漆膜硬度测定法

1、漆膜硬度测定法1. 定义、目的及意义 漆膜硬度是表示漆膜机械强度的重要性能之一。其物理意义可理解为漆膜表面对作用在上面的另一个硬度较大的物体所表现的阻力。这个阻力可以通过一定的负荷作用在比较小的接触面积上，测定漆膜抵抗包括由于碰撞、压陷或者擦划等而造成的变形的能力而表现出来。漆膜硬度是衡量涂料产品质量好坏的重要项目之一，不同的涂料品种由于使用目的的不同，要求的硬度也不同，成膜物质中分子的聚合程度、油度的长短、颜基比以及漆膜表面的平整度，固化过程的温、湿度等都会对漆膜硬度有一定的影响。2. 相关标准GB/T 1730-93 漆膜硬度测定法 摆杆阻尼试验GB/T 6739-1996 涂膜硬度 铅笔

2、测定法GB/T 9279-88 色漆和清漆 划痕试验GB/T 9275-88色漆和清漆 巴克霍尔兹压痕试验。3. 检验方法要点介绍3.1 GB/T 1730-93 漆膜硬度测定法 摆杆阻尼试验该方法通过摆杆下面嵌入的两个钢球接触漆膜样板，在摆杆以一定周期摆动时，摆杆的固定质量对漆膜压迫，而使漆膜产生抗力。根据摆摇摆规定振幅所需的时间判定漆膜的硬度，摆动衰减时间长的漆膜其硬度就高。 在国标GB/T 1730-93 漆膜硬度测定法 摆杆阻尼试验中规定了两种试验方法：A法及B法。A法是采用科尼格（K摆）或珀萨兹（P摆）两种摆杆阻尼试验仪，俗称单摆试验仪，如图10、11所示；B法是采用漆膜摆式硬度计，

3、俗称双摆试验仪， 如图12所示秒表：分度值为0.1s玻璃板：90mm×120mm×1.22.0mm 100mm×100mm×5mm 图10 图11图12 将已制备好的样板放在操作台上，并将摆杆置于其上，关上仪器各面的玻璃门，再慢慢的将摆移至规定的角度上，松手使摆做自由摆动，同时开始计时，当摆杆摆至规定角度立刻停止计时，此时所记录下的时间即为样板漆膜的阻尼时间。3.1.4 结果表示 以摆杆置于被测漆膜表面上，在规定振幅中摆动衰减的时间与在标准玻璃板上振幅摆动衰减的时间的比值表示该被测漆膜的硬度：X=t/t0 式中：X：被测漆膜硬度值t：漆膜从5°

4、2°摆动的时间，st0：标准阻尼时间， s涂膜硬度应以同一块试板上两次测定的平均值表示。两次测定值之差应不大于平均值的5。以摆杆置于被测漆膜表面上，在规定振幅中摆动衰减的时间表示该被测漆膜的硬度：t=T×n 式中：t：被测漆膜硬度值，s T:摆杆摆动周期，s N：规定振幅范围内摆杆摆动的次数， 次涂膜硬度（阻尼时间）以同一块试板上三次测定值的平均值表示。测定前应清洁钢球；稍有一点移动都将对结果造成影响。3.1.5 试验结果的影响因素影响硬度测定的因素，实际上即为影响阻尼时间的因素。在摆杆进行摆动时，防碍摆动的阻力主要有两种，一种是摆动的支撑钢球对玻璃板的摩擦力，其中包括滚动

5、摩擦和滑动摩擦，这些摩擦与正压力成正比。单摆的正压力高于双摆的正压力，这是因为单摆的摆杆质量大而钢球直径小。另一种是空气阻力，它与摆杆的形状、运动速度、空气密度值有关。阻尼时间值实际上就是摆杆用来克服摩擦阻力和空气阻力所花的时间。因此在测定时有如下几个影响因素：为漆膜越厚，摩擦阻力越大，导致摆杆的摆动时间减少。膜发涩，这些都会造成漆膜表面的摩擦阻力增大，导致摆杆的摆动时间减少。关闭仪器的玻璃罩。标准中规定双摆硬度计的摆杆从5°摆至2°的标准阻尼时间为（440±6）s，单摆硬度计的摆杆从6°摆至3°的标准阻尼时间为（250±10）s，即

6、摆动次数为（178±8）次，为了满足标准要求，因此存在仪器校正问题。其中：T：阻尼时间， s l：支点到重锤的距离,m g: 重力加速度由公式可知:调整阻尼时间，即为调整摆动周期T，在g和2为常数的情况下，阻尼时间随距离l的变化而变化。当l增大，导致T增大，即为阻尼时间加大。例如：实际测得仪器阻尼时间为434s，不满足标准阻尼时间的要求（446s），此时需增大阻尼时间，即增大摆动周期T，因此需将重锤下移一定距离。注意：调整时前、后摆杆上的重锤应同时调整，使之始终处于同一水平位置上。其中：m1:支点下摆摆长总质量； m2:支点上摆摆长总质量； l1:支点下摆摆长； l2:支点上摆摆长由

7、公式可知：将重锤上移使l2增大，即公式上分子增大，分母减小，从而使T增大。（如仪器可自动记录摆动次数，T增大，使摆动次数减小）。例如：实际测得仪器摆动次数为190次，不满足标准阻尼时间的要求（186次），此时需减少摆动次数，增大阻尼时间，即增大摆动周期T，因此需将重锤上移一定距离。3.2 GB/T 6739-1996 涂膜硬度 铅笔测定法该方法是采用已知硬度标号的铅笔刮划涂膜，以铅笔硬度标号表示涂膜硬度的测定方法。铅笔硬度试验仪：如图13所示：图13中华牌高级绘图铅笔：9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B硬 软长城牌高级绘图橡皮400#

8、水砂纸马口铁板：50mm×120mm×（0.2mm0.3mm）薄钢板：70mm×150mm×（0.45mm0.8mm）先将铅笔削去木杆部分，使铅芯呈圆柱壮露出约3mm，然后使铅芯垂直的在砂纸上画圆圈研磨，直至铅尖磨成平面，边缘锐利为止。固定被测样板，固定铅笔，使铅芯与试验机重物通过重心的垂直线成45°夹角。调节平衡重锤，使铅笔负荷处于不正不负状态。在重物放置台上加1000g重物，并慢慢使铅芯接触到涂漆面上。摇动试验机手柄使其移动速度为0.5mm /s，划出3mm 长的划痕，共五道。每道划完后，须将铅笔重新磨平。铅笔硬度的结果分为擦伤和刮破两种。

9、擦伤为用铅笔刮划漆膜时，漆膜上有划痕但不伤及底材；刮破为铅笔将漆膜划破，露出底材。判断时均以五道划痕中如出现两道以上（含两道）有破坏，则做下一级硬度标识的铅笔，直到出现五道中未满二道破坏的铅笔，以该铅笔的硬度标识作为该漆膜的硬度。mm长。mm/s，划痕长度为3mm；用手动法进行测定时，铅笔的行进速度为1cm/s，划痕长度为1cm。3.3 GB/T 9279-88 色漆和清漆 划痕试验该方法是以测定使被试漆膜划破所消耗的力或功为基础的，一般用仪器的划针划透漆膜所需的最小负荷表示，也可以在一定负荷下判定漆膜是否被划针划透，以通过/不通过表示。划痕仪，如图14所示：图14马口铁板、薄钢板、硬铝板 ：

10、50mm×125mm将样板固定在仪器可移动的工作台上，开启仪器，工作台匀速行进，划针就可在样板上移动，视划痕情况，逐渐在划针上加砝码，直至刚好将漆膜划破。以划破漆膜时的最小负荷做为该漆膜的硬度值。3.4 GB/T 9275-88 色漆和清漆 巴克霍尔兹压痕试验该方法采用一定质量的压头对漆膜压入，从压痕的长度或面积来测定漆膜的硬度。巴克霍尔兹压痕试验器，如图15所示：图15底材：玻璃板测试时，先小心地把仪器放在漆膜上，使压痕器与漆膜表面接触，用秒表计数至30s，拿走仪器即可得压痕，尔后用显微镜精确地量出压痕长度，经计算或查表可得出巴克霍尔兹压痕硬度值。以形成的压痕长度表现涂层对压头压入

11、的抵抗能力，结果以抗压痕性来表示：H=100/L 式中：H：抗压痕性； L：压痕长度，mm 4.各方法间比较上述漆膜硬度测定法之间无任何关联，也就是无任何换算、比较关系，是各自独立的。在GB/T 1730-93 漆膜硬度测定法 摆杆阻尼试验中，双摆和单摆在仪器结构和测定过程方面有所不同，如表1所示。同时由于双摆在测定时测量人员必须自始至终盯着仪器，工作时间一长，容易疲劳，且在测量时靠目测来判定起点和终点人为误差较大。单摆配有光电自动计数，消除了人为误差。另外，双摆在摆动时会产生前后摇晃现象，影响摆动结果。单摆的摆杆刚性强，克服了双摆容易前后晃动的现象，但是双摆的摆动时间长，结果相对又比单摆准确。摆的名称摆杆质量(g)摆杆长度（mm）摆动幅度（°）标准玻璃值（s）摆动周期（s/T）摆动次数（次）钢球直径（mm）科尼格摆200±0.2400±0.263250±101.4±0.02178±85±0.005珀萨兹摆500±0.1400±0.21244201±0.0014208±0.005双摆120±1500&