塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法
2023-12-10 00:44:46 1
專利名稱：塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法
技術領域：
本發明涉及塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，具體是防護塗層與混凝土間粘結強度或金屬塗層附著力的檢測方法。
背景技術：
水工建築物投入運行後，不可避免地會出現不同的老化、病害現象。如，水閘建成 10年後，間墩、工作橋、人行便橋等部位的混凝土會出現較明顯的碳化，人行便橋板可能會因鋼筋的保護層薄而出現鋼筋鏽脹縫。現階段應用較廣泛的處理方法是在混凝土表面塗防護材料，如SBR砂漿或以環氧塗料、氯磺化聚乙烯塗料等防護塗層。但是防護塗層施工完畢後，目前缺乏對防護塗層與混凝土表面的粘結強度進行檢測與評價的方法和標準。另外，金屬表面往往需要塗防腐蝕塗料。防腐蝕塗料的作用在於針對不同的腐蝕環境而發揮其防護功能，它以最終在被塗物表面形成塗膜而體現其應用價值。塗裝質量的好壞，最後都要體現在塗膜的好壞上，所以塗裝後的質量檢測主要是對塗膜性能的檢測，包括塗膜機械性能(附著力、衝擊強度、硬度、光澤等)和其它特殊性能 (耐候性、耐酸鹼性、耐油性、耐溶劑性等)2個方面。塗膜附著力是指塗膜與被塗物件表面結合在一起的堅固程度。附著力是塗料物理機械性能的重要指標之一，通過此項目的檢查， 可以檢驗塗料的組成，特別是樹脂的使用是否合理。塗膜的附著力除了取決於所選用的塗料基料外，還與底材的表面預處理、施工方式以及塗膜的保養有著十分重要的關係，例如， 在潮溼、有鏽蝕、有油脂的金屬表面塗裝，附著力就差。測定附著力的方法有劃圈法、劃格法、拉開法、扭開法及美國ASTM中的劃X法等數種。國家標準GB1720_-1989(79)規定了劃圈法，而GB擬86-1988規定了劃格法，GB 5210—1985規定了拉開法。劃圈法所採用的附著力測定儀是按照劃痕範圍內的塗膜完整程度進行評定，以級表示。該方法是將製備好的馬口鐵板固定在測定儀上，為確保劃透塗膜，需酌情添加砝碼， 按順時針方向，以80-100 r / min均勻搖動搖柄，以圓滾線劃痕，標準圓長7. 5 cm，取出樣板，評級。該方法試驗中需要注意(1)、測定儀的針頭必須保持鋒利，否則無法分清一、二級。需要在測定前先用手指觸摸感覺是否鋒利，或在測定若干塊試板後酌情更換。(2)、先試著刻劃幾圈，劃痕應剛好劃透塗膜，若未露底板，酌情添加砝碼；但不要加得過多，以免加大阻力，磨損針頭。可以看出試驗經驗非常重要，且很難掌握。劃格法附著力測試試驗工具是劃格測試器，它是具有6個切割面的多刀片切割器，切刀間隙1 mm、2 mm和3 m瑚(刀頭可以更換)。將試樣塗於樣板上，乾燥16 h後，用劃格器平行拉動3-4 cm，有6道切痕，應切穿漆膜至底材；然後用同樣的方法與前者垂直，切痕同樣6道；這樣形成許多小方格。對於軟底材，用軟毛刷沿網格圖形每一條對角線，輕輕向前和後各掃幾次，即可評定等級；而對於硬質底材，先清掃，之後貼上膠帶(一般使用3M膠帶)，且要保證膠帶與試驗區全面接觸，可以用手指來回摩擦使之接觸良好，然後迅速拉開，目視或者使用放大鏡對照標準並與說明附圖進行對比定級。操作方法較為複雜，現場檢測難以實現。拉開法所測定的附著力是指在規定的速率下，在試樣的膠結面上施加垂直、均勻的拉力，以測定塗層間或塗層與底材間附著破壞時所需的力，以MI^a表示。拉開法測試的相關標準有ISO 46 :2002(最新版標準)、ASTM D4514、GB 5210等。Elcometer試驗是將一鋁製試驗拉頭粘在塗層上，採用有刻度的機械拉力試驗機將拉頭拉脫，從標尺刻度讀出拉去鋁頭的拉力。採用Elcometer試驗儀測定的拉開法附著力數據與國標規定的拉力試驗機測定的數值有一定的差距。由此可見，拉開法也難以到工程現場實施檢測。而可攜式的手動拉開測試儀由於手工操作的不穩定性而影響測試結果的準確性，在有些國家的行業內不再使用。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，解決傳統測定方法操作複雜、測試結果誤差大，不能應用到現場檢測的問題。本發明的技術方案為
塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，包括以下步驟
(1 )、測試裝置包括箱體，箱體內分為上水箱和下水箱，上水箱上設置有進水口，其內部設置有恆溫加熱器，下水箱內設置有超聲波發生器和超聲波換能器，其側壁設置有測試口，上水箱的下部與下水箱之間連通有帶有進水閥門的進水管；
(2)、選擇塗層附著力或粘結層粘結強度的測試區域，放置好支架，將測試裝置放置於支架之上，調整高度，使測試裝置的測試口緊貼測試區域，設定超聲波發生器的頻率；
(3)、加熱上水箱中的水至60-65°C，打開進水閥門將上水箱內的熱水放入下水箱內，熱水與被測區域的塗膜接觸，開動超聲波發生器和超聲波換能器，並計時，至塗層或粘結層完全脫落時，關閉超聲波發生器和超聲波換能器，停止計時；利用被測區域的塗層或粘結層完全脫落所用的時間，評價塗層附著力或粘結層粘結強度。所述超聲波發生器的頻率設置為20-40KHZ。所述下水箱的測試口處設置有密封圈，下水箱內設置有溫度計。所述設定面積內塗膜完全脫落的時間反映的就是附著力，塗膜完全脫落的時間越久，塗膜附著力越好。如，確定20分鐘為基準時間，超過20分鐘塗層沒有完全脫落就是合格的，低於20分鐘就不合格。所述不同的混凝土表面或金屬表面的塗膜附著力不同，則塗膜脫落的時間標準也不同。本發明的工作原理利用超聲波發生器所發出的高頻振蕩訊號，通過換能轉換器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質-熱水中，超聲波在熱水中疏密相間地向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播成的負壓區形成、生長，而在正壓區迅速閉合，在這種被稱之為「空化」效應的過程中氣泡被壓縮直至崩潰的一瞬間， 會產生巨大的瞬時壓力，一般可高達幾十兆帕至上百兆帕，連續不斷產生的高壓就像一連串小「爆炸」不斷地衝擊帶有防護層的混凝土表面或帶有塗層的金屬表面，使防護層/塗層剝落，利用設定面積內的防護層/塗層的脫落時間來評價防護層或其他塗膜的附著力。本發明的優點操作簡單，數據準確，且只需要通過記錄設定面積內塗膜完全脫落所用的時間，塗膜完全脫落的時間越久，說明塗膜附著力越好。
圖1是本發明測試裝置安裝結構示意圖。
具體實施例方式塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，見圖1:
(1)、測試裝置包括透明箱體，箱體內設置有隔板3將箱體分成上水箱1和下水箱2， 上水箱1上設置有進水口 4，內部設置有恆溫加熱器5，下水箱1內設置有超聲波發生器6、 超聲波換能器7和水溫計8，其側壁設置有帶有止水密封圈10的方形測試口 9，方形測試口 9周圍設置有真空吸盤11 ；上水箱1的下部與下水箱2之間連通有帶有進水閥門13的進水管12 ；
(2)、選擇塗膜附著力測試區域，放置好支架14，將測試裝置放置於支架14之上，調整高度，使測試裝置的方形測試口 9緊貼測試區域的塗層15，真空吸盤11吸附在塗膜表面用於固定測試裝置，然後設定超聲波發生器的頻率為20-40KHZ ；
(3)、恆溫加熱器5加熱上水箱1中的水至61-62°C，打開進水閥門13將上水箱1中的熱水放入下水箱2內，下水箱2內的水溫計8顯示下水箱2中的水溫為59-61°C，熱水與被測區域的塗層15接觸，開動超聲波發生器6和超聲波換能器7，並計時，至被測區域的塗層 15完全脫落時，關閉超聲波發生器6和超聲波換能器7，停止計時；利用被測區域的塗層15 完全脫落所用的時間，評價塗膜附著力。因不同的混凝土表面或金屬表面的塗膜附著力不同，則塗膜脫落的時間標準也不同。同一表面上的不同塗膜的附著力，通過本發明測試方法，設定面積內塗膜完全脫落的時間越久，塗膜附著力越大。
權利要求
1.塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，其特徵在於包括以下步驟(1 )、測試裝置包括箱體，箱體內分為上水箱和下水箱，上水箱上設置有進水口，其內部設置有恆溫加熱器，下水箱內設置有超聲波發生器和超聲波換能器，其側壁設置有測試口，上水箱的下部與下水箱之間連通有帶有進水閥門的進水管；(2)、選擇塗層附著力或粘結層粘結強度的測試區域，放置好支架，將測試裝置放置於支架之上，調整高度，使測試裝置的測試口緊貼測試區域，設定超聲波發生器的頻率；(3)、加熱上水箱中的水至60-65°C，打開進水閥門將上水箱內的熱水放入下水箱內，熱水與被測區域的塗膜接觸，開動超聲波發生器和超聲波換能器，並計時，至塗層或粘結層完全脫落時，關閉超聲波發生器和超聲波換能器，停止計時；利用被測區域的塗層或粘結層完全脫落所用的時間，評價塗層附著力或粘結層粘結強度。
2.根據權利要求1所述的塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，其特徵在於所述超聲波發生器的頻率設置為20-40KHZ。
3.根據權利要求1所述的塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，其特徵在於所述下水箱的測試口處設置有密封圈，下水箱內設置有溫度計。
全文摘要
本發明公開了一種塗層附著力或粘結層粘結強度的測試方法，通過超聲波對水的空化作用，水不斷衝擊帶有塗膜的牆體或金屬表面，使塗膜脫落，利用設定面積內塗膜脫落的時間來評價塗膜的附著力。本發明操作簡單，數據測定準確，且只需要通過記錄設定面積內塗層完全脫落所用的時間，評價塗膜附著力。
文檔編號G01N19/04GK102183457SQ20111005250
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者邰洪生 申請人:安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院