耐划伤性测试方法

BMA004

冯世芳(国家涂料质量监督检验中心,江苏常州213016)          摘要:介绍了ISO标准和ASTM标准中漆膜耐划伤性的两种测试方法,即用弧形划针测定漆膜耐划伤性和用尖顶划针测定漆膜耐划伤性的原理、仪器设备、测试步骤和结果表示等内容。给出了两种测试方法的主要差异。
    关键词:有机涂层;抗划伤性;弧形划针;尖顶划针;测试方法
    0引言
    涂装好的产品在包装、运输和使用过程中免不了要受到硬物的划擦,不耐划擦的漆膜常常会留下划痕,甚至被划破,这样既影响装饰效果又使漆膜丧失了保护作用。因此,漆膜耐划伤性能的好坏受到了涂料制造商、涂料单位和涂装产品使用者的普遍关注。
    目前我国只有一个相关国家标准GB/T9279—1988《色漆和清漆划痕试验》是测定漆膜抗划针划透性能的试验方法,(参考ISO1518:1922制定),还没有测试漆膜耐划伤性的相关方法,本文就检索到的ISO标准和ASTM标准中有关漆膜耐划伤性测试方法的原理、仪器设备和测试步骤及结果表示等内容作简单介绍,供业内人士参考。
    1相关标准
    ISO标准和ASTM标准中耐划伤性测试方法:ISO12137—1:1997《色漆和清漆—耐划伤性的测定—第1部分:用弧形划针的方法》。ISO12137—2:1997《色漆和清漆—耐划伤性的测定—第2部分:用尖顶划针的方法》。ASTMD5178—98《有机涂层抗划伤性》。其中ISO12137—1:1997和ASTMD5178测试方法相似。
    2定义
    2.1ISO12137—1:1997和ISO12137—2:1997中耐划伤性
    是指漆膜表面耐由于规定划针推过其表面的作用而造成的划痕或形成的其他缺陷的性能。划伤涉及的漆膜表面的缺陷范围很大,包括:
    (a)塑性变形———永久性的表面压痕,有或无任何表面瑕疵或内聚的裂痕;
    (b)表面瑕疵———由试验线和临近表面之间光的散射差异而造成的对外层表面外观的影响;
    (c)表面划痕———一种划透表面的连续切割痕或擦伤痕;
    (d)内聚裂痕———存在的可见表面开裂或裂缝。
    2.2ASTMD5178—98中耐划伤性
    涂层抵抗由轻度摩擦引起的损伤的能力。
    3测试原理
    3.1ISO12137—1:1997和ASTMD5178—98的测试原理
    将受试产品以均匀厚度施涂于具有均匀表面纹理的平整试板上。干燥/固化后,通过推动在弧形(环形或圆环形)划针下的试板来测定耐划伤性,划针被安装成以45°角下压至试板表面上。以逐级增加压在试板上的负荷直至涂层被划伤为止。
    3.2ISO12137—2:1997的测试原理
    将受试产品以均匀厚度施涂于具有均匀表面纹理的平整试板上。干燥/固化后,通过推动在尖顶划针下的试板来测定耐划伤性,划针被安装成以垂直方向下压至试板表面上。连续增加压在试板上的负荷直至涂层被划伤为止。
4仪器设备
    4.1符合ISO12137—1:1997和ASTMD5178—98
    标准要求的测试仪器
    如图1所示,它是由一根上面固定有用来支撑负荷的台架的配衡梁和一个装有划环的成45°角放置的连杆组成,试板置于能在划针下推动的滑动台上。划环负荷可高达10kg,并且能逐级增加或减少0.5kg负荷,或者需要更高准确度时,在接近划伤点时能逐级增加或减少0.25kg或0.1kg负荷来进行试验。环形或圆环形划环可以由镀铬、镀镍钢棒或经热处理的抛光钢棒制做,钢棒直径为1.6mm,弯成外圈半径为(3.25±0.05)mm的“U”形或圆环形,划环应淬硬至洛氏硬度(HRC)为56～58,且应进行光面修整(粗糙度<0.05μm)。

图 1 一种带平横梁的耐划伤试验仪

    4.2符合ISO12137—2:1997标准要求的测试仪器
    如图2所示,它主要由装置于一端的配衡梁和垂直固定的尖顶划针组成,试板置于滑动台上,滑动台由电动机驱动,在划针下以600mm/min速度移动。当试板在划针下方通过时,装在梁上的连续变载砝码加在划针上的载荷是连续增加的。划针载荷范围可通过改变砝码给载范围(例如0～50g,0～100g,0～200g)而改变。在划针上方安装了一个小秤盘,将砝码放于秤盘上可扩大划针载荷范围(例如,加100g砝码或将0～200g的载荷范围变为100～300g)。划针最好用锥形蓝宝石或金刚钻镶尖,尖顶磨圆至半径为(0.03±0.005)mm(经过商定也可以采用其他尖顶尺寸的蓝宝石或金刚钻划针)。

图 2 尖顶划针型耐划伤试验仪

    只要能给出同样的相对级别,也可以使用其他类型的划痕试验仪。例如,ISO1518:1992《色漆和清漆—划痕试验》所述划痕仪经某些修改是适宜的。
    5测试步骤及结果的表示
    5.1ISO12137—1:1997和ASTMD5178—98标准
    将试板涂层一面朝上固定在活动工作台上,调节平衡梁以使当划环刚刚接触到试板表面时,平衡梁在水平面上保持平衡。将预计与特定涂料相称的初始质量的负荷加到负荷支架上,松开平衡梁并小心放下,直到划环刚好放至涂漆试板上,所施加的全部负载都作用在环上。以3～6mm/s的速度慢慢地推动活动工作台,移动至少75mm的距离。如果涂层被划伤,依次用较小的负荷(0.5kg增量)继续试验,直到涂层未被划伤。如果初始划擦涂层未划伤,依次用较大的负荷(0.5kg增量)继续试验,直到涂层被划伤或者直到施加了最大负荷为止。每一次划伤试验都应在试验表面新的区域进行。当临界负荷大致确定时,则用高于、低于以及最初试验确定的负荷3种情况进行试验,每一种情况各进行5次试验。记录涂层被划伤的次数,结果以5次测定中至少有2次引起漆膜划伤的最低载荷表示。

5.2ISO12137—2:1997标准
    将试板涂层一面朝上固定在滑动台上,调节配衡锤以使当划针刚刚接触到试板表面时,划针的载荷为零。选定载荷范围,如0～50g,以10mm/s速度启动试验仪,当滑动台移动100mm时仪器会自动停止。检查涂层是否被划伤,如果未被划伤,则选用另外合适的载荷范围进行试验,直至发生划伤为止。在同一块试板上以发生划伤的载荷范围至少再重复测定两次(即总共至少测定3次)。对3次测定的每一次测量自最终载荷点(即划针停止移动的点)至刚发生划伤点之间的距离d,以mm计。按下式计算刚发生划伤点外的载荷,即临界载荷,以g计。
    临界载荷=(100-d)/100×(Ff-Fi)
    式中:d———最终载荷点至刚发生划伤点之间的距离;
    Ff———所选定的划针载荷范围的初始载荷,以g计;
    Fi———所选定的划针载荷范围的最终载荷,以g计;
    结果以3次测定的平均临界载荷表示,得出结果准确至1g。
    6两种测试方法的差异
    两种测试方法的差异见表1。
     

表 1 两种测试方法的差异

poly.c

这篇文献讲的确是不错，多谢了
擦伤要比划痕轻很多的，国家应该考虑编写个标准了。

dasiy

这份资料非常好