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柔韧性,当漆膜受到外力作用而弯曲时,弹性、塑性和附着力等的综合性能称为柔韧性。涂膜的柔韧性由涂料的组成的情况,其中也包括涂膜与底材的界面作用。
漆膜的弯曲试验是漆膜的拉伸和拉伸时对底材附着力的试验。测试前应将样板放在规定的温度下,经历一段时间,使之达到平衡状态(温度和松弛),并以规定的速度弯曲。ASTMD1737规定,恒温恒湿下放置1h,以1s的速度弯曲,否则,测试数据重现性不好。厚漆膜比薄漆膜容易开裂。样板弯曲处的边要用放大镜观察,并应隔天再次观察,有时开裂较晩。
目前涂层柔韧性的测定主要有以下5种仪器。
①轴棒测定器
国家标准GB1731-79«漆膜柔韧性测定法»规定使用轴棒测定器(见图8-3)。它由粗细不同的6个钢制的轴棒所组成,固定于底座7上,底座可用螺丝钉固定在试验台边上。每个轴棒长度均为35mm,1.5mm、2mm、2.5mm、5mm和7.5mm。测试时是将涂漆的马口铁板在不同直径的轴棒上弯曲,以弯曲后不引起漆膜破坏的最小轴棒直径(mm)表示。
漆膜在不同直径的轴棒上弯曲时,轴棒直径与漆膜的相对伸长率的关系如表8-1所示。
式中,S为漆膜内表面的伸长率/%，s2为漆膜外表面的伸长率/%，h1为漆膜厚度/mm，h2为底板厚度/mm，r为轴棒半径/mm。
在其他条件相同时,若增加漆膜厚度(或底板厚度),则漆膜相对伸长率也将随之增大。
②圆柱轴弯曲试验仪
国家标准GB6742-86«漆膜弯曲试验(圆柱轴)»中规定使用圆柱轴弯曲试验(如图8-4)。它适用于0.3mm厚度以下的试板,轴的直径分别为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、25mm和32mm。测试时,插入试板,并使涂漆面朝外,平稳地合上仪器,使试板在轴上弯曲18o°,然后观察漆膜是否开裂或被剥离。此法的优点是可以釆用整板试验,且手掌不接触漆膜,消除了人体对试板温度升高的影响。
③锥形挠曲测验仪
国家标准GB11185-89«漆膜弯曲试验(锥形轴)»中规定使用锥形挠曲测试仪。它的中心轴是个圆锥体,长203mm,直径从最大38mm延伸至最小3.2mm。把试验样板插入固定后,转动上部手柄,使试板紧贴圆锥体表面挠曲,观察引起漆膜破坏的最小直径(mm),即代表该漆膜的柔韧性。这种仪器的特点也是可以采用整板试验,且避免了用一套常规轴棒结果的不连续性。在漆膜厚度已知的情况下,同样可以求得漆膜的百分伸长率。
此外, 腻子柔韧性的测定另有一项标准方法, 使用柔韧性测定仪测定, 具体方法参阅GB1748-79 (88) «腻子膜柔韧性测定法»。
④杯突试验机
杯突试验(也有叫顶杯试验或压陷试验)所使用的仪器头部有一球形冲头,恒速地推向涂漆试板背部,以观察正面漆膜是否开裂或从底材上剥离。漆膜破坏时冲头压入的最小深度即为杯突指数[也称为艾利克逊(Erichsen)数],以mm表示,它与耐冲击性所表现的性能不同。杯突试验机的主要结构见图8-5。
最初,杯突试验主要用于测定金属板材的强度和变形性能。若冲压出现裂纹,其压入深度即为该金属板材的强度。试验金属底材上的漆膜,实际上就是在底材伸长的情况下,测定它的强度、弹性及其对金属的附着力。这在卷涂工业和制罐工业中需进行后成型的那些涂料,如卷钢涂料、罐头漆等是必不可少的测试项目。
按GB9753-88«色漆和清漆杯突试验»的规定,测试涂漆样板时,仪器的球形冲头直径为20mm,且试板应是平整、无变形、厚度不小于0.3mm及不大于1.25mm的磨光钢板。而在实际测定中,若釆用厚度小于0.3mm的马口铁板时,当冲压深度达8mm时,漆膜虽未破坏或脱落,但底材马口铁板已经裂开。杯突试验是在规定的标准条件下进行的。
⑤T型弯曲试验
T型弯曲广泛用于卷材涂料,漆膜向外侧将样板对折,如折叠处不开裂,为oT,表示对折金属的内侧没有金属板。如果漆膜开裂,再加入一个金属板板后进行弯曲,这次没开裂为1T,如此进行2T、3T等。试验受温度和折转速度的影响,应严格控制,并应相隔一段时间后再观察。
