鋼桶涂料主要質量指標及檢驗方法（2）

上海徐工涂料技術有限公司 徐國興

4，細度

細度是指涂料中顏料、填充料等顆粒的大小或分散的均勻程度，以微米來計算。涂料細度的優劣能影響涂膜的光澤、透水性及貯存穩定性。由于品種不同，各種涂料所要求的細度標準是不一樣的。一般來說，細度越細光澤越好，但過細和過粗都要影響貯存穩定性。所以，我們要求各種涂料的細度均應符合有關規定的標準。目前，測定細度使用最為普遍的是刮板細度計。其構造為一磨光的工具合金鋼平板。板上有一溝槽，在槽邊有刻度線。其規格分為O－50μm、0－100μm、0～150μm3種。另有一刮刀，兩刃均磨光。使用時，將試樣滴人溝槽的最深部位，以能充滿溝槽而略有多余為宜。然后，用兩手將刮刀垂直于平板，以較慢的勻速由溝槽的深部向淺部拉過（一般約3秒時間），使試樣充滿溝槽而平板上下留余漆。接著立即（一般不超過6秒鐘）用30°角對光觀察溝槽中顆粒均勻顯露的位置，此處的刻度線讀數即為該試樣的細度。此法操作簡便，清洗容易，測試速度較快，但需注意試樣的稀稠度應符合產品標準的規定，以免測試時產生誤差。

5．遮蓋力

涂料涂成均勻的涂膜，使被涂物表面的底色不再呈現的能力叫作遮蓋力。有兩種方法來表示，即測定遮蓋單位面積所需的最小涂料使用量（以g/m2表示）或遮蓋底面所需的最小濕膜厚度（以μm來表示）。

我國目前測試遮蓋力的方法，普遍采用的是前一種，即單位面積重量法（也叫黑白格法）。其儀器為一塊100×200mm的黑白玻璃板，玻璃板由25×25mm的黑白相間的小方格組成。將涂料試樣均勻地涂于玻璃板上，在散光下目測至看不見黑白格為止，將所用的涂料量稱重，然后按下式計算：

X= (W-w)/S×10000

式中：X-遮蓋力(g/m2)；W-涂料樣品和容器的總重量(g)；W-,-剩余涂料和容器的總重量(g)；S一--黑白格玻璃板涂有涂料的面積(cm2)。

此法操作簡單，黑白玻璃板制作也較方便，但有時終點觀察不準，另外涂料的流平性和操作時的刷痕均對遮蓋力的測試結果有一定的影響。

涂料遮蓋力的大小對于我們鋼桶涂料的單耗影響較大，所以一定要注意涂料的遮蓋力指標。我們鋼桶行業所用的一般涂料，其遮蓋力指標大約如下(g/m2)：

磁漆類：

珠紅 160～200

白 300

灰 90

黑 40

黃 250

藍 80～150

綠 80～150

調和漆：

紅 90～160

白 260

灰 90

草綠 60

鐵紅 50—60

黃 90～220

藍 80～150

綠 80～150

黑 40

棕 60

防銹漆：

紅丹 200

鐵紅 60～80

灰 100

（二）涂膜

檢驗涂膜性能，首先需制得很好的涂膜樣板，樣板處理得好，檢驗時才能真正反映涂料性能。

l，涂膜的一般制備法

(1)材料：

①厚0.2-0.3mm，長和寬為120×50mm的馬口鐵板。用于測沖擊強度等；

②厚0.2-0.3mm，長和寬為120×25mm的觀口鐵板。用于測柔韌性等；

③厚0.45-0.55mm，長和寬同上的鋼桶鐵板。用于測附著力等。

(2)表面處理：先用0#砂紙打磨，除銹、除鍍錫層，然后用布擦凈，再用脫脂棉沾溶劑（松香水或二甲苯）擦凈，至不使棉球沾污為止，并晾干。

(3)涂涂料：將涂料試樣稀釋至如前所述的粘度，并進零過濾。然后可用人工涂刷或機械噴涂的方法涂涂料。涂涂料時，注意涂膜均勻一致；涂膜的厚度，清漆掌握在15μm左右；一般鋼桶涂料掌握在18—23μm左右；防腐漆的防腐測試用涂膜應涂兩層，總厚要大于80μmo

2，干燥時間測定

涂料以一定厚度涂在物體表面上之后，經過物理性揮發或化學性氧化聚合作用，形成固體薄膜，這樣的過程所需要的時間稱為干燥時間。此過程分為兩個階段：

(1)表干：涂膜從流體至表面形成微薄膜層時，稱為表干。表干時間的測定方法有兩種，即吹棉球法和指觸法。吹棉球法為在涂膜表面輕輕放上一個脫脂棉球，嘴距棉球10～15cm，水平方向輕吹棉球，如能從涂膜表面吹走棉球而不留棉絲，則認為已經表干粘，但無涂料粘在手上，則也認為達到表干了。

(2)實干：涂膜從流體至全部形成固體膜層時，稱為實干。測定實干時間的方法有濾紙法、棉球法、刀片法等。本文介紹最為方便的的JJ片法：用保險刀片在樣板上能刮起涂膜，而涂膜底層無粘著現象，即認為涂膜已實于。

很多制桶廠使用的鋼桶外涂料都是單組份白干性的。鋼桶涂上這些涂料后，要等其實于后才能滾動和堆放。這樣，如果涂料的干燥時間太長，則場地周轉不開，不利于鋼桶的連續生產。所以，鋼桶外用單組份白干性涂料，其表干時間最好在兩小時以內，實干時間最好在十八小時以內。

對于烘干型涂料（烤漆），則應通過試驗摸出其最佳的烘烤條件。因為，我們鋼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條件是105℃～120℃兩小時；快干氨基烘漆也要在此溫度下烘烤1小時；也有所謂的特快干氨基烘漆，但在以上相同的溫度條件下，烘烤時間不可能過多的縮短。氨基烘漆就是不烘烤，它也能干，而且視覺和手感良好。降低烘烤條件的代價是涂膜固化不完全，雖然我們看上去或者摸上去似乎涂膜很好，但涂膜的各方面性能卻大大的下降了。上海化工制桶廠有一個老用戶曾經有一次反映鋼桶灌裝他們的化工產品時，鋼桶涂膜沾上這些產品（液體），過一會就起皺，而以前一直用他們的鋼桶灌裝同樣的產品從來沒有過此種現象。該廠派技術人員前去分析后才知道是烘烤不完全的結果。經下車間檢查得知，有一批鋼桶因產量來不及完成，在烘道溫度還未達到規定值時就開始烘烤鋼桶了，而且還縮短了兩分鐘的烘烤時間。由此，該廠以此進行了質量教育，嚴格了按工藝規定執行的制度。以后就再也沒有發生過此類事情。

鋼桶廠的烘道設計，大多在半小時以內，更多的是在10～20分鐘之間。（當然，也有較多的制桶廠烘道輸送鏈設計成無級變速型，這樣烘烤時間可以任意延長，但是，時間的延長是以犧牲產量為代價的）。為此，我們不得不提高烘烤溫度。然而，氨基烘漆的一個缺點就是溫度過高；涂膜容易發脆。上海化工制桶廠中心試驗室經數十次試驗發現，氨基烘漆烘烤溫度高于185℃就開始發脆。所以烘烤溫度最好不要超過185℃。上海化工制桶廠使用的自制氨基烘漆，烘烤條件為175℃10分鐘。在這樣的烘烤條件下，鋼桶的涂膜光亮堅韌，涂膜的各種性能均很好。當然，各廠使用的烘干型涂料其所用樹脂型號不同、配方不同，烘烤條件自然也不會一樣了。

2．光澤

所謂光澤，就是涂膜表面把投射其上的光線向一個方向反射出去的能力，反射的光量越大，則其光澤越高。涂膜的光澤對于涂層的裝飾性能來說是一項很重要的指標。

光澤測定一般均使用光電光澤儀。在光電光澤儀上可直接得出光澤的讀數。目前涂料光澤的測定，所用的光電光澤儀，一般均采用45°或60°的入射角。按規定60°光電光澤儀測量的涂料光澤（與標準板的光澤比較）分類如下：

70%或70%以上為高光澤；30-70%為半光或叫作中等光澤；6%-30%為蛋殼光；2%-6%為平光-蛋殼光；2%以下為平光。

屬于70%以上的高光澤涂膜，可采用20°的光電光澤儀測定；相反，對于低光澤的涂膜，則采用人射角較大（如75°）的光電光澤儀更為有利。因此，現在開始已有采用多角光電光澤儀(O°、20°、45°、60°、75°)、活變角光電光澤儀（0°-85°）來測定涂膜光澤了，以使一臺儀器能有多種用途，從而增大了測試范圍。

光澤的測定對我們鋼桶行業來說，不一定要求。因為涂膜的光澤對裝飾性能的影響憑視覺可以判斷個大概。只有對某些特殊的用戶才需進行。若需測試，則需準備厚2-3mm，長和寬分別為90×20mm的玻璃板，在此玻璃板上制涂膜樣板。而且，測定需在樣板的三個不同位置進行，讀數需精確到1%。各測量點讀數與平均值之差不能大于平均值的5%，最后取三點的平均值。

4．附著力

當涂料涂在被涂物體表面上時，涂膜與底層通過物理和化學力的作用粘結在一起，這種能力就叫做附著力。這種附著力的產生是由于涂膜中聚合物的極性基團（如羥基、羧基等）與被涂物表面的極性基相互結合所至，因此，凡是減少這種極性結合的各種因素均將導至涂膜附著力的降低。試想，如果被涂物表面油污、浮灰、鐵銹將涂膜與被涂物隔離，那怎么談得上附著力呢！所以，被涂物的表面狀況非常重要。這就是我們鋼桶在涂涂料前要求前處理的原因。

附著力是考核涂料膜的最重要性能之一。一種涂料的附著力不好，那么，就談不上涂料的其它性能了。

要真正測得涂膜與被涂物件之間的附著力是比較困難的，所以目前只能以間接的手段來測定，往往測得的附著力數值還包含了一些其它的結合性能。沖擊強度、柔韌性和克利曼硬度等測試方法也可以間接地表現出涂膜的附著力。

附著力的測試方法有綜合測定法和剝離測定法兩種。我們鋼桶行業以采用綜合測定法中的畫格法較為方便。

用畫格法進行附著力測試，其工具、方法和要達到的級別，GB325-91《包裝容器 鋼桶》標準上規定得較詳細，并且有圖示。根據GB325-91《包裝容器 鋼桶》的規定，上海化工制桶廠自制了畫格導向器和單刃劃刀，經實踐證明此檢驗工具方便實用，各廠完全可以臣制。由于各制桶廠均有GB325-91《包裝容器 鋼桶》標準，對附著力的測試就不多說了。

5．耐沖擊

耐沖擊測試是測定涂膜抵抗外來沖擊的能力，也表現了涂膜的彈性和對底板的附著力，以及涂膜經受高速度的負荷作用下的變形程度。

用涂膜沖擊試驗器測試，以1kg的重錘落在涂膜上而不引起涂膜破壞的最大高度來表示，單位為kg．cm。

待涂膜實干后，將涂料樣板平放于枕墊塊上，涂膜朝上，樣板受沖擊部分邊緣要大于15mm，重錘借控制裝置維持在10cm的高度，按壓控制鈕，重錘即自由地落于沖頭上，提起重錘，用4倍放大鏡觀察，當涂膜無裂紋、皺皮及剝落現象時，可依次增大重錘高度到20～50cm再測。由于鋼桶需經受頻繁的運輸、裝卸、滾動，免不了要受到經常的碰撞和摩擦，所以，鋼桶涂料的的耐沖擊強度應達到40kg．cm以上。同理，鋼桶涂料對涂膜的耐磨性能也有較高的要求，但由于測試耐磨性能較為復雜，也不太容易掌握，在此就不作敘述了。有條件的單位可直接購買涂膜耐磨儀測試。此儀器是將涂膜在一定的負載下，經規定的磨轉次數后，以測定涂膜失重多少來表示。

6．柔韌性

涂膜的柔韌性是涂膜經過一定幅度的彎曲后，不發生破裂的性能，故也叫做涂膜的彎曲性。如果涂膜經過規定的彎曲而不被破壞，就說明這種涂料的柔韌性好。由于鋼桶制造的特殊工藝，這種性能特別對于鋼桶的內涂料來說，顯得尤其重要。

測定涂膜的柔韌性，是在柔韌性測定器上進行的。具體的做法是將涂有涂料的馬口鐵樣板，在柔韌性測定器上的一定直徑的軸棒上彎曲，以其彎曲后不引起涂膜破壞的最小軸棒的直徑來表示。軸棒的直徑有1、2、3,5.10.15mm6。

測試時，將上文所說的長和寬為25×120mm、厚為0.2～0.3mm的涂有涂料的馬口鐵樣板，涂膜朝上，放在軸棒上彎曲180°，彎曲時間為2-3秒，然后用4倍放大鏡觀察，看是否有裂紋、網紋和剝落現象。如無異樣，則為合格、

涂膜在軸棒上彎曲時，涂膜伸長，彎曲的直徑越小，涂膜外表面的伸長率越大，所以通過1mm直徑的柔韌性最好。我們的內涂鋼桶是先涂好內涂料后再卷合桶底和桶頂的，在卷合過程中涂膜隨鋼板卷合而彎曲，如果， 涂膜的柔韌性不好，則在此過程中發生裂紋、網紋或剝藩。所以，作為鋼桶的內涂料，柔韌性要求達到1mm。否則，在鋼桶頂、底，和桶身卷合時涂膜容易發生破壞，至內涂料的防腐性能變差。

7．涂膜厚度的測試

在涂料檢驗過程中，涂膜厚度是一項很重要的控制指標，同樣的測試項目在不同的涂膜厚度下能得出不同的測試結果。所以，在進行涂膜檢驗時，對樣板的涂膜厚度都作了規定。各種樣品的性能比較也只有在同樣的涂膜厚度下才有可比性。

(1)測定濕膜厚度較簡單的方法是用一塊可放在口袋里隨身攜帶的金屬板。其兩邊都有矩形的齒，每一邊齒形的兩端的兩上平面都是在同一個水平面上，而中間各齒則距水平面有依次遞升的不同高度。其測量原理是，兩端的在同一水平面上的兩個面壓著濕膜下面的底板時，其第三個面就能垂直地接觸到濕膜。由于第三個面與外側兩個面具有高度差，故首先接觸到濕膜層的第三面即代表濕膜的厚度，其所標的數值就是濕膜的厚度值。

(2)測定干膜厚度

測定干膜厚度，目前普遍使用干膜厚度計。這類儀器許多地方均有生產。根據底板材料的不I弗可分為磁性測厚儀和非磁性測厚儀。我們鋼桶行業是以鋼鐵為材料的，所以使用磁性測厚儀。磁性測厚儀主要是利用磁阻法來測量鋼鐵底板上的涂層厚度。需注意的是某些涂料品種由于含有鐵紅、鋁粉等金屬粉末，將對測試結果產生一定的影響。另外，也可利用機械方式，如杠桿千分尺等來測定金屬底板上的涂層厚度，但由于杠桿千分尺本身結構的局限性，它只能用來測定較小面積的試板。對于施工現場干膜厚度的測量，國內外已有多種類型的袖珍測厚儀。其一種，測試原理是一種利用永久磁鐵產生的磁場，由測試時妙路的改變帶動動片，以使指針偏轉而得出涂膜厚度的讀數。這種儀器結構簡單，便于攜帶，但精確度稍低，且測試結果易受地球磁場的影響。另一種則是采用電池的磁性測厚儀，這種儀器也可隨身攜帶。

說勁垮層的厚度，需指出：我們鋼桶用涂料施工時，最好采取多層薄涂的方式。當然，一定厚度的涂層，可以一次形成，也可以多次形成。但實踐經驗表明，大多數涂料以每次薄涂，涂裝多次為宜。涂裝多次所形成的涂膜要比涂裝一次形成同樣厚度的涂膜性能要好，這是因為薄的涂層干燥條件好，干燥時的內應力小，附著力強；涂層一次太厚時，不僅干燥的內應力大，而且易起皺和發生其它的病態。

現在，大多數制桶廠的鋼桶外涂料采用一次噴涂，這在要求不高的用戶說來，可能還過得去。最多，它的外觀稍差，時間一長容易生銹罷了。但如果鋼桶的內涂料也是采用一次噴涂的話，則可能將來要出問題了。因為，第一，涂料一次噴涂不可能達到防腐要求的80f／m以上的厚度；第二，涂料形成涂膜后，是具有微孔的，只有兩層以上的涂膜才能將涂膜的微孔互相錯開；第三，一次形成較厚的涂膜，各種性能均會受到影響。所以，鋼桶的內涂料一定要涂兩層以上。并且，一定要測定涂膜的厚度，看其是否達到了規定的要求。

8．耐腐性能

涂膜的耐腐性能包括耐水、耐熱、耐濕熱、耐鹽霧、耐酸堿、耐汽油、耐潤滑油等項目。此性能的測試，對于我們鋼桶行業來說，可以進行針對性項目測試。特別是鋼桶內涂料，可以針對內涂鋼桶將來要灌裝的物品進行測試。

方法是將涂料涂在一頭呈半球狀的長120mm，直徑10-12mm的碳鋼棒上，非球形的一頭打一小孔，小孔中可穿一尼龍繩。可采用以上制作涂膜樣板的方法，也可采用浸涂法。要求涂兩層以上，總厚度要大于80μm。

將實干后的涂膜樣棒吊浸于鋼桶將要灌裝的液體中，經過一定時間后，取出并用清水沖洗干凈，然后檢查涂膜情況。一般來說，浸液時間要大于3個月，涂膜完好無損，才能算合格，也可在55℃的恒溫條件下浸兩星期進行快速測試，作為參考。

以上是上海化工制桶廠數年來一直堅持的涂料檢驗項目。當然，有些項目的測試條件是不符合涂料測試要求的，如粘度測試的溫度條件、沖擊強度測試的溫度和濕度條件等都是不規范的，所以這些測試所得的數據不能說是標準的。但在一個固定的環境下，特別是在與標準測試條件相差不多的情況下，測試結果與標準數據還是相當接近的。而且，其它測試項目如固體含量、附著力等的測試對環境條件是沒有較高的要求的。

三、應盡快建立專門的鋼桶涂料標準及其檢驗方法

各種涂料都有自己的特點，如船用涂料、家具涂料等等，都具有本身的性能特性，都有自己專門使用的場合，所以均有自己的專門標準。鋼桶涂料，也具有它的特殊性，只有根-據這些特殊性制訂出相應的標準，對所使用的涂料進行規范的檢驗，才能保證我們鋼桶的涂層質量。當然，各種涂料（如調和漆、雙組份漆、烘漆等）的測試項目和測試方法是不相同的。所以，對于每個我們所使用的涂料產品應該首先確定采用哪些檢驗項目和檢驗方法，才能真正反映出該產品的性能和質量。然后，根據該涂料的使用目的和施工條件結合我們鋼桶的生產工藝制訂出相應的合理的標準和檢驗方法。

總之，我們鋼桶行業應盡快建立起自己鋼桶涂料的專門標準及其檢驗方法，以更好的保證鋼桶的涂裝質量。