维普资讯 http://www.cqvip.com 分析与检测· 涂料粘度的测定 虞莹莹 流ＩＩ，出杯法 １１＇， 江苏鸿业涂料科技产业有限公司 （常州 ２１３０１６） 摘要介绍了流出杯的测试原理、规格及各类校正方法。 粘度测定涂．４粘度计ＩＳＯ流出杯 关键词１前言 在检测粘度的诸多仪器中，最经济实用且 操作方便的，当推目前涂料界使用最为广泛的 见图ｌ。 ． 涂．４粘度计使用简便，但在具体操作过程 中的一些细节问题，仍会影响粘度测试的准确性 和重现性。 流出型粘度计——流出杯。其设计原理是在毛 细管粘度计基础上进行改制及放大，各国型号 繁多且互不统一。如美国的福特杯（Ｆｏｒｄ Ｃｕｐ）、 赛波特（Ｓａｙ Ｂｏｌｔ）粘度计；德国的ＤＩＮ杯、恩格 拉（Ｅｎｇｌｅｒ）粘度计；法国的Ａｆｎｏｒ杯、巴贝（Ｂａｒ— ｂｅｙ）粘度计；英国的ＢＳ杯、雷德伍德（Ｒｅｄ． ｗｏｏｄ）粘度计，以及蔡恩杯（Ｚａｈｎ Ｃｕｐ）、歇尔杯 （Ｓｈｅｌｌ Ｃｕｐ）等均属此类。我国国家标准则是涂． １杯和涂．４杯，国际标准化组织推荐的是ＩＳＯ 流出杯。 图ｌ涂４粘度计 流出型粘度计是利用试样本身重力而产生 流动，通常以一定量的试样在一定温度下从粘度 杯流出的时间来表示，以秒作单位。根据其操作 首先是粘度杯的选择。相比之下铜质杯使 用时间长，测试数据稳定，但金属杯的标准孔大 多是可卸式的，若螺纹旋不到顶，实际上增大了 粘度杯的容积，也使衔接处成棱角，影响流动稳 定性。由于流出时间与标准孔内径的四次方成 正比，清洗时孔径有损伤，就会极大地影响测试 数据地准确性。 其次是操作手法统一。温度是影响试样粘 原理，可将试样的流出时间（秒）通过特性曲线换 算成运动粘度值ｍｍ２／ｓ。 下面将重点讨论国内涂料工业中接触最多 的涂．４杯和ＩＳＯ流出杯。 度的重要因素，因此最好在恒温室内进行粘度测 ２涂一４粘度计 ２．１涂一４杯的构造和影响粘度的因素 涂．４粘度计为上部圆柱形。下部圆锥形的 容器，容量为１００ ｍＩ ，锥底部有一标准孑Ｌ为４ ＩＴｔｌＴＩ的不锈钢漏嘴，所以习称４号杯。具体尺寸 定。若条件不许可，试样需升温或冷却。在测试 过程中，应使用统一工具沿杯ＶＩ刮去多余试样。 由于工具表面张力地缘故，不同工具效果并不相 同。 再则是液体的牛顿流动性。牛顿型或近似 维普资讯 http://www.cqvip.com 分析与检测· 牛顿型液体，其流动性稳定，流出时间是可重复 的。故涂一４杯适用于此种低粘度清漆和色漆，而 不适用于测定非牛顿型流动的涂料，特别是具有 触变结构的高稠度、高颜料份涂料。虽然标准规 定涂一４杯可测定流出时间在１５０秒以下的涂料 产品。但其最佳测定范围应在２０～１００秒，适宜 测定运动粘度为６０～３６０ ｍｍ ／ｓ，因此涂一４杯只 有在所适用的粘度范围内使用，才能获得满意的 重现性。 ２．２涂一４粘度杯的校正 涂．４粘度杯是否合格或能否继续使用，应 定期对其进行校验，常用的校正方法有２种。 ２．２．１运动粘度法 此法是按国家标准“ＧＢ ２６５运动粘度测定 法”，采用毛细管粘度计测得各种标准油的运动 粘度，通过公式求出涂．４杯的标准流出时间Ｔ。 Ｔ＝０．２２３ Ｖ＋６（２３ ｓ≤１、＜ｌ５０ ｓ） （１） Ｔ＝０．１５４ Ｖ＋ｌｌ（Ｔ＜２３ Ｓ） （２） 式中： 流出时间，ｓ； Ｖ——运动粘度，ｍｍ２／ｓ。 标准流出时间Ｔ与测定的流出时间ｔ之比 值即为该粘度杯的修正系数Ｋ Ｋ＝Ｔ／ｔ （３） 由式（３）可求出一系列ＫＩ、Ｋ２、Ｋ３……，取 其算术平均值，即为该粘度杯的修正系数Ｋ。 若Ｋ在０．９５～１．０５的范围内，则该粘度杯合格 仍可使用，但测试数据应与修正系数Ｋ相乘，才 是真正的实测粘度。 ２．３．２标准粘度计法 对于没有精确温度控制和毛细管粘度计的 用户来说，采用标准粘度计法更为实用。 标准粘度杯习称Ｋ值杯，平时不使用，只做 为计量标准，定期用它对所使用的涂．４杯进行 校验。校正时。需配制至少五种不同粘度的航空 润滑油和航空润滑油与变压器油的混合油，在规 定的温度条件下，分别测出它们在标准粘度杯和 被检粘度杯中的流出时间，并求出一系列的时间 比值Ｋ１……Ｋ５，取平均值即为该粘度杯的修 正系数Ｋ。 此外还有恩格拉条件度法，是利用恩格拉粘 度计求出其条件度（。Ｅ），对照相应表格查出运 ２６ 动粘度，用式（１）或式（２）算出１、，与被检粘度杯 测出的流出时间ｔ之比，即为修正系数Ｋ。由 于随标准油粘度增高，数据偏差逐渐增大，故目 前已较少使用。 ３ ＩＳｏ流出杯 ３．１ ＩＳｏ流出杯的发展 世界各国的标准流出杯，由于容积及流出孔 的尺寸不同，所测得的粘度值也互不相同。虽然 各国为了扩大粘度的测量范围，都配备不同孔径 的流出杯以成系列，如美国福特杯、德国ＤＩＮ杯 均为一套５个，但仍缺乏互换性，影响国际间的 技术交流。为了使流出杯设计标准化并提高流 动稳定性，同时也为了统一各国流出杯的尺寸， 便于在测定数值方面互相比较，国际标准化组织 提出了改进的ｌＳ０流出杯。 ． １９７９年出版的第ｌ版国际标准“ｌＳ０ ２４３１ 色漆和清漆——用流出杯测定流出时间”中，只 规定了孔径为４ ｍｍ一种流出杯。第２版改为 孔径为３ ｍｍ、４ ｍｍ和６ ｍｍ三种流出杯，分别 称为３号杯、４号杯和６号杯。到１９９３年第４ 版颁布时又补充成孔径为３ ｒｉｌｎｌ、４ ｍｍ、５ ｍｍ和 ６ ｍｍ四种流出杯。可见ｔＳＯ流出杯的发展逐 渐系列化并得到不断完善与改进。 ３．２ ＩＳ０流出杯的构造及先进性 ｌＳ０流出杯也是上部为圆柱形，下部为圆锥 形的容器，锥底是一加长的小圆柱形漏嘴。外部 有一个保护套使流出杯突出的嘴子不致受到意 外的损坏。 ＩＳＬ）流出杯合理的先进性首先在于圆锥角 度为１２０。，比涂一４杯大（涂一４杯仅为８ｌ。），这样 则更有效地克服了液体进入流出孔时造成的紊 流。其次ＩＳＬ）流出杯的流出孔长度为２０ ｒｉｌｎｌ， 长度与孑Ｌ径之比即Ｌ／Ｄ为５，而涂一４杯Ｌ／Ｄ 仅为１，Ｌ／Ｄ的值越大，则流出孔的毛细管作 用越明显，液体流动也更稳定。此外，ＩＳＯ流出 杯粘度测试范围较宽，不同孔径的流出杯。其测 试样品的运动粘度范围也不同，３号杯测试范 围为７－４２ｍｍ２／ｓ，４号杯３４～１３５ ｍｍ２／ｓ。５号 杯９１～３２６ ｍｍ２／ｓ，６号杯ｌ８８～６８４ ｍｍ ／ｓ，其 系列化不仅增大了测试范围，也提高了测试精 度。 维普资讯 http://www.cqvip.com 分彬 移冽· ＩＳＯ流出杯虽然比各国现有的标准流出杯 设计先进，但其适用范围仍限于具有牛顿型或近 似牛顿型流体涂料的产品。测试前应注意对流 出杯孔径的选择，即被 １０试样在该流出杯的流出 时间最好在３０秒至１００秒之问，若超过１００秒， 由于延迟效应，断流点会难于判定，且重复性差。 ３、３ ＩＳ０流出杯的校正 不同孔径的流出杯有如下的校正公式： ３ ｍｎ１流出杯Ｖ＝０．４４３ ｔ一（２００／ｔ） 童 釜 督 ４ ｍｎ１流出杯５ ｍｎ１流出杯６ ｎｍ１流出杯Ｖ＝１．３７ ｆ一（２００／ｔ） Ｖ＝３．２８ ｔ一（２００／ｔ） Ｖ＝６．９０ ｔ一（２００／ｔ） 熘 校正流出杯时，应使用已知运动粘度的标准 油，根据标准油提供的数据绘出运动粘度对温度 的曲线图。然后在２０℃至３０℃范围内的某一已 ０ ｌＯ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００ 知温度（测量准确至０．１℃）下测定该标准油的流 出时间，记录这个流出时间，应在３０秒至ｌ００秒 疽出时间ｔ（ｓ） 图２ ４ Ｉ＂１１１＂１１流出杯的校正曲线 ５ ４ ３ ２ ｌ ０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ 范围内，最好接近此范围的中点，准确至０．２秒。 再从已绘好的曲线图中查得标准油在此温度时的 运动粘度，利用如上的校正公式计算出与此运动 粘度相对应的流出时间。也可由校正公式绘制出 ４结语 目前流出杯仍在不断地发展，国际上已生产 出在杯体外增加温度控制的装置，以使测试时的 温控更为精确。不少仪器生产厂家还在流出杯 杯体上装配提手，使之成为便携式粘度杯，便于 在施工现场使用。 每个流出杯的校正曲线，图２所示为４号杯的校 正曲线。从图中查出标准油相应的流出时问，比 较所得到的两个流出时问，若两个值之差不大于 ３％，即认为此流出杯适合使用。 （上接第１３页） ９．玻璃容器 产品 生产 １．玻璃配合料的制备设备 危险品包装用玻璃瓶 工艺 ２．玻璃熔捌的热工设备 设备 ３．玻璃容器成型设备 ４．玻璃容器的退火处理设备 １．偏光应力仪 ’２．冷、热水槽及温控仪 检测 ３．水浴锅 设备 ４．温度汁 ５．量杯、滴定管等 ６．高压釜 ： ２７
