劃圈法附著力

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，

相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)見表1。其中劃圈法不適用于涂裝現(xiàn)場的涂膜附著力檢查，只適合于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)涂膜性能的檢測。

表1 涂層附著力的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)

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(nèi)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（最內(nèi)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(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(jù)類推，7級附著力最差。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

劃格法測試標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(wěn)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(dòng)劃格法附著力測試儀，刀具壓力可以預(yù)先調(diào)校。有些儀器公司，如德國Erichzen儀器公司生產(chǎn)的430 型，可以進(jìn)行單行、多行、星形及楔形等多種規(guī)格的試驗(yàn)。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(yàn)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(yīng)的劃格間距

0 - 60微米1 mm 間距硬質(zhì)底材 0 - 60微米2 mm 間距軟質(zhì)底材 61 – 120微米2 mm 間距硬質(zhì)或軟質(zhì)的底材 121 - 250微米3 mm 間距硬質(zhì)或軟質(zhì)的底材

劃格法測試程序如下：

（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，勻速地切割漆膜，確保每刀切到底材表面

（3）重復(fù)以上操作，以90°角再次平行等數(shù)切割漆膜，形成井字格

（4）用軟刷輕掃表面。以穩(wěn)定狀態(tài)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(nèi)，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(tài)

在ISO 12944 中規(guī)定，附著力須達(dá)到1 級才能認(rèn)定為合格；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(shí)也采用前3 級作為評判要求。

3. 劃X法

美國材料試驗(yàn)協(xié)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(yīng)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(wěn)定地切割漆膜至底材，夾角為30～45°，劃線長40mm(1.5 in.)，交叉點(diǎn)在線長的中間

（4）用燈光照明查看鋼質(zhì)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(wěn)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(diǎn)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(tài)密實(shí)程度。

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

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(dá)1.6mm

2A：刀痕兩邊都有缺口狀脫落達(dá)3.2mm

1A：膠帶下X 區(qū)域內(nèi)大部分脫落

0A：脫落面積超過了X 區(qū)域

4．拉開法

拉開法是評價(jià)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(jìn)行附著力的測試。

應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有GB5210（等同采用ISO 4624），以及ASTM D4514。

拉開法測試儀器有機(jī)械式和液壓／氣壓驅(qū)動(dòng)兩種類型。典型的測試儀器有elcometer106型（機(jī)械式）和Elcometer108型（液壓型）。Elcometer106的手動(dòng)機(jī)械拉開法測試儀，因?yàn)樗捎谑止げ僮鞯牟环€(wěn)定性而影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在海洋防腐工程標(biāo)準(zhǔn)NORSOK M501 規(guī)定中不再使用機(jī)械式拉開法測試儀。

拉開法附著力測試時(shí)，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)氧膠黏劑在室溫下要24 小時(shí)后才能進(jìn)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(dá)到測試強(qiáng)度，建議在2 小時(shí)后進(jìn)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(zhǔn)確性。如果干膜厚度低于150μm 時(shí)，可以不進(jìn)行切割處理。

為了便利起見，ISO4624 中規(guī)定了一系列符號來描述其狀態(tài)：

A = 底材的內(nèi)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(nèi)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(tǒng)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)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(nèi)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(qiáng)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(gè)涂層系統(tǒng)的拉開應(yīng)力為20MPa，在圓柱上面和第一道涂層上有30％的涂層內(nèi)聚力破壞，第一道涂層與第二道涂層的附著力破壞達(dá)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(jī)涂層的附著力測試規(guī)定要求必須使用自動(dòng)拉開式儀器，而不能使用手動(dòng)機(jī)械式。防腐蝕涂料體系通常至少要求達(dá)到5.0MPa。對于防火涂料，水泥型的要求達(dá)到2.0MPa，對于環(huán)氧類產(chǎn)品要求為3.0MPa認(rèn)可為合格。

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

對于舊涂層的維修，參考數(shù)值至少要達(dá)到2MPa，才能認(rèn)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(jié)構(gòu)防腐蝕涂層與混凝土表面的附著力一般規(guī)定不得到小1.5MPa，GB5210-85參照采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4624-1978制訂，涂層的附著力以kg/cm2為單位。

破壞形式的規(guī)定如下：

附著破壞：涂層與底材，復(fù)合涂層界面的破壞，以A表示；

內(nèi)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(shù)值，以C表示。

膠結(jié)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(shí)，其測量結(jié)果是符合附著力測試要求的。如果出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，則應(yīng)注明破壞面積的百分?jǐn)?shù)，大于70%為有效。出現(xiàn)D時(shí)，應(yīng)對膠粘劑的選用、工藝和質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)或更換。出現(xiàn)C時(shí)，則表明膠黏劑的強(qiáng)度不能滿足要求，可以更換強(qiáng)度更高的材料。

試驗(yàn)結(jié)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(yàn)方法，為了不損壞涂層，在進(jìn)行附著力拉開法試驗(yàn)時(shí)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)度就可停止試驗(yàn)的試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，以避免

涂層上產(chǎn)生新的脆弱點(diǎn)，如果涂層被撕開，則說明不符合要求。這對于現(xiàn)場的涂層測試更為

合理有利。

在解決漆膜涂層附著力問題中，附著力促進(jìn)劑被廣泛的應(yīng)用，那么對于炅盛附著力促進(jìn)劑增進(jìn)底材與油漆之間附著力的效果用什么方法去判定呢，涂裝及涂料行業(yè)普遍使用的是百格附著力測試方法來檢驗(yàn)。這里我們就來看看百格附著力測試方法是如何檢驗(yàn)附著力促進(jìn)劑應(yīng)用效果的。

通常在塑料或者是金屬等材質(zhì)表面涂裝工藝完成之后為了檢驗(yàn)涂層與基材結(jié)合的程度是否達(dá)到需求，常用的測試方法是用刀在表面劃百格，用膠帶貼在形成的格子中心，然后平穩(wěn)的撤離，觀察漆膜脫落的現(xiàn)象，并通過計(jì)算劃格中格子中的狀態(tài)對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。漆膜劃格法的標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)》、ASTM D 3359-2002《膠帶法測定附著力》、ISO 2409-2007《色漆和清漆—?jiǎng)澑裨囼?yàn)》。

首先在噴漆的樣板放在平直的臺面上，用百格刀垂直于樣板表面均勻用力，平穩(wěn)的劃出至少6條平行切割線，再與先切割線成90°垂直交叉劃出平行6條線，形成網(wǎng)格圖形，這里需要注意的是所有的切口均需要穿透到底材的表面，然后用對網(wǎng)格中的線條進(jìn)行清潔清理之后，在網(wǎng)格的中央施加膠帶，并確保其與漆膜完全接觸。將膠帶提起與樣板形成約60°角，連續(xù)平穩(wěn)的將膠帶撤離，然后觀察網(wǎng)格中漆膜的脫落情況。

劃格法附著力測試方法注意圖解：

1.在底材涂裝樣板上劃百格，劃格刀需穿透漆膜至底材

2.清潔樣板表面，確保測試環(huán)境的干凈

3.將膠帶貼合于涂層樣板中心位置，并確保于涂層完全接觸，迅速連續(xù)扯離

4.根據(jù)漆膜脫落的情況做附著力評判，（沒使用附著力促進(jìn)劑和使用了附著力促進(jìn)劑之后的效果對比）

涂層附著力測試的基本目標(biāo)是判斷涂層是否失效達(dá)不到需求。百格附著力測試中的涂層會在底材與漆膜之間經(jīng)過界面破壞之后進(jìn)行附著力的測試。炅盛附著力促進(jìn)劑能夠提供一個(gè)增進(jìn)底材與漆膜附著力形成更牢固粘附涂層。這樣可以確保底材在經(jīng)過百格附著力測試時(shí)能夠順利的通過，真正形成牢靠的漆膜涂層。