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应用方案 | 涂料工业物理性能检测

发表时间: 2020-03-02 00:00:00

作者: TQC Sheen隶属美国工业物理集团

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工业物理应用方案 | 涂料工业物理性能检测

涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或涂层。

涂料一般由成膜物质、填料(颜填料)、溶剂、助剂等四部分组成。根据性能要求有时成份会略有变化,如清漆没有颜填料、粉末涂料中可以没有溶剂。 对于涂料质量的评定,主要从硬度、光泽度、耐磨性、弹性、附着力、粘度以及涂布的自动化程度来进行测定。


一、涂膜

对于诸如油漆、墨水、清漆等众多产品,实验室测试的可靠性和一致性有直接的关系。要确保重复性和再现性,任何一种在此类涂层上进行的测试,无论是为了说明其物理特性(干燥时间、弹性、耐磨损性等)还是外观性能(光泽、颜色、色度等),基础条件就是样本必须均匀、可比较,厚度控制精确。

TQC/Sheen全自动涂布机具有可控的速度2-500mm/s,精确的形成50-359mm,+/-2mm的能诸多可控参数,实现涂膜样品的一致性。

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二、弹性&形变测试

在样品涂膜条件一致的情况下,对涂层在拉伸、弯曲、冲击引起的外力作用下的表现,决定着涂层是否适合设计的应用需求。比如为卷材涂料等行业设计的涂料,应该具备跟随基材变形到所需形状而不被破坏的能力。如果变形或损坏,则会降低涂层的保护性能和表现,包括颜色变化、附着力变化等等。工业用途的涂料应该能够在产品寿命中经受若干冲击。

TQC/Sheen按照行业的不同测试要求,提供各种标准的检测设备。如轴弯曲测试仪,冲击试验仪和杯突测试仪等,实现了可重复可再现的实验方法。

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三、耐洗&耐磨

无论是皮革、涂料还是电子设备等,它的表面涂层对磨耗的耐受能力是一项重要的特性。

首先明确两个概念。耐磨性是指涂层经受特定材料摩擦其表面带来的损耗的能力。耐洗性是指涂层经受湿擦洗作用清洗的能力。通过擦洗后涂层的厚度、光泽度的缺失可以判断擦洗的效果。

TQC/Sheen 干/湿式擦洗试验机可用于模拟日常清洗或者使用过程中,由于产品表面摩擦造成的色牢度变化情况。通过进行规定的摩擦循环试验,或通过确定摩擦失效的最少循环数量,该试验机可作为“合格或不合格”判定试验设备。 人机对话界面提供可调的移动速度/精度、水流量、滑动距离等参数,保证试验结果的一致性。

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四、硬度和划痕

在涂层行业,和传统的布洛维硬度测试不同,硬度的测量往往式用来评定涂层对常规磨损的抵抗能力以及是否完全固化。我们可以理解为越硬的涂层越耐划,固化的也越好。

根据标准要求的不同,测量硬度的方法也不同。比如抗划痕的标准,有铅笔硬度仪(Wloff-Wilborn),刻痕硬度计。对于压痕的抵抗能力,有多种仪器都可以评估对穿透的对抗性能。针对涂层的检测有三种常见的方法,工具的重量已知,用它的穿透深度去显示涂层对穿透的抵抗力:布霍尔茨(Buchholz),巴氏 (Barcol)和肖氏 (Shore)。

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另外介绍下TQC/Sheen的明星产品——摆杆硬度计。摆杆硬度的原理是根据固定振幅内需要的时间判定涂膜的硬度,时间长的硬度就高。是一款可定量判断材料硬度的机器,采用2种摆杆——Konig(科尼格)和Persoz(铂萨兹)。两种原理相同,但是摆动的周期、摆幅和摆针尺寸规格并不相同。符合ISO 1522所描述的标准。

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五、光泽度

对于对颜色要求高的涂料应用,鲜亮的颜色可以带来更多的享用体验。光泽度仪就是这样一款可以告别用肉眼来评定,排除人为因素的仪器。

光泽度测量是基于光的表面反射相对于抛光玻璃参考标准, 用光泽单位(GU)测量。在表面上反射的光量依赖于入射角度和表面的性质。光泽度被归类为无光泽, 半或高光泽,具有20°/60°/85°三种测试角度。

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六、粉末涂层测厚仪

粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同,它的分散介质不是溶剂和水,而是空气。它具有无溶剂污染,100%成膜,能耗低的特点。粉末涂料分为热塑性和热固性两种,在汽车,家电,工业涂料防护应用越来越多。

TQC/Sheen提供业界独有的PowderTAG粉末涂层测厚仪,是利用光热法对薄膜厚度进行非接触、无破坏性测量的仪器。符合标准DIN EN 15042-2。仪器可快速精准地测量在金属和MDF板材上粉末涂层在固化前后的厚度。

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七、粘度计

通常对粘度的理解就是“稠密”或者是对流动的阻抗性能,但实际上,不止于此。所有液体的分子之间有一种内部摩擦力,这种摩擦力决定了液体的流动性能。正因为这种内部摩擦力的存在,所以让液体流动需要能量,所谓粘度就是对流动阻抗性能的测量。 TQC供应各种各样的粘度仪器,从流杯到浸杯再到旋转粘度计。

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八、船舶行业和工业涂装

除传统的实验室仪器外,TQC/Sheen还提供现场检测类的套装和仪表。从被要涂覆表面的制备, 通过气候状态监测到干膜厚度评估, 视觉评估和仪器为基础的测试将确保有足够的过程控制.

对于钢铁表面预处理, 除去锈等污染和建立一个表面轮廓是必需的, 以增强应用涂层的附着力.TQC提供了一系列的可视化标准的除锈和一个在喷砂清理表面简单的灰尘测试. 为了确定该喷砂清理表面的可溶性盐污染水平, 一系列的盐污染方法可供, 包括Bresle贴片方法, 饱和滤纸法和氯化特定滴定管法.

对于气象状态的监测,TQC提供了简单的干湿球湿度计及露点仪进行测量和数据记录的相对湿度和露点温度。炉箱温度记录仪可以准确的记录涂料固化过程中温度的变化。

对于涂层厚度,我们提供湿膜梳,非破坏性干膜厚度仪, 破坏性油漆检查仪P.I.G。

对于附着力的涂层后期评估 以及该涂层的孔隙率, 有一个全系列附着力测试仪和百格刀以及低压微空检测仪。

对于船体表面涂料的粗糙度,我们提供船体粗糙度仪。船体粗糙度增加是由于腐蚀和/或生物污染造成的,定期对其进行检查可以节能减排。

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九、腐蚀与加速老化综合试验

对于涂料来说,在风吹日晒的条件下,其抵抗恶劣环境的要求非常高。盐雾腐蚀实验箱的作用就是通过模拟人工酸雨、盐雾和日晒几百至几千小时的实验条件,堪比大自然环境十几年对涂料的腐蚀。腐蚀加速试验是用于测试涂料耐腐蚀性能的优选方法。在加速试验中,相比运行环境,实验室暴露条件与实际环境越接近,得到的数据则越有用。

传统的、应用最广泛的腐蚀加速方法是盐雾法,即在35°C下连续喷洒5%的盐溶液。该试验(ASTM B117)在1914年左右首次应用于腐蚀试验。即使长期以来人们都知道传统盐雾法不能最大程度的模拟 运行环境,然而在很多材料规范中它都被列为必备试验方法。

上世纪六十年代初,工程师和科学家们就尝试建立循环腐蚀试验方法,以更准确地预估出材料的腐蚀 性。相比传统的稳态暴露方法,循环腐蚀试验更具有现实意义。由于实际暴露环境通常包括潮湿和干燥 两种条件,因此应在这些自然循环条件试验后再进行实验室加速试验。研究证明,采用循环腐蚀试验, 其相对腐蚀率、结构和形态与户外更接近。因此,相比传统的盐雾试验,循环腐蚀试验通常与户外环境 具有更好的相关性。

目前已设计开发出多种不同的循环腐蚀试验方法。简单循环法(如Prohesion,该方法尤其适用于测定 工业保护涂层)包括盐雾和干燥条件之间的循环。更精密的方法则需要采用包含多个步骤的循环,除盐雾和干燥外,还包括静置、潮湿、饱和湿度或其它条件。这些试验均采用潮湿/干燥循环,以开发模 拟更接近户外循环条件的实验室条件。

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英国C&W Specialist Equipment Ltd 成立于1978年,是Prohesion®测试的标准制定者。2019年,英国C&W Specialist Equipment Ltd加入美国工业物理集团,隶属于油墨与涂料事业部门。C&W的实验箱主要有:中性盐雾、循环腐蚀、高湿度箱、湿度可调箱,容量从100L, 200L, 450L, 750L, 1000L, 2000L可选。


TQC Sheen, C&W隶属于美国工业物理集团油墨与涂层测试事业部

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