涂料粘度作为涂料重要的流变特性指标,对涂料的生产、施工以及最终成膜质量有着深远影响。在众多粘度检测仪器中,流出型粘度计以其经济实用、操作便捷的显著优势,在涂料行业占据着广泛的应用地位。流出杯正是这类粘度计的典型代表,其设计脱胎于毛细管粘度计,经过改制与放大,形成了多样化的型号。然而,由于各国在流出杯的设计标准上存在差异,导致型号繁杂且缺乏统一规范,这在一定程度上给国际间的技术交流与合作带来了挑战。
类型与原理
类型
全球范围内,流出杯的类型丰富多样。美国有福特杯(Ford Cup)、赛波特(Say Bolt)粘度计;德国有DIN杯、恩格拉(Engler)粘度计;法国有Afnor杯、巴贝(Barbey)粘度计;英国有BS杯、雷德伍德(Red - wood)粘度计,此外还有蔡恩杯(Zahn Cup)、歇尔杯(Shell Cup)等。在我国,国家标准采用涂 - 1杯和涂 - 4杯,国际标准化组织则推荐ISO流出杯。
原理
流出型粘度计的工作原理基于试样自身重力驱动其流动。具体而言,通过测量一定量的试样在特定温度下从粘度杯流出所需的时间,以此来表征涂料的粘度,时间单位为秒。依据其操作原理,能够借助特性曲线将试样的流出时间(秒)换算为运动粘度值(mm²/s)。这种以时间衡量粘度的方式,为涂料粘度的测定提供了一种直观且相对简便的途径。
国内常用流出杯
涂-4粘度计
涂-4粘度计构造简单,上部呈圆柱状,下部为圆锥状,总容量100ml,因其底部有4mm孔径的不锈钢漏嘴而得名。但在使用中,诸多因素影响测试准确性。材质上铜质杯数据稳定,可一旦标准孔安装不当或清洗时受损,改变容积与孔径,就会干扰结果。操作时,温度对粘度影响大,需恒温,且刮样工具因表面张力不同,务必统一。该粘度计适用于牛顿型或近似牛顿型的低粘度清漆和色漆,优佳测定范围为流出时间20 - 100秒、运动粘度60 -360mm²/s 。校正方法有运动粘度法,依国标用毛细管粘度计测标准油粘度算标准流出时间;还有标准粘度计法,适用于无精确控温与毛细管粘度计的用户,用K值杯定期校验,通过配制混合油求修正系数,而恩格拉条件度法因数据偏差大已少用。
ISO流出杯
ISO流出杯是为统一各国流出杯标准而发展起来的,从最初仅1种孔径,逐步形成包含3mm、4mm、5mm、6mm孔径的系列产品。它上部圆柱、下部圆锥,配有保护套。其圆锥角120°,大于涂-4杯,能有效减少紊流,流出孔长20mm,L/D达5,使液体流动更稳定,测试范围也更广,不同孔径对应不同运动粘度区间。不过,它仅适用于牛顿型或近似牛顿型流体涂料,测试前要选好孔径,保证流出时间在30 - 100秒。校正时,用已知运动粘度标准油,先绘制粘度-温度曲线,在20 - 30℃间选定温度测标准油流出时间(精确到0.2秒且在30 - 100秒内),再查曲线计算对应流出时间,两者差值不超3%则流出杯合格。
发展趋势
随着科技的不断进步和涂料行业对粘度测定精度要求的日益提高,流出杯也在持续发展创新。在国际上,已经出现了在杯体外增设温度控制装置的产品,这一改进使得测试过程中的温度控制更为精确,有效减少了温度波动对测试结果的影响。同时,不少仪器生产厂家为满足施工现场便捷使用的需求,在流出杯杯体上装配提手,将其打造为便携式粘度杯,极大地提高了流出杯在实际应用中的灵活性和便捷性。
总结
流出杯作为涂料粘度测定领域中经济实用且应用广泛的工具,在涂料行业的发展历程中发挥着重要作用。尽管目前存在着各国标准不统一的问题,但随着ISO流出杯等标准化产品的不断发展和完善,以及相关技术的持续创新,流出杯在涂料粘度测定方面的准确性、可靠性和便捷性都将得到进一步提升。未来,流出杯有望在满足涂料行业日益多样化需求的同时,为国际间的涂料技术交流与合作提供更为坚实的基础。