涂層的附著力包括兩個方面:
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金屬的腐蝕,從而達(dá)到對金屬的良好的保護(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:現(xiàn)場檢測 實(shí)驗(yàn)室檢測現(xiàn)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(shí)驗(yàn)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(wěn)定的切割涂膜至底材,夾角為30°~45°,劃線長度約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.5A 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 5A—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,國標(biāo)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(guī)定了不同的漆膜厚度以及底材的軟硬對應(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)底材測量程序:○1測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?。懈畛删指?;○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級或1級為合格。
0級:完全光滑,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(diǎn)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(guī)定,附著力需達(dá)到1級才能認(rèn)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(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有ISO 4624-02,GB 5210-85,ASTM D 4514.拉開法測試所使用的儀器有機(jī)械式Elcometer 106和液壓/氣壓驅(qū)動Elcometer 108兩種。 Elcometer 106存在由于手工操作的不穩(wěn)定性而影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。附著力拉開法測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小時才能進(jìn)行測試。快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑在室溫下15分鐘后即能達(dá)到測試強(qiáng)度,但是建議在2小時后進(jìn)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(zhǔn)確性。(如果干膜厚度低于150μm時,可以不進(jìn)行切割)測量程序:倒立在使用前先用砂紙砂毛,然后用溶劑擦洗除油;測試部位的涂層進(jìn)行清潔、除油處理;按照比例混合雙組分環(huán)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;用膠布將倒立固定資涂層表面,室溫下雙組分環(huán)氧膠黏劑的固化時間是24h;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——***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,為使測試值的準(zhǔn)確性,不能使用手動機(jī)械式,如Elcometer 106的儀器,有機(jī)涂層要求測量值至少為5MPa,環(huán)氧涂層至少為3MPa1MPa=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,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.劃圈法測定附著力
劃圈法所采用的附著力測定儀是按照劃痕范圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)油漆的漆膜完整程度進(jìn)行評定,以級表示。是按照制備好的馬口鐵板固定在測定儀上,為確保劃透漆膜,酌情添加砝碼,按順時針方向,以80-100r/min均勻搖動搖柄,以圓滾線劃痕,標(biāo)準(zhǔn)圓長7.5cm,取出樣板,評級。實(shí)驗(yàn)中需要注意以下幾點(diǎn):
(a )測定儀的針頭必須保持銳利,否則無法分清1,2級的分別,應(yīng)在測定前先用手指觸摸感覺是否鋒利,或在測定若干塊試板后酌情理換。
(b)先試著刻劃幾圈,劃痕應(yīng)剛好劃透漆膜,若未露底板,酌情添加砝碼;但不要加得過多,以免加大阻力,磨損針頭。
(c)評級時可以7級(***內(nèi)層)開始評定,也可以1級(***外圈)評級,按順序檢查各部位的漆膜完整程度,如某一部位的格子有705以上完好,則認(rèn)為該部位是完好的,否則認(rèn)為壞損。例如,部位1漆膜完好,附著力**,定為1級;部位1漆膜壞損而部位2完好的,附著力次之定為2級。依據(jù)類推,7級附著力***差。通常要求比較好的底漆附著力應(yīng)達(dá)到1級,面漆的附著力可在2級左右。