GB/T 5210-2006 / ISO 4624:2002規定了在色漆、清漆或相關產品的單涂層或多涂層體系上進行拉開法附著力試驗的方法。本標準對于比較不同涂層的附著力大小是有效的,對附著力有明顯差別的一系列已涂漆試板提供相對評定等級則更為有效。本標準適用于多種底材,包括易變形底材(如薄金屬、塑料和木材)、堅硬底材、厚的混凝土板和金屬板,不同類型的底材采用不同的步驟。對于特定的場合,涂層可以直接制備在試柱表面上。
一、原理
試驗樣品或體系以均勻厚度施涂于表面結構一致的平板上。涂層體系干燥/固化后,用膠黏劑將試柱直接粘結到涂層的表面上。膠黏劑固化后,將粘結的試驗組合置于適宜的拉力試驗機上,粘結的試驗組合經可控的拉力試驗(拉開法試驗),測出破壞涂層/底材間附著所需的拉力。用破壞界面間(附著破壞)的拉力或自身破壞(內聚破壞)的拉力來表示試驗結果,附著/內聚破壞有可能同時發生。
二、儀器
所用儀器包括:拉力試驗機、試柱、定中心裝置和切割裝置。
試柱為拉力試驗機特別設計,由鋼或鍍鋁圓柱組成。每個試柱有一端是粘結膠黏劑/涂層的堅硬平整表面,另一端是連接拉力試驗機的裝置。每個試柱的標準直徑為20 mm,并且要有足夠的厚度來確保在試驗過程中不變形。試柱的高度應不小于自身直徑的一半,其平面應與試柱的軸線相垂直。
切割裝置使用一把銳利的刀子,沿試柱的周線,切透固化了的膠黏劑和涂層直至底材。
三、膠黏劑
注意選用合適的膠黏劑。為了使涂層破壞,膠黏劑的內聚力和黏結性要大于受試涂層的內聚力和黏結性。
四、試板
除非另有規定,按 GB/T 9271的規定選用底材。盡可能選用與實際使用相同類型的材料作為試驗的底材,底材應平整且沒有變形,應規定或商定涂層的厚度。
五、試驗組合
除非另有規定,按 GB/T 9271的規定選用底材。盡可能選用與實際使用相同類型的材料作為試驗的底材,底材應平整且沒有變形,應規定或商定涂層的厚度。至少進行6次測量,也即至少使用6個試驗組合。
1. 在堅硬的和易變形的底材上通用的試驗方法(使用兩個試柱)
從涂漆底材上截取試片,直徑至少30 mm的圓片或邊長至少30 mm的正方形,小心不要扭曲試片。將膠黏劑均勻地涂在兩個剛清理干凈且直徑相同的試柱的表面上。將試片放在兩個表面涂有膠黏劑的試柱的中間,兩個試柱應位于試片的中央且同軸心排列。如圖,將試驗組合置于定中心裝置中,在膠黏劑固化期內保持同軸心排列。膠黏劑固化后,使用切割裝置沿試柱的周線切透至底材。在易變形的底材上試驗時,如果預計試柱與未涂漆的底材間黏結力差時,可將底材的雙面都涂上受試產品。
在單面或雙面涂漆的底材上進行夾層式試驗的試驗組合
(1-涂有膠黏劑的試柱;2-單面或雙面涂漆的底材)
2. 使用單個試柱從單側進行試驗的方法(僅適合堅硬底材)
將膠黏劑均勻地涂在未涂漆的、剛清理干凈的試柱表面,在膠黏劑的固化期內把涂有膠黏劑的試柱面與涂層相連。膠黏劑固化后,使用切割裝置沿試柱的周線切透至底材。按圖所示放置外圓環并進行試驗。
堅硬底材的試驗組合
(1-外圓環;2-涂有膠黏劑的試柱;3-涂層;4-底材)
3. 試柱法
其中一個試柱作為已涂漆底材將膠黏劑均勻地涂在一個未涂漆的、剛清理干凈的試柱表面,把試柱的涂有膠黏劑的表面與另一個試柱涂有受試產品的表面相連,如圖所示,在膠黏劑固化期內,將試驗組合置于定中心裝置內定位。
僅使用試柱的試驗組合
(1-涂漆試柱;2-漆膜;3-膠黏劑;4-涂有膠黏劑的試柱)
六、測量
膠黏劑固化后,立即把試驗組合置于拉力試驗機下。小心地定中心放置試柱,使拉力能均勻地作用于試驗面積上而沒有任何扭曲動作。在與涂漆底材平面垂直的方向上施加拉伸應力,該應力以不超過1 MPa/s的速度穩步增加,試驗組合的破壞應從施加應力起90 s內完成。記錄破壞試驗組合的拉力。
通過目測破壞表面來確定破壞性質,按以下方式評定破壞類型。
A:底材內聚破壞;
A/B:第一道涂層與底材間的附著破壞;
B:第一道涂層的內聚破壞;
B/C:第一道涂層與第二道涂層間的附著破壞;
n:復合涂層的第n道涂層的內聚破壞;
n/m:復合涂層的第n道涂層與第m道涂層間的附著破壞;
—/Y:最后一道涂層與膠黏劑間的附著破壞;
Y:膠黏劑的內聚破壞;
Y/Z:膠黏劑與試柱間的膠結破壞。
對每種破壞類型,估計破壞面積的百分數,精確至10%。當破壞不一致時,應重復試板的處理和涂漆過程。
還可以參見GB/T 31586.1-2015《防護涂料體系對鋼結構的防腐蝕保護 涂層附著力/內聚力(破壞強度)的評定和驗收準則 第1部分:拉開法試驗》中破壞類型的描述示意圖,見下圖。
破壞類型的描述
七、計算與結果表示
破壞強度 σ = F / A
式中,F為破壞力,單位為牛 (N);A為試柱面積,單位為平方毫米 (mm2)。
破壞性質以平均破壞面積百分數及按上述規定的破壞類型來表示結果。