蒋荣琪 丁振耀
苏州方正工程技术开发检测有限公司
摘要：涂料制膜成型时，考虑干膜与湿膜关系，先确定湿膜厚与干膜厚关系，再采用调节刮刀与底板距离控制成膜厚度，达到干膜厚度的精准控制。
关键词：涂料；制膜；厚度；刮刀。
一、引言
建筑涂料或者防水涂料，进行拉伸性能等一些参数的检测的时候，往往需要先将涂料，制成一定厚度的薄膜，然后使用薄膜裁切后进行相关参数的试验。涂膜一般都有一定的厚度要求，例如《弹性建筑涂料》JG/T 172-2014中要求：最终干膜厚度为（1±0.2）mm；《聚氨酯防水涂料》GB/T 19250-2013中要求：最终涂膜厚度为（1.5±0.2）mm。良好的涂膜质量，是后续试验进行的基础。
二、涂膜质量控制条件
涂料常用标准制膜方法一般有《弹性建筑涂料》JG/T 172-2014和《建筑防水涂料试验方法》GB/T 16777-2008。但其对具体的成膜操作描述较少，一般通过控制模框厚度来调节刮平后的湿膜厚度，可调节范围较小，且为湿膜厚度而非最终干膜厚度。而且相关标准均要求，样品在试验前搅拌均匀（尤其多组分产品），每次制膜不应出现气泡。
所以，标准要求的涂膜质量，必须满足两个基本条件。一是满足要求的最终干膜厚度，二是膜均匀无气泡。现在主要的制膜方法是，建筑涂料，一般采用多层模框，多层涂布；防水涂料，一般采用控制每次加入涂料质量，多层涂布。但由于每种产品的组分不同，助剂、稀释剂、分散剂等掺量的不同，最后干膜厚度还是不能保证。且静置排除起泡效果并不理想。
许多涂膜养护好后，发现涂膜不满足这两个基本条件，导致制膜失败。而且，这两个条件基本在涂膜完成养护后，测量厚度或者裁切时才能发现，此时出现制膜失败，重复养护制膜，将浪费大量的时间和精力，并且这样的检测服务必然带来不良的客户体验。
三、新制膜方法
基于以上考虑，新的涂料制模方法，要求在制膜时，就能控制好最后干膜厚度和涂膜均匀无气泡。理论上，模框足够薄，慢慢多层叠加涂布后，基本干膜厚度是能较好的保证的，但模框薄了容易变形、不平整，涂膜与模框边界部分处理也极为麻烦。
基于之前在写《弹性建筑涂料的拉伸及制膜》时的探索与总结，和参与防水检测时的一些思考，形成以下新方法：先确定干湿膜厚度关系，稳定厚模框，可调距刮刀，辅以真空罩的方法。
确定干湿膜厚度关系在《弹性建筑涂料的拉伸及制膜》一文中，已有总结。现简单说明下，采用1.0mm，1.2mm和1.5mm（JG/T 172-2014中模框即可应用），将充分混合均匀的涂料分别一次填满三个模框（略多），使用真空罩抽真空，排除气泡后标准养护一天，移入烘箱烘干两天加速干膜。最后测定各个湿膜厚度对应的干膜厚度，依据要求的目标干膜厚度，计算确定总的需要涂布的湿膜厚度。
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采用10mm，或者更厚的模框，使模框周转不易变形，且保证刮刀运行稳定。刮刀行进方向的两条模框边开槽，形成刮刀支撑板的轨道。刮刀行进末端模框边可薄些，或者做成可活动的，方便多余涂料的排除。
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可调距刮刀，主要由支撑板、横杆、调距螺杆、刮板组成。支撑板用于支撑整套刮刀，并配合在轨道中行进。横杆需要一定刚度，固定好刮板。调距螺杆与刮板为一整体，螺杆一般左右各一个，通过在横杆上下的两个螺帽固定于横杠上。通过同步调节螺杆上的螺帽，控制刮板底边与基板之间的距离，用以控制涂布时，湿膜的厚度，这是控制膜厚的核心。刮板底边与基板贴合，则为零点，上调距离（可用钢直尺、游标卡尺等控制）即为涂布厚度。
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真空罩，用于抽真空，大小保证能罩住模框，高度尽量低些，方便快速抽真空。抽气孔应设挡板，不宜直接对着样品。尽量采用一些透明点的材质，方便观察气泡的逸出情况。涂料，制膜前需要进行搅拌，使其成分均匀，这样势必会带入大量的气泡，而且一些溶剂型防水涂料，产品本身非常的粘稠，单纯依靠静置，很难将气泡充分排除。
四、新方法制膜流程
首先将待试验样品（多组分样品按比例混合）充分搅拌均匀，取适量，分别填满确定干湿膜关系用三个模框，使用真空罩抽真空排气，充分排出气泡后，刮平，移入标养室。养护一天到两天，移入烘箱（建筑涂料可选80℃，具体温度可根据不同产品特性设定）恒温，加速成膜。然后测定该产品三个湿膜厚度所对应的干膜厚度，线性拟合，然后根据目标干膜厚度（如1.0mm），计算得到总的需涂布的湿膜厚度。
例如，计算得到总湿膜厚度为2.4mm，分三次，则可选每次涂布厚度为0.8mm，调节刮刀与基板的距离为0.8mm，也可以一次将三个高度都调节到，标记好位置。将待试验样品（多组分样品按比例混合）充分搅拌均匀，取适量（多余一次所需，但也不要过多，经验不足时，可根据模框尺寸及涂布厚度，用量杯等量取适当体积的样品）均匀加入到成型模框中，盖上真空罩，抽真空排气泡，并观察。待气泡排完，泄气，取下真空罩，推动支撑板，带动已调好的刮刀，刮平第一次涂膜。另外，由于一般湿膜厚度都比干膜厚度大，多次涂布时，若时间紧迫，第一道可选0.8mm（或者其他合适的湿膜厚度），先行涂布，在确定干湿膜关系操作时进行。
调好第二次，第三次或者更多次的刮刀距离，重复上述操作，完成制模。然后依据具体标准，养护，成膜，进行后续试验。
五、新方法优势
新方法可以基本解决成膜失败问题，保证正常的试验流程，预计可以降低目前至少10%的失败率。
新方法一次性投入较大些，但模框较厚，保养合适，可长期周转使用，长期使用，可节约薄框耗材重复购买的费用。长期，或高频率使用时，更加经济。
新方法，使用真空排气，能很好的保证成膜质量，且干膜厚度稳定，提高了检测结果的重复性和再现性，减少争议。
新方法为保证最终干膜厚度，需先进行干湿膜关系确定，试验周期将比正常操作周期长。但如果最终干膜厚度偏差较大（如1.0mm时，最大偏差0.2mm），提高一些烘干温度，减少烘干时间，可适当缩短周期。并且常见品牌产品，同种规格，产品稳定时，干湿膜关系可参考之前的结果。相较成膜失败导致重复制膜，新方法更加效率。
新方法膜厚调节范围大，且连续可调，涂布次数也可调节。更加灵活，更能适应市场上不同种类的产品。
新方法，对制膜操作的新人或者经验较少者更加友好，减少了很多需要经验控制的环节。
参考文献：
[1] JG/T 172-2014弹性建筑涂料。中华人民共和国住房和城乡建设部发布，北京：中国标准出版社发行，2015。
[2] GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布，北京：中国标准出版社发行,2009。
[3]GB/T 2941-2006 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布，北京：中国标准出版社发行,2007。
[4]GB/T16777-2008建筑防水涂料试验方法。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会，北京：中国标准出版社发行,2009。