涂布率的測定及標準簡介
一、涂布率的定義
涂布率是指以正常方式在某一適當表面上用一定量涂料或清漆涂裝而遮蓋住該表面的面積,通常用m2/kg或m2/L表示。它受許多因素影響,如被涂表面的孔隙度、結(jié)構(gòu)形狀、施工方法、操作人員的熟練程度、膜厚控制等。理論涂布率通?;诶硐霔l件下的施工(指在完全平整沒有粗糙度的表面施工完全均勻的涂膜,且沒有任何浪費),實際上這種理想條件是不存在的。因此,實際操作中存在一定的“涂料損耗”。這些損耗包括表觀損失(因表面粗糙度及涂料分布不均勻所造成的損失)與實際損失(因損耗和浪費引起的損失)。其中涂料分布損失是指經(jīng)驗豐富的涂料工人為達到所規(guī)定的最低膜厚,而涂裝過多的涂料所產(chǎn)生的損失。通常,涂料損耗量與施工方法(刷涂、滾涂、常規(guī)噴涂或無空氣噴涂等)、被涂底材的結(jié)構(gòu)類型(平坦表面、凹凸不平表面等)及膜厚控制水平等相關(guān)。而損耗系數(shù)主要取決于施工而與涂料應(yīng)該是關(guān)系不大的。
下面分別從使用量和飾面量兩個概念來分別簡單釋義:
1、采用使用量概念表述:涂布率是指在單位面積上為獲得一定厚度的漆膜時所需涂料的量,通常以平方米每升(m2/L)、平方米每千克(m2/kg)或克每平方米(g/m2)表示。
2、采用飾面量概念表述:涂布率是指在確保獲得一定厚度的漆膜時,單位體積或重量的材料可以涂飾的最大面積,常以平方米每升(m2/L)或平方米每千克(m2/kg)表示。
二、測定方法
1、刷涂法
首先在未經(jīng)打磨的平整鋼板上刷涂一定厚度、一定面積的漆膜,刷涂后立即用減量法稱出刷涂量(精確至0.001g),涂漆試板放置24h,按下式計算:
式中:X——使用量,g/m2;
W1——涂漆前漆刷及盛有試樣的容器質(zhì)量,g;
W2——涂漆后漆刷及盛有剩余試樣的容器質(zhì)量,g;
S——涂漆面積,cm2。
這樣得到的仍是質(zhì)量表示法,為了換算成涂布率(m2/L),還需測出液體涂料的密度,并由下式計算出涂布率:
R=(1/Xρ-1)×103
式中:
R——涂布率,m2/L;
X——使用量,g/m2;
ρ——液體涂料的密度,g/mL。
再用磁性測厚儀測出樣板上漆膜的平均厚度(μm),按下式計算出在要求的干膜厚度下的理論涂布率:
理論涂布率=(涂布率×平均干膜厚度)/干膜厚度
平行測定3次,取其中2次接近結(jié)果的算術(shù)平均值。
刷涂法簡便易行,使用普遍,在涂刷操作正確熟練的前提下,準確度的關(guān)鍵在于使用的樣板和漆膜厚度的測量。因為樣板的面積越大,平整度越好,則結(jié)果的準確度越高。我們一般采用200mm×250mm的樣板,且要求板面光滑平整,不用打磨。另外,漆膜厚度經(jīng)實測,發(fā)現(xiàn)至少測定10個點以上再取其平均值,其數(shù)據(jù)較為可靠。通過對一系列樣品的檢測,本方法由于操作過程中各種因素的影響,同一樣品在同一實驗室作重復(fù)試驗所得結(jié)果的相對誤差約為10%左右。
2、噴涂法
有些產(chǎn)品在施工現(xiàn)場主要是噴涂施工,且必須補加部分稀釋劑才能達到滿意的施工黏度,因此我們根據(jù)稀釋比首先測出涂料的使用量,然后再換算成以“m2/L”表示的涂布率。
先在感量為0.01g的天平上稱出鋼板質(zhì)量,然后將已稀釋好的試樣噴涂制板,立即稱出板質(zhì)量,按下式計算出涂料的使用量:
式中:
X1——使用量,g/m2;
A——涂漆前板質(zhì)量,g;
B——涂漆后板質(zhì)量,g;
C——涂漆面積,cm2。
稀釋前涂料使用量按下式計算:
式中:X2——稀釋前涂料使用量,g/m2;
X1——稀釋后涂料使用量,g/m2;
Y——稀釋時所加溶劑的百分含量。
然后按上述刷涂法同樣的換算步聚,計算出涂布率。試驗也平行測定3次,取其中2次接近結(jié)果的算術(shù)平均值。
本方法也可依據(jù)固體含量來測出涂料的使用量,先在感量為0.01g的天平上稱出鋼板質(zhì)量,然后將已稀釋好的試樣噴涂制板,按產(chǎn)品標準規(guī)定的條件下干燥后,再稱質(zhì)量。按下式計算涂料的使用量:
式中:
X——使用量,g/m2;
A——噴漆前板質(zhì)量,g;
B——噴漆后板質(zhì)量,g;
S——噴漆面積,cm2;
D——該試樣的固體含量,%。
由于固體含量一般在涂料產(chǎn)品檢驗中大多列為必檢項目,是已知的數(shù)據(jù),這樣就免去了噴涂時計量溶劑的加入量。從實測結(jié)果后,噴涂法所存在的誤差因素與刷涂法基本相同。
3、體積固體含量法
按GB/T 9272-2007《色漆和清漆 通過測量干涂層密度測定涂料的不揮發(fā)物體積分數(shù)》液態(tài)涂料內(nèi)不揮發(fā)分容量的測定來計算涂料在一定的干膜厚度下所能涂裝的面積。其原理是首先測定未涂漆圓片的質(zhì)量和體積,再測涂漆圓片在干燥一定時間后的質(zhì)量和體積,計算出圓片上干膜的體積和形成干膜的液態(tài)涂料的體積,這兩個體積之比就是該涂料的不揮發(fā)物含量,俗稱體積固含。雖然此方法較為精確,但涉及的試件、用具較多,測定步驟也較繁雜,現(xiàn)根據(jù)同樣原理,NVV(不揮發(fā)物的體積分數(shù))可簡化為以下公式來表示:
NVV=干膜厚度/濕膜厚度×100
然后通過單位換算,可導(dǎo)出在光滑平整的表面上在要求的干膜厚度下的理論涂布率,按下面公式計算:
(NVV×10)/干膜厚度=m2/L
此方法更為簡單實用,但厚度測定是個關(guān)鍵,尤其是濕膜厚度的測量。
由于一般的刷涂、噴涂很難達到漆膜完全平整、膜厚均勻一致,因此我們嘗試采用刮涂法,底材選用平整光滑的聚酯薄膜,使用濕膜制備器來涂布規(guī)定厚度的濕膜,并立即用濕膜測厚儀在上、中、下各部位測出當時的濕膜厚度,待漆膜實際干燥后,再用杠桿千分尺測出干膜厚度。此方法的優(yōu)點是沒有稱量操作,也不用測定涂料密度,且漆膜平整,厚度均勻。濕膜測厚儀推薦必須使用輪規(guī)(即滾輪式濕膜測厚儀)較為精確。杠桿干分尺刻度可精確至2μm,也符合測試要求,但因該儀器結(jié)構(gòu)所限,只能用于小尺寸試板的測定。若用高質(zhì)量的平整光滑的金屬板作為底材,就可改用磁性測厚儀來進行干膜測定,試板面積也可相應(yīng)增大,進一步提高測試的準確性。
三、影響實際涂布率的因素
影響實際涂布率的因素有很多,影響較大的有以下幾點:
1、與基層平整度有關(guān),如果涂抹基層平整度不夠,表面會有大小不一的凹陷或凸起,為了涂抹效果這些凹凸處會多用涂料,造成實際用量增加
2、與施工方法有關(guān),涂料類材料的施工方式較多,有滾刷、涂抹、噴涂等等,由于工藝差異其各自的損耗量會有差異
3、與效果有關(guān),以外墻涂料為例,外墻涂料由于其需要達到的效果不同,涂料的使用量也會產(chǎn)生較大差異,如平涂、小拉花、大拉花、桔皮面等等
4、與施工環(huán)境有關(guān),施工期間的溫度、風力大小等都會對涂料的使用量產(chǎn)生影響
5、與涂刷基層的形狀有關(guān),涂刷基層越簡單平整材料使用量越少,越不規(guī)則材料使用量越多
6、與工人操作水平有關(guān),操作水平高的工人可以用盡可能薄的厚度達到效果,而操作水平差的工人,達到同樣效果涂抹/噴涂的厚度會后不少
涂布率主要由涂料的密度以及固體分決定,涂布率越高的涂料施工后所得漆膜也越厚。
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