拉开法是评价附着力的最佳测试方法。相比划X及划格法,更为准确。
前文提到:拉开法测附着力在ISO4624、GB/T5210、ASTMD4541和ISO16276-1进行了介绍,它们之间的主要差异如下:
—GB/T5210-2006等效采用了ISO4624-2002。
—ISO16276-1引用了ISO4624中的试验方法,并规定了检测抽样计划和结果判定是否合格的验收准则。而ISO4624、GB/T5210、ASTMD4541均对此未做规定。因而ISO16276-1更适合现场测试。
下面我们以ISO4624-2002/GB/T5210-2006为例,介绍一下拉开法:
测试所需要的工具如下:
1、拉开法测试仪器:
拉开法测试仪器有机械式、压缩空气式、液压式或手动式等多种类型。最典型的测试仪器有Elcometer106型(手动机械式)和Elcometer108型(液压式)以及PATM01(液压式)。
拉开法测试仪器的性能最重要的一点,是要确保在施加拉力过程中能否保证拉力同轴心以及施加的拉力是否均匀。这对测试获得的数据有重大影响。手动机械式的测试结果数据通常比液压式要低就是因为其难以保证拉力同轴心以及施加的拉力均匀。因而,建议尽可能要用液压式拉开法测试仪器。
1、胶粘剂:
最常用的胶黏剂有两种,环氧树脂胶和快干型氰基丙烯酸酯胶黏剂。环氧胶黏剂在室温下要24小时后才能进行测试,而快干型氰基丙烯酸酯胶黏剂室温下15分钟后即能达到测试强度,建议在2小时后进行测试。2、其它辅助工具:
砂纸:用于将与与胶粘剂接触的涂层及试柱表面砂毛以保证黏着牢固;
透明胶带:主要是用来固定刚黏上的试柱,以免胶黏剂没有固化到一定牢度而使圆柱偏离原来的黏着位置。
切割刀具:用来切割试柱周边的涂层与胶黏剂,直至底材,这样可以避免周边涂层影响附着力的准确性。
测试程序如下:
测试程序和方法如下:
(1)试柱端面用240-400目细度的砂纸砂毛,使用前用溶剂擦洗除油;
(2)测试部位用溶剂除油除灰;
(3)按正确比例混合双组份无溶剂环氧胶粘剂,再涂抹上铝合金圆柱,压在测试涂层表面,转向360°,确保所有部位都有胶粘剂附着;
(4)用胶带把试柱固定在涂层表面,双组份环氧胶粘剂在室温下要固化24小时;氰基丙烯酸胶粘剂按说明书的要求(15分钟后达到强度,最好在2小时测试);
(5)测试前,用刀具围着试柱切割涂层到底材;
(6)用拉力仪套上试柱,拉开应力应垂直施加于涂漆底材平面,并应以不超过1MPa/S的均匀速率增加,拉脱发生在90S内。记录下破坏强度(MPa),观察并记录破坏状态。用百分比表示出涂层与底材、涂层之间、涂层与胶水以及胶水与圆柱间的附着力强度及状态;
(7)为了便利起见,ISO4624中规定了一系列符号来描述破坏形式:
A=底材的内聚力破坏
A/B=底材与第1道漆间的附着力破坏
B=第1道漆的内聚力破坏
B/C=第1道涂层与第2道涂层间的附着力破坏
n=多道涂层系统中第n道涂层的内聚力破坏
n/m=多道涂层系统中第n道涂层与第m道涂层系统的附着力破坏
-/Y=最后1道涂层与胶黏剂间的附着力破坏
Y=胶黏剂的内聚力破坏
Y/Z=胶黏剂与测试圆柱间的附着力破坏
附着力的强度以MPa来表示,在常用的Elcometer108上面显示的是MPa。比如一个涂层系统的拉开应力为20MPa,在圆柱上面和第一道涂层上有30%的涂层内聚力破坏,第一道涂层与第二道涂层的附着力破坏达到70%的圆柱面积,则可以表述为:
20MPa,30%B,70%B/C
注:ISO16276-1中有以下规定:
如果测量值超过所规定的值,则测试可不考虑破坏类型。
在测试过程中一旦出现测量值超过规定值的情况,可不再继续进行到直至破坏出现。
如果拉开强度低于规定值,按以下要求确定哪些是有效的测试:
—如果超过20%面积的破坏是发生在试柱端面与粘结剂间和/或粘结剂的内聚力破坏和
/或粘结剂与面漆间[(Y/Z)和/或(Y)和/或(-/Y)],这次测试是无效的并应该重做。
现场测试:
ISO16276-1中,关于现场测试的内容台下:
在测试前,所测试的涂层应按制造商的建议充分固化和干燥。。
在测试前24小时内的以下情况应该受到监控和报告(评估条件是否满足测试条件的说
明):
—天气情况,如气温和相对湿度;
—涂漆构件的表面温度;
—表面状况(湿/干)。
在测试时的以下情况应该进行测量和报告:
—气温;
—相对湿度;
—涂漆构件的表面温度。
如果表面是湿的,应使其干燥,所采用的干燥措施等情况应该记入报告中。
在使用前,检查测试仪器处于良好可使用状态。
测量拉力增加速率以确保符合要求。
在测试前,清理试柱和防护漆涂层表面。清理程序包括彻底的油脂去除。
为降低粘结失败的可能性,应对试柱面(例如,采用喷射清理)和防护漆涂层表面(例如,采用细砂纸)进行打磨。如果采取了这类打磨措施,随后应清洁表面。
在试柱的端面薄而均匀地涂上足够的粘结剂以确保其与涂层的良好粘结。避免使用过多的粘结剂。粘结剂如果没涂均匀,可能导致拉开力不是垂直地施加于涂层表面。
遵照所采用的粘结剂的说明书,确保正确使用粘结剂。
采用规定的切割装置,沿试柱四周切割涂层直至底材,将受测试部位和涂层其它部分分开。
现场测试抽样计划:
ISO16276-1中规定了某检测区域所需要的有效测量的最少数量
检测面积m2
有效测量的数量
≤1000
对于每250m2面积或每个部件,3次
>1000
12次,另外每1000m2面积或每个部件加1次
验收准则:
对检测区域的验收,应遵循以下准则:
a)导致基材与底漆(A/B)附着失效的拉开强度值应等于或大于规定值;
b)当在某单个检测区域进行了10次或更多测量时,不超过十分之一的拉开强度值处于规定值的20%-60%之间。
c)测量的拉开强度值的三分之二应等于或大于规定值,另外,余下的三分之一的值应等于或大于规定值的60%。
试验报告:
试验报告应包含以下内容:
a)需要用于定义所测试的防护涂料涂层的所有信息,包括但不限于:涂料的批号、涂
时的状态;
b)注明参照的标准;
c)所有关于所用的拉开强度试验装置的信息,以及所有证实该装置适用性的验证数据;
d)所有关于基材的信息;
e)所有关于基材的表面处理的细节;
g)所有关于确定检测区域的信息;
h)对于每个检测区域,是否符合验收准则的说明;
i)测量的结果,按第7条的规定表述(包括必要时提供失效部位和试柱端面的照片);