涂层硬度与涂料品种及涂层的固化程度有关。油性漆及醇酸树脂漆的涂层硬度较低,而合成树脂漆的硬度较高。在一些固化剂固化型的涂料中,涂层硬度还与固化剂的使用量有关,大多数情况下提高固化剂的比例,涂层的硬度增加,与此同时,涂层的柔韧性、耐冲击性等性能则随之下降,此外,涂层的固化程度也直接影响其硬度值,即硬度由小到大是涂层在干燥过程中时间的函数,完全干燥的涂层才具有其特定的最高硬度。一些自干型涂料若能在适当的温度烘烤,亦能在一定程度上提高涂层硬度。
关于涂层硬度的测试，国家标准分析方法有：GB/T 6739-2022《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》、GB/T 1730-2007《色漆和清漆 摆杆阻尼试验》、GB/T 9275-2008 《色漆和清漆 巴克霍尔兹压痕试验》。
一、铅笔硬度试验
在铅笔硬度试验中，涂层按各种硬度的铅笔擦伤或刮破来定级。按标准规定，铅笔笔芯的硬度分为9B至9H共20级。
测定涂膜铅笔硬度时，可以将待试的涂膜样板正面朝上固定在台面上，铅笔用细砂纸打磨，与涂膜的平面成45°角，让铅笔在涂膜上作推犁式划动，每划一次，换一支铅笔，并保持相同的压力和45°夹角，从最硬的铅笔开始顺序由硬到软，逐个试验，直到找出涂膜不被划破的铅笔，这支铅笔的硬度即为被测试涂膜的硬度。
样板的评定可按以下两种方法进行：
A.涂膜刮破对于硬度标号相互邻近的两支铅笔,找出两道以上涂膜(包括两道)被刮破到底材或底层及未满两道的铅笔后,将未满两道的铅笔硬度标号作为涂膜的铅笔硬度,即划破两道漆膜的更软一级的硬度。
B.涂膜擦伤对于硬度标号相互邻近的两支铅笔,找出涂膜被擦伤两道以上(包括两道)及未满两道的铅笔后,将未满两道的铅笔硬度标号作为涂膜的铅笔硬度。
注:擦伤是指在涂膜表面有微小的刮痕,但由于压力使涂膜凹下去的现象不作为考虑。如果在试验处的涂膜无伤痕,则可用橡皮擦除去碳粉,以对着垂直于刮划的方向与试验样板的面成45°记下目视检査,能辨别的伤则认为是擦伤。
二、摆杆硬度试验
用摆杆硬度计测得的涂膜硬度，称为摆杆硬度。根据规定振幅内需要的时间判定涂膜的硬度，所需时间长的涂膜硬度高。
摆杆硬度计用摆杆振幅的衰减来测定涂膜阻力表示的硬度。通过摆杆横杆下面嵌入的两个钢球接触涂膜样板，摆杆以一定周期摆动时，摆杆的固定质量对涂膜产生压迫，使涂膜产生抗力，以规定振幅所需要的时间判定涂膜的硬度。
(1)方法要点
是接触漆膜表面的摆杆以一定周期摆动时,如表面越软,则摆杆的摆幅衰减越快。反之,则衰减越慢,通常用在摆动角范围摆幅衰减的阻尼时间与在玻璃板上于同样摆动角范围摆幅衰减的阻尼时间的比值来表示漆膜硬度。
在采用科尼格和珀萨兹摆的两种摆杆式阻尼试验仪测试涂层硬度时,由于两种摆的结构、重量、尺寸、摆动周期及摆幅不同，另外摆杆与涂层间的相互作用还取决于涂层具有的复杂的弹性和黏弹性,因此两种摆的测定结果之间能建立起通用的换算关系。所以,在产品标准中测定某种漆膜的阻尼时间时,只规定使用一种摆杆的仪器.
(2)选择摆杆式阻尼试验仪应考虑的因素
①通常科尼格摆的阻尼时间接近珀萨兹的一半;
②在摩擦系数低的表面上珀萨兹摆可能打滑,这会使结果无效,但对于一般的色漆和清漆,此种情况很难出现;
③由子环境条件对漆膜阻尼时间影响很大,因此,试验应在控制温、湿度条件,并且无振动、无气流影响的情况下进行.此外,漆膜厚度及底材材质也影响阻尼时间。
科尼格摆和珀萨兹摆的结构如图21-18、图21-19所示,它们形状虽不同,但主要结构均由横杆与一开口框架相连,横杆下面均嵌入两个用作支点的钢球,框架的下端成一个指针式的尖端。
（3）双摆测试
采用摆杆法测试漆膜硬度,应将涂料涂刷在120×90×2mm(可按JG40-62)的浮法平板玻璃或抛光平板玻璃上,并应按产品标准规定的条件和时间进行干燥,除另有规定外,应将干燥试板在GB/T9278环境即温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%环境条件下至少进行状态调节16h,整个测试过程亦应在此条件下进行。
测试前,应用乙醚润湿了的软稠布(或棉纸)擦净支承钢珠。将摆杆处于试板相同的环境条件下放置10min。被测试板的漆膜应朝上,放置在水平工作台上,然后使摆杆慢慢降落到试板上,摆杆支点距漆膜边缘不少于20mm,标尺零点若与静止位置时的摆尖不处于同一垂直位置,则应予以调节。
将摆杆在支轴没有横向位移的情况下偏转一定的角度(由5°到2°的时间/s,摆动角度与计时角度可不同,可在同一块试板的三个不同位置上进行测量,记录每次测量的结果及三次测量结果的平均值。
（4）计算
三、压痕硬度试验
压痕硬度试验是根据涂层抵抗压痕的程度来进行评测的。其原理是应用压头与表面成直角压进涂层。在做测试硬度时，使用一个精确的负荷，其结果可以表示为要达到压痕的规定直径时必要的负荷（克数）。
测定方法
涂层的压痕硬度是指抵抗压头压入有机涂层的能力。在一定的载荷下,涂层硬度越高,则其抵抗压头压入有机涂层的能力越强,涂层压痕也就越小。为取得较大的精确度,采用此法测定涂层硬度时,涂层最低允许厚度应使压痕深度不超过涂层厚度的3/4,以使底材的影响程度最小。压痕硬度 = 100 ÷ 压痕长度
四、邵氏印度
邵氏硬度计是一种用于测量材料硬度的特殊仪器，通过硬度计的印痕深度来评估材料的硬度。一般在地坪涂料使用邵D 测试，按GB/T 531.1-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶 压入硬度试验方法 第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）标准执行。
性能检测对于邵氏硬度计涂料至关重要，以确保其在硬度测试过程中的准确性和可重复性。常见的性能测试包括硬度值测试，涂布均匀性测试，干燥时间测试以及附着力测试等。通过这些测试，可以评估邵氏硬度计涂料的硬度测试准确性、涂布均匀性、干燥速度以及附着力，确保其在硬度测试中具有可靠的性能。在地坪施工中，通常以固化后材料的邵氏硬度D达到40-50以上作为可以上人进行下一道工序的判断基准，在使用中一般要求邵氏硬度D达到70-80。
除了上述标准以外，另外涉及硬度标准如下：
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涂层硬度标准 |
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行业标准-航空 |
HB 5486-1991 |
热喷涂涂层硬度试验方法 |
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中国团体标准 |
T/GDTL 014-2021 |
摆杆阻尼测定涂层硬度 智能法 |
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美国材料与试验协会 |
ASTM D2134-19 |
用摇杆式漆膜硬度计测定有机涂层硬度的方法 |
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ASTM D4366-14 |
用摆锤减振试验测定有机涂层硬度的方法 |
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ASTM D1474-98(2002) |
有机涂层压痕硬度的试验方法 |
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RU-GOST R |
GOST 5233-1989 |
涂料. 涂层硬度的摆动仪测定法 |
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CZ-CSN |
CSN 91 0210 Cast.5-1979 |
家具表面涂层测试 涂层的硬度 |
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CSN 03 8159-1989 |
金属涂层显微硬度测试 |
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国际标准化组织 |
ISO/TR 21555:2019 |
色漆和清漆 涂层硬度和耐磨性试验方法概述 |
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德国标准化学会 |
DIN CEN ISO/TR 21555:2022-01 |
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英国标准学会 |
PD CEN ISO/TR 21555:2020 |
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欧洲标准化委员会 |
CEN ISO/TR 21555:2020 |
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马来西亚标准 |
MS 1509-2000 |
铅笔试验法测试有机涂层膜硬度的方法 |
