涂料烘干态性能检测方法

1.涂层透气性

涂层在金属与砂型（芯）表面之间形成隔离层，要求涂层致密，其透气性应低。粉料性质、粒度和含量以及其他附加物（黏结剂和悬浮剂）的种类、性质、含量对涂层的致密程度影响较大，还会影响其透气性（最低可趋于零）。

透气性可利用一定数量的空气在一定压力下通过标准圆柱形试样的方法进行测定。溶剂基涂料的透气性可在圆柱试样砂筒底部涂挂涂层（如同型砂湿透气性试验方法）进行测定，而水基涂料的透气性则按测定干态透气性的方法进行测定，即将附有涂层的试样夹持到特制的、与试样接触处具有弹性壁或密封材料的试样筒中进行试验。涂层的透气性k_k按下式计算：

式中 δ_k——涂层的厚度（cm）；

h——试样的高度（cm）；

k₀——未上涂料试样的透气性；

k_0k——上涂料试样的透气性。

直接测定生产中有涂层的型（芯）的透气性，可应用STD型电动透气性测定仪。它是利用风机造成定压，以一定量空气通过型（芯）的时间来进行测定。这种仪器携带方便，测试范围与实验室用的钟罩建压式的形式相同。

2.涂层抗擦落强度

砂型、砂芯上涂料后，要经过搬运、烘干、清除浮灰和配箱等工序而不损坏，因此经烘干固化后的涂层必须具有一定的表面强度——抗擦落强度。目前涂料表面强度的测定方法有抓搔法、压力法等。其中，压力法是用一定硬度的铅笔芯划入涂层的程度来确定其表面强度，此法适用于金属型涂层强度的检测；而抓搔法是对涂层施以外力（如擦摩、刮或冲刷）使其表面逐渐被耗损，通过测量其耗损的程度来测定表面强度。抓搔法有机械擦刷法、落砂法、振动法和手搔法等。

图10-16所示为SUM型涂料耐磨试验仪测试原理图。该方法是用针布刷擦刷涂层表面，以擦刷损失量多少来比较涂层抗擦落性。其测定方法为：在标准砂样柱体面上浸涂0.5～1.5mm厚的涂层，在（150±5）℃烘干、保温1h后，把它夹持在仪器上并以60r/min的转速旋转。仪器上有刷子可上下活动，还可左右摆动。刷子用我国纺织行业规格652型盖板针布钉在板上制得。试验时外加荷重为200g，测定时间为30s或1min，然后称量铁刷磨下涂料的质量（精确到0.01g）。磨损量小，则表示涂料抗擦落性好。不论是水基涂料还是醇基涂料，一般涂料磨下量均应小于0.5g。

图10-16 SUM型涂料耐磨试验仪测试原理示意图

1、2—可转小轴 3—针布刷 4—荷重砖码 5—试样

涂层落砂法测定装置如图10-17所示。把待测涂料涂覆到玻璃板上，经100～120℃的温度烘干后放在支架中。玻璃板尺寸为100mm×130mm，并与支架构成45°仰角，玻璃板的涂面向上，板下放置一个小灯泡。从1000mm的高处4号黏度杯中向玻璃片落砂（大林标准砂50/100目），一直到砂子撞击到涂层擦落并显露出玻璃片为止。穿孔直径为ф1.0～ф2.0mm，支架下面放置容器，积存流砂并称量，用擦破涂层的砂重（g）作为涂料表面强度的定量指标，连续测5个数据，取算术平均值作为测定结果。(www.xing528.com)

相比落砂法，手搔法具有操作十分简便的优点，对有涂料操作经验者来说，手感稳定，对判断涂层强度的优劣很有效。具体方法为：在水玻璃和自硬树脂砂样（ф50mm×50mm或ф30mm×60mm的圆头试样或ф30mm×30mm的平头试样）表面浸涂（2s）或刷涂0.5～1mm厚涂层，对水基涂料经（160±5）℃烘干1h或对醇基点火后便可进行手搔法测定。具体划分等级为四级：①好，用手指甲用力划涂层才掉粉末；②较好，用手指甲划涂层就掉粉末；③可以，用手指用力蹭涂层才掉粉末；④差，用手指抚摸涂层就掉粉末。

图10-17 涂层落砂法测定装置

a）装置示意图 b）涂层样品制作示意图 1—黏度杯 2—上有涂层的玻璃片 3—支架 4—平板尺 5—具有一定厚度的涂层 6—有机玻璃框

3.吸湿性

涂刷水基涂料的砂型（芯）在烘干后会从空气中吸收水分，而使其性能变坏，强度降低，发气量急剧增加，严重时导致铸件产生粘砂、组织疏松和气孔等缺陷。涂料的吸湿性主要与使用的黏结剂的性质有关，如含有水溶性有机黏结剂涂层具有较强的吸湿性。因此，对于浇注前长期存放涂有涂料的铸型和型芯，必须检测涂层的吸湿性。

测定涂层吸湿性的基本方法是：将涂料试样放在一定湿度的恒湿箱[为了在恒湿箱中达到恒定的湿度，可在其底部注入硝酸铅Pb（NO₃）₂饱和溶液，其相对湿度为98%]中保持，对保持前后的试样进行称量，试验一直进行到试样的质量达到恒值，也即达到与干燥器中的湿度相平衡时为止。按下式计算涂层的吸湿性：

式中 m——原始试样的质量（g）；

m₁——试样在恒湿箱中保持以后的质量（g）。

为了达到与干燥器中湿度相平衡的条件，需要很长的保持时间。因此，在生产实际中通常都是在一定时间间隔内（1h、3h、5h、7h、24h等）检测涂层吸湿性。

按下述方法制备涂料试样：在玻璃板上涂0.5～0.6mm厚的试验涂层，涂层在烘干或自干以后，取下并在钵中磨碎成粉末，称取8～10g试样进行检测。

图10-18 涂料热导率的测定装置

1—坩埚 2—金属液 3、4—热电偶 5—金属试样 6—涂层