建立湿杯法测试涂膜水蒸气透过率-涂料游离测定玻璃

建立湿杯法测试涂膜水蒸气透过率

作者：滕刚来源：www.infocoat.com 发布：2006-5-8

文章摘要:摘要 : 在恒温恒湿条件下 , 湿杯法检测涂料游离涂膜的透汽性 , 从而建立了一种简捷实用的水蒸气透过率检测方法。游离涂膜。如文物保护涂料 , 在使用过程中 , 不但要求有较好的保护和装饰作用 , 而且对其透汽性有较
关键字:涂料游离测定玻璃
摘要 : 在恒温恒湿条件下 , 湿杯法检测涂料游离涂膜的透汽性 , 从而建立了一种简捷实用的水蒸气透过率检测方法。

关键词 : 湿杯法 ; 游离涂膜 ; 膜厚度 ; 透汽性

1 　引言

不同的应用领域 , 对涂膜的水蒸气透过性有不同的要求。如文物保护涂料 , 在使用过程中 , 不但要求有较好的保护和装饰作用 , 而且对其透汽性有较高的要求 , 使基材的水分以较快速率蒸发出去 , 避免因水气的滞留导致漆膜起泡、脱落。关于涂膜水蒸气透过性的测试方法报道很少 , 国家标准也没有针对涂膜方面的要求 , 因此建立这项指标的测试方法非常必要。

测试材料的水蒸气透过率有两种方法可供选择 , 即干杯法和湿杯法。马捷等已经介绍了干杯法 [1] , 考虑到外墙涂料所接触的大气环境湿度往往比较大 , 认为有必要建立湿杯法测定涂膜水蒸气透过率。本研究参照美国资料 [2] 建立了此方法。

2 　实验方法

2 . 1 　实验原理

在测试容器中加入一定量的水 , 用测试的涂膜将测试容器开口处密封好 ( 密封剂必须不影响水蒸气透过或水蒸气压力 , 并不会增重或减重 ), 在规定测试条件下 , 每 24h 称重一次 , 做重量 — 时间图 , 由斜率计算出水蒸气透过率。并做出膜厚 — 水蒸气透过率图。

2 . 2 　材料及仪器

涂料 ( 自制 ), 涂布器 (15 μ m 、 25 μ m 、 80 μ m 、 100 μ m) , 平口玻璃瓶 3 个 , 蜂蜡 , 松香 , 分析天平 , 玻璃板 , PVC 薄膜 , 塑料板 , 锡箔纸。

2 . 3 　游离涂膜的制备

将自制的文物保护涂料搅拌均匀 , 取适量涂料均匀置于底材一端 , 双手均匀加力 , 连续一次性完成刮涂 ; 刮涂后凉置 4h , 再刮涂第二道涂料 ; 然后在恒温恒湿 , 即温度 (23 ± 0 . 6) ℃、相对湿度

(50 ± 2) % 的条件下养护两天 , 将涂膜从底材剥离 , 然后再于恒温恒湿条件下养护 7 天 ; 仔细检查涂膜表面 , 剔除存在孔洞、褶皱、沾污等缺陷的膜片 , 并透光检查涂膜厚度的均匀性 ; 用圆形切刀在成型涂膜的预选部位裁切试样 ; 用精度为 0 . 001mm 的测厚仪测定试样厚度 , 至少选取 3 个测试点 , 取测量数据的平均值为该试样的厚度 ; 将制备好的试样用洁净的纸张隔离 , 在恒温恒湿条件下保存、备用。

2 . 4 　湿容器的封装

在干燥洁净的容器中盛置蒸馏水 , 水面高度距瓶口 6mm 。将备用的游离涂膜均匀紧绷地密封好湿容器瓶口 , 再以熔融的蜂蜡和松香混合物密封好 , 使水蒸气不能从瓶口边缘处漏出。

2 . 5 　实验透湿面积及条件

实验的透湿面积分别为 : 2015 . 45mm 2 、 2009 . 88mm 2 、 2351 . 37mm 2 、 2379 . 99mm 2 、 3155 . 35mm 2 , 即直径对应为 : 50 . 67mm 、 50 . 60mm 、 54 . 73mm 、 55 . 06mm 、 63 . 40mm 。

实验均在温度 (23 ± 0 . 6) ℃、相对湿度 (50 ± 2) % 下进行。

2 . 6 　试样称量和测量周期

采用精度为 0 . 0001g 的分析天平称量透湿杯 , 记录透湿杯重量和称量时间 , 每次称量周期为 24h , 每次称量时间控制在 10min 内。实验 7 天后对比透湿杯的质量变化 , 做时间 — 质量图求出斜率。

2 . 7 　实验结果的表示与计算采用水蒸气透过率 (WVT) 表示

实验结果 : WVT = Δ m/ (A · t) 式中 : WVT 为水蒸气透过率 , g/ (h · m 2 ) ;

Δ m 为质量变化量 ,g; A 为实验透湿面积 , m 2 ; t 为测量时间 ,h 。

3 　结果与讨论

3 . 1 　涂料成膜底材的选择

对各种成膜底材进行选择试验 , 认为以玻璃板为底材时 , 膜层均匀连续光滑 , 容易剥离 , 并且玻璃价格低廉 , 可重复使用 , 比较适合。

3 . 2 　涂膜厚度实验

根据不同涂料试样的要求 , 使用一定规格涂布器 , 在干净光滑的玻璃板上制备试样涂膜 , 测定其厚度。实验结果表明 , 涂布器实际涂布出的涂膜厚度比其相应规格的尺寸要小 , 而且随着涂布器尺寸的减小 , 这种误差逐渐降低。 80 μ m 的涂布器涂出的涂膜厚度误差达到 25%, 25 μ m 的涂布器涂出的涂膜厚度误差达 10 % 。因此 , 必须用膜厚仪准确测量干涂膜的厚度。

3 . 3 　恒温恒湿条件下水蒸气透过率实验

3 . 3 . 1 水蒸气透过率

以不同膜厚的游离涂膜在温度 (23 ± 0 . 6) ℃、相对湿度 (50 ± 2) % 条件下 , 每 24h 测试一次透湿杯的重量。做质量 — 时间关系图 , 数据见表 1 。

表 1 　不同膜厚游离涂膜水蒸气透过率情况