影響復層建筑涂料粘接強度測試結果可靠性的因素研究

田瑞霞 平永杰 張宇 陳學軍 盛滿計 崔淑鳳

摘要：基于GB/T 9779-2015《復層建筑涂料》標準，探討了試驗過程中底材質量、底漆、試件粘接情況、試件破壞形式等因素對復層建筑涂料粘接強度測試結果的影響。結果表明，底材表面致密平整、底材合理的含水量、涂布底漆、膠粘劑用量適中時，可提高測試數據的均勻性和可靠性;粘接破壞形式的多樣性容易造成粘接強度測試數據均勻性和可靠性變差。上述結果有助于提高檢驗人員在該項檢測判定的準確性。

關鍵詞：復層建筑涂料;粘接強度;結果可靠性

中圖分類號：TQ 437+.1獻標識碼文A 章編號：1001-5922（2019）04-0045-04

復層建筑涂料是由底漆、中層漆和面漆組成的具有多種裝飾效果的質感涂料，是應用較廣的建筑內外墻涂料。對于厚涂型復層建筑涂料，粘接強度是衡量其質量的重要技術指標之一，用于厚質涂層與基材粘接牢度的評定。復層建筑涂料與底材的粘接情況真實反映產品本身的性能是十分重要的，除涂料自身因素外，研究粘接強度測試結果可靠性的影響因素也是提高該項檢測判定準確性的關鍵。

本文選用了一種水性普通厚漿型外墻復層建筑涂料，根據GB/T 9779-2015《復層建筑涂料》標準中的規定對其粘接強度進行了測試。同時結合檢測實踐，探討了試驗過程中底材質量、底漆、試件粘接情況、試件破壞形式等因素對粘接強度測試結果的影響，

以期能夠指導檢驗人員提高在該項檢測判定的準確性。

1實驗部分

1.1主要材料

水性普通厚漿型外墻復層建筑涂料中層漆、配套底漆、配套面漆，北京某生產企業;砂漿塊，自制;實驗室用三級水。

1.2儀器與設備

HP-850結合力試驗機，德國HERION公司;DGG-101-lBS電熱鼓風干燥箱，天津天宇機電公司;恒溫養護水箱，TJSS-Ⅲ型，滄州騰達筑路試驗儀器制造廠。

1.3試件制備

根據測試需要選取砂漿塊，按照GB/T9779-2015《復層建筑涂料》標準中6.18進行標準條件、浸水后、未涂布底漆粘接強度試件的制備、養護，本文中標準條件為溫度（23±2）℃、相對濕度（50±5）%的環境條件。

1.3.1標準條件粘接強度試件的制備

將底涂涂布于砂漿塊表面，濕膜厚度控制在80um，經1-2h干燥（指觸干），將金屬型框置于底漆上面，將中層漆填滿型框，濕膜厚度為l mm，用刮刀平整表面，除去型框。將試件放置7d后，將配套面漆涂布于中層漆上面，在標準條件下養護7d，即為試件。每組試驗制備6個試件。

1.3.2未涂布底漆粘接強度試件的制備

將金屬型框置于底漆上面，將中層漆填滿型框，濕膜厚度為1mm，用刮刀平整表面，除去型框。將試件放置7d后，將配套面漆涂布于中層漆上面，在標準條件下養護7d，即為試件。每組試驗制備6個試件。

1.3.3浸水后粘接強度試件的制備

在上述1.3.1、1.3.2制備的試件養護期滿前2d，將試件的4個側面用松香和石蠟混合物（質量比為1：1）封邊。將試件水平置于恒溫養護水箱底部標準砂上面，然后注水到水面距離試件表面約5mm處，在標準條件下靜置10d后取出。試件側面朝下，在（50±2）℃的電熱鼓風干燥箱內干燥24h，再置于標準條件下24h后測試。每組試驗制備6個試件。

1.4性能測試

按照GB/T 9779-2015《復層建筑涂料》進行粘接強度測試。在試件養護期滿前24h，將試件置于水平狀態，用雙組分環氧樹脂膠粘劑均勻涂布試件表面，并在其上面輕放上夾具，小心除去周圍溢出的膠粘劑，放置24h。在拉力試驗機上，沿試件表面垂直方向，以5mm/min拉伸速度進行粘接強度試驗，測定最大拉伸載荷。粘接強度按式（1）計算，精確到0.01MPa：

式中：δ-粘接強度，MPa;P-最大拉伸荷載，N;A-膠接面積，mm²。

將所得結果，分別去掉1個最大值和1個最小值，取剩余4個數據的算術平均值作為試驗結果，各試驗結果和算術平均值的相對誤差應不大于20%，否則應重新進行試驗。

2結果與討論

2.1底材表面質量對粘接強度的影響

針對底材表面較為致密平整和有孔洞凹坑缺陷等不同表面質量，分別測試了標準狀態和浸水后的粘接強度，結果如表1所示。

從表1可以看出，底材表面致密平整的粘接強度數據均勻性較好，表面有孔洞凹坑的粘接強度數據均勻性較差。這是因為水泥砂漿塊多孔隙和凹坑的表面會吸入涂料的粘接成分，增加了涂料與砂漿塊的接觸面積，由于每塊底材表面的孔洞等缺陷不同導致吸入的涂料粘接成分多少不同，數據的均勻性變差。

2.2底材含水量對粘接強度的影響

為考查底材含水量對粘接強度測試結果的影響，選取表面致密平整的砂漿塊，分別進行絕干和標準條件放置48h處理后制備試件，測試標準狀態和浸水后的粘接強度，結果如表2所示。

從表2可以看出，使用絕干底材的標準狀態粘接強度比在標準條件放置48h的結果偏低，數據均勻性較差，而浸水后粘接強度試驗是失敗的。這是由于試驗中使用的復層涂料為厚漿膏狀，即使固體含量很高，其中也含有水分。在砂漿塊上制備試件時，絕干砂漿塊中含水量幾乎零，制樣過程中涂料中的水分很快滲入砂漿塊，很快被砂漿塊吸收，造成涂層本身強度降低;同時涂層產生較大收縮，出現裂紋甚至脫落，也是粘接強度降低的原因之一。砂漿塊的含水量不同，會造成砂漿塊對涂料中水分吸收程度不同，進而導致粘接強度測試結果均勻性變差。為減少底材含水量對結果的影響，可將其在標準條件放置48h以上再行試驗。

2.3底漆對粘接強度的影響

為考查底漆對粘接強度測試結果的影響，選取表面致密平整的砂漿塊，不涂布底漆制備試件，測試標準狀態和浸水后的粘接強度，與涂布底漆的結果對比如表3所示。

由表3可以看出，涂布底漆的標準狀態粘接強度、浸水后粘接強度明顯高于未涂布底漆的，數據均勻性也明顯好于未涂布底漆的，表明底漆有利于增加主涂層與底材的相容性，從而提高主涂層在底材上的粘接強度。底漆的主要作用是封閉基層、彌補底材缺陷、加固底材及增強主涂層與底材的附著能力。

2.4試件粘接情況對粘接強度的影響

膠粘劑用量的多少決定了試件粘接情況，為考查膠粘劑用量對粘接強度測試結果的影響，試件在粘接時分別采取膠粘劑用量較少、用量適中、用量過多的情況，結果如表4所示。

由表4可以看出，3種情況下粘接強度結果差別很大。膠粘劑用量較少時，無法實現滿粘，粘接層過薄且不均勻，說明試驗過程中試件與上夾具的粘接面積小于40mm×40mm，造成試驗結果值較低。而膠粘劑用量過多時，容易導致粘接層過厚、多余膠粘劑溢出的情況，即使將周邊多余的膠粘劑去除，也會部分滲入底材，增加了試件與上夾具的粘接面積，造成粘接強度偏大。膠粘劑用量適中時，粘接層厚薄均勻，膠粘劑溢出少，測試結果更能真實可靠的反映材料本身的性能。

2.5試件破壞形式對粘接強度的影響

測試涂料與底材的粘接強度試驗中，粘接破壞形式主要有內聚破壞和界面破壞，其中內聚破壞包括涂料內聚破壞、基層內聚破壞，界面破壞包括膠粘劑和涂料界面破壞、基層界面破壞。破壞形式的多樣性容易造成粘接強度測試數據結果均勻性和可靠性變差，表5即為一組出現多種破壞形式的無效數據。

從表5可知，該組試驗數據均勻性很差，該組試驗2個試件出現了破壞形式是膠粘劑和涂料界面破壞，說明膠粘劑和涂料粘接不牢，粘接強度結果明顯小于涂料內聚力、基層內聚力或基層界面強度，試驗數據是不真實的，該組試驗數據無效。

3結論

1）底材表面有孔洞凹坑的粘接強度比表面致密平整的粘接強度數據均勻性差。砂漿塊的含水量不同，測試結果不同，絕干底材導致粘接強度測試結果均勻性變差。為減少底材含水量對結果的影響，可將其在標準條件放置48h以上再行試驗。

2）涂布底漆的試件粘接強度明顯高于未涂布底漆的，數據均勻性也好。為了使粘接強度的測試結果更能真實反映材料的實際應用，建議在檢測送樣時同時送檢配套底漆等材料。

3）膠粘劑用量適中時，粘接強度測試結果更能真實可靠地反映材料本身的性能。由于在粘接時無法使用稱量等手段控制膠粘劑用量，檢測人員在試驗過程中把握膠粘劑用量的經驗對結果的準確性尤為重要。

4）粘接破壞形式的多樣性容易造成粘接強度測試數據結果均勻性和可靠性變差。