一种检测汽车涂料干膜密度的方法与流程

本发明涉及复合材料力学性能评价
技术领域：
。更具体地，涉及一种检测汽车涂料干膜密度的方法。
背景技术：
：干膜密度是涂料尤其是汽车用涂料的一个较为重要的性能指标，既能反映出漆膜的内在性能，又能反映出涂料的经济性能。涂料干燥成膜后，主要由树脂和颜填料构成，整体性能主要由树脂决定。树脂相对含量越高，颜填料相对含量越低，干膜密度越小，漆膜总体性能越好；相反，树脂相对含量越低，颜填料相对含量越高，干膜密度越大，漆膜总体性能越差。此外，对于工件特别是车身的涂装，都会将施工膜厚控制在一定的标准范围以内，以保证颜色和性能的稳定。涂装相同面积的区域，在干膜膜厚相同的条件下，干膜密度越低，耗漆量越小，成本越低；干膜密度越高，耗漆量越大，成本越高。因此，通过测定涂料的干膜密度，可以在一定程度上了解该涂料的漆膜性能，同时又能够了解该涂料的经济性能。目前对于干膜密度的测定，gb/t9272-2007《色漆和清漆通过测量干涂层密度测定涂料的不挥发物体积分数》提出了相应的检测方法。该方法基于阿基米德浮力原理，需要借助液体进行辅助测量，不适用于高于临界颜料体积浓度配制的涂料。同时，该方法需要使用特定的受漆器涂覆待测涂料，对于不同粘度的涂料，受漆器的要求也不一样，需要使用特定的装置进行称重，对于检测工具的要求更高，操作过程更加复杂。此外，该方法使用浸涂、刷涂或刮涂等方式给受漆器上漆，湿膜含溶剂或水百分比高，干燥时由于溶剂或水的急剧蒸发，会导致干膜的孔隙率与实际喷涂成膜之后存在差异，造成测量误差。因此，需要提供一种简单、准确的汽车涂料干膜密度的检测方法，能简单易行地了解汽车涂料的经济性能和涂膜性能。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种检测汽车涂料干膜密度的方法，该方法不需要借助液体进行测量，适用于高临界颜料体积浓度配制的涂料，且简单、准确。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：本发明提供一种检测汽车涂料干膜密度的方法，包括以下步骤：s1：测量方形铝箔的质量m1，将铝箔平铺在试板上，在其边缘上覆盖方形白纸框，然后用美纹胶将白纸框固定在试板上；在白纸框内侧裸露的铝箔上喷涂待测涂料；s2：烘干涂料，将铝箔和干膜一起分离出来，称取铝箔和干膜的质量为m2；使用膜厚仪测量干膜的厚度t；测量白纸框内侧相邻两条边的长度d1和d2；s3：利用下述公式计算干膜密度ρ：可选地，所述喷涂过程采用的是静电喷涂往复机。可选地，所述试板为a4铝板、a4马口铁、a4冷轧钢板、a3铝板、a3马口铁、a3冷轧钢板中的至少一种。可选地，方形铝箔相邻两条边的长度分别为80-90mm和135-145mm。可选地，所述白纸框内侧相邻两条边的长度d1为60-70mm，d2为115-125mm；所述白纸框外侧相邻两条边的长度分别为100-110mm和155-165mm。可选地，所述美纹胶为耐高温美纹胶。可选地，所述干膜的厚度的测量过程为：使用厚度仪，至少测量包括干膜四个角以及中心位置的五处厚度，然后计算五处厚度的算术平方根，得到干膜的厚度t。可选地，所述m1和m2测量过程中所使用的电子天平的精度为0.0001g。本发明的有益效果如下：本发明提供一种检测汽车涂料干膜密度的方法，该方法的工艺中只需按现场施工膜厚和烘烤条件，使用静电涂装机器人将待测涂料按一定的参数喷涂在贴有铝箔纸的板材上面，烘干之后便可直接计算，简单有效。该方法适用于高临界颜料体积浓度配制的涂料，检测用易耗品简单可得，无需使用特定的受漆器和辅助装置。由于采用静电喷涂，保证膜厚稳定，膜厚精度高，且只需调整参数就可获得目标膜厚，简单可控；另外由于称重设备精确度高，因此干膜密度测试结果准确度高。本发明的涂料干膜密度的检测方法通过检测干膜密度，可以简单、直观地了解涂料的经济性能和涂膜性能。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出实施例中涂料干膜密度检测过程中的装置照片。具体实施方式为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。干膜密度是涂料尤其是汽车用涂料的一个较为重要的性能指标，既能反映出漆膜的内在性能，又能反映出涂料的经济性能。现有技术中测定干膜的密度，需要借助液体进行辅助测量，且不适用于高于临界颜料体积浓度配制的涂料。同时该测试过程对设备、工具的要求复杂，操作繁琐，测量结果不够精确。针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种检测汽车涂料干膜密度的方法，包括以下步骤：s1：测量方形铝箔的质量m1，将铝箔平铺在试板上，在其边缘上覆盖方形白纸框，然后用美纹胶将白纸框固定在试板上；在白纸框内侧裸露的铝箔上喷涂待测涂料；s2：烘干涂料，将铝箔和干膜一起分离出来，称取铝箔和干膜的质量为m2；使用膜厚仪测量干膜的厚度t；测量白纸框内侧相邻两条边的长度d1和d2；s3：利用下述公式计算干膜密度ρ：一个可能的实现方式是，s1中将铝箔按照规定的尺寸裁剪后，放在电子天平上称重并记录其质量m1；然后将铝箔平铺在可以导电的试板上，然后用方形白纸框将铝箔的四周边缘完全覆盖，优选地，白纸框的外边缘与铝箔的外边缘之间要有足够的距离，即白纸框在完全覆盖铝箔的四周边缘的情况下，又有一部分是可以直接与试板相接触的，方便后续使用美纹胶将白纸框固定在试板上，同时美纹胶又不会直接接触到铝箔。使用美纹胶将白纸固定在试板上，固定的过程中要注意美纹胶同时与白纸框和试板直接接触，但是不能够与铝箔直接接触；优选地，美纹胶与试板和白纸框直接接触，白纸框的部分位置的上下两侧分别为美纹胶和铝箔，即美纹胶通过白纸框对铝箔存在一定的固定作用。然后在白纸框内部裸露出铝箔的位置进行待测涂料的喷涂。s2中将喷涂完毕的涂料放入烤箱内进行烘干，为了提高测试准备性，烘干条件优选为实际应用中汽车涂料的烘干条件和时间；烘干后，将铝箔和干膜共同分离出来，即去掉对其固定的美纹胶和白纸框；然后将铝箔和干膜共同放在电子天平上称取其质量m2；同时测量白纸框内侧相邻两条边的长度d1和d2，即d1和d2是干膜的相邻两条边的长度；然后测量干膜的厚度t，即可得到干膜的体积。将相关数据测试出来后，利用s3中的公式计算干膜密度：在具体的实施过程中，本领域技术人员可同时按照s1-s3的步骤制备多个待测样品，分别计算多个样品的干膜密度，取多个样品干膜密度的算术平均值，得到最终的干膜密度。一个可能的实现方式是，所述喷涂过程采用的是静电喷涂往复机。为了保证白纸框内部铝箔裸露的区域都能够完全被待测涂料覆盖，使形成干膜的边缘与白纸框内侧相接触，喷涂过程中旋杯的雾幅中心超出铝箔的边缘，覆盖至白纸框。本发明中采用静电喷涂，可以保证膜厚精度高、稳定性好，在喷涂过程中只需调整参数就可获得目标膜厚，简单可控，因此，计算得到的干膜体积较精确，干膜密度精确可靠。试板的选择需要考虑试板的平整性和导电性，保证铝箔平铺之后与板材平行贴合，喷涂时始终与雾化器的距离保持一致，避免因距离的变化导致膜厚不稳定；同时由于能够导电，保证静电喷涂时铝箔纸上漆更加均匀，膜厚更加均匀，检测结果更加精确，可选地包含但不限于a4铝板、a4马口铁、a4冷轧钢板、a3铝板、a3马口铁、a3冷轧钢板中的至少一种。一个可能的实现方式是，本发明中方形铝箔相邻两条边的长度分别为80-90mm和135-145mm。为了确保白纸框边缘完全覆盖铝箔的四周，且使白纸框外侧边缘有足够的面积与试板直接接触，优选地，所述白纸框内侧相邻两条边的长度d1为60-70mm，d2为115-125mm；所述白纸框外侧相邻两条边的长度分别为100-110mm和155-165mm。本发明中美纹胶需具备耐高温性质，确保涂料在烘烤过程中，其依然具有粘结性，能够有效的将白纸和铝箔固定在试板上。一个可能的实现方式是，所述干膜的厚度的测量过程为：使用厚度仪，至少测量包括干膜四个角以及中心位置的五处厚度，然后计算五处厚度的算术平均值，得到干膜的厚度t。选取多个位置测量，保障结果的准确性。为了提高测量的准确性，本发明中铝箔的质量m1、铝箔与干膜的共同质量m2测量过程中所使用的电子天平的精度为0.0001g。本发明提供的检测汽车涂料干膜密度的方法操作简单，该方法不需要借助液体进行测量，适用于高临界颜料体积浓度配制的涂料，可以简单、直观地了解涂料的经济性能和涂膜性能。下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。实施例本发明实施例中所使用的材料如下所示：试板如a4铝板、a4马口铁、a4冷轧钢板、a3铝板、a3马口铁、a3冷轧钢板；铝箔；白纸框；分析天平；美纹胶；卷尺；烘箱；静电喷涂往复机；膜厚仪。结合附图1来说明实施例中干膜密度的测试过程如下：1，将铝箔1按一定的尺寸进行裁剪，裁剪完使用电子天平称重并记录重量m1；2，将铝箔1平铺在试板2上，在其边缘上覆盖方形的尺寸确定的白纸框3，然后用美纹胶4将白纸框3固定在试板2上；3，使用静电喷涂往复机在白纸框3内侧裸露的铝箔1上喷涂待测涂料；喷涂完毕后按标准烘烤条件将板材放入烘箱烤干；4，将铝箔1和干膜一起分离出来，称取铝箔和干膜的质量为m2；使用膜厚仪测量干膜的厚度t；5，测量白纸框3内侧相邻两条边的长度d1和d2；6，使用下述公式计算干膜密度ρ：7，按照上述步骤，用待测涂料平行喷涂制备多个样品，取多个样品干膜密度的算术平均值，得到待测涂料最终的干膜密度。实施例1实施例1中面漆a、b和c是ar3000体系水性白色面漆，对其进行干膜密度检测，每一种面漆设置三个平行样品。按现场要求，喷涂时将面漆干膜膜厚设为15μm，并对漆膜复合涂层做性能检测，面漆配方如表1所示，各组分单位为g，漆膜性能检测结果如表2所示：表1实施例1中面漆a、b和c的配方配方构成面漆a面漆b面漆car3000水性基料(树脂)428388368油性部分606060水性白浆(颜填料)100140160纯水100100100增稠剂3.333.333.33表2实施例1中面漆a、b、c的性能指标结合表1和表2的数据，面漆a、面漆b和面漆c中的树脂含量逐渐降低，颜填料含量逐渐增高，面漆的干膜密度逐渐升高，同时漆膜的附着力、耐冲击力、柔韧性以及耐过烘烤附着力都逐渐下降。说明借助本发明提供的干膜密度检测方法，通过简单工艺检测干膜密度即可获得漆膜的性能。实施例2实施例2中面漆d、e和f是spm-95体系溶剂型白色面漆，对其进行干膜密度检测，按现场要求，喷涂时将面漆干膜膜厚设为18μm，并对漆膜复合涂层做性能检测，面漆配方如表3所示，各组分单位为g，漆膜性能检测结果如表4所示：表3实施例2中面漆d、e和f的配方配方构成面漆d面漆e面漆fspm-95baseclear(环境用)(树脂)403530cab381-0.510％555乙酸丁酯555白浆(颜填料)505560表4实施例2中面漆d、e、f的性能指标结合表3和表4的数据，面漆d、面漆e和面漆f中的树脂含量逐渐降低，颜填料含量逐渐增高，面漆的干膜密度逐渐升高，同时漆膜的附着力、耐冲击力、柔韧性以及耐过烘烤附着力都逐渐下降，甚至不能够达标。说明借助本发明提供的干膜密度检测方法，通过简单工艺检测干膜密度即可获得漆膜的性能。实施例3实施例3中中涂漆g、h和i，对其进行干膜密度检测，按现场要求，喷涂时将中涂膜厚设为35μm，并记录涂料实际消耗量，中涂漆配方如表5所示，各组分单位为g，喷涂条件和耗漆量结果如表6所示：表5实施例3中中涂漆g、h和i的配方配方构成中涂g中涂h中涂i水性基料326300280砂磨浆147173193水262626表6实施例3中中涂漆g、h和i的喷涂条件和耗漆量结合表5和表6的数据，中涂漆g、h和i中的原料种类相同，树脂和颜填料含量的相对比例逐渐减小，中涂漆的干膜密度逐渐升高，喷至设定膜厚的单位耗漆量也逐渐升高。对比例1同实施例1，区别在于：用手工喷涂的方法替代静电喷涂，其余条件保持不变，干膜密度检测结果如表7所示：表7干膜密度检测结果对比例2同实施例1，区别在于：用自动空气喷枪喷涂的方法替代静电喷涂，其余条件保持不变，对比例2干膜密度检测结果如表8所示：表8干膜密度检测结果从表7-8可以看出，面漆a、面漆b和面漆c中的树脂含量逐渐降低，颜填料含量逐渐增高，使用其他检测方法检测干膜密度并没有表现出如表2一样的逐渐升高的趋势，且部分干膜密度与漆膜性能变化规律不一致，误差较大。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页1 2 3