为了使涂层有令人满意的表现,它们必须粘附在它们所应用的基材上。各种公认的方法可以用来确定涂层与基材的粘合程度。常用的测量技术是用刀或用拉断式附着力测试仪进行的。在任何测试之后,重要的是要记录粘合失败是粘性的(在涂层/基材界面失败),粘性的(在涂膜或基材内失败),还是胶水失败(胶水与自身明显分离)。许多国家和国际标准要求记录断裂的性质。
这个简单的测试需要使用美工刀来挑剔涂层。它可以确定一个涂层与底层或另一个涂层(在多涂层系统中)的附着力是否达到了一般的足够水平。性能是基于将涂层从底层移除的困难程度和移除的涂层大小。
使用刀具和切割导板,在涂层上做一个X形切割,一直到基材。在顶点处,用刀尖试图将涂层从基体或下面的涂层中抬起。
这是一个非常主观的测试,其价值取决于检查员的经验。一个具有高度内聚力的涂层可能看起来比一个脆性的涂层的附着力更差,因此在探测时容易断裂。与其他附着力测试方法(拉断附着力测试、胶带等)没有已知的关联性。
在 ASTM D6677-Standard 《用刀子评估粘附力的测试方法》中,有一个关于该测试的应用和性能的standard 方法。
在金属底材上,小刀测试的更正式版本是胶带测试。在涂层切口上贴上压敏胶带,然后撕下。这种测试有两种变体:X 切口胶带测试和十字切口胶带测试。
X型切割胶带测试主要用于工作现场。使用锋利的刀片、手术刀、小刀或其他切割装置,在涂层上做一个X形切割,一直到基材。使用钢或其他硬金属直尺以确保直切。将胶带放在切口交汇处的中心,然后迅速撕掉。然后检查X形切口区域,看是否有涂层从基材或底层涂层上脱落,并进行评级。
十字划痕胶带测试主要用于实验室中厚度小于 5 密耳(125 微米)的涂层。它使用的是十字划痕图案而不是 X 图案。需要使用切割指南或带有多个预设刀片的特殊十字划痕切割器,以确保切口间距适当且平行。胶带贴好并拉开后,要对切割区域进行检查和评级。
在ASTM D3359-Standard 《通过胶带测试评定附着力的测试方法》中,有一个关于这些测试的应用和执行的standard 方法。
一种更加量化的附着力测试是拉开测试,在这种测试中,一个加载夹具,通常称为锻模或桩,被粘合剂贴在涂层上。通过使用便携式拉断附着力测试器,如图所示。 PosiTest AT越来越多地施加负载,直到锻模被拉出。拉开锻模所需的力或锻模所承受的力,产生以磅/平方英寸(psi)或兆帕斯卡(MPa)为单位的拉伸强度。失败将沿着由锻模、粘合剂、涂层系统和基材组成的系统中最薄弱的平面发生,并将由断裂面暴露出来。
与其他方法(如刮削或刀粘)施加的剪切应力相比,这种测试方法最大限度地提高了拉伸应力,结果可能不具有可比性。此外,拉断强度的测量取决于测试中使用的仪器。使用不同的仪器得到的结果或在具有不同硬度的基材上的相同涂层的结果可能不具有可比性。
便携式拉拔附着力测试器使用机械(用手扭转)、液压(油)或气动(空气)压力进行操作。根据其确保垂直拉拔力的能力,它们可分为固定对准或自对准。当拉拔力垂直于被测表面时,可获得最佳的重复性。
全系列的拉脱式附着力测试仪模型的提供,有利于在几乎任何刚性基材上测量涂层的附着力。例如,20毫米的滑轮可能是金属、塑料和木材上典型涂层粘合强度的理想选择,而50毫米的滑轮则更适合于混凝土等砖石基材上的低粘合强度涂层。不同的锻模尺寸可以用来解决特殊的测量需求。例如,将锻模的尺寸从20毫米减少到10毫米,可以将测量仪的拉力范围增加4倍,使一些制造商可以准确地测量超过12,000 psi (82 MPa)的粘结强度。廉价的锻模消除了重复使用的需要,大大简化了准备过程,还有一个好处是可以保留实物样品,供将来参考或证明拉断试验结果。
PosiTest AT 附着力测试仪是DeFelsko的解决方案,用于准确地进行涂层附着力测试。有手动 (PosiTest AT-M)和自动(PosiTest AT-A)两种型号,该拉拔式附着力测试仪可测量涂层对金属、木材、混凝土和其他刚性基材的附着力。点击这里了解更多关于PosiTest AT 。
standard 在ASTM D4541-Standard 《使用便携式附着力测试仪测试涂料的拉拔强度》和ISO 4624《油漆和清漆--附着力的拉拔测试》中,有一个关于拉拔附着力测试的应用和性能的方法。
刮擦试验通常在实验室里进行,仅限于在光滑、平坦的面板表面上进行测试。粘附性是通过将涂布的面板推到一个圆形的测针或环下面来确定的,测针或环的负荷量越来越大,直到涂层从基材表面被移除。使用的是一种叫做平衡光束刮擦附着力测试器的设备。
在ASTM D2197-Standard 《有机涂层的刮擦附着力测试方法》中,有一个关于该测试的应用和性能的standard 方法。
还有许多其他的附着力测试。其中一些涉及到使用拉伸试验机,将涂料涂在基材上,并将纺织条嵌入涂料中(拉伸机拉动基材和布),或者将涂料涂在两张基材之间(拉伸机拉动两片基材)。ASTM D2370描述了这样一种测试:当作为自由薄膜测试时,有机薄膜的伸长率、抗拉强度和刚度。ASTM D5179中涵盖了通过安装铝钉和用拉伸试验机移除铝钉来测试有机涂层对塑料基材的附着力。
ASTM D4145描述了一种弯曲试验,用于确定预涂金属基材上涂层的柔韧性和附着力。这些有机涂层在通过滚压成型、制动弯曲或其他变形过程制造成产品时,会受到应力的影响。这些应力可能超过涂层的柔韧性或粘合强度,导致涂层断裂,暴露出基材,或失去与基材的粘合力。该测试是评估涂层系统承受制造应力的能力的一种手段。
ASTM 4146中描述了工厂在钢材上应用富锌底漆/铬酸盐复合涂层的成型性和附着力测试。在这个测试中,在适当的机器中,将有涂层的试样双轴拉伸一定的距离,在变形区(圆顶)贴上胶布,然后拉开,将去除的涂层量与照相standard ,以确定涂层附着力等级。
粘附力也是通过铅笔硬度、砂砾仪、冲击(落镖等)或心轴弯曲等进行的一些硬度测试的可测量结果。在这些测试中应记录涂层的脱落。最后,在一些耐化学性测试中可以注意到附着力的损失,即涂层起泡、冒泡甚至脱落。