對于粘合強度和附著力的實際評估,經驗方法(附著力性能測試)是漆膜評估的主流測試方法,而不是物理參數。盡管這些測試方法不是基于任何物理上明確的模型,但它們容易執行,可重復性好,測試結果對實際應用有說服力。
交叉劃格試驗
最常用的方法是按照ISO 2409進行交叉劃線測試,并且劃痕測試可用于快速給出測試結果,根據與參考圖像相關的損傷程度進行評估。
交叉劃線試驗是一種簡單的經驗試驗,用于評估單層和多層涂層與基材之間以及各層之間的結合。
劃格過程模型分析
標準規定的測試儀器是具有一定形狀和一定尺寸的切割刀。切割過程可以分為三個步驟:
第一步,刀刃抵近漆膜。
第二步,施加外力,對漆膜產生法向的壓力,漆膜在壓力作用下,產生形變,同時,漆膜會因為形變而產生對抗刀刃的向上的應力。
第三步,刀刃接觸底材,切斷漆膜,漆膜產生斷裂,外加壓力消失,然而應力不會立即消失,應力部分殘余(高分子材料本身的糾纏,取向等導致),形成向上的剝離漆膜的作用力。
結合過程模型,劃格法附著力測試中產生的問題進行分析。
基材的各向異性
在木材等各向異性基材上,各個切面的性質是有明顯的差異的,在不同點測量的測試結果可能會有一些不規律的變化,可能無法對粘附性做出絕對可靠的判斷。對于此類基材,劃格法附著力測試是不合適的。
軟質基材的測試
軟質基材由于彈性強,楊氏模量低,在施加于涂層壓力過程里,基材也會產生更大幅度的形變,導致漆膜在刀片壓力下的形變程度加劇,橫向縱深拓寬,殘余應力影響的剝離區域面積相應的增加,因此,在軟質基材的處理中,用更大的切割間距寬度,至少是2mm的間距。這也是國標GB/T 9286的描述
涂層的粘彈性
只有涂層的粘彈性相似的情況下,使用劃格法進行不同涂層的附著力的對比,才是有意義的。在粘彈性不同的漆膜間對比,漆膜硬度差異較大,模量差別較大,在壓力加載過程中,產生的應力區別是很大的,導致剝離的作用力的差異較大。通常情況下,更硬的漆膜,在做劃格法附著力測試中,表現更差,在某些應用場合中,可以通過適當地提升漆膜的柔韌性,以通過規定要求的劃格法附著力測試。
刀具和壓力
硬度較高的漆膜,如果具有多個切割刃的儀器,就需要測試人員在薄膜上施加相當大的力,以保證劃破漆膜,精確到基材上,需要使用相當較大的壓力,在這種情況下,更建議使用單刃器具。最好使用導向裝置,以保證所需的切割間
距的準確和平行切割。
使用多刀儀器進行測試,在涂層中切割成一個由六個平行凹口組成的連續
縱向切割帶,一直延伸到基材,然后,另一條切割帶與它們成直角。形成一個由25個正方形組成的網格。
刀刃的影響
在GB/T9286中,對刀刃的要求往往是用鋒利的刀刃進行測試,具體描述如下圖:
然而在實際測試中,往往有些漆膜使用方更傾向于用鈍刀進行測試,認為鈍刀測試的附著力更嚴格/更準確/更符合實際,這一點仍有待討論,筆者不做過多的評價。
客觀的事實是,使用鈍刀還是鋒利的刀,對漆膜的附著力測試結果是明顯不同的。鈍刀有于刀片寬度更大,在下壓過程中,需要使用更大的下壓力,產生的漆膜形變也更大。在切斷漆膜后,殘余應力的剝離的作用力也更大。往往,使用鈍刀測試,更容易得到一個較差的測試評級,使用鈍刀更難通過測試。
格法附著力測試的評估
評估方法,將具有規定粘著力的膠帶壓在加載點上,然后從表面上撕下,保持盡可能一致的撕下速度。測試結果比對標準圖案,分配級別指標0級至5級。對比圖像進行判定。