CN109856013B - 一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，包括：建立半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型；将样品半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联以获取施工性能。目前半固体装饰性材料配方优化根据有经验工人对小样施工性能进行主观打分的方法实施的，所获得的数据具有一致性差，前后矛盾等缺陷，本发明通过建立半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型从而克服了现有主观评价施工性能的诸多不足，可以快速准确地得到半固体装饰性材料配方和施工性能之间的定量关系，有效缩短了半固体装饰性材料配方开发和优化周期。

Description

一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法

技术领域

本发明涉及工程材料领域，特别是一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法。

背景技术

目前半固体装饰性材料，例如腻子，主要是通过有经验的施工者借助批刀和油灰刀通过批刮进行施工的。在开发或改进内墙半固体装饰性材料粉和半固体装饰性材料膏产品时，优化施工性能的配方和工艺调整主要是依靠有经验的施工者模拟现场施工，然后逐项对多个施工性能指标进行评分。配方设计工程师根据评分结果，对配方做出调整。在施工性能评分项目中，批刮手感是决定施工性能评分高低的最重要因素。施工者对批刮手感的评分结果受人为主观因素影响很大，不同人甚至是同一个人在不同时间给出的评分结果都可能出现不一致。这种因为主观人为因素不一致导致的评分结果不确定性在很大程度上干扰了产品配方的开发工作。同时在控制出厂产品质量稳定性方面，也亟需一套客观可靠的技术指标衡量半固体装饰性材料产品的施工性能。

建筑工业行业标准中的半固体装饰性材料产品的施工性能评价的方法和实际施工情况存在很大差异。JG/T 298-2010建筑内墙用腻子和JG/T 157-2009建筑外墙用腻子对施工性的描述都有“有障碍”或“无障碍”，判断时主观成分大，没有数字参数限度标准。在出厂检验时对腻子产品的施工性能评价目前还是依靠资深施工人员对腻子批刮过程的真实手感做主观打分的方法。此方法虽然可以定量，但是用于定量的数字来源于主观感觉，分数的高低难以直接与配方组成相互关联，为此需要一种能够关联配方、工艺和实际施工性能的客观量化指标，将此量化的指标和实际施工性能对应起来。在评价施工性能时，最重要的是施工人员在批刮过程中的手感。对于半固体装饰性材料批刮手感的定量化研究主要是从材料流变特性出发，以材料固有的流变参数为指标评价其施工性能。可以借助旋转流变仪、旋转粘度计、穿刺深度仪、稠度仪，跳桌等获得样品流动性、塑性等方面的流变参数。比如，国内建筑腻子行业评价施工性能的方法是稠度仪(GB/T 1749)，北美和欧洲的建筑材料行业一般使用跳桌(比利时标准NBN B13-206)和艾米丽塑性仪美国Emley Plasticity Meter(美国ASTM C110-04.7)衡量施工性能的好坏。

稠度仪和跳桌两种标准测试方法都是考察材料在从静止开始到流动前的静态屈服应力，这与实际腻子或砂浆在批刮过程中的快速铺展过程并不完全相同。半固体装饰性材料本身是半固态，具有较强的触变性。有的样品用稠度仪测得的稠度数值较大，但是批刮手感却很好，所以使用稠度值作为单一评价指标这就可能给配方调整造成误导。另外，以上这两种简易仪器的测量结果受操作者的影响较大，不同操作者得到的数据之间的可比性较差。

半固体装饰性材料产品配方确定是根据其用途和性能要求(包括国家或行业标准)按照优化原则,采用反复试配,逐步接近目标的方法进行设计、试配和确定的。也就是按照半固体装饰性材料产品标准规定的性能指标，根据已有生产研究经验，设计一系列方法试配，通过试配样品的性能检验数据和计算成本，确定最佳配方。

通常，先要了解半固体装饰性材料产品的最初产品形态(膏状还是粉状)，性能要求，使用环境，包装和存储方式以及原材料市场供应情况。然后需要先确定半固体装饰性材料的原材料基础配方。建立配方中的主要原料和半固体装饰性材料产品主要性能指标之间的关系。

1.确定半固体装饰性材料原材料种类和规格。

原材料确定顺序为成膜物质(粘接剂)、重钙、纤维素醚、膨润土、水和其它助剂。粘结剂可选取乳胶粉或聚合物乳液。

2.确定粘合剂的基本用量

粘合剂的种类和用量决定了半固体装饰性材料质量指标的吸水率、半固体装饰性材料膜柔韧性、动态抗开裂性和粘结强度等性能，性能标准参考JG/T 298-2010建筑内墙用腻子和G/T 157-2009建筑外墙用腻子。粘合剂可用乳胶粉或聚合物乳液，可选PVA、VAE(乙烯-乙酸乙烯共聚物)和丙烯酸酯等乳液。在粉状腻子中选用乳胶粉时，应尽量选用玻璃化温度低的产品，而且应有一个基本用量限制才能满足标准性能指标和实际使用的要求。填料细度(粒径)影响成膜物质用量，腻子与涂料不同，选用填料时，应尽量选用粒径大些的，200目细度的填料是多数腻子(粗找平除外)组分中主要成分。原因在于：一是能减少成膜物质用量。二是能够降低腻子中填料成本。三是能够减小腻子批刮成膜后的干燥收缩，防止腻子成膜后的初期干燥开裂。

3.试配样品对其它原料基本用量进行调整。

除了半固体装饰性材料的物理力学性能外，半固体装饰性材料的施工性能也是非常重要的。施工性能的改善可以通过调整纤维素醚、膨润土和水含量解决。这三种主要原料的用量如何确定一直是配方开发的技术难点。目前半固体装饰性材料的主要是通过有经验的施工者借助批刀和油灰刀通过批刮进行施工的。在开发或改进内墙装饰性材料粉和装饰性材料膏产品时，优化施工性能的配方和工艺调整主要是依靠有经验的施工者模拟现场施工，然后逐项对多个施工性能指标进行评分。配方设计工程师根据评分结果，对配方做出调整。在施工性能评分项目中，批刮手感是决定评分高低的最重要因素。施工者对批刮手感的评分结果受人为主观因素影响很大，不同人甚至是同一个人在不同时间给出的评分结果都可能出现不一致。这种因为主观人为因素不一致导致的评分结果不确定性在很大程度上干扰了产品配方的开发工作。

本发明借助旋转流变仪对已知配方制备的半固体装饰性材料小样进行流变测试，然后通过统计学方法将多个半固体装饰性材料小样的流变参数和施工性能主观打分评级数据相互关联，形成可以不断优化的函数模型。此模型可以帮助配方开发工程师快速完成配方的微调工作，缩短了针对施工性能做配方调整的调配时间，提高了配方开发工程师对国家政策和原材料波动的响应能力。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，采用了旋转流变仪获得半固体装饰性材料的流变参数并根据数据库模拟打分获取客观数据，从而克服了主观打分方法的诸多不足，可以快速准确地得到半固体装饰性材料配方和施工性能之间的定量关系，有效缩短了半固体装饰性材料配方开发和优化周期。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案的基本构思是：

一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，包括：建立半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型，将样品半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联以获取施工性能；

优选的，可根据所述的施工性能调整/确定半固体装饰性材料的配方；

其中，所述的根据所述的施工性能调整/确定半固体装饰性材料的配方包括：当施工性能不满足时，调整半固体装饰性材料的配方，重新判断施工性能，当施工性能满足时，则保存该半固体装饰性材料的配方待用。

在上述方案中，可采用旋转流变仪获得半固体装饰性材料的流变参数，然后输入所述半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型中，获取到对应的施工性能，例如施工性能以模拟打分分级客观的方式体现，从而克服了主观评价施工性能的诸多不足，可以快速准确地得到半固体装饰性材料配方和施工性能之间的定量关系，有效缩短了半固体装饰性材料配方开发和优化周期。

优选的，根据半固体装饰性材料不同的流变参数与对应的施工性能建立所述的关系模型，将新配半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联，以获取对应施工性能。

在上述方案中，该关系模型可为根据流变参数与施工性能的对应关系建立的数据库。

优选的，判断所述关系模型是否具有与所述新配半固体装饰性材料相同的流变参数，若是，则直接根据该流变参数获取对应施工性能，否则，根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能。

优选的，所述的根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能包括：查询所述关系模型中与新配半固体装饰性材料最接近的流变参数，根据所述最接近的流变参数获取对应的施工性能；

或所述的根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能包括：选取关系模型中多个接近新配半固体装饰性材料的流变参数并分别获取对应施工性能，将各施工性能进行综合计算得到半固体装饰性材料的施工性能。

优选的，所述的流变参数包括屈服应力和塑性粘度两个参数，所述的关系模型中的一流变参数对应有屈服应力和塑性粘度两个参数，在关系模型中，以屈服应力、塑性粘度为X-Y坐标轴变量，建立二维坐标系，将所述的流变参数绘制在该二维坐标系中；

优选的，所述的二维坐标中的流变参数通过离散分布的若干参数点表示。

在上述方案中，因为关系模式是逐渐建立的，因此关系模型中很难包括各种流变参数，只能是在进化的过程中，逐步增加更多的流变参数，且该关系模型中，主要针对施工性能好的半固体装饰性材料进行的流变参数采集，因此关系模型中主要以离散分布的若干参数点表示。

优选的，该二维坐标系中包括有施工性能合格的参数点集中区，在进行施工性能判断的过程中，先判断新配半固体装饰性材料的流变参数是否处于所述的集中区，若是，则在所述集中区内选择对应的一个或多个参数点，并根据这些参数点确定半固体装饰性材料的施工性能，否则，使用参数经过拟合的多项式确定新配半固体装饰性材料的施工性能，所述多项式的中间变量是abs(exp(((塑性粘度/10)))*(屈服应力)-1500)；

优选的，所述的拟合采用的方法是Levenberg-marquardt拟合法。

优选的，当所述的二维坐标系中无对应新配半固体装饰性材料流变参数的参数点时，选取与新配半固体装饰性材料的流变参数接近的若干参数点，将这些参数点对应的施工性能进行加权平均计算得到新配半固体装饰性材料的施工性能。

在上述方案中，采用若干参数点进行施工性能的计算会减少误差因素，得到更加客观的结果。

优选的，所述的加权平均计算为根据所选取的各参数点与新配半固体装饰性材料的流变参数在二维坐标系中的距离，分配各参数点对应的施工性能计算配重，根据各施工性能的计算配重，计算出最终新配半固体装饰性材料的施工性能；

其中，二维坐标中各参数点与新配半固体装饰性材料的流变参数距离越大，则分配对应施工性能的配重越小。

在上述方案中，与新配半固体装饰性材料的流变参数在二维坐标系中接近的参数点具有更为接近该新配半固体装饰性材料的施工性能，因此根据各参数点与新配半固体装饰性材料的施工性能在二维坐标系中的直线距离，分配各参数点相应的计算配重，可得到更为客观的施工性能。

优选的，与新配半固体装饰性材料接近的三个参数点分别为a、b、c，其三者偏离新配半固体装饰性材料的流变参数的距离分别为A、B、C，其三者对应的施工性能分别为i、j、k；

A＝sqrt((a的塑性粘度*10-d的塑性粘度*10)^2+(a的屈服应力-d点的屈服应力)^2)；

B＝sqrt((b的塑性粘度*10-d的塑性粘度*10)^2+(b的屈服应力-d点的屈服应力)^2)；

C＝sqrt((c的塑性粘度*10-d的塑性粘度*10)^2+(c的屈服应力-d点的屈服应力)^2)；

令E＝A+B+C；则新配半固体装饰性材料的施工性能s＝i*C/E+j*B/E+k*A/E；

其中，A<B<C。

上述方案为采用与新配半固体装饰性材料最接近的三个参数点进行计算新配半固体装饰性材料施工性能的实例，该过程中，选用三个最接近的参数点，可以减少误差，得到较为客观的施工性能。

优选的，还包括建立半固体装饰性材料配方与半固体装饰性材流变参数关系模型，将半固体装饰材料配方与该关系模型相关联以获取对应流变参数，将该流变参数与所述建立的半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型相关联可获取对应施工性能。

优选的，所述的施工性能根据施工过程中，被平整的表面/批刮工具的受力信息确定；

优选的，检测在批刮半固体装饰性材料过程中，被平整的表面/批刮工具的平均受力，平均受力越大则对应施工性能越差。

通过采用以上技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的施工性能判断方法，包括：建立半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型，将样品半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联以获取施工性能，根据所述的施工性能调整/确定半固体装饰性材料的配方。目前半固体装饰性材料配方优化根据有经验工人对小样施工性能进行主观打分的方法实施的，所获得的数据具有一致性差，前后矛盾等缺陷，本发明采用了旋转流变仪获得半固体装饰性材料的流变参数并根据数据库模拟打分获取客观数据，从而克服了主观打分方法的诸多不足，可以快速准确地得到半固体装饰性材料配方和施工性能之间的定量关系，有效缩短了半固体装饰性材料配方开发和优化周期。

2、本发明中所述的流变参数包括屈服应力和塑性粘度两个参数，所述的关系模型中的一流变参数对应有屈服应力和塑性粘度两个参数，在关系模型中，以屈服应力、塑性粘度为X-Y坐标轴变量，建立二维坐标系，将所述的流变参数绘制在该二维坐标系中；关系模型中很难包括各种流变参数，只能是在进化的过程中，逐步增加更多的流变参数，且该关系模型中，主要针对施工性能好的半固体装饰性材料进行的流变参数采集，因此关系模型中的流变参数主要以离散分布的若干参数点表示。该二维坐标系中包括有施工性能合格的参数点集中区，在进行施工性能判断的过程中，先判断新配半固体装饰性材料的流变参数是否处于所述的集中区，若是，则在所述集中区内选择对应的一个或多个参数点，并根据这些参数点确定半固体装饰性材料的施工性能，否则，使用参数经过拟合的多项式确定新配半固体装饰性材料的施工性能，所述多项式的中间变量是abs(exp(((塑性粘度/10)))*(屈服应力)-1500)；优选的，当所述的二维坐标系中无对应新配半固体装饰性材料流变参数的参数点时，选取与新配半固体装饰性材料的流变参数接近的若干参数点，将这些参数点对应的施工性能进行加权平均计算得到新配半固体装饰性材料的施工性能。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明中半固体装饰性材料的施工性能获取步骤图；

图2是实验纤维素醚投料量对施工性能的影响图；

图3是实验膨润土投料量对施工性能的影响图；

图4是实验含水率对施工性能的影响图；

图5是以屈服应力、塑性粘度为X-Y坐标轴变量，建立二维坐标系，将所述的流变参数绘制在该二维坐标系中的示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

本实施例提供一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，包括：建立半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型，将样品半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联以获取施工性能；

优选的，可根据所述的施工性能调整/确定半固体装饰性材料的配方；

其中，所述的根据所述的施工性能调整/确定半固体装饰性材料的配方包括：当施工性能不满足时，调整半固体装饰性材料的配方，重新判断施工性能，当施工性能满足时，则保存该半固体装饰性材料的配方待用(例如将对应半固体装饰性材料的配方作为新开发的半固体装饰性材料的配方)。

在上述方案中，可采用旋转流变仪获得半固体装饰性材料的流变参数，然后输入所述半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型中，获取到对应的施工性能，例如施工性能以模拟打分分级客观的方式体现，从而克服了主观评价施工性能的诸多不足，可以快速准确地得到半固体装饰性材料配方和施工性能之间的定量关系，有效缩短了半固体装饰性材料配方开发和优化周期。

优选的，根据半固体装饰性材料不同的流变参数与对应的施工性能建立所述的关系模型，将新配半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联，以获取对应施工性能。

在上述方案在中，该关系模型可为根据流变参数与施工性能的对应关系建立的数据库。

优选的，判断所述关系模型是否具有与所述新配半固体装饰性材料相同的流变参数，若是，则直接根据该流变参数获取对应施工性能，否则，根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能。

优选的，所述的根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能包括：查询所述关系模型中与新配半固体装饰性材料最接近的流变参数，根据所述最接近的流变参数获取对应的施工性能；

或所述的根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能包括：选取关系模型中多个接近新配半固体装饰性材料的流变参数并分别获取对应施工性能，将各施工性能进行综合计算得到半固体装饰性材料的施工性能。

优选的，所述的流变参数包括屈服应力和塑性粘度两个参数，所述的关系模型中的一流变参数对应有屈服应力和塑性粘度两个参数，在关系模型中，以屈服应力、塑性粘度为X-Y坐标轴变量，建立二维坐标系，将所述的流变参数绘制在该二维坐标系中，参见图5所示。

优选的，所述的二维坐标中的流变参数通过离散分布的若干参数点表示。

在上述方案中，因为关系模式是逐渐建立的，因此关系模型中很难包括各种流变参数，只能是在进化的过程中，逐步增加更多的流变参数，且该关系模型中，主要针对施工性能好的半固体装饰性材料进行的流变参数采集，因此关系模型中主要以离散分布的若干参数点表示。

优选的，该二维坐标系中包括有施工性能合格的参数点集中区，在进行施工性能判断的过程中，先判断新配半固体装饰性材料的流变参数是否处于所述的集中区，若是，则在所述集中区内选择对应的一个或多个参数点，并根据这些参数点确定半固体装饰性材料的施工性能，否则，使用参数经过拟合的多项式确定新配半固体装饰性材料的施工性能，所述多项式的中间变量是abs(exp(((塑性粘度/10)))*(屈服应力)-1500)；

优选的，所述的拟合采用的方法是Levenberg-marquardt拟合法。

优选的，当所述的二维坐标系中无对应新配半固体装饰性材料流变参数的参数点时，选取与新配半固体装饰性材料的流变参数接近的若干参数点，将这些参数点对应的施工性能进行加权平均计算得到新配半固体装饰性材料的施工性能。

在上述方案中，采用若干参数点进行施工性能的计算会减少误差因素，得到更加客观的结果。

优选的，所述的加权平均计算为根据所选取的各参数点与新配半固体装饰性材料的流变参数在二维坐标系中的距离，分配各参数点对应的施工性能计算配重，根据各施工性能的计算配重，计算出最终新配半固体装饰性材料的施工性能；

其中，二维坐标中各参数点与新配半固体装饰性材料的流变参数距离越大，则分配对应施工性能的配重越小。

在上述方案中，与新配半固体装饰性材料的流变参数在二维坐标系中接近的参数点具有更为接近该新配半固体装饰性材料的施工性能，因此根据各参数点与新配半固体装饰性材料的施工性能在二维坐标系中的直线距离，分配各参数点相应的计算配重，可得到更为客观的施工性能。

优选的，与新配半固体装饰性材料接近的三个参数点分别为a、b、c，其三者偏离新配半固体装饰性材料的流变参数的距离分别为A、B、C，其三者对应的施工性能分别为i、j、k；

A＝sqrt((a的塑性粘度*10-d的塑性粘度*10)^2+(a的屈服应力-d点的屈服应力)^2)；

B＝sqrt((b的塑性粘度*10-d的塑性粘度*10)^2+(b的屈服应力-d点的屈服应力)^2)；

C＝sqrt((c的塑性粘度*10-d的塑性粘度*10)^2+(c的屈服应力-d点的屈服应力)^2)；

令E＝A+B+C；则新配半固体装饰性材料的施工性能s＝i*C/E+j*B/E+k*A/E；

其中，A<B<C。

上述方案为采用与新配半固体装饰性材料最接近的三个参数点进行计算新配半固体装饰性材料施工性能的实例，该过程中，选用三个最接近的参数点，可以减少误差，得到较为客观的施工性能。

优选的，还包括建立半固体装饰性材料配方与半固体装饰性材流变参数关系模型，将半固体装饰材料配方与该关系模型相关联以获取对应流变参数，将该流变参数与所述建立的半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型相关联可获取对应施工性能。

关于本发明中的术语施工性能，进行以下说明：

本发明的术语施工性能，指的是半固体装饰性材料批刮施工时的难易程度。半固体装饰性材料施工性能可通过批刮半固体装饰性材料的过程中，平整的表面/批刮工具的受力信息确定：检测在批刮半固体装饰性材料过程中，平整的表面/批刮工具的平均受力，平均受力越大，则表示施工性能越差。

例如：设定一个特定配方的半固体装饰性材料，所有样品的施工性能均根据与该特定配方的半固体装饰性材料确定；则施工性能的测试方法如下：

S1、用该特定标准配方的半固定装饰性材料向被平整的表面进行批刮，采集被平整的表面/批刮工具的平均受力F1；

S2、用待测试的样品半固定装饰性材料向被平整的表面进行批刮，并采集被平整的表面/批刮工具的平均受力F2；

S3、则施工性能I＝F1/F2；

施工性能I越大，则代表样品的施工性能越好。

在另一方案中，也可通过资深施工人员对半固体装饰性材料批刮过程中的真实手感进行施工性能主观打分，通过打分值表示施工性能优劣。

实施例二

本实施例二在实施例一的基础上进一部公开半固体装饰性材料的施工性能获取方法，参见图1所示，包括以下步骤：

S101、确定半固体装饰性材料配方；

S102、根据步骤S101中的半固体装饰性材料配方制备小样若干千克；优选2千克；

S103、对步骤S102中的小样进行流变测试；

S104、根据流变测试结果计算流变参数；

S105、将流变参数与所建立的关系模型相关联，获取施工性能。

操作者在进行半固体装饰性材料配方开发中，可进行上述各步骤，并根据步骤S105中的施工性能，调节S101中的半固体装饰性材料配方，从而逐步获取到最佳的半固体装饰性材料配方。

另一方面，本实施例中进一步对建立半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型的过程进行简述，具体包括以下步骤：

S201、确定半固体装饰性材料配方；

S202、根据步骤S201中的半固体装饰性材料配方制备小样若干千克；

S203、对步骤S202中的小样进行流变测试和进行人工施工性能判断，优选的，由专业人士进行施工性能打分评级；

S204、根据S203中的流变测试结果计算流变参数；

S205、根据S204中的流变参数和S203中的施工性能打分评级，建立半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型。

其中，半固体装饰性材料的流变参数获取方法包括以下步骤：

S1、按照旋转流变仪的取样要求对半固体装饰性材料进行取样和装载半固体装饰性材料；

S2、流变测试：将半固体装饰性材料静止2min后开始测试，采集若干扭矩和对应的转速信号，并分别计算输出剪切应力-剪切速率数据点；

S3、对步骤S2中得到的剪切应力-剪切速率数据点进行数据处理，得到半固体装饰性材料的流变参数，该流变参数包括屈服应力和塑性粘度；

优选的，在步骤S1之前还包括对半固体装饰性材料进行前处理的过程：将半固体装饰性材料(半固体装饰性材料粉)按照指定比例兑水，搅拌均匀静止5分钟，形成膏状；其中，不需要前处理的半固体装饰性材料则直接进入步骤S1。

需要注意的是，半固体装饰性材料初始状态可能是粉或膏状，当半固体装饰性材料选用粉状时，则需要按照指定比例兑水，搅拌均匀静止5分钟，形成膏状；当半固体装饰性材料选用了膏状，则直接进入步骤S2。

优选的，新配的半固体装饰性材料(半固体装饰性材料粉兑水样品或半固体装饰性材料膏)直接通过调刀取样，用套筒法取样，套筒的内径为24mm，高度为32/16mm。

优选的，步骤S1中包括用调刀将指定质量的半固体装饰性材料平铺在旋转流变仪的平行板测试***内，控制半固体装饰性材料经过上板的挤压平铺在下板之上，并与下板边缘接触但不形成挤压。

优选的，步骤S1中包括准确称量8～15g半固体装饰性材料作为测试样品，用调刀将指定质量的样品平铺在旋转流变仪的平行板测试***内，平行板测试***的上下板温度恒定在指定温度范围内任一温度，在半固体装饰性材料的温度进入指定温度范围后下降上板，上板向下的移动速率在上下板的间隙＞10mm前为2mm/s，在上下板的间隙≤10mm后，上板的下降速率以对数方式逐渐递减，到指定间隙值时上板的下降速率减小到零；

优选的，平行板测试***的下板直径为55～65mm的圆盘，上板为50mm直径的圆板；

优选的，所述的指定温度范围为10～35℃，温度的波动范围为±0.5℃。

上述方案中，各数据的参数值或参数范围是发明人在大量的实验中总结的优选参数值或参数范围，在该范围内进行实验，得出的结果更加准确。

优选的，在步骤S2中包括依次执行的第一测试阶段和第二测试阶段；其中，第一测试阶段为：剪切速率从零开始线性增大至指定剪切速率终止，第二测试阶段为：剪切速率从指定剪切速率开始线性减小到零，在每个阶段中每隔时间△t采集扭矩和转速信号，并计算输出对应剪切应力-剪切速率数据点。

优选的，所述指定剪切速率的最大值为10～500s^-1范围内的任意值，每个阶段的剪切时间为0～60s内的任意值，半固体装饰性材料的厚度为0.5～2mm。

上述方案中，剪切速率和剪切时间也是发明人在大量的实验中总结的优选参数值或参数范围，在该范围内进行实验，得出的结果更加准确，该剪切速率和剪切时间的参数是针对旋转流变仪而总结的。发明人在大量的实验中证明当最大剪切速率过低或过高,剪切时间过短或过长，得到的数据不能够反映施工性能，而且剪切速率过高得到数据波动剧烈,用流动模型拟合得到的塑性粘度和屈服应力数据重复性变差。为减小波动和提高数据重复性用旋转流变仪的平行板的下板限制半固体装饰性材料在高速剪切下的边缘破裂可以帮助实现减小波动和提高数据重复性的目的，本发明中，发明人在旋转流变仪的平行板的下板外周设置有挡板结构，用于在高速旋转过程中，限制半固体装饰性材料的边缘破裂或脱离平行板，防止影响实验结果，避免了半固体装饰性材料在高速剪切过程中边缘破裂和脱离平行板等异常行为对测试结果的不利影响。

优选的，在步骤S3中，采用Bingham模型进行线性拟合处理得到半固体装饰性材料的屈服应力和塑性粘度。

其中，采用Bingham模型进行线性拟合处理为：拟合剪切速率从指定剪切速率减小到零的剪切应力-剪切速率的有效数据点，得到的截距和斜率分别是对应半固体装饰性材料的屈服应力和塑性粘度；

优选的，所述的有效数据点是剪切速率≥2s^-1的所有数据点。

需要注意的是，上述的半固体装饰性材料的流变参数获取方法既用于建立半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型的过程中，也用于在开发半固体装饰性材料配方的过程中，获取半固体装饰性材料的流变参数，在建立半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型过程中和在开发半固体装饰性材料配方的过程中采用同样的方法获取半固体装饰性材料的流变参数，采用同样的标准可得到统一标准的施工性能。

实施例三

实施例三在是发明人在实际的实验中，采用所建立的半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型进行配方的开发过程：

其中，该实施例中，半固体装饰性材料的各成分如下：

原料	添加量(质量份％)
		重钙	60-90
水	10-40
		粘合剂	1-3
纤维素醚	0.1-0.7
		膨润土	0.1-0.5
防腐剂	0.1-0.3

首先实验纤维素醚投料量对流变参数、施工性能的影响，参见下表格为纤维素醚与对应流变参数：

参加图2所示，为采用半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型确立的模拟打分评级值，该打分评级值与实施例一中的步骤S1-步骤S3判断标准一致，表示半固体装饰性材料批刮施工时的难易程度，打分评级越高，则对应施工性能越好；

然后实验膨润土投料量对流变参数、施工性能的影响，参见下表格中，膨润土成分与对应半固体装饰性材料的流变参数：

膨润土PR200wt％	屈服应力(Pa)	塑性粘度(Pa-s)
			5.95	667	9.1
6.05	661	8.9
			6.15	625	9.1
6.25	448	8.2
			6.35	320	6

参加图3所示，为采用半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型确立的模拟打分评级值；

最后，实验含水率对流变参数、施工性能的影响，参见下表格中，加水量与对应流变参数：

加水量wt％	屈服应力(Pa)	塑性粘度(Pa-s)
			21.85	618	8
20.85	744	8.1
			19.85	973	12.5
18.85	1157	15

参加图4所示，为采用半固体装饰性材料的流变参数与施工性能的关系模型确立的模拟打分值；

本实施中，通过分别测试各成分的比例对施工性能的影响关系，可得到各成分的最佳比例，从而可开发出施工性能最佳的半固体装饰性材料产品。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (11)

1.一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，包括：

建立半固体装饰性材料流变参数与施工性能的关系模型；

将样品半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联以获取施工性能；

所述的流变参数包括屈服应力和塑性粘度两个参数，所述的关系模型中的一流变参数对应有屈服应力和塑性粘度两个参数，在关系模型中，以屈服应力、塑性粘度为 X-Y 坐标轴变量，建立二维坐标系，将所述的流变参数绘制在该二维坐标系中；

该二维坐标系中包括有施工性能合格的参数点集中区，在进行施工性能判断的过程中，先判断新配半固体装饰性材料的流变参数是否处于所述的集中区，若是，则在所述集中区内选择对应的一个或多个参数点，并根据这些参数点确定半固体装饰性材料的施工性能，否则，使用参数经过拟合的多项式确定新配半固体装饰性材料的施工性能，所述多项式的中间变量是abs(exp(((塑性粘度/10)))*(屈服应力)-1500)。

2.根据权利要求1所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，根据半固体装饰性材料不同的流变参数与对应的施工性能建立所述的关系模型，将新配半固体装饰性材料的流变参数与所述的关系模型相关联，以获取对应施工性能。

3.根据权利要求2所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，判断所述关系模型是否具有与所述新配半固体装饰性材料相同的流变参数，若是，则直接根据该流变参数获取对应施工性能，否则，根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能。

4.根据权利要求3所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，所述的根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能包括：查询所述关系模型中与新配半固体装饰性材料最接近的流变参数，根据所述最接近的流变参数获取对应的施工性能；

或所述的根据所述关系模型中接近所述新配半固体装饰性材料的流变参数获取半固体装饰性材料的施工性能包括：选取关系模型中多个接近新配半固体装饰性材料的流变参数并分别获取对应施工性能，将各施工性能进行综合计算得到半固体装饰性材料的施工性能。

5.根据权利要求 1-4 任一所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，所述的二维坐标中的流变参数通过离散分布的若干参数点表示。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，所述的拟合采用的方法是Levenberg-marquardt拟合法。

7.根据权利要求1所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，当所述的二维坐标系中无对应新配半固体装饰性材料流变参数的参数点时，选取与新配半固体装饰性材料的流变参数接近的若干参数点，将这些参数点对应的施工性能进行加权平均计算得到新配半固体装饰性材料的施工性能。

8.根据权利要求7所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，所述的加权平均计算为根据所选取的各参数点与新配半固体装饰性材料的流变参数在二维坐标系中的距离，分配各参数点对应的施工性能计算配重，根据各施工性能的计算配重，计算出最终新配半固体装饰性材料的施工性能；

其中，二维坐标中各参数点与新配半固体装饰性材料的流变参数距离越大，则分配对应施工性能的配重越小。

9.根据权利要求8所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，新配半固体装饰性材料的流变参数为d，与新配半固体装饰性材料接近的三个参数点分别为 a、b、c，其三者偏离新配半固体装饰性材料的流变参数的距离分别为 A、B、C，其三者对应的施工性能分别为 i、j、k；

A＝sqrt((a 的塑性粘度*10-d 的塑性粘度*10)^2+(a 的屈服应力-d 点的屈服应力)^2)；

B＝sqrt((b 的塑性粘度*10-d 的塑性粘度*10)^2+(b 的屈服应力-d 点的屈服应力)^2)；

C＝sqrt((c 的塑性粘度*10-d 的塑性粘度*10)^2+(c 的屈服应力-d 点的屈服应力)^2)；

令 E＝A+B+C；则新配半固体装饰性材料的施工性能 s＝i*C/E+j*B/E+k*A/E；其中，A<B<C。

10.根据权利要求1-4任一所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，其特征在于，所述的施工性能根据施工过程中，被平整的表面/批刮工具的受力信息确定。

11.根据权利要求10所述的一种平整表面的半固体装饰性材料施工性能判断方法，检测在批刮半固体装饰性材料过程中，被平整的表面/批刮工具的平均受力，平均受力越大则对应施工性能越差。

Images