一、附着力的定义及意义
附着力 (adhesion),按GB/T 5206-2015 / ISO 4618: 2014《色漆和清漆 术语和定义》中2.7描述为:在固体表面与另一种材料的界面间,通过分子力产生附着的现象。
涂膜与底材之间可通过机械结合、物理吸附、形成氢键和化学键、互相扩散等作用结合在一起。这些作用所产生的黏附力,决定了漆膜与底材之间的附着力涂料在线coatingol.com。这种附着力应是漆膜和底材之间各种结合力(黏附力)之总和。
附着力是涂膜发挥保护、装饰、特殊功能作用的关键性能。涂膜本身即使具有优良的物理和化学性能,如果不能和底材表面或底涂层牢固地粘结,也没有太大的实用价值,可见附着力在涂膜性能中的重要地位。
漆膜附着力不好时,可采取底材打磨、降低涂料施工黏度、提高施工温度、烘干等措施,提高机械结合力及扩散作用,从而提高附着力。
涂料体系中添加附着力促进剂,也是提升附着力最行之有效的方法之一。
二、附着力促进剂的四种作用模式
对漆膜、底材均采用化学锚定;
对漆膜化学锚定,对底材物理缠绕;
对漆膜物理缠绕,对底材化学锚定;
对漆膜、底材均采用物理缠绕。
附着力促进剂的功能和作用机理 | |
功能 | 作用机理 |
提高机械结合力 | 通过改善涂料对底材的渗透性、湿润性,使涂料尽可能地向基材的孔、缝中渗透,待固化形成无数小锚,牢牢抓住底材,从而提高涂膜对底材的附着力。 |
提高范德华力 | 根据计算,当两个平面之间距离为1 nm时,范德华力可达9.81~98.1 MPa。通过提高涂料对基材的湿润性,使涂料能在固化前尽量完全地湿润、贴近基材表面,从而提高范德华力并最终提高涂膜对基材的附着力。 |
提供可反应基团、为形成氢键、化学键创造条件 | 氢键、化学键的强度比范德华力要强得多。像树脂类、偶联剂类附着力促进剂,便是提供氨基、羟基、羧基等可反应性基团或其他活性基团,它可以和基材表面氧原子或氢氧基团产生氢键或化学键键合,从而改善附着力。 |
扩散作用 | 当被涂基材为高分子材料时,可采用强溶剂类或氯化聚烯烃树脂类附着力促进剂,它可以促进涂料与基材分子的相互扩散、相互溶解,最终导致界面消失,从而改善涂膜与基材间的附着力。 |
三、常见附着力促进剂的分类
1. 有机高分子类附着力促进剂
此类附着力促进剂通常含有羟基、羧基、磷酸酯基等基材锚固基团,或同时含有高分子长链结构,提高漆膜柔韧性,增强漆膜对基材的附着力。
2. 硅烷偶联剂类附着力促进剂
当加有少量硅烷偶联剂的涂料在涂布完成后,硅烷向涂料与底材的界面迁移,此时遇到基材表面的水分,可水解生成硅醇基,进而和底材表面上的羟基形成氢键或缩合成Si−O−M(M代表基材表面)共价键;同时,硅烷各分子间的硅醇基又相互缩合,形成网状结构的覆盖膜。
四、选择附着力促进剂需要考虑的因素
体系相容性;
储存稳定性;
对于涂料基本物化性能的影响;
底材的表面处理;
结合其他原材料,优化涂料配方。