涂层附着力的测定 涂层附着力测试方法

宋相丽 兰小军 丁立群 王世才 ( 海洋化工研究院,青岛 266071)

附着力指漆膜与底材黏附的牢固程度,是涂料的重要性能指标。漆膜附着力的测定受到涂料、涂装行业的广泛关注。本文仅就常用的漆膜附着力测定方法进行探讨。

1 涂层附着力测定标准

目前我国现行的漆膜附着力测定标准有3 个:GB/T 1720—1979(1989)《漆膜附着力测定法》;GB/T9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》;GB/T5210—2006《涂层附着力的测定法 拉开法》。

2 涂层附着力测定法及所用仪器

2.1 GB/T 1720—1979(1989)《漆膜附着力测定法》所用的漆膜附着力测定仪见图1。



1—荷重盘;2—升降棒;3—卡针盘;4—回转半径调整螺栓;5—固定样板调整螺栓;6—试验台;7—拦截螺帽;8—固定样板调整螺栓;9—试验台丝杠;10—调整螺栓;11—摇柄

图1 漆膜附着力测定仪示意图

将按《漆膜一般制备法》制备的马口铁板固定在测定仪上,按顺时针方向,以80~100 r/min 均匀摇动摇柄,以圆滚线划痕,标准圆长7~8 cm,按圆滚线划痕范围内漆膜完整程度评定附着力。该法操作简便,评定方法直观,为广大涂料、涂装行业的专业人员熟悉,一直被广泛采用。

2.1.1 评级方法

以样板上划痕的上侧为检查目标,依次标出1、2、3、4、5、6、7 等7 个部位,相应分为7 个等级,评级时可从7 级(最内层)开始评定,也可从1 级(最外圈)评定,按顺序检查各部位漆膜的完整程度,如某一部位的格子有70% 以上完好,则认定该部位是完好的,否则应认为坏损。例如,部位1 漆膜完好,附着力最佳,定为1 级;部位1 漆膜坏损而部位2 完好,附着力次之,定为2 级。依此类推,7 级附着力最差。

2.1.2 注意事项

(1) 测定仪的针头必须保持锐利,否则无法分清1、2 级的区别。应在测定前先用手指触摸感觉是否锋利,或在测定十几块试板后酌情更换。

(2) 先试着刻划几圈,划痕应刚好划透漆膜,若未露底板,酌情添加砝码,但砝码不要加得过多,以免加大阻力,磨损针头。

(3) 通常要求较好的底漆附着力应达到1 级,面漆的附着力可在2 级左右。附着力不好,涂膜易与物件表面剥离而失去涂装的作用和效果。

(4) 划圈法附着力测定法一般用于单一涂层附着力的测定。

2.2 GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》

该标准规定了以直角网格图形切割涂层穿透至底材时来评定涂层从底材上脱离的抗性的一种试验方法。规定用切割刀具在准备好的规定试板上纵横垂直交叉切割6 条平行切割线(间距由涂层厚度和底材硬度确定)。用透明胶带黏贴涂层切断处(软底材不用胶黏带),均匀撕去胶带,用4 倍放大镜检查切割表面。

2.2.1 评级方法

漆膜划格试验评级方法见表1。



由表1 可见:0 级附着力最佳。一般超过2 级在防腐涂料中就认为附着力达不到要求。

2.2.2 注意事项

(1) 划格法附着力测定时,需要正确把握切割间距。一般小于60 μm 厚的涂层,用1 mm 宽的切刀;2 mm 宽的切刀适合于60~120 μm 厚度的涂层;121~250 μm 涂层用3 mm 宽的切刀。

涂层附着力的测定 涂层附着力测试方法
(2) 所有切口应穿透涂层,但深入底材不能太深。

(3) 如果涂层过厚或硬而不能穿透底材,则该实验无效。

(4) 该试验应在温度(23±2)℃和相对湿度(50±5)% 的条件下进行。

(5) 划格法附着力测定法可测定单一涂层,也可测定复合涂层的附着力。

2.2.3 划圈法与划格法区别

划圈时涂层的破坏情况同划格时有相似之处,不同处体现在涂层破坏工具、破坏形式与评级方法上。划格法中每一个划格的面积是固定的,评级采用受损面积比率;而划圈法中由划圈交叉所形成特定部位的面积是递增的,评级考察的是不受坏损区域所处的位置。

2.3 GB/T 5210—2006《涂层附着力测定法 拉开法》

拉开法所测定的附着力是指在规定的速率下,在试样的黏结面上施加垂直、均匀的拉力,以测定涂层间或涂层与底材间的附着破坏时所需的力,以MPa 表示。此方法不仅可检验涂层与底材的黏结程度,也可检测涂层之间的层间附着力。该方法用于考察涂料的配套性是否合理,全面评价涂层的整体附着效果。拉力试验机在已涂漆底材平面的垂直方向上施加拉伸应力,该应力以均匀的且不超过1 MPa/s 速度稳步增加,使破坏过程在90 s 内完成。

2.3.1 试验所用底材

试验所用底材为标准试柱、薄金属、塑料、木材、坚硬底材(厚的混凝土板)。本文重点讨论在标准试柱上的附着力测定。

在标准试柱(要求试柱直径为20 mm)上测定附着力有3 种情况:(1)在坚硬和易变形的底材,单面或双面涂漆的底材上进行夹层试验;(2)使用单个试柱从单侧进行试验;(3)试柱法,其中一个试柱作为已涂漆底材进行试验。本文就第一种情况,即在单面涂漆的底材上考察某种涂料在橡胶底材上的附着力测试情况,从涂漆底材上截取不同规格的试片进行测试,测试结果见表2。



由表2 可见:该漆附着力与橡胶试片的规格有很大关系。依据标准GB/T 5210—2006,橡胶试片做成直径为30 mm 圆形或边长为30 mm 正方形,测定结果较理想。

2.3.2 拉开法附着力的失效类型及注意事项

一般在金属基体上进行拉开法试验可能发生3种失效类型:

(1) 黏结失效:即受拉力后,胶层从涂层或试验拉头上拉断,或其自身内部拉断,认为是胶黏剂失效。涂层与基材或涂层与涂层之间的附着力均会超过此值。

(2) 附着力失效:即涂层与底材在拉力下分离,此值为涂层与底材的附着力。

(3) 内聚力破坏:即涂层本身被拉断,此值作为层间附着力的数值,涂层与底材的附着力超过这一数值。对于每一种涂料都有规定的拉开法测定值,一般要求大于2 MPa,双组分环氧涂料大于4 MPa。

注意事项:

附着力的好坏与底材表面的预处理、施工方式及涂膜的保养有很大关系,条件允许的情况下,最好试柱表面喷砂达到要求的清洁度和粗糙度,试柱喷砂后3 h 内尽快使用。通过此项目的检查,可以检验涂料组成,特别是树脂的使用是否合理。

3 结语

漆膜附着力的好坏直接影响涂料对底材的保护能力,所以涂料附着力指标对于涂料而言非常重要。漆膜的附着力除了取决于所选用的涂料基料外,还与底材的表面预处理、施工方式以及涂膜的保养有十分重要的关系,例如,在潮湿、有锈蚀、有油脂的金属表面涂装,附着力就差。

  

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