Лако-красочные материалы — производство

Может показаться, что испытания твердости не связаны с определением долговечности покрытий, так как общие механиче­ские свойства пленок рассмотрены в гл. 13. Однако здесь мы рас­смотрим только некоторые из стандартных тестов. Во-первых, их можно применять для оценки степени отверждения покрытия, что оказывает сильное влияние на долговечность. В некоторых случаях изменение твердости в результате внешних воздействий дает возможность установить механизм процессов, протекающих при климатических испытаниях.

Разработано множество тестов для получения информации о твердости покрытий. Очень трудно определить абсолютное значе­ние твердости; можно лишь утверждать, что это сложная функция механических свойств материала, связанная с сопротивлением его деформации. Это определение, однако, слишком простое, поскольку материалы бывают хрупкими, пластичными, эластич­ными и т. д., и понятно, что два материала, подвергающиеся под нагрузкой деформации в равной степени, могут отличаться в своем поведении после снятия нагрузки. Например, один мате­риал может деформироваться непрерывно, а другой нет, т. е. первый подвергается пластической, а второй—эластической деформации. Технолог, как правило, имеет более прагматический взгляд на твердость, и поэтому он предпочитает простые, стандарт­ные методы измерения твердости. Так, метод, связанный с измере­нием свойств тонкой пленки на различных подложках, важен для установления влияния подложки на твердость пленки. Принято поэтому измерение твердости производить на твердых подложках типа стекла или стали путем действия давления на испытываемое покрытие.

Может возникнуть необходимость измерений твердости прямо на производстве, так что в некоторых случаях требуются простые тесты и портативное оборудование. Если это возможно, то всегда предпочтительнее лабораторное проведение испытаний при станг дартных условиях и тщательной подготовке образцов.

Из многочисленных методов испытаний твердости с целыЬ изучения долговечности покрытий наиболее распространенными методами являются измерения с помощью карандаша твердости, маятникового прибора и индентора. Последние два метода опи­саны в гл. 13, причем индентор ICI может дать ценную информа­цию почти по любому типу пленок.

Метод измерения твердости с помощью карандаша исполь­зуется чаще для свежих пленок не подвергшихся старению. Это один из простейших тестов на твердость. При испытаниях исполь­зуют набор карандашей с различной твердостью как базис для сравнения. Так же, как геологи используют шкалу твердости Мора с четко определенным набором стандартных материалов, возможно использовать аналогичный путь определения твердо­сти пленок с помощью условных значений твердости по карандашу, используя ряд специально разработанных реперных точек для карандашей различной твердости.

Карандаши используются как показано на рис. 16.1; высту­пающая часть грифеля имеет длину примерно 6 мм. Последний имеет цилиндрическую форму, а его кончик сточен тонкой абразив­ной бумагой. Угол нажима на поверхность — 45°, сила нажима должна быть максимальной, но чуть меньше требующейся для излома грифеля. Твердость покрытия соответствует твердости карандаша, который еще не повреждает покрытие. Метод хорошо воспроизводится. Карандаши используются с твердостями в диа­пазоне от 6В до 9Н. Если примерные характеристики краски известны, то работать со всем диапазоном карандашей нет не­обходимости. На твердость могут повлиять атмосферные условия (температура и влажность), поэтому все пленки должны подготав­ливаться, подвергаться старению и испытываться в одинаковых условиях.

Оригинальный метод Вольфа-Виборна, основанный на том же принципе, отличается только тем, что твердость, определяется

Рис. 16.1. Карандаш для опреде­ления твердости

[tp самому мягкому карандашу, который уже оставляет след на поверхности.

Чуть лучшей воспроизводимости можно добиться с использова­нием специального держателя карандаша («Erichsen Scratch Pencil Hardness Tester Model 291»).