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涂膜的附着力和内聚力对性能的影响

时间:2019-04-08 作者:大阳城娱乐app下载官网化学  点击: 340 次
        涂膜的附着力是指涂膜与被涂底材表面结合在一起的坚牢程度,它产生于涂料中聚合物的分子极性基团与被涂底材表面极性分子的极性基团之间的相互吸引力和物理结合力。涂膜的内聚力是使涂膜中粒子黏结在一起形成连续完整涂膜的能力,它产生于涂膜内部相邻分子之间的相互吸引カ。附着力和内聚力同时影响着涂膜的性能,附着力不好,涂膜易从底材剥落而失效。内聚力不够时,涂膜本身易破坏,产生裂纹等。在预涂卷材涂膜的T弯试验中要对样板弯折,并以一定黏性的胶带纸粘拉,观察其有无裂纹及脱落。若出现裂纹意味着涂膜内聚力的破坏;而涂膜如果被胶带纸粘掉,即意味着与底材间的附着力不够。
       1.附着力的主要影响因素附着力受底材的品种和表面状态影响较大。通过对底材进行合适的表面处理可以大大提高涂膜的附着力。同时降低涂料的表面张力、提高润湿性以及增加涂料的极性也可以提高附着力。卷材涂料中常通过加入附着力促进剂提高对底材的附着力即是基于这原理。对底面复合涂膜,还要考虑底漆膜与面漆膜之间的层间附着力,其中底漆的影响更大,即有所谓底漆的二次交联问题。底漆膜在第一次烘烤时的交联程度不能太高,否则底漆膜太致密,会影响与面漆之间的层间附着力。而如果控制底漆基料树脂中的官能团,使之具有不同的反应活性,底漆固化时活性高的官能团先反应,使底漆膜部分交联固化,然后活性略低的官能团在面漆烘烤固化时再第二次进行交联反应,而使底漆完全固化,从而提高底面层间附着力。
        2.涂膜内聚力的主要影响因素影响涂膜内聚力因素主要有:涂料的颜基比、树脂特性,涂膜的厚度及固化交联等。
        颜料的加入会降低涂膜的内聚力。以卷材涂料中最常用的两种颜色的面漆:白灰和海蓝为例,在同样的基料体系中,白灰的T弯往往不如海蓝,一般要差1~2T,这正是由于白灰的颜基比要比海蓝高得多,它的内聚力降低,从宏观力学性能上就表现为T弯性能的降低。更进一步,当达到或超过临界颜料体积浓度(CPVC)时,涂膜的内聚力会急剧降低,因为涂膜中颜料太多,结构松散,没有足够的基料树脂将它们黏合在一起,导致内聚力降低。此外在颜料分散时加入合适的分散剂提高润湿分散性,有助于涂膜内聚力的提高。提高基料树脂分子量,可提高涂膜的内聚力。提高树脂官能度从而提高交联密度也可以提高涂膜内聚力。基料树脂的玻璃化温度(Tg)影响涂膜的内聚力。当外界温度处于高于涂膜Tg的条件时,涂膜内的自由体积增加,涂膜更柔软。涂膜在低于其T8的温度下受力后的形变为脆裂,如果是观察T弯性能,即涂膜会产生裂纹。
        涂层膜厚提高,内聚力提高。在宏观上即表现为随膜厚提高,涂膜的力学性能如T弯和耐擦拭性能等提高。
        涂料固化时,由于溶剂的蒸发以及交联反应的发生,往往会发生体积收缩,释放内应力,而保持涂膜的内聚力。卷材涂料底漆中常用的环氧树脂体系,由于其中的羟基基团的存在,与底材的附着力很好,但其内聚力低,体积收缩小,只有通过龟裂释放应力。表现在T弯性能上,即环氧底漆往往更容易产生裂纹。如果涂膜附着力很好且内聚力高,涂膜则不容易产生裂纹,如果受到外部应力,一般涂膜会丧失附着力,表现在T弯性能上,涂膜更容易粘掉,而不容易产生裂纹。
       底漆交联程度不能太高,如果底漆交联太好,漆膜太坚硬,加上底漆颜基比往往很高其内聚强度较低时,不能抵御面漆凃膜体积收缩时释放的应力,容易造成底漆膜开裂。
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