划格法附着力实验操作

技术概述

划格法附着力实验操作是涂层性能检测中最基础且重要的测试方法之一，主要用于评估涂层与基材之间的结合强度。该方法通过在涂层表面切割出一定规格的网格图案，观察涂层在切割边缘及交叉点处的脱落情况，从而判断涂层的附着性能等级。划格法具有操作简便、结果直观、成本低廉等优点，被广泛应用于涂料行业、汽车制造、船舶工业、航空航天等领域。

划格法附着力实验的核心原理是基于涂层在受到机械切割力作用下的抗剥离能力。当切割刀具在涂层表面进行网格切割时，如果涂层与基材之间的结合力较弱，涂层会在切割边缘发生剥落或翘起；反之，如果附着力良好，切割边缘将保持平整、完整。通过对比标准图谱，可以客观地评定涂层的附着力等级。

划格法附着力实验操作的标准依据主要包括GB/T 9286-2021《色漆和清漆 划格法附着力试验》、ISO 2409:2020《Paints and varnishes — Cross-cut test》、ASTM D3359-17《Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test》等国内外标准。这些标准对切割工具、切割间距、切割次数、胶带类型、操作步骤及结果评定等方面均有详细规定，检测人员应严格按照标准要求进行操作，以确保检测结果的准确性和可重复性。

值得注意的是，划格法附着力实验操作虽然看似简单，但实际操作中存在诸多影响因素。例如，切割刀具的锋利程度、切割深度是否穿透涂层、切割速度的均匀性、胶带粘贴和撕离的角度与速度等，都会对最终结果产生影响。因此，掌握规范的操作技术对于获得准确可靠的检测结果至关重要。

检测样品

划格法附着力实验操作适用于多种类型的涂层样品，包括但不限于以下几类：

• 金属基材涂层：如钢铁表面的防锈漆、汽车车身涂层、家电外壳涂层、机械设备防护涂层等。金属基材通常具有较好的刚性，便于进行切割操作，是划格法附着力实验最常见的应用对象。
• 塑料基材涂层：如ABS、PP、PVC等塑料制品表面的装饰涂层或功能涂层。由于塑料基材硬度较低，切割时需注意控制力度，避免刀具切入基材过深。
• 木材基材涂层：如家具表面漆、木地板涂层、木门漆等。木材表面的纹理和软硬度不均匀性可能对切割结果产生一定影响，需在平坦区域进行测试。
• 复合材料基材涂层：如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料表面的涂层。这类材料具有各向异性特点，切割方向的选择可能影响检测结果。
• 混凝土基材涂层：如建筑墙面涂料、地坪涂层等。混凝土表面的粗糙度和孔隙率可能影响涂层附着力测试的准确性。

样品的准备是划格法附着力实验操作的重要环节。样品应在温度23±2℃、相对湿度50±5%的标准环境条件下至少调节24小时，使其达到平衡状态。样品表面应清洁、干燥、无油污、无灰尘，必要时可用软布蘸取适量溶剂进行清洁，但需确保溶剂完全挥发后方可进行测试。

样品尺寸应满足切割操作的要求，一般建议不小于100mm×100mm，以便于在多个位置进行平行测试。样品厚度应保证具有足够的刚性，避免在切割过程中发生弯曲变形。对于薄板样品，可将其固定在刚性衬板上进行测试。

在样品选取时，应选择具有代表性的区域进行测试，避开边缘、焊缝、孔隙等特殊部位。对于大面积涂层，应在不同位置选取多个测试点，以评估涂层附着力的均匀性。同时应记录样品的基本信息，包括涂层类型、涂装工艺、固化条件、涂层厚度等参数，这些信息对结果分析和问题追溯具有重要参考价值。

检测项目

划格法附着力实验操作的主要检测项目是涂层与基材之间的附着力等级评定。根据相关标准的规定，附着力等级通常采用0-5级或0-5B的分级方式，具体评定标准如下：

• 0级（5B）：切割边缘完全平滑，无任何涂层剥落，表明附着力极佳。
• 1级（4B）：在切割交叉点处有微量涂层剥落，剥落面积小于5%，表明附着力良好。
• 2级（3B）：切割边缘和交叉点处有小块涂层剥落，剥落面积在5%-15%之间，表明附着力一般。
• 3级（2B）：切割边缘和交叉点处有明显涂层剥落，剥落面积在15%-35%之间，表明附着力较差。
• 4级（1B）：切割边缘有大块涂层剥落，剥落面积在35%-65%之间，表明附着力很差。
• 5级（0B）：涂层剥落面积超过65%，甚至整格剥离，表明附着力极差。

除了附着力等级评定外，划格法附着力实验操作还可以观察和记录以下辅助信息：

• 涂层剥落的形态特征：如剥离方式是脆性断裂还是韧性撕裂，剥落发生在涂层与基材界面还是涂层内部等。
• 涂层切口边缘的平滑程度：反映涂层的硬度和内聚力。
• 基材表面的暴露情况：可判断切割是否完全穿透涂层至基材表面。
• 胶带粘附的涂层碎屑量和形态：辅助判断涂层附着力的整体状况。

对于多层涂层体系，划格法附着力实验操作还可以判断涂层失效发生的界面位置，即是底漆与基材之间、底漆与中涂层之间、还是中涂层与面漆之间的附着力问题，这对于分析涂层失效原因、改进涂装工艺具有重要指导意义。

在某些特殊情况下，还可以通过划格法附着力实验进行涂层系统的比较评估，如不同涂装工艺、不同固化条件、不同基材预处理方式对附着力的影响研究，为涂装工艺优化提供数据支撑。

检测方法

划格法附着力实验操作的具体步骤如下：

第一步，环境条件确认。将样品置于温度23±2℃、相对湿度50±5%的环境中至少调节24小时，使样品达到温湿度平衡。测试过程中环境条件应保持稳定，避免温度和湿度的剧烈波动对涂层性能产生影响。

第二步，样品表面检查与清洁。检查样品表面是否存在明显的缺陷、污染或损伤，必要时用软布蘸取无水乙醇或丙酮轻轻擦拭表面，去除油污和灰尘，待溶剂完全挥发后进行测试。

第三步，切割间距确定。根据涂层厚度选择适当的切割间距：当涂层厚度小于60μm时，切割间距为1mm；当涂层厚度在60-120μm之间时，切割间距为2mm；当涂层厚度在121-250μm之间时，切割间距为3mm；当涂层厚度大于250μm时，切割间距为5mm。

第四步，切割网格制作。使用锋利的切割刀具在涂层表面进行切割，首先沿一个方向切割6条平行切缝，形成连续的切割线；然后旋转样品90度，沿垂直方向切割另外6条平行切缝，形成25个边长为规定间距的正方形网格。切割时应确保刀具垂直于样品表面，以均匀的速度和力度进行切割，确保切缝完全穿透涂层到达基材表面。

第五步，切割质量检查。使用放大镜观察切割网格，检查切缝是否清晰、间距是否均匀、是否完全穿透涂层。如切割质量不合格，应重新选取位置进行测试。

第六步，胶带粘贴与撕离。选用符合标准规定的透明胶带，将胶带平整粘贴在切割网格区域，确保胶带与涂层表面紧密接触。用橡皮擦或手指在胶带背面均匀施压，使胶带充分粘附。然后以与样品表面成60度角的方向，在0.5-1秒内平稳地将胶带撕离。

第七步，结果观察与评定。使用放大镜观察切割网格区域涂层剥落情况，对照标准图谱，确定附着力等级。记录涂层剥落的形态、位置、面积等特征信息。

第八步，平行测试与结果取值。在样品不同位置进行至少三次平行测试，取最差结果作为最终评定等级。如实记录每次测试的结果和数据。

划格法附着力实验操作过程中，需特别注意以下事项：

• 切割刀具应保持锋利状态，刀具刃口磨损或缺口会严重影响切割质量，应及时更换新刀片。
• 切割深度必须完全穿透涂层到达基材表面，否则会导致附着力评定结果偏高，无法真实反映涂层与基材的结合强度。
• 切割速度应保持均匀稳定，过快可能导致切缝粗糙，过慢可能造成涂层挤压变形。
• 胶带的选择应符合标准规定，不同胶带的粘附力差异会影响测试结果的一致性。
• 胶带撕离角度和速度应严格按照标准要求执行，不同的撕离方式会产生不同的剥离力。
• 测试完成后应及时清洁切割工具，保持工具的良好状态。

检测仪器

划格法附着力实验操作所需的检测仪器和设备主要包括以下几类：

切割工具是划格法附着力实验的核心设备，主要包括：

• 单刃切割刀具：由手柄和可更换刀片组成，刀片通常采用硬质合金或高速钢材质，刃口角度为30度左右。单刃切割刀具有操作灵活、成本低廉的优点，但对操作人员的技术要求较高，需要手动控制切割间距和方向的精确性。
• 多刃切割刀具：预装多片平行刀片，刀片间距固定，一次切割即可形成多条平行切缝。多刃切割刀具可显著提高切割效率和一致性，减少人为因素影响，但需要根据涂层厚度配备不同间距的刀具。
• 电动切割工具：采用电机驱动刀片进行切割，可精确控制切割速度和深度，适用于批量样品的检测，但设备成本较高。
• 数显涂层测厚仪：用于测量涂层厚度，根据涂层厚度确定切割间距。测量精度一般要求达到±1μm。常用的测量方法包括磁性法（适用于磁性金属基材上的非磁性涂层）、涡流法（适用于非磁性金属基材上的绝缘涂层）和超声波法（适用于多层涂层体系）等。
• 放大镜或体视显微镜：用于观察切割网格的细节特征，放大倍数通常在5-10倍，便于准确判断涂层剥落情况和评定附着力等级。
• 标准胶带：应符合相关标准规定的粘附力要求，常用的胶带宽度为25mm或50mm，胶带剥离强度应在规定范围内。使用前应检查胶带的有效期，过期胶带可能因粘附力变化而影响测试结果。
• 橡皮擦：用于在胶带表面施压，确保胶带与涂层表面紧密接触。橡皮擦的硬度应适中，能够在胶带表面均匀施压而不损坏涂层。
• 照明设备：提供充足均匀的光线，便于观察切割网格区域的细节。光线应从适当角度照射，避免产生强烈的反射或阴影。
• 温湿度计：用于监测实验室环境条件，确保测试在标准规定的温湿度范围内进行。

仪器的校准和维护对于保证检测结果的准确性至关重要。切割刀具应定期检查刃口的锋利程度和完好性，发现磨损或缺口应及时更换。涂层测厚仪应定期使用标准膜片进行校准，确保测量精度满足要求。胶带应储存在阴凉干燥的环境中，避免阳光直射和高温高湿环境，防止粘附力发生变化。

对于电动切割设备和数显测量设备，应按照制造商的要求进行定期校准和维护，建立设备档案，记录校准日期、校准结果和维修情况，确保设备处于良好的工作状态。

应用领域

划格法附着力实验操作在众多行业和领域具有广泛的应用，主要包括：

• 涂料行业：用于各类涂料的附着力性能评价，包括建筑涂料、工业涂料、防腐涂料、木器涂料、汽车涂料等。涂料生产企业通过划格法附着力实验进行产品质量控制、配方优化和新产品开发。
• 汽车制造行业：用于汽车车身涂层、底盘涂层、内饰涂层等的附着力检测。汽车涂层的附着力直接影响整车的防腐性能和外观质量，是汽车制造过程中重要的质量控制项目。
• 船舶与海洋工程行业：用于船舶涂层、海洋平台涂层、港口设施涂层等的附着力评估。海洋环境对涂层的附着性能要求极高，划格法附着力实验是船级社认证和涂层检验的重要检测项目。
• 航空航天行业：用于飞机蒙皮涂层、发动机部件涂层、航空器材涂层等的附着力检测。航空航天领域对涂层性能要求严格，划格法附着力实验是涂层质量验收的重要依据。
• 家电行业：用于家电外壳涂层、内部功能涂层等的附着力检测。家电产品的涂层质量直接影响产品外观和使用寿命，附着力是重要的质量控制指标。
• 机械设备行业：用于各类机械设备的防护涂层、功能涂层的附着力评价。机械设备的涂层附着力影响设备的防腐性能和运行可靠性。
• 建筑装饰行业：用于建筑墙面涂料、地坪涂层、装饰涂层等的附着力检测。建筑涂层的附着力关系到装修效果和耐久性。
• 电子电器行业：用于电子产品外壳涂层、电路板防护涂层等的附着力测试。电子产品的涂层附着力影响产品的防护性能和可靠性。

划格法附着力实验操作还可应用于以下场景：

• 涂装工艺验证：验证新的涂装工艺是否满足附着力要求。
• 涂层失效分析：通过分析涂层剥落的形态和位置，判断附着力失效的原因。
• 质量纠纷仲裁：作为第三方检测方法，对存在争议的涂层附着力进行客观评定。
• 产品验收检验：作为涂层产品出厂检验或到货检验的必检项目。
• 学术研究与教学：用于涂层材料研究和高校教学实验。

常见问题

在划格法附着力实验操作过程中，检测人员经常会遇到以下问题：

问题一：切割时无法完全穿透涂层怎么办？

这种情况可能由以下原因导致：涂层厚度超出预期、刀具不够锋利、切割力度不足等。解决方法包括：预先准确测量涂层厚度，选用适当间距的切割工具；检查刀具锋利程度，必要时更换新刀片；适当增加切割力度，但需避免过度切入基材；对于厚涂层，可进行多次切割，但需注意保持切缝位置一致。

问题二：测试结果重复性差怎么办？

测试结果重复性差可能由多种因素导致，包括：样品表面状态不均匀、切割操作不一致、环境条件变化等。建议采取以下措施：选取表面状态一致的测试区域；规范操作流程，保持切割速度、力度、角度的一致性；控制实验室环境条件在标准范围内；对操作人员进行培训和考核，提高操作技能。

问题三：胶带粘掉大面积涂层是否一定说明附着力差？

胶带撕离时粘掉涂层的面积是附着力评定的主要依据，但还需结合具体情况进行分析。如果涂层整体被大面积粘掉，确实说明附着力较差；但如果只是个别网格内的局部剥落，可能是由于切割质量不佳或涂层局部缺陷所致。建议结合切割边缘的形态、涂层剥落的层次等因素综合分析。

问题四：多层涂层体系如何判断失效界面？

对于多层涂层体系，通过观察涂层剥落后的暴露面颜色和质感，可以判断涂层失效发生在哪一界面。如果暴露出底材表面颜色，说明底漆与基材之间的附着力有问题；如果暴露出底漆表面，说明底漆与中涂层之间的附着力不足。这一信息对于分析涂层失效原因具有重要参考价值。

问题五：软质基材如何进行划格法测试？

对于软质基材如塑料、木材等，切割时容易发生基材变形或刀具切入过深的问题。建议采取以下措施：选用刚性较好的样品或将其固定在刚性衬板上；控制切割力度，避免过度切入基材；使用专用软质基材切割工具；必要时参考相关行业标准进行测试。

问题六：户外暴露后的样品如何进行测试？

户外暴露后的样品可能存在老化、粉化、污染等情况，这些因素会影响附着力测试结果。建议先清洁样品表面，去除松散颗粒和污染物；记录样品的外观状态和暴露条件；测试时注意观察涂层剥落的形态是否与老化相关；必要时结合其他检测方法综合评估涂层的附着性能。

问题七：如何选择合适的切割间距？

切割间距的选择依据涂层厚度：小于60μm选用1mm间距，60-120μm选用2mm间距，121-250μm选用3mm间距，大于250μm选用5mm间距。准确测量涂层厚度是选择正确间距的前提，因此测试前必须使用涂层测厚仪准确测定涂层厚度。

问题八：测试结果如何记录和报告？

测试结果应包括以下信息：样品名称和编号、涂层类型和厚度、切割间距、测试环境条件、附着力等级、涂层剥落的形态特征描述、测试日期和人员签名。如进行多次平行测试，应记录每次测试的结果，并以最差结果作为最终评定等级。

通过以上对划格法附着力实验操作的系统介绍，希望能够帮助检测人员更好地理解和掌握这一重要的涂层性能检测方法，在实际工作中获得准确、可靠的检测结果。

编辑：北检院编辑部