划格试验技术规范

划格试验是一种评价涂层与基材之间或涂层彼此间附着力的定量测定方法。其核心原理是通过特定规格的工具在涂层表面切割出网格图形，通过施加并移除规定的胶粘带后，观察网格区域涂层的剥落情况来评定附着力等级。

1. 检测项目分类及技术要点

划格试验主要依据切割间距（即划格器刀片间距）和涂层厚度进行分类，关键取决于涂层的总厚度和底材硬度。

1.1 分类依据

• 切割间距：通常为1mm、2mm、3mm。间距的选择与涂层总厚度直接相关。一般情况下，涂层厚度≤60μm时选用1mm间距；60μm<厚度≤120μm时选用2mm间距；厚度>120μm时选用3mm间距。对于硬质底材（如金属、玻璃、硬塑料）上的薄涂层（<60μm），0.5mm、1mm间距更为常用。

• 应用对象：适用于单层涂层、复合涂层体系对底材的附着力，或各涂层之间的层间附着力测试。

1.2 技术要点

• 底材与试板处理：试板应为平整、刚性表面，通常尺寸不小于150mm×100mm。测试前需在标准条件下（如23±2℃，相对湿度50±5%）状态调节至少16小时。

• 切割速度与压力：切割应匀速、平稳，刀片需垂直于涂层表面。切割压力应以恰好穿透涂层至底材为度。通常使用划格器附带的导向尺或砝码来保证切割的一致性。切割速度建议为20-50mm/s。

• 切割图形：每个方向（横向与纵向）应切割6或11刀，形成25或100个规格的网格。

• 胶粘带剥离：使用标准压敏胶粘带（如符合ASTM D3359的25mm宽、粘附力10±1 N/25mm的胶粘带）。将胶粘带中心置于网格上方，用手指或橡皮擦用力碾压，确保其与涂层完全接触。在60±30秒内，以接近180°的角度迅速撕下胶粘带。

• 结果评定：在充足的光照下，使用放大镜（如2倍或3倍）观察网格区域涂层的脱落情况。评定分为两个主要体系：

  • ISO 2409 / GB/T 9286 分级法（0-5级）：

    • 0级：切割边缘完全光滑，无一格脱落。

    • 1级：切割交叉处有少许涂层脱落，受影响面积≤5%。

    • 2级：涂层沿切割边缘和/或交叉处脱落，受影响面积>5%至≤15%。

    • 3级：涂层部分或全部以大碎片脱落，沿切割边缘部分或全部严重脱落，受影响面积>15%至≤35%。

    • 4级：涂层沿切割边缘全部严重脱落，和/或部分方格整片脱落，受影响面积>35%至≤65%。

    • 5级：脱落程度超过4级。

  • ASTM D3359 分级法（A/B法，5B-0B）：

    • 5B：切割边缘光滑，无任何方格脱落。

    • 4B：切割交叉处有细小涂层剥落，脱落面积≤5%。

    • 3B：涂层沿切割边缘和/或交叉处有剥落，脱落面积>5%至≤15%。

    • 2B：涂层沿切割边缘部分或全部严重脱落，和/或部分方格整片脱落，脱落面积>15%至≤35%。

    • 1B：涂层沿切割边缘全部严重脱落，部分方格整片脱落，脱落面积>35%至≤65%。

    • 0B：脱落程度超过1B。

2. 各行业检测范围的具体要求

不同行业因产品特性和服役环境不同，对划格试验的标准和合格等级有具体规定。

2.1 汽车工业

• 范围：车身涂装（电泳层、中涂、色漆、清漆）、塑料件（保险杠、内饰件）涂层、车底防石击涂料等。

• 标准：常用ISO 2409, ASTM D3359，部分企业采用GMW 14829、VDA 621-415等更严苛的内部标准。

• 要求：外饰面漆（清漆/色漆体系）附着力通常要求达到0级（ISO）或5B（ASTM）。电泳涂层对金属底材、塑料件涂层在湿热老化、石击试验后，附着力等级下降通常不允许超过1级。

2.2 建筑与防腐工业

• 范围：钢结构防腐涂料（环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、聚氨酯面漆等）、建筑外墙涂料、地坪涂料。

• 标准：常用ISO 2409, ASTM D3359，并常结合ISO 12944、NACE、SSPC等防腐标准体系。

• 要求：钢结构涂层体系要求通常为0级或1级（ISO）。在经盐雾试验、循环老化等加速腐蚀试验后，附着力是关键的验收指标，等级下降需在允许范围内（如不大于2级）。

2.3 通用工业与卷材涂装

• 范围：家电（冰箱、洗衣机）涂层、铝型材涂层、预涂卷材（彩钢板）涂层。

• 标准：ISO 2409, ASTM D3359，以及EN 13523（卷材涂层专用系列标准）。

• 要求：家电涂层通常要求初始附着力为0级。卷材涂层除初始附着力要求外，更注重经T弯试验、冲击试验后的划格附着力，以评价其加工成型后的性能。

2.4 塑料与电子产品

• 范围：塑料壳体（ABS, PC, PC/ABS等）上的喷涂、UV固化涂层、真空镀膜层、印刷油墨。

• 标准：常用ASTM D3359，因涂层通常较薄，多采用1mm或0.5mm间距。行业内部常采用百格刀测试。

• 要求：消费电子类产品涂层附着力普遍要求达到5B或4B（ASTM）。需特别注意测试前可能需对涂层进行划格后的胶带粘贴-剥离循环测试，以检验其耐久性。

3. 检测仪器的原理和应用

3.1 核心仪器：划格器

• 原理：通过高硬度、锋利刃口的切割刀片（通常为钨碳钢或特种钢），在预设间距的导向装置下，对涂层施加恒定压力进行直线切割，形成等间距的平行切痕，两组垂直切痕构成网格。

• 类型与应用：

  • 多刃手动划格器：最常见类型，刀头装有6或11片平行排列的刀片，一次按压即可完成一组平行切割。通过更换不同间距的刀头（如1mm、2mm）适应不同测试要求。适用于实验室和现场，操作简便。

  • 单刃导向划格器：使用单个刀片，沿导向尺进行多次切割。适用于曲面试样或大间距（如3mm）测试，灵活性高，但对操作者手法要求更严格。

  • 电动/自动划格仪：通过电机驱动，精确控制切割速度、压力和行程，自动化程度高，重复性和再现性（R&R）极佳，消除了人为操作差异。适用于高精度实验室、研发中心及标准化要求极高的场合。

3.2 辅助仪器与耗材

• 胶粘带压辊：带一定质量（如2kg）的橡胶辊，用于在粘贴胶带后施加标准化的均匀压力，确保胶带与涂层充分接触。

• 标准压敏胶粘带：必须符合测试标准规定的粘合力（通常为10±1 N/25mm）。粘合力过大或过小都会显著影响测试结果。常用品牌类型（如3M #600）需在报告中注明。

• 放大照明观察箱：提供标准化的光照条件（如45°角入射光）和放大功能，使评估结果更为客观、准确。

• 切割导向尺/模板：确保切割线平直且间距准确，尤其在使用单刃刀具时至关重要。

3.3 仪器校准与维护

• 刀片锋利度是关键。刀片出现磨损、缺口或卷刃时必须立即更换，通常建议每切割50-100米或完成一组测试后检查刀片状态。

• 定期使用标准参考板对整套测试流程（切割、粘带、剥离、评估）进行验证，以确保测试系统的一致性。

• 自动划格仪需定期校准切割速度、压力和行程。