技术资料

涂层附着力测试方法比较（一）

发表时间：2023-11-27

涂层与基材的附着力测试

涂料作为一种保护和装饰材料广泛应用于家装、汽车、工业、海洋等各个领域，在现代生活中发挥着重要的作用。涂料发挥作用的前提是涂膜能牢固地附着在物体表面上，因此附着力大小是衡量涂料性能的一项重要指标。

涂层附着力是指涂膜与被涂物体表面之间通过物理或化学作用相互黏结的能力，是一种界面作用力，包括涂层与基体表面（包括金属、混凝土、塑料等）的黏附力及涂层本身的内聚力。

对于涂层附着力，大部分涂料产品都有指标规定。以海洋涂料为例，国际海事组织海上安全委员会于2006 年通过的强制性规范MSC.215（82）《所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》要求船舶压载舱涂层内聚力≥ 3.5 MPa，环氧压载舱主涂层与车间底漆层间附着力≥ 3.0 MPa，或替代体系附着力≥ 5.0 MPa ；NORSOK M501 ：2012《表面处理和防护涂层》对海洋平台各个部位的防护涂层进行了规定，如用于大气区、温度小于120℃的钢结构外表面的涂层附着力≥ 5.0 MPa ；GB/T 6747—2007《船用车间底漆》要求车间底漆附着力≤ 2 级等等。通过对各种涂料技术规范的研究发现：不同涂料产品的附着力测试方法及指标要求不尽相同。同时在实际测试过程中，同一种涂料产品选择不同测试方法或使用不同测试设备会得出截然不同的测试结果，并且由于附着力测试结果有多种表示方法，各种表示方法之间亦无关联对比性，这些都易在实际操作过程中给涂料工作者带来困惑，也不利于涂料产品之间的性能比较。本研究采用几种常见的附着力测试方法，如划格法、划叉法、划圈法、拉开法等测试两种不同涂层的附着力，通过对测试结果进行比较分析，为涂层附着力测试方法的选择提供参考。

1 现行附着力测试方法

现行附着力测试方法主要有ASTM D 4541—2009《采用便携式附着力测试仪进行拉脱试验的标准试验方法》（便携式拉开法）、ASTM D 3359—2009《通过胶带试验测定附着力》（划叉法）、GB/T 5210—2006《色漆和清漆 拉开法附着力试验》（等同采用ISO4624—2002《色漆和清漆 拉开法附着力测试》）（拉开法）、GB/T 1720—1979《漆膜附着力测定法》（划圈法）、GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》（等同采用ISO 2409—1992《色漆和清漆 交叉切割实验》）（划格法）。

BGD 500 便携式拉开法附着力测试仪

拉开法是通过胶黏剂将试板或试柱上的涂层面与另一个试柱上的涂层相黏结，通过液压或机械方法测定涂层垂直向上的应力大小，并以测得的单位面积的拉力大小表示涂层附着力。表示方法为F=G/S，式中F为附着力，单位为MPa ；G为涂层破坏时的力，单位为N ；S 为试柱面积，单位为cm2。拉开法测试时，试柱直径一般为20 mm或14 mm，拉开速度≤1 MPa/s。此种方法可以测定单涂层体系或多涂层体系的附着力，结果以数值和涂层破坏形式相结合表示，通过分析结果数值和涂层的破坏形式，可以判断涂层体系中各道涂层的附着力差异。

3 种常见的拉开法附着力试验组合图见图1~3。

划格法是采用切割刀具以直角网格图形切割涂层穿透至底材来评定涂层从底材上脱离的抗性的一种试验方法，其结果评价方法通过涂层脱离面积来评定，切割的间距取决于涂层厚度和底材类型。漆膜划格法的评级方法见表1。

BGD 502 漆膜划格器

      划圈法是采用尖角唱针穿透至底材的前提下，施以一定荷重，在以一定的回转直径划圈的同时匀速运动，根据划圈对漆膜的破坏面积来对附着力结果进行评价的方法。划圈法结果评价方法为：以样板上划痕的上侧为检查目标，依次标出1、2、3、4、5、6、7 共7 个部位，相应分为7 个等级，如图4 所示。按顺序检查各部位漆膜的完整程度，如某一部位的格子有70% 以上完好，则认定该部位是完好的，否则应认定为损坏。

BGD 501 全自动划圈法附着力测试仪

      划叉法是利用切割刀具，在完好的漆膜表面划两条交叉的各40 mm 长的直线，交叉角度为30°~45°，并且切透至底材。利用压敏胶带粘贴切割位置，撕拉后检查划叉区域的漆膜脱落情况［4］，其结果的评价方法见表2。

如上所述，拉开法（包括便携式拉开法）测试结果不仅能直观反映涂层附着力实际力值大小，还可通过分析涂层破坏形式来发现涂层配套是否合理，可全面评价涂层体系的附着效果。目前此方法已成为涂料研制过程中配方筛选、工程现场涂装质量检查等采用的主要方法。但除便携式附着力测试仪外，一般材料力学试验机体积较大，不适合于现场检测。划叉法、划格法与划圈法都属于间接附着力测试方法，无法直接读出附着力的实际数值，但能发现涂层在外力作用下的破坏情况，这三种方法除了对漆膜厚度要求有所区别之外，其测试过程及结果评价方法类似。由于划圈法附着力测试仪的工作原理的特殊性及体积较大，只能在实验室内使用。而划格法、划叉法的设备体积小，易携带且操作简便，适合于在工程现场进行涂装质量检测。