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湿膜厚度测定
确定了每道涂覆的干膜厚度范围,就不可避免要控制涂层的湿膜厚度。湿膜厚度与干膜厚度的对应关系是随涂料品种及施工黏度而异的,即使是同一类型的品种,不同颜色的产品,由于颜基比不同及各颜(填)料吸油量的不同,其湿膜厚度与干膜厚度的对应关系也是有很大差异的,因此应该事先通过试验验证找出其对应关系然后加以论证。通过测定湿膜厚度,可大致估计出其干膜厚度,避免过大的误差。但湿膜厚度的测定是不精确的,涂层厚度最终应通过测定其干膜厚度确定。
目前应用最为普通的湿膜厚度计为圆盘状(轮规)及板状(梳规)两种,其测量原理是同一水平面的两个表面中问有三个表面,当外侧两个表面压着湿膜下面的底板时,其第三个表面就与湿膜表面垂直,由于第三面与外侧两个面具有高度差,在测量过程中,第三面首先接触到湿膜表面的该点即为湿膜厚度。湿膜厚度计的形状见图21-14和图21-15。
厚度计
圆盘式湿膜测厚仪根据其量程的不同可以分为表21-12几种。
圆盘式湿膜测厚仪
国内生产QVL型圆盘湿膜测厚仪测量范围为o~15oµm,最小分度为15µm。
圆盘型湿膜测厚仪由两个同心轮支承的一个偏心轮构成,在同心轮上刻有左右对称的标度,将测厚仪在漆膜上滚动时,湿膜与偏心轮之间的间隙发生变化。漆膜首先接触中心轮的一点,与该点对应的偏心轮上的标度即为该处漆膜的厚度。在测量时,将测厚仪放在湿膜上,使其最小读数在顶部,而偏心轮和漆膜之间最大间隙正好在湿膜上方。让测厚仪在漆膜上,朝测厚仪最小标度的方向上滚动半周,并反方向重复滚动半周,读取两个方向滚动时湿膜首先与偏心轮接触点的读数,其平均值即为测试结果。需要注意的是仪器使用时必须垂直于被测表面,否则将得不出正确的结果;另外,仪器在表面上的滚动,若是由零开始,则由于涂膜的被挤压也将使测试结果有一定的误差,,同样原理,板型湿膜测厚仪的外齿在一个基线上,其内齿是相继缩短的,以致在齿与基线间出现一系列缺口,每一缺口的高度能由仪器上的刻度读出。测量时,将其稳固地置于底材上,其方式是使齿正常地置于湿膜表面上,移去仪器,内齿黏附湿膜的最大读数即为该湿膜厚度。由于各齿型表示的厚度有一定的间距,因此其测试误差比圆盘型湿膜测厚仪的误差要大。
无论是采用圆盘型湿膜测厚仪还是板型测厚仪,都应在涂漆后尽快进行测试,以免溶剂挥发致使湿膜减薄而导致较大的测量误差。
干膜厚度的测定
国家标准分析方法有:GB/T1764-79«漆膜厚度测定法»;GB/T13452.2-92«色漆和清漆涂膜厚度的测定»。工厂实用分析方法有:杠杆干分尺法、磁性测厚仪法。也可采用显微镜、穿透厚度计等来测试干膜厚度。用于测定干膜厚度的方式及测定仪器因底材种类及漆膜性质而异,一般可采用如下方法,见表21-13所示。
干膜厚度测试方法
测试部位的选择将影响测试结果,当使用磁性测厚仪时,由于仪器对试验样板表面的突然变化比较敏感,因此,如果在太靠近测试面边缘或内角的地方进行测量,测试结果是不准确的。这种现象称之为边缘效应,边缘效应的影响范围取决于测试方法和仪器,一般距不均匀处3~13mm。即使是采用干分尺测试试板表面的漆膜厚度,由于种种原因,试板边缘的漆膜厚度与中央部位的漆膜厚度有一定的差异,也不能在靠近边缘处测试。测试部位的选择与测试面的尺寸、形状及对涂装质量的要求等因素有关,例如,在150mmX100mm试板上测量部位的选择见图21-16,常用的干膜厚度测试方法如下。
(1)干分尺法
试板上干膜厚度测量部位的选择用杠杆干分尺测量,精确度为2µm,测试时漆膜必须硬到足以经受干分尺紧密接触时的卡头压痕。该法仅适于片状测试面或类似的平整表面,,首先进行干分尺“0”位校对,用绸布擦净两个测量面,旋转微分筒,使两测量面轻轻相互接触,当指针与表盘“o”线重合后,停止旋转微分筒,这时微分筒上“o”线也应与固定套筒上的轴向刻线重合,微分筒边缘与固定套筒的“o”线的左边缘恰好相切,这样“0”位正确。如果“o”位不准,须调整,使指针与表盘“0”线重合,用止动器把活动测杆固定住,松开后盖,再调整微分简上“o”线与固定套筒上的轴向刻线重合,微分筒边缘与固定套筒“o”线的左边缘恰好相切,然后拧紧后盖,松开止动器,看表盘指针是否对“o”,如不对应,重复上述步骤,重新调零。
确定测定面的测试部位后,先将未涂漆底板放于微动测杆与活动测杆之间,慢慢旋转微分简,使指针在两公差带指针之间,然后调整微分筒上的某一条线与固定套筒上的轴向刻线重合,为了消除测量误差,可在原处多测几次,读数时,把固定套筒、微分简和表盘上所读得的数字加起来,即为测得厚度值,然后涂上漆样,按规定时间干燥后,再按此法在相同位置测量,两者之差即为漆膜厚度。
如果是测量已涂漆面的漆膜厚度,则应在已事先确定好的测试部位轻轻画一个直径约1omm的圈标出记号,并在其旁加注明显的号码,按上述方法进行测量,记下每个部位的漆膜厚度,然后用适当的溶剂或脱漆剂去掉每个测试部位的漆膜,再测量底材厚度,两者之差即为漆膜厚度。至少取距边缘不少于1cm的上、中、下5个位置进行测量。
测量结束后,计算出各测试部位漆膜厚度的算术平均值,其结果即为漆膜的平均厚度值。
(2)磁性测厚仪法
精确度为1µm,是一种在金属底材上干膜厚度的非破坏性测量方法,可用于磁性金属底材。磁性法是以探头对磁性基体的磁通量或互感电流的线性变化值来测定涂层厚度,该法只适用于测量磁性基体表面上的非磁性涂层。根据测量原理,测试仪器又分永磁测厚仪和电磁测厚仪两种。至少取距样板边缘不少于1cm的上、中、下5个位置进行测量,取平均值。
①电磁体该类仪器要求供有电力,并装有供给电磁头以稳定电流的装置。磁头应置于与受试漆膜下金属底材相似的未涂漆金属表面上读取读数。然后在涂装表面上重复操作读取读数。仪器上刻度经标定后,就可通过两次读数之间的差别知道漆膜厚度,,②永久磁体该仪器有置于涂装表面呈球形接触体态的单极或多极永久磁体,将触头放置至与试板性质相似的未涂漆底材上,调节标盘读数至零。该仪器的校准通常是以仪器所提供的已知厚度的非磁性垫片来进行的,将之置于参照底材上并借控制旋钮调整读数以达到标准膜的厚度。校准后,将仪器置于涂漆表面上并注意标度盘上的读数,为避免底材上的任何磁性,仪器旋转18o°并在膜的同一部位取第二次读数,如果第二次读数与第一次不同,取平均值,以同样方式取几次读数,以获得涂漆物体全范围上的代表性结果。
③磁吸力脱离仪该类仪器以克服永久磁体与磁性底材之间磁引力所需的力来测量漆膜厚度的。该引力随磁体与底材间非磁性漆膜的厚度而改变,并且以连接在永久磁体上的弹簧圈张力所施予的力来测量。可使用多种形式的仪器,包括简单的铅笔型弹簧秤和其他类型,其中所施加的张力是靠旋转经校正过的圆形刻度盘直至磁体从涂漆表面分开。
注意:仪器磁件不应放在离测试件的任何边小于25mm或者会使仪器的磁场强度不均匀的地方。这类仪器应经常与标准塾片和参照表面校准,以确认标定仍是有效的。
另外可以将塾片放置在测试表面上进行校核,以校对仪器在已知垫片厚度所得的相应读数增长是否在仪器所称的精确度限度以内。
试样在机械处理和加工时,很容易磁性化,这将影响所得读数的准确性。为此,作为参照表面的对照试样,应在组成和测量前的处理等方面尽可能与试样相似。
(3)涡流测厚仪法
这类仪器的运转原理是:由于线圈交变磁通量在受试物体的非磁性金属表面中,感应生成的涡流而引起的探头线圈的表观阻抗变化。这反过来改变流过探头线圈的交流电幅宽,这种变化能以与探头所连接的灵敏仪测量出。感应涡流的大小随探头线圈与基底金属,即线圈所放置于接触的干漆膜厚度的距离而变化。
由于金属颜料感应涡流,所以涡流测厚仪在测试某些含有铝粉、锌粉之类金属颜料的漆膜厚度时,将对测试结果有一定的影响,,根据使用电源的不同,涡流测厚仪可以分成两种类型,一种需要由交流电供应电力,另一种是半导体型的,由自身所带电池供电,后一种类型小巧轻便,便于携带,两种类型都要求在性质相似于受试物体的对照表面上,小心地调零位,然后用仪器附带的特征塑料箔的垫片校准,至于半导体型的,在主体调零后,通常无需校准,将仪器探头置于待测试部位上,待指示稳定后,即可读取厚度值。
近来一些读数更加直观、体积更加小巧、轻便的数字显示式漆膜厚度测定仪相继问世,但在测量步骤上与指针式测厚仪一样也通常需要经过调零、校准然后再测试读数几个阶段。
(4)电泳涂装中,测定电压与膜厚的关系
电压与膜厚的关系曲线通过改变电压进行电泳法涂装,测定膜厚,作电压/膜厚关系曲线,求得最佳的对应电压,,试验仪器与材料:电泳涂裝装置一套(包括电泳槽、整流器、干燥箱等,下同);与生产线上产品相同材质的磷化板,规格为70mmX150mmX0.8mm,
操作步骤:
①事先选择几点电压;
②在选择的电压下,按待测电泳涂料规定的工艺参数进行电泳涂装、干燥;
③干燥后测定各试板的膜厚,作如下电压/膜厚关系曲线(如图21-17所示)。
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