涂膜的附著力和內聚力對性能的影響
時間：2020-04-08 作者：古道化學 點擊:
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涂膜的附著力是指涂膜與被涂底材表面結合在一起的堅牢程度，它產生于涂料中聚合物的分子極性基團與被涂底材表面極性分子的極性基團之間的相互吸引力和物理結合力。涂膜的內聚力是使涂膜中粒子黏結在一起形成連續(xù)完整涂膜的能力，它產生于涂膜內部相鄰分子之間的相互吸引カ。附著力和內聚力同時影響著涂膜的性能，附著力不好，涂膜易從底材剝落而失效。內聚力不夠時，涂膜本身易破壞，產生裂紋等。在預涂卷材涂膜的T彎試驗中要對樣板彎折，并以一定黏性的膠帶紙粘拉，觀察其有無裂紋及脫落。若出現(xiàn)裂紋意味著涂膜內聚力的破壞;而涂膜如果被膠帶紙粘掉，即意味著與底材間的附著力不夠。
1.附著力的主要影響因素附著力受底材的品種和表面狀態(tài)影響較大。通過對底材進行合適的表面處理可以大大提高涂膜的附著力。同時降低涂料的表面張力、提高潤濕性以及增加涂料的極性也可以提高附著力。卷材涂料中常通過加入附著力促進劑提高對底材的附著力即是基于這原理。對底面復合涂膜，還要考慮底漆膜與面漆膜之間的層間附著力，其中底漆的影響更大，即有所謂底漆的二次交聯(lián)問題。底漆膜在第一次烘烤時的交聯(lián)程度不能太高，否則底漆膜太致密，會影響與面漆之間的層間附著力。而如果控制底漆基料樹脂中的官能團，使之具有不同的反應活性，底漆固化時活性高的官能團先反應，使底漆膜部分交聯(lián)固化，然后活性略低的官能團在面漆烘烤固化時再第二次進行交聯(lián)反應，而使底漆完全固化，從而提高底面層間附著力。
2.涂膜內聚力的主要影響因素影響涂膜內聚力因素主要有:涂料的顏基比、樹脂特性，涂膜的厚度及固化交聯(lián)等。
顏料的加入會降低涂膜的內聚力。以卷材涂料中最常用的兩種顏色的面漆:白灰和海藍為例，在同樣的基料體系中，白灰的T彎往往不如海藍，一般要差1～2T，這正是由于白灰的顏基比要比海藍高得多，它的內聚力降低，從宏觀力學性能上就表現(xiàn)為T彎性能的降低。更進一步，當達到或超過臨界顏料體積濃度(CPVC)時，涂膜的內聚力會急劇降低，因為涂膜中顏料太多，結構松散，沒有足夠的基料樹脂將它們黏合在一起，導致內聚力降低。此外在顏料分散時加入合適的分散劑提高潤濕分散性，有助于涂膜內聚力的提高。提高基料樹脂分子量，可提高涂膜的內聚力。提高樹脂官能度從而提高交聯(lián)密度也可以提高涂膜內聚力?；蠘渲牟ＡЩ瘻囟?Tg)影響涂膜的內聚力。當外界溫度處于高于涂膜Tg的條件時，涂膜內的自由體積增加，涂膜更柔軟。涂膜在低于其T8的溫度下受力后的形變?yōu)榇嗔?，如果是觀察T彎性能，即涂膜會產生裂紋。
涂層膜厚提高，內聚力提高。在宏觀上即表現(xiàn)為隨膜厚提高，涂膜的力學性能如T彎和耐擦拭性能等提高。
涂料固化時，由于溶劑的蒸發(fā)以及交聯(lián)反應的發(fā)生，往往會發(fā)生體積收縮，釋放內應力，而保持涂膜的內聚力。卷材涂料底漆中常用的環(huán)氧樹脂體系，由于其中的羥基基團的存在，與底材的附著力很好，但其內聚力低，體積收縮小，只有通過龜裂釋放應力。表現(xiàn)在T彎性能上，即環(huán)氧底漆往往更容易產生裂紋。如果涂膜附著力很好且內聚力高，涂膜則不容易產生裂紋，如果受到外部應力，一般涂膜會喪失附著力，表現(xiàn)在T彎性能上，涂膜更容易粘掉，而不容易產生裂紋。
底漆交聯(lián)程度不能太高，如果底漆交聯(lián)太好，漆膜太堅硬，加上底漆顏基比往往很高其內聚強度較低時，不能抵御面漆凃膜體積收縮時釋放的應力，容易造成底漆膜開裂。
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