涂层附着力测试方法及要点

西顿新材料
2025-05-07

涂层附着力测试是评估涂层与基材结合强度的重要环节,直接关系到涂层的耐久性和防护性能。以下是常见的测试方法及操作要点:

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一、常见测试方法

1. 划格法(Cross-Cut Test)

原理:用刀具在涂层表面划出网格,通过胶带剥离后的脱落面积评估附着力。

适用场景:薄涂层(一般≤250μm),如油漆、粉末涂层。

标准:ASTM D3359、ISO 2409。

步骤

1. 用划格刀具划出1×1mm或2×2mm的方格(深度至基材);

2. 用胶带粘附并快速撕离;

3. 观察脱落等级(0级为无脱落,5级为严重脱落)。


2. 拉开法(Pull-Off Test)

原理:通过拉力机将特定面积的粘合头从涂层表面拉开,记录最大拉力值。

适用场景:厚涂层、高附着力涂层(如金属镀层、工业防腐涂层)。

标准:ASTM D4541、ISO 4624。

步骤

1. 将铝制或钢制圆柱形粘合头固定在涂层表面;

2. 用拉力机垂直拉开,记录破坏时的力值(单位:MPa);

3. 观察失效模式(涂层内聚破坏、界面剥离或混合失效)。


3. 划痕法(Scratch Test)

原理:用划针在涂层表面划动,通过临界载荷(涂层开始剥离时的压力)评估附着力。

适用场景:硬质涂层(如陶瓷涂层、PVD/CVD涂层)。

标准:ASTM C1624、ISO 20502。

步骤

1. 划针以恒定速度移动,逐步增加载荷;

2. 通过显微镜或声发射传感器检测失效点。


4. 弯曲法(Bend Test)

原理:将涂层试样弯曲至特定角度,观察涂层是否开裂或剥离。

适用场景:柔性基材(如塑料、薄金属板)。

标准:ASTM D522。

步骤

1. 将试样固定在弯曲测试仪上;

2. 弯曲至规定半径或角度;

3. 检查涂层开裂情况。


5. 冲击法(Impact Test)

原理:用落球或冲击锤撞击涂层表面,评估涂层抗冲击能力和附着力。

适用场景:汽车、船舶等抗冲击需求高的涂层。

标准:ASTM D2794。

步骤

1. 设定冲击能量(如1kg·m);

2. 观察涂层是否开裂或剥离。


二、测试关键要点

1. 基材表面处理

测试前确保基材清洁、干燥,无油污、氧化层或杂质。

对于粗糙表面(如喷砂处理),需记录表面粗糙度(Ra值)。


2. 涂层状态控制

涂层需完全固化(达到规定干燥时间或烘烤条件)。

测试环境温湿度应符合标准(如23±2℃、50±5%RH)。


3. 仪器校准

拉力机、划格刀具等需定期校准,避免误差。

划痕法中的划针尖端半径和角度需符合标准。


4. 结果分析

区分失效模式:

内聚失效(涂层内部断裂):附着力大于涂层自身强度;

界面失效(涂层与基材分离):附着力不足。

定量数据(如拉开法的MPa值)需结合失效模式综合评估。


5. 特殊情况处理

多层涂层需分层测试或说明测试层级;

柔性基材需避免因基材变形导致的假性脱落。


三、注意事项

方法选择:根据涂层厚度、基材硬度和应用场景选择合适方法(如薄涂层优先划格法,高附着力涂层用拉开法)。

样本代表性:测试多个区域(边缘、中心等),避免局部缺陷影响结果。

安全防护:使用刀具或冲击设备时需佩戴护具。


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通过规范操作和精准分析,涂层附着力测试可为产品研发、质量控制和失效分析提供可靠依据。


(本文仅供参考;若有技术问题,可咨询在线工程师)


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