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涂料细度测定的影响因素探讨

1·引言 

    涂料的细度又称为研磨细度,是颜料、填充料在涂料中分散程度的一种量度。即在规定的试验条件下,于标准细度板上所获得的读数,该读数表示了细度计某处凹槽的深度,单位一般以微米(μm)表示。

    细度是涂料产品制造过程中的一项常规检测项目,通过测定细度来控制涂料产品的内在质量。细度对涂料的成膜质量、颜色、光泽、耐久性以及贮存稳定性等都有很大的影响。颗粒细、分散程度好的色漆,颜料的润湿性好,颜料颗粒间未被漆料充满的空间少,这样制得的漆膜颜色均匀、表面平整、光泽好,且在贮存过程中颜料不易产生沉淀、结块等现象,提高了贮存稳定性。

    在细度检测中,测得的数值并不是单个颜料或填充料粒子的大小,而是色漆在生产过程中颜料、填充料研磨分散后存在的凝聚团的大小。对研磨细度的测量,也是对涂料生产中研磨效率和研磨设备的分散效能的评价。目前常用的细度测定方法有:GB/Te1724—1979(1989)《涂料细度测定法》、GB/T6753.1—2007《色漆、清漆和印刷油墨研磨细度的测定》(等效采用国际标准ISO1524:2000)。

    2·测试原理 

    刮板细度计法的测试原理,是利用刮板细度计上打楔形沟槽将涂料刮出一个楔形层,用肉眼辨别湿膜内颗粒出现的显著位置,以得出细度的读数。

    3·刮板细度计对细度测定的影响 

    刮板细度计由刮板和刮刀两部分组成。

    3.1刮板精度的影响

    GB/T1724中规定的刮板细度计由工具金钢(牌号Cr12)的磨光平板制成,板上的楔形沟槽长(155±0.5)mm、宽(12±0.2)mm,有150μm、100μm、50μm3种规格。

    细度计的正面槽底及反面平直度允差为0.003mm/全长,正面光洁度为10,分度值误差为±0.001mm。GB/T6753.1中规定有100μm、50μm、25μm和15μm4种规格的标准刮板细度计,均由长约175mm、宽65mm、厚13mm经淬火的磨光钢板制成,其表面开有1条或2条长约140mm、宽12.5mm的楔形沟槽。刮板采用光学比较仪来检定,但刮板仪的使用者没有光学比较仪,一般只是由生产厂进行出厂检验。

    检验刮板上平面平直度取有限个点。以某一微米刻度线平面为0,测该点槽深;再以另一位置微米刻度线平面为0,测另一点槽深,依此类推。在此需要注意:任一微米刻度线的基准面的微米数是否均为0,即刮板仪槽两边是否为平面。生产厂一般讲如何磨出平面,保证平面误差在多少之内,把使用者带入误区。克服之有简单办法,即用校验合格的刮刀,将调好的涂料自上而下刮下,如果两边能刮净不挂涂料,一般可以认定其表面为平面;如果刮后邻近槽边的表面能刮净,离槽较远表面的位置刮不净则判定为中高;反之为中凹。如果刮后槽两边表面上有花纹,则说明刮板上表面不是一平面。

    3.2刮刀的影响

    GB/T1724中规定刮刀由优质工具碳素钢(牌号T10A)制成,长为(60±0.5)mm、宽(42±0.5)mm,两面刀刃均需磨光,刀刃平直度允差0.002mm/全长,表面光洁度为8,刀刃研磨光洁度为10。GB/T6753.1则规定刮刀由长约90mm,宽约40mm,厚约6mm的双刃钢片制成,刮刀刀刃半径为0.25mm。

    为达到刮刀平直度指标,有些生产商把刀口磨成与刀身垂直的小平面。这种刀虽然平直度达到指标,但检测中只有刀口完全垂直时才能使用,其他角度均不适用,严重时根本刮不净槽两边平面上的涂料。使用这种刮刀无法得到准确的检测结果。刮刀使用时应是垂直握刀刮下,这只是目测垂直。具体操作中总有一定的误差,理想的刮刀边缘应磨成15°、弧线,以避免这种误差,一般来讲弧度越小,刀越锋利,刮出的细度越低(细),反之亦然。

    4·所用工具器材对细度测定的影响 

    4.1调刀

    调刀平面应光滑,最好用压延、抛光的调刀,粗糙的调刀表面会存留涂料。另外,刀口最好磨成与刀平面成30°~40°角,平直度≤1μm,这样的刀口才能在玻璃板上刮净涂料,每次擦拭才能擦净。

    4.2擦拭用品

    刮板细度计每次使用前都要擦拭,操作中也要擦拭,一般用绸布蘸少许溶剂,如果绸布不干净,留下尘埃或掉毛都会影响检测结果。

    5·操作方式对细度测定的影响 

    (1)试样的代表性:测试前应充分搅拌试样,取出有代表性的试样;

    (2)被测漆液的黏度:一般漆液黏度与细度成反比,漆液黏度低,溶剂挥发较快,使颗粒容易显露出来;

    (3)溶剂的挥发速度:溶剂挥发速度快,测得的细度值偏高;

    (4)测试时,刮刀应尽量保持垂直,刮刀向后倾斜,所得细度值偏小(细);刮刀向前倾斜,所得细度值偏大(粗)。测试时双手用力要均匀;

    (5)测试后的观察:GB/T1724规定了读数时间≤5s,观察角度为15°~30°。GB/T6753.1则规定读数时间≤3s,观察角度为20°~30°。应迅速确定集中点、集中点上一个刻度范围内的颗粒数以确定细度值,观察时必须快而准。读数时间越长,细度值越高,因为溶剂挥发多颗粒逐渐突出,所以应在规定时间内读数。

    (6)空气泡:由于测试前搅拌试样往往会把空气带入漆内,使空气泡在细度计上显现出来,造成读数误差,因此搅匀后的试样应稍放置一段时间,使气泡逸出后再进行测试;

    (7)测定完毕,一定要把刮板细度计擦净晾干,尤其是水性漆更要注意,以免细度计表面腐蚀而影响使用;

    (8)刮刀比细度计稍软,长期使用后刮刀易受磨损而造成测定值不准确,所以使用前应检查刮刀;

    (9)对于涂料试样,如果要测试的项目不只一项,那就先测细度,以免测试其它项目时污染涂料。

    6·其他影响因素 

    (1)检测细度的环境要保持无飞尘,绸布等辅料应事先准备好。环境温度不能太低,习惯上所说检测细度与温度、湿度无关的观点欠妥。最好在标准温、湿度条件下进行检测。

    (2)观察细度的光源最好是标准光源,如不具备条件,光源亮度应适宜,并用放大镜辅助观察。

    (3)GB/T1724规定了在对光观察沟槽中颗粒均匀显露处记下读数,以μm表示。如有个别颗粒暴露于其它分度线时,则读数与相邻分度线范围内不得超过3 个颗粒;GB/T6753.1则是观察试样首先出现密集颗粒点之处,特别是在横跨沟槽3mm宽的条带内包含有5~10个颗粒的位置,即颗粒点密集处记下读数,并以μm表示。由此可见,对于这两个方法测试的终点判定,其读数方法完全不同,测定时应予以区别,充分注意。

    (4)GB/T6753.1规定了试样得不到平整图样时,允许使用最低量的溶剂稀释,这将会使本来已经平衡的体系,因为溶剂的关系,颜料粒子返粗,引起误差。GB/T1724则对溶剂稀释没有规定。

    7·结语 

    用刮板细度计测定涂料中颜料、体质颜料及杂质的细度是常用的一种检验方法。使用的仪器和操作方法,国内外基本相同。我国油漆厂现场大都比较脏,或生产设备也有各种各样的问题,容易引入异物,比如空气中灰尘、研磨死角、碎珠子、研磨时物料不均匀(进料细度/持黏度/颜料浓度不均匀)等造成细度板上出现异常颗粒点,这些不应算作细度。我国也没有相应的标准来描述这一现象。ASTMD1210—05(2010)《颜料-漆料体系的分散细度》,引入了清洁度的概念,能够更加科学地反应涂料细度与清洁度。这将是我们今后生产、研究的一个新课题。


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