专利名称：涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法
技术领域：
本发明涉及涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，具体是防护涂层与混凝土间粘结强度或金属涂层附着力的检测方法。
背景技术：
水工建筑物投入运行后，不可避免地会出现不同的老化、病害现象。如，水闸建成 10年后，间墩、工作桥、人行便桥等部位的混凝土会出现较明显的碳化，人行便桥板可能会因钢筋的保护层薄而出现钢筋锈胀缝。现阶段应用较广泛的处理方法是在混凝土表面涂防护材料，如SBR砂浆或以环氧涂料、氯磺化聚乙烯涂料等防护涂层。但是防护涂层施工完毕后，目前缺乏对防护涂层与混凝土表面的粘结强度进行检测与评价的方法和标准。另外，金属表面往往需要涂防腐蚀涂料。防腐蚀涂料的作用在于针对不同的腐蚀环境而发挥其防护功能，它以最终在被涂物表面形成涂膜而体现其应用价值。涂装质量的好坏，最后都要体现在涂膜的好坏上，所以涂装后的质量检测主要是对涂膜性能的检测，包括涂膜机械性能(附着力、冲击强度、硬度、光泽等)和其它特殊性能 (耐候性、耐酸碱性、耐油性、耐溶剂性等)2个方面。涂膜附着力是指涂膜与被涂物件表面结合在一起的坚固程度。附着力是涂料物理机械性能的重要指标之一，通过此项目的检查， 可以检验涂料的组成，特别是树脂的使用是否合理。涂膜的附着力除了取决于所选用的涂料基料外，还与底材的表面预处理、施工方式以及涂膜的保养有着十分重要的关系，例如， 在潮湿、有锈蚀、有油脂的金属表面涂装，附着力就差。测定附着力的方法有划圈法、划格法、拉开法、扭开法及美国ASTM中的划X法等数种。国家标准GB1720_-1989(79)规定了划圈法，而GB拟86-1988规定了划格法，GB 5210—1985规定了拉开法。划圈法所采用的附着力测定仪是按照划痕范围内的涂膜完整程度进行评定，以级表示。该方法是将制备好的马口铁板固定在测定仪上，为确保划透涂膜，需酌情添加砝码， 按顺时针方向，以80-100 r / min均勻摇动摇柄，以圆滚线划痕，标准圆长7. 5 cm，取出样板，评级。该方法试验中需要注意(1)、测定仪的针头必须保持锋利，否则无法分清一、二级。需要在测定前先用手指触摸感觉是否锋利，或在测定若干块试板后酌情更换。(2)、先试着刻划几圈，划痕应刚好划透涂膜，若未露底板，酌情添加砝码；但不要加得过多，以免加大阻力，磨损针头。可以看出试验经验非常重要，且很难掌握。划格法附着力测试试验工具是划格测试器，它是具有6个切割面的多刀片切割器，切刀间隙1 mm、2 mm和3 m瑚(刀头可以更换)。将试样涂于样板上，干燥16 h后，用划格器平行拉动3-4 cm，有6道切痕，应切穿漆膜至底材；然后用同样的方法与前者垂直，切痕同样6道；这样形成许多小方格。对于软底材，用软毛刷沿网格图形每一条对角线，轻轻向前和后各扫几次，即可评定等级；而对于硬质底材，先清扫，之后贴上胶带(一般使用3M胶带)，且要保证胶带与试验区全面接触，可以用手指来回摩擦使之接触良好，然后迅速拉开，目视或者使用放大镜对照标准并与说明附图进行对比定级。操作方法较为复杂，现场检测难以实现。拉开法所测定的附着力是指在规定的速率下，在试样的胶结面上施加垂直、均勻的拉力，以测定涂层间或涂层与底材间附着破坏时所需的力，以MI^a表示。拉开法测试的相关标准有ISO 46 :2002(最新版标准)、ASTM D4514、GB 5210等。Elcometer试验是将一铝制试验拉头粘在涂层上，采用有刻度的机械拉力试验机将拉头拉脱，从标尺刻度读出拉去铝头的拉力。采用Elcometer试验仪测定的拉开法附着力数据与国标规定的拉力试验机测定的数值有一定的差距。由此可见，拉开法也难以到工程现场实施检测。而便携式的手动拉开测试仪由于手工操作的不稳定性而影响测试结果的准确性，在有些国家的行业内不再使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，解决传统测定方法操作复杂、测试结果误差大，不能应用到现场检测的问题。本发明的技术方案为
涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，包括以下步骤
(1 )、测试装置包括箱体，箱体内分为上水箱和下水箱，上水箱上设置有进水口，其内部设置有恒温加热器，下水箱内设置有超声波发生器和超声波换能器，其侧壁设置有测试口，上水箱的下部与下水箱之间连通有带有进水阀门的进水管；
(2)、选择涂层附着力或粘结层粘结强度的测试区域，放置好支架，将测试装置放置于支架之上，调整高度，使测试装置的测试口紧贴测试区域，设定超声波发生器的频率；
(3)、加热上水箱中的水至60-65°C，打开进水阀门将上水箱内的热水放入下水箱内，热水与被测区域的涂膜接触，开动超声波发生器和超声波换能器，并计时，至涂层或粘结层完全脱落时，关闭超声波发生器和超声波换能器，停止计时；利用被测区域的涂层或粘结层完全脱落所用的时间，评价涂层附着力或粘结层粘结强度。所述超声波发生器的频率设置为20-40KHZ。所述下水箱的测试口处设置有密封圈，下水箱内设置有温度计。所述设定面积内涂膜完全脱落的时间反映的就是附着力，涂膜完全脱落的时间越久，涂膜附着力越好。如，确定20分钟为基准时间，超过20分钟涂层没有完全脱落就是合格的，低于20分钟就不合格。所述不同的混凝土表面或金属表面的涂膜附着力不同，则涂膜脱落的时间标准也不同。本发明的工作原理利用超声波发生器所发出的高频振荡讯号，通过换能转换器转换成高频机械振荡而传播到介质-热水中，超声波在热水中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播成的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合，在这种被称之为“空化”效应的过程中气泡被压缩直至崩溃的一瞬间， 会产生巨大的瞬时压力，一般可高达几十兆帕至上百兆帕，连续不断产生的高压就像一连串小“爆炸”不断地冲击带有防护层的混凝土表面或带有涂层的金属表面，使防护层/涂层剥落，利用设定面积内的防护层/涂层的脱落时间来评价防护层或其他涂膜的附着力。本发明的优点操作简单，数据准确，且只需要通过记录设定面积内涂膜完全脱落所用的时间，涂膜完全脱落的时间越久，说明涂膜附着力越好。
图1是本发明测试装置安装结构示意图。
具体实施例方式涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，见图1:
(1)、测试装置包括透明箱体，箱体内设置有隔板3将箱体分成上水箱1和下水箱2， 上水箱1上设置有进水口 4，内部设置有恒温加热器5，下水箱1内设置有超声波发生器6、 超声波换能器7和水温计8，其侧壁设置有带有止水密封圈10的方形测试口 9，方形测试口 9周围设置有真空吸盘11 ；上水箱1的下部与下水箱2之间连通有带有进水阀门13的进水管12 ；
(2)、选择涂膜附着力测试区域，放置好支架14，将测试装置放置于支架14之上，调整高度，使测试装置的方形测试口 9紧贴测试区域的涂层15，真空吸盘11吸附在涂膜表面用于固定测试装置，然后设定超声波发生器的频率为20-40KHZ ；
(3)、恒温加热器5加热上水箱1中的水至61-62°C，打开进水阀门13将上水箱1中的热水放入下水箱2内，下水箱2内的水温计8显示下水箱2中的水温为59-61°C，热水与被测区域的涂层15接触，开动超声波发生器6和超声波换能器7，并计时，至被测区域的涂层 15完全脱落时，关闭超声波发生器6和超声波换能器7，停止计时；利用被测区域的涂层15 完全脱落所用的时间，评价涂膜附着力。因不同的混凝土表面或金属表面的涂膜附着力不同，则涂膜脱落的时间标准也不同。同一表面上的不同涂膜的附着力，通过本发明测试方法，设定面积内涂膜完全脱落的时间越久，涂膜附着力越大。
权利要求
1.涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，其特征在于包括以下步骤(1 )、测试装置包括箱体，箱体内分为上水箱和下水箱，上水箱上设置有进水口，其内部设置有恒温加热器，下水箱内设置有超声波发生器和超声波换能器，其侧壁设置有测试口，上水箱的下部与下水箱之间连通有带有进水阀门的进水管；(2)、选择涂层附着力或粘结层粘结强度的测试区域，放置好支架，将测试装置放置于支架之上，调整高度，使测试装置的测试口紧贴测试区域，设定超声波发生器的频率；(3)、加热上水箱中的水至60-65°C，打开进水阀门将上水箱内的热水放入下水箱内，热水与被测区域的涂膜接触，开动超声波发生器和超声波换能器，并计时，至涂层或粘结层完全脱落时，关闭超声波发生器和超声波换能器，停止计时；利用被测区域的涂层或粘结层完全脱落所用的时间，评价涂层附着力或粘结层粘结强度。
2.根据权利要求1所述的涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，其特征在于所述超声波发生器的频率设置为20-40KHZ。
3.根据权利要求1所述的涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，其特征在于所述下水箱的测试口处设置有密封圈，下水箱内设置有温度计。
全文摘要
本发明公开了一种涂层附着力或粘结层粘结强度的测试方法，通过超声波对水的空化作用，水不断冲击带有涂膜的墙体或金属表面，使涂膜脱落，利用设定面积内涂膜脱落的时间来评价涂膜的附着力。本发明操作简单，数据测定准确，且只需要通过记录设定面积内涂层完全脱落所用的时间，评价涂膜附着力。
文档编号G01N19/04GK102183457SQ20111005250
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者邰洪生 申请人:安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院