Damit Beschichtungen zufriedenstellend funktionieren, müssen sie an den Substraten haften, auf die sie aufgetragen werden. Um festzustellen, wie gut eine Beschichtung auf dem Substrat haftet, kann eine Vielzahl anerkannter Methoden eingesetzt werden. Übliche Messverfahren sind die Messung mit einem Messer oder mit einem Abzugshaftungsprüfgerät. Nach jeder Prüfung ist es wichtig, festzuhalten, ob es sich bei dem Versagen der Verklebung um ein adhäsives Versagen (Versagen an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Substrat), ein kohäsives Versagen (Versagen innerhalb des Beschichtungsfilms oder des Substrats) oder ein Versagen des Klebstoffs (sichtbare Ablösung des Klebstoffs von sich selbst) handelt. Viele nationale und internationale Normen verlangen, dass die Art des Bruchs aufgezeichnet wird.
Bei dieser einfachen Prüfung wird die Beschichtung mit einem Universalmesser angekratzt. Es wird festgestellt, ob die Haftung einer Beschichtung auf einem Substrat oder auf einer anderen Beschichtung (bei Mehrschichtsystemen) im Allgemeinen ausreichend ist. Die Leistung basiert sowohl auf dem Grad der Schwierigkeit, die Beschichtung vom Substrat zu entfernen, als auch auf der Größe der entfernten Beschichtung.
Mit Hilfe des Messers und der Schnittführung wird ein X-Schnitt durch die Beschichtung bis hinunter zum Substrat durchgeführt. Am Scheitelpunkt wird mit der Messerspitze versucht, die Beschichtung vom Substrat oder von der darunter liegenden Beschichtung abzuheben.
Dies ist eine sehr subjektive Prüfung, deren Wert von der Erfahrung des Prüfers abhängt. Eine Beschichtung, die ein hohes Maß an Kohäsionsfestigkeit aufweist, kann als schlechter haftend erscheinen als eine Beschichtung, die spröde ist und daher leicht bricht, wenn sie geprüft wird. Es gibt keine bekannte Korrelation zu anderen Haftfestigkeitsprüfungen (Abreißprüfung, Klebeband usw.).
Eine standard Methode für die Anwendung und Durchführung dieses Tests ist in ASTM D6677-Standard Test Method for Evaluating Adhesion by Knife verfügbar.
Bei Metallsubstraten ist eine formellere Version des Messertests der Klebebandtest. Dabei wird druckempfindliches Klebeband über Schnitten in der Beschichtung angebracht und wieder entfernt. Es gibt zwei Varianten dieses Tests: den X-Schnitt-Tape-Test und den Kreuzschraffur-Tape-Test.
Der X-Schnitt-Tape-Test ist in erster Linie für den Einsatz auf Baustellen gedacht. Mit einer scharfen Rasierklinge, einem Skalpell, Messer oder einem anderen Schneidegerät wird ein X-Schnitt durch die Beschichtung bis hinunter zum Untergrund gemacht. Um gerade Schnitte zu gewährleisten, wird ein Stahl- oder anderes Hartmetalllineal verwendet. Ein Klebeband wird in der Mitte des Schnittpunkts angebracht und dann schnell entfernt. Der Bereich des X-Schnitts wird dann auf die Entfernung der Beschichtung vom Substrat oder der darunter liegenden Beschichtung untersucht und bewertet.
Der Kreuzschraffur-Bandtest ist in erster Linie für den Einsatz im Labor bei Beschichtungen mit einer Dicke von weniger als 5 mils (125 Mikron) vorgesehen. Dabei wird ein Kreuzschraffurmuster anstelle eines X-Musters verwendet. Um sicherzustellen, dass die Einschnitte in korrekten Abständen und parallel zueinander erfolgen, wird eine Schneideschablone oder ein spezieller Kreuzschraffurschneider mit mehreren voreingestellten Klingen benötigt. Nach dem Anbringen und Abziehen des Klebebands wird die Schnittfläche geprüft und bewertet.
Eine standard Methode für die Anwendung und Durchführung dieser Tests ist in ASTM D3359-Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test verfügbar.
Eine quantitativere Prüfung der Haftung ist der Abziehversuch, bei dem eine Belastungsvorrichtung, üblicherweise Dolly oder Stummel genannt, mit einem Klebstoff an einer Beschichtung befestigt wird. Mit Hilfe eines tragbaren Haftfestigkeitsprüfgeräts wie dem PosiTest ATwird eine zunehmende Last aufgebracht, bis der Dolly abgezogen wird. Die Kraft, die erforderlich ist, um den Dolly abzuziehen, oder die Kraft, der der Dolly standhält, ergibt die Zugfestigkeit in Pfund pro Quadratzoll (psi) oder Megapascal (MPa). Das Versagen erfolgt entlang der schwächsten Ebene innerhalb des Systems, das aus dem Dolly, dem Klebstoff, dem Beschichtungssystem und dem Substrat besteht, und wird durch die Bruchfläche sichtbar.
Diese Prüfmethode maximiert die Zugspannung im Vergleich zur Scherbeanspruchung bei anderen Methoden, wie z. B. der Schab- oder Messerhaftung, und die Ergebnisse sind möglicherweise nicht vergleichbar. Außerdem hängen die Messungen der Abziehfestigkeit von dem für den Test verwendeten Gerät ab. Ergebnisse, die mit unterschiedlichen Geräten erzielt werden, oder Ergebnisse für dieselben Beschichtungen auf Substraten mit unterschiedlicher Steifigkeit sind möglicherweise nicht vergleichbar.
Tragbare Haftzugprüfgeräte arbeiten entweder mit mechanischem (Drehen von Hand), hydraulischem (Öl) oder pneumatischem (Luft) Druck. Je nach ihrer Fähigkeit, eine vertikale Abzugskraft zu gewährleisten, werden sie als fest ausgerichtet oder selbstausrichtend klassifiziert. Die beste Wiederholbarkeit wird erreicht, wenn die Abzugskraft senkrecht zur geprüften Oberfläche wirkt.
Die Verfügbarkeit einer ganzen Reihe von Abzugshaftungsprüfgeräten erleichtert die Messung der Haftfestigkeit von Beschichtungen auf fast allen starren Substraten. So sind beispielsweise 20-mm-Dollies ideal für typische Haftfestigkeiten von Beschichtungen auf Metall, Kunststoff und Holz, während 50-mm-Dollies eher für Beschichtungen mit geringerer Haftfestigkeit auf Mauersubstraten wie Beton geeignet sind. Verschiedene Dolly-Größen können verwendet werden, um spezielle Messanforderungen zu erfüllen. Wird beispielsweise die Dolly-Größe von 20 mm auf 10 mm verringert, erhöht sich der Abziehbereich des Messgeräts um das Vierfache, so dass einige Hersteller Haftfestigkeiten von über 82 MPa (12.000 psi) genau messen können. Kostengünstige Dollys machen eine Wiederverwendung überflüssig, was den Präparationsprozess erheblich vereinfacht und den zusätzlichen Vorteil bietet, dass physische Proben für künftige Referenzzwecke oder als Nachweis für Abzugsprüfergebnisse aufbewahrt werden können.
Das PosiTest AT Haftfestigkeitsprüfgerät ist die Lösung von DeFelsko für die genaue Durchführung einer Haftfestigkeitsprüfung von Beschichtungen. Erhältlich sowohl in der manuellen (PosiTest AT-M) und automatisch (PosiTest AT-A) erhältlich, misst das Haftfestigkeitsprüfgerät die Haftung von Beschichtungen auf Metall, Holz, Beton und anderen starren Substraten. Klicken Sie hier, um mehr über das PosiTest ATzu erfahren.
Eine standard Methode für die Anwendung und Durchführung des Haftfestigkeitstests ist in ASTM D4541-Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers und ISO 4624-Paints and Varnishes - Pull-off test for adhesion verfügbar.
Ein Kratztest wird in der Regel in einem Labor durchgeführt und ist auf glatte, flache Plattenoberflächen beschränkt. Die Haftung wird bestimmt, indem die beschichteten Platten unter einen abgerundeten Stift oder eine Schlaufe geschoben werden, der/die immer stärker belastet wird, bis die Beschichtung von der Substratoberfläche entfernt ist. Es wird ein Gerät verwendet, das als Balanced-Beam-Scrape-Adhesion-Tester bezeichnet wird.
Eine standard Methode für die Anwendung und Durchführung dieses Tests ist in ASTM D2197-Standard Test Method for Adhesion of Organic Coatings by Scrape Adhesion verfügbar.
Es gibt viele andere Haftfestigkeitsprüfungen. Bei einigen dieser Tests werden Zugprüfmaschinen verwendet, bei denen Farbe auf das Substrat aufgetragen wird und ein Textilstreifen in die Farbe eingebettet ist (die Zugmaschine zieht an Substrat und Stoff) oder die Farbe zwischen zwei Lagen des Substrats aufgetragen wird (die Zugmaschine zieht an beiden Substratteilen). ASTM D2370 beschreibt eine solche Prüfung der Dehnung, Zugfestigkeit und Steifigkeit von organischen Filmen, wenn sie als freie Filme geprüft werden. Die Haftung von organischen Beschichtungen auf Kunststoffsubstraten durch Anbringen eines Aluminiumbolzens und dessen Entfernung mit einem Zugprüfgerät wird in ASTM D5179 behandelt.
ASTM D4145 beschreibt einen Biegetest zur Bestimmung der Flexibilität und Haftung von Beschichtungen auf vorlackierten metallischen Substraten. Diese organischen Beschichtungen sind Spannungen ausgesetzt, wenn sie durch Walzprofilieren, Bremsbiegen oder andere Verformungsprozesse zu Produkten verarbeitet werden. Diese Spannungen können die Flexibilität oder Haftfestigkeit der Beschichtung übersteigen, was zum Bruch der Beschichtung, zur Freilegung des Substrats oder zum Verlust der Haftung auf dem Substrat führen kann. Diese Prüfung ist ein Mittel zur Bewertung der Fähigkeit eines Beschichtungssystems, den Beanspruchungen bei der Herstellung standzuhalten.
Die Prüfung der Verformbarkeit und Haftung von werkseitig aufgebrachten zinkhaltigen Grundierungs-/Chromatkomplexbeschichtungen auf Stahl ist in der ASTM 4146 beschrieben. Bei dieser Prüfung wird eine beschichtete Probe in einer geeigneten Maschine biaxial um eine bestimmte Strecke gedehnt, Klebeband wird auf den verformten Bereich (Kuppel) aufgebracht und dann abgezogen, und die Menge der entfernten Beschichtung wird mit einer fotografischen standard verglichen, um die Haftfestigkeit der Beschichtung zu bestimmen.
Das Haftvermögen ist auch ein messbares Ergebnis einiger Härtetests, die mit Bleistifthärte, Kiesometer, Schlag (fallender Pfeil usw.) oder Dornbiegung durchgeführt werden. Das Abplatzen der Beschichtung sollte bei diesen Tests erfasst werden. Schließlich kann ein Haftungsverlust bei einigen Prüfungen der Chemikalienbeständigkeit festgestellt werden, bei denen die Beschichtung Blasen wirft, sich aufbläht oder sogar abfällt.
