涂層附著力的4種測定方法，你想不想學
作者：
瀏覽：104
發布日期：2021-05-26
今天小編給大家分享的是關于涂層附著力的4種測定方法的文章，一起來的看看吧。
附著力是指涂層與被涂物表面之間或涂層與涂層之間相互結合的能力。良好的附著力對被涂產品的防護效果是至關重要的，一種涂料產品的其他性能無論多么優異，但如果與被涂物表面的結合力太差，或者是因施工不當而造成涂層在產品的運輸或使用過程中過早脫落，也就談不上有什么防護效果了。
涂層附著力的好壞取決于兩個關鍵因素：一是涂層與被涂物表面的結合力，二是涂裝施工質量尤其是表面處理的質量。
此外，不同的基材對涂層附著力的影響也甚為明顯，一般來說，涂層在鋼鐵上的附著力要優于鋁合金、不銹鋼及鍍鋅工件上的附著力，故后者在進行涂裝體系的設計時，要特別注重底漆的選擇。
涂層與被涂物面間的結合可分為三種類型：化學結合、機械結合和極性結合。其結合通常是某兩種或三種結合方式同時發揮作用使涂層粘附在物體表面。化學結合發生在涂層與金屬表面，即涂料中的某些成分與金屬表面發生了化學反應。典型的例子是磷化底漆和鉻酸鹽底漆與金屬表面的結合，前者兼具磷化處理和金屬鈍化的雙重作用，后者亦依賴鉻酸鹽中離解出的CrO4- 對金屬進行陽極鈍化，特別是用于非鐵（有色）金屬表面，對于提高涂層附著力有著明顯效果。機械結合效果與基體表面粗糙度有關，粗糙的表面將導致涂料與被涂物體的接觸面積增加，從而增強附著力。極性結合是由于涂膜中聚合物的極性基團（如羥基或羧基）與被涂物表面的極性基相互結合所致，但只有在兩個極性基團的引力范圍之內才會發生。不同的涂料之所以有不同的附著力，其主要原因就在于涂料中能與被涂物表面極性基作用的極性基團的多少及極性強弱的不同。
表面處理的目的是盡可能的消除涂層與被涂物體表面結合的障礙，排除影響化學結合及極性結合的因素如油、銹、氧化皮及其他雜質等，使得涂層能與被涂物表面直接接觸。此外，提供較為粗糙的表面，加強涂層與被涂物表面的機械結合力。因此，表面處理的質量與涂層附著力息息相關。
常用的測試涂層附著力的方法有劃圈法、劃格法、膠帶法、拉開法等。
( l ）劃圈法
利用唱針做針頭，將樣板涂層朝上，固定于儀器的試驗平臺上，使唱針的尖端接觸到涂層，用手將搖柄順時針勻速轉動，通過傳動機構，針尖就在涂層上勻速地畫上一定直徑的圈。如劃痕未露底板，則酌加祛碼，直至劃痕露出底板為止。所畫出的圈依次重疊，得出類似圓滾線的圖形，然后，取出樣板，用漆刷除去劃痕上的漆屑，用四倍放大鏡檢查并評級。
如某一部位的格子有70 ％以上完好，則應視該部位是完好的，否則應定為損壞。例如，部位1 涂層完好，則附著力最佳，定為1 級；部位1 涂層損壞而部位2 完好，附著力次之，定為二級。依次類推，七級的附著力最差，涂層幾乎全部脫落。其結果以至少有兩塊樣板的級別一致為準。
目前已有一種電動式附著力測定儀問世，系在手搖式測定儀上加一個電動機來帶動傳動機構，避免了手搖式易用力不勻及轉速不勻的弊病，減少了操作誤差。但無論是手搖式還是電動式，其唱針的回轉半徑應為5.25 mm，且唱針磨損后應隨時予以更換，否則將影響測試結果。
( 2 ）劃格法
系使用切割工具采取手工或機械的切割方式，將涂層按格陣圖形切割，其割傷應貫穿涂層直至基體表面，然后評價涂層的損傷情況 。
切割時，先在試片涂層上切割6 道或11 道相互平行的、間距相等（可為lmm或2mm) 的切痕，然后再垂直切割與前者切割道數及間距相同的切痕，其切割線的道數及間距應根據涂層性質及與有關方面協商而定。采用手工切割時，用力要均勻，速度要平穩無顫動。機械切割時，應在刀具上部加適當重量的祛碼，以便使刃口在切割中正好能穿透涂層而觸及底材。
( 3 ）膠帶法
即在有切口的涂層上粘貼膠帶，通過觀察剝下膠帶后涂層的附著狀態來評價其附著力。
膠帶法測定涂層附著力根據其切口形式的不同通常分為兩種：正交切口和“X”切口。正交切口和前述的劃格法圖形一樣，即在試樣上劃出貫穿涂層到達基體的25 或100 個方格，然后在其上粘貼寬18mm或24mm，粘附力每10mm大于2.94N 的透明膠帶，粘貼長度約50mm ，用橡皮擦使膠帶完全貼附在涂層上，1 -2min 后，手持膠帶的一端與涂面垂直，迅速地（不要猛然一拉）將膠帶撕下。
將制備好的試柱或試樣放入拉力機的上下夾具，并調至對中，使其橫截面能均勻地受到張力，夾具以10mm/ min 的拉伸速度進行拉開試驗，直至破壞。記下試樣拉開的負荷值，并觀察斷面的破壞形式。破壞形式可以分為以下幾種：
l ）附著破壞 涂層與底材、復合涂層界面間的破壞，以A 表示。
2 ）內聚破壞 涂層自身破壞，以B 表示。
3 ）膠粘劑自身破壞或面漆部分拉破 這表明涂層與底材的附著力或涂層間的界面附著力均大于所得數值，以C 表示。
4 ）粘接失敗 膠粘劑與未涂漆的試柱脫開，或與被測涂層的面漆完全脫開，以D 表示。
破壞形式為A 、B 或C 時，其測量結果是符合附著力試驗要求的。如出現兩種或兩種以上的破壞形式，則應注明破壞面積的百分數，大于70 ％為有效。出現D 時，應對膠粘劑的選用、工藝和質量進行檢驗或更換。出現C ，則表明膠粘劑的強度不能滿足要求，可更換膠粘強度更高的材料，以便定量測出涂層附著力。
涂層附著力按下式計算: F = G/S 式中F ― 涂層的附著力（N /cm2）; G ― 試樣被拉開破壞時的負荷值（N ) ; S ― 試柱的橫截面積（cm2）。
試驗結果以附著力與破壞形式來表示
（如75 kg/ cm2）· S = ( 75ON /cm2）· S
此外，還可采用劃痕法測試涂層附著力。其主要原理是：將刮具（可為磨圓的唱針或環）放在涂漆試板上，逐漸增大刮具上的負荷，直至涂層從底材表面上脫落，以負荷的大小來確定涂層的附著力
附著力是指涂層與被涂物表面之間或涂層與涂層之間相互結合的能力。良好的附著力對被涂產品的防護效果是至關重要的，一種涂料產品的其他性能無論多么優異，但如果與被涂物表面的結合力太差，或者是因施工不當而造成涂層在產品的運輸或使用過程中過早脫落，也就談不上有什么防護效果了。
涂層附著力的好壞取決于兩個關鍵因素：一是涂層與被涂物表面的結合力，二是涂裝施工質量尤其是表面處理的質量。
此外，不同的基材對涂層附著力的影響也甚為明顯，一般來說，涂層在鋼鐵上的附著力要優于鋁合金、不銹鋼及鍍鋅工件上的附著力，故后者在進行涂裝體系的設計時，要特別注重底漆的選擇。
涂層與被涂物面間的結合可分為三種類型：化學結合、機械結合和極性結合。其結合通常是某兩種或三種結合方式同時發揮作用使涂層粘附在物體表面。化學結合發生在涂層與金屬表面，即涂料中的某些成分與金屬表面發生了化學反應。典型的例子是磷化底漆和鉻酸鹽底漆與金屬表面的結合，前者兼具磷化處理和金屬鈍化的雙重作用，后者亦依賴鉻酸鹽中離解出的CrO4- 對金屬進行陽極鈍化，特別是用于非鐵（有色）金屬表面，對于提高涂層附著力有著明顯效果。機械結合效果與基體表面粗糙度有關，粗糙的表面將導致涂料與被涂物體的接觸面積增加，從而增強附著力。極性結合是由于涂膜中聚合物的極性基團（如羥基或羧基）與被涂物表面的極性基相互結合所致，但只有在兩個極性基團的引力范圍之內才會發生。不同的涂料之所以有不同的附著力，其主要原因就在于涂料中能與被涂物表面極性基作用的極性基團的多少及極性強弱的不同。
表面處理的目的是盡可能的消除涂層與被涂物體表面結合的障礙，排除影響化學結合及極性結合的因素如油、銹、氧化皮及其他雜質等，使得涂層能與被涂物表面直接接觸。此外，提供較為粗糙的表面，加強涂層與被涂物表面的機械結合力。因此，表面處理的質量與涂層附著力息息相關。
常用的測試涂層附著力的方法有劃圈法、劃格法、膠帶法、拉開法等。
利用唱針做針頭，將樣板涂層朝上，固定于儀器的試驗平臺上，使唱針的尖端接觸到涂層，用手將搖柄順時針勻速轉動，通過傳動機構，針尖就在涂層上勻速地畫上一定直徑的圈。如劃痕未露底板，則酌加祛碼，直至劃痕露出底板為止。所畫出的圈依次重疊，得出類似圓滾線的圖形，然后，取出樣板，用漆刷除去劃痕上的漆屑，用四倍放大鏡檢查并評級。
如某一部位的格子有70 ％以上完好，則應視該部位是完好的，否則應定為損壞。例如，部位1 涂層完好，則附著力最佳，定為1 級；部位1 涂層損壞而部位2 完好，附著力次之，定為二級。依次類推，七級的附著力最差，涂層幾乎全部脫落。其結果以至少有兩塊樣板的級別一致為準。
目前已有一種電動式附著力測定儀問世，系在手搖式測定儀上加一個電動機來帶動傳動機構，避免了手搖式易用力不勻及轉速不勻的弊病，減少了操作誤差。但無論是手搖式還是電動式，其唱針的回轉半徑應為5.25 mm，且唱針磨損后應隨時予以更換，否則將影響測試結果。
( 2 ）劃格法
系使用切割工具采取手工或機械的切割方式，將涂層按格陣圖形切割，其割傷應貫穿涂層直至基體表面，然后評價涂層的損傷情況 。
切割時，先在試片涂層上切割6 道或11 道相互平行的、間距相等（可為lmm或2mm) 的切痕，然后再垂直切割與前者切割道數及間距相同的切痕，其切割線的道數及間距應根據涂層性質及與有關方面協商而定。采用手工切割時，用力要均勻，速度要平穩無顫動。機械切割時，應在刀具上部加適當重量的祛碼，以便使刃口在切割中正好能穿透涂層而觸及底材。
( 3 ）膠帶法
即在有切口的涂層上粘貼膠帶，通過觀察剝下膠帶后涂層的附著狀態來評價其附著力。
膠帶法測定涂層附著力根據其切口形式的不同通常分為兩種：正交切口和“X”切口。正交切口和前述的劃格法圖形一樣，即在試樣上劃出貫穿涂層到達基體的25 或100 個方格，然后在其上粘貼寬18mm或24mm，粘附力每10mm大于2.94N 的透明膠帶，粘貼長度約50mm ，用橡皮擦使膠帶完全貼附在涂層上，1 -2min 后，手持膠帶的一端與涂面垂直，迅速地（不要猛然一拉）將膠帶撕下。
將制備好的試柱或試樣放入拉力機的上下夾具，并調至對中，使其橫截面能均勻地受到張力，夾具以10mm/ min 的拉伸速度進行拉開試驗，直至破壞。記下試樣拉開的負荷值，并觀察斷面的破壞形式。破壞形式可以分為以下幾種：
l ）附著破壞 涂層與底材、復合涂層界面間的破壞，以A 表示。
2 ）內聚破壞 涂層自身破壞，以B 表示。
3 ）膠粘劑自身破壞或面漆部分拉破 這表明涂層與底材的附著力或涂層間的界面附著力均大于所得數值，以C 表示。
4 ）粘接失敗 膠粘劑與未涂漆的試柱脫開，或與被測涂層的面漆完全脫開，以D 表示。
破壞形式為A 、B 或C 時，其測量結果是符合附著力試驗要求的。如出現兩種或兩種以上的破壞形式，則應注明破壞面積的百分數，大于70 ％為有效。出現D 時，應對膠粘劑的選用、工藝和質量進行檢驗或更換。出現C ，則表明膠粘劑的強度不能滿足要求，可更換膠粘強度更高的材料，以便定量測出涂層附著力。
涂層附著力按下式計算: F = G/S 式中F ― 涂層的附著力（N /cm2）; G ― 試樣被拉開破壞時的負荷值（N ) ; S ― 試柱的橫截面積（cm2）。
試驗結果以附著力與破壞形式來表示
（如75 kg/ cm2）· S = ( 75ON /cm2）· S
此外，還可采用劃痕法測試涂層附著力。其主要原理是：將刮具（可為磨圓的唱針或環）放在涂漆試板上，逐漸增大刮具上的負荷，直至涂層從底材表面上脫落，以負荷的大小來確定涂層的附著力
產品中心
Product Center
熱門資訊
Hot News
