漆膜厚度的测定
在涂料和涂膜的检测中,涂膜厚度是一个很重要的控制项目内容。在涂膜施工过程中,由于涂后漆膜厚度不均或厚度未达到规定要求,均对涂层的性能产生重大的影响。所以要严格控制这个关键环节,认真进行厚度检测。
目前,测定漆膜厚度有各种方法和相应的仪器,根据实际情况和要求选用相应的方法和仪器进行测定。
(1)湿膜厚度的测定,必须在漆膜制备后立即进行,以免由于挥发性溶剂和蒸发而使漆膜发生收缩现象。目前常用的湿膜厚度计有轮规、梳规和Pfund湿膜计三种。
1)轮规是由两个相等的圆盘和中间夹装一个偏心圆组成。当三个圆盘的外周在一处相切时,此处间隙为零,相对处间隙最大。圆盘外侧有刻度,以指示不同的间隙值。其结构如上图。测试时,轮规必须垂直被测表面,不能左右晃动,否则所测值有误差。轮规在涂层表面滚动时,最好由间隙最大处开始,湿膜不受推动挤压,所测值比较准确。若从零开始,湿膜受到推挤,所测值产生误差而偏大。
2)梳规是一种由金属或塑料薄板制成的方形或矩形,四边均有不同规格表示涂层厚度值的简易测厚仪器。其测厚原理如上图所示。测厚时,将梳规垂直放在被测物表面上,梳规每一边的两端均在同一水平面上,而中间各齿的底边距水平面有依次递升的不同间隙,有具体数字标示。检测时,总有一部分齿被漆膜粘湿,而最后一个被粘湿的齿与未被粘湿的齿之间的读数,就是被测湿漆膜的厚度。
3)Pfund湿膜计是由一个凸面透镜L(曲率半径为250mm)和两个金属圆管所组成;使用时用手缓慢地将管往下压,以使装在底部透镜L通过湿膜接触底板表面,量取涂料在透镜难上黏附部分的直径。按下公式计算,即可得出湿膜厚度h。
h=D2×1000/16r=0.25D2
式中D——粘附部分直径(mm)
r——透镜的曲率半径,为250mm;
h——湿膜厚度(μm)。
这种测法,L镜面上由于表面张力的缘故,因而所测得湿膜厚度与实际的湿膜厚度稍有差别,需要引入系数进行修正。
以上三种测厚方法,以轮规为佳。使用简便,读数准确。梳规虽然简便,但误差较大;Pfund湿膜计使用不方便,还需计算才能得出具体厚度值,还要用系数进行修正。
(2)在实际工作中大量遇到的是干膜的测量,测量的方法较多,但都有一定的局限性。按工作原理来分,基本上分为磁性法和机械法两类。
1)磁性法目前已称为干膜厚度测量的主要方法。磁性测厚仪主要是电磁场磁阻的原理来测量钢铁底板上涂层的厚度。非磁性测厚仪则利用涡流测厚原理来测量,诸如铝板、铜板等不导磁底板上涂层的厚度。现已有永久性磁体来代替电磁场,使磁性测厚仪结构紧凑,便于携带,但精度较差。用于电池或充电电池的磁性测厚仪同样结构紧凑,方便携带,且测厚精度较高。更先进的已发展到数字显示式,直接读出被测的数据,且适合多种形状表面测量的多用式测厚仪器。
2)机械测量法中以往常用杠杆千分尺或千分表测量漆膜厚度。优点是使用时不受底材性质的限制和漆膜中导电或导磁颜料的影响,测量精度较高,可达±2μm。但只能对较小面积的样板进行测量,为消除和减少误差,必须多次测量,手续繁琐,不如磁性法测厚仪简便。
ISO2808-1974《漆膜厚度的测定法》标准中推荐使用显微镜法,其测试原理如图5-4所示。该法是用一定角度的切割工具,将涂层切出V形缺口直到底材,然后用代有标尺的显微镜测定a′和b′的厚度。标尺的分度已通过校准系数换算成相应的a和b的实际厚度微米数。
此法的最大优点是除能测定总漆膜厚度外,还能测出多层漆系统的每层厚度,同时可以在任何底材上进行,其不足之处是使漆膜遭到局部破坏。
3)超声波涂层测厚仪
经济实用,方便快捷,可无损测量多种涂层的厚度,包括木材、混凝土等的表面涂层。
超声波测厚仪的原理:探头发射的超声波脉冲到达被测物体并在物体中传播,到达材料分界面时被反射回探头,通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。适合测量所有导声材料,如钢、铁、金属,塑料、陶瓷、有机玻璃等超声波的良导体。