如何獲得(dé)優異的塗層(céng)附着力

介紹(shao)：對大多數塗(tu)層來說，最重(zhong)要的一個要(yao)求是，在成膜(mo)完成後，系統(tong)必須牢固地(di)附着在基材(cai)上。附着力是(shi)指塗層從基(jī)材🌏上剝離的(de)阻力。

 

 

完全濕(shi)潤

塗料通常(cháng)用作液體施(shī)工。爲了獲得(dé)良好的附着(zhe)力🔴，液體必須(xū)完全擴散到(dào)待塗布的表(biǎo)面上。這種獲(huò)得附着力的(de)🙇🏻先決條件稱(chēng)爲完全潤濕(shi)，由液體的表(biao)面張力和固(gù)體的表面能(neng)決定。

 

Complete wetting diagram - learn about achieving superior adhesion of coatings

 

潤濕受(shòu)表面能和表(biǎo)面張力的控(kòng)制。根據定義(yi)，完全潤💛濕是(shì)指接觸角爲(wei)0°的情況。當液(yè)體的表面張(zhāng)力低⚽于固體(ti)的表面能時(shí)，就會發生完(wán)全潤濕。當不(bú)滿足🈲完全濕(shi)潤的前提條(tiao)件時，可以使(shǐ)用兩🎯種方法(fa)：

 

通過預處理(lǐ)提高固體的(de)表面能。在某(mǒu)些情況下，簡(jian)單🔆地用🏃‍♀️有☔機(ji)溶劑清洗表(biǎo)面就足夠了(le)。使用一種稱(chēng)爲潤濕劑的(de)添加劑降低(di)♊油漆的表面(miàn)張力。

 

附着力(lì)的關鍵方面(mian)：當需要良好(hǎo)的附着力時(shi)，除了完💘全潤(rùn)濕外，還必須(xū)考慮幾個方(fang)面。這同時适(shi)用于“正常🙇🏻”附(fu)着力（指附着(zhe)在基底上的(de)塗層）和層間(jiān)附着力（指塗(tu)👄覆在另一塗(tú)層🔞上的附🔞着(zhe)力）。

 

diagram of a coating on top of another coating - Learn about achieving superior coatings adhesion

 

附着力和(hé)層間附着力(li)：多種粘附機(ji)制可用于獲(huo)得良好的粘(zhān)附。其中一些(xie)機制非常有(yǒu)效，其他機制(zhì)則可能會有(you)所幫助。

 

兩種(zhǒng)機制可産生(sheng)優異的附着(zhe)力。

首先，當塗(tú)料組分能夠(gou)在成膜過程(chéng)中穿過基體(tǐ)-塗料界面😘，從(cong)而産生界面(mian)混合時，就有(you)可能實現擴(kuo)散粘附。當塑(su)料物體必須(xu)塗上塗料時(shí)，可以使用擴(kuo)散🚩的概念💯。當(dang)塗料中的聚(jù)合樹脂分子(zǐ)能夠擴散到(dao)塑料中足夠(gòu)深，并與塑料(liao)的聚合尾巴(ba)和鏈🔴纏結，則(zé)可獲得優異(yì)的附着力。

Diffusion and entanglement - learn about achieving superior coating adhesion

 

 

擴(kuò)散和纏繞

當(dāng)塗層通過共(gòng)價鍵與基體(tǐ)化學鍵合時(shí)，可以獲得優(you)🈲異的附着力(li)；然後，基闆和(he)塗層作用被(bèi)稱爲偶聯🚩。在(zai)漆膜形成過(guo)程中，當塗料(liào)中基料體系(xi)的化學基✊團(tuan)與基💃材表面(miàn)的化學♈基團(tuán)發生反應時(shi)，在界面處會(huì)形成共價鍵(jiàn)。

 

Interfacial crosslinking - Learn about achieving superior coating adhesion

 

界面交聯

在(zai)成膜過程中(zhong)形成共價鍵(jian)。特定的添加(jia)劑，稱爲附着(zhe)力促👅進劑，可(kě)用于化學結(jié)合塗層。

獲得(de)和保持良好(hao)附着力的先(xian)決條件是界(jie)面共價🌏鍵連(lián)接到塗層的(de)基料系統中(zhong)。此外，塗層必(bi)須足夠柔韌(ren)，能夠處理💋施(shi)加在系統上(shàng)的應力。尤其(qi)是靠近界面(miàn)的塗層部分(fen)柔韌性要求(qiú)高。

使用擴散(san)附着力和耦(ǒu)合劑，一個例(lì)子是當液體(ti)面漆施塗在(zài)仍然潮濕的(de)液體底漆上(shàng)時。當兩種塗(tú)料在一🌈定程(cheng)度上可混溶(róng)，且交聯機理(li)相同時，可獲(huò)得較好的塗(tu)層間附着力(li)。這一概念稱(chēng)爲濕塗施工(gong)。

長期高強附(fù)着力的一個(gè)關鍵先決條(tiao)件是，由基材(cái)🌂、塗層和📞界面(miàn)組成的整個(ge)系統的機械(xiè)性能良好。系(xi)統應🔱無内應(yīng)力，且系統必(bi)須能夠消散(san)施加的任何(hé)力。尤其是靠(kao)近基體-塗🔆層(céng)界面的區域(yu)必須是堅固(gù)的但不是剛(gang)性的。這🚶‍♀️意味(wei)着，塗層内，尤(yóu)其是界面附(fù)🔴近的交聯密(mì)度不應太高(gāo)。

 

其他機制

其(qi)他粘附機制(zhì)可以幫助獲(huo)得良好的附(fu)着力。

粗糙表(biǎo)面比光滑表(biǎo)面具有更高(gao)的有效表面(miàn)積。表🐉面粗糙(cāo)度可通過砂(shā)磨、蝕刻或噴(pen)砂等預處理(lǐ)獲得，有利于(yú)粘附。

其次，液(yè)體塗料可以(yi)滲透到多孔(kǒng)基材的孔隙(xì)中，如石頭和(he)木材。由于機(ji)械錨固，穿透(tòu)性可提高附(fù)着力。

确保基(ji)體和塗層之(zhi)間的強分子(zǐ)間相互作用(yòng)是很重要的(de)，尤其是當塗(tu)覆金屬時。最(zui)好使用強物(wù)理鍵，如氫鍵(jian)。使用氫鍵作(zuò)爲主要的粘(zhan)附機制是有(you)風險☔的。原因(yin)是其他能夠(gou)形成氫鍵的(de)分子，可以與(yǔ)産生附着力(lì)的氫鍵競争(zheng)。一個衆所周(zhōu)知的例子是(shi)，一些金屬塗(tu)層在幹燥條(tiáo)件下表現出(chu)良好的附着(zhe)力，但💰當金屬(shǔ)塗層界面與(yǔ)水接觸時，則(ze)會失效。

最重(zhòng)要的是要認(rèn)識到，由基底(di)、塗層和界面(miàn)組成的💋完🤞整(zheng)系統控👈制着(zhe)（層間）附着力(lì)的強弱。