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钢桶涂料主要质量指标及检验方法（2）
上海徐工涂料技术有限公司 徐国兴
4，细度
细度是指涂料中颜料、填充料等颗粒的大小或分散的均匀程度，以微米来计算。涂料细度的优劣能影响涂膜的光泽、透水性及贮存稳定性。由于品种不同，各种涂料所要求的细度标准是不一样的。一般来说，细度越细光泽越好，但过细和过粗都要影响贮存稳定性。所以，我们要求各种涂料的细度均应符合有关规定的标准。目前，测定细度使用最为普遍的是刮板细度计。其构造为一磨光的工具合金钢平板。板上有一沟槽，在槽边有刻度线。其规格分为O－50μm、0－100μm、0～150μm3种。另有一刮刀，两刃均磨光。使用时，将试样滴人沟槽的最深部位，以能充满沟槽而略有多余为宜。然后，用两手将刮刀垂直于平板，以较慢的匀速由沟槽的深部向浅部拉过（一般约3秒时间），使试样充满沟槽而平板上下留余漆。接着立即（一般不超过6秒钟）用30°角对光观察沟槽中颗粒均匀显露的位置，此处的刻度线读数即为该试样的细度。此法操作简便，清洗容易，测试速度较快，但需注意试样的稀稠度应符合产品标准的规定，以免测试时产生误差。
5．遮盖力
涂料涂成均匀的涂膜，使被涂物表面的底色不再呈现的能力叫作遮盖力。有两种方法来表示，即测定遮盖单位面积所需的最小涂料使用量（以g/m2表示）或遮盖底面所需的最小湿膜厚度（以μm来表示）。
我国目前测试遮盖力的方法，普遍采用的是前一种，即单位面积重量法（也叫黑白格法）。其仪器为一块100×200mm的黑白玻璃板，玻璃板由25×25mm的黑白相间的小方格组成。将涂料试样均匀地涂于玻璃板上，在散光下目测至看不见黑白格为止，将所用的涂料量称重，然后按下式计算：
X= (W-w)/S×10000
式中：X-遮盖力(g/m2)；W-涂料样品和容器的总重量(g)；W-,-剩余涂料和容器的总重量(g)；S一--黑白格玻璃板涂有涂料的面积(cm2)。
此法操作简单，黑白玻璃板制作也较方便，但有时终点观察不准，另外涂料的流平性和操作时的刷痕均对遮盖力的测试结果有一定的影响。
涂料遮盖力的大小对于我们钢桶涂料的单耗影响较大，所以一定要注意涂料的遮盖力指标。我们钢桶行业所用的一般涂料，其遮盖力指标大约如下(g/m2)：
磁漆类：
珠红 160～200
白 300
灰 90
黑 40
黄 250
蓝 80～150
绿 80～150
调和漆：
红 90～160
白 260
灰 90
草绿 60
铁红 50—60
黄 90～220
蓝 80～150
绿 80～150
黑 40
棕 60
防锈漆：
红丹 200
铁红 60～80
灰 100
（二）涂膜
检验涂膜性能，首先需制得很好的涂膜样板，样板处理得好，检验时才能真正反映涂料性能。
l，涂膜的一般制备法
(1)材料：
①厚0.2-0.3mm，长和宽为120×50mm的马口铁板。用于测冲击强度等；
②厚0.2-0.3mm，长和宽为120×25mm的观口铁板。用于测柔韧性等；
③厚0.45-0.55mm，长和宽同上的钢桶铁板。用于测附着力等。
(2)表面处理：先用0#砂纸打磨，除锈、除镀锡层，然后用布擦净，再用脱脂棉沾溶剂（松香水或二甲苯）擦净，至不使棉球沾污为止，并晾干。
(3)涂涂料：将涂料试样稀释至如前所述的粘度，并进零过滤。然后可用人工涂刷或机械喷涂的方法涂涂料。涂涂料时，注意涂膜均匀一致；涂膜的厚度，清漆掌握在15μm左右；一般钢桶涂料掌握在18—23μm左右；防腐漆的防腐测试用涂膜应涂两层，总厚要大于80μmo
2，干燥时间测定
涂料以一定厚度涂在物体表面上之后，经过物理性挥发或化学性氧化聚合作用，形成固体薄膜，这样的过程所需要的时间称为干燥时间。此过程分为两个阶段：
(1)表干：涂膜从流体至表面形成微薄膜层时，称为表干。表干时间的测定方法有两种，即吹棉球法和指触法。吹棉球法为在涂膜表面轻轻放上一个脱脂棉球，嘴距棉球10～15cm，水平方向轻吹棉球，如能从涂膜表面吹走棉球而不留棉丝，则认为已经表干粘，但无涂料粘在手上，则也认为达到表干了。
(2)实干：涂膜从流体至全部形成固体膜层时，称为实干。测定实干时间的方法有滤纸法、棉球法、刀片法等。本文介绍最为方便的的JJ片法：用保险刀片在样板上能刮起涂膜，而涂膜底层无粘着现象，即认为涂膜已实于。
很多制桶厂使用的钢桶外涂料都是单组份白干性的。钢桶涂上这些涂料后，要等其实于后才能滚动和堆放。这样，如果涂料的干燥时间太长，则场地周转不开，不利于钢桶的连续生产。所以，钢桶外用单组份白干性涂料，其表干时间最好在两小时以内，实干时间最好在十八小时以内。
对于烘干型涂料（烤漆），则应通过试验摸出其最佳的烘烤条件。因为，我们钢桶的外用烘干涂料大多是氨基烘漆，一般的氨基烘漆其烘烤条件是105℃～120℃两小时；快干氨基烘漆也要在此温度下烘烤1小时；也有所谓的特快干氨基烘漆，但在以上相同的温度条件下，烘烤时间不可能过多的缩短。氨基烘漆就是不烘烤，它也能干，而且视觉和手感良好。降低烘烤条件的代价是涂膜固化不完全，虽然我们看上去或者摸上去似乎涂膜很好，但涂膜的各方面性能却大大的下降了。上海化工制桶厂有一个老用户曾经有一次反映钢桶灌装他们的化工产品时，钢桶涂膜沾上这些产品（液体），过一会就起皱，而以前一直用他们的钢桶灌装同样的产品从来没有过此种现象。该厂派技术人员前去分析后才知道是烘烤不完全的结果。经下车间检查得知，有一批钢桶因产量来不及完成，在烘道温度还未达到规定值时就开始烘烤钢桶了，而且还缩短了两分钟的烘烤时间。由此，该厂以此进行了质量教育，严格了按工艺规定执行的制度。以后就再也没有发生过此类事情。
钢桶厂的烘道设计，大多在半小时以内，更多的是在10～20分钟之间。（当然，也有较多的制桶厂烘道输送链设计成无级变速型，这样烘烤时间可以任意延长，但是，时间的延长是以牺牲产量为代价的）。为此，我们不得不提高烘烤温度。然而，氨基烘漆的一个缺点就是温度过高；涂膜容易发脆。上海化工制桶厂中心试验室经数十次试验发现，氨基烘漆烘烤温度高于185℃就开始发脆。所以烘烤温度最好不要超过185℃。上海化工制桶厂使用的自制氨基烘漆，烘烤条件为175℃10分钟。在这样的烘烤条件下，钢桶的涂膜光亮坚韧，涂膜的各种性能均很好。当然，各厂使用的烘干型涂料其所用树脂型号不同、配方不同，烘烤条件自然也不会一样了。
2．光泽
所谓光泽，就是涂膜表面把投射其上的光线向一个方向反射出去的能力，反射的光量越大，则其光泽越高。涂膜的光泽对于涂层的装饰性能来说是一项很重要的指标。
光泽测定一般均使用光电光泽仪。在光电光泽仪上可直接得出光泽的读数。目前涂料光泽的测定，所用的光电光泽仪，一般均采用45°或60°的入射角。按规定60°光电光泽仪测量的涂料光泽（与标准板的光泽比较）分类如下：
70%或70%以上为高光泽；30-70%为半光或叫作中等光泽；6%-30%为蛋壳光；2%-6%为平光-蛋壳光；2%以下为平光。
属于70%以上的高光泽涂膜，可采用20°的光电光泽仪测定；相反，对于低光泽的涂膜，则采用人射角较大（如75°）的光电光泽仪更为有利。因此，现在开始已有采用多角光电光泽仪(O°、20°、45°、60°、75°)、活变角光电光泽仪（0°-85°）来测定涂膜光泽了，以使一台仪器能有多种用途，从而增大了测试范围。
光泽的测定对我们钢桶行业来说，不一定要求。因为涂膜的光泽对装饰性能的影响凭视觉可以判断个大概。只有对某些特殊的用户才需进行。若需测试，则需准备厚2-3mm，长和宽分别为90×20mm的玻璃板，在此玻璃板上制涂膜样板。而且，测定需在样板的三个不同位置进行，读数需精确到1%。各测量点读数与平均值之差不能大于平均值的5%，最后取三点的平均值。
4．附着力
当涂料涂在被涂物体表面上时，涂膜与底层通过物理和化学力的作用粘结在一起，这种能力就叫做附着力。这种附着力的产生是由于涂膜中聚合物的极性基团（如羟基、羧基等）与被涂物表面的极性基相互结合所至，因此，凡是减少这种极性结合的各种因素均将导至涂膜附着力的降低。试想，如果被涂物表面油污、浮灰、铁锈将涂膜与被涂物隔离，那怎么谈得上附着力呢！所以，被涂物的表面状况非常重要。这就是我们钢桶在涂涂料前要求前处理的原因。
附着力是考核涂料膜的最重要性能之一。一种涂料的附着力不好，那么，就谈不上涂料的其它性能了。
要真正测得涂膜与被涂物件之间的附着力是比较困难的，所以目前只能以间接的手段来测定，往往测得的附着力数值还包含了一些其它的结合性能。冲击强度、柔韧性和克利曼硬度等测试方法也可以间接地表现出涂膜的附着力。
附着力的测试方法有综合测定法和剥离测定法两种。我们钢桶行业以采用综合测定法中的画格法较为方便。
用画格法进行附着力测试，其工具、方法和要达到的级别，GB325-91《包装容器 钢桶》标准上规定得较详细，并且有图示。根据GB325-91《包装容器 钢桶》的规定，上海化工制桶厂自制了画格导向器和单刃划刀，经实践证明此检验工具方便实用，各厂完全可以臣制。由于各制桶厂均有GB325-91《包装容器 钢桶》标准，对附着力的测试就不多说了。
5．耐冲击
耐冲击测试是测定涂膜抵抗外来冲击的能力，也表现了涂膜的弹性和对底板的附着力，以及涂膜经受高速度的负荷作用下的变形程度。
用涂膜冲击试验器测试，以1kg的重锤落在涂膜上而不引起涂膜破坏的最大高度来表示，单位为kg．cm。
待涂膜实干后，将涂料样板平放于枕垫块上，涂膜朝上，样板受冲击部分边缘要大于15mm，重锤借控制装置维持在10cm的高度，按压控制钮，重锤即自由地落于冲头上，提起重锤，用4倍放大镜观察，当涂膜无裂纹、皱皮及剥落现象时，可依次增大重锤高度到20～50cm再测。由于钢桶需经受频繁的运输、装卸、滚动，免不了要受到经常的碰撞和摩擦，所以，钢桶涂料的的耐冲击强度应达到40kg．cm以上。同理，钢桶涂料对涂膜的耐磨性能也有较高的要求，但由于测试耐磨性能较为复杂，也不太容易掌握，在此就不作叙述了。有条件的单位可直接购买涂膜耐磨仪测试。此仪器是将涂膜在一定的负载下，经规定的磨转次数后，以测定涂膜失重多少来表示。
6．柔韧性
涂膜的柔韧性是涂膜经过一定幅度的弯曲后，不发生破裂的性能，故也叫做涂膜的弯曲性。如果涂膜经过规定的弯曲而不被破坏，就说明这种涂料的柔韧性好。由于钢桶制造的特殊工艺，这种性能特别对于钢桶的内涂料来说，显得尤其重要。
测定涂膜的柔韧性，是在柔韧性测定器上进行的。具体的做法是将涂有涂料的马口铁样板，在柔韧性测定器上的一定直径的轴棒上弯曲，以其弯曲后不引起涂膜破坏的最小轴棒的直径来表示。轴棒的直径有1、2、3,5.10.15mm6。
测试时，将上文所说的长和宽为25×120mm、厚为0.2～0.3mm的涂有涂料的马口铁样板，涂膜朝上，放在轴棒上弯曲180°，弯曲时间为2-3秒，然后用4倍放大镜观察，看是否有裂纹、网纹和剥落现象。如无异样，则为合格、
涂膜在轴棒上弯曲时，涂膜伸长，弯曲的直径越小，涂膜外表面的伸长率越大，所以通过1mm直径的柔韧性最好。我们的内涂钢桶是先涂好内涂料后再卷合桶底和桶顶的，在卷合过程中涂膜随钢板卷合而弯曲，如果， 涂膜的柔韧性不好，则在此过程中发生裂纹、网纹或剥藩。所以，作为钢桶的内涂料，柔韧性要求达到1mm。否则，在钢桶顶、底，和桶身卷合时涂膜容易发生破坏，至内涂料的防腐性能变差。
7．涂膜厚度的测试
在涂料检验过程中，涂膜厚度是一项很重要的控制指标，同样的测试项目在不同的涂膜厚度下能得出不同的测试结果。所以，在进行涂膜检验时，对样板的涂膜厚度都作了规定。各种样品的性能比较也只有在同样的涂膜厚度下才有可比性。
(1)测定湿膜厚度较简单的方法是用一块可放在口袋里随身携带的金属板。其两边都有矩形的齿，每一边齿形的两端的两上平面都是在同一个水平面上，而中间各齿则距水平面有依次递升的不同高度。其测量原理是，两端的在同一水平面上的两个面压着湿膜下面的底板时，其第三个面就能垂直地接触到湿膜。由于第三个面与外侧两个面具有高度差，故首先接触到湿膜层的第三面即代表湿膜的厚度，其所标的数值就是湿膜的厚度值。
(2)测定干膜厚度
测定干膜厚度，目前普遍使用干膜厚度计。这类仪器许多地方均有生产。根据底板材料的不I弗可分为磁性测厚仪和非磁性测厚仪。我们钢桶行业是以钢铁为材料的，所以使用磁性测厚仪。磁性测厚仪主要是利用磁阻法来测量钢铁底板上的涂层厚度。需注意的是某些涂料品种由于含有铁红、铝粉等金属粉末，将对测试结果产生一定的影响。另外，也可利用机械方式，如杠杆千分尺等来测定金属底板上的涂层厚度，但由于杠杆千分尺本身结构的局限性，它只能用来测定较小面积的试板。对于施工现场干膜厚度的测量，国内外已有多种类型的袖珍测厚仪。其一种，测试原理是一种利用永久磁铁产生的磁场，由测试时妙路的改变带动动片，以使指针偏转而得出涂膜厚度的读数。这种仪器结构简单，便于携带，但精确度稍低，且测试结果易受地球磁场的影响。另一种则是采用电池的磁性测厚仪，这种仪器也可随身携带。
说劲垮层的厚度，需指出：我们钢桶用涂料施工时，最好采取多层薄涂的方式。当然，一定厚度的涂层，可以一次形成，也可以多次形成。但实践经验表明，大多数涂料以每次薄涂，涂装多次为宜。涂装多次所形成的涂膜要比涂装一次形成同样厚度的涂膜性能要好，这是因为薄的涂层干燥条件好，干燥时的内应力小，附着力强；涂层一次太厚时，不仅干燥的内应力大，而且易起皱和发生其它的病态。
现在，大多数制桶厂的钢桶外涂料采用一次喷涂，这在要求不高的用户说来，可能还过得去。最多，它的外观稍差，时间一长容易生锈罢了。但如果钢桶的内涂料也是采用一次喷涂的话，则可能将来要出问题了。因为，第一，涂料一次喷涂不可能达到防腐要求的80f／m以上的厚度；第二，涂料形成涂膜后，是具有微孔的，只有两层以上的涂膜才能将涂膜的微孔互相错开；第三，一次形成较厚的涂膜，各种性能均会受到影响。所以，钢桶的内涂料一定要涂两层以上。并且，一定要测定涂膜的厚度，看其是否达到了规定的要求。
8．耐腐性能
涂膜的耐腐性能包括耐水、耐热、耐湿热、耐盐雾、耐酸碱、耐汽油、耐润滑油等项目。此性能的测试，对于我们钢桶行业来说，可以进行针对性项目测试。特别是钢桶内涂料，可以针对内涂钢桶将来要灌装的物品进行测试。
方法是将涂料涂在一头呈半球状的长120mm，直径10-12mm的碳钢棒上，非球形的一头打一小孔，小孔中可穿一尼龙绳。可采用以上制作涂膜样板的方法，也可采用浸涂法。要求涂两层以上，总厚度要大于80μm。
将实干后的涂膜样棒吊浸于钢桶将要灌装的液体中，经过一定时间后，取出并用清水冲洗干净，然后检查涂膜情况。一般来说，浸液时间要大于3个月，涂膜完好无损，才能算合格，也可在55℃的恒温条件下浸两星期进行快速测试，作为参考。
以上是上海化工制桶厂数年来一直坚持的涂料检验项目。当然，有些项目的测试条件是不符合涂料测试要求的，如粘度测试的温度条件、冲击强度测试的温度和湿度条件等都是不规范的，所以这些测试所得的数据不能说是标准的。但在一个固定的环境下，特别是在与标准测试条件相差不多的情况下，测试结果与标准数据还是相当接近的。而且，其它测试项目如固体含量、附着力等的测试对环境条件是没有较高的要求的。
三、应尽快建立专门的钢桶涂料标准及其检验方法
各种涂料都有自己的特点，如船用涂料、家具涂料等等，都具有本身的性能特性，都有自己专门使用的场合，所以均有自己的专门标准。钢桶涂料，也具有它的特殊性，只有根-据这些特殊性制订出相应的标准，对所使用的涂料进行规范的检验，才能保证我们钢桶的涂层质量。当然，各种涂料（如调和漆、双组份漆、烘漆等）的测试项目和测试方法是不相同的。所以，对于每个我们所使用的涂料产品应该首先确定采用哪些检验项目和检验方法，才能真正反映出该产品的性能和质量。然后，根据该涂料的使用目的和施工条件结合我们钢桶的生产工艺制订出相应的合理的标准和检验方法。
总之，我们钢桶行业应尽快建立起自己钢桶涂料的专门标准及其检验方法，以更好的保证钢桶的涂装质量。
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