常见流出杯式粘度计计算和换算表

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(Bar2bey) 粘度计; 英国的BS 杯、雷德伍德( Red2wood) 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21 杯和涂24 杯, 国际标准化组织推荐的是ISO流出杯。

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24 杯和ISO 流出杯。

1.涂24 粘度杯

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24 杯的标准流出时间T。

T = 0. 223 V + 6 (23 s ≤T < 150 s) (1)

T = 0. 154 V + 11 ( T < 23 s) (2)

式中:

T ———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K1 、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.ISO 流出杯的校正

不同孔径的流出杯有如下的校正公式:

3 mm 流出杯V = 0. 443 t - (200/ t)

4 mm 流出杯V = 1. 37 t - (200/ t)

5 mm 流出杯V = 3. 28 t - (200/ t)

6 mm 流出杯V = 6. 90 t - (200/ t)

3.国标（GB）涂-1杯

主要技术指标：容量：50ml，带圆形水浴

圆柱体内径：Φ51±0.01mm

圆柱体底线到刻线高度：46±0.2mm

内锥体角度为：101º±30′

漏嘴：长14±0.02mm

孔内径：Φ5.6±0.02mm

型号：QND-1

材质：铝制

注：若需换算成运动粘度厘斯（mm2/s）可参照下面公式：

t=0.053v+1.0

t-流出时间（s）v-运动粘度（mm2/s）

4.日本（JIS）岩田杯

说明：按日本（JIS）标准设计，适用于施工现场快速测量待喷涂涂料粘度；在电子产品、塑胶用涂料行业较广泛使用。

主要技术指标：

型号：NK-2

嘴孔内径：Φ3.81±0.05mm

材质：铜制镀镍

理想测量范围：70—370厘斯（20—105秒）

5.蔡恩杯（ASTM）（柴氏杯/Zahn杯）

说明：CNDB粘度杯（察恩杯）按ASTM D4212-93设计，用于测量牛顿型或近似牛顿型液体的粘度。可在车间，工厂以及实验室等任何地方使用，用于快速检查并调节多种不同流体的粘度。使用前应选择合适的杯号，以便将流出时间控制在20～80秒之间。

主要技术指标：

测量范围20-1800厘斯托克

圆头不锈钢杯

精密钻孔的流嘴

流嘴直径在工厂用可追溯到NIST油的牛顿油进行调整

每一个浸杯都有一个长12英寸的环型手柄，用手把住此手柄可将浸杯浸入液体容器中。在手柄的中央有一个指环状圈，便于在使用过程中浸杯保持垂直位置。

对于一个特定的浸杯得到的结果要在一个规定的温度下以“察恩秒”来表示。

将“察恩秒”转换成厘斯托克，请参阅ASTM D 4212。

V=k（t-c）

V－运动粘度，cSt

t－流出时间，s

k，c －相应常数

注：厘斯托克×比重=厘泊

6.ISO流出杯

说明：ISO流出杯按ISO 2431-1993和GB/T 6753.4-98设计，是国际比较通用的一种测试产品粘度工具，用于测量牛顿型或近似牛顿型液体的流出时间（流出时间100秒）。

主要技术指标：

测量范围：7～700厘斯

根据产品特性选择合适的某一标号的流出杯（流出时间控制在30—100秒之间）

型号：流出孔径测量范围

ISO-3 3mm 7～40mm2/s

ISO-4 4mm 35～135mm2/s

ISO-5 5mm 100～300mm2/s

ISO-6 6mm 220～685mm2/s

注：1cst =10-6m2/s =1 mm2/s

7.美国福特杯（Ford Cup）

说明：按ASTM D1200标准设计。

主要技术指标：

材质: 杯子-铝合金, 孔径-不锈钢

容量: 100 c.c.

型号：流出孔径

FORD-1 1.9mm

FORD-2 2.53mm

FORD-3 3.4mm

FORD-4 4.12mm

FORD-5 5.20mm

常见粘度杯流出时间（T）和运动粘度（mm2/ s）关系图。