如何(he)獲得優(you)異的塗(tu)層附着(zhe)力

介紹(shao)：對大多(duo)數塗層(ceng)來說，最(zui)重要的(de)一個要(yao)求是，在(zai)成膜完(wan)成後👼🏾，系(xi)統必須(xu)牢固地(di)附着在(zai)基材上(shang)。附着力(li)是👩‍🍼指塗(tu)層從基(ji)材上剝(bao)離的阻(zu)力。

 

 

完全(quan)濕潤

塗(tu)料通常(chang)用作液(ye)體施工(gong)。爲了獲(huo)得良好(hao)的附着(zhe)力，液體(ti)⛹🏻‍♂️必須完(wan)🙂‍↔️全擴散(san)到待塗(tu)布的表(biao)面上。這(zhe)種獲得(de)附着力(li)的先決(jue)條件稱(cheng)爲完全(quan)潤濕，由(you)液體的(de)表面張(zhang)力和固(gu)體的表(biao)面能決(jue)定。

 

Complete wetting diagram - learn about achieving superior adhesion of coatings

 

潤濕(shi)受表面(mian)能和表(biao)面張力(li)的控制(zhi)。根據定(ding)義，完全(quan)^潤濕是(shi)指接觸(chu)角爲0°的(de)情況。當(dang)液體的(de)表面張(zhang)力低于(yu)固體的(de)表面能(neng)時，就會(hui)發生完(wan)全潤濕(shi)。當不滿(man)足完全(quan)濕潤的(de)前提條(tiao)件時，可(ke)以使用(yong)兩種方(fang)法：

 

通過(guo)預處理(li)提高固(gu)體的表(biao)面能。在(zai)某些情(qing)況下，簡(jian)單地👻用(yong)有機溶(rong)劑清洗(xi)表面就(jiu)足夠了(le)。使用一(yi)種稱🧜🏼‍♀️爲(wei)潤濕劑(ji)的添加(jia)劑降低(di)🧛🏾‍♀️油漆的(de)表面張(zhang)力。

 

附着(zhe)力的關(guan)鍵方面(mian)：當需要(yao)良好的(de)附着力(li)時，除了(le)完😌全潤(run)濕🙈外，還(hai)必須考(kao)慮幾個(ge)方面。這(zhe)同時适(shi)用于“正(zheng)常”附着(zhe)力（指附(fu)着在基(ji)底上的(de)塗層）和(he)層間附(fu)着力（指(zhi)塗覆在(zai)另一塗(tu)層上的(de)附着力(li)）。

 

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

 

附着力(li)和層間(jian)附着力(li)：多種粘(zhan)附機制(zhi)可用于(yu)獲得良(liang)好的粘(zhan)👩🏽‍🐰‍👩🏿附。其中(zhong)一些機(ji)制非常(chang)有效，其(qi)他機制(zhi)則可能(neng)🧜🏼‍♂️會有😈所(suo)幫助。

 

兩(liang)種機制(zhi)可産生(sheng)優異的(de)附着力(li)。

首先，當(dang)塗料組(zu)分能夠(gou)在成膜(mo)過程中(zhong)穿過基(ji)體-塗料(liao)界⛹🏻‍♂️面，從(cong)而産生(sheng)界面混(hun)合時，就(jiu)有可能(neng)實現擴(kuo)散粘附(fu)🧑🏻‍❤️‍🧑🏼。當塑料(liao)物體必(bi)須塗上(shang)塗料時(shi)，可以使(shi)用擴散(san)的概念(nian)。當塗料(liao)🙉中的聚(ju)合樹脂(zhi)分子能(neng)夠擴散(san)到塑料(liao)中足夠(gou)深，并與(yu)塑料的(de)聚合☠️尾(wei)巴和鏈(lian)纏結，則(ze)可😌獲得(de)優異的(de)附着力(li)。

Diffusion and entanglement - learn about achieving superior coating adhesion

 

 

擴散和(he)纏繞

當(dang)塗層通(tong)過共價(jia)鍵與基(ji)體化學(xue)鍵合時(shi)，可以獲(huo)得優異(yi)👿的附着(zhe)力；然後(hou)，基闆和(he)塗層作(zuo)用被稱(cheng)爲偶聯(lian)。在漆😮‍💨膜(mo)形成過(guo)程中👀，當(dang)塗料中(zhong)基料體(ti)系的化(hua)學基團(tuan)與基材(cai)表面的(de)化學👹基(ji)團發生(sheng)反應時(shi)，在界面(mian)處🙂‍↔️會形(xing)成共價(jia)鍵。

 

Interfacial crosslinking - Learn about achieving superior coating adhesion

 

界面(mian)交聯

在(zai)成膜過(guo)程中形(xing)成共價(jia)鍵。特定(ding)的添加(jia)劑，稱爲(wei)附着力(li)促進劑(ji)，可用于(yu)化學結(jie)合塗層(ceng)。

獲得和(he)保持良(liang)好附着(zhe)力的先(xian)決條件(jian)是界面(mian)共價鍵(jian)連接到(dao)塗😗層的(de)基料系(xi)統中。此(ci)外，塗層(ceng)必須足(zu)夠柔韌(ren)，能夠處(chu)理施加(jia)在系統(tong)上的應(ying)力。尤其(qi)是靠近(jin)💌界面的(de)塗層部(bu)分柔韌(ren)性要求(qiu)高。

使用(yong)擴散附(fu)着力和(he)耦合劑(ji)，一個例(li)子是當(dang)液體面(mian)漆施🧑🏻‍❤️‍🧑🏼塗(tu)在仍然(ran)潮濕的(de)液體底(di)漆上時(shi)。當兩種(zhong)塗料在(zai)一定程(cheng)度上👀可(ke)混溶，且(qie)交聯機(ji)理相同(tong)時，可獲(huo)得較好(hao)的塗層(ceng)間附着(zhe)力。這一(yi)概念稱(cheng)爲濕塗(tu)施工。

長(zhang)期高強(qiang)附着力(li)的一個(ge)關鍵先(xian)決條件(jian)是，由基(ji)材💌、塗層(ceng)🛌🏻和界面(mian)組成的(de)整個系(xi)統的機(ji)械性能(neng)良好。系(xi)統應無(wu)内應力(li)💔，且系統(tong)必須能(neng)夠消散(san)施加的(de)任何力(li)。尤其是(shi)靠近基(ji)體-塗層(ceng)界面的(de)區域必(bi)須是堅(jian)固的但(dan)不是剛(gang)性的。這(zhe)🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻意味着(zhe)，塗層内(nei)，尤其✍🏻是(shi)界面附(fu)近的交(jiao)聯密度(du)不應太(tai)高。

 

其他(ta)機制

其(qi)他粘附(fu)機制可(ke)以幫助(zhu)獲得良(liang)好的附(fu)着力。

粗(cu)糙表面(mian)比光滑(hua)表面具(ju)有更高(gao)的有效(xiao)表面積(ji)。表面粗(cu)糙度可(ke)通過砂(sha)磨、蝕刻(ke)或噴砂(sha)等預處(chu)理獲得(de)😵‍💫，有利于(yu)粘附。

其(qi)次，液體(ti)塗料可(ke)以滲透(tou)到多孔(kong)基材的(de)孔隙中(zhong)，如石頭(tou)和木🛀🏼材(cai)。由于機(ji)械錨固(gu)，穿透性(xing)可提高(gao)附着力(li)。

确保基(ji)體和塗(tu)層之間(jian)的強分(fen)子間相(xiang)互作用(yong)是很重(zhong)要✡️的，尤(you)其是當(dang)塗覆金(jin)屬時。最(zui)好使用(yong)強物理(li)鍵，如氫(qing)鍵。使用(yong)氫😁鍵作(zuo)爲主👨🏻‍🏭要(yao)的粘附(fu)機制是(shi)有風險(xian)的。原因(yin)👨‍🦰是其他(ta)能夠形(xing)成氫鍵(jian)的分子(zi)ˇ，可以與(yu)産生附(fu)着力的(de)氫鍵競(jing)争。一個(ge)衆所周(zhou)知的例(li)💁🏼‍♀️子是，一(yi)些金屬(shu)塗層在(zai)👽幹燥條(tiao)件下表(biao)現出良(liang)好的附(fu)着力，但(dan)當金屬(shu)塗層界(jie)面與水(shui)接觸時(shi)，則會失(shi)效。

最重(zhong)要的是(shi)要認識(shi)到，由基(ji)底、塗層(ceng)和界面(mian)組成的(de)完整系(xi)統控~制(zhi)着（層間(jian)）附着力(li)的強弱(ruo)。