涂料硬度反映的是涂層抵抗一個硬物體造成的恒定壓陷、刮擦、切劃和滲透的能力。由于測試方法的側重點不同,用不同的方法測試材料的硬度會得到不同的結果,每種方法都有其自身的尺度來確定材料的硬度特性。因為側重點不同,所以沒有一個的尺度能將不同方法測得的硬度統一起來,但是一種方法得到結果是有可比性的。木器涂料常用的硬度測定方法有鉛筆硬度法和擺桿硬度法,對韌軟的厚涂層也有人用邵氏A(Shore A)硬度來比較其硬度。本文主要介紹鉛筆硬度法。
鉛筆硬度測定法測得的硬度側重點在于體現涂層的耐壓陷、抗刮擦和耐劃傷能力。盡管有人認為鉛筆硬度的技術含量很低,但由于其簡便實用,可直接在木材上測定,所以鉛筆硬度法在涂料界仍得到廣泛應用。試樣制備前木材要先打磨平整并清理干凈,涂層干膜厚度應在25～40 μm,涂漆后一般干燥7 d。涂膜厚度和干燥時間長短影響硬度的測試結果。
測試用的一組鉛筆由最硬的9H到最軟的6B組成。常用的是4 H 、3 H 、2 H 、H 、F 、H B 、B 、2B、3B、4B、5B、6B共12支。F是中間硬度等級,“H”表示“硬度”(Hardness),“B”代表“黑度”(Blackness)。鉛筆的硬度由制造鉛芯時所用石墨和黏土的配比決定,石墨越多,越黑,越軟；黏土越多,鉛芯越硬。鉛筆的硬度號就用來表示涂膜的硬度。
測試鉛筆先削去木桿露出約3mm長的鉛芯,鉛筆垂直在砂紙上畫圈磨成平面,邊緣要銳利。手握鉛筆使其與待測漆面呈45°角,施加壓力，以鉛筆芯不斷為度,在漆面上向前推劃。每個硬度的鉛筆在試樣上測定5次,每次都用新的邊緣銳利的鉛芯,找出5次試驗中至少2次將涂膜擦傷或劃破的鉛筆號,再用軟一號的鉛筆測試,如果得到不多于1次的擦傷或劃破痕,就將后者的鉛筆號定為涂層的硬度。為了消除手握鉛筆用力不均勻和角度不準造成的偏差,已有各種鉛筆硬度試驗儀面市。
鉛筆硬度等級之間差別范圍較大,不能體現涂膜之間較小硬度的差別,也就是說,同樣鉛筆硬度的涂膜,實際軟硬度可能有明顯差別。但鉛筆硬度綜合考慮了涂層耐壓陷和抗刮擦性能,有很大的實用性。
涂膜的鉛筆硬度測定方法可參考中國標準GB/T 6739-2006《色漆和清漆 鉛筆法測定涂膜硬度》和美國標準ASTM D 3363-05《Standard TestMethod for Film Hardnees by Pencil Test》。
