漆膜铅笔硬度检测是评估漆膜表面抵抗刮擦、压痕等机械损伤能力的常用方法,广泛应用于涂料、家具、汽车、五金等行业,其核心原理是通过不同硬度等级的铅笔在漆膜表面划刻,判断漆膜是否出现破损,进而确定其硬度级别。以下从检测标准、核心原理、试验流程、关键注意事项、结果判定五个维度,详细解析该检测方法:
不同 / 行业有对应的标准规范,确保检测结果的统一性和可比性,国内常用的是标准,国际上则以 ISO 标准为主,具体如下:
利用三菱、中华等符合标准的 “绘图铅笔”(其笔芯硬度按固定等级划分,从软到硬依次为 6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H),在固定压力(通常 750g 或 1000g,按标准 / 产品要求) 下,以 45° 角在干燥后的漆膜表面匀速划刻 10mm~30mm 长度,通过观察漆膜是否出现 “划痕、露底(基材可见)、剥落” 等破损现象,反向确定漆膜能承受的高铅笔硬度等级,即为漆膜的铅笔硬度。
- 样品要求:漆膜需完全干燥(按涂料产品说明书规定的干燥条件,如室温 23±2℃、相对湿度 50±5% 下干燥 7 天,或烘干至完全固化),基材平整无变形,漆膜厚度均匀(通常要求干膜厚度符合产品标准,一般 50μm~150μm,过厚 / 过薄会影响结果)。
- 工具准备:
- 标准铅笔:需削至笔芯露出 3mm~5mm,且笔芯端面平整(用砂纸打磨,避免笔尖尖锐或毛糙);
- 铅笔硬度计(可选,代替手工施压,确保压力恒定,常用 750g 砝码);
- 直尺:用于确定划刻长度;
- 放大镜(5 倍~10 倍):观察漆膜破损情况。
- 固定样品:将待测样品平放于水平台面上,确保试验过程中样品不移动(可使用夹具固定)。
- 选择铅笔顺序:通常从较软的铅笔(如 B 或 HB)开始,避免直接用硬铅笔划伤漆膜导致误判;若已知漆膜大致硬度,可从接近该硬度的铅笔开始。
- 施加压力与划刻:
- 手工操作:用手指握住铅笔,使铅笔与漆膜表面呈45° 角,施加恒定压力(约 750g,可通过在铅笔尾部挂砝码控制),沿直尺方向匀速划刻 10mm~15mm(速度约 10mm/s,避免过快或过慢);
- 仪器操作:将铅笔固定在铅笔硬度计的夹头上,调整角度至 45°,放置 750g 砝码,推动硬度计沿导轨匀速划刻,确保划刻轨迹直线。
- 清洁与观察:划刻后用软布轻轻擦去表面粉末,用放大镜观察划刻轨迹:
- 若无破损(无划痕、不露底),则更换更高一级硬度的铅笔,重复步骤 3;
- 若出现破损,则更换更低一级硬度的铅笔,重复步骤 3(需在漆膜未划刻过的区域测试,避免重复使用同一位置)。
- 铅笔质量把控:必须使用符合 GB/T 149-2019《铅笔》标准的绘图铅笔,避免使用自动铅笔(笔芯材质可能不达标)或劣质铅笔(硬度等级不准);同一批次试验需用同一、同一批次的铅笔,减少误差。
- 压力与角度:
- 压力:标准压力为 750g(适用于大多数漆膜),部分行业(如汽车涂料)可能要求 1000g,需按产品标准明确;压力不足会导致硬铅笔也划不破损,压力过大则会使软铅笔误判为硬铅笔。
- 角度:严格保持 45°,角度偏大(如 60°)会增加笔尖对漆膜的压力,角度偏小(如 30°)则会降低压力,均会影响结果。
- 样品干燥程度:漆膜未完全干燥会导致硬度偏低(假性软),过度干燥(如烘烤时间过长)可能导致漆膜脆化(假性硬),需严格按涂料干燥规范处理。
- 测试区域选择:每一次划刻需在全新的、无缺陷的漆膜区域进行,避免在边缘、气泡、流挂处测试,这些位置的漆膜性能不具代表性。
- 环境条件:试验环境温度 23±2℃、相对湿度 50±5%,湿度过高可能导致漆膜吸潮变软,温度过低可能导致漆膜变脆,均需控制。
根据 “漆膜无破损的高铅笔硬度等级” 判定结果,具体规则如下(依据 GB/T 6739-2021):
- 无破损:划刻轨迹处无明显划痕,或仅有轻微、用指甲无法感觉到的痕迹,且基材未露出;
- 破损:划刻轨迹处出现明显划痕(指甲可感觉到)、漆膜剥落,或基材清晰可见(露底)。
示例:若用 H 铅笔划刻无破损,用 2H 铅笔划刻出现露底,则该漆膜的铅笔硬度为H 级;若 HB 铅笔划刻已出现破损,则需测试 B 铅笔,若 B 铅笔无破损,硬度为B 级。
结果报告需注明:铅笔、测试压力、环境条件、漆膜厚度及终硬度等级(如 “按 GB/T 6739-2021,750g 压力下,漆膜铅笔硬度为 2H”)。
通过以上规范操作,漆膜铅笔硬度检测可快速、准确地反映漆膜的机械防护性能,为涂料质量控制、产品选型(如户外家具需 H 级以上硬度)提供关键依据。