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重要的指標，越來越被業主和監理所重視。除了在試驗室內的檢測外，防腐蝕涂料的選用過程中，對涂料產品進行的樣板附著力測試，以及施工過程中現場附著力的檢測，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腐蝕引起的，附著力的好壞對電化學腐蝕有明顯的影響。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物——金屬陽離子經相間側面向陰極區域的擴散，這些陽離子擴散是為了平衡陰極反應所生成的帶負電荷的氫氧根離子，這雖然是一個相當緩慢的過程，但是一旦附著力降低，陽離子從相間側面向陰極擴散的擴散則容易得多。

      有機涂層的附著力，應該包括兩個方面，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，構成決定涂層保護作用的關鍵因素。

      有關涂層附著力的研究有相當多的理論學說，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，很多機構制訂了相應的標準，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使用外，更適合于在施工現場中應用。

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用標準，相類似的測試標準還有ASTM D4514。

      拉開法測試儀器有機械式和液壓／氣壓驅動兩種類型。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、黏結劑類型、測試儀器以及圓柱規格和圓柱周邊是否切割等因素，研究判斷附著力測試結果差異的成因。1994年研究結果直接導致了在挪威石油工業標準NORSOK M501規定不再使用類似于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定性而影響測試結果的準確性。

      使用的膠黏劑有兩種，環氧樹脂和快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑。環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構示意圖

      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氧膠粘劑，再涂抹上鋁合金圓柱，壓在測試涂層表面，轉向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，轉動手柄進行測試，記錄下破壞強度（MPa），以及破壞狀態。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

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

      A = 底材的內聚力破壞

      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 =  多道涂層系統中第n道涂層的內聚力破壞

      n/m  = 多道涂層系統中第n道涂層與第m道涂層系統的附著力破壞

      -/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。比如一個涂層系統的拉開應力為20MPa，在圓柱上面和*道涂層上有30％的涂層內聚力破壞，*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，對于環氧類產品要求為3.0MPa認可為合格。

      ISO 12944-6 中對于涂層系統（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，參考數值至少要達到2MPa，才能認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。

      《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》JTJ 275－2000中對新建結構防腐蝕涂層與混凝土表面的附著力不得到小1.5MPa，如果涂層系統已達到設計使用年限的附著力仍不小于1.0MPa，且表面無裂紋、氣泡和嚴重粉化時，被認為可以繼續使用。