涂层附着力试验的方法及判定

1/7涂层附着力试验的方法及判定涂层的附着力包括两个方面：有机涂层与底材金属表面的附着力（adhesion）；有机涂层本身的内聚力（cohesion）有机涂层与金属表面的附着力强度越大越好；涂层本身坚韧致密的漆膜两者共同作用才能更好的阻挡外界腐蚀因子对金属的腐蚀，从而达到对金属的良好的保护。涂层不能牢固的附着于金属表面，再完好的涂层也起不到作用（adhesionfailure）；涂层本身内聚力差，漆膜容易开裂（checking、cracking）而失去作用。以上两者共同决定涂层的附着力，构成决定涂层保护作用的关键因素。涂层附着力的检测：现场检测实验室检测现场检测：用刀具划X（ASTMD3359MethodAX-cuttapetest）或划格法（ASTMD3359MethodBCross-cuttapetest）以及拉开法（ISO4624Pullofftestforadhesion）；实验室检测：划圈法（GB1720）适用范围：划X法用于干膜厚度高于125μm的情况下；划格法适用于干膜厚度在250μm的情况。1．划X法（X-cuttapetest）测试程序2/7使用工具：美工刀、半透明压敏胶袋：○1涂层表面要求清洁干燥，高温和高湿会影响胶带的附着力；○2用美工刀沿直线稳定的切割涂膜至底材，夹角为30°~45°，划线长度约40mm，交叉点在划线的中间，确保划线至金属底材；○3把胶带放在切割线交点处，用手抹平（胶带的颜色可以帮助判断与漆膜的接触密实程度）；○4将胶带以180°从漆膜表面撕开，观察涂层拉开后的状态a．5A没有脱落；b．4A沿刀痕有脱落的痕迹；c．3A刀痕两边都有缺口状脱落达1.6mm；d．2A刀痕两边都有缺口状脱落达3.2mm；e．1A胶带下X区域内大片脱落；f．脱落面积超过X区域。示意图如下：其中5A—3A为附着力可接受状态。2．划格法Cross-Cuttapetest关于划格法的标准有：ASTMD3359MethodB和ISO2409，国标GB/T9286-98等效采用于ISO2409。两者测试方法和描述基本相同，只是附着力3/7级别次序正好相反：ASTMD3359是5B~0B（由好到坏），ISO12944是0~5（由好到坏）。ISO2409中规定了不同的漆膜厚度以及底材的软硬对应的不同的划格间距：0~60μm1mm间距硬质底材0~60μm2mm间距软质底材60~120μm2mm间距硬质或软质底材121~250μm3mm间距硬质或软质底材测量程序：○1测量漆膜厚度以确定适当的切割间距；○2以稳定的压力、适当的间距切割漆膜（刀刀见铁！），切割成井字格；○3轻扫去表面杂质，以胶带中间与划线格平行放置，用手磨平胶带；○4以接近60°角撕开胶带，保留胶带作为参考，检查切割部位状态，ISO2409规定0级或1级为合格。4/70级：完全光滑，无任何方格分层；1级：交叉处有小块的剥离，影响面积为5%；2级：交叉点沿边缘剥落，影响面积为5%~15%；3级：沿边缘整条剥落，和/或部分或全部不同的格子，影响面积为15%~35%；4级：沿边缘整条剥落，有些格子部分或全部剥落，影响面积为35%~65%；5级：任何大于４级的剥落级别。ISO12944中规定，附着力需达到１级才能认定为合格，在GB/T9286-98中前３级是令人满意的，要求评定通过／不通过时也是采用前３级。３．拉开法Pullofftestforadhesion拉开法是评价附着力的最佳测试方法，应用的标准有ISO4624-02,GB5210-85,ASTMD4514.5/7拉开法测试所使用的仪器有机械式Elcometer106和液压／气压驱动Elcometer108两种。Elcometer106存在由于手工操作的不稳定性而影响测试结果的准确性。附着力拉开法测试中所使用的胶黏剂有两种：环氧树脂胶黏剂和快干型氰基丙烯酸酯胶黏剂。环氧树脂胶黏剂在室温下需要24小时才能进行测试。快干型氰基丙烯酸酯胶黏剂在室温下15分钟后即能达到测试强度，但是建议在２小时后进行测试。铝合金圆柱倒立（dolly）用胶黏剂黏粘合后用透明胶布固定住，以免倒立（dolly）在胶黏剂固化到一定牢固度前偏移位置。仪器中的切割刀具是用来切割倒立（dolly）周围的涂层与胶黏剂，直至底材，以防止周边涂层或胶黏剂的存在而影响测试附着力的准确性。（如果干膜厚度低于150μm时，可以不进行切割）测量程序：a.倒立在使用前先用砂纸砂毛，然后用溶剂擦洗除油；b.测试部位的涂层进行清洁、除油处理；c.按照比例混合双组分环氧胶黏剂，将倒立黏于被测试涂层部位，确保倒立与涂层接触面所有部位都有胶黏剂附着；d.用胶布将倒立固定资涂层表面，室温下双组分环氧胶黏剂的固化时间是24h；e.用拉力仪套上倒立，进行拉拔试验，记录下破坏强度（MPa）和破坏状态；ISO4624种描述涂层拉拔后的破坏状态如下：A——底材的内聚力破坏；6/7A/B——底材与第一道涂层间的附着力破坏；B——第一道涂层的内聚力破坏；B/C——第一道涂层与第二道土层建的附着力破坏；……N——多道涂层中第n道涂层的内聚力破坏；N/M——多道涂层系统中第ｎ道涂层与第ｍ道涂层系统间的附着力破坏；－／Ｙ——最后一道涂层与胶黏剂间的附着力破坏；Ｙ——胶黏剂的内聚力破坏；Ｙ／Ｚ——胶黏剂与倒立间的附着力破坏。附着力的强度以Ｎ／ｍｍ２（ＭＰａ）表示，Elcometer108上面显示的是Mpa举例：某个涂层系统的拉开应力为20MPa，倒立与第一道涂层上有30%的涂层内聚力破坏，第一道涂层与第二道涂层的附着力破坏达到７０％的圆柱面积，其可以表示为：20MPa，30%B，70%B/C在NORSOKM501标准中规定，为使测试值的准确性，不能使用手动机械式，如Elcometer106的仪器，有机涂层要求测量值至少为5MPa，环氧涂层至少为3MPa1MPa=142.23p.s.i.拉开法是中破坏性的涂层检验方法，为了不损坏涂层系统，在进行附着力拉开法试验时，也可以规定某一拉开强度为基本要求，只要达到这一强度即可停止试验的继续进行，以免涂层上产生新的脆弱点，如果涂层被拉开，则说明不符合要求。7/74．画圈法主要用于实验室内对试板上涂层的附着力的测定讨论！