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測定附著力的方法有:劃圈法、劃格法、拉開法、扭開法及美國ASTM中的劃X法等數(shù)種,國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB1720-89(79)規(guī)定了劃圈法測定漆膜附著力的方法,而GB9286-88規(guī)定了采用劃格法測定附著力,GB5210-85規(guī)定了采用拉開法測定涂層附著力的方法。其中應(yīng)用簡便的是劃圈法測定漆膜附著力,現(xiàn)場為常用的是劃格法。
(1)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(shí)針方向,以80-100r/min均勻搖動(dòng)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(shí)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(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。
(2)劃格法測定附著力
劃格法附著力測試標(biāo)準(zhǔn)主要有ASTMD3359、ISO-2409和GB9286-98。其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。ASTMD3359是5B-OB級由好到壞,而ISO-2409是0-5為由好到壞。實(shí)驗(yàn)工具是劃格測試器,它是具有6個(gè)切割面的多刀片切割器,切刀間隙1mm、2mm和3mm(刀頭可以換)。將試樣涂于樣板上,干燥16小時(shí)后,用劃格器平行拉動(dòng)3-4cm,有六道切痕,應(yīng)切穿漆膜至底材;然后用同樣的方法與前者垂直,切痕同樣六道;這樣形成許多小方格。對于軟底材,用軟毛刷沿網(wǎng)格圖形成每一條對角線,輕輕向前和后各掃幾次,即可評定等級;而對于硬質(zhì)底材,先清掃,之后貼上膠帶(一般使用3M膠帶),且要保證膠帶與實(shí)驗(yàn)區(qū)全面接觸,可以用手指來回摩擦使之接觸良好,然后迅速拉開,使用目視或者放大鏡對照標(biāo)準(zhǔn)與說明附圖進(jìn)行對比定級。其分級的標(biāo)準(zhǔn)描述為:
(3)拉開法測定附著力
拉開法測定的附著力是指在規(guī)定的速率下,在試樣的膠結(jié)面上施加垂直、均勻的拉力,以測定涂層或涂層與底材間的附著破壞時(shí)所需的力,以Mpa表示。此方法不僅可檢驗(yàn)涂層與底材的粘接程度,也可檢測涂層之間的層間附著力;考察涂料的配套性是否合理,全面評價(jià)涂層的整體附著效果。拉開法測試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有ISO4624-2004(新版標(biāo)準(zhǔn))ASTMD-4514、GB5210等。
國外常用測定拉開法的儀器是Elcometer附著力試驗(yàn)儀。此儀器較小,可用于現(xiàn)場檢測。但有些時(shí)候,類似Elcometer-106手動(dòng)拉開測試儀由于手工操作是不穩(wěn)定性而影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性,在有些國家的行業(yè)內(nèi)不再使用,Elcometer試驗(yàn)是將一鋁制試驗(yàn)拉頭粘在涂層上,采用有刻度的機(jī)械拉力試驗(yàn)機(jī)將拉頭拉脫,從標(biāo)尺刻度讀出拉去鋁頭的拉力。一般在金屬基體上進(jìn)行拉開試驗(yàn)可能發(fā)現(xiàn)三種失效類型:
(a)粘接失效,即受拉力后,膠層從涂層或試驗(yàn)拉頭上拉斷或其自身內(nèi)部拉斷,認(rèn)為是膠粘劑的失效。涂層與基材或涂層與涂層之間的附著力均回超過些值。
(b)附著力失效,即涂層與基體在拉力下分離,此值為涂層與基體的附著力。
(c)內(nèi)聚力破壞,即涂層本身被拉斷,此值作為層間附著力的數(shù)值,涂層與底材的附著力超過這一數(shù)值。對于每一種涂料都有規(guī)定拉開法測定數(shù)值,一般要求大于2Mpa,環(huán)氧雙組分涂料大于4MPA。
值得注意的是,采用Elcometer試驗(yàn)儀測定的拉開法附著力數(shù)據(jù)與國標(biāo)規(guī)定的拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)測定的數(shù)值有一定的差距。多次實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),Elcometer試驗(yàn)儀數(shù)據(jù)乘以3-3.5倍與拉力機(jī)測定的數(shù)值相近。因此,每種測試方法的試驗(yàn)數(shù)據(jù),只能同類比較,具有一定的準(zhǔn)確度。在填寫檢測報(bào)告時(shí),也要注明使用的檢測儀器和方法。
對于附著力的要求,ISO12944-6中對于涂層體系(干膜厚度大于250μm)的附著力要求為按照ISO4624拉開法附著力測試,至少要達(dá)到5Mpa。對于舊涂層參考數(shù)值為2Mpa,如果低于2 Mpa要將舊涂層予以除去。
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