科普丨涂布率的测定及标准简介

一、涂布率的定义

涂布率是指以正常方式在某一适当表面上用一定量涂料或清漆涂装而遮盖住该表面的面积,通常用m²/kg或m²/L表示。它受许多因素影响,如被涂表面的孔隙度、结构形状、施工方法、操作人员的熟练程度、膜厚控制等。理论涂布率通常基于理想条件下的施工(指在完全平整没有粗糙度的表面施工完全均匀的涂膜,且没有任何浪费),实际上这种理想条件是不存在的。因此,实际操作中存在一定的“涂料损耗”。这些损耗包括表观损失(因表面粗糙度及涂料分布不均匀所造成的损失)与实际损失(因损耗和浪费引起的损失)。其中涂料分布损失是指经验丰富的涂料工人为达到所规定的最低膜厚,而涂装过多的涂料所产生的损失。通常,涂料损耗量与施工方法(刷涂、滚涂、常规喷涂或无空气喷涂等)、被涂底材的结构类型(平坦表面、凹凸不平表面等)及膜厚控制水平等相关。而损耗系数主要取决于施工而与涂料应该是关系不大的。

下面分别从使用量和饰面量两个概念来分别简单释义:

1、采用使用量概念表述:涂布率是指在单位面积上为获得一定厚度的漆膜时所需涂料的量,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、采用饰面量概念表述:涂布率是指在确保获得一定厚度的漆膜时,单位体积或重量的材料可以涂饰的最大面积,常以平方米每升(m²/L)或平方米每千克(m²/kg)表示。

二、测定方法

1、刷涂法

首先在未经打磨的平整钢板上刷涂一定厚度、一定面积的漆膜,刷涂后立即用减量法称出刷涂量(精确至0.001g),涂漆试板放置24h,按下式计算:

式中:X——使用量,g/m²;

W1——涂漆前漆刷及盛有试样的容器质量,g;

W2——涂漆后漆刷及盛有剩余试样的容器质量,g;

S——涂漆面积,cm²。

这样得到的仍是质量表示法,为了换算成涂布率(m²/L),还需测出液体涂料的密度,并由下式计算出涂布率:

R=(1/Xρ-1)×103

式中:

R——涂布率,m²/L;

X——使用量,g/m²;

ρ——液体涂料的密度,g/mL。

再用磁性测厚仪测出样板上漆膜的平均厚度(μm),按下式计算出在要求的干膜厚度下的理论涂布率:

理论涂布率=(涂布率×平均干膜厚度)/干膜厚度

平行测定3次,取其中2次接近结果的算术平均值。

刷涂法简便易行,使用普遍,在涂刷操作正确熟练的前提下,准确度的关键在于使用的样板和漆膜厚度的测量。因为样板的面积越大,平整度越好,则结果的准确度越高。我们一般采用200mm×250mm的样板,且要求板面光滑平整,不用打磨。另外,漆膜厚度经实测,发现至少测定10个点以上再取其平均值,其数据较为可靠。通过对一系列样品的检测,本方法由于操作过程中各种因素的影响,同一样品在同一实验室作重复试验所得结果的相对误差约为10%左右。

2、喷涂法

有些产品在施工现场主要是喷涂施工,且必须补加部分稀释剂才能达到满意的施工黏度,因此我们根据稀释比首先测出涂料的使用量,然后再换算成以“m²/L”表示的涂布率。

先在感量为0.01g的天平上称出钢板质量,然后将已稀释好的试样喷涂制板,立即称出板质量,按下式计算出涂料的使用量:

式中:

X1——使用量,g/m²;

A——涂漆前板质量,g;

B——涂漆后板质量,g;

C——涂漆面积,cm²。

稀释前涂料使用量按下式计算:

 


式中:X2——稀释前涂料使用量,g/m²;

X1——稀释后涂料使用量,g/m²;

Y——稀释时所加溶剂的百分含量。

然后按上述刷涂法同样的换算步聚,计算出涂布率。试验也平行测定3次,取其中2次接近结果的算术平均值。

本方法也可依据固体含量来测出涂料的使用量,先在感量为0.01g的天平上称出钢板质量,然后将已稀释好的试样喷涂制板,按产品标准规定的条件下干燥后,再称质量。按下式计算涂料的使用量:

式中:

X——使用量,g/m²;

A——喷漆前板质量,g;

B——喷漆后板质量,g;

S——喷漆面积,cm²;

D——该试样的固体含量,%。

由于固体含量一般在涂料产品检验中大多列为必检项目,是已知的数据,这样就免去了喷涂时计量溶剂的加入量。从实测结果后,喷涂法所存在的误差因素与刷涂法基本相同。

3、体积固体含量法

按GB/T 9272-2007《色漆和清漆 通过测量干涂层密度测定涂料的不挥发物体积分数》液态涂料内不挥发分容量的测定来计算涂料在一定的干膜厚度下所能涂装的面积。其原理是首先测定未涂漆圆片的质量和体积,再测涂漆圆片在干燥一定时间后的质量和体积,计算出圆片上干膜的体积和形成干膜的液态涂料的体积,这两个体积之比就是该涂料的不挥发物含量,俗称体积固含。虽然此方法较为精确,但涉及的试件、用具较多,测定步骤也较繁杂,现根据同样原理,NVV(不挥发物的体积分数)可简化为以下公式来表示:

NVV=干膜厚度/湿膜厚度×100

然后通过单位换算,可导出在光滑平整的表面上在要求的干膜厚度下的理论涂布率,按下面公式计算:

(NVV×10)/干膜厚度=m²/L

此方法更为简单实用,但厚度测定是个关键,尤其是湿膜厚度的测量。

由于一般的刷涂、喷涂很难达到漆膜完全平整、膜厚均匀一致,因此我们尝试采用刮涂法,底材选用平整光滑的聚酯薄膜,使用湿膜制备器来涂布规定厚度的湿膜,并立即用湿膜测厚仪在上、中、下各部位测出当时的湿膜厚度,待漆膜实际干燥后,再用杠杆千分尺测出干膜厚度。此方法的优点是没有称量操作,也不用测定涂料密度,且漆膜平整,厚度均匀。湿膜测厚仪推荐必须使用轮规(即滚轮式湿膜测厚仪)较为精确。杠杆干分尺刻度可精确至2μm,也符合测试要求,但因该仪器结构所限,只能用于小尺寸试板的测定。若用高质量的平整光滑的金属板作为底材,就可改用磁性测厚仪来进行干膜测定,试板面积也可相应增大,进一步提高测试的准确性。

三、影响实际涂布率的因素

影响实际涂布率的因素有很多,影响较大的有以下几点:

1、与基层平整度有关,如果涂抹基层平整度不够,表面会有大小不一的凹陷或凸起,为了涂抹效果这些凹凸处会多用涂料,造成实际用量增加

2、与施工方法有关,涂料类材料的施工方式较多,有滚刷、涂抹、喷涂等等,由于工艺差异其各自的损耗量会有差异

3、与效果有关,以外墙涂料为例,外墙涂料由于其需要达到的效果不同,涂料的使用量也会产生较大差异,如平涂、小拉花、大拉花、桔皮面等等

4、与施工环境有关,施工期间的温度、风力大小等都会对涂料的使用量产生影响

5、与涂刷基层的形状有关,涂刷基层越简单平整材料使用量越少,越不规则材料使用量越多

6、与工人操作水平有关,操作水平高的工人可以用尽可能薄的厚度达到效果,而操作水平差的工人,达到同样效果涂抹/喷涂的厚度会后不少

涂布率主要由涂料的密度以及固体分决定,涂布率越高的涂料施工后所得漆膜也越厚。


来源:涂料工业


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