🔩 涂层附着力拉开法（pull-off）——三种方法，应力增加速率不大于1 MPa/s
三句话速览
将试柱粘在涂层上，胶粘剂固化后，对组合体施加垂直于底材的受控拉伸。该检测依据 PN-EN ISO 4624:2023-11；方法：方法A——两个试柱，刚性和可变形底材；方法B——一个试柱，单侧试验，仅刚性底材；方法C——试柱中有一个为涂漆底材。整个程序共 8 个步骤（合计约 2 分钟）；主要用于：钢结构、桥梁和轨道车辆涂装的验收、混凝土上涂层附着力的检查（试柱直径达100 mm）、比较不同涂层体系的附着性能。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 4624:2023-11
- 类别: 材料与无损检测
- 操作步骤数: 8
- 各步骤合计时间: 2 分钟
- 方法: 方法A——两个试柱，刚性和可变形底材；方法B——一个试柱，单侧试验，仅刚性底材；方法C——试柱中有一个为涂漆底材
- 加载速率: 应力垂直于涂层平面，均匀增加，速率不大于1 MPa/s
- 破坏时间: 组合体应在90 s内发生破坏
概述
本标准规定了通过拉开试验测定附着力的三种方法，适用于色漆、清漆或相关产品的单一涂层或多涂层体系。方法A使用两个试柱，适用于刚性底材和可变形底材；方法B仅从一侧用一个试柱进行试验，仅适用于刚性底材；方法C使用的试柱中有一个充当涂漆底材。
这些方法适用于比较不同涂层的附着性能，尤其适用于对附着力存在显著差异的一系列涂层试板给出相对评级。本试验可用于多种底材，其程序因底材是可变形的（如薄金属板、塑料和木材）还是刚性的（如厚混凝土和厚金属板）而有所不同。为避免拉伸试验时底材变形，通常采用夹层结构，在特殊情况下也可将涂层直接涂在试柱端面上。
ISO 4624:2023版增加了直径达100 mm的较大试柱，用于在混凝土上应用本方法，补充了胶粘剂在底材和涂层材料方面的要求，并扩充了单试柱方法的说明。拉开法附着力试验与划格法一起，是涂装验收的标准内容，包括轨道车辆的涂装要求。
方法原理
将受试产品或体系以均匀厚度涂在表面纹理均匀的平整试板上。涂层干燥固化后，用胶粘剂将试柱粘在其表面。胶粘剂固化后，将带试柱的组合体置于合适的拉伸试验机中进行受控拉伸试验，测量破坏涂层–底材结合所需的力。为避免试验时底材变形，可使用直径小于钢底材所用2 cm的试柱，以减小施加的力。试验结果为破坏最薄弱界面（附着破坏）或组合体最薄弱组分（内聚破坏）所需的拉伸应力；也会出现附着–内聚混合破坏。
应用领域
- 钢结构、桥梁和轨道车辆涂装的验收
- 混凝土上涂层附着力的检查（试柱直径达100 mm）
- 比较不同涂层体系的附着性能
- 涂层局部修补后附着力的评价
- 复合材料底材和层压板上液体涂层附着力的评价
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 方法 | 方法A——两个试柱，刚性和可变形底材；方法B——一个试柱，单侧试验，仅刚性底材；方法C——试柱中有一个为涂漆底材 |
| 加载速率 | 应力垂直于涂层平面，均匀增加，速率不大于1 MPa/s |
| 破坏时间 | 组合体应在90 s内发生破坏 |
| 试柱直径 | 钢底材通常为2 cm；可变形底材用较小直径以限制力；混凝土可达100 mm |
| 破坏类型 | 附着破坏（最薄弱界面）、内聚破坏（组合体最薄弱组分）或混合破坏 |
| 底材 | 可变形——薄金属板、塑料、木材；刚性——厚混凝土、厚金属板；可变形底材采用夹层结构 |
| 测量量 | 在垂直于底材方向上拉脱或撕裂涂层所需的最小拉伸应力 |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 4624:2023-11
- 标准名称（波兰语）
- Farby i lakiery — Próba odrywania do oceny przyczepności
- 标准名称（英语）
- Paints and varnishes — Pull-off test for adhesion
分步操作程序
-
试样制备
将产品或体系以均匀厚度涂在表面纹理均匀的平整试板上；产品取样按ISO 15528，试样检查和制备按ISO 1513，试板按ISO 1514。
-
干燥和状态调节
按产品要求干燥和固化涂层，然后在符合ISO 3270的温度和湿度下进行状态调节。
-
测量涂层厚度
按ISO 2808测定涂层厚度并记录；涂层厚度影响结果，是试验报告的组成部分。
-
选择方法
选择方法A（两个试柱，刚性和可变形底材）、方法B（一个试柱，仅刚性底材）或方法C（试柱之一作为涂漆底材）。对可变形底材应采用夹层结构，以免底材变形。
-
粘接试柱
对试柱端面和涂层表面除油，涂胶粘剂，并将试柱直接粘在已涂装并固化的试板表面上。按照本标准在底材和涂层材料方面的要求选择胶粘剂。
-
胶粘剂固化
在胶粘剂制造商推荐的条件下放置组合体，直至胶粘剂完全固化，期间不对接头施加应力。
-
拉开试验
将组合体置于拉伸试验机中，垂直于涂装底材平面施加应力，以基本均匀、不大于1 MPa/s的速率增加，使组合体在90 s内破坏。
-
评定和报告
读取破坏应力并评定破坏性质：附着破坏、内聚破坏或混合破坏，同时说明哪个界面或哪个组分发生破坏及其所占面积比例。报告中注明方法、试柱直径、胶粘剂、涂层厚度、状态调节条件、破坏应力和破坏类型。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 拉伸试验机 | 适合所选程序，垂直于涂层平面加载，应力均匀增加 | — |
| 试柱（dolly） | 钢通常直径2 cm；可变形底材用较小直径；在混凝土上试验可达100 mm | — |
| 试板 | 符合ISO 1514、表面纹理均匀的平整试板 | — |
| 涂层测厚仪 | 试验前按ISO 2808测定涂层厚度 | — |
| 环形切割器或切割工具 | 程序要求时用于沿试柱周围切割涂层 | — |
| 状态调节箱 | 按ISO 3270进行状态调节和试验的温度和湿度 | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 试柱用胶粘剂 | — | 必须满足本标准在底材和涂层材料方面的要求；不得作用于涂层，也不得以改变结果的方式渗入涂层。通常为双组分环氧胶粘剂或氰基丙烯酸酯胶粘剂 |
| 除油溶剂 | — | 用于粘接前处理试柱端面和涂层表面 |
职业健康与安全
- 组合体在载荷下突然断裂——工作区防护、护目镜、手不得置于拉伸轴线上
- 环氧和氰基丙烯酸酯胶粘剂——致敏，可粘住皮肤；戴手套、通风，按安全技术说明书操作
- 除油溶剂——易燃易挥发，通风，禁止明火
- 沿试柱周围切割涂层——锋利工具，戴防割手套
- 在结构物上现场试验——高处作业、防坠落保护、固定被拉开的部件
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 4624:2023-11 — 《Paints and varnishes — Pull-off test for adhesion》。
该方法的原理是什么？
将受试产品或体系以均匀厚度涂在表面纹理均匀的平整试板上。涂层干燥固化后，用胶粘剂将试柱粘在其表面。
测量范围和准确度是多少？
方法：方法A——两个试柱，刚性和可变形底材；方法B——一个试柱，单侧试验，仅刚性底材；方法C——试柱中有一个为涂漆底材；加载速率：应力垂直于涂层平面，均匀增加，速率不大于1 MPa/s；破坏时间：组合体应在90 s内发生破坏；试柱直径：钢底材通常为2 cm；可变形底材用较小直径以限制力；混凝土可达100 mm。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 2 分钟。整个程序共 8 个步骤。
需要哪些设备？
拉伸试验机、试柱（dolly）、试板、涂层测厚仪、环形切割器或切割工具、状态调节箱。
该检测用于哪些场景？
钢结构、桥梁和轨道车辆涂装的验收；混凝土上涂层附着力的检查（试柱直径达100 mm）；比较不同涂层体系的附着性能；涂层局部修补后附着力的评价；复合材料底材和层压板上液体涂层附着力的评价。
需要采取哪些安全防护措施？
组合体在载荷下突然断裂——工作区防护、护目镜、手不得置于拉伸轴线上；环氧和氰基丙烯酸酯胶粘剂——致敏，可粘住皮肤；戴手套、通风，按安全技术说明书操作；除油溶剂——易燃易挥发，通风，禁止明火；沿试柱周围切割涂层——锋利工具，戴防割手套；在结构物上现场试验——高处作业、防坠落保护、固定被拉开的部件。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 4624。