CN103364337A - 测定材料表面粘连度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测定材料表面粘连度的装置和方法，该装置包括测试环境；第一试样固定台，设置在测试环境中，用于固定测试第一工件；第二试样固定台，设置在测试环境中，用于固定测试第二工件，与第一试样固定台相对设置。温度控制器，与该测试环境耦合，为该测试环境的温度的设定控制装置；湿度调节器，与该测试环境耦合，为该测试环境的湿度的设定控制装置；加压控制器，设置在测试环境中，其压力输出端耦接第一试样固定台；以及加压调节器，和加压控制器耦接以使调节该加压控制器的输出压力。通过分离两检测样品的拉力即粘连度L值可评判材料之间粘连程度。

Description

测定材料表面粘连度的装置和方法

技术领域

本发明涉及测定材料粘连度的装置和方法，尤其涉及涂料表面粘连度的装置和方法。

背景技术

同一种或者两种材料之间的接触在所难免，有些材料需要紧密的粘合在一起，有些粘合在一起反而可能造成不必要的麻烦。比如家居中的家具、电器、装饰件往往会采用皮革、塑料、橡胶等材料制成，而墙面或家具所使用的装饰涂料容易和这些物体发生接触，如果发生粘连，在移动这些物体时，往往会对涂膜产生破坏，有的甚至会成块揭起脱落，影响美观和使用效果。而这种粘连现象往往又会在不同环境湿度、温度、以及负压的情况下，表现出不同的粘连程度。对于长期处温、湿度较高和负压较大的环境，皮革、塑料、橡胶等制品和漆膜更容易产生粘连现象。当涂膜和这些材料接触受到的负载压力越大，且环境温湿度越大时，粘连现象也越严重。

只有了解一个涂料产品抗粘连程度的高低后，才能在配方设计时，通过原材料的选择配方的优化，减少乃至避免粘连现象的产生。因此测定材料表面粘连度的装置和方法为本领域的一项重要壳体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定材料表面粘连度的装置和方法，以便于测算同一种或者两种材料相互接触的粘连度，并最终评判粘连度对材料产生的影响程度。

本发明的测定材料表面粘连度的装置，其特点是，包括测试环境；第一试样固定台，设置在测试环境中，用于固定测试第一工件；第二试样固定台，设置在测试环境中，用于固定测试第二工件，与第一试样固定台相对设置。温度控制器，与该测试环境耦合，为该测试环境的温度的设定控制装置；湿度调节器，与该测试环境耦合，为该测试环境的湿度的设定控制装置；加压控制器，设置在测试环境中，其压力输出端耦接第一试样固定台；以及加压调节器，和加压控制器耦接以使调节该加压控制器的输出压力。

所述的测定材料表面粘连度的装置，其进一步的特点是，还包括加压、粘接测力感应器，设置在所述加压控制器的力传递路径上；温度、湿度感应器，设置在测试环境中；显示器，耦接所述加压、粘接测力感应器以及温度、湿度感应器；以及计时器。

所述的测定材料表面粘连度的装置，其进一步的特点是，所述测试环境为密闭箱体。

所述的测定材料表面粘连度的装置，其进一步的特点是，挤压控制器为升降装置。

本发明的测定材料表面粘连度的方法，利用前述的装置，包括步骤A，根据测试的要求，准备一定尺寸的检测样品；B，将两检测样品的正面相对，分别固定在第一试样固定台和第二试样固定台上；C，启动温、湿度调节器，以预设温、湿度值；D，预设加压控制器的输出压力值，启动加压控制器装置以使两检测样品正面接触，获取两检测样品的接触压力；以及E，通过加压调节器预设加压控制器两检测样品分离时的最大拉力，完成规定接触时间后，可利用加压控制器分离两检测样品，获取所需要实际的拉力，从而可进行材料表面粘连度的判定。

所述的测定材料表面粘连度的方法，其进一步的特点是在步骤A和步骤B之间还包括步骤B’，针对至少一个检测样品，先对测试样品板进行预处理，确保表面牢固、清洁、干燥，根据测试材料要求的保养期，将检测样品分别附着在不同测试样品板上，进行制备保养，完成保养后进入步骤B。

所述的测定材料表面粘连度的方法，其进一步的特点是检测样品是相同或不同的两种材质。

通过分离两检测样品的拉力即粘连度L值可评判材料之间粘连程度，当粘连度值＞0，时，材料间产生粘连；粘连值越大表明材料之间的粘连越严重；粘连接触时间T与粘连度呈正比，当接触时间T值增大时，粘连值L同比增大，也越容易产生粘连；接触压力F与粘连度呈正比，当接触压力F值值增大时，粘连值L同比增大，也越容易产生粘连。粘连度值与基层的间层附着力有关，以下为评判方法：当L值＝0时，表明两种材料间没有发生粘结现象；当L值＞0，K(材料与基层的粘结强度)＞L时，表明两种材料间发生粘结现象，但材料间可以分离，不会发生材料与基层脱离现象；当L值＞0，K≤L，表明两种材料间发生粘结现象，而且材料之间粘结在一起不可以分离，因此，会发生材料与基层脱离现象。

涂料开发过程中，配方设计，原材料的选择与搭配，可以弥补和改善涂料的抗粘连性，前述的装置及方法使之更加有据可依，对减少乃至避免涂料因自身配方、材质等特性造成易粘连现象的产生，提供了可量化的技术参考数据，实现了发明的初衷。

附图说明

图1是测定材料表面粘连度的装置的示意图。

具体实施方式

在后述实施例中，“材料”包括“涂料”或“墙面或家具所使用的装饰涂料”的含义。

如图1所示，测定材料表面粘连度的装置包括测试环境1、第一试样固定台2、第二试样固定台3、加压控制器4、温度控制器5、湿度控制器6、加压调节器7、加压、粘接测力感应器8、温度感应器9、湿度感应器10、显示器11以及计时器12。

测试环境1为但不限于密闭箱体。第一试样固定台2、第二试样固定台3设置在测试环境1中，加压控制器4为但不限于升降装置，例如液压驱动的升降装置。在本发明的一实施例中，第一试样固定台2连接在加压控制器4的压力输出端(在图中为下端)，加压控制器4输出的压力作用在第一试样固定台2上。第一试样固定台2和第二试样固定台3是相对设置，加压控制器4驱动第一试样固定台2移动，可使第一试样固定台2和第二试样固定台3上的试样接触，产生接触压力。加压控制器4与加压调节器7耦接，加压调节器7例如为油泵，其可配置按钮，通过按压或旋动按钮来调节加压控制器4的输出压力。加压、粘接测力感应器8设置在加压控制器4的传力路径上，因此可以检测出加压控制器4输出的压力，包括加压在试样上的压力以及分离两试样的拉力。温度感应器9用于检测测试环境1的温度，温度传感器9和显示器11耦接，湿度感应器10用于检测测试环境1的湿度，湿度感应器10也和显示器11耦接。温度传感器9、湿度传感器10检测的温度信号、湿度信号在显示器11中直观地显示出来。同样的，加压、粘接测力感应器8也和显示器11耦接，加压、粘接测力感应器8检测的力信号直观地在显示器11中显示出来。温度控制器5和湿度控制器6可以选择市售产品，其用于将测试环境1中的温度、湿度控制在预设的值。计时器12用于纪录测试的时间。

在本发明的一实施例中，测定材料表面粘连度的装置包括控制装置，其可以根据计时器12的时间信号来控制加压控制器4对第一试样固定台1、第二试样固定台2上的试样的加压的时间，控制装置还可以用于存储加压、粘接测力感应器8检测的力的大小，以及温度传感器9、湿度传感器10检测到的温度、湿度的大小。控制装置的功能可以人工替代。

在测定材料表面粘连度的方法的一实施例中，参照图1，其步骤如下：

1、根据测试的要求，准备一定尺寸的检测样品，样品可以是相同或不同的两种材质；

2、对测试样品板进行预处理，确保表面牢固、清洁、干燥；

3、根据测试材料要求的保养期，制备保养；

4、保养期完成后，取出检测样品，正面相对，分别固定在试样固定台上；

5、预设温湿度值，启动温湿度控制装置；

6、预设压强值F(接触压力：两种材料接触所承载的力)，以及试样接触时间T(接触时间：两种材料在一定接触压力接触需要的时间)，启动加压控制装置，其可升降加压器下降两试样正面接触，显示器根据存储加压、粘接测力感应器8的检测的信号显示两者的接触压力F；

7、预设试样分离时的最大拉力K(材料的粘结强度，当测试材料为两种不同类型的材料时，取最小值材料的粘结强度)，测试开始；

8、完成规定接触时间T(接触时间：两种材料在一定接触压力接触需要的时间，单位：h)后，加压控制装置的可升降装置升起，显示器显示试样分离时所需要实际的拉力L(粘连值：两种材料接触后产生粘连，分离时所产生的力)。

在前述步骤中，数据定义如下：

L(粘连度)：两种材料接触后在一定的接触压力和接触时间内产生粘连，分离时所需的时间与产生的力；

F(接触压力)：两种材料接触所承载的力，单位：Mpa

K(粘结强度)：材料与基层的粘结强度，单位：Mpa；

T(接触时间)：两种材料在一定接触压力接触需要的时间，单位：h

在前述实施例中，粘连度的评判：

粘连度L值是评判材料之间粘连程度并与基层附着能力的关键指标；

粘连度值＞0，时，材料间产生粘连；

粘连值越大表明材料之间的粘连越严重；

粘连接触时间T与粘连度呈正比，当接触时间T值增大时，粘连值L同比增大，也越容易产生粘连；

接触压力F与粘连度呈正比，当接触压力F值值增大时，粘连值L同比增大，也越容易产生粘连；

粘连度值与基层的间层附着力有关，以下为评判方法：

当L值＝0时，表明两种材料间没有发生粘结现象；

当L值＞0，K＞L时，表明两种材料间发生粘结现象，但材料间可以分离，不会发生材料与基层脱离现象；

当L值＞0，K≤L，表明两种材料间发生粘结现象，而且材料之间粘结在一起不可以分离，因此，会发生材料与基层脱离现象；

另外，粘连值和温湿度有关，并会随着温湿度的增加而增加，也和材料间的接触时间有关，会随接触时间的增加而增加，因此，在材料的实际应用中，因此，在材料的实际应用中，需要根据材料应用环境的温湿度值、材料接触时间值为依据，作为设定测试条件。

发明人还进行了测定材料表面粘连度的方法的试验1：

1)分别将不同类型的涂料A、B、C、D、E五个样品，使用涂膜制备器进行制备；

2)膜厚控制为湿膜150微米为宜(通常情况下，普通墙面涂刷2遍乳胶漆的总湿膜厚度大约在150微米左右)；

3)取待测乳胶漆样品，搅拌均匀后，使用150微米涂膜制备器在测试样板表面刮涂一遍，若有明显的漏刮、厚薄不一等现象，清洗干净后重新刮涂，以表面无明显缺陷为准；

4)制备好的样板在规定的条件下进行养护，通常情况下在23±2℃、50±5％的环境中养护7天；

5)将测试样板固定在试样固定台2上，取合成覆膜皮革固定于试样固定台1上，两个测试面相对安装；

6)设置测试温度：23±2℃，测试湿度：50±5％；设定接触时间T为24小时；接触压力10Mpa；

7)启动测试装置，逐一对5个样品进行测试，记录并计算，获得具体数据如下：

不同的材料实际拉力不同，粘连度也不同：(试样的粘结强度K为样品涂料与基层的粘结强度，为实测已知数据)

测试数据显示：

1)样品A和样品D的粘连值L＝0，说明在测试时间内都没有发生粘连；

2)样品C、样品E的粘连值L＞0，说明在测试时间内该样品都发生粘连；

样品B的粘连值L＞0，且实际拉力L＝K，说明在测试时间内该样品粘连严重，并发生了测试材料与基层脱离现象；

发明人还进行了测定材料表面粘连度的方法的试验2：

根据试验1的测试结果，继续对A、C、D、E四个样品进行测试：

样品制备及测试方法和要求同上，只是不断将接触压力进行调整，获得具体数据如下：

测试数据显示：

1)样品A在接触压力上升到30Mpa时，L＞0发生了粘连；

2)样品C的粘连值虽然L＞0，但是数值相对稳定并＜K，说明虽然发生粘连，但不会产生材料与基层脱离现象；

3)样品D的粘连值L＝0，说明在测试掉见下该样品都不会发生粘连；

4)样品E粘连值L＞0，当接触压力上升到40Mpa时，实际拉力L＝K，说明该样品粘连严重，并发生了测试材料与基层脱离现象；

发明人还进行了测定材料表面粘连度的方法的试验3：

根据试验2的测试结果，继续对A、C、D三个样品进行测试：

样品制备及测试方法和要求同上，只是不断将接触时间进行调整，获得具体数据如下：

相同的材料接触时间不同，粘连度也不同：

测试数据显示：

1)样品A在接触时间上升到96小时时，产生了与基层脱离现象；

2)样品C在接触时间上升到72小时时，产生了与基层脱离现象；

3)样品D的粘连值L＝0，说明在测试掉见下该样品都不会发生粘连；

以上三组测试数据表明：

1、样品A在接触压力上升到30Mpa时，L值＞0发生了粘连；接触时间上升到96小时时，产生了与基层脱离现象；

2、样品B在常温下和皮革类物体接触即会发生粘连而且粘连严重，涂层受破坏，和基层发生脱离，无法正常使用急需改进；

3、样品C在接触压力上升的情况下L值变化不大，但在接触时间上升到72小时时，产生了与基层脱离现象，表明在正常的室内环境可以使用，但不适宜使用在长时间和皮革、塑胶类材料接触的区域；

4、D无粘连现象，表明在正常的室内环境可以使用安全合格；

5、样品E在接触压力上升到40Mpa时，发生了与基层脱离现象，不适宜使用在和皮革、塑胶类材料接触的区域，需要改进。

Claims (7)

1.测定材料表面粘连度的装置，其特征在于，包括

测试环境；

第一试样固定台，设置在测试环境中，用于固定测试第一工件；

第二试样固定台，设置在测试环境中，用于固定测试第二工件，与第一试样固定台相对设置；

温度控制器，与该测试环境耦合，为该测试环境的温度的设定控制装置；

湿度调节器，与该测试环境耦合，为该测试环境的湿度的设定控制装置；

加压控制器，设置在测试环境中，其压力输出端耦接第一试样固定台；以及

加压调节器，和加压控制器耦接以使调节该加压控制器的输出压力。

2.如权利要求1所述的测定材料表面粘连度的装置，其特征在于，还包括

加压、粘接测力感应器，设置在所述加压控制器的力传递路径上；

温度、湿度感应器，设置在测试环境中；

显示器，耦接所述加压、粘接测力感应器以及温度、湿度感应器；以及

计时器。

3.如权利要求1所述的测定材料表面粘连度的装置，其特征在于，所述测试环境为密闭箱体。

4.如权利要求1所述的测定材料表面粘连度的装置，其特征在于，挤压控制器为升降装置。

5.利用如权利要求1或2所述的装置测定材料表面粘连度的方法，其特征在于，包括步骤

A，根据测试的要求，准备一定尺寸的检测样品；

B，将两检测样品的正面相对，分别固定在第一试样固定台和第二试样固定台上；

C，启动温、湿度调节器，以预设温、湿度值；

D，预设加压控制器的输出压力值，启动加压控制器装置以使两检测样品正面接触，获取两检测样品的接触压力；以及

E，通过加压调节器预设加压控制器两检测样品分离时的最大拉力，完成规定接触时间后，可利用加压控制器分离两检测样品，获取所需要实际的拉力，从而可进行材料表面粘连度的判定。

6.如权利要求5所述的测定材料表面粘连度的方法，其特征在于在步骤A和步骤B之间还包括步骤B’，针对至少一个检测样品，先对测试样品板进行预处理，确保表面牢固、清洁、干燥，根据测试材料要求的保养期，将检测样品分别附着在不同测试样品板上，进行制备保养，完成保养后进入步骤B。

7.如权利要求5所述的测定材料表面粘连度的方法，其特征在于检测样品是相同或不同的两种材质。

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