的开温速度加热到600°C。这个时候树脂和助剂已经分解完了,剩下的就是无机填料和颜料。然后换成空气或者氧气气氛,继续加热到800°C以上,炭黑之类的也会烧掉,最后的残余量就是无机物的总量。
通过分析TGA曲线,你可以得到三个关键数据:第一个是有机物总量,就是树脂加助剂的占比。第二个是无机填料颜料的总量。第三个是特定温度段的失重,如果有两种不同的树脂或者油,它们的分解温度不一样,可以通过失重数据反推出比例。有了这些数据,跟配方单上的设计值一对比,就知道实际做出来的产品有没有跑偏。
举个实际案例吧。之前有客户做烤漆,发现涂层硬度一直偏低。我们用TGA测了一下,发现树脂含量比配方设计值低了将近8%,填料含量高了。后来查原因是生产过程中投料出了问题。你想想,要不是TGA数据摆在那,光靠涂膜性能测试,查来查去都找不到根因。
TGA的优势在于:样品用量少、测试时间短、数据直观。一次测试大概一小时,就能把涂料配比拆解清楚。而且TGA还可以跟红外或者质谱联用,分解出来的气体再进红外或者质谱做分析,连用的是哪种树脂都能确认。所以说TGA在涂料配方分析中真的很实用。
如果你手上拿了别人的涂料想做配方参考,或者自己的产品性能波动想查查配比有没有问题,点在线咨询,把样品寄过来,我们帮你做TGA分析,数据说话最靠谱。(全文约840字)