Лабораторные методы слишком долги для цеха. Разбираем шесть проб, которые реально делаются на месте: тест растворителем, решётка, удар, изгиб, твёрдость и блеск — и что каждая из них на самом деле измеряет.
Что можно проверить без лаборатории
Лабораторные методы контроля отверждения — мощный инструмент в руках химика-рецептурщика, но они слишком сложны и требуют много времени, чтобы быстро оценить состояние покрытия. А именно быстрая оценка чаще всего и нужна тому, кто красит.
Хорошая новость: набор проб, которые реально делаются в цехе, закрывает почти все практические вопросы. Ниже — шесть, от самой дешёвой к самой требовательной.
Шесть проб и что каждая отвечает
Первые три доступны любому цеху сегодня же
← схема прокручивается по горизонтали
Тест растворителем: главный цеховой инструмент
Метод отличает отверждённое, частично отверждённое и неотверждённое покрытие и напоминает известный тест на стойкость к ацетону из мира жидких красок.
Как делается правильно
| Элемент | Как в методике | Зачем именно так |
|---|---|---|
| Прокладка | Мягкая тканевая, размером 3 × 3 дюйма | Достаточная площадь контакта |
| Инструмент | Закреплена на шаровом конце молотка весом 2 фунта | Молоток даёт постоянное усилие и убирает зависимость от оператора |
| Растворитель для эпоксидов | Метилэтилкетон (МЭК) без разбавления | Чистые эпоксидные системы |
| Растворитель для остальных | Смесь 10 % МЭК и 90 % ксилола | Гибриды, полиэфир/TGIC и альтернативы, полиуретаны |
| Движение | Прокладку скользят по панели, ища признаки разрушения | Считаются двойные протирки |
Как читать число двойных протирок
Границы даны для метода; конкретная система может отличаться
← схема прокручивается по горизонтали
Результаты этого теста всегда следует сравнивать с известной отверждённой панелью того же типа покрытия. Разные системы по-разному реагируют на растворитель, и «сто протирок» у одного материала и у другого — не одно и то же.
Поэтому эталонная панель хранится вместе с журналом, а не выбрасывается.
Адгезия: три метода разной строгости
Как проверяют сцепление с металлом
| Метод | Суть | Что даёт |
|---|---|---|
| Решётчатый надрез | Серия параллельных надрезов до подложки, вторая серия под прямым углом, затем отрыв липкой лентой | Оценка по числу оставшихся квадратов или по шкале от 5B до 0B. Не очень точен, но стандартизован и применяется повсеместно |
| Отрыв (pull-off) | Определяется наибольшая перпендикулярная сила, которую выдерживает покрытие до отрыва пробки материала | Более надёжный результат, напрямую соотносимый с адгезией |
| Надрез с растяжением (NCA) | Покрытие надрезают лезвием, на разрывной машине прикладывают натяжение перпендикулярно надрезу | Регистрируется критическая деформация начала расслоения; считается энергия адгезии |
Удар: самая обманчивая проба
Схема простая: груз падает по направляющей трубке на полусферический индентор, лежащий на окрашенной панели. Напротив индентора — отверстие, поэтому панель вместе с покрытием получает очень быструю деформацию, при которой плёнка может треснуть.
Широко применяется ударная установка Гарднера: грузы 2 и 4 фунта, направляющая трубка 40 дюймов, максимальный удар 160 дюйм-фунтов — это около 16 Н·м. Результат сообщают как наибольшее значение, при котором плёнка ещё не растрескалась.
Прямой и обратный удар
Обратный удар, как правило, жёстче — покрытие растягивается
← схема прокручивается по горизонтали
Одинаковая толщина. Стойкость к удару сильно завязана на том, насколько толстая плёнка, поэтому сравнивают только образцы одной толщины. Сравнивать 60 мкм со 110 мкм бессмысленно.
Нормальная адгезия. Сцепление с подложкой играет важную роль: при недостаточной адгезии результат легко истолковать неверно — вы измерите не прочность плёнки, а её отрыв.
Гибкость: изгиб на оправке
Окрашенную панель гнут на металлической опоре цилиндрической или конической формы.
- Цилиндрическая оправка. Результат — наименьший диаметр изгиба, при котором трещина на покрытии не обнаруживается невооружённым глазом.
- Коническая оправка. Результат — то, на каком расстоянии от узкого края конуса обрывается трещина. Оба метода позволяют по формуле рассчитать удлинение при разрыве покрытия.
Проба нужна там, где изделие после окраски гнут или формуют, а также как индикатор переотверждения: перепечённая плёнка трескается раньше.
Твёрдость: от карандаша до маятника
Методы измерения твёрдости
| Метод | Как работает | Замечание |
|---|---|---|
| Карандашная твёрдость | Набор калиброванных карандашей 6B, 5B … HB, F, H … 6H; твёрдость растёт слева направо | Результат — степень самого твёрдого карандаша, не повреждающего поверхность. Популярен из-за простоты |
| Маятник Кёнига, маятник Персоза | Маятник опирается на покрытие через два стальных шарика и свободно затухает | Более твёрдые покрытия дают более длительное время затухания; результат — секунды |
| Sward Rocker | Контакт через два плоских металлических кольца | Результат — удвоенное число качаний; на него влияет ещё и трение качения |
| Вдавливание по Кнупу | Пирамидальный алмазный индентор, отпечаток измеряется микроскопом | Для порошковых покрытий даёт воспроизводимые результаты |
| Индентор Пфунда | Полусферический кварцевый или сапфировый индентор | Результат — число твёрдости по Пфунду |
| Вдавливание по Бухгольцу | Стандартизованный метод вдавливания | Применяется наравне с прочими |
Блеск: под каким углом мерить
Блеск определяют блескомером как зеркальный блеск — отношение светового потока, отражённого от образца, к потоку, отражённому от эталонной поверхности. Эталон по стандартам — полированная стеклянная пластина.
Выбор геометрии измерения
Угол выбирают по самому покрытию, а не по привычке
← схема прокручивается по горизонтали
В договоре и в акте всегда указывайте угол измерения. «Блеск 85» без угла — не число: одно и то же покрытие даст разные значения при 60° и при 20°, и спор становится нерешаемым.
Соляной туман: что он на самом деле показывает
Испытание придумано, чтобы оценивать окрашенный металл — и чёрный, и цветной — там, где коррозионная нагрузка велика. Методика: распыление 5 % водного раствора поваренной соли с кислотностью в пределах pH 6,5–7,2 в камере при 35 °C. Если нужно оценить развитие коррозии от повреждения, перед испытанием на покрытии острым инструментом делают царапину до металла.
Длительность испытания — предмет соглашения между поставщиком и заказчиком либо берётся из отраслевого стандарта. Испытание идёт непрерывно, с короткими перерывами только на осмотр и перестановку образцов.
Воспроизводимость сильно зависит от подложки. Один и тот же материал на разной стали даст разные часы до появления дефекта.
Результаты нельзя переносить на другие среды. Стойкость в солевом тумане не предсказывает поведение в кислоте, щёлочи или в промышленной атмосфере — это разные механизмы.
Ориентиры: что считать хорошим результатом
Для понимания порядка величин — типовые показатели отверждённых плёнок промышленных гибридных и полиэфирных систем:
Типовые значения качественного покрытия
| Показатель | Типовое значение | Условие |
|---|---|---|
| Медленное продавливание по Эриксену | более 8 мм | отверждённая плёнка |
| Обратный удар | 160 дюйм-фунтов | при толщине плёнки около 60 мкм |
| Адгезия решётчатым надрезом | Gt0 — лучший балл | без отслоений |
| Твёрдость по маятнику Кёнига | более 200 с | гибридные системы |
| Блеск при 60° | выше 90 для глянцевых | зависит от рецептуры |
| Т-образный изгиб | T0 | без трещин |
Коротко
Цеху доступны шесть проб, и три из них не требуют вообще ничего, кроме расходников. Тест растворителем отличает отверждённое покрытие от недоотверждённого: МЭК для эпоксидов, смесь 10 % МЭК и 90 % ксилола для полиэфирных и гибридных систем, счёт двойных протирок и обязательное сравнение с эталонной панелью. Адгезию меряют решёткой, отрывом или надрезом с растяжением, причём результаты этих методов между собой несопоставимы. Удар по Гарднеру сравним только при одинаковой толщине и нормальной адгезии. Блеск без указания угла — не число. А солевой туман показывает относительную стойкость, а не срок службы.