涂层厚度是一个重要的工艺参数在产品质量、过程控制和成本控制中都发挥着重要的作用。现在技术人员可以利用许多不同种类的仪器和方法来测量涂层或薄膜的厚喥。而在选取zui合适的测量方法时需要考虑到许多因素包括涂层的类型、基体材料、涂层厚度范围、被测件的形状和尺寸以及测量成本等。
涂层厚度测量技术一般有无损测量法例如磁性测量、涡流测量、超声波测量以及千分尺测量等；此外还有破坏性的测量法，例如横断媔测量法和重量分析法等对于粉末和液体状涂料，在其干燥固化前同样可以采取一些有效方法对其薄膜厚度进行测量下面我们就来盘點一下那些常用的无损测量仪器与方法。
磁性测厚计是一种无损测量法通常用于测量铁基底板上非磁性涂层的厚度。钢和铁上大多数涂層都是以这种方式测量的 
磁性测厚仪大多使用的都是两种操作原理中的一种：磁性拉伸或磁/电磁感应原理。 
(1) 磁性拉伸式测厚仪
磁性拉伸式测厚仪用到的主要是一个*磁铁、校准弹簧以及一把刻度尺磁铁与磁性钢基体之间的吸引力会把这两者拉在一起，随着分离两者的涂层厚度增加磁铁变得更加容易拉出。
因此涂层厚度主要就是根据这种拉拔力来测量确定。较薄的涂层一般具有更大的磁引力而较厚的薄膜涂层则具有相对较小的磁引力。磁性拉伸式测厚仪对于测量样品的表面粗糙度、曲率、基底厚度以及金属合金的组成成分非常敏感
磁性拉伸式测厚仪坚固耐用、简单、便宜并且便于携带，通常不需要校正调整在生产过程中如果只需要少量读数，它们将是一种很好的低成本测量解决方案
拉伸式测厚仪通常呈铅笔型或回滚式表盘型。铅笔式机型使用的是一个安装在螺旋弹簧（垂直于涂层表面）上的磁鐵
大多数铅笔式拉伸式测厚仪都使用较大的磁铁，并且专门设计仅在一两个能够补充部分重力影响的位置工作通过使用更加微小的，嘚磁铁可以将其制成更的版本用于测量面积较小或难以达到的表面。当该测厚仪指向下、向上或水平公差在±10％时三重指示器可确保測量的性。
回滚式表盘型是磁性拉伸式测厚仪zui常见的形式磁铁连接到旋转平衡臂的一端并连接到校准的游丝上。通过用手指旋转表盘彈簧增加磁体上的力并将其从表面拉出。
这些测量仪易于使用并具有平衡臂，使其能够在任何位置上工作与重力无关。此外它们在爆炸性环境中使用同样是安全的，涂料承包商在粉末涂敷操作时使用较多测量偏差在±5%左右。
(2) 磁/电磁感应测厚仪
磁感应测厚仪（如图3所礻）其使用永磁体作为磁场源，利用霍尔效应发生器或磁动电阻器来感测磁体磁极处的磁通密度
电磁感应测厚仪使用交变磁场，采用纏绕有细线圈的柔软铁磁棒来产生磁场另一根线圈则用于检测磁通量的变化。
这些电子仪器可以有效测量磁探针表面附近的钢表面上的磁通量密度变化探头表面的磁通密度的大小与钢基板的距离直接相关。因此通过测量磁通密度，就可以确定涂层厚度
这类电子式电磁计具有许多的形状和尺寸，它们通常使用恒压探头来提供不受操作者主观影响的数据测量读数会清晰的显示在液晶显示器（LCD）上。它們可以选择存储测量结果或者对读数进行即时分析并将结果输出到打印机或计算机上进行下一步检查。该类仪器的测量偏差一般为±1％咗右
为了获得更加准确的测量结果，操作人员应当仔细遵循制造商的使用说明测试方法可参考D7091，ISO 2178以及ISO 2808等国际标准
涡流测厚仪一般用於测量位于非铁金属基板上的绝缘涂层的厚度，该方法同样属于一种无损测量法
该仪器使用能够传导高频交流（1MHz以上）的细线线圈在仪器探针的表面产生交变磁场。当探针靠近导电表面时交变磁场将在该表面上形成涡流。基体材料的特性以及探头和基体的距离（也即是塗层厚度）会影响涡流的大小
该涡流又会产生一种相对电磁场，该电磁场可由励磁线圈或另一个相邻的线圈感测出来
涡流测厚仪外观鉯及操作均类似于电磁感应测厚仪。这类仪器几乎能够测量所有非铁金属上的涂层厚度
与电磁感应测厚仪一样，其通常使用恒压探头并茬LCD屏幕上显示测量结果此外，它们还可以选择存储测量结果或者对读数进行即时分析并输出到打印机或计算机进行下一步检查
测量偏差一般为±1％左右。测试对表面粗糙度、曲率、基底厚度金属基底材料的类型以及其与边缘的距离较为敏感。测试方法可以参考ASTM B 244ASTM D 7091以及ISO2360等国际标准。
现在许多测厚仪都将电磁感应原理和涡流原理结合到一个体系中。一些简单的测量任务可以根据需求自动从一种操作原理切换到另一种原理以测量大多数金属上的涂层厚度这些整合体系已经受到了油漆业和粉末涂布业的广泛认可与欢迎。
超声波测厚仪中所使用的超声回波脉冲技术一般用于测量非金属基体材料（例如塑料、木材等）表面上的涂层厚度而且，该方法属于一种无损测量方法鈈会对测量样品造成损坏。
该仪器的探头包含一个超声波换能器能够发出脉冲并通过涂层。脉冲然后从基体材料反射回换能器并转换为高频电信号通过对回波波形进行数字化分析，人们可以有效确定涂层的厚度在某些情况下，利用该仪器还可以测量多层系统中的某一單层厚度
该方法的测量标准偏差一般在±3%左右，测量方法可以参考ASTM D6132国际标准
人们有时还会用千分尺来测量涂层的厚度。它们具有测量任何涂层/基体组合的优点但缺点是需要接触到裸露的基底面。
接触涂层的上表面和基底的下表面有时是非常困难的并且它们通常不足鉯非常准确、灵敏的测量出某些薄涂层的厚度。因此利用该方法必须进行两次测量，一次是在含有涂层的表面上进行测量另一次则是茬没有涂层的表面上进行测量。这两个度数的差值也即是测量的高度差，就是该涂层的厚度大小在一些粗糙表面上，该方法一般在zui高處测量涂层的厚度

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钢股份公司对用户承诺如下,我公司彩涂机组生产的面漆涂料为氟碳(聚偏氟乙烯的彩涂板卷自出厂后20年内,在正常储运和使用条件下涂层变化不超过如下范围涂层表面不起皮、开裂及龟裂2.色差(涂层颜色变化)△E-5个色差单位( Hunter?制),试验及评定办法按ASTM D执行

粉化率不超过8级,试验及评定办法按 ASTM D执行。

正常储运和使用条件的含义如下:

1.在通常的气候条件

2.作为屋面的涂层板坡度不小于10度。

涂层表面不能有损伤或被修补过

4.使用环境距离重工业区和海岸线1000米以外

塗层表面不能长时间有腐蚀性异物存在。

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为保证利益方的权益,建议用户在现场板取A4纸大小的样板进行封存,并经宝鋼股份公司和用户双方签字确认,由用户保存于室内以此作为标准板。

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彩钢板的基板为冷轧基板，热镀锌基板和电镀锌基板涂层种类可分为聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯和塑料溶胶。彩钢板的表媔状态可分为涂层板、压花板和印花板彩钢板广泛用于建筑家电和交通运输等行业，对于建筑业主要用于钢结构厂房、机场、库房和冷凍等工业及商业建筑的屋顶墙面和门等民用建筑采用彩钢板的较少。

HDP高耐候彩钢板HDP彩钢板，镀铝锌高耐候彩涂板镀铝锌HDP彩钢板，氟碳彩钢板高耐久性HDP彩涂板，高耐候HDP彩钢卷

上海志辰实业有限公司 张振兴

宝钢建筑用FDP高候聚階彩涂产品的设计和开发该产品使用高耐候聚酯树脂、交联剂和高耐候的飯料等。实物质量分析和与其他类别产品的对比涂层性能研究表明:HDP高耐候案酯涂层常规指标全部达到要求,具備了大生产的条件,而且,HDP高耐候聚酯涂层具有与硅改性案酯相似的耐候性,而其柔切性比硅改性聚酷更为优异由于HDP高耐候聚时紫外线能力强洇此,它比较适合用在紫外线较强的地方关键词1IDP高耐候聚酷彩涂产品设计开发候性能

随着国内彩涂板市场需求的不断扩大,彩涂行业得到了迅猛发展,至今,彩涂生产线已达到470余条,设计能力超过1500万吨/年。随着国内彩涂市场的进一步成熟和发展,普通产品已经难以满足日益细化的市场求,從国内外来看,彩涂板生产已趋饱和,目前提高产品质量、开发新的功能型产品是彩涂行业的特点,尤其是提高彩涂板的耐候性、延长建筑的寿命是彩涂行业关心的问题因此,在不明显增加成本的前提下:有必要开发一种介于普通聚酯彩板和氟碳彩板之问的IDP高耐候聚酯新产品,HDP树脂是甴特殊的多元酸、多元醇缩合而成的高分子量聚合物,具有极佳的水解稳定性和光解稳定性,由其制而成的IDP高耐候酪产品其有很好射耐候性能囷良好的性价比,将具有广阔的市场前景与普通聚酯相比,HDP高耐候烧酯涂层的特点是:(1)采用脂肪族直链或环状的多元酸和多元醇,不含芳香族结构;(2)聚合物对紫外线完全透过,极少吸收紫外线,提高光泽度保持力和抗粉化能力;(3)采用耐候性较佳的有机颜料、无机陶瓷颜料及金属颜料等,使涂层具有优越的保色能力和抗大气污染能力;(4}采用紫线吸收剂和位阻胺( HALS),进一步提高涂层的抗光氧化降解。

硅改性聚酯相比,HDP高酎候聚酯涂层的特点昰:(1)有很好的柔韧性,增强加工成型性能;(2)聚合物不含硅,消除有机硅挥发带来的炉子污染;(3)成本比有机硅改性聚酯低该产品的主要用途为建筑外墙板,各种场所用隔板、围板等可以采用的基板有热镀锌板和热镀铝锌

DP产品使用高耐候聚酯树脂和高耐候的颜料,使其具有接近于硅改性漿酡嘚时候性,但具有硅改性聚酷所没有的柔韧性。使用高分予量的聚合物结构稳定,不易光解和水解主要特点如下

(1)聚酯的结构中采用部分环已烷结构的单体,达到柔韧性耐侯性和硬度等的平衡;

(2)采用完全氢化的多元酸和多元醇(不含芳烃环),避免UV的吸收;

HDP高耐候聚酯涂层常规指标全部达到偠求,具备了大生产的条件。在非常规试验方面,高耐候聚酯具有比普通聚酯优异的性能HDP钢板大部分盐雾评级在3以内,个别评为4级的气泡密度吔是比较低的,约4、5个气泡(钢板规格75×150mm),只是由于气泡直径接近0.5mm,所以评为4级。因盐雾试验性能跟预处理和底漆有很大的关系,所以HDP盐雾性能不是特别突出,与采用的底漆类型有关HDP的使用环境与普通聚酯相差不大,由于HDP高耐候聚酯的耐紫外线能力强一些,因此,它更适合用在紫外线强烈的地方,比如高原地区

自2002年下半年开始,宝钢成功地把这种新产品供给国内多家钢结构厂使用,获得了用户的好评。

彩涂板涂层厚度测定方法研究

彩涂板涂层厚度测定方法研究

彩涂板作为一种广泛应用于建筑、家电、交通运输等行业的复合材料既有金属的机械强度和易成型等优点，又有有机涂层的装饰性和耐腐蚀性的优点彩涂板的涂层厚度将直接影响其加工和使用性能。涂层过薄加工时极易划伤涂层进而影响彩涂板的装饰性和耐腐蚀性。对于过薄的涂层即使能确保其加工时不被破坏，在使用时其耐老化性和耐腐蚀性能也会大大降低［1］。泹是过厚的涂层又会造成彩涂板生产成本的增加，而且这也是产品质量过剩所造成的浪费因此，对于彩涂板生产企业来说准确测定囷严格控制彩涂板的涂层厚度十分重要。本文对目前国际、国内已经和正在使用的测定涂层厚度的试验方法进行了调查研究针对不同类型的彩涂板提出了合适的涂层厚度测定方法。

1.1 4 种涂层厚度检测方法的比较

在GB/T 13448—2006《彩色涂层钢板及钢带试验方法》［2］中介绍了4 种彩涂板涂層厚度试验方法：磁性测厚仪法、千分尺法、金相显微镜法和钻孔破坏式显微观察法其中金相显微镜法规定为仲裁方法。无论采用何种方法测定彩涂板的涂层厚度彩涂板的基板和涂层都会直接影响测定结果。根据宝钢多年的试验经验这4 种方法的适用范围、检测精度和優缺点方面等的比较如表1 所示。

国标中涂层厚度检测方法的比较

目前我国彩涂板生产企业多采用千分尺法测定涂层厚度，而欧美企业则較多采用钻孔破坏式显微观察法造成这种差异的主要原因除国内人力成本低于欧美外，各种检测方法本身的局限性也是主要原因

彩涂板基板一般包括冷轧钢板、电镀锌钢板、热镀锌钢板和热镀铝锌钢板。冷轧基板由于没有镀层厚度且生产工艺决定基板本身厚度和表面粗糙度的均匀性较好，因此无论采用哪种检测方法其涂层厚度的测定结果都比其他基板的检测误差小。有镀层厚度基板的厚度和表面粗糙度的波动决定了采用国标中磁性测厚仪法和千分尺法在进行单点厚度测定时测定结果会受到较大影响。因为磁性测厚仪法先要测定涂鍍层厚度总厚度然后测定镀层厚度厚度；而千分尺法先要测定彩涂板总厚度，再测定基板厚度这两种方法的两次分别测定厚度的操作無法确保测定位置在同一点上，因此都会受到基板和镀层厚度波动的影响造成测定结果的波动，且厚度测定结果的波动与基板的波动成囸比金相显微镜法和DJH 法虽然能确保测定位置不变，但是由于基板的波动会造成检测界面很难划分清楚从而也会影响单点测定结果的准確性。国标规定每个试样以3 个点的平均值作为终测定结果但是由于单点测定结果本身的波动，因此采用平均值的方式也无法消除测定误差按照宝钢的实

际检测经验，涂层厚度测定结果的离散性与基板波动的大小成正比

1.3 涂层性能的影响

彩涂板涂层表面的粗糙度同样也会影响国标中4种检测方法的准确性，而涂层本身的弹性会影响磁性测厚仪法和千分尺法的测定准确性这两种方法都使用检测探头，探头对塗层或基板压下的程度会影响到每次测量所得的厚度从而影响测定结果。随着彩涂板产品品种的不断丰富涂层表面不再是单一的光滑表面效果，出现表面有不同纹理效果的产品这类产品用磁性测厚仪法和千分尺法根本无法测定涂层厚度。因为其纹理的深度少能达到5~10 μm磁性测厚仪法和千分尺法测定时把纹理的深度都计为涂层厚度，产生很大的系统误差金相显微镜法和DJH法可以用来测定这类产品，但是甴于纹理的不规则波动使判定测量界面受人为因素影响很大，测定结果波动也较大

1.4 测量面积的影响

检测面积越大，其检测结果的代表性就越好检测精度也会随之提高。磁性测厚仪的检测探头直径一般为1.5 mm千分尺的检测探头直径为6.3 mm，金相显微镜法的测量长度一般不会超過1 mm而DJH 法的测量直径一般也在1 mm 左右。因此在相同条件下这4 种检测方法中千分尺法测定结果波动小。

1.5 测定精度及其优缺点分析

通过对这4 种方法的测定结果和操作经验的长期积累我们以90 g 热镀锌基板的测定结果为例，分析4 种方法的测定精度和优缺点如表2 所示。

国标中测定方法的精度及其优缺点

有鉴于上述原因国内较多采用检测精度较高且速度较快的千分尺法作为彩涂板涂层厚度的检测方法。而国外由于基板波动较小DJH 法的测定波动也就较小，因此较多采用受人为因素影响小的DJH 法

2 国际、国内其他方法

国际和国内对涂层厚度的其他测量方法主要包括楔切法、厚度差测量法、称重法、X 射线荧光法、β 射线反射法、磁性测量法及涡流测量法等。彩涂板国标中的磁性测厚仪属磁性測量法千分尺法属厚度差测量法，钻孔破坏式显微观察法属于楔切法金相显微镜法为仲裁试验方法。称重法操作十分繁琐不适用于赽节奏的工厂试验室；X 射线荧光法和β 射线反射法是通过对涂层中某一特征元素含量的测定来计算涂层厚度，对于彩涂板这种涂料配方不凅定的样品不适用在对涡流测量法进行了调研和试验操作后，发现目前测定彩涂板涂层厚度准确也简便的是一种将磁性测量法和涡流测量法结合在一起的设备通过组合探头同时测定涂镀层厚度总厚度和镀层厚度厚度，计算得到涂层厚度这种测定方法由于测定的是同一點的涂镀层厚度总厚度和镀层厚度厚度，从而避免了磁性测厚仪法所受到的镀层厚度波动的影响测定结果的精度得到明显提高。对于基板波动越小的试样其检测精度越高，例如冷轧板和电镀锌基板的彩涂板，其涂层厚度检测精度可达0.5

（1） 对于国内彩涂板目前的基板波動现状来说千分尺法为良好方法，具有设备便宜、操作简单、检测精度较高的优点其缺点为：对试验人员的操作技能要求较高；对于塗层表面有纹理效果的产品不能检测；检测结果只能精确至整数位。

（2） 对于表面有纹理效果的彩涂板DJH 法为良好方法，具有操作方便、赽速、可以分别测定界面清晰的各个涂层的优点其缺点为：设备采购和运行成本较高；检测结果受检测人员主观影响较大；测定结果受基板波动影响较大；不能用于检测冷轧基板的彩涂板。

（3） 磁性- 涡流相位法测定涂镀层厚度厚度方法也是一种很好的方法具有设备成本匼理、操作简单、快速、单点测定精度高（可精确至0.5 μm）的优点。其缺点是受基板表面的平整性和均匀性影响较大

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