涂料理论涂布率的测定

本文介绍了测定涂料理论涂布率的几种方法及影响因素。

前言

涂料使用单位在应用涂料的过程中，除了要求涂料生产企业提供必要的质量测试数据外，还往往要求提供产品使用的各项物理参数，其中很重要的一项就是该产品的理论涂布率，以便于计算涂料的使用量和核算施工成本。在我国以往都是采用使用量这个概念，即在单位面积获得一定厚度的漆膜所需的漆量，以“g/m 2 ”来表示。近年来，随着国内外交流的日益增多，国际上著名品牌涂料产品在国内使用也日渐普遍，其涂布率概念也为许多使用单位所接受，即以“m 2 ／L”来表示产品的使用量。由于我国现有的涂料试验方法标准中还没有测定涂布率的统一方法和误差要求，因此我们结合日常工作对几种测定方法进行了一些探索和比较。

l测定方法

1． 1刷涂法

首先按国家标准“GB／T1758—1979(1989)涂料使用量测定法”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0．001 g)，涂漆试板放置24 h，按下式计算涂料的使用量：

X=（m 1 -m 2 ）/S×10 4
式中：X——使用量，g／m 2 ；
m l ——涂漆前漆刷及盛有试样的容器质量，g；
m 2 ——涂漆后漆刷及盛有试样的容器质量，g；
S——涂漆面积，cm 2 。

这样得到的仍是质量表示法，为了换算成涂布率(m 2 ／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 ）×10 3

式中： R——涂布率，m 2 /L；
X——使用量，g/m 2 ；
p——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次接近的结果算术平均值。

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。

1． 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“m 2 ／L”表示的涂布率。

先在感量为0．01 g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：

X 1 =（m B -m A ）/S×10 4
式中： X 1 ——使用量，g／m 2 ；
m A ——涂漆前板质量，g；
m B ——涂漆后板质量，g；
S——涂漆面积，cm 2 。

稀释前涂料使用量按下式计算：

X 2 =X 1 -（X 1 ·Y/100）
式中：X 2 ——稀释前涂料使用量，g/m 2 ；
X 1 ——稀释后涂料使用量，g/m 2 ；
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：

X=（m B -m A ）/S·D×100×10 4 式中：

X——使用量，g/m 2 ；
m A ——喷漆前板质量，g;
m B ——喷漆后板质量，g；
S——喷漆面积，cm 2 ；
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。

1.3 体积固体含量法

可按国家标准“GB/T9272-1988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分容量，俗称体积固体含量。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，δ（固体的体积含量）可简化为以下公式来表示：

δ=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：（δ×10）/干膜厚度=m 2 /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。

2讨论

以上介绍的3种方法均可测试涂布率，但由于涂料品种各异，有常规黏度的、有厚浆型的、有双组分的，它们的使用方法不同，施工要求不同，因此需结合工作实际选择相适应的方法来测定涂布率，以求得尽可能准确的结果。另外，理论涂布率不适用于多孔的材料，如木材、混凝土等表面，而实际涂布率则受到施工方法、表面形状、漆膜厚度、操作技术等因素的影响而有所差别。