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2023.12.18广东
按工业标准,铅笔笔芯的硬度分为13级。从最硬的6H逐级递减经5H、4H、3H、2H、H,再经软硬适中的HB,然后从B、2B到最软的6B。其中H代表硬度(hardness),B代表黑度(back)。从6H到6B硬度依次降低,铅笔颜色依次变深。颜色深浅与石墨含量有关,颜色越深,石墨含量也高,铅笔也越软。
这是一套有严格的硬度值界定的科学的硬度体系。在涂料工业中,利用这一系列的不同硬度铅笔来检验涂膜的硬度,得到的测试结果称为涂膜的铅笔硬度。测定涂膜铅笔硬度的测试仪由铅笔夹具和涂膜样板移动台两部分组成。待试的涂膜样板,正面朝上固定在移动台上,铅笔则夹在铅笔夹具上,并与涂膜的平面成45°角,夹具上端有重锤,使笔尖紧压在涂膜之上。摇动摇柄,移动台就带着样板向前移动,让铅笔在涂膜上作推犁式划动,每划一次,换一支铅笔,从最硬的铅笔开始顺序由硬到软,逐个试验,直到找出涂膜不被划破的铅笔,这支铅笔的硬度即为被测试涂膜的硬度。
对此《GB/T6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》中做了明确的规定。
标准中将铅笔硬度定义为用具有规定尺寸、形状和硬度铅笔芯的铅笔推过漆膜表面时,漆膜表面耐划痕或耐产生其他缺陷的性能。用铅笔芯在漆膜表面划痕会使漆膜表面产生一系列缺陷,包括塑性变形(漆膜表面永久的压痕,但没有内聚破坏)、内聚破坏(漆膜表面存在可见的擦伤或刮破)及以上情况的组合。注意这些缺陷可能会同时发生的。
铅笔硬度的测试原理具体是:
受试产品或体系以均匀厚度施涂于表面结构-致的平板上。
漆膜干燥/固化后,将样板放在水平位置,通过在漆膜上推动硬度逐渐增加的铅笔来测定漆膜的铅笔硬度。
试验时,铅笔固定,这样铅笔能在750g的负载下以45°角向下压在漆膜表面上。逐渐增加铅笔的硬度直到漆膜表面出现上面所述的各种缺陷。
程诚小编结语:铅笔硬度是涂料最为普遍的检测项目,能够直观的表达涂层表面耐划伤的硬度,对于涂料使用过程中避免发生刮擦提供直接的指导意义。标准要求清晰,标准操作简单且准确,不存在争议性。一般说来,铅笔硬度约大,涂层表面越硬越难被划伤。
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在涂料检测试验里面,漆膜硬度一直都是评价一款涂料涂层或涂层体系性能好坏的指标之一。漆膜涂覆在物体表面,会形成黏附牢固、具有一定强度的连续涂层,这些连续涂层必须保持一定的硬度,才能发挥涂料所具有的装饰、保护作用和其他一些特殊作用。想要检测漆膜硬度,我们通常会通过在漆膜上推压已知硬度标号的铅笔来测定。漆膜的铅笔硬度通过用具有规定尺寸、形状和铅笔芯硬度的铅笔推过漆膜表面时,观察漆膜表面是否产生划痕或其他缺陷,通过铅笔标号来表征漆膜的硬度。
目前,我国现行国家标准GB/T6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》实施已有15年,早就到了需要修订和完善的年限,而且及时跟踪和采用国际先进标准,使我国的测试方法标准与国际接轨,一直都是我国制定国家标准的初衷。GB/T6739—2006等效采用的国际标准ISO15184:1998早就历经数次修订。ISO15184最新版为2020版,较GB/T6739-2006所采用的ISO15184:1998版前后经过2次修订,分别是2012和2020版。
2012版内容主要变化:
1)将推动试板更正为推动铅笔;
2)将铅笔的移动速度为0.5mm/s到1mm/s改为只需均速移动即可;
3)允许使用机械自动铅笔;
4)补充试验条件(原附录A)已包含在试验报告中;
5)增加了一个新的附件a,说明了该方法的适用性。
2020版内容主要变化:
1)在5.1中施加在漆膜表面上的负载已经修正为(7.35±0.15)N。
2)在8.6中删除了经商定,这种试验还可以用来测定没有引起涂层内聚破坏的铅笔硬度所谓的“擦伤”硬度)的陈述,以避免与描述了该试验方法的那些标准混淆。
从以上国际标准的更改情况,我们可以很容易看出GB/T6739—2006已经不能代表当下的先进检测方法,而且标准中所涉及的塑性变形和内聚破坏,定义并不明确,在评判擦伤和刮破等存在较大异议,拜恩工程师在实验室时也发现存在误差较大情况。特别是涉及高光涂料产品时,对于最终结果的判定存在较大误差,这也就造成各个实验室之间对结果的评判也存在一定出入。今天我们结合ISO15184-2020版和GB/T6739—2006的实际情况,为大家总结出了一套最新检测色漆或清漆的漆膜硬度的铅笔法。
首先,我们要知道,铅笔法要求的试验环境条件应为温度(23±2)℃和相对湿度(50±5)%的实验室条件。第一步,我们需要用特殊的机械削笔刀将每支铅笔的一端削去大约5mm~6mm的木头,小心操作,以留下原样的、未划伤的、光滑的圆柱形铅笔笔芯。然后垂直握住铅笔,与砂纸保持90°角在砂纸上前后移动铅笔,把铅笔芯尖端磨平。持续移动铅笔直至获得一个平整光滑的圆形横截面,且边缘没有碎屑和缺口。每次使用铅笔前都要重复这个步骤。
将涂漆样板放在水平的,稳固的表面上。将铅笔插入试验仪器中并用夹具将其固定,使仪器保持水平,铅笔的尖端放在漆膜表面上。当铅笔的尖端刚接触到漆膜后立即推动铅笔,在足够进行视觉判读的缓慢匀速下推离操作者的方向。除非另外商定,30s后用校准过的视力在GB/T37356中规定的自然日光或人造日光下检查漆膜表面,看是否出现缺陷。这些缺陷可能同时发生,也可能单独出现。缺陷主要类别如下:
a)塑性变形:漆膜表面永久的压痕,但没有内聚破坏;
b)内聚破坏:漆膜表面存在可见的擦伤或刮破,此时碎屑已从漆膜上脱落;
c)以上情况的组合。
我们在实验时要注意溶剂不能影响试验区域内漆膜的硬度。用软布或脱脂棉签和与漆膜不起作用的溶剂一起擦拭漆膜表面,当擦净漆膜表面上铅笔芯的所有碎屑后,缺陷更容易评定。如果经过商定,可以使用放大倍数为6倍~10倍的放大镜来评定缺陷。使用放大镜,应在报告中注明。如果未出现缺陷,可以在未进行过试验的区域重复试验,更换较高硬度的铅笔直到出现至少3mm的缺陷为止。如果已出现缺陷,则降低铅笔的硬度重复试验,直到超过3mm的缺陷不再出现为止。然后根据观察到的结果确定缺陷类别,然后以没有使漆膜出现缺陷的最硬的铅笔的硬度表示漆膜的铅笔硬度。平行测定两次。如果两次测定结果相差超过一个单位的铅笔硬度,应重新试验。