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涂層附著力試驗(yàn)的方法及判定
點(diǎn)擊次數(shù)：11254 更新時(shí)間：2013-04-03
涂層附著力試驗(yàn)的方法及判定
涂層的附著力包括兩個(gè)方面：有機(jī)涂層與底材金屬表面的附著力（adhesion）；有機(jī)涂層本身的內(nèi)聚力（cohesion）
有機(jī)涂層與金屬表面的附著力強(qiáng)度越大越好；涂層本身堅(jiān)韌致密的漆膜兩者共同作用才能更好的阻擋外界腐蝕因子對(duì)金屬的腐蝕，從而達(dá)到對(duì)金屬的良好的保護(hù)。
涂層不能牢固的附著于金屬表面，再完好的涂層也起不到作用（adhesion failure）；涂層本身內(nèi)聚力差，漆膜容易開裂（checking、cracking）而失去作用。
以上兩者共同決定涂層的附著力，構(gòu)成決定涂層保護(hù)作用的關(guān)鍵因素。
涂層附著力的檢測(cè)：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)：用刀具劃X（ASTM D3359 Method A X-cut tape test）或劃格法（ASTM D3359 Method B Cross-cut tape test）以及拉開法（ISO 4624 Pull off test for adhesion）；
實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)：劃圈法（GB 1720）
適用范圍：劃X法用于干膜厚度高于125μm的情況下；劃格法適用于干膜厚度在250μm的情況。
1．劃X法 （X-cut tape test）
測(cè)試程序
使用工具：美工刀、半透明壓敏膠袋：
1涂層表面要求清潔干燥，高溫和高濕會(huì)影響膠帶的附著力；
2用美工刀沿直線穩(wěn)定的切割涂膜至底材，夾角為30°~45°，劃線長(zhǎng)度約40mm，交叉點(diǎn)在劃線的中間，確保劃線至金屬底材；
3把膠帶放在切割線交點(diǎn)處，用手抹平（膠帶的顏色可以幫助判斷與漆膜的接觸密實(shí)程度）；
4將膠帶以180°從漆膜表面撕開，觀察涂層拉開后的狀態(tài)
a． 沒有脫落；
b．4A 沿刀痕有脫落的痕跡；
c．3A 刀痕兩邊都有缺口狀脫落達(dá)1.6mm；
d．2A 刀痕兩邊都有缺口狀脫落達(dá)3.2mm；
e．1A 膠帶下X區(qū)域內(nèi)大片脫落；
f．脫落面積超過X區(qū)域。
示意圖如下：
其中 —3A為附著力可接受狀態(tài)。
2．劃格法 Cross-Cut tape test
關(guān)于劃格法的標(biāo)準(zhǔn)有：ASTM D 3359 Method B和ISO 2409，國(guó)標(biāo)GB/T 9286-98等效采用于ISO 2409。兩者測(cè)試方法和描述基本相同，只是附著力級(jí)別次序正好相反：ASTM D 3359是5B~0B（由好到壞），ISO12944是0~5 （由好到壞）。
ISO 2409中規(guī)定了不同的漆膜厚度以及底材的軟硬對(duì)應(yīng)的不同的劃格間距：
| 0~60μm | 1mm間距 | 硬質(zhì)底材 |
| 0~60μm | 2mm間距 | 軟質(zhì)底材 |
| 60~120μm | 2mm間距 | 硬質(zhì)或軟質(zhì)底材 |
| 121~250μm | 3mm間距 | 硬質(zhì)或軟質(zhì)底材 |
測(cè)量程序：
1測(cè)量漆膜厚度以確定適當(dāng)?shù)那懈铋g距；
2以穩(wěn)定的壓力、適當(dāng)?shù)拈g距切割漆膜（刀刀見鐵?。?，切割成井字格；
3輕掃去表面雜質(zhì)，以膠帶中間與劃線格平行放置，用手磨平膠帶；
4以接近60°角撕開膠帶，保留膠帶作為參考，檢查切割部位狀態(tài)，ISO2409 規(guī)定0級(jí)或1級(jí)為合格。
0級(jí)：*光滑，無任何方格分層；
1級(jí)：交叉處有小塊的剝離，影響面積為5%；
2級(jí)：交叉點(diǎn)沿邊緣剝落，影響面積為5%~15%；
3級(jí)：沿邊緣整條剝落，和/或部分或全部不同的格子，影響面積為15%~35%；
4級(jí)：沿邊緣整條剝落，有些格子部分或全部剝落，影響面積為35%~65%；
5級(jí)：任何大于４級(jí)的剝落級(jí)別。
ISO 12944中規(guī)定，附著力需達(dá)到１級(jí)才能認(rèn)定為合格，在GB/T 9286-98中前３級(jí)是令人滿意的，要求評(píng)定通過／不通過時(shí)也是采用前３級(jí)。
３．拉開法 Pull off test for adhesion
拉開法是評(píng)價(jià)附著力的*測(cè)試方法，應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有ISO 4624-02,GB 5210-85,ASTM D 4514.
拉開法測(cè)試所使用的儀器有機(jī)械式Elcometer 106和液壓／氣壓驅(qū)動(dòng)Elcometer 108兩種。
Elcometer 106存在由于手工操作的不穩(wěn)定性而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
附著力拉開法測(cè)試中所使用的膠黏劑有兩種：環(huán)氧樹脂膠黏劑和快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑。環(huán)氧樹脂膠黏劑在室溫下需要24小時(shí)才能進(jìn)行測(cè)試?？旄尚颓杌┧狨ツz黏劑在室溫下15分鐘后即能達(dá)到測(cè)試強(qiáng)度，但是建議在２小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試。
鋁合金圓柱倒立（dolly）用膠黏劑黏粘合后用透明膠布固定住，以免倒立（dolly）在膠黏劑固化到一定牢固度前偏移位置。
儀器中的切割刀具是用來切割倒立（dolly）周圍的涂層與膠黏劑，直至底材，以防止周邊涂層或膠黏劑的存在而影響測(cè)試附著力的準(zhǔn)確性。（如果干膜厚度低于150μm時(shí)，可以不進(jìn)行切割）
測(cè)量程序：
a. 倒立在使用前先用砂紙砂毛，然后用溶劑擦洗除油；
b. 測(cè)試部位的涂層進(jìn)行清潔、除油處理；
c. 按照比例混合雙組分環(huán)氧膠黏劑，將倒立黏于被測(cè)試涂層部位，確保倒立與涂層接觸面所有部位都有膠黏劑附著；
d. 用膠布將倒立固定資涂層表面，室溫下雙組分環(huán)氧膠黏劑的固化時(shí)間是24h；
e. 用拉力儀套上倒立，進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，記錄下破壞強(qiáng)度（MPa）和破壞狀態(tài)；
ISO4624種描述涂層拉拔后的破壞狀態(tài)如下：
A——底材的內(nèi)聚力破壞；
A/B——底材與*道涂層間的附著力破壞；
B——*道涂層的內(nèi)聚力破壞；
B/C——*道涂層與第二道土層建的附著力破壞；
……
N——多道涂層中第n道涂層的內(nèi)聚力破壞；
N/M——多道涂層系統(tǒng)中第ｎ道涂層與第ｍ道涂層系統(tǒng)間的附著力破壞；
－／Ｙ——zui后一道涂層與膠黏劑間的附著力破壞；
Ｙ——膠黏劑的內(nèi)聚力破壞；
Ｙ／Ｚ——膠黏劑與倒立間的附著力破壞。
附著力的強(qiáng)度以Ｎ／ｍｍ２（ＭＰａ）表示，Elcometer 108上面顯示的是Mpa
舉例： 某個(gè)涂層系統(tǒng)的拉開應(yīng)力為20MPa，倒立與*道涂層上有30%的涂層內(nèi)聚力破壞，*道涂層與第二道涂層的附著力破壞達(dá)到７０％的圓柱面積，其可以表示為：20MPa，30%B，70%B/C
在NORSOK M501標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，為使測(cè)試值的準(zhǔn)確性，不能使用手動(dòng)機(jī)械式，如Elcometer 106的儀器，有機(jī)涂層要求測(cè)量值至少為5MPa，環(huán)氧涂層至少為3MPa
1MPa=142.23p.s.i.
拉開法是中破壞性的涂層檢驗(yàn)方法，為了不損壞涂層系統(tǒng)，在進(jìn)行附著力拉開法試驗(yàn)時(shí)，也可以規(guī)定某一拉開強(qiáng)度為基本要求，只要達(dá)到這一強(qiáng)度即可停止試驗(yàn)的繼續(xù)進(jìn)行，以免涂層上產(chǎn)生新的脆弱點(diǎn)，如果涂層被拉開，則說明不符合要求。
4．畫圈法
主要用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)試板上涂層的附著力的測(cè)定
討論！
