涂装附着力的原理解析VIP专享VIP免费

一、附着力理论和机理 当两物体被放在一起达到紧密的界面分子接触，以至生成新的界面层，就生成了附着力。附着力是一种复杂的现象，涉及到“界面”的物理效应和化学反应。 当涂料施工于底材上，并在干燥和固化的过程中附着力就生成了。这些力的大小取决于表面和粘结料（树脂、聚合物、基料）的性质。广义上这些力可分为二类：主价力和次价力（表 1）。 表一.键的强度和键能强度 键的类别 类型 能量 实例 共价键 主价力 15~170 绝大多数有机物 氢键 次价力 <12 水 色散力 次价力 <10 绝大多数分子 偶极力 次价力 <5 极性有机物 诱导力 次价力 <0.5 非极性有机物 化学键即为主价力，具有比次价力高得多的附着力，次价力（范德华力）基于以氢键为代表的弱得多的物理作用力。这些作用力在具有极性基团（如羧基）的底材上更常见，而在非极性表面如聚乙烯上则较少。 涂料附着力主要是由于底材和涂料通过涂料扩散生成机械连接、静电吸引或化学键合。根据底材表面和所用涂料的物理化学性质的不同，附着可采取上述机理的一种或几种。一些提出的理论讨论如下。 1 .机械连接理论 这种涂层作用机制适用于当涂料施工于含有孔、洞、裂隙或空穴的底材上时，涂料能够渗透进去。在这种情况下，涂料的作用很象木材拼合时的钉子，起机械铆定作用。当底材有凹槽并填满固化的涂料时，由于机械作用，去掉涂层更加困难，这与把两块榫结的木块拼在一起类似。对各种表面的仪器分析和绘图（外形图）表明，涂料确实可渗透到复杂“隧道”形状的凹槽或裂纹中，在固化硬化时，可提供机械附着。各种涂料对老的或已风化的涂层的附着，以及对喷砂底材的附着就属于这种机理。磷酸锌或铁与涂料具有较大的接触面积，因而能提高附着和耐蚀性。 表面的粗糙程度影响涂料和底材的界面面积。因为去除涂层所需的力与几何面积有关，而使涂层附着于底材上的力与实际的界面接触面积有关。随着表面积（比表面积）增大，去除涂层的困难增加，这通常可通过机械打磨方法提供粗糙表面来实现。实际的界面面积和截面的几何面积的比称之为比表面积，实际的界面接触面积一般比几何面积大好几倍，比表面积越大其对应的附着力越大。通过喷砂使比表面积增加，结果附着力增加。显然由于其他许多因素的影响，附着并不按相同比例增加，不过通常可见到显着的增加。 只有当涂料完全渗透到不规则表面处，提高表面粗糙度才有利，若不能完全渗入，则涂料与表面的接触会比相应的几...