外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级

JGxxx—200XJGxxx—200XPAGEPAGE1××××-××-××实施200X-××-××××××-××-××实施200X-××-××发布外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级（征求意见稿）请将你们发现的有关专利的内容和支持性文件随意见一并返回JGXXX—200xJG中华人民共和国建筑工业行业标准ICSXxx备案号：xxxx-xxxxIPAGE1前言本标准修改采用了ISO7783-2:1999《色漆和清漆——砖石和混凝土外墙用涂料和涂料系统第二部分:水蒸气透过率的测定和分级》，本标准的试验方法和分级与ISO7783-2:1999完全一致，仅将规范性引用文件改为相应的国内标准。本标准由建设部标准定额研究所提出。本标准由建设部建筑制品与构配件产品标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：本标准参加起草单位：本标准主要起草人：本标准为首次发布。PAGE2PAGE1外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级范围本标准规定了测定砖石和混凝土外墙用涂料和涂料系统的水蒸气透过率的方法。本标准适用于砖石、混凝土和抹灰腻子等多孔基材上使用的涂料和涂料系统。注1：本标准规定的方法也适用于在其它基材上使用的涂料和涂料系统的水蒸气透过率的测定。注2：测定涂料系统水蒸气透过率时，不包括一些不成膜的低粘度或低含固量的产品，或受多孔基材孔隙率影响易产生异常的产品。此类产品在实际应用中的效果应当各当事方进行商议确定。规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3186色漆、清漆和色漆与清漆用原料取样（GB/T3186-2006,ISO15528:2000,IDT）GB/T6682-1992分析实验室用水规格和试验方法GB/T9278涂料试样状态调节和试验的温湿度GB/T13452.2-1992色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T20777-2006色漆和清漆试样的检查和制备(GB/T20777-2006,ISO1513:1992,IDT)术语和定义本标准采用下列术语和定义水蒸气透过率V(涂料)water-vapourtransmissionrate在规定的温度下，在一定的时间内，涂膜两侧相对湿度保持恒定的条件下，单位面积所透过的水蒸气质量。水蒸气透过率的单位为g/(m2·d)。等量空气层厚度Diffusion-equivalentairlayerthickness在相同条件下，与涂层具有相等水蒸气透过率的静态空气层的厚度。等量空气层厚度的单位为m。原理外墙涂料在基材与外界大气之间的水蒸气交换方面起着重要的作用。因此水蒸气透过性可采用下述方法来评估：在试验杯中盛入定量的磷酸二氢铵饱和溶液，使试验杯上方空气的相对湿度迅速提升至93%。使用膜状待测样品或者涂覆有待测样品的多孔结构的基材来封闭试验杯。试验杯即处于一个温度和相对湿度可控制的封闭空间内。在适当的时间间隔内称量，当质量变化与时间间隔的变化成正比例关系时，就可通过质量的变化来测定水蒸气透过率。仪器和材料试验杯按附录A规定进行。烘箱能保持温度50℃±2℃。天平精确至1mg。磷酸二氢铵饱和溶液磷酸二氢铵（NH4H2PO4,分析纯），用去离子水或蒸馏水配制，形成93%相对湿度。磷酸二氢铵饱和溶液的配置比例：磷酸二氢铵1665克，去离子水或蒸馏水4500克。取样按GB/T3186的规定抽取代表性样品。试件通则按表1规定选择制备测试试件的方法。测试试件的制备涂料类型制备方法涂布量施工方法养护时间水性涂料多孔基材湿膜厚度250um或400g/m2涂刷14天弹性建筑涂料自支撑涂层（自由膜）湿膜厚度2mm刮涂28天厚浆型涂料（非弹性）多孔基材湿膜厚度＜3mm刮涂28天自支撑涂层（自由膜）的基材制备自由膜所选用的基材，如高密度聚乙烯、聚四氟乙烯或聚对苯乙烯塑料膜等，表面应无缺陷。涂膜干燥之后，应很容易与基材分离。自由膜的表面积应至少60cm2，其试验面积应至少50cm2。非自支撑涂层的基材若自由膜强度太低或太脆，无法测试时，应采用具有高水蒸气透过率的基材辅助测试。7.3.1对于不与基材发生反应的涂层，水蒸气透过率大于240g/(m2·d)的基材都适合使用，例如多孔PE板、无釉陶瓷砖。试验片的试验面积不小于50cm2。7.3.2对于要与基材发生反应的涂层，需用的专用基材，其水蒸气透过率不要求达到7.3.1款中的要求。试验片的试验面积不少于50cm2。7.3.3密封材料按附录B的规定进行。制备和涂覆基材应清洁干燥。所检产品未明示稀释比例时，搅拌均匀后制样。有明示了稀释比例时，按明示稀释比例稀释搅拌均匀后制样，明示稀释比例为某一范围时，取其中间值。根据表1的规定选择试件的制备方式。对于水性涂料，若制备后试件的干膜厚度小于80μm，则应再次涂刷试件，使试件的干膜厚度大于80μm。对于弹性建筑涂料，在标准条件下每隔7天将试样反转180度养护。当使用多孔的基材时，只需对基材的一面进行涂覆。涂层应无明显的缺陷。干燥和状态调节干燥除非另外商定，将待测试件在温度23℃±2℃，相对湿度50％±5%，空气循环良好的环境中养护，养护时间按表1的规定进行。状态调节涂料中挥发性物质和水溶性物质会对涂层的水蒸气透过率产生影响。由于实际应用中涂层在户外暴露或者受雨水冲刷时，上述成分会从涂层中蒸发出来，因此在对涂层进行水蒸气透过率的测试之前，应将测试试件在下述条件下进行3次循环老化试验：（a）在23℃±2℃温度下，浸于GB/T6682-1992规定的三级水中24小时。对于非自支撑涂层浸水时，涂层朝下浸入水中直至完全浸没；对于自支撑涂层，应完全浸入水中。（b）在50℃±2℃温度下，干燥24小时。对于非自支撑涂层，放入烘箱时，应将涂层面向上。如果是热塑性的涂层，应确保试件之间以及与烘箱不会相互粘连。周末期间或者由于其他原因要中断上述调节时，应将试件存放在23℃±2℃的温度以及50%±5%的相对湿度条件下。最后，在进行测试之前将试件放置在23℃±2℃的温度以及50%±5%的相对湿度条件下存放至少24小时，但不超过3天。干膜厚度的测定试件的干膜厚度应不小于80μm。根据表1规定的涂布量将样品涂刷在非磁性金属底材上，合适的非磁性金属底材有不锈钢、铝板等。干燥后，按GB/T13452.2-1992中第8章的内容进行干膜厚度的测定。步骤除非另有规定，试验在23℃±2℃下平行试验3次。8.1自支撑涂层（自由膜）的试验步骤8.1.1用辅助工具清洁和干燥试验杯。在每个试验杯中装入磷酸二氢铵饱和盐溶液，饱和溶液的容量为（100～200）g，然后把试件安装在试验杯上，在涂膜和杯口之间进行密封，密封处不能让水蒸气泄漏。注1：如果试验杯从恒温恒湿室中取出称量，必须在试验杯上盖上相配的盖子。8.1.2将密封好的试件放入温度为23℃±2℃，相对湿度为50％±5％的恒温恒湿箱内，并保持试件的两面的相对湿度分别应为93%和50%。通过磷酸二氢铵饱和溶液来保持试验杯内部相对湿度为93%（见5.4）。试验应在风速低于0.3m/s的环境下进行。8.1.3以一定的时间间隔称量试验杯的质量，并立即放回恒温恒湿箱。从恒温恒湿箱取出试验杯后要立即称量，最好同一组样品同时称量，放回再称下一组，整个过程不宜超过30分钟，称量期间最好是间隔24小时、48小时或96小时，但对于高透气性膜，应采用更短的时间间隔如2小时、4小时或8小时。这个选择依赖于被测涂料的水蒸气透过率。两次连续称量的重量变化值不小于5mg。若第一次称量发现质量变化太大或小，就要调整再次称量的时间间隔。8.1.4连续称量试验杯的质量，直到单位时间间隔内质量的变化恒定不变。8.2非自支撑涂层的试验步骤8.2.1用辅助工具清洁和干燥试验杯。在每个试验杯中装入磷酸二氢铵饱和盐溶液，饱和溶液的容量为（100～200）g，然后把试件安装在试验杯上，涂层或涂层系统应面朝向相对湿度（50±5）%较低的环境，然后放入密封圈密封试验杯。8.2.2将密封好的试件放入温度为23℃±2℃，相对湿度为50％±5％的恒温恒湿箱内，试验应在风速低于0.3m/s的环境下进行。8.2.3在适当的时间间隔下测定试件质量损失，例如每24h一次。从恒温恒湿箱取出试验杯后要立即称量，最好同一组样品同时称量，放回再称下一组，整个过程不宜超过30分钟。观察先后两次称量的变化量，直到单位时间间隔内质量的变化恒定即达到稳定状态，然后还需记录接下来的3个连续的时间间隔测试所得的数值。结果表述采用下列方法计算试验结果在规定的时间间隔测定每个试件的总质量，绘出质量变化与时间的函数。当测试所得到的4个点中有3个点在一条直线上，即说明水蒸气的通过速率为恒量，则意味着测试完成。用式（1）计算每个试件的水蒸气透过量Δmi，单位mg/h：（1）用式（2）计算每个试件的水蒸气透过率，单位g/(m2·d)：式中：(2)——分别在时间的总质量，单位mg；——时间，单位h；——试件的表面积，单位cm2。对于多孔基材上的支撑膜，用式（3）计算涂层的水蒸气透过率：(3)式中：——样品的水蒸气透过率，单位g/(m2·d)——涂覆涂层的多孔基材的水蒸气透过率——多孔基材的水蒸气渗透率，单位g/(m2·d)对于自支撑的涂层（自由膜）的水蒸气透过率，用式（2）计算所得的水蒸气透过率V表示。9.2涂层的水蒸气透过系数和等量空气层厚度9.2.1涂层的水蒸气透过系数（单位g/(m·d·Pa)）为：(4)其中：——涂料的水蒸气透过率，单位g/(m2·d)——涂膜厚度，单位m；Δp——涂层两边的水蒸气压力差，单位Pa空气的水蒸气透过系数为：(5)其中：——测试过程中的温度，单位K；——常压，1013.25hPa——水蒸气的气体常数，462（N·m/kg·K）——测试过程中的大气压，单位hPa9.2.2通过水蒸气的透过率来测定当量空气层厚度（单位m）：（6）温度23℃，百帕，Δp=1207Pa（在上述条件下，相对湿度为93%和50%时，水蒸气压力差值）是的变量，的单位g/(m2·d)，单位m：（7）精确度重复性（r）同一实验室同一试验人员，对同一样品使用标准试验方法，在短时间间隔内得到两个单一试验结果，即每个重复三次操作所得数值的平均值，绝对差值应低于20%（相对与两次结果的平均值），置信度95％。再现性（R）由不同的操作者在不同的实验室中，对同一样品使用标准试验方法得到的两个单一试验结果，即每个重复三次操作所得数值的平均值，绝对差值应低于28%（相对与两次结果的平均值），置信度95％。分级水蒸气透过率按表2分级。表2水蒸气透过率的分级分类水蒸气渗透率VSdmg/(m2·d)g/(m2·h)Ⅰ（高*）＞150＞6＜0.14Ⅱ（中*）15～1500.6～60.14～1.4Ⅲ（低*）＜15＜0.6＞1.4试验报告试验报告应至少包括如下的信息：与所检测产品相关的所有必需的细节所使用的操作步骤（自支撑涂层或非支撑涂层）测试试件的数目（重复的次数）涂层的涂覆方式、应用量和涂层数以及干燥时间涂层或涂覆系统的干膜厚度，单位μm当使用专用基材时，记录基材的材质种类和厚度（单位cm）按第9章计算的结果；按第11章的内容分类所有的详细观察记录所有与规定方法的偏离试验日期PAGE8PAGE7附录A（规范性附录）试验杯A.1试验杯应选用在试验条件下耐腐蚀的材料，如玻璃、聚乙烯、铝等，并且要有足够的强度，以免在操作过程中发生形变。注1：制作试验杯的铝板需化学保护或阳极氧化，建议采用厚度为1mm的铝板。A.2确切的试验面积由杯的设计确定。试验面积不大于直径113mm（A=100cm2），且不小于直径79.8mm（A=50cm2），试验面积应精确到1%。A.3试验杯应确保杯口与试片有效密封，最常见的设计是带有环形盖的机械夹紧装置或螺口装置，同时配合合适的密封环，如图A.1所示。另外也可选用熔化蜡作为密封剂。注2：机械密封装置较容易使用。但如果试验材料表面粗糙或容易破碎，则不太适合使用。在这种情况下熔融蜡更适合使用，但必须确保蜡密封正确。如果熔融蜡流到试验面上就减少了试验面积而带来不正确的结果。A.4试验杯内饱和盐溶液的表面积与透气面积应尽量相近。应确保试验杯内水蒸气通畅的挥发。A.5每一个试验杯应能清楚地识别，每一个试验杯组件应配备相应的盖子，以免其从控制试验室取出称量时有水气挥发。每一个盖子与相应试验杯应容易区分。试验杯和试验盖2—垫圈3—试样4—试样架5—饱和溶液图A.1试验杯附录B（规范性附录）密封材料