張 云(廣州合成材料研究院有限公司,廣東廣州,510665)

涂料不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)的測試方法

張 云
(廣州合成材料研究院有限公司,廣東廣州,510665)

介紹了一種測試涂料的不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)的方法,該方法測試過程中可同時(shí)測得涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、液體涂料密度、干涂膜密度。分別選取環(huán)氧底漆、環(huán)氧厚漿漆、醇酸底漆、醇酸面漆進(jìn)行了試驗(yàn),通過試驗(yàn),對可能影響測試結(jié)果的因素進(jìn)行了分析,并說明了該方法的適用范圍。

不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù);不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù);干涂膜密度

涂料的不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)是指涂料在規(guī)定的溫度和時(shí)間固化或干燥后所留下的剩余物占原液體涂料的體積百分?jǐn)?shù),也稱體積固體含量。我們一般接觸較多的是涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù),其測試方法簡單易行,所以應(yīng)用較多,但不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)能更直觀地反映一種涂料的涂覆使用量,國外很多涂料公司的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)一般明示的也是不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)。GB/T 9272-2007規(guī)定了一種測試涂料的不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)的方法,本試驗(yàn)選用金屬圓片作為受漆器,對四組涂料進(jìn)行不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)的測定,介紹涂料不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)的測定方法及測試過程中的注意事項(xiàng)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原理

測定未涂漆圓片的質(zhì)量和體積,用受檢涂料涂覆金屬圓片,干燥后測定涂漆圓片的質(zhì)量和體積,用測得的圓片涂漆前后的體積和質(zhì)量計(jì)算出干膜的體積和質(zhì)量,由液體涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和密度計(jì)算出形成干膜所需的液體涂料的體積,干涂膜的體積除以液體涂料的體積乘以100即得液體涂料中不揮發(fā)物的體積分?jǐn)?shù)。

1.2 儀器和材料

分析天平:精度0.1m g。單盤型的天平是比較方便的,由于要稱量物體在液體中的質(zhì)量,因此一般需要對單盤天平進(jìn)行改造,用配衡附件代替天平盤。目前有一種電子天平,在天平底部設(shè)有掛鉤,可更方便地測定物體在液體中的質(zhì)量。

烘箱:鼓風(fēng)恒溫烘箱,精度±2℃。

干燥器:內(nèi)放干燥劑。

金屬圓片(一般用不銹鋼或銅片):直徑約為60毫米,厚度約為0.7mm,邊上帶有一個(gè)2～3mm的小孔。

掛鉤:直徑不超過0.3mm,長為30～40mm的鎳鉻絲。

燒杯:600m l或者1000m l的燒杯,能浸沒金屬圓片且距液面有10mm的距離。

浸漬液:合適的密度和類型的液體,要求不能和涂層反應(yīng)或溶解涂層且有良好的潤濕性,必要時(shí)可加入潤濕劑,蒸餾水適合大多數(shù)產(chǎn)品。

涂料:環(huán)氧底漆、環(huán)氧厚漿漆、醇酸底漆、醇酸面漆。

1.3 測試

1.3.1 不涂漆圓片體積的測定

把圓片和掛鉤放在105±2℃的烘箱中干燥10分鐘,放入干燥器中冷卻,在空氣中稱量圓片的質(zhì)量。

把圓片完全浸入液體中,且使液體的水平面超過圓片上端10mm,再次稱重。按下式計(jì)算圓片的體積V1(m l):

式中:m1——未涂漆圓片在空氣中的質(zhì)量(g); m2——未涂漆圓片在液體中的質(zhì)量(g);ρ1——試驗(yàn)溫度下的浸漬液的密度(g/m l)。

1.3.2 涂漆圓片的體積測定

把圓片系在金屬絲上,將其全部浸入受檢涂料中,然后將圓片勻速地提出來,滴干并去掉圓片底部形成的厚邊,把涂漆圓片按照產(chǎn)品明示的干燥條件進(jìn)行干燥,如無特別說明,一般在(105±2)℃烘烤三個(gè)小時(shí)。烘干以后,將涂漆圓片取出,連同掛鉤一起放入干燥器中冷卻,然后在空氣中稱重。

將涂漆圓片放入浸不涂漆圓片時(shí)所選用的同一液體中稱重,應(yīng)使液體的溫度和不涂漆圓片在該液體中稱重時(shí)的溫度相同,且浸入的深度相同。

按下式計(jì)算涂漆圓片的體積V2(m l):

式中:m3——涂漆圓片在空氣中的質(zhì)量(g); m4——涂漆圓片在液體中的質(zhì)量(g);ρ1——試驗(yàn)溫度下的浸漬液的密度(g/m l)。

1.3.3 液體涂料中不揮發(fā)物的測定

液體涂料中不揮發(fā)物的測定按照GB/T 1725-2007《色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測定》進(jìn)行。

1.3.4 液體涂料密度的測定

液體涂料的密度測定按照GB/T 6750-2007《色漆和清漆密度的測定比重瓶法》進(jìn)行。

1.4 結(jié)果的計(jì)算

用下列公式計(jì)算變成干涂膜的液體涂料的體積V3(m l)、干涂層的密度ρ0(g/m l)以及不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)NVv(%):

式中:m1——圓片在空氣中的質(zhì)量(g);m2——未涂漆圓片在液體中的質(zhì)量(g);m3——涂漆圓片在空氣中的質(zhì)量(g);m4——涂漆圓片在液體中的質(zhì)量(g);V1——未涂漆圓片的體積(m l); V2——涂漆圓片的體積(m l);NVm——涂料中不揮發(fā)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);ρ1——試驗(yàn)溫度下,浸漬液的密度(g/m l);ρ2——試驗(yàn)溫度下,液體涂料的密度(g/m l)。

按照上述方法,選用蒸餾水作為金屬圓片浸入的液體,對以下四組涂料進(jìn)行不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)的測定,測定結(jié)果見表1。

表1 涂料不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)測定結(jié)果Table 1 The resultsof percentage vo lum e of non-vo latilem atter in coating

2 結(jié)果與討論

2.1 涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)與干膜密度的關(guān)系

由表1試驗(yàn)結(jié)果可以看出,涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大于其體積分?jǐn)?shù),即使不揮發(fā)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,但由于干膜密度的不同,其體積分?jǐn)?shù)也不相同,這與涂膜的致密程度有關(guān)。

2.2 試驗(yàn)中應(yīng)注意的可能對試驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素

(1)浸涂金屬圓片時(shí),不可以用稱量掛鉤,涂層不可太厚,否則既不容易干燥,又易形成氣泡,會使測試結(jié)果偏大。假如涂膜的表面有氣泡形成,用針尖將其刺破,一般要求干燥后得到一個(gè)30～60μm厚的均勻涂層,如果一次浸入不能達(dá)到這個(gè)厚度,可以浸入多次;如果一次浸入得到的涂層太厚,可以用適宜的稀釋劑稍加稀釋再進(jìn)行浸涂。

(2)把金屬圓片浸入液體中稱量時(shí),保證前后浸入深度一致,避免掛鉤所受浮力不同影響試驗(yàn)結(jié)果,試驗(yàn)過程中浸漬液的溫度應(yīng)保持一致,避免浸漬液密度變化對試驗(yàn)結(jié)果的影響。假如由于漆膜吸收液體而使質(zhì)量變化很快,應(yīng)另選不被漆膜吸收的液體來替代,并重新測定。

(3)不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)也可用未涂漆圓片的質(zhì)量和涂漆圓片干燥前后的質(zhì)量來進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)保證干燥過程中不會有涂料滴落,否則會使測試結(jié)果偏小。

2.3 該方法與理論值的關(guān)系及適用范圍

用此方法測得的涂料不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù),可能大于、等于或者小于理論單個(gè)組分的組合體積,這與樹脂與溶劑的溶解特性、反應(yīng)固化特性及基料潤濕顏料的程度有關(guān)。當(dāng)顏料體積濃度大于臨界顏料體積濃度時(shí),由于基料的數(shù)量不足以潤濕所有的顏料質(zhì)點(diǎn),因此顏料質(zhì)點(diǎn)在涂膜中是疏松的存在,此時(shí)不適宜用該方法進(jìn)行測試。

[1] 彭菊芳.GB/T 9272—2007色漆和清漆通過測量干涂層密度測定涂料的不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[2] 武利民,李丹,游波.現(xiàn)代涂料配方技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

[3] 張光華.精細(xì)化學(xué)品配方技術(shù)[M].北京:中國石化出版社,1999.

Determ ina tion of Percen tage Volum e of Non-vola tileM a tter in Coa ting

ZHANG Yun
(Guangzhou Research Institute Co.L td.of SyntheticM aterials,Guangzhou 510665,Guangdong,China)

A m ethod of determ ination of percentage vo lum e of non-vo latile m atter in coating is introduced. M eanw hile,in the testing p rocess the percentagem assof non-vo latilem atter,density of liquid coating,density of dried coating arem easured.By testing epoxy p rim er,epoxy paste paint,alkyd p rim er and alkyd paint,The factors thatm ay affect the test resultwere analyzes and the scope of app lication of them ethodwas illustrated.

percentage volum e of non-vo latilem atter;percentagem assof non-volatilem atter;density of dried coating

TQ

2010-05-15