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柔韌性,當漆膜受到外力作用而彎曲時,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。
漆膜的彎曲試驗是漆膜的拉伸和拉伸時對底材附著力的試驗。測試前應將樣板放在規定的溫度下,經歷一段時間,使之達到平衡狀態(溫度和松弛),并以規定的速度彎曲。ASTMD1737規定,恒溫恒濕下放置1h,以1s的速度彎曲,否則,測試數據重現性不好。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,并應隔天再次觀察,有時開裂較晩。
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
國家標準GB1731-79«漆膜柔韌性測定法»規定使用軸棒測定器(見圖8-3)。它由粗細不同的6個鋼制的軸棒所組成,固定于底座7上,底座可用螺絲釘固定在試驗臺邊上。每個軸棒長度均為35mm,1.5mm、2mm、2.5mm、5mm和7.5mm。測試時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,軸棒直徑與漆膜的相對伸長率的關系如表8-1所示。
式中,S為漆膜內表面的伸長率/%，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,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圓柱軸彎曲試驗儀
國家標準GB6742-86«漆膜彎曲試驗(圓柱軸)»中規定使用圓柱軸彎曲試驗(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,插入試板,并使涂漆面朝外,平穩地合上儀器,使試板在軸上彎曲18o°,然后觀察漆膜是否開裂或被剝離。此法的優點是可以釆用整板試驗,且手掌不接觸漆膜,消除了人體對試板溫度升高的影響。
③錐形撓曲測驗儀
國家標準GB11185-89«漆膜彎曲試驗(錐形軸)»中規定使用錐形撓曲測試儀。它的中心軸是個圓錐體,長203mm,直徑從最大38mm延伸至最小3.2mm。把試驗樣板插入固定后,轉動上部手柄,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。這種儀器的特點也是可以采用整板試驗,且避免了用一套常規軸棒結果的不連續性。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, 膩子柔韌性的測定另有一項標準方法, 使用柔韌性測定儀測定, 具體方法參閱GB1748-79 (88) «膩子膜柔韌性測定法»。
④杯突試驗機
杯突試驗(也有叫頂杯試驗或壓陷試驗)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。漆膜破壞時沖頭壓入的最小深度即為杯突指數[也稱為艾利克遜(Erichsen)數],以mm表示,它與耐沖擊性所表現的性能不同。杯突試驗機的主要結構見圖8-5。
最初,杯突試驗主要用于測定金屬板材的強度和變形性能。若沖壓出現裂紋,其壓入深度即為該金屬板材的強度。試驗金屬底材上的漆膜,實際上就是在底材伸長的情況下,測定它的強度、彈性及其對金屬的附著力。這在卷涂工業和制罐工業中需進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目。
按GB9753-88«色漆和清漆杯突試驗»的規定,測試涂漆樣板時,儀器的球形沖頭直徑為20mm,且試板應是平整、無變形、厚度不小于0.3mm及不大于1.25mm的磨光鋼板。而在實際測定中,若釆用厚度小于0.3mm的馬口鐵板時,當沖壓深度達8mm時,漆膜雖未破壞或脫落,但底材馬口鐵板已經裂開。杯突試驗是在規定的標準條件下進行的。
⑤T型彎曲試驗
T型彎曲廣泛用于卷材涂料,漆膜向外側將樣板對折,如折疊處不開裂,為oT,表示對折金屬的內側沒有金屬板。如果漆膜開裂,再加入一個金屬板板后進行彎曲,這次沒開裂為1T,如此進行2T、3T等。試驗受溫度和折轉速度的影響,應嚴格控制,并應相隔一段時間后再觀察。
