Per ottenere prestazioni soddisfacenti, i rivestimenti devono aderire ai substrati su cui sono applicati. Per determinare il grado di adesione di un rivestimento al substrato si possono utilizzare diversi metodi riconosciuti. Le tecniche di misurazione più comuni sono quelle eseguite con un coltello o con un tester di adesione a strappo. Dopo qualsiasi test è importante registrare se il cedimento dell'adesione è stato di tipo adesivo (cedimento all'interfaccia rivestimento/substrato), coesivo (cedimento all'interno del film di rivestimento o del substrato) o colloso (separazione visibile della colla da se stessa). Molti standard nazionali e internazionali richiedono la registrazione della natura della rottura.
Questo semplice test richiede l'uso di un taglierino per prelevare il rivestimento. Stabilisce se l'adesione di un rivestimento a un substrato o a un altro rivestimento (nei sistemi multistrato) è generalmente adeguata. Le prestazioni si basano sia sul grado di difficoltà nel rimuovere il rivestimento dal substrato sia sulle dimensioni del rivestimento rimosso.
Utilizzando il coltello e la guida di taglio, si esegue un taglio a X attraverso il rivestimento fino al substrato. Al vertice, la punta del coltello cerca di sollevare il rivestimento dal substrato o dal rivestimento sottostante.
Si tratta di un test altamente soggettivo e il suo valore dipende dall'esperienza dell'ispettore. Un rivestimento con un alto grado di forza coesiva può sembrare avere un'adesione peggiore di uno che è fragile e quindi si rompe facilmente quando viene sondato. Non esiste una correlazione nota con altri metodi di test di adesione (test di adesione pull-off, nastro adesivo, ecc.).
Un metodo standard per l'applicazione e l'esecuzione di questo test è disponibile in ASTM D6677-Standard Test Method for Evaluating Adhesion by Knife.
Sui substrati metallici, una versione più formale del test del coltello è il test del nastro. Il nastro adesivo sensibile alla pressione viene applicato e rimosso sui tagli effettuati nel rivestimento. Esistono due varianti di questo test: il test del nastro con taglio a X e il test del nastro con tratteggio trasversale.
Il test del nastro con taglio a X è destinato principalmente all'uso nei cantieri. Utilizzando una lama di rasoio affilata, un bisturi, un coltello o un altro dispositivo di taglio, si esegue un taglio a X attraverso il rivestimento fino al substrato. Per garantire la rettilineità dei tagli si utilizza un regolo in acciaio o in altro metallo duro. Il nastro adesivo viene posto al centro dell'intersezione dei tagli e poi rimosso rapidamente. L'area del taglio a X viene quindi ispezionata per verificare la rimozione del rivestimento dal substrato o dal rivestimento sottostante e valutata.
Il test del nastro a tratteggio incrociato è destinato principalmente all'uso in laboratorio su rivestimenti di spessore inferiore a 5 mil (125 micron). Utilizza un disegno a tratteggio incrociato piuttosto che a X. Per assicurarsi che le incisioni siano correttamente distanziate e parallele, è necessario utilizzare una guida di taglio o una speciale taglierina a tratteggio incrociato con più lame preimpostate. Dopo aver applicato e tolto il nastro, l'area tagliata viene ispezionata e valutata.
Un metodo standard per l'applicazione e l'esecuzione di questi test è disponibile in ASTM D3359-Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test.
Un test più quantitativo per l'adesione è il test di pull-off, in cui un dispositivo di carico, comunemente chiamato dolly o stub, viene fissato da un adesivo a un rivestimento. Utilizzando un tester portatile per l'adesione pull-off, come il modello PosiTest AT, si applica un carico crescente fino a quando il carrello non si stacca. La forza necessaria per staccare il carrello, o la forza che il carrello ha sopportato, fornisce la resistenza alla trazione in libbre per pollice quadrato (psi) o mega Pascal (MPa). Il cedimento avverrà lungo il piano più debole all'interno del sistema composto da carrello, adesivo, sistema di rivestimento e substrato e sarà esposto dalla superficie di frattura.
Questo metodo di prova massimizza la sollecitazione di trazione rispetto alla sollecitazione di taglio applicata da altri metodi, come l'adesione a raschietto o a coltello, e i risultati potrebbero non essere comparabili. Inoltre, le misurazioni della resistenza al distacco dipendono dallo strumento utilizzato per il test. I risultati ottenuti con dispositivi diversi o quelli ottenuti per gli stessi rivestimenti su substrati con rigidità diversa possono non essere comparabili.
I tester portatili di adesione a strappo funzionano con pressione meccanica (rotazione manuale), idraulica (olio) o pneumatica (aria). Sono classificati come allineati in modo fisso o autoallineanti, a seconda della loro capacità di garantire una forza di distacco verticale. La migliore ripetibilità si ottiene quando la forza di trazione agisce perpendicolarmente alla superficie da testare.
La disponibilità di una gamma completa di modelli di tester di adesione a strappo facilita la misurazione dell'adesione del rivestimento su quasi tutti i substrati rigidi. Ad esempio, i dolly da 20 mm possono essere ideali per le tipiche resistenze all'adesione dei rivestimenti su metallo, plastica e legno, mentre i dolly da 50 mm sono più indicati per rivestimenti a bassa resistenza all'adesione su substrati in muratura come il calcestruzzo. Per soddisfare esigenze di misura particolari si possono utilizzare carrelli di dimensioni diverse. Ad esempio, diminuendo le dimensioni del carrello da 20 mm a 10 mm, si aumenta di 4 volte il campo di estrazione del calibro, consentendo ad alcuni produttori di misurare con precisione resistenze all'adesione superiori a 12.000 psi (82 MPa). I carrelli economici eliminano la necessità di riutilizzarli, semplificando notevolmente il processo di preparazione, con l'ulteriore vantaggio di consentire la conservazione di campioni fisici per riferimenti futuri o per dimostrare i risultati delle prove di trazione.
Il tester di adesionePosiTest AT è la soluzione DeFelsko per eseguire accuratamente un test di adesione del rivestimento. Disponibile sia in versione manuale (PosiTest AT-M) e automatico (PosiTest AT-A), il tester di adesione pull-off misura l'adesione dei rivestimenti a metallo, legno, cemento e altri substrati rigidi. Cliccare qui per saperne di più su PosiTest AT.
Un metodo standard per l'applicazione e l'esecuzione del test di adesione pull-off è disponibile in ASTM D4541-Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers e ISO 4624-Paints and Varnishes - Pull-off test for adhesion.
Il test di raschiamento viene tipicamente eseguito in laboratorio ed è limitato a test su superfici di pannelli lisce e piane. L'adesione viene determinata spingendo i pannelli rivestiti sotto uno stilo arrotondato o un'ansa che viene caricata in quantità crescente finché il rivestimento non viene rimosso dalla superficie del substrato. Si utilizza un dispositivo chiamato tester di adesione a raschiatura a raggio bilanciato.
Un metodo standard per l'applicazione e l'esecuzione di questo test è disponibile in ASTM D2197-Standard Test Method for Adhesion of Organic Coatings by Scrape Adhesion.
Esistono molti altri test di adesione. Alcuni di questi prevedono l'uso di macchine per prove di trazione con vernice applicata al substrato con una striscia di tessuto incorporata nella vernice (la macchina per la trazione tira il substrato e il tessuto) o hanno la vernice applicata tra due fogli del substrato (la macchina per la trazione tira su entrambi i pezzi del substrato). La norma ASTM D2370 descrive uno di questi test di allungamento, resistenza alla trazione e rigidità dei film organici quando vengono testati come film liberi. L'adesione dei rivestimenti organici ai substrati plastici mediante il montaggio di un perno di alluminio e la sua rimozione con un tester di trazione è descritta nella norma ASTM D5179.
La norma ASTM D4145 descrive una prova di piegatura per determinare la flessibilità e l'adesione dei rivestimenti su substrati metallici preverniciati. Questi rivestimenti organici sono soggetti a sollecitazioni quando vengono fabbricati in prodotti mediante profilatura, piegatura a freno o altri processi di deformazione. Queste sollecitazioni possono superare la flessibilità o la forza adesiva del rivestimento, causando la frattura del rivestimento, l'esposizione del substrato o la perdita di adesione al substrato. Questo test è un mezzo per valutare la capacità di un sistema di rivestimento di resistere alle sollecitazioni di fabbricazione.
Le prove di formabilità e adesione dei rivestimenti complessi di primer/cromato ricchi di zinco applicati in fabbrica sull'acciaio sono descritte nella norma ASTM 4146. In questo test, un campione rivestito viene stirato biassialmente per una determinata distanza in una macchina appropriata, viene applicato del nastro adesivo all'area deformata (cupola) e poi tirato via, e la quantità di rivestimento rimosso viene confrontata con un'immagine fotografica standard per determinare il grado di adesione del rivestimento.
L'adesione è anche un risultato misurabile in alcune prove di durezza effettuate con la matita, il gravelometro, l'impatto (caduta di un dardo, ecc.) o la piegatura del mandrino. Durante queste prove si dovrebbe registrare il distacco del rivestimento. Infine, la perdita di adesione può essere rilevata durante alcuni test di resistenza chimica, quando il rivestimento si presenta con bolle, bolle o addirittura si stacca.
