專利名稱：涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，具體是防護(hù)涂層與混凝土間粘結(jié)強(qiáng)度或金屬涂層附著力的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
水工建筑物投入運(yùn)行后，不可避免地會(huì)出現(xiàn)不同的老化、病害現(xiàn)象。如，水閘建成 10年后，間墩、工作橋、人行便橋等部位的混凝土?xí)霈F(xiàn)較明顯的碳化，人行便橋板可能會(huì)因鋼筋的保護(hù)層薄而出現(xiàn)鋼筋銹脹縫?，F(xiàn)階段應(yīng)用較廣泛的處理方法是在混凝土表面涂防護(hù)材料，如SBR砂漿或以環(huán)氧涂料、氯磺化聚乙烯涂料等防護(hù)涂層。但是防護(hù)涂層施工完畢后，目前缺乏對(duì)防護(hù)涂層與混凝土表面的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)的方法和標(biāo)準(zhǔn)。另外，金屬表面往往需要涂防腐蝕涂料。防腐蝕涂料的作用在于針對(duì)不同的腐蝕環(huán)境而發(fā)揮其防護(hù)功能，它以最終在被涂物表面形成涂膜而體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。涂裝質(zhì)量的好壞，最后都要體現(xiàn)在涂膜的好壞上，所以涂裝后的質(zhì)量檢測(cè)主要是對(duì)涂膜性能的檢測(cè)，包括涂膜機(jī)械性能(附著力、沖擊強(qiáng)度、硬度、光澤等)和其它特殊性能 (耐候性、耐酸堿性、耐油性、耐溶劑性等)2個(gè)方面。涂膜附著力是指涂膜與被涂物件表面結(jié)合在一起的堅(jiān)固程度。附著力是涂料物理機(jī)械性能的重要指標(biāo)之一，通過(guò)此項(xiàng)目的檢查， 可以檢驗(yàn)涂料的組成，特別是樹(shù)脂的使用是否合理。涂膜的附著力除了取決于所選用的涂料基料外，還與底材的表面預(yù)處理、施工方式以及涂膜的保養(yǎng)有著十分重要的關(guān)系，例如， 在潮濕、有銹蝕、有油脂的金屬表面涂裝，附著力就差。測(cè)定附著力的方法有劃圈法、劃格法、拉開(kāi)法、扭開(kāi)法及美國(guó)ASTM中的劃X法等數(shù)種。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1720_-1989(79)規(guī)定了劃圈法，而GB擬86-1988規(guī)定了劃格法，GB 5210—1985規(guī)定了拉開(kāi)法。劃圈法所采用的附著力測(cè)定儀是按照劃痕范圍內(nèi)的涂膜完整程度進(jìn)行評(píng)定，以級(jí)表示。該方法是將制備好的馬口鐵板固定在測(cè)定儀上，為確保劃透涂膜，需酌情添加砝碼， 按順時(shí)針?lè)较?，?0-100 r / min均勻搖動(dòng)搖柄，以圓滾線劃痕，標(biāo)準(zhǔn)圓長(zhǎng)7. 5 cm，取出樣板，評(píng)級(jí)。該方法試驗(yàn)中需要注意(1)、測(cè)定儀的針頭必須保持鋒利，否則無(wú)法分清一、二級(jí)。需要在測(cè)定前先用手指觸摸感覺(jué)是否鋒利，或在測(cè)定若干塊試板后酌情更換。(2)、先試著刻劃幾圈，劃痕應(yīng)剛好劃透涂膜，若未露底板，酌情添加砝碼；但不要加得過(guò)多，以免加大阻力，磨損針頭。可以看出試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)非常重要，且很難掌握。劃格法附著力測(cè)試試驗(yàn)工具是劃格測(cè)試器，它是具有6個(gè)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)。將試樣涂于樣板上，干燥16 h后，用劃格器平行拉動(dòng)3-4 cm，有6道切痕，應(yīng)切穿漆膜至底材；然后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(duì)于軟底材，用軟毛刷沿網(wǎng)格圖形每一條對(duì)角線，輕輕向前和后各掃幾次，即可評(píng)定等級(jí)；而對(duì)于硬質(zhì)底材，先清掃，之后貼上膠帶(一般使用3M膠帶)，且要保證膠帶與試驗(yàn)區(qū)全面接觸，可以用手指來(lái)回摩擦使之接觸良好，然后迅速拉開(kāi)，目視或者使用放大鏡對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)并與說(shuō)明附圖進(jìn)行對(duì)比定級(jí)。操作方法較為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)難以實(shí)現(xiàn)。拉開(kāi)法所測(cè)定的附著力是指在規(guī)定的速率下，在試樣的膠結(jié)面上施加垂直、均勻的拉力，以測(cè)定涂層間或涂層與底材間附著破壞時(shí)所需的力，以MI^a表示。拉開(kāi)法測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有ISO 46 :2002(最新版標(biāo)準(zhǔn))、ASTM D4514、GB 5210等。Elcometer試驗(yàn)是將一鋁制試驗(yàn)拉頭粘在涂層上，采用有刻度的機(jī)械拉力試驗(yàn)機(jī)將拉頭拉脫，從標(biāo)尺刻度讀出拉去鋁頭的拉力。采用Elcometer試驗(yàn)儀測(cè)定的拉開(kāi)法附著力數(shù)據(jù)與國(guó)標(biāo)規(guī)定的拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定的數(shù)值有一定的差距。由此可見(jiàn)，拉開(kāi)法也難以到工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施檢測(cè)。而便攜式的手動(dòng)拉開(kāi)測(cè)試儀由于手工操作的不穩(wěn)定性而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，在有些國(guó)家的行業(yè)內(nèi)不再使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，解決傳統(tǒng)測(cè)定方法操作復(fù)雜、測(cè)試結(jié)果誤差大，不能應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案為
涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，包括以下步驟
(1 )、測(cè)試裝置包括箱體，箱體內(nèi)分為上水箱和下水箱，上水箱上設(shè)置有進(jìn)水口，其內(nèi)部設(shè)置有恒溫加熱器，下水箱內(nèi)設(shè)置有超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，其側(cè)壁設(shè)置有測(cè)試口，上水箱的下部與下水箱之間連通有帶有進(jìn)水閥門的進(jìn)水管；
(2)、選擇涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試區(qū)域，放置好支架，將測(cè)試裝置放置于支架之上，調(diào)整高度，使測(cè)試裝置的測(cè)試口緊貼測(cè)試區(qū)域，設(shè)定超聲波發(fā)生器的頻率；
(3)、加熱上水箱中的水至60-65°C，打開(kāi)進(jìn)水閥門將上水箱內(nèi)的熱水放入下水箱內(nèi)，熱水與被測(cè)區(qū)域的涂膜接觸，開(kāi)動(dòng)超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，并計(jì)時(shí)，至涂層或粘結(jié)層完全脫落時(shí)，關(guān)閉超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，停止計(jì)時(shí)；利用被測(cè)區(qū)域的涂層或粘結(jié)層完全脫落所用的時(shí)間，評(píng)價(jià)涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度。所述超聲波發(fā)生器的頻率設(shè)置為20-40KHZ。所述下水箱的測(cè)試口處設(shè)置有密封圈，下水箱內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)。所述設(shè)定面積內(nèi)涂膜完全脫落的時(shí)間反映的就是附著力，涂膜完全脫落的時(shí)間越久，涂膜附著力越好。如，確定20分鐘為基準(zhǔn)時(shí)間，超過(guò)20分鐘涂層沒(méi)有完全脫落就是合格的，低于20分鐘就不合格。所述不同的混凝土表面或金屬表面的涂膜附著力不同，則涂膜脫落的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)也不同。本發(fā)明的工作原理利用超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高頻振蕩訊號(hào)，通過(guò)換能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)-熱水中，超聲波在熱水中疏密相間地向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播成的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)迅速閉合，在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過(guò)程中氣泡被壓縮直至崩潰的一瞬間， 會(huì)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)壓力，一般可高達(dá)幾十兆帕至上百兆帕，連續(xù)不斷產(chǎn)生的高壓就像一連串小“爆炸”不斷地沖擊帶有防護(hù)層的混凝土表面或帶有涂層的金屬表面，使防護(hù)層/涂層剝落，利用設(shè)定面積內(nèi)的防護(hù)層/涂層的脫落時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)防護(hù)層或其他涂膜的附著力。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且只需要通過(guò)記錄設(shè)定面積內(nèi)涂膜完全脫落所用的時(shí)間，涂膜完全脫落的時(shí)間越久，說(shuō)明涂膜附著力越好。


圖1是本發(fā)明測(cè)試裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，見(jiàn)圖1:
(1)、測(cè)試裝置包括透明箱體，箱體內(nèi)設(shè)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(shè)置有進(jìn)水口 4，內(nèi)部設(shè)置有恒溫加熱器5，下水箱1內(nèi)設(shè)置有超聲波發(fā)生器6、 超聲波換能器7和水溫計(jì)8，其側(cè)壁設(shè)置有帶有止水密封圈10的方形測(cè)試口 9，方形測(cè)試口 9周圍設(shè)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(jìn)水閥門13的進(jìn)水管12 ；
(2)、選擇涂膜附著力測(cè)試區(qū)域，放置好支架14，將測(cè)試裝置放置于支架14之上，調(diào)整高度，使測(cè)試裝置的方形測(cè)試口 9緊貼測(cè)試區(qū)域的涂層15，真空吸盤11吸附在涂膜表面用于固定測(cè)試裝置，然后設(shè)定超聲波發(fā)生器的頻率為20-40KHZ ；
(3)、恒溫加熱器5加熱上水箱1中的水至61-62°C，打開(kāi)進(jìn)水閥門13將上水箱1中的熱水放入下水箱2內(nèi)，下水箱2內(nèi)的水溫計(jì)8顯示下水箱2中的水溫為59-61°C，熱水與被測(cè)區(qū)域的涂層15接觸，開(kāi)動(dòng)超聲波發(fā)生器6和超聲波換能器7，并計(jì)時(shí)，至被測(cè)區(qū)域的涂層 15完全脫落時(shí)，關(guān)閉超聲波發(fā)生器6和超聲波換能器7，停止計(jì)時(shí)；利用被測(cè)區(qū)域的涂層15 完全脫落所用的時(shí)間，評(píng)價(jià)涂膜附著力。因不同的混凝土表面或金屬表面的涂膜附著力不同，則涂膜脫落的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)也不同。同一表面上的不同涂膜的附著力，通過(guò)本發(fā)明測(cè)試方法，設(shè)定面積內(nèi)涂膜完全脫落的時(shí)間越久，涂膜附著力越大。
權(quán)利要求
1.涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟(1 )、測(cè)試裝置包括箱體，箱體內(nèi)分為上水箱和下水箱，上水箱上設(shè)置有進(jìn)水口，其內(nèi)部設(shè)置有恒溫加熱器，下水箱內(nèi)設(shè)置有超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，其側(cè)壁設(shè)置有測(cè)試口，上水箱的下部與下水箱之間連通有帶有進(jìn)水閥門的進(jìn)水管；(2)、選擇涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試區(qū)域，放置好支架，將測(cè)試裝置放置于支架之上，調(diào)整高度，使測(cè)試裝置的測(cè)試口緊貼測(cè)試區(qū)域，設(shè)定超聲波發(fā)生器的頻率；(3)、加熱上水箱中的水至60-65°C，打開(kāi)進(jìn)水閥門將上水箱內(nèi)的熱水放入下水箱內(nèi)，熱水與被測(cè)區(qū)域的涂膜接觸，開(kāi)動(dòng)超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，并計(jì)時(shí)，至涂層或粘結(jié)層完全脫落時(shí)，關(guān)閉超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，停止計(jì)時(shí)；利用被測(cè)區(qū)域的涂層或粘結(jié)層完全脫落所用的時(shí)間，評(píng)價(jià)涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，其特征在于所述超聲波發(fā)生器的頻率設(shè)置為20-40KHZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，其特征在于所述下水箱的測(cè)試口處設(shè)置有密封圈，下水箱內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種涂層附著力或粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法，通過(guò)超聲波對(duì)水的空化作用，水不斷沖擊帶有涂膜的墻體或金屬表面，使涂膜脫落，利用設(shè)定面積內(nèi)涂膜脫落的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)涂膜的附著力。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)測(cè)定準(zhǔn)確，且只需要通過(guò)記錄設(shè)定面積內(nèi)涂層完全脫落所用的時(shí)間，評(píng)價(jià)涂膜附著力。
文檔編號(hào)G01N19/04GK102183457SQ20111005250
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者邰洪生 申請(qǐng)人:安徽省(水利部淮河水利委員會(huì))水利科學(xué)研究院