涂层厚度的测定方法 常用的干膜厚度测试方法

今天小编给大家分享的是关于涂层厚度的测定方法的文章，常用的干膜厚度测试方法，一起来的看看吧。

涂层厚度

涂层厚度是涂装施工需要控制的一项重要指标，涂层厚度控制得是否合理，将直接影响涂层的其他性能。例如在涂层的防蚀机理中，其屏蔽作用是最主要因素，而涂层的屏蔽作用是与涂层厚度密切相关的，在其他条件相同的情况下，涂层越厚，则其屏避作用越佳，亦即涂层的防护效果越好。此外，在对各涂料产品的性能比较方面也只有在相同的涂层厚度下才具有可比性，如涂层的附着力、冲击强度、柔韧性等，不同的厚度，其测试结果是不一样的。
在涂装施工过程中，亦要求控制涂层的适当厚度，否则将影响涂层的外观质量，例如一次涂得过厚易造成流挂、起皱等弊病，而涂得太薄则不易流平，且在一定的涂层厚度范围内需要涂渡的道数增加，而涂装费用也随之提高。每道漆涂覆的厚度范围与涂料品种、防护要求、施工方式、底材表面特性等因素有关。
测试涂层厚度可以随时检查涂装施工质量是否符合要求，一旦发现问题可以随时补救，从而可以避免由于涂层厚度不够而达不到防护要求的现象发生。涂层厚度测定可以分为湿膜厚度测定和干膜厚度测定。
( 1 ）湿膜厚度测定
湿膜厚度测定是控制涂层干膜厚度的必要手段，当每道涂覆的干膜厚度范围确定之后，控制涂层的湿膜厚度就是不可缺少的了。但是，湿膜厚度与干膜厚度的对应关系是随涂料品种及施工粘度而异的，即使是同一类型的品种，不同颜色的产品，由于颜基比不同及各颜（填）料吸油量的不同，其湿膜厚度与干膜厚度的对应关系也是有很大差异的，因此应该事先通过试验验证找出其对应关系然后加以控制。湿膜厚度控制得当，可以及时发现问题，及时解决。应该指出的是，湿膜厚度的测定是不精确的，产品的涂层厚度最终是应该通过测定其干膜厚度来确定的，但是通过测定湿膜厚度，可以大致估计出其干膜厚度，避免过大的误差。
目前应用得最为普通的湿膜厚度计为圆盘状（轮规）及板状（梳规）两种，其测量原理是同一水平面的两个表面中间有第三个表面，当外侧两个表面压着湿膜下面的底板时，其第三个表面就与湿膜表面垂直，由于第三面与外侧两个面具有高度差，在测量过程中，第三面首先接触到湿膜表面的该点即为湿膜厚度。湿膜厚度计的形状见图4.2－1 和图4.2－2 。

图4.2 －1 国盘式湿膜厚度仪 图4.2－2 板状湿膜厚度计

圆盘式湿膜测厚仪根据其量程的不同可以分为以下几种：

国内生产的QVL 型圆盘湿膜测厚仪测量范围为0-150μm，最小分度为15μm。

圆盘型湿膜测厚仪由两个同心轮支承的一个偏心轮构成，在同心轮上刻有左右对称的标度，将测厚仪在漆膜上滚动时，湿膜与偏心轮之间的间隙发生变化。漆膜首先接触中心轮的一点，与该点对应的同心轮上的标度即为该处漆膜的厚度。在测量时，将测厚仪放在湿膜上，使其最小读数在顶部，而偏心轮和漆膜之间最大间隙正好在湿膜上方。让测厚仪在漆膜上，朝测厚仪最小标度的方向上滚动半周，并反方向重复滚动半周，读取两个方向滚动时湿膜首先与偏心轮接触点的读数，其平均值即为测试结果。需要注意的是仪器使用时必须垂直于被测表面，否则将得不出正确的结果；另外，仪器在表面上的滚动，若是由零开始，则由于涂膜的被挤压也将使测试结果有一定的误差。
同样原理，板形湿膜测厚仪的外齿在一个基线上，其内齿是相继缩短的，以至在齿与基线间出现一系列缺口，每一缺口的高度能由仪器上的刻度读出。测量时，将其稳固地置于底材上，其方式是使齿正常的置于湿膜表面上，移去仪器，内齿粘附湿膜的最大读数即为该湿膜的厚度。由于各齿形表示的厚度有一定的间距，因此其测试误差比圆盘形湿膜测厚仪的误差要大。
无论是采用圆盘形湿膜测厚仪还是板形湿膜测厚仪，都应在涂漆后尽快进行测试，以免因溶剂挥发致使湿膜减薄而导致较大的测量误差。
( 2 ）干膜厚度测定
干膜厚度是产品涂装施工中至关重要的一个工艺参数，亦是产品涂装质量验收的关键指标之一。用于测定干膜厚度的方式及测定仪器因底材种类及漆膜性质而异，一般可采用如下方法，见表4.2-2。
表4.2-2 干膜厚度测试方法

在实际测试过程中，由于以干膜质量联系到干膜厚度的测试方法其结果不精确，且只能估算出平均漆膜厚度，而对于具体部位的漆膜厚度无法得知，故应用得较少，最常见的是采用千分尺法、磁性测厚仪法，涡流测厚仪法来测试干膜厚度，此外，也可以采用显微镜，穿透厚度计等来测试干膜厚度。
测试部位的选择将影响测试结果，当使用磁性测厚仪或涡流测厚仪时，由于仪器对试验样板表面的突然变化比较敏感，因此，如果在太靠近测试面边缘或内角的地方进行测量，测试结果是不准确的。这种现象称之为边缘效应，边缘效应的影响范围取决于测试方法和仪器，一般距不均匀处为3－13mm。即使是采用千分尺测试试板表面的漆膜厚度，由于种种原因，试板边缘的漆膜厚度与中央部位的漆膜厚度有一定的差异，也不能在靠近边缘处测试。测试部位的选择与测试面的尺寸、形状及对涂装质量的要求等因素有关，例如，在150mmx100mm试板上测量部位的选择见图4.2-3。

常用的干膜厚度测试方法如下：

1 ）千分尺法 测试精确度为2μm ，测试时漆膜必须硬到足以经受与千分尺紧密接触时的卡头压痕。该测试方法仅只适用于片状测试面或类似的平整表面。

测试时，首先进行千分尺的“O ”位校对：用绸布擦净两个测量面，旋转微分筒，使两测量面轻轻地相互接触，当指针与表盘的“O ”线重合后，就停止旋转微分筒，这时微分筒上的“0”线也应与固定套筒上的轴向刻线重合，微分筒边缘与固定套筒的“O ”线的左边缘恰好相切，这样算“0 ”位正确。如果“0 ”位不准，就必须调整。调整方法：先使指针与表盘的“0 ”线重合，用止动器把活动测杆固定住，松开后盖，再调整微分筒上的“0 ”线与固定套筒上的轴向刻线重合，微分筒边缘与固定套筒的“0 ”线的左边缘恰好相切，然后拧紧后盖，松开止动器，看表盘指针是否对“0”，如不对应重复上述步骤，重新调零。

图4.2-3 在150mm×l00mm 试板上干膜厚度测量部位的选择

确定测定面的测试部位后，先将未涂漆底板放于微动测杆与活动测杆之间，慢慢旋转微分筒，使指针在两公差带指针之间，然后调整微分筒上的某一条线与固定套筒上的轴向刻线重合，为了消除测量误差，可在原处多测几次，读数时，把固定套筒、微分筒和表盘上所读得的数字加起来，即为测得厚度值，然后涂上漆样，按规定时间干燥后，再按此法在相同位置测量，两者之差即为漆膜厚度。
如果是测量已涂漆面的漆膜厚度，则应在已事先确定好的测试部位轻轻画一个直径约10mm的圈标出记号，并在其旁加注明显的号码，按上述方法进行测量，记下每个部位的漆膜厚度，然后，用适当的溶剂或脱漆剂去掉每个测试部位的漆膜，再测量底材厚度，两者之差即为漆膜厚度。
测量结束后，计算出各测试部位漆膜厚度的算术平均值，其结果即为漆膜的平均厚度值。
2 ）磁性测厚仪法 测试精确度为2μm，其仪器运转原理是测定磁铁与涂层或者磁铁与底材之间的磁引力。也可以测定通过涂层和底材的磁通量。而磁引力与磁通量的大小则依据漆膜的非磁性层在磁体和底材之间的厚度而变化，根据其变化便可测得漆膜厚度。

磁性测厚仪在测试时，应首先调零，即：取出探头，插人仪器的插座上。将已打磨未涂漆的底板（与被测漆膜底材相同）擦洗干净，把探头放在底板上按下电钮，再按下磁芯，当磁芯跳开时，如指针不在零位，应旋动调零电位器，使指针回到零位，并需如此重复数次。然后用仪器附带的已知厚度的非磁性垫片来进行校准，将它放在调零用的底板上，再将探头放在垫片上，按下电钮，再按下磁芯，待磁芯跳开后旋转标准钮，使指针回到垫片的厚度值上，需重复数次。最后，将探头放置于待测试的部位上，按下电钮，再按下磁芯，使之与被测漆膜完全吻合，待磁芯跳开指针稳定时，即可读出漆膜厚度值。取各点厚度的算术平均值为漆膜的平均厚度值。
3 ）涡流测厚仪法 这类仪器的运转原理是：由于线圈交变磁通量在受试物体的非磁性金属表面中，感应生成的涡流而引起的探头线圈的表观阻抗变化。这反过来改变流过探头线圈的交流电幅度，这种变化能以与探头所连结的灵敏仪测量出。感应涡流的大小随探头线圈与基底金属，即线圈所放置与接触的干漆膜厚度的距离而变化。
由于金属颜料感应涡流，所以涡流测厚仪在测试某些含有铝粉、锌粉之类金属颜料的漆膜厚度时，将对测试结果有一定的影响。
根据使用电源的不同，涡流测厚仪可以分成两种类型，一种需要由交流电供应电力，另一种是半导体型的，由自身所带电池供电，后一种类型小巧轻便，便于携带。两种类型都要求在性质相似于受试物体的对照表面上，小心地调至零位，然后用仪器附带的特种塑料箔的垫片校准，至于半导体型的，在主体调零后，通常无需校准。将仪器探头置于待测试部位上，待指示稳定后，即可读取厚度值。各点厚度的算术平均值即为漆膜的平均厚度值。近年来，一些读数更加直观、体积更加小巧、轻便的数字显示式漆膜厚度测定仪相继问世，但在测量步骤上与指针式测厚仪一样也通常需要经过调零、校准然后再测试读数几个阶段。