今天小編給大家分享的是關于涂層附著力的4種測定方法的文章，一起來的看看吧。

涂層附著力

附著力是指涂層與被涂物表面之間或涂層與涂層之間相互結(jié)合的能力。良好的附著力對被涂產(chǎn)品的防護效果是至關重要的，一種涂料產(chǎn)品的其他性能無論多么優(yōu)異，但如果與被涂物表面的結(jié)合力太差，或者是因施工不當而造成涂層在產(chǎn)品的運輸或使用過程中過早脫落，也就談不上有什么防護效果了。
涂層附著力的好壞取決于兩個關鍵因素：一是涂層與被涂物表面的結(jié)合力，二是涂裝施工質(zhì)量尤其是表面處理的質(zhì)量。
此外，不同的基材對涂層附著力的影響也甚為明顯，一般來說，涂層在鋼鐵上的附著力要優(yōu)于鋁合金、不銹鋼及鍍鋅工件上的附著力，故后者在進行涂裝體系的設計時，要特別注重底漆的選擇。
涂層與被涂物面間的結(jié)合可分為三種類型：化學結(jié)合、機械結(jié)合和極性結(jié)合。其結(jié)合通常是某兩種或三種結(jié)合方式同時發(fā)揮作用使涂層粘附在物體表面。化學結(jié)合發(fā)生在涂層與金屬表面，即涂料中的某些成分與金屬表面發(fā)生了化學反應。典型的例子是磷化底漆和鉻酸鹽底漆與金屬表面的結(jié)合，前者兼具磷化處理和金屬鈍化的雙重作用，后者亦依賴鉻酸鹽中離解出的CrO₄^- 對金屬進行陽極鈍化，特別是用于非鐵（有色）金屬表面，對于提高涂層附著力有著明顯效果。機械結(jié)合效果與基體表面粗糙度有關，粗糙的表面將導致涂料與被涂物體的接觸面積增加，從而增強附著力。極性結(jié)合是由于涂膜中聚合物的極性基團（如羥基或羧基）與被涂物表面的極性基相互結(jié)合所致，但只有在兩個極性基團的引力范圍之內(nèi)才會發(fā)生。不同的涂料之所以有不同的附著力，其主要原因就在于涂料中能與被涂物表面極性基作用的極性基團的多少及極性強弱的不同。
表面處理的目的是盡可能的消除涂層與被涂物體表面結(jié)合的障礙，排除影響化學結(jié)合及極性結(jié)合的因素如油、銹、氧化皮及其他雜質(zhì)等，使得涂層能與被涂物表面直接接觸。此外，提供較為粗糙的表面，加強涂層與被涂物表面的機械結(jié)合力。因此，表面處理的質(zhì)量與涂層附著力息息相關。
常用的測試涂層附著力的方法有劃圈法、劃格法、膠帶法、拉開法等。
( l ）劃圈法
系采用附著力測定儀，見圖4.2 -15 。利用唱針做針頭，將樣板涂層朝上，固定于儀器的試驗平臺上，使唱針的尖端接觸到涂層，用手將搖柄順時針勻速轉(zhuǎn)動，通過傳動機構(gòu)，針尖就在涂層上勻速地畫上一定直徑的圈。如劃痕未露底板，則酌加祛碼，直至劃痕露出底板為止。所畫出的圈依次重疊，得出類似圓滾線的圖形，然后，取出樣板，用漆刷除去劃痕上的漆屑，用四倍放大鏡檢查并評級。

圖4.2 -15 劃圈法附著力測定儀

圖4.2 -16 劃圈法附著力的分級

劃圈法附著力分為七個等級，見圖4.2 -16 按順序檢查各部位的涂層完整程度。如某一部位的格子有70 ％以上完好，則應視該部位是完好的，否則應定為損壞。例如，部位1 涂層完好，則附著力最佳，定為1 級；部位1 涂層損壞而部位2 完好，附著力次之，定為二級。依次類推，七級的附著力最差，涂層幾乎全部脫落。其結(jié)果以至少有兩塊樣板的級別一致為準。
目前已有一種電動式附著力測定儀問世，系在手搖式測定儀上加一個電動機來帶動傳動機構(gòu)，避免了手搖式易用力不勻及轉(zhuǎn)速不勻的弊病，減少了操作誤差。但無論是手搖式還是電動式，其唱針的回轉(zhuǎn)半徑應為5.25 mm，且唱針磨損后應隨時予以更換，否則將影響測試結(jié)果。
( 2 ）劃格法
系使用切割工具采取手工或機械的切割方式，將涂層按格陣圖形切割，其割傷應貫穿涂層直至基體表面，然后評價涂層的損傷情況見圖4.2 -17 。
切割時，先在試片涂層上切割6 道或11 道相互平行的、間距相等（可為lmm或2mm) 的切痕，然后再垂直切割與前者切割道數(shù)及間距相同的切痕，其切割線的道數(shù)及間距應根據(jù)涂層性質(zhì)及與有關方面協(xié)商而定。采用手工切割時，用力要均勻，速度要平穩(wěn)無顫動。機械切割時，應在刀具上部加適當重量的祛碼，以便使刃口在切割中正好能穿透涂層而觸及底材。

圖4.2－17 劃格法附著力測定儀

切割后，在試板上將出現(xiàn)25 個或100 個方格，用軟毛刷沿方格的兩對角線方向輕輕刷掉切屑，然后，檢查并評價涂層附著力。
表4.2－5 中給出了按6 級評價的分類，前三級通常能滿足一般用途，檢查結(jié)果可用在哪一級上“通過”或“不通過”來表示。
表4.2 -5 劃格法附普力的分級（GB/T9286－1998 )

( 3 ）膠帶法

即在有切口的涂層上粘貼膠帶，通過觀察剝下膠帶后涂層的附著狀態(tài)來評價其附著力。

膠帶法測定涂層附著力根據(jù)其切口形式的不同通常分為兩種：正交切口和“X”切口。正交切口和前述的劃格法圖形一樣，即在試樣上劃出貫穿涂層到達基體的25 或100 個方格，然后在其上粘貼寬18mm或24mm，粘附力每10mm大于2.94N 的透明膠帶，粘貼長度約50mm ，用橡皮擦使膠帶完全貼附在涂層上，1 -2min 后，手持膠帶的一端與涂面垂直，迅速地（不要猛然一拉）將膠帶撕下，如圖4.2 -18 所示。

圖4.2 -18 拉開膠帶的方向 圖4.2－19 劃格膠帶法附著力評級舉例（JISK5400）

檢查方格內(nèi)涂層從底材或與前一道涂層分離的情況，如果是涂層之間出現(xiàn)分離，則無法評價涂層體系對底材的附著力，但應記錄是從哪一層分離的。附著力的評價方式見表4.2 -6 和圖4.2 -19 。
表4.2 - 6 劃格膠帶法附著力的評級（JISK5400 )

劃叉膠帶法測定涂層附著力及評級見圖4.2－20 和表4.2－7

圖4.2-20 劃叉膠帶法測定涂層附著力

" X ”切口為在試樣上劃上交叉角度為30⁰ 、到達基體、長約40mm的切痕。然后，同劃格膠帶法一樣，貼上透明膠帶并撕下，檢查及評價剝下膠帶后劃叉部位的涂層剝落情況。
表4.2-7劃叉膠帶法附著力評級（JISK5400 )

( 4 ）拉開法

拉開法測定的附著力是指在規(guī)定的速度下，在試樣的膠結(jié)面上施加垂直、均勻的拉力，涂層間或涂層與底材間附著破壞時所需的力。以N/cm²（kgf/ cm²）表示。

拉開法測定涂層附著力采用的設備為拉力試驗機，拉力試驗機的載荷選擇應與試樣的破壞載荷相適應。試驗時所用的夾具應能使試樣對中、固定。試驗機應使拉力平穩(wěn)地增加，并垂直地作用于試柱的表面上。其輔助裝置有用金屬（鋼、鐵、鋁等）加工而成的試柱及定中心裝置。試柱的直徑為20mm，高度應不小于自身直徑的一半，其平面應與試柱的長軸相垂直，如圖4.2 -21 所示。定中心裝置用以保證試件固定的同軸排列，如圖4.2 -22 所示。

圖4.2-21 試柱

圖4.2 -22 定中心裝置 （20mm直徑試柱的定中心裝置示例）

測試時，可將涂料涂裝在所用材料及其表面處理與實用底材相同的金屬試柱上，然后用膠粘劑與另一個試柱膠結(jié)。其組成、形狀如圖4.2 -23 所示?；蛘呤菍⑼科岷蟮脑嚇诱辰Y(jié)在兩個清潔的試柱表面上，如圖4.2 -24 所示。采用定中心裝置，使上下兩個試柱同心對接起來，膠粘劑固化期間要始終保持不動，固化后用銳利的刀子，沿試柱的周線切透固化了的膠粘劑和涂層直達底材。

圖4.2 -23 試柱對接 圖4.2 -24 試樣對接

將制備好的試柱或試樣放入拉力機的上下夾具，并調(diào)至對中，使其橫截面能均勻地受到張力，夾具以10mm/ min 的拉伸速度進行拉開試驗，直至破壞。記下試樣拉開的負荷值，并觀察斷面的破壞形式。破壞形式可以分為以下幾種：
l ）附著破壞 涂層與底材、復合涂層界面間的破壞，以A 表示。
2 ）內(nèi)聚破壞 涂層自身破壞，以B 表示。
3 ）膠粘劑自身破壞或面漆部分拉破 這表明涂層與底材的附著力或涂層間的界面附著力均大于所得數(shù)值，以C 表示。
4 ）粘接失敗 膠粘劑與未涂漆的試柱脫開，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，其測量結(jié)果是符合附著力試驗要求的。如出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，則應注明破壞面積的百分數(shù)，大于70 ％為有效。出現(xiàn)D 時，應對膠粘劑的選用、工藝和質(zhì)量進行檢驗或更換。出現(xiàn)C ，則表明膠粘劑的強度不能滿足要求，可更換膠粘強度更高的材料，以便定量測出涂層附著力。
涂層附著力按下式計算: F = G/S 式中F ― 涂層的附著力（N /cm²）; G ― 試樣被拉開破壞時的負荷值（N ) ; S ― 試柱的橫截面積（cm²）。
試驗結(jié)果以附著力與破壞形式來表示
（如75 kg/ cm²）· S = ( 75ON /cm²）· S

此外，還可采用劃痕法測試涂層附著力。其主要原理是：將刮具（可為磨圓的唱針或環(huán)）放在涂漆試板上，逐漸增大刮具上的負荷，直至涂層從底材表面上脫落，以負荷的大小來確定涂層的附著力