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柔韌性,當(dāng)漆膜受到外力作用而彎曲時(shí),彈性、塑性和附著力等的綜合性能稱為柔韌性。涂膜的柔韌性由涂料的組成的情況,其中也包括涂膜與底材的界面作用。
漆膜的彎曲試驗(yàn)是漆膜的拉伸和拉伸時(shí)對底材附著力的試驗(yàn)。測試前應(yīng)將樣板放在規(guī)定的溫度下,經(jīng)歷一段時(shí)間,使之達(dá)到平衡狀態(tài)(溫度和松弛),并以規(guī)定的速度彎曲。ASTMD1737規(guī)定,恒溫恒濕下放置1h,以1s的速度彎曲,否則,測試數(shù)據(jù)重現(xiàn)性不好。厚漆膜比薄漆膜容易開裂。樣板彎曲處的邊要用放大鏡觀察,并應(yīng)隔天再次觀察,有時(shí)開裂較晩。
目前涂層柔韌性的測定主要有以下5種儀器。
①軸棒測定器
國家標(biāo)準(zhǔn)GB1731-79«漆膜柔韌性測定法»規(guī)定使用軸棒測定器(見圖8-3)。它由粗細(xì)不同的6個(gè)鋼制的軸棒所組成,固定于底座7上,底座可用螺絲釘固定在試驗(yàn)臺邊上。每個(gè)軸棒長度均為35mm,1.5mm、2mm、2.5mm、5mm和7.5mm。測試時(shí)是將涂漆的馬口鐵板在不同直徑的軸棒上彎曲,以彎曲后不引起漆膜破壞的最小軸棒直徑(mm)表示。
漆膜在不同直徑的軸棒上彎曲時(shí),軸棒直徑與漆膜的相對伸長率的關(guān)系如表8-1所示。
式中,S為漆膜內(nèi)表面的伸長率/%，s2為漆膜外表面的伸長率/%，h1為漆膜厚度/mm，h2為底板厚度/mm，r為軸棒半徑/mm。
在其他條件相同時(shí),若增加漆膜厚度(或底板厚度),則漆膜相對伸長率也將隨之增大。
②圓柱軸彎曲試驗(yàn)儀
國家標(biāo)準(zhǔn)GB6742-86«漆膜彎曲試驗(yàn)(圓柱軸)»中規(guī)定使用圓柱軸彎曲試驗(yàn)(如圖8-4)。它適用于0.3mm厚度以下的試板,軸的直徑分別為2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、25mm和32mm。測試時(shí),插入試板,并使涂漆面朝外,平穩(wěn)地合上儀器,使試板在軸上彎曲18o°,然后觀察漆膜是否開裂或被剝離。此法的優(yōu)點(diǎn)是可以釆用整板試驗(yàn),且手掌不接觸漆膜,消除了人體對試板溫度升高的影響。
③錐形撓曲測驗(yàn)儀
國家標(biāo)準(zhǔn)GB11185-89«漆膜彎曲試驗(yàn)(錐形軸)»中規(guī)定使用錐形撓曲測試儀。它的中心軸是個(gè)圓錐體,長203mm,直徑從最大38mm延伸至最小3.2mm。把試驗(yàn)樣板插入固定后,轉(zhuǎn)動上部手柄,使試板緊貼圓錐體表面撓曲,觀察引起漆膜破壞的最小直徑(mm),即代表該漆膜的柔韌性。這種儀器的特點(diǎn)也是可以采用整板試驗(yàn),且避免了用一套常規(guī)軸棒結(jié)果的不連續(xù)性。在漆膜厚度已知的情況下,同樣可以求得漆膜的百分伸長率。
此外, 膩?zhàn)尤犴g性的測定另有一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)方法, 使用柔韌性測定儀測定, 具體方法參閱GB1748-79 (88) «膩?zhàn)幽と犴g性測定法»。
④杯突試驗(yàn)機(jī)
杯突試驗(yàn)(也有叫頂杯試驗(yàn)或壓陷試驗(yàn))所使用的儀器頭部有一球形沖頭,恒速地推向涂漆試板背部,以觀察正面漆膜是否開裂或從底材上剝離。漆膜破壞時(shí)沖頭壓入的最小深度即為杯突指數(shù)[也稱為艾利克遜(Erichsen)數(shù)],以mm表示,它與耐沖擊性所表現(xiàn)的性能不同。杯突試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)見圖8-5。
最初,杯突試驗(yàn)主要用于測定金屬板材的強(qiáng)度和變形性能。若沖壓出現(xiàn)裂紋,其壓入深度即為該金屬板材的強(qiáng)度。試驗(yàn)金屬底材上的漆膜,實(shí)際上就是在底材伸長的情況下,測定它的強(qiáng)度、彈性及其對金屬的附著力。這在卷涂工業(yè)和制罐工業(yè)中需進(jìn)行后成型的那些涂料,如卷鋼涂料、罐頭漆等是必不可少的測試項(xiàng)目。
按GB9753-88«色漆和清漆杯突試驗(yàn)»的規(guī)定,測試涂漆樣板時(shí),儀器的球形沖頭直徑為20mm,且試板應(yīng)是平整、無變形、厚度不小于0.3mm及不大于1.25mm的磨光鋼板。而在實(shí)際測定中,若釆用厚度小于0.3mm的馬口鐵板時(shí),當(dāng)沖壓深度達(dá)8mm時(shí),漆膜雖未破壞或脫落,但底材馬口鐵板已經(jīng)裂開。杯突試驗(yàn)是在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的。
⑤T型彎曲試驗(yàn)
T型彎曲廣泛用于卷材涂料,漆膜向外側(cè)將樣板對折,如折疊處不開裂,為oT,表示對折金屬的內(nèi)側(cè)沒有金屬板。如果漆膜開裂,再加入一個(gè)金屬板板后進(jìn)行彎曲,這次沒開裂為1T,如此進(jìn)行2T、3T等。試驗(yàn)受溫度和折轉(zhuǎn)速度的影響,應(yīng)嚴(yán)格控制,并應(yīng)相隔一段時(shí)間后再觀察。
