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涂层附着力测试方法比较（二）

发表时间：2023-11-27

2 试验部分

根据标准规定分别选用马口铁板、喷砂钢板及试柱，喷砂钢板及试柱的表面处理等级符合GB/T8923—1988 规定的Sa 2½ 级，表面粗糙度达到GB/T13288.1—2008 规定的Ry（40~70）μm。

选取氯化橡胶涂料和环氧涂料作为附着力测试用涂料。按照GB/T 1727—1992《漆膜一般制备法》规定制备漆膜，试柱及钢板上的干膜厚度为（50±5）μm，马口铁板上的干膜厚度为（23±3）μm 及（100±5）μm，于温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的条件下养护7 d 后，分别按照标准GB/T 5210—2006、GB/T 9286—1998、GB/T 1720—1979、ASTM D3359—2009 中规定的方法进行附着力测试。

测试级马口铁板

  试柱拉开法测试采用BGD 570 万能拉力试验机，单试柱拉开法测试采用BGD 500 数显拉开法附着力测试仪；划格法测试采用BGD 502 漆膜划格器；划圈法测试采用BGD 501 全自动划圈法附着力测试仪；划叉法测试采用手工操作。

3 结果与讨论

3.1 划格法、划叉法与划圈法比较

划格法、划叉法与划圈法属于间接法测定附着力，这三种方法都是以破坏面积来评判结果等级。分别对氯化橡胶涂料和环氧涂料进行划格法、划叉法和划圈法附着力测试，结果如表3 和表4 所示。

由表3、表4 可见：当涂层厚度为23 μm 时，氯化橡胶和环氧涂层的划格法、划叉法与划圈法测试结果相似；当涂层厚度增大到100 μm 时，这三种测试方法都能反映涂层厚度增加对附着力的影响。另外，这三种附着力测试方法均是以破坏面积作为结果的评判依据，试验过程影响因素较少，重复性较好。

3.2 单试柱法与双试柱法比较

单试柱法与双试柱法都属于直接法测定附着力，考察的是测试区域可承受垂直向上的使试柱与测试面分离的最大拉力，试验结果不仅取决于涂层自身的力学性能，而且与底材的表面处理、仪器参数设置、胶黏剂选用等都有很大的关系。

对于工程现场涂装质量检测，由于无法使用大型实验室设备，采用便携式液压附着力测试仪进行测试是通用做法。在日常实验室测试中，虽然各个产品标准或规范都规定要进行附着力测试，但是大部分标准并没有明确要求指明采用哪种方法，采用单试柱法或双试柱法进行测试均可。然而在实际检测中发现，同种涂层在相同的测试条件下，采用这两种方法测得的附着力存在明显的差别。

分别对氯化橡胶涂层和环氧涂层两种涂层进行附着力试验，根据所测得的附着力数值，绘制频率直方图及正态分布图，如图5、图6 所示。

频率直方图横坐标表示附着力测试结果，纵坐标表示该数值出现的次数，氯化橡胶涂层及环氧涂层单试柱法及双试柱法测试次数（即测试样品数量）均为50 次。由图5 及图6 可见：氯化橡胶涂层单试柱法及双试柱法附着力测试结果范围分别为1.4~2.1 MPa，2.4~6.4 MPa ；环氧涂层为3.1~5.6 MPa，4.7~12.1 MPa。可以看出单试柱法的附着力测试结果分布范围更窄。这两种涂层单试柱法附着力测试结果标准偏差分别为0.18 MPa 和0.51 MPa ；双试柱法附着力测试结果标准偏差分别为1.03 MPa 和1.91 MPa，单试柱法附着力测试结果标准偏差较小，对应的正态分布曲线相对较陡峭，而双试柱法标准偏差较大，对应曲线较平坦，说明单试柱法比双试柱法试验结果数据离散性更好。这可能是双试柱法在两个试柱粘接过程中，由于试柱间产生一定的位置偏移而不完全对中等的影响，使得测试过程向上的拉力不一定完全垂直于涂层界面，即产生了剪切力，从而使得数据分散性较大。另外，两种方法的测试结果存在显著差异。氯化橡胶涂层双试柱法附着力平均值为4.2 MPa，单试柱法附着力平均值为1.7 MPa，两种方法附着力平均值比值为2.5 ；环氧涂层双试柱法附着力平均值为8.9 MPa，单试柱法附着力平均值为4.9 MPa，两种方法附着力平均值比值为1.8。这可能是由于测试仪器工作原理差异造成的结果差异。

拉开法测试原理

对于大多数工程现场检测或某些专用试验，如国际海事组织压载舱涂料PSPC 试验等，主要采用单试柱法进行涂层附着力测试，而对产品进行型式检验或鉴定检验时，一般采用双试柱法。可以看出，即使是相同的测试方法，由于采用的测试设备不同，测试结果也有很大差异。因此，为了避免由于测试方法或设备不明确而导致测试结果的差异，相关的产品标准或鉴定大纲中应明确规定采用何种方法进行附着力测试。

4 结语

（1） 划圈法、划格法、划叉法均能直观反映涂层附着力，测试过程影响因素较少，测试结果重复性较好。但由于这3 种方法测试结果只是以“级”表示，无法提供更精确的量值，存在一定的局限性。相对于划格法及划叉法，划圈法附着力测试仪体积较大，且操作复杂，无法用于工程现场涂层附着力测试。

（2） 采用拉开法进行附着力测试，单试柱法测试结果显著小于双试柱法。由于双试柱法在操作过程中试柱间可能产生位置偏移及剪切力等影响，使得测试数据分散性较大。单试柱法数据分布范围更窄，标准偏差及数据离散性也较小，测试结果重复性更好。另外，单试柱法便携式测试设备由于体积小、携带方便，适合于现场工程涂装检测。