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        涂料細度測定的影響因素探討

        1·引言 

            涂料的細度又稱為研磨細度,是顏料、填充料在涂料中分散程度的一種量度。即在規定的試驗條件下,于標準細度板上所獲得的讀數,該讀數表示了細度計某處凹槽的深度,單位一般以微米(μm)表示。

            細度是涂料產品制造過程中的一項常規檢測項目,通過測定細度來控制涂料產品的內在質量。細度對涂料的成膜質量、顏色、光澤、耐久性以及貯存穩定性等都有很大的影響。顆粒細、分散程度好的色漆,顏料的潤濕性好,顏料顆粒間未被漆料充滿的空間少,這樣制得的漆膜顏色均勻、表面平整、光澤好,且在貯存過程中顏料不易產生沉淀、結塊等現象,提高了貯存穩定性。

            在細度檢測中,測得的數值并不是單個顏料或填充料粒子的大小,而是色漆在生產過程中顏料、填充料研磨分散后存在的凝聚團的大小。對研磨細度的測量,也是對涂料生產中研磨效率和研磨設備的分散效能的評價。目前常用的細度測定方法有:GB/Te1724—1979(1989)《涂料細度測定法》、GB/T6753.1—2007《色漆、清漆和印刷油墨研磨細度的測定》(等效采用國際標準ISO1524:2000)。

            2·測試原理 

            刮板細度計法的測試原理,是利用刮板細度計上打楔形溝槽將涂料刮出一個楔形層,用肉眼辨別濕膜內顆粒出現的顯著位置,以得出細度的讀數。

            3·刮板細度計對細度測定的影響 

            刮板細度計由刮板和刮刀兩部分組成。

            3.1刮板精度的影響

            GB/T1724中規定的刮板細度計由工具金鋼(牌號Cr12)的磨光平板制成,板上的楔形溝槽長(155±0.5)mm、寬(12±0.2)mm,有150μm、100μm、50μm3種規格。

            細度計的正面槽底及反面平直度允差為0.003mm/全長,正面光潔度為10,分度值誤差為±0.001mm。GB/T6753.1中規定有100μm、50μm、25μm和15μm4種規格的標準刮板細度計,均由長約175mm、寬65mm、厚13mm經淬火的磨光鋼板制成,其表面開有1條或2條長約140mm、寬12.5mm的楔形溝槽。刮板采用光學比較儀來檢定,但刮板儀的使用者沒有光學比較儀,一般只是由生產廠進行出廠檢驗。

            檢驗刮板上平面平直度取有限個點。以某一微米刻度線平面為0,測該點槽深;再以另一位置微米刻度線平面為0,測另一點槽深,依此類推。在此需要注意:任一微米刻度線的基準面的微米數是否均為0,即刮板儀槽兩邊是否為平面。生產廠一般講如何磨出平面,保證平面誤差在多少之內,把使用者帶入誤區。克服之有簡單辦法,即用校驗合格的刮刀,將調好的涂料自上而下刮下,如果兩邊能刮凈不掛涂料,一般可以認定其表面為平面;如果刮后鄰近槽邊的表面能刮凈,離槽較遠表面的位置刮不凈則判定為中高;反之為中凹。如果刮后槽兩邊表面上有花紋,則說明刮板上表面不是一平面。

            3.2刮刀的影響

            GB/T1724中規定刮刀由優質工具碳素鋼(牌號T10A)制成,長為(60±0.5)mm、寬(42±0.5)mm,兩面刀刃均需磨光,刀刃平直度允差0.002mm/全長,表面光潔度為8,刀刃研磨光潔度為10。GB/T6753.1則規定刮刀由長約90mm,寬約40mm,厚約6mm的雙刃鋼片制成,刮刀刀刃半徑為0.25mm。

            為達到刮刀平直度指標,有些生產商把刀口磨成與刀身垂直的小平面。這種刀雖然平直度達到指標,但檢測中只有刀口完全垂直時才能使用,其他角度均不適用,嚴重時根本刮不凈槽兩邊平面上的涂料。使用這種刮刀無法得到準確的檢測結果。刮刀使用時應是垂直握刀刮下,這只是目測垂直。具體操作中總有一定的誤差,理想的刮刀邊緣應磨成15°、弧線,以避免這種誤差,一般來講弧度越小,刀越鋒利,刮出的細度越低(細),反之亦然。

            4·所用工具器材對細度測定的影響 

            4.1調刀

            調刀平面應光滑,最好用壓延、拋光的調刀,粗糙的調刀表面會存留涂料。另外,刀口最好磨成與刀平面成30°~40°角,平直度≤1μm,這樣的刀口才能在玻璃板上刮凈涂料,每次擦拭才能擦凈。

            4.2擦拭用品

            刮板細度計每次使用前都要擦拭,操作中也要擦拭,一般用綢布蘸少許溶劑,如果綢布不干凈,留下塵埃或掉毛都會影響檢測結果。

            5·操作方式對細度測定的影響 

            (1)試樣的代表性:測試前應充分攪拌試樣,取出有代表性的試樣;

            (2)被測漆液的黏度:一般漆液黏度與細度成反比,漆液黏度低,溶劑揮發較快,使顆粒容易顯露出來;

            (3)溶劑的揮發速度:溶劑揮發速度快,測得的細度值偏高;

            (4)測試時,刮刀應盡量保持垂直,刮刀向后傾斜,所得細度值偏小(細);刮刀向前傾斜,所得細度值偏大(粗)。測試時雙手用力要均勻;

            (5)測試后的觀察:GB/T1724規定了讀數時間≤5s,觀察角度為15°~30°。GB/T6753.1則規定讀數時間≤3s,觀察角度為20°~30°。應迅速確定集中點、集中點上一個刻度范圍內的顆粒數以確定細度值,觀察時必須快而準。讀數時間越長,細度值越高,因為溶劑揮發多顆粒逐漸突出,所以應在規定時間內讀數。

            (6)空氣泡:由于測試前攪拌試樣往往會把空氣帶入漆內,使空氣泡在細度計上顯現出來,造成讀數誤差,因此攪勻后的試樣應稍放置一段時間,使氣泡逸出后再進行測試;

            (7)測定完畢,一定要把刮板細度計擦凈晾干,尤其是水性漆更要注意,以免細度計表面腐蝕而影響使用;

            (8)刮刀比細度計稍軟,長期使用后刮刀易受磨損而造成測定值不準確,所以使用前應檢查刮刀;

            (9)對于涂料試樣,如果要測試的項目不只一項,那就先測細度,以免測試其它項目時污染涂料。

            6·其他影響因素 

            (1)檢測細度的環境要保持無飛塵,綢布等輔料應事先準備好。環境溫度不能太低,習慣上所說檢測細度與溫度、濕度無關的觀點欠妥。最好在標準溫、濕度條件下進行檢測。

            (2)觀察細度的光源最好是標準光源,如不具備條件,光源亮度應適宜,并用放大鏡輔助觀察。

            (3)GB/T1724規定了在對光觀察溝槽中顆粒均勻顯露處記下讀數,以μm表示。如有個別顆粒暴露于其它分度線時,則讀數與相鄰分度線范圍內不得超過3 個顆粒;GB/T6753.1則是觀察試樣首先出現密集顆粒點之處,特別是在橫跨溝槽3mm寬的條帶內包含有5~10個顆粒的位置,即顆粒點密集處記下讀數,并以μm表示。由此可見,對于這兩個方法測試的終點判定,其讀數方法完全不同,測定時應予以區別,充分注意。

            (4)GB/T6753.1規定了試樣得不到平整圖樣時,允許使用最低量的溶劑稀釋,這將會使本來已經平衡的體系,因為溶劑的關系,顏料粒子返粗,引起誤差。GB/T1724則對溶劑稀釋沒有規定。

            7·結語 

            用刮板細度計測定涂料中顏料、體質顏料及雜質的細度是常用的一種檢驗方法。使用的儀器和操作方法,國內外基本相同。我國油漆廠現場大都比較臟,或生產設備也有各種各樣的問題,容易引入異物,比如空氣中灰塵、研磨死角、碎珠子、研磨時物料不均勻(進料細度/持黏度/顏料濃度不均勻)等造成細度板上出現異常顆粒點,這些不應算作細度。我國也沒有相應的標準來描述這一現象。ASTMD1210—05(2010)《顏料-漆料體系的分散細度》,引入了清潔度的概念,能夠更加科學地反應涂料細度與清潔度。這將是我們今后生產、研究的一個新課題。


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