如何准确检测涂膜的干膜厚度？

涂膜厚度，也就是干膜厚度，是对涂料性能进行讨论的根本因素，涂膜绝大多数的性能讨论都是针对一定的涂膜厚度进行的。甚至涂膜的表面状态和性能都与涂膜的厚度有一定的关系，例如，如果涂膜更厚，涂膜光泽会有一定的提升；涂膜更厚，可以在提升涂膜的遮盖力的同时，也会使涂膜颜色变暗（黑）；涂膜更厚，尤其是一次性涂膜厚度更厚，可能造成涂膜当中存在更多的气孔以及其他缺陷等。而涂膜厚度对于涂膜的耐性，例如耐酸碱、耐溶剂、耐腐蚀以及其他耐久性能都会有极大的影响。因而对于涂膜性能的检测，都必须以一定的涂膜厚度为基准。例如，一款环氧富锌底漆，干膜厚度为60 μm时，单涂膜的耐中性盐雾性能在1 000 h以上。

涂膜干膜厚度的重要性无须多言，因此对于干膜厚度的检测就必须能够做到较为精确和便捷。大体上，对于涂膜干膜厚度的检测有如下几大类检测方法。

1.破坏式干膜厚度测试方法

对涂膜干膜厚度进行测试时，最为直接的方法就是将涂膜破坏到基材表面，然后对涂膜与基材界限进行确认，测试涂膜厚度。其中直观的测试方法如图6—3所示。

图6—3　破坏法涂膜干膜厚度测试原理图

图6—3所示的涂膜干膜测试原理源于德国标准DIN 50986的测试标准，我们可以明确看到多层涂膜的总体膜厚测试方式。图6—3中灰色代表基材，绿色代表底涂，黄色代表面涂，其中α角是检测设备设定的，实际中我们根据测试产品的不同，能够测定图中的a、b、c。根据数学计算可知，其中涂膜总厚度D=a×cot α，底涂厚度Db=b×cot α；面涂厚度Df =c×cot α。该类测试方法主要针对基材能够被设备准确切割，例如基材为木材或塑料时，该方法有效。

如图6—4所示，检测仪器底部与探针下刺到基材表面的深度能够从表中得以显示，刻度便是测试所得的涂膜干膜厚度。图示大圈单位刻度为膜厚的主要厚度值，小圈内的厚度为校准的厚膜数值，两者结合可知膜厚的准确数据。这个干膜测试方法测试的基材的硬度必须远比涂膜自身的硬度要大，甚至比探针更硬才能够准确测试出干膜厚度。

图6—4　 涂膜干膜测试仪（Paint　Inspection　Gauge，　PIG）示意图及实例图

图6—5　实际涂膜截面扫描电镜图（SEM）(www.xing528.com)

对于涂膜干膜厚度的测试还可以用电子显微镜对涂膜截面进行观察来准确地测试。其中汽车原厂漆的涂膜截面扫描电镜图（SEM）和木器表面涂膜截面的扫描电镜图（SEM）如图6—5（a）和（b）所示。

从图6—5（a）我们可以看出该汽车原厂漆的涂膜剂厚度分别为最底下的阴极电泳涂膜（Cathodic Electrodeposion Coating，CED）22 μm，底涂37 μm，基色涂膜12 μm以及罩光清漆涂膜50 μm。从图6—5（b）中我们可以看出，木材表面有209 μm封闭底涂，以及分别为141 μm、158 μm和178 μm的基色涂膜以及167 μm的罩光涂膜。从SEM图像中可以非常清晰地看到涂膜的结构与厚度，不仅能够观察涂膜的厚度，还能够观察到涂膜以及涂膜与基材之间的相互作用状态。

2.非破坏式干膜厚度测试方法

对于涂膜厚度的测试方法有很多，前面我们介绍了破坏涂膜的测试方法，但是实际当中每一次测试都必须破坏涂膜，这是生产应用当中所不允许的。因而不破坏涂膜的测试方法是应用更为广泛的涂膜干膜测试的方法。其中有根据基材与涂膜对于电磁涡流穿透时的不同表现，而设计出的涂膜干膜测试仪，如图6—6所示。

如图6—6所示，检测仪器当中设定了一定的电流和电阻，让探头与涂膜直接接触，基于金属基材与涂膜有机材料进行电涡流穿透时，涡流强度会呈现出极大的差异，而这种差异产生的距离与理论上涡流扩散的距离之间有一定的函数关系，进而能够精确地计算出涂膜的干膜厚度。实际应用当中所选用金属基材的涂膜厚度测试仪器，大多数都是以该原理为基础设计出来的。

对于涂膜厚度测试的方式方法很多，例如多超声波反射测试法、β/α射线反射和荧光辐射法以及光测温法等都能够对涂膜干膜厚度进行准确的测试。

图6—6　涡电流测试金属表面涂膜厚度的原理图