分享下關(guān)于涂層附著力的原理和影響因素

本期和大家分享下關(guān)于涂層附著力的原理和影響因素，首先我們都知道涂層和基材之間是可以通過(guò)機(jī)械咬合、物理吸附、形成氫鍵和化學(xué)鍵、互相擴(kuò)散等作用結(jié)合在一起，由于這些作用產(chǎn)生的附著力，決定了涂層與基材的附著力。??????????

機(jī)械咬合力 任何基材的表面都不可能是光滑的，有的表面還是多孔的，涂料是可以滲透到這些凹穴或空隙中去，固化后滲入基材表面空隙的涂料就像許多小鉤子把涂層和基材連接在一些，形成卯榫結(jié)構(gòu)。???????????????????

吸附作用 從分子水平上看，涂層和基材之間都存在著原子、分子之間的作用力，包括化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力。如果一個(gè)物體是液體，則兩個(gè)平面之間的接觸面很大，距離可以很小，范德華力很大，當(dāng)然首要條件是液體完全潤(rùn)濕表面，則會(huì)提供很好的附著力。當(dāng)然，兩個(gè)界面靠范德華力結(jié)合的這種作用屬于物理吸附，很容易被空氣中的水汽取代。

氫鍵力和化學(xué)鍵力 如果涂層與基材之間能形成氫鍵或者化學(xué)鍵，附著力會(huì)強(qiáng)很多。例如，如果聚合物中帶有氨基、羧基、羥基時(shí)，因易與基材表面的氧原子或氫氧基團(tuán)發(fā)生氫鍵作用，故而有較強(qiáng)的附著力。其次如果聚合物中的活性基團(tuán)也是可以和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、如酚醛樹(shù)脂便可在較高溫度下與鋁、不銹鋼等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)作用，環(huán)氧樹(shù)脂也可與鋁表面發(fā)生一定化學(xué)作用。

擴(kuò)散作用 涂層的低聚物為鏈狀分子，如果基材也是聚合物材料，在一定條件下由于分子或鏈段的布朗運(yùn)動(dòng)，涂料中的分子和基材的分子可相互擴(kuò)散。相互擴(kuò)散的實(shí)質(zhì)是在界面中互溶的過(guò)程，最終導(dǎo)致界面消失。

靜電作用 當(dāng)涂層和基材之間的電子親和力不同時(shí)，便可互為電子的給體和受體，形成雙電層，產(chǎn)生靜電作用力使附著力增強(qiáng)。

那么實(shí)際配方應(yīng)用中有哪些因素會(huì)影響到附著力，潤(rùn)濕很重要，詳細(xì)來(lái)講的話(huà)我主要總結(jié)有四點(diǎn)：

?1.涂料的粘度所帶來(lái)的影響

涂料粘度較低時(shí)，容易流入基材的凹處和空隙處中，可得到較高的機(jī)械力。一般烘干漆具有比氣干漆更好的附著力，原因之一就是高溫下，體系粘度低。以熱力學(xué)而言，如涂料粘度足夠低（表面張力?。?，只要基材表面能大于涂料（ΔG<0），任何涂料都可以充分潤(rùn)濕基材獲得足夠好的附著力。就動(dòng)力學(xué)而言，如果涂料粘度增大則表面張力增大，涂料潤(rùn)濕基材的動(dòng)力下降；如未在充分潤(rùn)濕之前，涂料失去了流動(dòng)性，則造成動(dòng)力學(xué)不潤(rùn)濕，影響附著力。

?2.基材表面的潤(rùn)濕情況

要得到良好的附著，必要條件就是涂料完全潤(rùn)濕基材表面。一般基材的表面張力或表面能要高于涂料，當(dāng)基材表面能較低時(shí)，需要在涂布前進(jìn)行表面處理。比方通過(guò)化學(xué)處理、火焰處理或等離子體處理改變塑料表面性質(zhì)，增加表面能；原材料選用含有丙氧基化的樹(shù)脂或者單體也可以降低表面張力以提高附著力；添加潤(rùn)濕助劑也會(huì)有所幫助。

?3.表面粗糙度

提高表面粗糙度可增加機(jī)械強(qiáng)度，也有利于表面潤(rùn)濕。

?4.內(nèi)應(yīng)力的影響

首先內(nèi)應(yīng)力的來(lái)源有兩個(gè)方面，一個(gè)是涂料和基材的熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致溫度變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力；另一個(gè)是涂料在固化或者溶劑揮發(fā)、交聯(lián)、聚合過(guò)程中的體積收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，降低固化交聯(lián)過(guò)程中的體積收縮率對(duì)提升附著也有重大意義。

所以消除涂層的內(nèi)應(yīng)力，有助于提高附著力，對(duì)于黏彈性良好的涂層，可以通過(guò)應(yīng)力松弛將應(yīng)力釋放出來(lái)，當(dāng)涂層分子交聯(lián)過(guò)度，蠕動(dòng)無(wú)法完全釋放內(nèi)應(yīng)力時(shí)，會(huì)影響涂層的附著力。當(dāng)然我們也可以通過(guò)添加顏料量、提高固含量、加入低收縮聚合物、可控的微相分離，減少體系中官能團(tuán)濃度都可以減少涂層的體積收縮從而達(dá)到提高附著力的作用。

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審核編輯：劉清