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涂層附著力試驗的方法及判定
點擊次數：11935 更新時間：2013-04-03
涂層附著力試驗的方法及判定
涂層的附著力包括兩個方面：有機涂層與底材金屬表面的附著力（adhesion）；有機涂層本身的內聚力（cohesion）
有機涂層與金屬表面的附著力強度越大越好；涂層本身堅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金屬的腐蝕，從而達到對金屬的良好的保護。
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，構成決定涂層保護作用的關鍵因素。
涂層附著力的檢測：現場檢測 實驗室檢測
現場檢測：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）；
實驗室檢測：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，高溫和高濕會影響膠帶的附著力；
2用美工刀沿直線穩定的切割涂膜至底材，夾角為30°~45°，劃線長度約40mm，交叉點在劃線的中間，確保劃線至金屬底材；
3把膠帶放在切割線交點處，用手抹平（膠帶的顏色可以幫助判斷與漆膜的接觸密實程度）；
4將膠帶以180°從漆膜表面撕開，觀察涂層拉開后的狀態
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1.6mm；
d．2A 刀痕兩邊都有缺口狀脫落達3.2mm；
e．1A 膠帶下X區域內大片脫落；
f．脫落面積超過X區域。
示意圖如下：
其中 —3A為附著力可接受狀態。
2．劃格法 Cross-Cut tape test
關于劃格法的標準有：ASTM D 3359 Method B和ISO 2409，國標GB/T 9286-98等效采用于ISO 2409。兩者測試方法和描述基本相同，只是附著力級別次序正好相反：ASTM D 3359是5B~0B（由好到壞），ISO12944是0~5 （由好到壞）。
ISO 2409中規定了不同的漆膜厚度以及底材的軟硬對應的不同的劃格間距：
| 0~60μm | 1mm間距 | 硬質底材 |
| 0~60μm | 2mm間距 | 軟質底材 |
| 60~120μm | 2mm間距 | 硬質或軟質底材 |
| 121~250μm | 3mm間距 | 硬質或軟質底材 |
測量程序：
1測量漆膜厚度以確定適當的切割間距；
2以穩定的壓力、適當的間距切割漆膜（刀刀見鐵?。?，切割成井字格；
3輕掃去表面雜質，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，ISO2409 規定0級或1級為合格。
0級：*光滑，無任何方格分層；
1級：交叉處有小塊的剝離，影響面積為5%；
2級：交叉點沿邊緣剝落，影響面積為5%~15%；
3級：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：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：任何大于４級的剝落級別。
ISO 12944中規定，附著力需達到１級才能認定為合格，在GB/T 9286-98中前３級是令人滿意的，要求評定通過／不通過時也是采用前３級。
３．拉開法 Pull off test for adhesion
拉開法是評價附著力的*測試方法，應用的標準有ISO 4624-02,GB 5210-85,ASTM D 4514.
拉開法測試所使用的儀器有機械式Elcometer 106和液壓／氣壓驅動Elcometer 108兩種。
Elcometer 106存在由于手工操作的不穩定性而影響測試結果的準確性。
附著力拉開法測試中所使用的膠黏劑有兩種：環氧樹脂膠黏劑和快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑。環氧樹脂膠黏劑在室溫下需要24小時才能進行測試?？旄尚颓杌┧狨ツz黏劑在室溫下15分鐘后即能達到測試強度，但是建議在２小時后進行測試。
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試附著力的準確性。（如果干膜厚度低于150μm時，可以不進行切割）
測量程序：
a. 倒立在使用前先用砂紙砂毛，然后用溶劑擦洗除油；
b. 測試部位的涂層進行清潔、除油處理；
c. 按照比例混合雙組分環氧膠黏劑，將倒立黏于被測試涂層部位，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，室溫下雙組分環氧膠黏劑的固化時間是24h；
e. 用拉力儀套上倒立，進行拉拔試驗，記錄下破壞強度（MPa）和破壞狀態；
ISO4624種描述涂層拉拔后的破壞狀態如下：
A——底材的內聚力破壞；
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道涂層的內聚力破壞；
N/M——多道涂層系統中第ｎ道涂層與第ｍ道涂層系統間的附著力破壞；
－／Ｙ——zui后一道涂層與膠黏劑間的附著力破壞；
Ｙ——膠黏劑的內聚力破壞；
Ｙ／Ｚ——膠黏劑與倒立間的附著力破壞。
附著力的強度以Ｎ／ｍｍ２（ＭＰａ）表示，Elcometer 108上面顯示的是Mpa
舉例： 某個涂層系統的拉開應力為20MPa，倒立與*道涂層上有30%的涂層內聚力破壞，*道涂層與第二道涂層的附著力破壞達到７０％的圓柱面積，其可以表示為：20MPa，30%B，70%B/C
在NORSOK M501標準中規定，為使測試值的準確性，不能使用手動機械式，如Elcometer 106的儀器，有機涂層要求測量值至少為5MPa，環氧涂層至少為3MPa
1MPa=142.23p.s.i.
拉開法是中破壞性的涂層檢驗方法，為了不損壞涂層系統，在進行附著力拉開法試驗時，也可以規定某一拉開強度為基本要求，只要達到這一強度即可停止試驗的繼續進行，以免涂層上產生新的脆弱點，如果涂層被拉開，則說明不符合要求。
4．畫圈法
主要用于實驗室內對試板上涂層的附著力的測定
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