测试涂层柔韧性的几种常见方法

发布时间:2022-07-19
本文介绍了几种常见的涂层柔韧性测试方法,这些方法用于确保涂层在基材变形时不会失效。主要测试包括:心轴弯曲测试(如ASTM D522),用于评估涂层在弯曲时的抗开裂性;抗冲击测试(如ASTM D2794和ISO 6272),通过模拟冲击来测量涂层的冲击强度;以及杯突测试(如ASTM E643和ISO 1520),测试涂层在受力变形时的表现。了解这些测试方法可以帮助选择合适的涂层,确保其在实际应用中的可靠性和耐用性。

当涂层应用于可能发生变形的基材(例如塑料或木材)时,涂层需要能够承受材料的变形而不会失效。测试涂层的柔韧性有助于防止发生此类涂层故障。测试涂层刚度的常用方法是将涂层施加到基材上,使其固化,然后围绕心轴弯曲基材和涂层。

柔韧性测试用于确定涂层的伸长率和抗开裂性。 

弯曲和冲击测试用于评估涂层的柔韧性。这些测试测量由于弯曲和冲击引起的变形。关于(测试)涂层(在基材上)的柔韧性,变形可分为两种类型:

  • 缓慢变形(使用 Erichsen 慢速穿透 (ESP) 和使用心轴弯曲基材和涂层来确定)

  • 快速变形(例如,通过让重物落在涂层基材上的冲击来确定,无论是在涂层上,称为直接冲击还是在面板的背面,称为反向冲击)。

总而言之,用于测试涂层柔韧性(和韧性)的不同测试设备可分为以下几组:

  • 芯棒弯曲试验

  • 抗冲击试验

  • 杯突试验

芯棒弯曲试验

为了确定涂层的柔韧性,有两种类型的心轴测试——通常采用的锥形和圆柱形。ASTM D522是附着有机涂层的心轴弯曲测试的标准测试方法。它用于确定涂层在金属板或其他柔性材料上应用和固化后弯曲时的抗开裂性。

在该测试方法中,完全固化的涂层板(金属板或橡胶类材料的基材)在心轴上弯曲,并确定涂层的抗开裂性。

在测试方法 A中,涂层基材在锥形心轴上弯曲。

测试涂层柔韧性的几种常见方法配图1

在测试方法 B中,涂层基材在不同直径的圆柱形心轴上弯曲。

测试涂层柔韧性的几种常见方法配图2

当基材在制品制造过程中尺寸不稳定或弯曲或制品在使用中被滥用时,涂层面板会被拉长。如果涂层/固化过程不充分,这种伸长率会导致开裂,从而引起从外观不佳到面板基板过早腐蚀等问题。ASTM D522 用于评估涂层在发生这种情况时抗开裂的能力。它们可用于评估柔性基材上涂层的柔韧性。

抗冲击试验

冲击试验表明涂层在机械负载下吸收能量的韧性或冲击强度。跌落冲击试验(或落锤冲击试验)是一种常用的测定抗冲击性的试验方法。

用于抗冲击测试的测试标准包括:

ASTM D2794 – 有机涂层抵抗快速变形(冲击)影响的测试方法

ASTM G14 – 管道涂层抗冲击性的标准测试方法(落锤测试)

ISO 6272 - 油漆和清漆 - 快速变形(抗冲击)测试

测试涂层柔韧性的几种常见方法配图3

杯突试验

自动杯突测试仪杯突测试旨在测试应用于金属基材的漆和保护涂层的伸长率和变形能力。在该测试中,涂层金属板通过抛光模具逐渐变形。这种变形是由从涂层下方(即从金属板的反面)推动的模具造成的。终点是涂层开始开裂的时候。 

相关测试标准为:

ASTM E643 - 15:金属板材球冲头变形的标准测试方法

ASTM E643 测试涵盖了对用于成型应用的金属板材进行球冲头变形测试的程序。该测试适用于厚度在 0.008 到 0.080 英寸(0.20 到 2.00 毫米)之间的试样。(这包括埃里克森测试和奥尔森杯测试)。

ISO 1520:2006:油漆和清漆 — 杯突测试(BS 3900-E4:油漆测试方法)

ISO 1520:2006 规定了一种经验测试程序,用于评估油漆、清漆或相关产品涂层对开裂和/ 或在标准条件下通过压痕逐渐变形时从金属基材上脱离。

注意:测试是在相对新鲜的涂膜或刚涂过的基材上进行的,因此需要注意,随着时间的推移,由于增塑剂的挥发和交联等化学变化,涂膜往往会失去柔韧性。

测试涂层柔韧性的几种常见方法配图4

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