涂料附着力这样看

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附着力是考核粉末涂料涂膜性能的重要指标之一,粉末涂料涂膜具有足够的附着力时,才能发挥粉末涂料所具有的高装饰性能保护作用


粉末涂料熔融后附着在基材表面,经过聚集、流平、固化三个阶段后成膜。其固化过程是树脂固化剂部分助剂等通过交联反应,固化为坚硬的涂膜,这个过程对涂层附着力起到了关键性的作用。粉末涂料的附着机理一般分为化学附着机械附着,化学附着力是指涂膜和基材间的界面作用力(氢键和化学结合力);机械附着力一般由基材的粗糙度以及本身涂膜的强度来决定。

附着力的测试方法


一般有划格法划圈法拉开法。考虑到实验室与现场的匹配性以及直观性,我们使用划格法来对涂层的附着力进行试验。通用的划格实验三个标准GB/T 9286-1998  ASTM D3359-2009  ISO 2409-2013 其测定方法与判定基准基本一致。但要注意以下几点:

 1.划格间距由基材及膜厚决定(0-60um硬基材:1mm间距;0-60um软基材 & 61-120um硬或软基材:均2mm间距;121-250um硬或软基材:3mm间距)2.划格刀刀刃需确保锋利3.划格时刀刃垂直于基材表面4.力度均匀、划格速度均匀5.使用规定拉力的透明胶带,测试后保留作为参考。


影响附着力的因素

一、 基材
基材的材质对附着力的影响很重要。例如工程机械部件所用的热轧钢板,表面一般存在大量碳灰以及防锈油,由于其表面张力非常低,若无法除尽,对附着力会造成极大的影响,一般该类基材需要进行打磨或者抛丸,使有效的附着面积增大,并增加前处理工艺一方面提高附着力,另一方面显著提高该类工件的耐盐雾性能。


二、 前处理工艺(仅选取几种问题简要分析)

  • 当脱脂剂碱性过高,表面铁原子与碱发生反应,改变铁基材表面结构,导致前处理膜上膜困难;当基材为铝或铝合金时,脱脂剂碱性过大与基材表面金属反应生成碱性的偏金属盐,当其遇到酸性的磷化液立刻生成金属氢氧化物,烘干后生成氧化物而非均匀磷化膜,也就是所谓的“白斑”,在“白斑”上喷涂粉末涂料后,一段时间过厚会形成鼓包,整片漆膜脱落。
  • 工艺水中的钙离子、镁离子超标,严重影响脱脂剂的效果,水中的阴离子也会附着在磷化膜上影响最终涂层附着力。
  • 当脱脂剂中无防锈成份时,工件从脱脂工序到磷化或者其他前处理方式工序间极易发生“闪锈”现象。一旦工件锈蚀,锈蚀处极易发生附着力不良。
  • 水洗工艺用水未使用合格的纯水或者长时间未更换,其中的阴离子以及残存量较多的药液均会吸附到前处理膜上,到至涂层附着力不良。
  • 在前处理工艺最后一道工序烘干工序中,烘干温度过低或时间过短,前处理膜表面的残留水分和部分结晶水难以去除干净,喷涂成膜后,水汽在前处理膜和涂层间集聚,导致附着力丧失。而烘干温度过高或时间过长可能导致前处理膜粉化,喷涂固化后与涂层一同从基材脱落。

三、粉末涂料本身与固化条件

  • 粉末涂料树脂含量过低会导致整体涂层交联不完全,整体涂层偏脆,附着力下降,同时冲击性能也会偏差。
  • 添加剂(流平剂、润湿促进剂等)使用不当或添加量不当会导致粉末涂层的润湿效果变差,涂层和基材之间存在空隙,导致附着力不良。
  • 树脂的树脂量分布过宽会导致其不能在较窄的熔融温度范围同时熔融,极大地影响了整体涂层的交联密度,导致附着力不良。
  • 保证充足的固化时间和温度才能保证获得较好的流平和机械性能,但过烘烤又会造成黄变等不良影响,需合理控制链速,炉温等变量。
  • 另外,粉末受潮、压缩空气中含水含油、施工环境中灰尘较大均有可能造成附着力问题。部分喷涂厂家使用直接燃气烘烤炉燃烧产生硫化物等小分子附着在涂层表面使得返工时二次附着力严重不良。

影响粉末涂层附着力的因素除去上文简介的还有非常多,有些因素同时又是相互制衡的关系,往往需要我们现场结合实际生产条件与环境才能得出最终结论。我们在实际生产中,需要不探索,开发理想配方体系优化工艺参数,匹配施工条件来满足日益升级的市场需求。




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