摘要：详细介绍 4 种关于涂料粘度测定的方法及相关国家标准，并对各个方法进行比较，简单介绍 7 个国外涂料粘度测定的方法标准。

    关键词：涂料；粘度；测定方法

    0 前言

    粘度是涂料性能中的一个重要指标，对于涂料 的储存稳定性，施工性能和成膜性能有很大影响。例如对于乳胶漆，在贮存过程中涂料的剪切应力 τ 0>1O dyn/cm 2 有利于防止沉降，粘度 15 ～ 30 Pa · s 能保证适当的沾漆量；粘度在 2 ． 5 ～ 5 ． 0 Pa · s 保证刷涂性和*漆膜性能。在刷涂后如果粘度能够 >250 Pa · 8 则能很好地控制流挂，因此测定涂料的粘度成为涂料生产和检验中的常规项目。

    1 粘度的定义

    粘度可以认为是液体对于流动所具有的内部 阻力。

    动力粘度是指对液体所施加的剪切应力与速度梯度的比值，其单位为帕斯卡·秒 (Pa · s) ， 习用单位为厘泊 (cP) 。 1 cP=1 mPa · s 。

    通过比较在不同剪切速率下粘度的变化。我们可以把流体分为牛顿型流体和非牛顿型流体。在国家标准 GB ／ T 6753 ． 4 ． _l998 中将流体的流动类型分 为牛顿型流动和不规则流动。

    牛顿型流动，当剪切应力与速度梯度比值既不 随时间也不随速度梯度方式而改变时，这种材料所 呈现的流动类型称为牛顿型流动，当这 一 比值变化 很小时。机械扰动 ( 如搅拌 ) 对粘度的影响可忽略 不计，这种材料被称为具有近似牛顿型的流动。 一 般清漆和低粘度色漆属于这种液体。

    不规则流动，当剪切应力与速度梯度比值随时间或随剪切速率而改变时。这种材料所呈现的流动 类型称为不规则流动。

    2 涂料粘度的测定方法

    涂料粘度的测定方法很多，包括流出杯、斯托 默粘度计、落球粘度计、旋转粘度计、毛细管粘度 计，锥板粘度计等等。

    2 ． 1 涂料粘度测定的国家标准

    2 ． 1 ． 1 流出杯法

    流出杯是在实验室，生产车间和施工场所zui容 易获得的涂料粘度测量仪器。由于流量杯容积大，流出孔粗短，因此操作、清洗均较方便，且可以用于不透明的色漆。流量杯粘度计所测定的粘度为运 动粘度，即为一定量的试样。在一定温度下从规定直径的孔所流出的时间，以秒表示。这是zui常用的 涂料粘度测定方法。因为可以在很多场合方便地使 用，因此在世界各地得以广泛的应用。

    在国家标准中，关于流出杯测涂料粘度的方法标准有 GB ／ T 1723-1993 涂料粘度测定法和 GB/T 6753 ． 4_l988 色漆和清漆用流出杯测定流出时间。 在 GB ／ T 1723-1993 中使用涂- 1 杯和涂 -4 杯。涂- 1 杯用于测定流出时间不低于 20 s 的涂料产品。 涂 -4 杯适用于测定流出时间在 150 s 以下的涂料。 比较两次测定值之差不大于平均值的 3 ％，取两次测定值的平均值作为测定结果。

    在 GB ／ T 6753 ． 4 - l988 中，使用尺寸相似而流出孔径分别为 3 mln ， 4 mm ， 5 mm ， 6 mm 的 4 种流出杯，用于测定能准确地判定自流出杯流出孔流出的液流断点的实验物料。对于流出时间超过 100 s 的实验物 料，由于延迟效应，断点难以断定且重复性差。
1 ． 2 旋转粘度计法

    触变型涂料用流出杯法所测粘度过大，需用旋转粘度计。有旋转桨式粘度计、同轴圆桶旋转粘度 计、锥形平板粘度计等。

    在国家标准中，旋转粘度计测涂料粘度的方法 标准常用的有 GB ／ T 9269---1988 建筑涂料粘度的测定斯托默粘度计法和 GB ／ T 975 1-1988 涂料在高剪 切速率下粘度的测定。

    GB ／ T 9269-1988 适用于建筑涂料粘度的测 定，也可以用于适宜涂料粘度的测定。它以产生 200 r ／ min 转速所需要的负荷表示，单位为克 (g) 。 也可以通过查 GB ／ T 9269---1988 中的表格获得与产生 200 r/min 转速所需要的负荷和克雷布斯 (Krebs) 单位 (KU) 换算。克雷布斯 (Krebs) 单位 (KU) 是产生 200 r ／ min 转速所需要负荷的一种对数函数，一般 用来表示用于刷涂和辊涂涂料的粘度。

    GB ／ T 9751-1988 中在 5 000 — 20 000 s -1 的剪切 速率下，测定涂料的动力学粘度，在比较各种涂料的粘度时，剪切速率应大致相同。这项标准适用于 一 切刷涂涂料，而不管其是否具有牛顿性质。此项标准中可以使用旋转粘度计和锥板粘度计。对于同 一 试验者在同一试验室中使用一台设备所取得的 两次测定值之间的相对误差不应大于 5 ％。

    2 ． 2 涂料粘度测定的标准

    标准中的 ISO 243l 通过推出一系列的标准流出杯解决了不同国家标准中流出杯个体 差异对测定结果的影响问题。世界各国使用的流量 杯粘度计各有不同的名称，我国主要有涂杯粘度计、 ISO 杯粘度计；美国有福特 (FORD) 杯粘度计；德国的 DIN 杯粘度计。它们都按孔径大小分不同的型号，每种型号的粘度杯都有其*的测量范围。 若低于或高于流出时间范围，则所测得的数据就不 准确，因此选用流量杯测定粘度时，需要根据样品粘度情况选择合适型号的粘度计，对测得的流出时 间在规定范围中间，并且注明使用何种型号的 粘度计所测。一般涂料常选用涂 -4 杯、 DIN-4 杯、 ISO - 4 杯等粘度计来测定其粘度。而在涂料生产车 间或涂装施工现场常用浸渍型粘度计，国内外多采 用福特杯 (Ford Cup) 和察恩杯 (Zahn Cup ) 。

    2 ． 2 ． 1 用流出杯测涂料粘度的标准

    ① ISO 2431-1993 色漆和清漆。

    用流量杯测定流动时间 ( 使用 ISO 流出杯 ) 用于测试牛顿型或近似牛顿型液体的流出时间，结果 以 s 表示。

    ② ASTM D 5125-1997

    用 ISO 流量杯法测定涂料及有关材料粘度的标准试验方法 ( 使用 ISO 流出杯 ) 用于测试牛顿型或 近似牛顿型液体的流出时间，结果以 s 表示。

 ③ ASTM D 4212 — 1999

    浸渍型粘度杯测定粘度的试验方法，使用浸渍 型粘度杯测定粘度，结果以 s 表示。

    2 ． 2 ． 2 旋转粘度计测涂料粘度的标准

    ① ASTM D 562-2001

    采用 Stormer 一型粘度计测量 Krebs 单位用的涂料粘稠度的标准试验方法。标准规定了用斯托默粘 度计测定涂料粘度的方法，结果以克和克雷布斯 (Krebs) 单位 (KU) 表示。

    ② ASTM D4287-2000

    用锥板粘度计测定高速剪切粘度的标准试验 方法。标准规定了在高速剪切条件下 (12 000 s -1) 使用锥板粘度计测定涂料粘度的方法，结果以 mPa · s 表示。

    ③ ISO 2884 — 1 — 1999

    涂料和清漆，用旋转粘度计测定粘度。第 1 部分：高剪切速率下使用的锥形和板式粘度计。标准 规定了在高速剪切条件下使用锥板粘度计测定涂 料粘度的方法，结果以 mPa · s 表示。

    ④ ISO 2884 — 2 — 2003

    色漆和清漆，用旋转粘度计测定粘度。第 2 部 分：以规定速率工作的盘式或球式粘度计。标准规 定了使用盘式或球式粘度计测定涂料粘度的方法，结果以 mPa · s 表示。

    3 结语

    综上所述，涂料粘度的测定方法可分为两大类，即流出杯法和旋转粘度计法。在国家标准中的 4 种方法 (GB ／ T 1723-1993 涂料粘度测定法、 GB ／ T6753 ． 4_l988 色漆和清漆用流出杯测定流出时间、 GB ／ T 9269--1988 建筑涂料粘度的测定斯托默粘度计法和 GB ／ T 975 1 — l988 涂料在高剪切速率下粘度的测定 ) 各有其优缺点，通过这些方法所得的粘度 值可以通过一定的方法互相换算，但是换算关系有 些是经验公式，不能很好地反映涂料粘度，所以应该根据实际情况选择合适的方法来测定涂料粘度。

 

表 1 4 种涂料粘度测定方法的比较

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