涂层附着力检测方法的详细介绍
-
涂层附着力的检测方法
摘要:介绍了防腐蚀涂料涂层附着力的机理,并对附着力检测的标准划格法、划
X<
/p>
法以及
拉开法的测试方法和程序,作了详细说明。
关键词:涂层、附着力、划格法、拉开法
1
.
涂层附着力
涂装工程中,
对于防腐蚀涂料的涂层附着力检测是涂层保护性能相当重要的指标,
越来<
/p>
越被业主和监理所重视。
除了在试验室内的检测外,
防腐蚀涂料的选用过程中,
对涂料产品
进行的样板附
着力测试,以及施工过程中现场附着力的检测,也越来越普遍。
有机涂层与金属基底间的附着力,
与涂层对金属的保护有着密切的关系,
它主要是由附
着力与有机涂层下金属的腐蚀过程所决定的。
< br>有机涂层下金属的腐蚀主要是由相界面的电化
学腐蚀引起的,
附着力的好坏对电化学腐蚀有明显的影响。
良好的附着力能有效地阻挡外界
电解质溶液对基体的渗透,
推迟界面腐蚀电池的形成;
< br>牢固的界面附着力可以极大地阻止腐
蚀产物——金属阳离子经相间侧面向阴极区域
的扩散,
这些阳离子扩散是为了平衡阴极反应
所生成的带负电荷
的氢氧根离子,
这虽然是一个相当缓慢的过程,
但是一旦附着力
降低,
阳
离子从相间侧面向阴极扩散的扩散则容易得多。
有机涂层的附着力,应该包括两个方面,首先是有机涂层与基底金属
表面的黏附力
(
adhesion
)<
/p>
,其次是有机涂层本身的凝聚力(
Cohesion
)
。这两者对于涂层的防护作用来说
缺一不可。
p>
有机涂层在金属基底表面的附着力强度越大越好;
涂层本身坚韧致密
的漆膜,
才
能起到良好的阻挡外界腐蚀因子的作用。
涂层的不能牢固地黏附于基底表面,
再完好的涂层
也起不到作用;涂层本身凝聚力差,漆膜容易开裂而失去保护作用。这两个方面缺一不可,
附着力不好,再完好的涂层也起不到作用;而涂层本身凝聚力差,
则漆膜容易龟裂。这
两者
共同决定涂层的附着力,构成决定涂层保护作用的关键因素。
有关涂层附着力的研究有相当多的理论学说,影响涂层附着力有基本因素主要有两个
,
涂料对底材的湿润性和底材的粗糙度。
涂层对金属底材的湿润
性越强,
附着力越好;
一定的
表面粗糙
度对涂层起到了咬合锚固(
Anchor
Pattern
)的作用。
检测涂层
与底材之间的附着力有多种方法,
很多机构制订了相应的标准,
同时也制备了
很多的仪器工具来进行附着力的检测。
适用于现场检测附着力的方法主要有两大类,
用刀具划
X
或划格法,以及拉开法。这
两种方法除了可以在实验室内使用外,
更适合于在施工现场中应用。
主要的应用标准如表
1
。
表
1
涂层附着力的检测方法和标准
划
X
法
划格法
ASTM D3359
Method A X-cut tape test
(方法
A
划
X
法胶带测试)
ASTM
D3359 Method B Cross-cut tape test
(方法
B
划格法胶带测试)
ISO 2409
Cross-cut test
(划格法测试)
拉开法
ISO 4624 Pull
off test for adhesion
(附着力拉开法测试)
ASTM
D4514 (
附着力拉开
)
2
p>
.划
X
法
美国材料试验协会制订的
ASTM D3359
-
02
是目前最新版的有关划
X
法的标准。它适用
于干膜厚度高于
1
25
微米的情况,对最高漆膜厚度没有作出限制
.
而相对应的划格法通常适
用于
250
微米以下的干膜厚度。
测试所要有的工具比较简单,
锋利的刀片,比如美工刀、解剖刀;
25mm
(
1in.
)的半透
明压敏胶带;铅笔一头的橡皮擦以及
照明灯源,比如手电等。
测试程序如下:
(
1
)
涂层表面要清洁干燥,高温和高湿会影响胶带的附着力
(
2
)
浸泡过的样板要用溶剂清洗,但不能损害涂层,然后让其干燥
(
3
)
p>
用刀具沿直线稳定地切割漆膜至底材,夹角为
30
< br>~
45
,划线长
40mm(1.5
in.)
,
交叉点在线长的中间
(
4
)
p>
用灯光照明查看钢质基底的反射,确定划痕到底材没有;如果没有,则在另一
位置重线切割
(
5
)
p>
除去压敏胶带上面的两圈,然后以稳定的速率拉开胶带,割下
75m
m
(
3in.
)长
的胶带
(
6
)
p>
把胶带中间处放在切割处的交叉点上,用手指抹平,再用橡皮擦摩平胶带,透
明胶带的颜色可以帮助我们看出与漆膜接触的状态密实程度。
(
7
)
p>
在
90
±
30s<
/p>
内,以
180
从漆膜表面撕开胶带,观察涂层拉开后的状态,标准中
定义了五种状态供参考(如图
p>
1
)
,其中
5A<
/p>
-
3A
为附着力可接受状态。
5A
:没有脱落或脱皮
4A
:沿刀痕有脱皮或脱落的痕迹
<
/p>
3A
:刀痕两边都有缺口状脱落达
1.6
mm
2A
:刀痕两边都有缺口状脱落达
3.2mm
1A
:胶带下
X
区域内大部分脱落
0A
:脱落面积超过了
X
区域
5A
4A
3A
2A
1A
图
1
附着力划
X
法的涂层状态
0A
3
.划格法
附着力的划格法测试标准主要有
ASTM D3359
Method B
、
ISO
2409
和
GB
< br>。两者的
测试方法和描述基本相同,
只是对于附着力级别
的说明次序刚好相反。
ASTM D3359
是
5B
~
0B
为由好到坏,而<
/p>
ISO 2409
是
0
< br>~
5
为由好到坏。这里主要介绍
ISO 2409
的测试方法。
ISO 2409
划格法测试中使用的刀具有多刃和单刃两种,
由于多刃刀具对
>120
微米的干
膜厚
度或较硬的涂层不容易平稳地切割漆膜,因此推荐使用单刃刀具。为了避免人为误差,
发
展有电动划格法附着力测试仪,可以自动划格,刀具压力可以预先调校。有些仪器公司,
如德国
Erichzen
仪器公司生产的
430
型,可以进行单行、多行、星形及楔形等多种规格的
试
验。
使用单刃刀具,
还需要具有不同间距的仪器。
透明压敏胶带以及
x 2
或
x 3
的
放大镜
也是不可缺少的试验用材料。
不同的漆膜决定了不同的划格间距,底材的软硬程度也对其有影响(如表
2
)
。
表
2
不同漆膜厚度与底材相对应的划格间距
0 - 60
微米
0 - 60
微米
60
–
120
微米
121 -
250
微米
1 mm
间距
2 mm
间距
2 mm
间距
3 mm
间距
硬质底材
软质底材
硬质或软质的底材
硬质或软质的底材