石 川 陳 陽 王新祥 王元光 丘學(xué)意 施華妥

（廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司第五檢測(cè)部）

0 引言

涂料[1]的檢測(cè)并非是對(duì)原材料進(jìn)行直接檢測(cè)，而是要按照規(guī)定的配比進(jìn)行攪拌[2]、成型[3-5]、養(yǎng)護(hù)、制樣，進(jìn)而對(duì)制備之后的固態(tài)狀涂膜樣品進(jìn)行性能檢測(cè)。無論是建筑防水涂料、聚合物水泥防水涂料還是聚氨酯防水涂料等，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都是涂料的基本參數(shù)和重要指標(biāo)，一般的檢測(cè)技術(shù)人員按照不同涂料對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)成型、按照GB/T 528－2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》要求制備啞鈴試樣，基本上都能滿足條件，唯一影響大的是攪拌過程，最傳統(tǒng)的攪拌工藝是手動(dòng)攪拌成型，后面改為機(jī)械攪拌成型。然而，由于涂料呈粘稠狀液體且內(nèi)部含較多氣泡，攪拌時(shí)氣泡不易排出反而容易引進(jìn)氣體，進(jìn)而使得成型后的涂膜內(nèi)部有很多氣孔，直接影響了最終檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果。

文中使用真空攪拌裝置，使涂料在攪拌時(shí)與空氣隔離、保持真空，不僅解決了涂料攪拌時(shí)引入氣泡的問題，還可以將涂料本身內(nèi)部氣泡中存在的空氣抽出。從而保障了制備樣品的均勻性和完整性，大大提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

單一組分防水涂料：廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司。

多組分防水涂料：廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

如圖1 所示，真空攪拌裝置示意圖其包括真空箱體1、真空泵13、攪拌機(jī)12、升降機(jī)構(gòu)和真空度表14。

圖1 真空攪拌裝置示意圖

真空箱體1 由透明板組成，為方形的透明箱體，真空箱體1 的前面設(shè)有開關(guān)門4，開關(guān)門4 能密封關(guān)閉，通過密封條2 實(shí)現(xiàn)密封。攪拌機(jī)12 通過升降機(jī)構(gòu)安裝在真空箱體1 的上方，由升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)攪拌機(jī)12 升降。

真空攪拌機(jī)的攪拌軸包括外攪拌軸9 和內(nèi)攪拌軸5，外攪拌軸9 的上端與攪拌機(jī)12 的電機(jī)連接，外攪拌軸9 的下端向下穿過真空箱體1 的頂板，穿入真空箱體1 內(nèi)，外攪拌軸9 與真空箱體1 之間通過常規(guī)的動(dòng)密封件實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，內(nèi)攪拌軸5 位于真空箱體1 內(nèi)，內(nèi)攪拌軸5 的上端與外攪拌軸9 的下端可拆卸連接，攪拌機(jī)12 的攪拌頭6 設(shè)在內(nèi)攪拌軸5 的下端，攪拌頭6 也位于真空箱體1 內(nèi)。真空泵13 與真空箱體1 的內(nèi)部連接，用于對(duì)真空箱體1 的內(nèi)部抽真空。

其中，內(nèi)攪拌軸5 的上端與外攪拌軸9 的下端的可拆卸連接結(jié)構(gòu)為：外攪拌軸9 的下端設(shè)有T 型槽8，內(nèi)攪拌軸5 的上端設(shè)有T 型臺(tái)7，T 型臺(tái)7 配合嵌入T 型槽8 中，在T 型臺(tái)7 上和外攪拌軸9 的下端分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的螺紋孔，在螺紋孔中設(shè)置連接螺栓，還通過連接螺栓螺紋連接T 型臺(tái)7 與外攪拌軸9 的下端。設(shè)置外攪拌軸9 和內(nèi)攪拌軸5，且外攪拌軸9 和內(nèi)攪拌軸5 之間設(shè)置成可拆分，這樣能方便根據(jù)不同的攪拌需求更換不同的攪拌頭6。

真空度表14 與真空箱體1 的內(nèi)部連接，用于實(shí)時(shí)顯示真空箱體1 內(nèi)部真空度。真空度表14 上設(shè)有進(jìn)出氣調(diào)節(jié)閥，為防止攪拌過程中因抽真空而將涂料抽出，攪拌時(shí)應(yīng)通過進(jìn)出氣調(diào)節(jié)閥控制抽真空力度。

在真空箱體1 的內(nèi)部底面設(shè)有用于固定盛裝有涂料的容器的套管3，套管3 的位置與攪拌頭6 的位置對(duì)應(yīng)，套管3 大小與容器大小相適配，容器之間插放在套管中，從而方便對(duì)盛裝有涂料的容器進(jìn)行固定。

為了更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，真空攪拌裝置還設(shè)置用于控制攪拌機(jī)的攪拌軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制器和用于控制攪拌機(jī)的工作時(shí)間的時(shí)間控制器，攪拌時(shí)，需根據(jù)涂料稠度調(diào)節(jié)攪拌機(jī)的攪拌軸的轉(zhuǎn)速（稠度大則轉(zhuǎn)速快、稠度小則轉(zhuǎn)速慢），時(shí)間控制器帶有控制旋鈕，通過控制旋鈕調(diào)節(jié)攪拌時(shí)長(zhǎng)。

攪拌機(jī)12 的可升降的安裝結(jié)構(gòu)為：在真空箱體1的上面兩側(cè)設(shè)有豎向的滑軌10，攪拌機(jī)12 的兩側(cè)設(shè)有滑塊11，滑塊11 配合裝在滑軌10 上，滑塊11 可沿滑軌10 上下滑動(dòng)，本實(shí)施例的升降機(jī)構(gòu)為氣缸（氣缸為常規(guī)裝置，在圖中未示出），氣缸豎向安裝在真空箱體1 的上表面，氣缸的活動(dòng)端與攪拌機(jī)12 連接，從而可通過氣缸帶動(dòng)攪拌機(jī)12 上下運(yùn)動(dòng)。攪拌機(jī)12 的攪拌頭6 上的葉片為三角葉片。當(dāng)然，葉片的形狀和尺寸也可以是其他結(jié)構(gòu)，可根據(jù)涂料粘度而調(diào)整更換。

需攪拌涂料時(shí)，將需攪拌的涂料裝在容器中，再將容器插放在套管3 中，容器固定后，控制氣缸帶動(dòng)攪拌機(jī)12 下降，至攪拌頭6 上的葉片完全浸沒在涂料中，關(guān)上真空箱體1 的開關(guān)門4，開啟攪拌機(jī)12 攪拌，同時(shí)開啟真空泵13 抽真空，此時(shí)真空度表14 應(yīng)為負(fù)值，攪拌5min，靜置1～3min 后成型涂膜。為防止涂料凝固，攪拌過程中不能中途停止，抽真空時(shí)，需通過觀察攪拌的涂料狀態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)出氣調(diào)節(jié)閥，防止在攪拌過程中因抽真空而將涂料抽出。

1.3 試樣制備

根據(jù)要求將樣品涂料按照規(guī)定配比稱量好后混合于容器中（單組分直接裝入容器），將容器固定在真空泵固定支座上；選好攪拌葉片，安裝在攪拌抽下端；下調(diào)攪拌軸高度，使攪拌葉片全部浸沒在涂料內(nèi)（不能觸碰容器底）；開啟攪拌軸攪拌，根據(jù)漿體稠度調(diào)節(jié)攪拌軸轉(zhuǎn)速（稠度大則轉(zhuǎn)速快、稠度小則轉(zhuǎn)速慢），打開真空泵抽真空；觀察樣品涂料狀態(tài)，調(diào)節(jié)進(jìn)出氣調(diào)節(jié)閥控制抽真空速率，防止樣品涂料溢出。通過時(shí)間控制器控制攪拌時(shí)間5min，靜置1～3min 后成型涂膜，為防止涂料凝固，攪拌過程中不能中途停止。

1.4 試驗(yàn)方法

參照GB/T 16777－2008《建筑防水涂料試驗(yàn)方法》測(cè)試成型后的涂料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

2 結(jié)果與分析

將單一組份涂料用不同的成型方式，其他條件完全一致進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，成型、養(yǎng)護(hù)完成后制樣，測(cè)量拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

將多組份涂料用不同的成型方式，其他條件完全一致進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，成型、養(yǎng)護(hù)完成后制樣，測(cè)量拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

從圖3、圖4 中可以看出，無論是單組份還是多組份涂料，用真空攪拌裝置成型后的涂料其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均明顯增大。

表1 的數(shù)據(jù)顯示：與傳統(tǒng)機(jī)械攪拌成型對(duì)比，單組份涂料通過真空攪拌裝置成型后拉伸強(qiáng)度增大26.23%，斷裂伸長(zhǎng)率增加63.83%；多組份涂料拉伸強(qiáng)度增大20.61%，斷裂伸長(zhǎng)率增加28.91%；這說明真空攪拌裝置對(duì)涂料成型后的性能有很大的改進(jìn)。

圖2 不同工藝成型、制樣后的表面

圖3 不同成型方式制備的涂料性能對(duì)比（單一組份）

圖4 不同成型方式制備的涂料性能對(duì)比（多組份）

表1 不同成型方式制備的涂料性能結(jié)果對(duì)比

表2，無論是單組份涂料還是多組份涂料，用真空攪拌裝置成型后的涂料其斷裂伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)差均遠(yuǎn)低于同條件下傳統(tǒng)攪拌成型后涂料的標(biāo)準(zhǔn)差，足以說明真空攪拌裝置成型的涂料比傳統(tǒng)攪拌成型的涂料更加均勻，因?yàn)檎婵諗嚢柩b置成型的涂料含氣率降低，內(nèi)部大氣泡排除。

表2 不同成型方式制備的涂料均勻性對(duì)比（標(biāo)準(zhǔn)差）

3 結(jié)論

⑴真空箱體內(nèi)可通過真空泵形成真空環(huán)境，攪拌時(shí)的涂料將位于真空箱體內(nèi)的真空環(huán)境中，能更好的將涂料中的氣體排除，涂料的成型質(zhì)量更均勻，成型后的涂料的氣孔率明顯降低，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確；

⑵本研究可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，工作效率高，能節(jié)約人力成本，且能對(duì)操作進(jìn)行規(guī)范化；

⑶本研究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、十分輕便，方便運(yùn)輸和使用，適于廣泛推廣和應(yīng)用。