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涂料研磨細(xì)度測定技術(shù)及其應(yīng)用

Fineness of Grinding Gauges

涂料研磨細(xì)度測定技術(shù)及其應(yīng)用

研磨細(xì)度是涂料中顏料及體質(zhì)顏料分散程度的一種量度，即在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，於刮板細(xì)度計(jì)上所獲得的讀數(shù)。該讀數(shù)表示了刮板細(xì)度計(jì)某處凹槽的深度，在該處用肉眼能清楚地看到被測樣品中突出於槽深的固體顆粒，間接表示涂料中顏料聚集體的*大粒徑。細(xì)度檢測中測得的數(shù)值并不是單個(gè)顏料或體質(zhì)顏料粒子的大小，而是色漆在生產(chǎn)過程中顏料研磨分散后存在的凝聚團(tuán)的大小。對研磨細(xì)度的測量可以評價(jià)涂料生產(chǎn)中研磨的合格程度，也可以比較不同研磨程序的合理性以及所使用研磨設(shè)備的效能。
　　一、涂料研磨細(xì)度測定的目的和意義
　　研磨細(xì)度是色漆重要的內(nèi)在質(zhì)量之一，它對於成膜質(zhì)量，漆膜光澤，耐久性，涂料的貯存穩(wěn)定性等均有很大影響，因而成為涂料生產(chǎn)的常規(guī)性必檢項(xiàng)目之一。
　　1、研磨細(xì)度影響漆膜光學(xué)性質(zhì)
　　顏料的遮蓋力和著色力取決於分散度，分散度越高，顏料的遮蓋力和著色力越大，這是因?yàn)轭伭戏稚⒍仍礁撸瑒t顏料與漆料接觸的表面積越大，即顏料在漆料中的作用發(fā)揮得越充分，其著色力和遮蓋力也就越大。另外，色漆研磨得越細(xì)，所制備的漆膜越平整，因而漆膜光澤也越高。
　　2、研磨細(xì)度影響漆膜耐久性
　　一般認(rèn)為，顏料顆粒的*大限度不應(yīng)超過一次形成的漆膜厚度，如果顏料顆粒大於漆膜厚度，則漆膜表面將呈現(xiàn)粗糙而不平整狀態(tài)，一方面會(huì)使漆膜光澤下降，同時(shí)由於顏料顆粒突出在漆膜之上，在受到外界日光風(fēng)雨的侵蝕或機(jī)械力作用下，這些凸出的顆粒便會(huì)從漆膜中脫出，使漆膜表面殘留下細(xì)微針孔并因透水性作用漸變?yōu)橐赘g的中心，從而影響漆膜的耐久性，降低其對基材的保護(hù)性能。
　　3、研磨細(xì)度影響色漆的貯存穩(wěn)定性
　　顏料顆粒細(xì)、分散程度好的色漆在其長期貯存過程中不易發(fā)生沉淀結(jié)塊，從而提高了貯存穩(wěn)定性。但對顏料的研磨細(xì)度要求并非一概而論，過分地追求研磨細(xì)度，將會(huì)使漆膜的附著力下降，因此應(yīng)根據(jù)涂料的不同品種與用途，合理選擇其研磨細(xì)度。
　　通常對於醇酸、氨基類裝飾性要求較高的磁漆，規(guī)定其研磨細(xì)度不大於20μm；而對於各種底漆，考慮其附著力性能要求，研磨細(xì)度一般在50μm左右。
　　二、涂料研磨細(xì)度的測定
　　色漆研磨細(xì)度的測定，目前國內(nèi)外普遍采用刮板細(xì)度計(jì)法。中國先后制訂的兩項(xiàng)試驗(yàn)方法國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1724-1979（1989）《涂料細(xì)度測定法》和GB/T 6753.1-1986《涂料研磨細(xì)度的測定》（等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 1524-1983），分別對應(yīng)用刮板細(xì)度計(jì)法測定涂料細(xì)度、俗稱國際刮板和國際刮板的測試原理、結(jié)構(gòu)特征、操作方法、終點(diǎn)判定、結(jié)果表示和應(yīng)用范圍，均作出明確的規(guī)定。
　　1、測試原理
刮板細(xì)度計(jì)法的測試原理，是利用刮板細(xì)度計(jì)上打楔形溝槽將涂料刮出一個(gè)楔形層，用肉眼辨別濕膜內(nèi)顆粒出現(xiàn)的顯著位置以得出細(xì)度讀數(shù)。
　　2、結(jié)構(gòu)特征
　　GB/T 1724-1979（1989）中規(guī)定的國際刮板細(xì)度計(jì)由工具金鋼（牌號Cr12）的磨光平板制成，板上的楔形溝槽長155mm±0.5mm、寬12mm±0.2mm，依據(jù)不同規(guī)格的測定范圍，在150mm長度內(nèi)分別刻有0～150μm、0～100μm、0～50μm的表示槽深的等分刻度線，其分度、溝槽傾斜度和推薦測試范圍如表1所示。三種規(guī)格細(xì)度計(jì)的正面槽底及反面平直度允許差0.003mm /全長，正面光潔度為10，分度值誤差為±0.001mm。刮刀則是由上等工具碳素鋼（牌號T10A）制成，長為60mm±0.5mm、寬42mm±0.5mm，兩面刀刃均需磨光，刀刃平直度允許差0.002mm /全長，表面光潔度為8，刀刃研磨光潔度為10。
　　GB/T 6753.1-1986中規(guī)定有100μm、50μm、25μm和15μm四種規(guī)格的國際標(biāo)準(zhǔn)刮板細(xì)度計(jì)，均由長約175mm、寬65 mm、厚13mm經(jīng)淬火的磨光鋼板制成，其表面開有一條或兩條長約140mm、寬12.5mm的楔形溝槽，這類國際刮板細(xì)度計(jì)的分度和推薦測試細(xì)度范圍如表2所示。刮刀由長約90 mm、寬40mm???厚6mm的雙刃鋼片制成。

表1 國際刮板細(xì)度計(jì)主要技術(shù)特征

表2 國際刮板細(xì)度計(jì)主要技術(shù)特征

　　3、操作方法
　　將符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)粘度指標(biāo)的試樣，滴入預(yù)先徹底洗凈乾燥的細(xì)度計(jì)溝槽的*深部位，用兩手的大拇指和食指捏住刮刀，將刮刀的刀口放在細(xì)度計(jì)溝槽*深一端，在3秒鐘內(nèi)用刮刀垂直地把試樣刮過溝槽的整個(gè)長度，并立即以15°～30°角觀察，找出判斷點(diǎn)的刻度值即為試樣的細(xì)度。
　　4、終點(diǎn)判定
　　國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1724-1979（1989）中規(guī)定，對於采用國際刮板細(xì)度計(jì)測試的判定方法，是在對光觀察溝槽中顆粒均勻顯露處記下讀數(shù)，以μm表示。而在GB/T 6753.1-1986中規(guī)定，對於采用國際刮板細(xì)度計(jì)測試的判定方法，則是觀察試樣首先出現(xiàn)密集顆粒點(diǎn)之處，特別是在橫跨溝槽3 mm寬的條帶內(nèi)包含有5～10個(gè)顆粒的位置，即顆粒點(diǎn)密集處記下讀數(shù)，并以μm表示。由此可見，對於采用兩類細(xì)度計(jì)測試的終點(diǎn)判定，其讀數(shù)方法完全不同，測定時(shí)應(yīng)予區(qū)別，充分注意。
　　5、結(jié)果表示
　　國產(chǎn)的刮板細(xì)度計(jì)以微米（μm）表示被測試樣的研磨細(xì)度，如圖1所示。國外的細(xì)度計(jì)也有采用密耳（mil）（1mil=25.4μm）、海格曼（Hegmann）等級（0～8級）和FSPT規(guī)格（0～10級）來表示的，它們的換算關(guān)系如圖2所示。

1-磨光平板；2-刮刀
圖1 刮板細(xì)度計(jì)（0～150μm）

海格曼等級
圖2 研磨細(xì)度換算圖

　　關(guān)於測試精度，國際刮板細(xì)度計(jì)要求平行試驗(yàn)三次，試驗(yàn)結(jié)果取兩次相近讀數(shù)的算數(shù)平均值，而兩次讀數(shù)的誤差不應(yīng)大於儀器的*小分度值。國際制板國度計(jì)則規(guī)定計(jì)算三次測定的平均值，并以與初始讀數(shù)相同的精度（對100μm細(xì)度計(jì)為5μm，對50 μm細(xì)度計(jì)為2μm，對25μm細(xì)度計(jì)為1 μm，對15μm細(xì)度計(jì)為0.5μm）記錄其結(jié)果。
　　6、應(yīng)用范圍
　　上述兩類細(xì)度計(jì)的各種規(guī)格，適用於所有含顏料的色漆和色漿細(xì)度測定，也可用於檢查清漆中微小的機(jī)械雜質(zhì)。
　　三、影響細(xì)度測定的主要因素
　　1、被測產(chǎn)品的取樣必須具有代表性。如對於三輥機(jī)漆幕應(yīng)分別對中間和兩邊采樣，對成品應(yīng)在包裝前實(shí)施多次細(xì)度監(jiān)測。
　　2、被測漆液的粘度將會(huì)影響細(xì)度測定。通常涂料的粘度與細(xì)度成反比，因此對於成品的細(xì)度檢驗(yàn)應(yīng)在符合其粘度標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件下進(jìn)行。
　　3、溶劑的揮發(fā)速度會(huì)影響涂料的細(xì)度測定。溶劑的快速揮發(fā)，將導(dǎo)致被測漆液的細(xì)度變化，所以測定其細(xì)度時(shí)，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)讀出細(xì)度值。
　　4、被測漆液中存在氣泡也會(huì)影響細(xì)度測定。因此涂料經(jīng)攪拌后應(yīng)稍加放置使氣泡逸出，取樣滴入細(xì)度板溝槽時(shí)，更要注意避免氣泡。
　　5、冬季生產(chǎn)的水性漆，由於氣溫過低，有時(shí)會(huì)使漆液中乙醇胺和水凝析出來，因此應(yīng)將漆液用水加熱40℃～50℃再冷卻至室溫后測定細(xì)度，以保證測定結(jié)果準(zhǔn)確。
　　6、每次測定完畢后應(yīng)立即用適宜的溶劑仔細(xì)清洗細(xì)度計(jì)和刮刀，長期不用時(shí)要用中性礦物油將其涂抹保護(hù)，以免細(xì)度板表面受蝕而影響使用。
　　7、通常因刮刀硬度比細(xì)度板硬度低，長期使用后刮刀刃易受磨損，造成測定細(xì)度值偏高的誤差，故需由計(jì)量部門定期檢定，使用過程中則要隨　　時(shí)注意檢查。當(dāng)以刮刀刀刃與細(xì)度板面垂直接觸時(shí)，要經(jīng)常觀察刮刀與細(xì)度板溝槽的*淺位置之間是否透光，一旦發(fā)現(xiàn)透光即表明刮刀刀刃磨損嚴(yán)重，則此刮刀不能繼續(xù)使用，否則將會(huì)損傷細(xì)度板的溝槽。
　　1996年7月1日由國家技術(shù)監(jiān)督局頒布實(shí)施的刮板細(xì)度計(jì)國家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG 905-96），應(yīng)當(dāng)成為國內(nèi)各地計(jì)量部門定期對新制造、使用中和修理后，測量范圍為0～15μm、0～25μm、0～50μm、0～100μm和0～150μm刮板細(xì)度計(jì)進(jìn)行檢定的技術(shù)規(guī)范。

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