彩涂板基板一般包括冷軋鋼板、電鍍鋅鋼板、熱鍍鋅鋼板和熱鍍鋁鋅鋼板。冷軋基板由于沒有鍍層,且生產工藝決定基板本身厚度和表面粗糙度的均勻性較好,因此無論采用哪種檢測方法,其涂層厚度的測定結果都比其他基板的檢測誤差小。有鍍層基板的厚度和表面粗糙度的波動決定了采用國標中磁性測厚儀法和千分尺法在進行單點厚度測定時,測定結果會受到較大影響。因為磁性測厚儀法先要測定涂鍍層總厚度,然后測定鍍層厚度;而千分尺法先要測定彩涂板總厚度,再測定基板厚度,這兩種方法的兩次分別測定厚度的操作無法確保測定位置在同一點上,因此都會受到基板和鍍層波動的影響,造成測定結果的波動,且厚度測定結果的波動與基板的波動成正比。金相顯微鏡法和DJH 法雖然能確保測定位置不變,但是由于基板的波動會造成檢測界面很難劃分清楚,從而也會影響單點測定結果的準確性。國標規定每個試樣以3 個點的平均值作為較終測定結果,但是由于單點測定結果本身的波動,因此采用平均值的方式也無法消除測定誤差。按照寶鋼的實
際檢測經驗,涂層厚度測定結果的離散性與基板波動的大小成正比。
1.3 涂層性能的影響
彩涂板涂層表面的粗糙度同樣也會影響國標中4種檢測方法的準確性,而涂層本身的彈性會影響磁性測厚儀法和千分尺法的測定準確性。這兩種方法都使用檢測探頭,探頭對涂層或基板壓下的程度會影響到每次測量所得的厚度,從而影響測定結果。隨著彩涂板產品品種的不斷豐富,涂層表面不再是單一的光滑表面效果,出現表面有不同紋理效果的產品,這類產品用磁性測厚儀法和千分尺法根本無法測定涂層厚度。因為其紋理的深度較少能達到5~10 μm,磁性測厚儀法和千分尺法測定時把紋理的深度都計為涂層厚度,產生很大的系統誤差。金相顯微鏡法和DJH法可以用來測定這類產品,但是由于紋理的不規則波動,使判定測量界面受人為因素影響很大,測定結果波動也較大。
1.4 測量面積的影響
檢測面積越大,其檢測結果的代表性就越好,檢測精度也會隨之提高。磁性測厚儀的檢測探頭直徑一般為1.5 mm,千分尺的檢測探頭直徑為6.3 mm,金相顯微鏡法的測量長度一般不會超過1 mm,而DJH 法的測量直徑一般也在1 mm 左右。因此在相同條件下,這4 種檢測方法中千分尺法測定結果波動較小。
1.5 測定精度及其優缺點分析
通過對這4 種方法的測定結果和操作經驗的長期積累,我們以90 g 熱鍍鋅基板的測定結果為例,分析4 種方法的測定精度和優缺點,如表2 所示。
國標中測定方法的精度及其優缺點
有鑒于上述原因,國內較多采用檢測精度較高且速度較快的千分尺法作為彩涂板涂層厚度的檢測方法。而國外由于基板波動較小,DJH 法的測定波動也就較小,因此較多采用受人為因素影響小的DJH 法。
2 國際、國內其他方法
國際和國內對涂層厚度的其他測量方法主要包括楔切法、厚度差測量法、稱重法、X 射線熒光法、β 射線反射法、磁性測量法及渦流測量法等。彩涂板國標中的磁性測厚儀屬磁性測量法,千分尺法屬厚度差測量法,鉆孔破壞式顯微觀察法屬于楔切法,金相顯微鏡法為仲裁試驗方法。稱重法操作十分繁瑣,不適用于快節奏的工廠試驗室;X 射線熒光法和β 射線反射法是通過對涂層中某一特征元素含量的測定來計算涂層厚度,對于彩涂板這種涂料配方不固定的樣品不適用。在對渦流測量法進行了調研和試驗操作后,發現目前測定彩涂板涂層厚度較準確也較簡便的是一種將磁性測量法和渦流測量法結合在一起的設備,通過組合探頭同時測定涂鍍層總厚度和鍍層厚度,計算得到涂層厚度。這種測定方法由于測定的是同一點的涂鍍層總厚度和鍍層厚度,從而避免了磁性測厚儀法所受到的鍍層波動的影響,測定結果的精度得到明顯提高。對于基板波動越小的試樣,其檢測精度越高,例如,冷軋板和電鍍鋅基板的彩涂板,其涂層厚度檢測精度可達0.5 μm。
3 結語
(1) 對于國內彩涂板目前的基板波動現狀來說,千分尺法為較佳方法,具有設備便宜、操作簡單、檢測精度較高的優點。其缺點為:對試驗人員的操作技能要求較高;對于涂層表面有紋理效果的產品不能檢測;檢測結果只能精確至整數位。
(2) 對于表面有紋理效果的彩涂板,DJH 法為較佳方法,具有操作方便、快速、可以分別測定界面清晰的各個涂層的優點。其缺點為:設備采購和運行成本較高;檢測結果受檢測人員主觀影響較大;測定結果受基板波動影響較大;不能用于檢測冷軋基板的彩涂板。
(3) 磁性- 渦流相位法測定涂鍍層厚度方法也是一種很好的方法,具有設備成本合理、操作簡單、快速、單點測定精度高(可精確至0.5 μm)的優點。其缺點是受基板表面的平整性和均勻性影響較大。
2005年至2010年期間,我國彩涂鋼板的生產總量將由480萬t增至800萬t,其中用于建筑業占85%,家電產品為3%,其他產品占12%。可見我國彩涂板產量不少,但是大部分產品都是通用型的,質量一般、品種單一,主要用于建筑領域,汽車、家電等高檔產品依靠。量幾乎占國內彩涂板市場的一半份額。這就要求我們將關注重點放在開辟新的應用領域,能夠采用新技術生產具有不同使用特性和花色品種的有機涂層鋼板。
提高基板質量。彩涂基板一般采用冷軋鋼板、熱鍍鋅鋼板、合金化板、電鍍鋅板、鍍鋅鋁板等,某些高檔產品以不銹鋼做基板,無論采用哪種基板都要求其具有較高的表面質量、板形及尺寸精度。
涂料的改良。由較初的醇酸樹脂、塑溶膠、聚酯樹脂、高性能的含氟樹脂到水性涂料、粉末涂料等環保節能型涂料的應用,涂料的不斷改進使產品具備高耐蝕性、抗紫外線、耐候性、耐褪色性、耐磨損性、耐指紋性、耐溶劑性等,以及較新研制成功的抗菌性、防靜電、保潔性及耐黑變等彩板。
PET復合貼膜彩色板技術。PET是指聚乙烯對苯二(甲)酸鹽,一般使用透明的25um厚的膜,PET膜廣泛用作磁性錄音材料、照像、包裝材料等的基膜。其力學性能好,膜的硬度為1~2H;具有良好的耐熱性;除強堿外,具有良好的抗化學腐蝕性、抗溫性、抗污染性、抗去污性和抗溶劑性。
PET復合貼膜彩色板一種采用PET膜與油漆復合的涂裝技術,透明的PET膜層壓到彩涂板的表面;另一種為層壓PET膜底部印畫彩涂技術,用直接照像印畫法將圖畫印到PET膜上,再用厚約5um聚乙烯類樹脂粘結劑將印好的PET膜層壓到涂好底漆的基板上,底漆多采用熱固化的環氧樹脂。
粉末涂敷工藝。繼幾年前國外粉末槍技術的應用,美國MSC研制出粉末云涂裝技術:將粉末涂料在強大的靜電場作用下,通過粉末旋轉刷產生涂料粉末云,形成粉末云狀、帶有很高電荷的固體涂料顆粒,飛向高速運行的基板,產生足夠大的邊界穿透力,由此,粉末顆粒便均勻地沉積在帶鋼表面上,再經過固化、保溫、淬水冷卻處理。此種工藝能適應高速高效涂裝,產品抗腐蝕、抗劃傷、抗褪色性能好、色澤均勻、環保好、成本低。
我國彩涂板生產無論產量、質量和機組數量上均落后于世界水平,而且據專家分析,世界彩涂板生產線的開工率通常為70%~85%,我國彩涂業面臨的形勢還是比較嚴峻的。預計在未來幾年中,國內彩涂鋼市場仍將以建筑行業為主,家電行業需求量也將明顯增加,主導產品將向薄規格、高強度、耐腐蝕性的方向發展。降低成本、提高質量、凈化處理廢物、廢氣等環保問題以及開拓更廣闊的應用領域是我們急待解決的問題。我們應投入大量的人力、物力研制新工藝、新技術、新產品,以低成本高質量的產品面向國內外的市場

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1.3 涂層性能的影響
彩涂板涂層表面的粗糙度同樣也會影響國標中4種檢測方法的準確性,而涂層本身的彈性會影響磁性測厚儀法和千分尺法的測定準確性。這兩種方法都使用檢測探頭,探頭對涂層或基板壓下的程度會影響到每次測量所得的厚度,從而影響測定結果。隨著彩涂板產品品種的不斷豐富,涂層表面不再是單一的光滑表面效果,出現表面有不同紋理效果的產品,這類產品用磁性測厚儀法和千分尺法根本無法測定涂層厚度。因為其紋理的深度較少能達到5~10 μm,磁性測厚儀法和千分尺法測定時把紋理的深度都計為涂層厚度,產生很大的系統誤差。金相顯微鏡法和DJH法可以用來測定這類產品,但是由于紋理的不規則波動,使判定測量界面受人為因素影響很大,測定結果波動也較大。
1.4 測量面積的影響
檢測面積越大,其檢測結果的代表性就越好,檢測精度也會隨之提高。磁性測厚儀的檢測探頭直徑一般為1.5 mm,千分尺的檢測探頭直徑為6.3 mm,金相顯微鏡法的測量長度一般不會超過1 mm,而DJH 法的測量直徑一般也在1 mm 左右。因此在相同條件下,這4 種檢測方法中千分尺法測定結果波動較小。
1.5 測定精度及其優缺點分析
通過對這4 種方法的測定結果和操作經驗的長期積累,我們以90 g 熱鍍鋅基板的測定結果為例,分析4 種方法的測定精度和優缺點,如表2 所示。
國標中測定方法的精度及其優缺點
有鑒于上述原因,國內較多采用檢測精度較高且速度較快的千分尺法作為彩涂板涂層厚度的檢測方法。而國外由于基板波動較小,DJH 法的測定波動也就較小,因此較多采用受人為因素影響小的DJH 法。
2 國際、國內其他方法
國際和國內對涂層厚度的其他測量方法主要包括楔切法、厚度差測量法、稱重法、X 射線熒光法、β 射線反射法、磁性測量法及渦流測量法等。彩涂板國標中的磁性測厚儀屬磁性測量法,千分尺法屬厚度差測量法,鉆孔破壞式顯微觀察法屬于楔切法,金相顯微鏡法為仲裁試驗方法。稱重法操作十分繁瑣,不適用于快節奏的工廠試驗室;X 射線熒光法和β 射線反射法是通過對涂層中某一特征元素含量的測定來計算涂層厚度,對于彩涂板這種涂料配方不固定的樣品不適用。在對渦流測量法進行了調研和試驗操作后,發現目前測定彩涂板涂層厚度較準確也較簡便的是一種將磁性測量法和渦流測量法結合在一起的設備,通過組合探頭同時測定涂鍍層總厚度和鍍層厚度,計算得到涂層厚度。這種測定方法由于測定的是同一點的涂鍍層總厚度和鍍層厚度,從而避免了磁性測厚儀法所受到的鍍層波動的影響,測定結果的精度得到明顯提高。對于基板波動越小的試樣,其檢測精度越高,例如,冷軋板和電鍍鋅基板的彩涂板,其涂層厚度檢測精度可達0.5 μm。
3 結語
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