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浅谈含硅溶胶类的涂料与基板基材的附着力

编辑:银丰技术部来源:银丰技术 浏览次数: 日期:2021-10-26

基于硅溶胶自身的纳米尺度优势,在涂料领域的应用范围也逐年扩大。引入硅溶胶的涂料后其耐热耐寒、电绝缘、耐辐射、耐候、耐沾污及耐化学腐蚀等性能都有很大提高。引入硅溶胶后涂料与基材的附着力也会发生较大改变。而涂料与基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,由于这些作用产生的粘附力,决定了涂料与基材间的附着力。为了使涂料具有良好的附着力,需要考虑多种因素的作用。

(1) 机械结合力

任何基材的表面都不可能是光滑的,涂料可渗透到凹穴或空隙中去,固化后就像许多小钩子把涂膜与基材连结在一起。

(2) 吸附作用

涂料成膜后和基材之间都存在着原子、分子之间的作用力。这种作用力包括化学键、氢键和范德华力。由于存在缺陷,粘附强度远比理论强度低的多,粘附强度不是决定于原子、分子作用力的总和,而是决定于局部最弱部位的作用力。两个表面之间通过范德华力结合,本质上为物理吸附作用,这种作用很容易为空气中的水气所取代。因此为了使涂膜与基材间有强的结合力,仅靠物理吸附作用是不够的。

(3) 化学键结合

化学键(包括氢键)的强度要比范德华力强的多,因此如果涂料和基材之间能形成氢键或化学键,附着力要强得多。如果聚合物上带有氨基、羟基和羧基时,因易与基材表面氧原子和氢氧基团发生氢键作用,因而会有较强的附着力。聚合物上的活性基团也可以和金属发生化学反应。

(4) 扩散作用

涂料中的成膜物为聚合物链状分子,如果基材也为高分子材料,在一定条件下由于分子和链段的布朗运动,涂料中的分子和基材的分子可相互扩散。相互扩散的实质是界面中的互溶过程,最终可导致界面消失。

(5) 静电作用

当涂料与基材的电子亲和力不同时,便可互为电子的给体和受体,形成双电层,产生静电作用力。当金属和有机涂膜接触时,金属对电子亲和力低,容易失去电子,而涂膜对电子亲和力高,容易得到电子,电子可从金属移向涂膜,使界面产生接触电势,并形成双电层产生静电引力。

其实涂料成膜后与基材之间的作用是非常复杂的,它是多种因素综合的结果。因此实际附着力和理论分析有着巨大的差异。

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