卷材涂料是用于涂覆鋼板、鋁板表面 , 制預(yù)涂卷材的一種專用涂料。預(yù)涂卷材質(zhì)輕、性優(yōu)及經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性 , 使得預(yù)涂卷材在建筑業(yè)上得以廣泛的應(yīng)用。此后技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的開(kāi)拓 , 以及預(yù)涂的卷材在環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì) , 使其應(yīng)用面越來(lái)越廣 , 已經(jīng)從建筑內(nèi)外裝飾材料發(fā)展到汽車制造、家具、集裝箱、家電用品等領(lǐng)域。
1 卷材涂料質(zhì)量的檢驗(yàn)測(cè)試
預(yù)涂卷材涂料是在卷材尚未受到氧化腐蝕之前涂于鋼材正反面的一種綜合性能優(yōu)良的涂料。目前 , 卷材涂料根據(jù)在卷材上的用途可分為底漆、面漆和背面漆三類。不同種類的卷材涂料測(cè)試的性能各有側(cè)重 , 雖然卷材涂料在國(guó)內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)已有 10 年以上 , 但其應(yīng)用面的擴(kuò)大、需求量的增長(zhǎng)等引起的國(guó)內(nèi)卷材涂料熱是近年來(lái)才形成的 , 建筑用卷鋼材的質(zhì)量需要有 GB/ T 12754 — 1991 《彩色涂層鋼板及鋼帶》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) , 卷材涂料質(zhì)量檢驗(yàn)要求目前沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于卷材涂料具有涂料的一般共性 , 因此黏度、細(xì)度、固體含量、光澤、附著力、硬度等檢驗(yàn)項(xiàng)目可等效采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)涂料性能的常規(guī)檢驗(yàn)。
預(yù)涂卷材涂料須滿足預(yù)涂卷材的生產(chǎn)工藝和加工使用兩方面的特點(diǎn)。其施工工藝是連續(xù)輥涂 , 因此需要一定的施工黏度和細(xì)度。在加工使用中 , 底漆對(duì)底材和面漆應(yīng)有好的附著力及防腐蝕性 , 背面漆應(yīng)具有良好的防腐蝕性和耐劃傷性 ; 面漆則應(yīng)有好的遮蓋力和裝飾性。底、面、背漆均要求能承受直接切割、彎曲、深沖等機(jī)械加工 , 同時(shí)具備較好的柔韌性及硬度 , 便于運(yùn)輸和使用 , 對(duì)于外用建筑材料 , 要求具有優(yōu)異的耐候性和防腐蝕性。由此可見(jiàn) , 卷材涂料質(zhì)量的測(cè)試分為液態(tài)涂料的性能檢驗(yàn) , 即黏度、細(xì)度、固體含量 ; 烘干
成膜后的漆膜性能的檢驗(yàn) , 即顏色、外觀、光澤、附著力、柔韌性 ( 即 T 彎 ) 、耐擦拭、耐沖擊及硬度等;另外 , 根據(jù)使用場(chǎng)合不同 , 可增加一些特殊測(cè)試項(xiàng)目 , 如耐鹽霧性和耐人工老化等。
2 液態(tài)卷材涂料的性能測(cè)試
2. 1 黏度
卷材涂料的施工主要采用快速輥涂方式 , 所以為保證漆膜厚度及流平性 , 使涂膜表面平整光滑 , 對(duì)黏度的控制很重要。卷材涂料的黏度指標(biāo) ( 涂 -4 杯黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)定 ) 一般在 80 ～ 120 s 之間 , 檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)標(biāo) GB/ T 1723 — 93 涂料黏度測(cè)定法。
引進(jìn)的卷材涂料技術(shù)中 , 使用的是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) , 采用蔡恩黏度計(jì)法測(cè)試液體黏度。蔡恩黏度計(jì)又叫蔡氏杯, 是一種子彈頭形狀 , 耐腐蝕、耐溶劑的不銹鋼杯 , 杯底有一精確的小孔 , 杯口上裝有一約300mm 長(zhǎng)的提手 ,其測(cè)試原理與涂 -4 杯相同 , 為定量試樣 , 在一定的溫度下從規(guī)定直徑的孔流出所需的時(shí)間。
2. 2 細(xì)度
細(xì)度是測(cè)定色漆或漆漿內(nèi)顏料、體質(zhì)顏料等顆粒的大小和分散程度 , 以微米 ( μ m) 表示。卷材涂料不論背面漆、底漆和面漆對(duì)細(xì)度的要求均很高 , 一般控制在 15 ～ 25 μ m, 以配合卷材涂料本身的性能特點(diǎn) , 即涂層較薄 , 漆膜平整光滑 , 有良好的機(jī)械性能等。細(xì)度的測(cè)定主要采用量程為 50 μ m 的刮板細(xì)度計(jì) , 檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)標(biāo) GB/ T 1724 — 79 (89) 涂料細(xì)度測(cè)定法。
2. 3 固體含量
固體含量是涂料生產(chǎn)中正常的質(zhì)量控制項(xiàng)目之 一 , 它的含量高低對(duì)形成的涂膜質(zhì)量和涂料使用價(jià)值有直接影響。固體含量也稱不揮發(fā)分 , 指涂料在一定溫度下加熱焙烘后剩余的質(zhì)量與試樣質(zhì)量的比值 , 以百分?jǐn)?shù)表示。
卷材涂料中的聚酯背面漆和聚酯面漆 , 固體含量指標(biāo)一般控制在 (55 ± 5) %, 高固體分聚酯面漆則為(75± 5) % 。固體含量的測(cè)定最常用的方法是烘箱法 , 檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)標(biāo) GB/ T 6751 — 86 色漆和清漆— 揮發(fā)物和不揮發(fā)物的測(cè)定。
3 卷材涂料成膜后的漆膜性能測(cè)試
3. 1 顏色及外觀
漆膜顏色是指光照到漆膜上時(shí) , 經(jīng)吸收、反射、折射等作用后 , 從其表面反射或透射出來(lái) , 進(jìn)入我們眼睛的顏色。卷材涂料的測(cè)定方法可采用目測(cè)法和儀器法。
目測(cè)法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/ T 9761 — 88 色漆和清漆——色漆的目視比色和 GB/ T 3181 — 1995 漆膜顏色標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。在目測(cè)方法中為了避免自然光的不穩(wěn)定或夜間作業(yè) , 可使用人工光源的目視比色箱 , 其光源為國(guó)際照明委員會(huì) (CIE) 推薦的日光型熒光燈 D65 和溴鎢燈 A 光源。雖然一般用肉眼可以區(qū)分漆膜顏色的差別 , 但由于受到色彩記憶能力和自然條件等因素的限制 , 不可避免會(huì)有人為誤差的產(chǎn)生。因此在工業(yè)實(shí)踐中測(cè)定漆膜色差較多使用測(cè)色色差儀 , 以數(shù)字來(lái)把人們對(duì)顏色的感覺(jué)表達(dá)出來(lái)。色差儀種類較多 , 通過(guò) X 、 Y 、 Z 或 L 、 a 、 b 色度的測(cè)定 , 計(jì)算出漆膜顏色的色差值ΔE 。目前最為通用的是由 CIE 國(guó)標(biāo)照明委員會(huì)制定的 L 3 a 3 b 3 均勻色空間。
3. 2 漆膜厚度
涂料某些物理性能的測(cè)定需要把涂料制成試板 , 在一定的膜厚下進(jìn)行比較。在施工應(yīng)用中 , 由于涂裝的漆膜厚薄不勻或厚度未達(dá)到規(guī)定要求 , 均將對(duì)涂層性能產(chǎn)生很大影響。因此如何正確測(cè)定漆膜厚度是質(zhì)量檢驗(yàn)中重要的一環(huán)。
目前 , 測(cè)定漆膜厚度有各種方法和儀器 , 選用時(shí)應(yīng)考慮漆膜的場(chǎng)合、底材、表面狀況和漆膜狀態(tài)等因素 , 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/ T 13452. 2 — 92 色漆和清漆— 漆膜厚度的測(cè)定中規(guī)定了可采用的各種測(cè)定方法及其應(yīng)用范圍。
卷材涂料由于底材一般用 0 . 2 ～ 2 . 0 mm 厚的金屬鋼板 , 因此漆膜厚度的測(cè)定主要使用磁性測(cè)厚儀 ,利用電磁場(chǎng)磁阻原理 , 以流入鋼鐵底材的磁通量大小來(lái)測(cè)定漆膜厚度。
3. 3 光澤
漆膜表面把投射其上的光線向一個(gè)方向反射出去的能力稱為光澤。漆膜的光澤是衡量涂膜外觀性能的一項(xiàng)主要指標(biāo) , 能給被涂物件一個(gè)良好的裝飾作用和保護(hù)作用。
卷材涂料的光澤指標(biāo)一般根據(jù)客戶的要求而定 , 測(cè)定儀器采用光電光澤計(jì) , 檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)標(biāo)GB/ T 9754 — 1988 不含金屬顏料的色漆漆膜之 20 °、 60 °和 85 °鏡面光澤的測(cè)定。
3. 4 附著力
附著力指漆膜與被涂物件表面通過(guò)物理和化學(xué)作用結(jié)合在一起的牢固程度。目前國(guó)內(nèi)測(cè)定卷材涂料的附著力采用劃格法 , 附著力指標(biāo)控制為 0 級(jí) , 檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)標(biāo) GB/ T 9286 — 1998 色漆和清漆——漆膜的劃格試驗(yàn)。
3. 5 鉛筆硬度
硬度的測(cè)試是考察預(yù)涂卷材涂料涂層能否通過(guò)加工成型的重要指標(biāo)。目前使用鉛筆硬度試驗(yàn)儀進(jìn)行測(cè)定。鉛筆硬度是采用一套已知硬度的鉛筆 ( 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為中華牌高級(jí)繪圖鉛筆 ) 進(jìn)行漆膜硬度的測(cè)定 , 以鉛筆硬度標(biāo)號(hào)表示漆膜的硬度。一般卷材涂料的硬度指標(biāo)控制在≥ 2 H, 檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)標(biāo)GB/ T 6739— 1996 漆膜硬度鉛筆測(cè)定法。
3. 6 T 彎
T 彎屬于對(duì)卷材涂膜的后成型性檢驗(yàn) , 用來(lái)衡量涂膜在成型加工中不開(kāi)裂和抵抗損壞的能力。 T 彎是卷材涂料性能的主要指標(biāo) , 目前我國(guó)無(wú)此標(biāo)準(zhǔn) , 主要參考美國(guó)全國(guó)卷涂協(xié)會(huì) (National Coil Coating As -sociation) NCCA Ⅱ — 19 標(biāo)準(zhǔn)“ T ” 彎測(cè)定方法。 NCCA Ⅱ — 19 標(biāo)準(zhǔn)是一種經(jīng) 180 °彎試驗(yàn)測(cè)“ T” 定涂層附著及韌性的方法。此方法最初是將試片在臺(tái)鉗上夾緊 , 用手彎至 90 ° , 從臺(tái)鉗中取出再用手彎至 180 ° , 然后放入臺(tái)鉗夾平 , 即為 0 T, 按相同步驟重復(fù)彎曲。目前則使用 T 彎儀 ( 或稱彎折機(jī) ) 進(jìn)行 , 原理相同 , 將試片一端插入 T 彎儀中 , 彎曲試片 180 ° , 并施加一定壓力 , 使試片彎曲后相鄰表面處于平坦?fàn)顟B(tài)即為 0T 。然后繼續(xù)將 0T 試片插入 T 彎儀 , 重復(fù)操作 , 板間夾一個(gè)板厚為1 T,2個(gè)板厚為 2 T,見(jiàn)圖 1 。每次用透明膠帶沿折痕完全覆蓋彎曲部位 , 快速拉掉膠帶 , 檢查彎曲處涂層是否脫落。試驗(yàn)三次以上涂層不脫落的最小彎曲直徑表示其 T 彎性能。 T 彎數(shù)由供需雙方商定 , 一般控制在 2 ～3T 。
圖 1 T- 彎級(jí)品示意圖
3. 7 耐溶劑擦拭
耐溶劑性指耐 MEK( 甲乙酮 ) 擦拭。本方法主要用于測(cè)定彩涂鋼板生產(chǎn)工藝中涂層烘烤固化的質(zhì)量 ,以判斷漆膜固化的程度。我國(guó)目前無(wú)此國(guó)標(biāo) , 耐溶劑性主要參考美國(guó)全國(guó)卷涂協(xié)會(huì) NCCA Ⅱ -18 溶劑擦拭法評(píng)價(jià)耐溶劑性規(guī)范。
溶劑擦拭法是通過(guò)烘烤漆膜耐特定溶劑的擦拭次數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)漆膜的交聯(lián)程度 , 測(cè)定時(shí) , 必須同時(shí)考慮其他性能 , 如顏色、光澤、硬度、附著和韌性 , 并且隨涂料類型、膜厚、底材表面狀態(tài)不同 , 涂層耐溶劑性的波動(dòng)幅度很大。
測(cè)試方法為用卷在食指上并浸透 MEK 溶劑的四層紗布 , 以大約 19 . 6 ～ 24 . 5N 壓力在待測(cè)試片表面前后移動(dòng)擦拭 , 來(lái)回行程至少為 200 mm , 其擦拭速度約為 100 次 / min 往返 ( 往前一次 , 往后一次算作往返一次 ), 直至漆膜破壞或達(dá)到預(yù)定的往返擦拭次數(shù)。在整個(gè)擦拭過(guò)程中應(yīng)始終保持紗布的浸濕狀態(tài)。在200mm 擦拭范圍中間 150 mm 內(nèi)任一點(diǎn)上漆膜被擦掉 , 露出底材 , 即為漆膜破壞。因一些操作者在行程往返處往往用力較大 , 所以擦拭范圍兩端情況不予考慮 ( 見(jiàn)圖 2) 。
圖 2 溶劑擦拭試驗(yàn)圖解
卷材涂料的耐 MEK 擦拭指標(biāo)面漆一般為 100 次 , 試片上的麻坑 , 劃痕 , 灰塵 , 布上或溶劑中的固體粒子及底材的不平整會(huì)明顯影響測(cè)試結(jié)果。并且此試驗(yàn)應(yīng)在試片上多處進(jìn)行 , 以消除誤差。
3. 8 杯突試驗(yàn)
卷材涂料除具備了一般涂料的各種性能外 , 其涂膜還需經(jīng)受深沖、撓曲、鉆孔、咬合等后加工 , 因此對(duì)柔韌性的要求比傳統(tǒng)涂膜要求更高 , 其代表性的指標(biāo)有杯突、沖擊、 T 彎、附著力等。
杯突試驗(yàn)是評(píng)價(jià)色漆、清漆和有關(guān)產(chǎn)品的涂層在標(biāo)準(zhǔn)條件下逐漸變形后 , 其抗開(kāi)裂或抗與金屬底材分離的性能。測(cè)定儀器為杯突試驗(yàn)儀 , 檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)標(biāo) GB/ T 9753 — 1988 色漆和清漆——杯突試驗(yàn)。
3. 9 耐沖擊性
耐沖擊性也稱沖擊強(qiáng)度 , 指涂于底材上的涂膜在經(jīng)受高速率的重力作用下發(fā)生快速變形而不出現(xiàn)開(kāi)裂或從金屬底材上脫落的能力 , 它表現(xiàn)了被試驗(yàn)漆膜的柔韌性和對(duì)底材的附著力。
耐沖擊性所用儀器為沖擊試驗(yàn)儀 , 雖然我國(guó)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/ T 1732 — 1993 漆膜耐沖擊測(cè)定法 , 但由于重錘質(zhì)量 ( 1 kg ) 和滑筒高度 ( 50 cm ) 是固定的 , 不適用于測(cè)定卷材涂料涂層不產(chǎn)生裂紋或剝離的最大沖擊性。因此 , 目前卷材涂料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)大多是按美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì) (American Society for Testing and Ma -terials)的 ASTM D2794 — 93 有機(jī)涂層的抗快速變形 ( 沖擊 ) 性進(jìn)行測(cè)試。其試驗(yàn)原理是讓重錘自由落下沖擊試樣 , 使試樣變形 , 并逐步增加重錘落下的高度或質(zhì)量 , 涂層的抗快速變形能力為這個(gè)高度和重錘質(zhì)量的乘積 , 以焦耳 (J) 表示。卷材涂料的耐沖擊性指標(biāo)一般控制在≥ 9J 。
