油漆划格法附着力试验

技术概述

油漆划格法附着力试验是涂层附着性能检测中最为经典且广泛应用的一种测试方法，该方法通过在涂层表面刻画特定规格的网格图案，来评估涂层与基材之间的结合强度。作为涂料行业质量控制的重要手段，划格法附着力试验具有操作简便、结果直观、成本低廉等显著优点，被广泛应用于汽车制造、船舶工业、建筑装饰、家用电器等多个领域的产品质量检验环节。

从技术原理角度分析，划格法附着力试验的核心在于通过机械切割破坏涂层，形成贯穿至基材的网格状切口，然后根据涂层从基材上剥离的程度和面积比例，来定量评价涂层的附着性能。该方法基于一个基本假设：如果涂层与基材之间的结合力良好，那么即使受到切割刀具的机械作用，涂层也不应从网格交叉点处发生剥离；反之，若结合力较差，涂层则会在切割过程中或后续的胶带粘贴撕离过程中发生不同程度的脱落。

划格法附着力试验的起源可追溯至二十世纪中期的欧洲工业界，随着涂料技术的不断发展和应用领域的持续拓展，该方法逐渐被各国标准化组织采纳并制定为正式标准。目前，国际上通用的划格法附着力试验标准主要包括ISO 2409:2013《色漆和清漆——划格试验》、ASTM D3359《通过胶带试验测量附着力的标准试验方法》等，我国也制定了相应的国家标准GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，这些标准为划格法试验的操作规范和结果判定提供了统一的技术依据。

在实际工程应用中，划格法附着力试验的重要性不言而喻。涂层的附着性能是决定涂层能否发挥其保护、装饰功能的关键因素，附着力不足将直接导致涂层起泡、脱落、锈蚀蔓延等失效问题，严重影响产品的使用寿命和外观质量。通过划格法试验，生产企业可以在涂装工艺完成后及时发现问题，调整涂装参数或更换涂料配方，从而避免因涂层失效造成的经济损失和安全隐患。

值得注意的是，划格法附着力试验虽然操作相对简单，但其测试结果的准确性和可靠性受到多种因素的影响，包括切割刀具的锋利程度、切割间距的选择、切割力度的控制、胶带的类型和粘贴方式、基材的表面状态等。因此，严格按照标准规范进行操作，并对测试过程实施有效的质量控制，是确保试验结果具有可比性和重复性的必要条件。

检测样品

油漆划格法附着力试验适用于多种类型的涂层样品，根据涂层的材质、厚度、用途以及基材的性质，可以将检测样品分为以下几大类：

• 金属基材涂层样品：这是划格法附着力试验最常见的检测对象，包括钢铁基材上的防锈底漆、中涂漆、面漆系统，铝合金基材上的阳极氧化后涂装层，镀锌钢板上的涂层系统等。金属基材广泛应用于汽车车身、船舶壳体、桥梁结构、机械设备等产品，其涂层附着力的优劣直接关系到产品的防腐蚀性能和使用寿命。
• 塑料基材涂层样品：随着塑料材料在各行业的广泛应用，塑料制品表面的涂装质量日益受到重视。常见的塑料基材涂层样品包括ABS塑料上的喷涂涂层、PP塑料上的汽车保险杠涂层、PC塑料上的电子产品外壳涂层等。由于塑料基材表面能较低，涂层在其表面的附着力往往比金属基材更难保证，因此划格法试验对塑料制品涂装质量的控制具有重要意义。
• 木材基材涂层样品：木器涂料是涂料行业的重要组成部分，家具、门窗、地板等木制品表面的涂层附着力检测同样采用划格法。木材基材具有多孔性、吸湿性等特点，其表面涂层的附着力受木材种类、含水率、表面处理方式等因素影响较大，划格法试验可以帮助生产企业优化涂装工艺，提高产品质量。
• 复合材料基材涂层样品：碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等新型材料在航空航天、汽车轻量化等领域的应用日益广泛，这些复合材料表面的涂层附着力检测同样可以采用划格法进行评价。

从涂层类型角度划分，划格法附着力试验可检测的样品包括：单层涂层样品，如单一的底漆、面漆或清漆层；多层复合涂层样品，如底漆-中涂-面漆的完整涂层系统；粉末涂层样品，包括热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料形成的涂层；电泳涂层样品，如阴极电泳漆和阳极电泳漆形成的涂层；以及其他特殊功能涂层，如防火涂料、隔热涂料、防污涂料等形成的涂层。

在进行划格法附着力试验前，检测样品需要满足一定的条件要求。首先，样品的涂层应完全干燥或固化，未达到干燥程度的涂层进行划格试验会因涂层内部溶剂或水分的存在而影响测试结果；其次，样品表面应清洁、平整、无油污、无灰尘，表面污染物会影响切割刀具与涂层的接触，导致切口质量下降；再次，样品的尺寸应满足试验操作的需要，一般要求样品面积不小于50mm×50mm，以便于划格操作和后续的胶带粘贴；最后，样品应在标准环境条件下进行状态调节，通常要求在温度23±2℃、相对湿度50±5%的环境中放置至少24小时，以消除环境因素对涂层性能的影响。

检测项目

油漆划格法附着力试验的核心检测项目是涂层与基材之间的附着强度等级，通过对划格后涂层剥离情况的观察和测量，按照标准规定的分级方法进行评定。具体的检测项目包括以下内容：

• 附着力等级评定：这是划格法试验最主要和最直接的检测结果。根据ISO 2409和GB/T 9286标准，附着力等级分为0级至5级共六个等级，其中0级表示附着力最好，涂层切割边缘完全光滑，网格内无任何剥离；5级表示附着力最差，涂层剥离面积超过65%。ASTM D3359标准则采用5B至0B的分级方式，与ISO标准的分级结果相对应。
• 涂层剥离面积百分比：对于附着力较差的样品，需要定量测量涂层从网格中剥离的面积比例。通过光学显微镜或图像分析软件，可以精确计算剥离面积占网格���面积的百分比，为涂层附着性能的评价提供定量数据支持。
• 涂层剥离形态观察：除了定量评定外，对涂层剥离形态的定性观察也是重要的检测内容。观察内容包括涂层是从基材上整体剥离，还是层间剥离（即多层涂层系统中涂层之间的分离）；剥离是发生在网格交叉点处还是网格边缘处；剥离后的基材表面状态如何等。这些信息有助于分析附着力不良的原因，指导工艺改进。
• 切口质量评价：划格法试验的有效性很大程度上取决于切口的质量，因此对切口的评价也是检测项目之一。理想的切口应平直、光滑、贯穿涂层至基材，切口宽度均匀一致。切口质量的评价包括切口是否完全穿透涂层、切口边缘是否整齐、有无涂层撕裂或毛刺等。

在实际检测工作中，根据客户需求和产品特点，还可以开展以下扩展检测项目：

• 不同涂层厚度下的附着力对比测试：通过制备不同膜厚的涂层样品，进行划格法试验，研究涂层厚度对附着力的影响规律，确定最佳涂层厚度范围。
• 不同固化条件下的附着力测试：研究烘烤温度、烘烤时间、自然干燥时间等固化条件对涂层附着力的影响，为涂装工艺参数的优化提供依据。
• 环境老化后的附着力测试：将涂层样品经过盐雾老化、湿热老化、紫外老化、冷热循环等环境试验后，再进行划格法附着力测试，评价涂层在模拟使用环境下的附着性能变化。
• 不同划格间距的对比测试：对于不同厚度的涂层，采用1mm或2mm的划格间距进行试验，比较不同间距条件下的测试结果，选择最适合的试验条件。

检测结果的记录和报告应包含完整的试验信息，包括样品标识、涂层类型和厚度、试验依据的标准、划格间距、使用的胶带类型、试验环境条件、附着力等级评定结果、涂层剥离面积百分比、试验现象描述、试验日期和人员等。完整的检测记录有助于结果的追溯和不同批次产品之间的质量比较。

检测方法

油漆划格法附着力试验的检测方法包括样品准备、划格操作、胶带粘贴撕离、结果评定四个主要步骤，每个步骤都有严格的操作规范和技术要求。以下按照标准操作流程详细介绍检测方法：

样品准备阶段是确保试验结果准确可靠的基础。首先，检查样品的涂层是否完全干燥固化，可通过指甲划痕或溶剂擦拭等方法进行初步判断。其次，清洁样品表面，去除油脂、灰尘、脱模剂等污染物，清洁方法包括用无水乙醇或丙酮等溶剂擦拭、用清洁干燥的压缩空气吹扫等。再次，测量涂层厚度，根据涂层厚度选择合适的划格间距，一般原则是：涂层厚度小于60μm时选用1mm间距，涂层厚度在60μm至120μm之间时选用2mm间距，涂层厚度大于120μm时先在涂层上刻画交叉切口，再进行胶带撕离试验。最后，将样品在标准环境条件下放置足够时间，使其温度和湿度与试验环境达到平衡。

划格操作是试验的核心步骤，需要使用专用的划格刀具进行。划格刀具有单刃刀和多刃刀两种类型，单刃刀需要手动控制切割方向和间距，操作灵活性高但一致性较难保证；多刃刀具有多个平行排列的刀刃，刀刃间距固定为1mm或2mm，一次切割即可形成多条平行切口，操作效率高且一致性好。划格操作时，将刀具垂直于样品表面，施加均匀的压力，以稳定的速度进行切割，确保切口贯穿涂层到达基材。首先沿一个方向刻画6条平行切口，然后将样品或刀具旋转90度，再刻画6条平行切口，形成25个方格（内部实际用于评价的是16个完整方格）。切割过程中应保持刀具锋利，钝化的刀具会导致切口质量下降，影响试验结果的准确性。

胶带粘贴撕离是划格法试验的关键环节，通过胶带的粘附作用将结合力不良的涂层从基材上剥离下来。选用的胶带应符合标准规定的技术要求，一般采用半透明、压敏型的胶带，宽度为25mm，粘着力约为10N/25mm。粘贴胶带时，将胶带平整地贴覆在划格区域上，用手指或橡皮擦子沿一个方向用力压实胶带，确保胶带与涂层充分接触，无气泡和皱褶。胶带粘贴后应尽快进行撕离操作，撕离时将胶带的一端折回，尽可能以60度角（也有标准规定为180度）在0.5至1秒内将胶带平稳撕下。撕离过程中应注意观察涂层是否随胶带剥离，记录剥离的现象和程度。

结果评定阶段需要对划格区域的涂层状态进行观察、测量和分级。观察方法包括目视观察和放大镜观察，对于细小的剥离或边缘处的剥离，需要借助5倍或10倍放大镜进行识别。根据涂层剥离的面积比例，按照标准规定的分级表进行等级评定。ISO 2409和GB/T 9286标准的分级方法如下：0级——切割边缘完全光滑，无任何方格剥离；1级——切口交叉处有少量涂层剥离，剥离面积小于5%；2级——切口交叉处和边缘有涂层剥离，剥离面积大于5%但小于15%；3级——涂层部分或全部从方格中剥离，剥离面积大于15%但小于35%；4级——涂层大面积剥离，剥离面积大于35%但小于65%；5级——涂层严重剥离，剥离面积大于65%。

在实际操作中，还应注意以下技术要点：划格刀具应定期检查锋利程度，钝化的刀具应及时更换或打磨；切割力度应适中，力度过小会导致切口未穿透涂层，力度过大则可能损伤基材或导致涂层撕裂；对于硬脆涂层，切割时应避免因涂层开裂而影响切口质量；胶带撕离的方向应与涂层最可能剥离的方向一致，如涂层存在应力方向性时；试验结果应取多个测试点的平均值，以提高结果的代表性；试验报告应附上划格区域的照片或图像，直观展示涂层剥离状态。

检测仪器

油漆划格法附着力试验所需的检测仪器和工具相对简单，但每种仪器都有特定的技术要求和使用规范。以下是试验中使用的各类检测仪器：

• 划格刀具：这是划格法试验的核心工具，分为单刃刀具和多刃刀具两种类型。单刃刀具由手柄和单一刀片组成，刀片通常采用硬质合金或高速钢材料制成，刃口角度一般为30度至45度。多刃刀具由手柄和多片平行排列的刀片组成，刀片间距有1mm和2mm两种规格，可满足不同涂层厚度的试验需求。高质量的划格刀具应具有良好的刚性、稳定的刀片间距、锋利的刃口和舒适的操作手感。
• 涂层测厚仪：用于测量样品的涂层厚度，以确定合适的划格间距。涂层测厚仪有多种类型，包括磁性测厚仪（适用于磁性金属基材上的非磁性涂层）、涡流测厚仪（适用于非磁性金属基材上的绝缘涂层）、超声波测厚仪（适用于各种基材上的涂层）等。选择测厚仪时应考虑基材类型、涂层类型和厚度范围等因素。
• 标准胶带：划格法试验使用的胶带应符合相关标准的技术要求。ISO 2409标准推荐使用符合特定粘着力要求的压敏胶带，胶带宽度一般为25mm，粘着力约为10N/25mm。胶带应具有良好的粘附性能、均匀的粘着力分布、稳定的储存性能，使用前应检查胶带是否过期或受污染。
• 放大镜或显微镜：用于观察划格区域的涂层剥离状态。一般采用5倍至10倍放大镜即可满足常规检测需求，对于微小剥离或需要精确测量剥离面积的情况，可使用体视显微镜或金相显微镜。现代检测实验室还配备图像采集和分析系统，可对划格区域进行拍照记录，并通过图像处理软件自动计算剥离面积百分比。
• 照明设备：良好的照明条件是准确观察涂层剥离状态的重要保障。检测时应使用均匀、稳定、无眩光的光源，光源的色温应适中，一般采用自然光或色温约为6500K的标准光源。对于有光泽的涂层表面，应注意避免反射光对观察的干扰。

除了上述主要仪器外，划格法试验还需要配备以下辅助工具和设备：

• 样板固定装置：用于固定样品，确保划格操作时样品不会移动。对于小型或不规则形状的样品，使用固定装置可以提高操作的安全性和稳定性。
• 清洁用品：包括无水乙醇、丙酮等有机溶剂，脱脂棉、无尘布等擦拭材料，用于样品表面的清洁处理。
• 橡皮擦子：用于压实胶带，确保胶带与涂层充分接触。橡皮擦子的硬度应适中，既能有效压实胶带，又不会损伤涂层。
• 状态调节箱：用于样品在标准环境条件下的放置和状态调节。状态调节箱应能够控制温度和湿度，保持稳定的环境条件。
• 记录和报告工具：包括试验记录表格、计算器、照相机等，用于记录试验过程和结果，编制检测报告。

检测仪器的维护和校准是保证试验结果准确可靠的重要环节。划格刀具应定期检查刀片的锋利程度和间距精度，钝化的刀片应及时更换或送专业机构磨削，间距精度应通过标准量块进行校验。涂层测厚仪应定期使用标准膜厚片进行校准，确保测量结果的准确性。显微镜等光学仪器应保持镜头清洁，定期检查放大倍数和成像质量。状态调节箱应定期校验温度和湿度控制精度，确保环境条件符合标准要求。

应用领域

油漆划格法附着力试验作为一种简便有效的涂层质量检测方法，在众多行业和领域得到广泛应用。以下介绍该方法的主要应用领域：

• 汽车制造行业：汽车车身的涂层系统通常包括电泳底漆、中涂漆、色漆和清漆等多层结构，每层涂料之间以及整体涂层与金属基材之间的附着力都直接影响车身的防腐蚀性能和外观质量。划格法试验在汽车制造过程中用于原材料检验、过程质量控制、成品出厂检验等环节，是汽车涂装质量管理体系的重要组成部分。
• 船舶与海洋工程行业：船舶壳体、海洋平台结构等长期处于严酷的海洋环境中，涂层的防护性能直接关系到结构的安全和使用寿命。划格法附着力试验用于船舶涂装施工的质量验收、涂层配套体系的筛选评价、维修涂装的质量控制等，是船舶涂料和涂装行业不可或缺的检测手段。
• 建筑与装饰行业：建筑钢结构、铝合金门窗幕墙、装饰板材等表面的涂层附着力是评价涂装质量的重要指标。划格法试验广泛用于建筑涂装工程的验收检测、装饰材料的进货检验、涂装施工的过程控制等，为建筑工程质量提供保障。
• 家用电器行业：冰箱、洗衣机、空调等家用电器的表面涂层不仅具有装饰功能，还承担着防腐蚀、耐磨损等保护功能。划格法试验用于家电外壳涂层的质量控制，确保产品在正常使用寿命期内涂层不发生脱落、起泡等失效问题。
• 电子产品行业：手机、笔记本电脑、平板电脑等消费电子产品的外壳涂层对外观质量要求极高，涂层脱落将严重影响产品的美观和品牌形象。划格法试验用于电子产品外壳涂层的附着力检测，帮助生产企业控制涂装质量，提升产品竞争力。

除了上述主要应用领域外，划格法附着力试验还在以下领域发挥重要作用：

• 航空航天行业：飞机蒙皮、发动机部件等表面的涂层需要在极端环境下长期服役，涂层附着力是涂层系统设计和质量控制的关键参数。划格法试验用于航空涂料的质量评价和涂装工艺的验证。
• 轨道交通行业：高铁车辆、地铁车辆、铁路货车等的车体涂层需要经受高速运行的风沙冲刷、各种气候条件的考验，涂层附着力检测是车辆涂装质量控制的重要环节。
• 风电装备行业：风力发电机的塔筒、叶片等部件的涂层需要具有良好的耐候性和附着力，划格法试验用于风电装备涂层的质量检验和涂层配套体系评价。
• 管道与储罐行业：输油管道、天然气管道、储油罐等设施的内外壁涂层对防护性能要求极高，涂层附着力是涂层系统设计和施工验收的重要检测项目。
• 家具与木器行业：各类家具、木门、木地板等产品的表面涂层附着力是评价产品质量的重要指标，划格法试验广泛用于木器涂装的质量控制。

在涂料研发领域，划格法附着力试验是评价新涂料产品附着性能的重要手段。通过划格法试验，研发人员可以比较不同树脂体系、不同配方组成、不同固化条件下的涂层附着性能，优化涂料配方，提高产品质量。在涂装工艺研究中，划格法试验用于评价不同表面处理方法、不同涂装工艺参数对涂层附着力的影响，为涂装工艺的优化提供依据。

常见问题

在油漆划格法附着力试验的实际操作和应用过程中，经常遇到各种技术问题和疑问。以下针对常见问题进行解答：

问题一：划格法试验结果受哪些因素影响？

划格法试验结果的准确性和可靠性受多种因素影响。首先是涂层本身的因素，包括涂层类型、涂层厚度、固化程度、内部应力等，不同类型的涂层其附着机理和附着强度差异较大，涂层厚度过厚可能导致内应力增大而附着力下降，固化不完全的涂层附着力通常较低。其次是基材因素，包括基材类型、表面粗糙度、表面清洁度、表面处理方式等，基材表面状态对涂层附着力有显著影响。再次是试验条件因素，包括划格刀具的锋利程度、划格间距的选择、切割力度的控制、胶带类型和粘贴方式、撕离角度和速度等，这些因素直接影响试验操作的质量和结果的一致性。最后是环境因素，包括试验环境的温度、湿度，样品的状态调节条件等，环境条件的变化可能引起涂层性能的改变而影响试验结果。

问题二：划格法试验结果不合格的原因有哪些？

划格法试验结果不合格（附着力等级低于要求值）的原因可能有多种。从涂料方面分析，可能是涂料配方设计不合理，树脂与基材的润湿性差，或者固化剂的用量不当导致涂层固化不完全。从表面处理方面分析，可能是基材表面清洁不彻底，残留有油脂、脱模剂等污染物，或者表面粗糙度不合适，磷化、阳极氧化等化学预处理质量不达标。从涂装工艺方面分析，可能是涂装环境条件不当，如温度过低导致涂层流平性差，湿度太高导致涂层产生气泡，烘烤温度或时间不足导致涂层固化不完全。从涂层系统设计方面分析，可能是各层涂料之间的配套性不好，层间附着力差。分析附着力不合格的原因需要综合考虑涂料、基材、表面处理、涂装工艺等多方面因素，通过系统的排查试验确定主要原因并采取相应的改进措施。

问题三：划格法试验与其他附着力测试方法有何区别？

涂层附着力测试方法除了划格法外，还有拉开法、划圈法、弯曲试验法等多种方法。划格法与拉开法的主要区别在于：划格法是通过切割破坏和胶带撕离来评价附着力，测试的是涂层与基材在剪切和剥离复合作用下的结合强度，结果以等级表示；拉开法是通过拉力机将涂层垂直于基材表面拉开，测试的是涂层与基材在垂直拉伸作用下的结合强度，结果以拉力值表示。划格法操作简便、设备简单，适合现场快速检测和质量控制；拉开法测试结果更精确、更定量，适合研发评价和仲裁检测。在实际应用中，应根据检测目的、样品特点、设备条件等因素选择合适的测试方法，有时需要采用多种方法进行综合评价。

问题四：如何保证划格法试验结果的可比性和重复性？

保证划格法试验结果的可比性和重复性是质量控制的基本要求。首先，应严格按照标准规范进行操作，包括样品准备、划格操作、胶带粘贴撕离、结果评定等各环节都应遵循标准规定的技术要求。其次，应使用符合标准要求的检测器具，包括划格刀具、胶带、放大镜等，器具的质量直接影响试验结果。再次，应控制试验环境条件，在标准规定的温度、湿度条件下进行试验，样品应经过适当的状态调节。此外，应定期对检测器具进行检查和维护，对检测人员进行培训和考核，确保操作技能的一致性。对于重要的检测任务，应进行平行试验或由不同人员独立检测，比较检测结果的一致性。建立完善的试验记录和报告制度，详细记录试验条件和结果，便于追溯和比较。

问题五：多层涂层系统的划格法试验应注意什么？

对于由底漆、中涂、面漆等组成的多层涂层系统，划格法试验时应注意以下几点：首先，划格刀具应贯穿整个涂层系统到达基材，切口深度不足会影响试验结果的有效性。其次，试验后应仔细观察剥离发生的界面位置，判断是涂层与基材之间的剥离还是涂层之间的层间剥离，这对于分析附着力不良的原因具有重要意义。再次，对于层间附着力有特殊要求的情况，可以在各层涂装完成后分别进行划格试验，评价层间附着性能。最后，在报告试验结果时，应说明涂层系统的结构、各层涂料的类型和厚度，以及剥离发生的界面位置等信息，便于结果的理解和应用。