一、拉开法附着力
1. 定义
附着力 (adhesion),按GB/T 5206-2015 / ISO 4618: 2014, IDT《色漆和清漆 术语和定义》中2.7描述为:在固体表面与另一种材料的界面间,通过分子力产生附着的现象。拉开法附着力,是指在规定的速率下,在试样的胶结面上施加垂直、均匀的拉力,以测定涂层或涂层与底材间的附着破坏时所需的力,以MPa表示。此方法不仅可检验涂层与底材的黏结程度,也可检测涂层之间的层间附着力,考察涂料的配套性是否合理,全面评价涂层的整体附着效果。
2. 相关标准、
GB/T 5210-2006 / IDT, ISO 4624: 2004《色漆和清漆 拉开法附着力试验》
ASTM D4541-2022《用便携式附着性测试仪测定涂敷层扯离强度的试验方法》
ASTM D7234-2021《用便携式拉开法附着力测试仪测试混凝土涂层的拉开法附着力强度的试验方法》
其中ASTM D4541、ASTM D7234为便携式拉开法,一般为现场检测使用,为单侧拉拔,试验数据比GB/T 5210较小。
GB/T 5210为实验室使用,有样板对接、试柱对接、单侧拉拔3种方式,大量试验数据表明,当样板厚度在10 mm以上时,单侧与样板对接结果差异较小。
二、黏结强度
1. 定义
黏结强度是指黏结材料在单位面积上能够承受的最大拉力,是衡量黏结材料性能的重要指标。黏结强度的高低取决于多种因素,包括黏结材料的性质、接触面积、胶黏剂的涂布量以及施工条件等。
2. 相关标准
JC/T 2079-2011 (2017)《建筑用弹性质感涂层材料》中6.9粘结强度
JG/T 24-2018《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》中7.17粘结强度
JG/T 157-2009《建筑外墙用腻子》中6.13粘结强度
GB/T 9779-2015复层建筑涂料中6.18粘结强度
GB/T 16777-2008建筑防水涂料试验方法中7粘结强度
GB 14907-2018 钢结构防火涂料中6.4.4粘结强度
GB∕T22374-2018地坪涂装材料中6.3.9拉伸粘结强度
三、拉开法附着力与黏结强度的区别
拉开法附着力与黏结强度都是在试柱上施加一定的力,以检验单位面积上能够承受的最大拉力。
1、测试对象
拉开法附着力主要检验工业漆较薄涂层,而黏结强度主要测试对象为建筑涂料、地坪、防火等通常在1 mm以上较厚的涂层以及腻子等较软的涂层。
2、底材
两者底材均模拟现场实际情况。拉开法附着力主要用于以钢铁为代表的金属底材,当然也包括塑料等硬质底材;而黏结强度除防火涂料为钢板外,其余均为以混凝土为基础的砂浆块。因此,经常会发生涂料(如地坪、真石漆、质感涂料等)在行黏结强度测试时,砂浆块直接拉断掉的情况,造成数据失真。
不同比例的砂浆块也会对结果造成影响。
3. 结果表示
黏结强度只需报出结果即可。而拉开法附着力,以GB/T 5210-2006 / IDT, ISO 4624: 2004为例,其结果需描述涂层的破坏状态:
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3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
四、影响因素
1. 表面粗糙度
当胶黏剂良好地浸润涂层表面时(接触角θ≤90°),表面的粗糙化有利于提高胶黏剂液体对表面的浸润程度,增加胶黏剂与涂层的接触点密度,从而有利于提高附着力或黏结强度。反之,当胶黏剂对被黏材料浸润不良时(θ>90°),表面的粗糙化就不利于黏结强度的提高。
2. 表面处理
黏结前的表面处理是黏结成功的关键,其目的是能获得牢固耐久的接头。由于涂层与底材之间存在氧化层(如锈蚀)、镀铬层、磷化层、脱模剂等形成的“弱边界层”,被黏物的表面处理将影响黏结强度。
3. 涂层厚度
较厚的涂层易产生气泡、缺陷和早期断裂,因此应使涂层尽可能薄一些,以获得较高的附着力或黏结强度。另外,厚涂层在受热后的热膨胀在界面区所造成的热应力也较大,更容易引起接头破坏。
此外,不同类型的底材、胶黏剂,以及拉伸速度,都会对结果产生影响。