漆膜在底材上的附著最普遍地存在的結(jié)合力是氫鍵力、色散力、偶極力,其中氫鍵力最大,色散力次之,偶極力又次之,所以漆膜中含有的極性基團(tuán)濃度要足夠,才有更好的附著,這是最重要的因素。
顏料與成膜聚合物的相互作用可形成具有“準(zhǔn)交聯(lián)”的結(jié)構(gòu),那些片狀顏料還能提高漆膜的撓曲剛度,使漆膜形變所需要的臨界應(yīng)力提高,從而提高了抑制由漆膜形變而引起附著失落的能力。如在水或潮氣侵入的情況下,漆膜可在濕附著力上有顯著提高。
提高漆膜附著的其他途徑簡(jiǎn)單介紹如下:
涂料滲入底材表面的凹陷和孔隙可提高漆膜在底材表面上的附著,因而降低涂料的黏度可以提高流動(dòng)性和滲入性,從而提高附著力。
表面張力低,則對(duì)底材的潤(rùn)濕好,良好的潤(rùn)濕是良好附著的前提。
降低內(nèi)應(yīng)力就是降低漆膜與底材間的剪切應(yīng)力,轉(zhuǎn)而提高附著力。這可用強(qiáng)制干燥或烘烤后逐漸降溫的處理來(lái)退火,不要有過(guò)分高的交聯(lián)密度和速度。
涂料與底材的結(jié)合是二者相互作用的結(jié)果,所以底材的表面狀態(tài)對(duì)漆膜的附著有同樣重要的地位。底材表面處理是改善表面狀態(tài),主要是提高潤(rùn)濕張力,形成適合于漆膜附著的表面。
通常,金屬表面有許多雜物、沾污物和在所處環(huán)境中形成的異物,如氣體和水分吸著后生成的物質(zhì)。這些物質(zhì)間隔了涂料與底材的直接接觸,阻礙了漆膜的附著,所以必須清除,這就是表面清洗。表面清洗一般用堿性清洗劑或化學(xué)侵蝕,也有用機(jī)械方法,如拋丸、噴砂處理,這方法清洗的表面可形成與涂料有較強(qiáng)相互作用的活性表面,并有一定的毛糙度而增大有效附著面積。也有用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理,這是化學(xué)侵蝕金屬表面的同時(shí),在侵蝕表面上生成沉積膜(化學(xué)轉(zhuǎn)化膜)。這轉(zhuǎn)化膜以離子鍵與金屬結(jié)合而無(wú)界面,并且表面毛糙,增大了有效附著面積。
金屬表面處理后所得到的毛糙表面有利于涂料的滲入,使漆膜有錨定之點(diǎn),注意,如果涂料的黏度過(guò)高,或?qū)χ疂?rùn)濕不良,未能將谷底的空氣趕出,則非但沒(méi)有增大有效附著面積,相反提供了水的積集點(diǎn),使漆膜附著受到損害。
塑料的潤(rùn)濕張力一般很低,并且還有脫模劑的沾污,因而涂料對(duì)之潤(rùn)濕不良,甚至?xí)乜s。所以對(duì)塑料的表面處理是提高潤(rùn)濕張力,即洗凈脫模劑,活化表面。
熱塑性塑料與漆膜在界面上可有鏈段的相互擴(kuò)散而提供良好的附著,這在良溶劑和加熱下更可促進(jìn)附著,但也更會(huì)引起塑料制品在應(yīng)力集中點(diǎn)上的細(xì)裂。
附著增進(jìn)劑的作用是:當(dāng)它介入漆膜與底材之間形成附著良好的底材-附著增進(jìn)劑漆膜的界面體系,從而提高了原來(lái)附著差的底材漆膜界面。
附著增進(jìn)劑按對(duì)底材增進(jìn)附著的機(jī)理可分為三類(lèi):
①含有共價(jià)健反應(yīng)官能團(tuán)(偶聯(lián)劑);
②有其他吸引力結(jié)合的;
③以化學(xué)相似性而增加附著力的。
同時(shí),它們還都會(huì)有特定的官能團(tuán)能與漆膜結(jié)合。附著增進(jìn)劑的用量一般較低,使之形成幾乎是單分子層的。它們可制成溶液作為底材的預(yù)處理,也可添加在涂料中,或化學(xué)地結(jié)合在成膜聚合物上。
附著增進(jìn)劑,以偶聯(lián)劑為主。
硅烷類(lèi)使用最廣,最適用于帶有氫氧基的底材,效果非常突出,尤其是以預(yù)處方式、如硅酸鹽類(lèi)的底材,對(duì)潮氣很敏感。
其他的偶聯(lián)劑如鈦酸酯,它的功能與硅烷偶聯(lián)劑類(lèi)似,也對(duì)潮氣很敏感。
鋯鋁酸酯是以羥基與底材結(jié)合,以羧基與聚合物結(jié)合,對(duì)水不是很敏感,常加入涂料以增進(jìn)濕附著力。
磷酸烷芳基酯在水性涂料中有良好的溶解性和穩(wěn)定性。
以化學(xué)相似性增進(jìn)附著力的代表性增進(jìn)劑是氯化聚烯烴及其順丁烯二酸酐的改性物。聚烯烴類(lèi)塑料的表面張力很低,表面上很少或甚至沒(méi)有活性點(diǎn),因此對(duì)漆膜的附著力很差,用電暈等處理可以增加活性點(diǎn),然而消失很快,必須隨即涂裝,因此不易適應(yīng)涂裝作業(yè)。
氯化聚烯烴或其改性物由于化學(xué)結(jié)構(gòu)相似而結(jié)合,因此有隨含氯量的增大而使附著力下降的現(xiàn)象。
氯化聚烯烴也可用丙烯酸類(lèi)接枝而增進(jìn)接枝聚合物對(duì)聚烯烴塑料附著力。
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