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檢測涂層附著力除了百格刀還有什么方法?

發布時間:2020-03-12人氣:54
涂層附著力的檢測方法主要有劃圈法、劃格法、劃X 法和拉開法。不同的檢測方法,滄州歐譜百格刀相應的標準見表1。其中劃圈法不適用于涂裝現場的涂膜附著力檢查,只適合于實驗室內涂膜性能的檢測。

表1 涂層附著力的檢測方法和標準
劃圈法 GB1720
劃 X法 ASTM D3359方法 A
劃格法 ASTM D3359方法 B
ISO 2409
GB/T 9286
拉開法 ISO 4624
ASTM D4514
GB/T 5210

1.劃圈法

劃圈法所采用的附著力測定儀是按照劃痕范圍內的漆膜完整程度進行評定,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,標準圓長7.5cm,取出樣板,評級。實驗中需要注意以下幾點:

(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(最內層)開始評定,也可以1級(最外圈)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,則認為該部位是完好的,否則認為壞損。例如,部位1漆膜完好,附著力最佳,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。依據類推,7級附著力最差。通常要求比較好的底漆附著力應達到1級,面漆的附著力可在2級左右。

2. 劃格法

劃格法測試標準主要有ASTM D3359 Method B 和ISO 2409,兩者的測試方法和描述基本相同,只是對于附著力級別的說明次序剛好相反。ASTM D3359 是5B~0B 為由好到壞,而ISO 2409 是0~5 為由好到壞。我國國家標準GB/T9286-1998 等效采用于ISO2409:1992。

這里主要介紹ISO 2409 的測試方法。

ISO 2409 劃格法測試中使用的刀具有多刃和單刃兩種,由于多刃刀具對>120μm 的干膜厚度或較硬的涂層不容易平穩地切割漆膜,因此推薦使用單刃刀具。為了避免人為誤差,可以使用電動劃格法附著力測試儀,刀具壓力可以預先調校。有些儀器公司,如德國Erichzen儀器公司生產的430 型,可以進行單行、多行、星形及楔形等多種規格的試驗。使用單刃刀具,還需要具有不同間距的儀器。透明壓敏膠帶以及2倍或3倍的放大鏡也是不可缺少的試驗用輔助工具。

不同的漆膜決定了不同的劃格間距,底材的軟硬程度也對其有影響,見表2。

表2 不同漆膜厚度與底材相對應的劃格間距
0 - 60微米 1 mm 間距 硬質底材
0 - 60微米 2 mm 間距 軟質底材
61 – 120微米 2 mm 間距 硬質或軟質的底材
121 - 250微米 3 mm 間距 硬質或軟質的底材

劃格法測試程序如下:

(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,勻速地切割漆膜,確保每刀切到底材表面

(3)重復以上操作,以90°角再次平行等數切割漆膜,形成井字格

(4)用軟刷輕掃表面。以穩定狀態卷開膠帶,切下75mm 的長度

(5)把膠帶中間放在格子上,與劃線呈平行,至少留有20mm 長度在格子外以用手抓著,用手指摩平膠帶

(6)抓著膠帶一頭,在0.5~1.0s 內,以接近60°角撕開膠帶。保留膠帶作為參考,檢查切割部位的狀態

在ISO 12944 中規定,附著力須達到1 級才能認定為合格;滄州歐譜在GB/T 9286-1998 中,前3級是令人滿意的,要求評定通過/不通過時也采用前3 級作為評判要求。

3. 劃X 法

美國材料試驗協會制訂的ASTM D3359,適用于干膜厚度高于125 微米的情況,對最高漆膜厚度沒有作出限制,而相對應的劃格法通常適用于250 微米以下的干膜厚度。

測試所要有的工具比較簡單,鋒利的刀片,比如美工刀、解剖刀;25mm(1in.)的半透明壓敏膠帶;鉛筆一頭的橡皮擦以及照明燈源,比如手電等。

測試程序如下:

(1)涂層表面要清潔干燥,高溫和高濕會影響膠帶的附著力

(2)浸泡過的樣板要用溶劑清洗,但不能損害涂層,然后讓其干燥

(3)用刀具沿直線穩定地切割漆膜至底材,夾角為30~45°,劃線長40mm(1.5 in.),交叉點在線長的中間

(4)用燈光照明查看鋼質基底的反射,確定劃痕到底材沒有;如果沒有,則在另一位置重線切割

(5)除去壓敏膠帶上面的兩圈,然后以穩定的速率拉開膠帶,割下75mm(3in.)長的膠帶

(6)把膠帶中間處放在切割處的交叉點上,用手指抹平,再用橡皮擦摩平膠帶,透明膠帶的顏色可以幫助我們看出與漆膜接觸的狀態密實程度。

(7)在90±30s 內,以180°從漆膜表面撕開膠帶,觀察涂層拉開后的狀態,標準中定義了五種狀態供參考,其中5A-3A 為附著力可接受狀態。

5A:沒有脫落或脫皮

4A:沿刀痕有脫皮或脫落的痕跡

3A:刀痕兩邊都有缺口狀脫落達1.6mm

2A:刀痕兩邊都有缺口狀脫落達3.2mm

1A:膠帶下X 區域內大部分脫落

0A:脫落面積超過了X 區域

4.拉開法

拉開法是評價附著力的最佳測試方法,鋁合金圓柱用膠黏劑膠在涂層表面,等膠黏劑完全固化后,用相拉開法測試儀器進行附著力的測試。

應用的標準有GB5210(等同采用ISO 4624),以及ASTM D4514。

拉開法測試儀器有機械式和液壓/氣壓驅動兩種類型。典型的測試儀器有滄州歐譜Elcometer106型(機械式)和Elcometer108型(液壓型)。Elcometer106的手動機械拉開法測試儀,因為它由于手工操作的不穩定性而影響測試結果的準確性,因此在海洋防腐工程標準NORSOK M501 規定中不再使用機械式拉開法測試儀。

拉開法附著力測試時,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。環氧膠黏劑在室溫下要24 小時后才能進行測試,而快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑室溫下15 分鐘后即能達到測試強度,建議在2 小時后進行測試。

透明膠帶的作用主要是用來固定剛黏上的鋁合金圓柱,以免膠黏劑沒有固化到一定牢度而使圓柱偏離原來的黏著位置。

切割刀具用來切割鋁合金圓柱周邊的涂層與膠黏劑,直至底材,這樣可以避免周邊涂層影響附著力的準確性。如果干膜厚度低于150μm 時,可以不進行切割處理。

為了便利起見,ISO4624 中規定了一系列符號來描述其狀態:

A = 底材的內聚力破壞

A/B = 底材與第1 道漆間的附著力破壞

B = 第1 道漆的內聚力破壞

B/C = 第1 道涂層與第2 道涂層間的附著力破壞

n = 多道涂層系統中第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 道涂層系統的附著力破壞

-/Y = 最后1 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 = 膠黏劑與測試圓柱間的附著力破壞

附著力的強度以 N/mm2(MPa)來表示,在常用的Elcometer 108 上面顯示的是MPa。比如一個涂層系統的拉開應力為20MPa,在圓柱上面和第一道涂層上有30%的涂層內聚力破壞,第一道涂層與第二道涂層的附著力破壞達到70%的圓柱面積,則可以表述為:20MPa,30%B,70%B/C

在NORSOK M501 中,對有機涂層的附著力測試規定要求必須使用自動拉開式儀器,而不能使用手動機械式。防腐蝕涂料體系通常至少要求達到5.0MPa。對于防火涂料,水泥型的要求達到2.0MPa,對于環氧類產品要求為3.0MPa認可為合格。

ISO 12944-6 中對于涂層系統(干膜厚度大于250微米時)的附著力要求為按照ISO 4624拉開法附著力測試,至少要達到5MPa。

對于舊涂層的維修,參考數值至少要達到2MPa,才能認定為原涂層具有一定的附著力,可以保留。否則舊涂層予以去除。

新建結構防腐蝕涂層與混凝土表面的附著力一般規定不得到小1.5MPa,GB5210-85參照采用國際標準ISO4624-1978制訂,涂層的附著力以kg/cm2為單位。

破壞形式的規定如下:

附著破壞:涂層與底材,復合涂層界面的破壞,以A表示;

內聚破壞:涂層自身破壞,以B表示;

膠黏劑自身破壞或被測涂層的面漆部分被拉破,則表明涂層與底材的附著力或涂層間的界面附著力無大小所得數值,以C表示。

膠結失?。耗z黏劑與未涂層的試柱脫開,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測試要求的。如果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時,則表明膠黏劑的強度不能滿足要求,可以更換強度更高的材料。

試驗結果用附著力與破壞形式表示,如75kg/cm2 ·A

拉開法是一種破壞性的涂層檢驗方法,為了不損壞涂層,在進行附著力拉開法試驗時可以規定某一拉開強度為基本要求,只要達到這一強度就可停止試驗的試驗繼續進行,以避免涂層上產生新的脆弱點,如果涂層被撕開,則說明不符合要求。這對于現場的涂層測試更為合理有利。
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