CN117214042A - 一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂层检测技术领域，具体公开了一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法，包括托盘，所述托盘为圆形，所述托盘上设有锥体，所述锥体顶部为平面；所述锥体上设有多个锥面，多个所述锥面的面积大小相等，相邻所述锥面之间的夹角均相等，所述锥面由上向下扩开，相邻两个所述锥面之间设有齿，多个所述齿的齿高相等，所述齿设有齿侧，所述齿侧与锥面的角度为α，所述α＝90°～150°，所述齿设有齿面，所述齿面与齿侧的角度β，所述β＝α‑360°÷齿数÷2，所述齿面与齿侧相交处设有倒角，所述倒角为0.5～3mm。本发明的测试装置、试验方法及评估方法，具有易实施、可操作性强的特点，实现了涂料的边缘遮盖力和厚膜抗开裂性能的检测及评估。
Description
技术领域
本发明涉及涂层检测技术领域，尤其涉及一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法。
背景技术
防腐涂层是指涂敷在金属表面上使之与周围介质隔离，从而起到防腐蚀效果的隔离层。通常，涂层的成膜过程即涂料涂敷于底材表面，之后经过润湿、流平、溶剂挥发、干燥等过程，形成连续均一的保护层。
在实际施工及应用中，涂料流平过程中在边角或焊缝等特殊结构部位存在边角收缩效应，引起边角部位干膜厚度不足，导致该区域的耐腐蚀性能偏低，从而首先在边角或焊缝部位发生锈蚀，严重影响防腐涂层的整体感官质量和防腐效果。针对上述问题，目前主要的应对方法是加入稀释剂增加涂料的流动性或者在正式涂刷前对边角和焊缝部位进行预涂，但是稀释剂的加入会导致涂层出现流挂或附着力降低，且预涂工序增加了防腐施工工程量，导致相应的成本增加，而对于涂料本身的流平性并没有相关量化的评估方法。
通常，随着涂层干膜厚度的增加，涂层体系内应力相应增加，极易出现涂层开裂等失效问题，鉴于上述问题，国家标准GB/T30790《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》中要求涂层干膜厚度不得超过额定干膜厚度的3倍，但是该要求过于笼统，未体现不同涂料类型的差异，且未从量化的角度对涂料的厚膜抗开裂性能进行评估。
中国专利CN214150732U公开了一种涂料抗开裂抗流挂性能测试装置，包括框体和抽拉板，框体前端和上端开口，框体由前端至后端高度逐渐增加，抽拉板可沿前后方向滑动地设于框体内。通过该装置一次可以涂刷0-5mm逐渐变厚的涂料，可以一次试验测试出聚合物水泥涂料在平面施工一次最大涂刷厚度，可以大幅减少试验工作量。该测试装置框体和抽拉板分体设计，抽拉板可以根据现场基层条件进行制作，更加符合实际情况，方便模拟现场基层情况。在抽拉板上涂好涂料以后，取出抽拉板，将抽拉板竖立起来，5mm厚在下，0mm厚在上，可以观察涂料流挂情况。一般一个测试过程需要1天时间，采用分体式设计可以将涂好涂料的抽拉板取出，重新放入新的抽拉板继续进行涂刷，效率更高。
上述专利采用涂刷的方式对涂料进行抗开裂性以及流挂性能进行检测，只在平面涂层的测试，没有边角部位风特殊结构部位，边缘覆盖力方面也未曾涉及，目前，未见有针对涂料的边角厚膜抗裂性能的相关报道，使得涂料产品技术要求和使用说明中均未体现对厚膜开裂敏感性的内容。为便于对比评估不同涂料类型的边缘覆盖力和厚膜抗裂性，急需形成易实施、可操作性强的试验方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法，用于解决现有技术中能检测边角位置的边缘覆盖力以及厚膜抗开裂性的问题。
第一方面，本发明提供一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置，包括托盘，所述托盘为圆形，所述托盘上设有锥体，所述锥体呈壳体结构，所述锥体顶部为平面；
所述锥体上设有多个锥面，多个所述锥面的面积大小相等，相邻所述锥面之间的夹角均相等，所述锥面由上向下扩开，相邻两个所述锥面之间设有齿，多个所述齿的齿高相等，所述齿设有齿侧，所述齿侧与锥面的角度为α，所述α＝90°～150°，所述齿设有齿面，所述齿面与齿侧的角度β，所述β＝α-360°÷齿数÷2，所述齿面与齿侧相交处设有倒角，所述倒角为0.5～3mm。
优选地，每个所述齿侧与锥面的角度α不相等。
优选地，所述测试装置的材质选自碳钢、低合金管、不锈钢、铝合金中的一种。
优选地，所述测试装置还包括有温控试验箱，所述温控试验箱的温度为-50℃～70℃。
第二方面，本发明要求保护一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性试验方法，包括如下步骤：
S1：采用砂纸对测试装置外表面进行打磨除锈、去除毛刺；
S2：使用有机溶剂对打磨区域进行擦拭和清洁；
S3：将待测试涂料进行调和、过滤，之后对容器内外表面进行喷涂，喷枪垂直于待喷涂表面，干膜厚度控制在额定干膜厚度值；
S4：涂装完成后在室温下养护7天。
优选地，步骤S1中，砂纸规格为60#、80#、100#和120#。
优选地，步骤S2中，有机溶剂选自乙醇、丙酮中的一种或多种。
优选地，步骤S3中，额定干膜厚度值为150μm。
第三方面，本发明还要求保护一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性评估方法，包含边缘覆盖力评估：
针对锥体顶部平面以及角度β位置进行干膜厚度测定，所述β位置为边缘位置，计算涂料边缘覆盖力指数，计算涂料边缘覆盖力指数≥0.8为合格；
涂料边缘覆盖力指数＝边缘干膜厚度均值/平面干膜厚度均值。
优选地，还包括厚膜抗开裂性评估：
将测试装置按照试验方法进行处理，处理完成后放入温控试验箱，试验箱的温度在-30℃～60℃变化，2h作为一个温变循环，总试验时间252个温变循环；
试验结束后观察测试装置的齿侧与锥面的角度α位置及其他边角区域的涂层开裂、起泡及剥落情况，并记录外观检查结果，可采用放大镜进行观察。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
(1)本发明的测试装置设置成锥体形状，锥体顶部呈平面，与锥面配合可检测涂料的流平性能，齿面与齿侧的角度设置，与锥体顶部平面的膜厚检测可计算出涂料边角位置的覆盖力，齿侧与锥面的角度设置，可检测不同角度的情况下，涂料的边角膜厚开裂性能，以及起泡、剥落等情况，此测试装置可全方位的对涂料的边缘覆盖力和厚膜抗裂性进行实验，还可检测涂料的流平性能，结构可靠，操作方便，可喷涂，也可刷涂，具有较广的使用范围。
附图说明
图1是本发明提出的一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置的整体结构示意图；
图2是本发明提出的一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置的俯视图；
图3是本发明提出的一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置的干膜厚度检测部位示意图；
图4是本发明涂料厚膜抗裂性测试出现的裂纹形貌
图中：其中：1、托盘；2、锥体；2-1、锥面；2-2、齿面；2-3、齿侧。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置，包括托盘1，所述托盘1为圆形，所述托盘1上设有锥体2，所述锥体2呈壳体结构，所述锥体2顶部为平面；
所述锥体2上设有多个锥面2-1，多个所述锥面2-1的面积大小相等，相邻所述锥面2-1之间的夹角均相等，所述锥面2-1由上向下扩开，相邻两个所述锥面2-1之间设有齿，多个所述齿的齿高相等，所述齿设有齿侧2-3，所述齿侧2-3与锥面2-1的角度为α，所述α＝90°～150°，所述齿设有齿面2-2，所述齿面2-2与齿侧2-3的角度β，所述β＝α-360°÷齿数÷2，所述齿面2-2与齿侧2-3相交处设有倒角，所述倒角为0.5-3mm。
在本实施例中，每个所述齿侧2-3与锥面2-1的角度α不相等。
在本实施例中，所述测试装置的材质选自碳钢、低合金管、不锈钢、铝合金中的一种。
在本实施例中，所述测试装置还包括有温控试验箱，所述温控试验箱的温度为-50℃～70℃。
实施例2
采用阿沃德MC-STM-2改性环氧涂料进行边缘覆盖力和厚膜抗裂性能测试，具体如下：
测试装置选择锥体齿数为8个，相邻各齿的角度α相差5°，α分别为115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°，β分别为92.5°、97.5°、102.5°、107.5°、112.5°、117.5°、122.5°、127.5°，倒角为1mm，材质为碳钢Q235，在锥体外表面采用80#砂纸进行打磨，除去锈蚀产物和氧化皮，表面呈金属光泽，之后用丙酮对打磨区域进行擦拭。待表面清洁干燥后，将调和后的改性环氧涂料用喷枪进行喷涂，控制干膜厚度为150μm左右，涂层养护7天后，使用膜厚仪对锥体角度β处及顶部平面区域进行测厚。
结果如下表1所示。其中角度β齿面2-2与齿侧2-3相交处为边缘部位，边缘部位干膜厚度平均值如下表，平面区域干膜厚度平均值为171μm，该涂料的边缘覆盖力指数为0.81～0.96，β角度越大边缘覆盖力越强，涂料满足边缘覆盖力要求。
| 部位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 平均厚度 |
| 顶部平面 | 170μm | 182μm | 177μm | 179μm | 150μm | 175μm | 164μm | 168μm | 180μm | 171μm |
| 角度β处 | 92.5° | 97.5° | 102.5° | 107.5° | 112.5° | 117.5° | 122.5° | 127.5° |
| 1 | 140μm | 138μm | 145μm | 145μm | 152μm | 155μm | 152μm | 160μm |
| 2 | 138μm | 138μm | 132μm | 150μm | 149μm | 151μm | 160μm | 165μm |
| 3 | 132μm | 136μm | 136μm | 148μm | 139μm | 143μm | 143μm | 159μm |
| 4 | 145μm | 144μm | 139μm | 139μm | 152μm | 148μm | 162μm | 169μm |
| 5 | 142μm | 135μm | 141μm | 147μm | 147μm | 151μm | 152μm | 158μm |
| 6 | 136μm | 138μm | 147μm | 142μm | 140μm | 154μm | 149μm | 170μm |
| 平均厚度 | 137μm | 137μm | 138μm | 145μm | 147μm | 150μm | 161μm | 164μm |
| 边缘覆盖力 | 0.81 | 0.81 | 0.82 | 0.85 | 0.86 | 0.88 | 0.94 | 0.96 |
将待测试样放入温控试验箱，试验箱的温度在-30℃～60℃变化，2h作为一个温变循环，总试验时间为3周(252个温变循环)，试验结束后，采用目视观察测试装置的角度α处及其他边角区域，未发现明显开裂、起泡、剥落等外观老化问题，涂料的涂层性能良好。
实施例3
采用阿沃德MC-EI-1环氧云铁涂料进行边缘覆盖力和厚膜抗裂性能测试，具体如下：
测试装置选择锥体齿数为8个，相邻各齿的角度α相差5°，α分别为115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°，β分别为92.5°、97.5°、102.5°、107.5°、112.5°、117.5°、122.5°、127.5°，倒角为1mm，材质为铝合金，在锥体外表面采用100#砂纸进行打磨，除去锈蚀产物和氧化皮，表面呈金属光泽，之后用丙酮对打磨区域进行擦拭。待表面清洁干燥后，将调和后的改性环氧涂料用喷枪进行喷涂，控制干膜厚度为150μm左右，涂层养护7天后，使用膜厚仪对锥体角度β处及顶部平面区域进行测厚。
结果如下表1所示。其中角度β齿面2-2与齿侧2-3相交处为边缘部位，边缘部位干膜厚度平均值如下表，平面区域干膜厚度平均值为156μm，该涂料的边缘覆盖力指数为0.65～0.75，β角度越大边缘覆盖力越强，涂料整体不能满足边缘覆盖力要求。
| 部位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 平均厚度 |
| 顶部平面 | 147μm | 156μm | 168μm | 144μm | 139μm | 174μm | 143μm | 166μm | 168μm | 156μm |
| 角度β处 | 92.5° | 97.5° | 102.5° | 107.5° | 112.5° | 117.5° | 122.5° | 127.5° |
| 1 | 108μm | 102μm | 110μm | 103μm | 109μm | 120μm | 118μm | 121μm |
| 2 | 96μm | 93μm | 106μm | 105μm | 102μm | 115μm | 107μm | 126μm |
| 3 | 94μm | 101μm | 98μm | 104μm | 115μm | 124μm | 112μm | 115μm |
| 4 | 102μm | 110μm | 102μm | 113μm | 107μm | 104μm | 116μm | 111μm |
| 5 | 105μm | 98μm | 104μm | 109μm | 98μm | 111μm | 107μm | 124μm |
| 6 | 93μm | 105μm | 111μm | 104μm | 112μm | 109μm | 104μm | 107μm |
| 平均厚度 | 100μm | 102μm | 105μm | 106μm | 107μm | 113μm | 110μm | 117μm |
| 边缘覆盖力 | 0.64 | 0.65 | 0.67 | 0.68 | 0.69 | 0.73 | 0.71 | 0.75 |
将待测试样放入温控试验箱，试验箱的温度在-30℃～60℃变化，2h作为一个温变循环，总试验时间为3周(252个温变循环)，试验结束后，采用目视观察测试装置的角度α处及其他边角区域，未发现明显开裂、起泡、剥落等外观老化问题，涂层性能良好。
实施例4
采用阿沃德MC-AT-1脂肪族聚氨酯涂料进行边缘覆盖力和厚膜抗裂性能测试，具体如下：
测试装置选择锥体齿数为8个，相邻各齿的角度α相差5°，α分别为115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°，β分别为92.5°、97.5°、102.5°、107.5°、112.5°、117.5°、122.5°、127.5°，倒角为1mm，材质为碳钢Q235B，在锥体外表面采用80#砂纸进行打磨，除去锈蚀产物和氧化皮，表面呈金属光泽，之后用乙醇对打磨区域进行擦拭。待表面清洁干燥后，将调和后的脂肪族聚氨酯涂料用喷枪进行喷涂，控制角度β处干膜厚度为150μm左右，角度α处干膜厚度为额定干膜厚度的3倍，即450μm，涂层养护7天后，使用膜厚仪对锥体角度β边缘处及顶部平面区域进行测厚。
结果如下表1所示。其中角度β齿面2-2与齿侧2-3相交处为边缘部位，边缘部位干膜厚度平均值如下表，平面区域干膜厚度平均值为162μm，该涂料的边缘覆盖力指数为0.84～0.95，β角度越大边缘覆盖力越强，涂料满足边缘覆盖力要求。
| 部位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 平均厚度 |
| 顶部平面 | 167μm | 176μm | 168μm | 149μm | 139μm | 174μm | 153μm | 166μm | 168μm | 162μm |
| 角度β处 | 92.5° | 97.5° | 102.5° | 107.5° | 112.5° | 117.5° | 122.5° | 127.5° |
| 1 | 138μm | 136μm | 131μm | 146μm | 148μm | 156μm | 149μm | 153μm |
| 2 | 145μm | 142μm | 139μm | 142μm | 140μm | 151μm | 147μm | 149μm |
| 3 | 134μm | 140μm | 142μm | 139μm | 148μm | 143μm | 161μm | 159μm |
| 4 | 129μm | 149μm | 141μm | 150μm | 150μm | 145μm | 152μm | 142μm |
| 5 | 135μm | 132μm | 138μm | 132μm | 152μm | 151μm | 159μm | 162μm |
| 6 | 137μm | 128μm | 145μm | 148μm | 139μm | 149μm | 141μm | 157μm |
| 平均厚度 | 136μm | 137μm | 139μm | 143μm | 146μm | 149μm | 152μm | 154μm |
| 边缘覆盖力 | 0.84 | 0.85 | 0.86 | 0.88 | 0.90 | 0.92 | 0.94 | 0.95 |
将待测试样放入温控试验箱，试验箱的温度在-30℃～60℃变化，2h作为一个温变循环。总试验时间为3周(252个温变循环)。试验结束后，采用目视观察测试装置的角度α处及其他边角区域，发现α为115°的地方出现裂纹，如图4，由此可知，当设计额定干膜厚度3倍的情况下，涂料涂层不能满足厚膜抗开裂性测试要求。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和偏移处理。该类修改、改进和偏移处理在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、偏移处理仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其它的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施。
Claims (10)
1.一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置，包括托盘(1)，其特征在于：所述托盘(1)为圆形，所述托盘(1)上设有锥体(2)，所述锥体(2)呈壳体结构，所述锥体(2)顶部为平面；
所述锥体(2)上设有多个锥面(2-1)，多个所述锥面(2-1)的面积大小相等，相邻所述锥面(2-1)之间的夹角均相等，所述锥面(2-1)由上向下扩开，相邻两个所述锥面(2-1)之间设有齿，多个所述齿的齿高相等，所述齿设有齿侧(2-3)，所述齿侧(2-3)与锥面(2-1)的角度为α，所述α＝90°～150°，所述齿设有齿面(2-2)，所述齿面(2-2)与齿侧(2-3)的角度β，所述β＝α-360°÷齿数÷2，所述齿面(2-2)与齿侧(2-3)相交处设有倒角，所述倒角为0.5～3mm。
2.根据权利要求1所述的一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置，其特征在于：每个所述齿侧(2-3)与锥面(2-1)的角度α不相等。
3.根据权利要求1所述的一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置，其特征在于：所述测试装置的材质选自碳钢、低合金管、不锈钢、铝合金中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括有温控试验箱，所述温控试验箱的温度为-50℃～70℃。
5.一种利用权利要求1～4任一项所述测试装置进行涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性试验的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：采用砂纸对测试装置外表面进行打磨除锈、去除毛刺；
S2：使用有机溶剂对打磨区域进行擦拭和清洁；
S3：将待测试涂料进行调和、过滤，之后对容器内外表面进行喷涂，喷枪垂直于待喷涂表面，干膜厚度控制在额定干膜厚度值；
S4：涂装完成后在室温下养护7天。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S1中，砂纸规格为60#、80#、100#和120#。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S2中，有机溶剂选自乙醇、丙酮中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S3中，额定干膜厚度值为150μm。
9.一种利用权利要求1～4任一项所述测试装置进行涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性的评估方法，其特征在于：包含边缘覆盖力评估：
针对锥体(2)顶部平面以及角度β位置进行干膜厚度测定，所述β位置为边缘位置，计算涂料边缘覆盖力指数，计算涂料边缘覆盖力指数≥0.8为合格；
涂料边缘覆盖力指数＝边缘干膜厚度均值/平面干膜厚度均值。
10.根据权利要求9所述的评估方法，其特征在于：还包括厚膜抗开裂性评估：
将测试装置按照试验方法进行处理，处理完成后放入温控试验箱，试验箱的温度在-30℃～60℃变化，2h作为一个温变循环，总试验时间252个温变循环；
试验结束后观察测试装置的齿侧(2-3)与锥面(2-1)的角度α位置及其他边角区域的涂层开裂、起泡及剥落情况，并记录外观检查结果，可采用放大镜进行观察。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311334454.8A CN117214042A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311334454.8A CN117214042A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117214042A true CN117214042A (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=89044523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311334454.8A Pending CN117214042A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种涂料边缘覆盖力和厚膜抗裂性测试装置及试验方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117214042A (zh) |
-
2023
- 2023-10-16 CN CN202311334454.8A patent/CN117214042A/zh active Pending
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