目前,涂膜表面硬度的主要测试方法有摆式硬度测试法、压痕硬度测试法和划痕硬度测试法(包括铅笔硬度和划线针测试法)。
然而,当这些方法用于测试具有砂线和皱纹的产品时,它们无法获得令人满意的结果。
因此,本文探索出一种测量砂纹、皱纹等美术制品涂膜硬度的凹凸摩擦法,同样适用于大多数普通产品的检测,很大程度上填补了粉体行业的空白。
1.前言
涂层硬度是涂层抵抗碰撞、压痕、划痕等机械力的能力。它是表征涂膜机械强度的重要性能之一。它也是表征涂膜性能的重要指标之一。
由于表面不平整,在普通测量中很难定量测量皱纹和皱纹粉。我公司采用凹凸摩擦试验法,可以测量大部分有褶皱和皱褶的粉末涂料的硬度,填补了我行亚硬度试验的空白。
2.目前硬度测试的四种方法
2.1铅笔硬度测试方法(范围和描述)
硬度是表示涂膜机械强度的重要性质之一,其物理意义可以理解为涂膜表面对另一个更高硬度的物体作用于其上的阻力。
铅笔硬度试验法可用于测定粉末涂膜的硬度。铅笔硬度是指将规定尺寸、形状和硬度的铅笔芯在涂膜表面推动时,耐刮擦性或其他缺陷的表现。
缺陷包括:涂膜表面有压痕,但无内聚破坏;内聚破坏是指涂层表面有可见的划痕或擦伤(缺陷可以同时出现)。
这种方法是在涂膜表面推铅笔,通过铅笔芯的硬度和涂层受损的程度来反推涂膜的硬度。
适用于彩色涂层、透明涂层及相关产品的单层涂装,也可在多层涂装系统的顶层进行。这种方法对于比较不同涂层的铅笔硬度是有效的。
2.2划痕硬度试验方法(范围和描述)
本方法是测定涂层膜的单一涂层或复合涂层体系抗半球划伤穿透性的试验方法。对于复合涂层系统,划线针可以划到基底或中间涂层上。
作为“通过/失败”测试,即在打标针上施加规定的载荷,以评价涂层是否满足具体要求;通过向刮针施加增加的载荷来确定刮穿涂层的最小载荷。
2.3压痕硬度试验方法(范围和描述)
本方法是用布氏压痕仪对涂膜压痕的测试方法。压痕仪在规定的条件下对涂膜施加压力,可以形成压痕长度;压痕长度为2表示涂膜的残余变形程度,这种方法不适用于含增韧剂的产品。在该方法中,具有特定尺寸和形状的压头在指定条件下对涂膜进行压痕,压痕长度的测量结果以mm表示。
该测试与涂料的其他物理测试相同,测量结果与时间、温度和湿度有关。只有在规定的条件下进行试验,结果才有可比性。
因为压痕深度取决于薄膜厚度,所以只有当薄膜厚度超过规定的最小薄膜厚度时,测量的压痕长度才有效。
2.4摆杆硬度测试方法(范围和说明)
柯尼希摆、波萨兹摆、双摆的原理是一样的——摆杆与涂层表面接触越软,其摆杆衰减越快,只是大小、摆动周期、摆动幅度不同。
摆锤与漆膜之间的相互作用是复杂的,取决于漆膜的弹性和粘弹性,不可能在这三种试验方法得到的结果之间建立一个普遍的关系。在规定的阻尼时间测量中,只能使用一种类型的摆杆。
以下条件可作为使用特定用途的摆杆的优势指南:
a)在低摩擦系数的表面上,Posaz摆可能滑动,这将使结果无效。但是,这种情况在油漆和清漆的情况下是很少见的。
b)需要注意的是,所有三种仪器都反映了涂层的物理性能对其环境的敏感性,因此,测试应在温度和湿度的控制下进行,并且没有空气流动。薄膜厚度和基底性质也会影响阻尼时间。
原理:搁置在镀膜表面的摆杆开始摆动,振幅衰减的阻尼时间用规定摆动周期内的测量值表示。
阻尼时间越短,硬度越低。(该方法分为方法A和方法B,方法A为柯尼希和波萨兹摆阻尼试验,方法B为双摆阻尼试验)
3.碰撞摩擦试验方法
3.1方法背景
到目前为止,测量涂膜表面硬度的方法暂时停留在平板产品的范畴。然而,没有令人满意的方法来测试具有砂粒和皱纹的产品。
因此,本文探索出一种新的砂粒、皱纹产品的检测方法,也适用于大多数普通产品的检测,很大程度上填补了粉体行业除平面型以外的其他类型粉体计量的空白。
3.2方法原则
凹凸摩擦试验法是模板的涂层与带有凹凸涂层的模板相互摩擦产生表面变化,通过摩擦次数和变化程度来判断表面硬度等级。
3.3材料和仪器
1)测试仪器
重量:1000g3,750g2 2500g2,200 g 2,100 g 2,50g2,20g2,10g2,5g2,2g2,0.5 g 2,0.2 g 2。试板:150mm75m1mm钢板,光滑无变形;50 mm 70 mm 1 mm钢板,板材中心凸起高度40.1mm,球半径50.1mm。
2)样品要求
除非另有规定,样品的条件调整和测试条件为温度(232),相对湿度(505)%。在现场测试中,环境条件是允许的。试验前,样品应在温度为(232)、相对湿度为505)%的条件下保存至少16小时。
涂覆凸块的膜厚度是凸块周围2.5-0.5cm范围内的膜厚度的平均值。
在检查机的模板放置台上,水平放置并固定模板的涂膜,面朝上。将带凸点的涂层模板倒置固定在夹板上,使检验仪器保持水平,倒置的涂层模板的凸点与正对的涂层样品接触。
3.4测定方法和评价标准
3.4.1测定方法
当样品加载重量时,凸块接触涂层表面并立即推动测试板,以10cm/s的速度来回推动样品,凸块暴露基底作为测试的终点。
平行测量两次。如果两次检测结果不一致,应重新检测。
3.4.2评估标准
将涂层模板的凸起暴露的基底作为测试的终点,通过摩擦的最终循环次数来评估粉末的硬度。
测试结果应说明基材的材质、尺寸和表面处理、涂装方法、干燥和放置的时间和条件、涂层厚度和系统、与规定不同的检验温度和湿度等。
测量参考
根据我公司同类型产品的碰撞摩擦试验结果,该类型产品合格范围内的循环次数定义如下:
4.摘要
本文在了解具有砂粒和褶皱的产品特点的基础上,提出了一种新的产品硬度测量方法。目前这种方法在我公司已经基本普及,很大程度上弥补了传统方法的不足,希望与业内同仁分享。
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