XH-M拉開法涂層附著力檢測儀器

zui直觀、測量涂層附著力的儀器

制造商：北京天地星火科技發(fā)展有限公司

涂層附著力

      涂裝工程中，對于防腐蝕涂料的涂層附著力檢測是涂層保護性能相當(dāng)重要的指標(biāo)，越來越被業(yè)主和監(jiān)理所重視。除了在試驗室內(nèi)的檢測外，防腐蝕涂料的選用過程中，對涂料產(chǎn)品進行的樣板附著力測試，以及施工過程中現(xiàn)場附著力的檢測，也越來越普遍。

有機涂層與金屬基底間的附著力，與涂層對金屬的保護有著密切的關(guān)系，它主要是由附著力與有機涂層下金屬的腐蝕過程所決定的。有機涂層下金屬的腐蝕主要是由相界面的電化學(xué)腐蝕引起的，附著力的好壞對電化學(xué)腐蝕有明顯的影響。良好的附著力能有效地阻擋外界電解質(zhì)溶液對基體的滲透，推遲界面腐蝕電池的形成；牢固的界面附著力可以極大地阻止腐蝕產(chǎn)物——金屬陽離子經(jīng)相間側(cè)面向陰極區(qū)域的擴散，這些陽離子擴散是為了平衡陰極反應(yīng)所生成的帶負電荷的氫氧根離子，這雖然是一個相當(dāng)緩慢的過程，但是一旦附著力降低，陽離子從相間側(cè)面向陰極擴散的擴散則容易得多。

      有機涂層的附著力，應(yīng)該包括兩個方面，首先是有機涂層與基底金屬表面的黏附力（adhesion），其次是有機涂層本身的凝聚力（Cohesion）。這兩者對于涂層的防護作用來說缺一不可。有機涂層在金屬基底表面的附著力強度越大越好；涂層本身堅韌致密的漆膜，才能起到良好的阻擋外界腐蝕因子的作用。涂層的不能牢固地黏附于基底表面，再完好的涂層也起不到作用；涂層本身凝聚力差，漆膜容易開裂而失去保護作用。這兩個方面缺一不可，附著力不好，再完好的涂層也起不到作用；而涂層本身凝聚力差，則漆膜容易龜裂。這兩者共同決定涂層的附著力，構(gòu)成決定涂層保護作用的關(guān)鍵因素。

      有關(guān)涂層附著力的研究有相當(dāng)多的理論學(xué)說，影響涂層附著力有基本因素主要有兩個，涂料對底材的濕潤性和底材的粗糙度。涂層對金屬底材的濕潤性越強，附著力越好；一定的表面粗糙度對涂層起到了咬合錨固（Anchor Pattern）的作用。

      檢測涂層與底材之間的附著力有多種方法，很多機構(gòu)制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，同時也制備了很多的儀器工具來進行附著力的檢測。

      適用于現(xiàn)場檢測附著力的方法主要有兩大類， 用刀具劃X或劃格法，以及拉開法。這兩種方法除了可以在實驗室內(nèi)使用外，更適合于在施工現(xiàn)場中應(yīng)用。

XH-M拉開法涂層附著力測試儀

      拉開法是評價附著力的*測試方法，ISO 4624：2002為附著力拉開法的目前版應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，相類似的測試標(biāo)準(zhǔn)還有ASTM D4514。

      拉開法測試儀器有機械式和液壓／氣壓驅(qū)動兩種類型。典型的測試儀器有Elcometer 106型（機械式）和Elcometer 108型（液壓型）以及PAT M01（液壓型）。

      挪威國家技術(shù)局分別在1992年，1994年和1995年進行了三個項目的測試工作，針對不同的涂料類型、黏結(jié)劑類型、測試儀器以及圓柱規(guī)格和圓柱周邊是否切割等因素，研究判斷附著力測試結(jié)果差異的成因。1994年研究結(jié)果直接導(dǎo)致了在挪威石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NORSOK M501規(guī)定不再使用類似于Elcomete 106的手動機械拉開法測試儀，因為它由于手工操作的不穩(wěn)定性而影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

      使用的膠黏劑有兩種，環(huán)氧樹脂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(zhǔn)確性。如果干膜厚度低于150微米時，可以不進行切割處理。

圖3 附著力拉開法測試的結(jié)構(gòu)示意圖

      測試程序和方法如下：

      （1）鋁合金圓柱用240-400目細度的砂紙砂毛，使用前用溶劑擦洗除油

      （2） 測試部位用溶劑除油除灰

      （3） 按正確比例混合雙組份無溶劑環(huán)氧膠粘劑，再涂抹上鋁合金圓柱，壓在測試涂層表面，轉(zhuǎn)向360°，確保所有部位都有膠粘劑附著

      （4） 用膠帶把鋁合金圓柱固定在涂層表面，雙組份環(huán)氧膠粘劑在室溫下要固化24小時；氰基丙烯酸膠粘劑按說明書的要求（15分鐘后達到強度，在2小時測試）。

      （5）測試前，用刀具圍著鋁合金圓柱切割涂層到底材

      （6） 用拉力儀套上鋁合金圓柱，轉(zhuǎn)動手柄進行測試，記錄下破壞強度（MPa），以及破壞狀態(tài)。用百分比表示出涂層與底材、涂層之間、涂層與膠水以及膠水與圓柱間的附著力強度及狀態(tài)

      （7）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  =  zui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(tǒng)的拉開應(yīng)力為20MPa，在圓柱上面和*道涂層上有30％的涂層內(nèi)聚力破壞，*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 （Rev 4 1999）中，對有機涂層的附著力測試規(guī)定要求必須使用自動的中心拉開式儀器，而不能使用手動機械式（例如Elcometer 106），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(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）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，并且不低于原的50%（在GB 中為70%）

對于舊涂層的維修，參考數(shù)值至少要達到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。

      《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ 275－2000中對新建結(jié)構(gòu)防腐蝕涂層與混凝土表面的附著力不得到小1.5MPa，如果涂層系統(tǒng)已達到設(shè)計使用年限的附著力仍不小于1.0MPa，且表面無裂紋、氣泡和嚴(yán)重粉化時，被認(rèn)為可以繼續(xù)使用。