涂层附着力测定.doc

在任何涂料防腐工程施工之前，都应当先对防腐涂料的附着力进行测试，凡附着力不合乎要求的涂料都不能在工程中使用。因为该项性能的不合格，将导致整个防腐蚀涂装工程的不合格。该项指标的测定可根据现场情况采用相关标准方法进行检测。目前常用的检测标准有GB/T9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验： # C% L/ ! Z8 S, t2 F; M该方法使用漆膜划格器，利用十字划格法在漆膜上垂直交叉划刻出方格，要求将漆膜划透。根据漆膜的破坏的情况将附着力分为5级， $ L Y; d4 K4 J切割时，可使用单刀锋或多刀锋，应保持刀间距相等（间距应为1mm或2mm），间距的大小取决于涂层的薄厚，涂层越薄，间距越小。一般在涂层试片上切割互相平行的6或10道，将切割后得到的方格用软毛刷刷掉切割下的碎屑后，得到的涂层的附着力将作如下分级评价：4 N3 v! o) i3 I$ b( X0级： 切割边缘完全平滑，无一格脱落；! P- m2 Z9 F. ?) B0 n* e8 k1级： 切割处有少许薄片剥离，但划格区影响不大；4 R+ c2 w5 ) 5 |5 / 2级： 切割处过切口边缘脱落比例大于5%，但受影响不大于15%；7 h* E! c# S Q3级： 涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落，脱落的比例大于15%，且受影响的区域不大于35%；( Y) C3 v% X/ 8 c4级： 涂层沿切割边缘，以大碎片脱落，或一些方格部分或全部出现脱落，脱落的比例大于35%，且受影响的区域不大于65%；5级： 大于第4级的严重剥落。# b6 G; # 5 O) Q6 M* * K0 I涂膜的附着力也可以通过间接方法，利用对涂膜冲击强度、柔韧性等指标的测试来间接评价。% w/ o K9 q# Y7 i3 美国ASTM D-1002制定了一种专用于管道防腐层与金属粘结的剪切强度试验方法。它使用力学拉力试验机，采用的试片是由两片同样规格的钢片组成。两钢试片间用涂料单面粘结在一起，在涂料完全固化后，用拉力试验机将两试片拉开。再根据拉力和粘结面积来计算剪切强度。* ) S0 % C# 7 z8 wGB/T5210是采用拉开法来测定附着力的，也是通过拉力机拉开的力的测定来计算涂料的粘结强度。涂装质量的好坏，最终必须体现在涂膜质量的优劣上，所以涂装后的质量检测主要是对涂膜性能的检测，包括涂膜的机械性能（如附着力、柔韧性、冲击强度、硬度、光泽等）和具有保护功能的特殊性能（如耐候性、耐酸碱性、耐油性等）两个方面。其中机械性能是涂装质量检测中必须检测的基本常规性能，而具有保护功能的特殊性能则可根据不同使用要求选择性的进行检测。涂装后质量检测是评判涂装质量的最终依据和确保质量的重要环节。涉及涂装后质量检测的标准检测方法如下。3 U# o2 B; x. , |7 L （1）GB1720-89（79）漆膜附着力测定法；. 6 J2 a4 |, l+ % 5 P （2）GB/T1731-93漆膜柔韧性测定法；, v- V5 B+ C1 m& （3）GB/T1732-93漆膜耐冲击性测定法；0 Y3 O+ Y6 S! r （4）GB/T1730-93漆膜硬度测定法摆杆阻尼试验；6 % l7 5 u! m2 Ia/ j D （5）GB/T6739-1996涂膜硬度铅笔测定法；: v jd8 : j9 P. J （6）GB5210-85涂层附着力的测定法拉开法；8 x0 K% u N/ , d+ $ 6 J （7）GB1743-89（79）漆膜光泽测定法；/ Y5 H7 N9 |; s （8）GB1768-89（79）漆膜耐磨性测定法；- y$ n/ G7 P! R- V3 M, - （9）GB1769-89（79）漆膜磨光性测定法；( H) z( o& V3 I （10）GB1770-89（79）底漆、腻子膜打磨性测定法；; D3 z- U$ F# v Y （11）GB9286-88清漆和色漆漆膜的划格试验；; S0 Z! V9 vz; T5 E* T （12）GB6742-86漆膜弯曲试验（圆柱轴）；% u* z9 n: i0 E/ m0 ?+ K （13）GB/T1733-93漆膜耐水性测定法；- N# : _- L0 o （14）GB/T1734-93漆膜耐汽油性测定法；7 w3 I% s, r5 R$ J0 N q) X （15）GB1735-89（79）漆膜耐热性测定法；; 2 G# F Y) o; e （16）GB1738-89（79）绝缘漆漆膜吸水率测定法；# q& 3 S $ r. q$ k3 S （17）GB1739-89（79）绝缘漆漆膜耐油性测定法； Q6 p: ! Q: （18）GB1740-89（79）漆膜耐湿热测定法；! t N, mDP# e （19）GB1741-89（79）漆膜耐霉菌测定法；1 i6 j% o: |3 H9 D （20）GB1761-89（79）漆膜抗污气性测定法； b # K6 Y! s6 r+ t+ Z w8 g% j L （21）GB1763-89（79）漆膜耐化学试剂性测定法；1 PL* G/ z, a （22）GB/T1766-1995色漆和清漆涂层老化的评级方法；2 h f3 W$ E2 c （23）GB/T1771-91色漆和漆耐中性盐雾性能的测定；; T0 M7 b* S8 Q9 q0 h& xQ l, l0 C （24）GB1865-89（80）漆膜老化（人工加速）测定法； Yg* R* Q: n7 Z0 q8 z- f （25）GB5370-85防污漆样板浅海浸泡试验方法；5 _+ l( c0 S# - n% i8 F% 1 u 在上述这些检测项目中，使用者应按照上节所述的漆膜一般制备方法制备标准试验样板，检测最常规的涂膜机械物理性能，用以评判涂膜的基本性能的优劣。可针对不同涂料的特殊功用，检测其中的一些防腐保护及装饰性能的好坏。其中最常用的一些检测项目如下。) x, n7 _) K4 X% c 一、漆膜附着力测定法! F. T# h, L m3 JE 漆膜附着力是指漆膜与被涂物件表面结合在一起的坚固程度。附着力是涂料物理机械性能的重要指标之一，通过此项目的检查，可以检验涂料组成，特别是树脂的使用是否合理。漆膜的附着力除了取决于所选用的涂料基料外，还与底材的表面预处理、施工方式以及涂膜的保养有十分重要的关系，例如，在潮湿、有锈蚀、有油脂的金属表面涂装，附着力就差。, l2 I. a+ U* c2 R c: F# 7 M 测定附着力的方法有：划圈法、划格（或划痕）法、拉开法和扭开法等数种，国家标准标准GB1720-89（79）规定了划圈法测定漆膜附着力的方法，而GB9286-88规定了采用划格法测定附着力，GB5210-85规定了采用拉开法测定涂层附着力的方法。其中应用最简便的是划圈法测定漆膜附着力。0 T& B5 D: A y6 o, - A 1、划圈法测定附着力b/ T% h/ T K4 a& e 划圈法所采用的附着力测定仪如图6-5所示，按照划痕范围内的漆膜完整程度进行评定，以级表示。$ 3 k4 W; $ x 步骤是将按漆膜一般制备法制备的马口铁板固定在测定仪上，为确保划透漆膜，酌情添加砝码，按顺时针方向，以80100r/min均匀摇动摇柄，以圆滚线划痕，标准圆长78cm，取出样板，评级。应注意以下几点。& v+ W& k6 X_1 F4 # 附着力试验仪及附着力评级- 5 X% * F+ k+ M# ?7 U(a)附着力试验仪；（b）附着力评级图% ) mV: Z$ v* gO7 1-荷重盘；2-升降棒；3-卡针盘；4-回转半径调整螺栓；5-固定样板调整螺栓；6-试验台；7-半截螺帽；8-固定样板调整螺栓；9-试验台丝杠；10-调整螺栓；11-摇柄；/ C; z4 R, m: t0 X: s- ) c) ! _* （1）测定仪的针头必须保持锐利，否则无法分清1，2级的分别，应在测定前先用手指触摸感觉是否锋利，或在测定十几块试板后酌情理换。2 W5 e4 A1 c4 ) ?; n9 Q( I) F （2）先试着刻划几圈，划痕应刚好划透漆膜，若未露底板，酌情添加砝码；但不要加得过多，以免加大阻力，磨损针头。8 J$ x: X5 1 Y6 8 F; i+ H- K （3）评级时可从7级（最内层）开始评定，也可从1级（最外圈）评级，按顺序检查各部位的漆膜完整程度，如某一部位的格子有70%以上完好，则认为该部位是完好的，否则认为坏损。例如，部位1漆膜完好，附着力最佳，定为1级；部位1漆膜坏损而部位2完好的，附着力次之定为2级。依次类推，7级附着力最差。6 Q) x r4 f+ AV( _$ ? 通常要求比较好的底漆附着力应达到1级，面漆的附着力可在2级左右，附着力不好，涂膜易与物件表面剥离而失去涂装的作用和效果。6 l6 a9 Yq: j+ j5 f6 B w# V4 2、划格法测定附着力+ N3 ?* 1 P+ N9 % t# O 另一种测定方法是划格法，按照GB9286-88进行。实验工具是划格测试器，它是具有6个切割面的多刀片切割器，由高合金钢制成，切刀间隙1mm。将试样涂于样板上，待干透后，用划格测试器平行拉动34cm，有六道切痕，应切穿漆膜；然后用同样的方法与前者垂直，切痕六道；这样形成许多小方格。用软刷从对角方向刷5次或用胶带粘于格子上并迅速拉开，用4倍放大镜检查试验涂层的切割表面，并与说明和附图进行对比定级（见图6-6）。切割边缘完全平滑，无一格脱落0级；在切*叉处涂层有少许薄片分离，但划格区受影响明显不超过5%为1级；切口边缘或交叉处涂层脱落明显大于5%，但受影响不大于15%为2级；涂层沿边缘部分或全部以大碎片脱落，在15%35%之间为3级；以次类推，0级附着力最佳，一般超过2级在防腐涂料中就认为附着力达不到要求。$ C# l( S/ or) j: k: V& t 3、拉开法测定附着力3 U. K) j* t! b6 d& x! J$ l 拉开法所测定的附着力是指在规定的速率下，在试样的胶结面上施加垂直、均匀的拉力，以测定涂层间或涂层与底材间的附着破坏时所需的力，以MPa表示。此方法不仅可检验涂层与底材的粘接程度，也可检测涂层之间的层间附着力；考察涂料的配套性是否合理，全面评价涂层的整体附着效果。尽管测定仪器价格较贵，但仍不断得到推广应用。$ A H+ RM6 i% C/ b! Sjz! N 国外常用测定拉开法的仪器是Elcometer附着力试验仪。此仪器小巧、使用方便，可用于现场检测。Elcometer试验是将一铝制试验拉头粘在涂层上，采用有刻度的机械拉力试验机将拉头拉脱，从标尺刻度读出拉去铝头的拉力。使用时有如下步骤及注意事项。& b; X- Q- w& r1 Kn) 3 G+ k8 o2 h0 F# . I/ h/ c图6-7 Elcometer 附着力测定仪X) X/ n* o! N- R( u （1）认真选择装置试验拉头的区域，此区域的表面必须平整，以保证表面与拉头充分接触，且面积大于试验仪脚的尺寸，一般以长宽各10cm以上的面积为宜。+ I: |( U9 m% Q MN( O9 （2）用适当的溶剂去除待测物面的油脂、灰尘；用细砂纸轻轻打磨涂层表面，以促进试验拉头的附着；但不要过多磨损涂膜。% T& O+ V0 T# L: : o5 （3）用溶剂清洗并轻轻打磨试验拉头的较薄测试面，使其表面粗化。 ( A& . s. j; f （4）按适当比例混合粘胶。胶粘剂需是本身粘接力极强的品种，如环氧类双组分结构胶；必须谨慎保证胶粘剂与试验涂层相容，粘接的强度大于试验涂层的强度。9 A- d/ k5 U4 | T0 L （5）在试验区涂一层薄胶，同时也在试验拉头的结合面涂上相同的一层薄胶，将试验拉头压紧在试验区涂胶处，并轻微转动拉头，以保证全部接触；用一平整重物压在试验拉头上。0 ?# m) n9 N4 W6 / q! _ （6）按胶粘剂固化说明保证充分的时间间隔，一般24小时的测定。7 O2 F7 X8 r7 r r1 P 0 R# 1 J （7）粘接固化后多采用配套的切刀，套住拉头，刻画出透达基体的圆，用以除去过多的胶粘剂，同时不影响试验拉头。, X z6 m! e/ o# _ （8）将Elcometer试验仪下部的夹子滑向并嵌入拉头的沟槽内，操作者必须保证仪表平稳垂直地安置在涂膜表面。8 t8 : r o9 P+ RG （9）在进行拉开操作之前，将拉力指示器调到“0”读数，然后拉紧手轮，按顺时针方向旋转，至拉头脱开为止，计数。仍不能拉开时，采用最大拉力计数。6 h9 b- F3 % d, j 在金属基体上进行试验可能发现三种失效类型。, s% K9 y0 * v0 Y1 S4 U, j （1）粘接失效，即受拉力后，胶层从涂层或试验拉头上拉断或其自身内部拉断，认为是胶粘剂的失效。涂层与基材或涂层与涂层之间的附着力均会超过些值。: G+ T! u6 H7 b. U# p( b （2）附着力失效，即涂层与基体在拉力下分离，此值为涂层与基体的附着力。( t bG9 q0 R- fY （3）内聚力破坏，即涂层本身被拉断，此值作为层间附着力的数值，涂层与底材的附着力超过这一数值。对于每一种涂料都有规定的拉开法测定数值，一般要求大于2MPa，环氧等双组分涂料大于4MPa。/ V3 - |# s% G# g2 o- f1 ; z+ u 值得注意的是，采用Elcometer试验仪测定的拉开法附着力数据与国标规定的拉力实验机测定的数值有一定的差距。按作者多次实验的经验，El