前处理对涂料附着力的影响大理石

前处理对涂料附着力的影响

前处理对涂料附着力的影响 1 前言 1.1 表面变化的本质 聚合物表面在不降低其它性能的情况下有时难以活化，由于聚合物固有的化学活性低，而且表面化学内活性相对低，因此常需要对表面进行改性。为此，需要采取各种表面处理来提高相互作用的能力，处理的实例包括表面拓扑学、表面晶体学、表面物理学和表面化学性质的变化。 前处理及其对涂层附着力的影响，必须综合考虑底材活化的配伍、流变、润湿、成膜，附着力及干燥等一般处理工作okmart.com。不管呈固体状态还是呈液体状态，要有助于运输及分散，当考虑活化方法时，它也是对底材特性重要性的一种认可。因此，要求采用适合于底材（塑性材料、热固性材料、陶瓷材料及复合材料）及适合于施工的活化方法。而且，还必须考虑其种种形状（纤维形、薄膜形、碟形及其它形状）以及涂装或印刷前要处理的物体的大小和处理量。 弄明白与聚合物表面活性和相互作用的相关方面很重要。聚合物表面的活化可能增加附着力，表层粘附可能是附着现象的主要因素。因此，可以将聚合物表层化学改性，从而涂层可以化学方式或物理方式粘附到聚合物表面，这不是附着，而是表面的化学相互作用；另一种情况是，涂层或表层改性可能通过表面的不均匀性扩散或固体化或干燥而固化。这样，第二层牢牢地附着于第一层上，但这也不叫附着，而是一种机械截留。 将合适的官能基团融入表面可以改进后来（结合）层的粘附强度。而且，表面粗糙也具有提高任何生成物相互作用的强度的能力。无论是否可能考虑这种变化，都不能简单地假定附着过程的改进，在作出判断前确认和证明相互作用的本质。 1.2 表面处理的目的 有几个目的可供选择，实例包括生物组织的固定、两种不同聚合物材料的联结、底材的涂层和印刷等。可能需要表面改性剂来提供至少一种功能，它可能需要着色来提供信息、保护、稳定加强等。在整个复合系统的设计中应考虑维护要求，如果要求活化，活化方法要适合底材的特性、改性剂的特性及要求的物化性能的特性。 如果要求活化前提高有效附着，问题就产生了，包括活化形成、活化工艺的类型、活化品种的耐久性、活化速率和活化点的衰减、活化不足及活化过度、安全和成本的问题。 表面化学改性的实例包括合适功能基团的表面接枝、等离子体处理、化学侵蚀和电晕放电。表面接枝可以包括低摩尔质量类、扩链单元和高摩尔质量接枝均聚物的转换，导致接枝共聚物的产生。甚至于所谓的物理处理具有提供表面化学变化的效果。实例包括火焰处理和高能辐射处理，这是因为这些处理不是发生于惰性环境，通常发生氧化过程，导致处理过的表面的活化点的产生。这些点的特性、稳定性和消失，通常取决在与局部微环境、温度、侵蚀物质的进入以及这种侵蚀物质的有效浓度有关的各种因素。 以上大多数表面处理实际上很薄，因此整个聚合物性能保持不变。然而，处理深度不够，使得新处理的改性表面易于受到意想不到的进攻，导致改性作用降低及可能降低要求的最终效果。活化表面的表征问题也产生了，如可用原子力显微镜、光电显微镜、次级离子质量光谱、接触角评价和电子自旋源来观察这种表征。 2 聚合物表面的改性 2.1 聚合物表面的化学处理 表面的化学改性有好几种可能，一个是在液氮中用钠 - 氨络合体来活化含氟聚合物，另一个是在金属镀膜前处理聚烯烃材料的硫酸 - 铬 - 磷酸混合物，以及表面处理前聚氧化乙烯底材的氧化。还有的例子是真空镀金属前聚酰胺处理的碘 / 碘化钾溶液的使用，尽管改进程度取决于好几种因素，每种处理均会导致提高润湿性。 工业上用氧化火焰处理使聚烯烃底材、聚缩醛和聚酯底材更易印刷，当底材涂装或层压时可改进附着性能。这些处理包含自由基，导致表面极性提高，表面性能加强和消除局部表面劣化程度的表面内扩散进行。暴露到氧化锅的处理时间短 (0.01 ～ 0.1 s) ，氧化深度限制在表面区域约 5 ～ 10 nm ，典型处理是通过表面氢原子的提取代反应和良好氧化环境的聚合物的反应，将 - OH 、 - CONH 2 、 - COOH 和 - O - C=O 引入表面。 2.2 聚合物表面的电晕放电处理 另一个流行的表面活化工艺是电晕放电处理，电晕放电工艺易于控制处理均匀、重复性好，此工艺在底材不导电情况下通过采用高压低电流，工艺取决于底材附近的空气离子化。在效果上，电源提供交流锐边电极电势的高电压，塑料底材典型地以薄膜形态在电极和旋转托架圆筒间通过。旋转托架圆筒接地，从而膜的自由表面就暴露于电荷中。 因为涂膜不导电，它只将电容引入电路。在未离子化状态，空气隙本质上不导电，当离子存在时可以携带电流穿过气隙，当电极之一有锐边或点时电晕放电在大气压就发生放电。 当电势达到空气发生部分离子化的点时，开始放电，间隙吸收紫外光，可听到咝咝声，因而可探测出臭氧。蓝光束出现于电极，终止于间隙。应注意到如果容器活化的涂膜破裂，那么光束会达到地面，因而电流会猛然增加。 所以电晕放电的电流通过电子和离子携带，底材（塑料膜）具有能在更低施工电势连续放电的效果。 2.3 聚合物表面的等离子体处理 聚合物表面也可以通过采用等离子体来活化。等离子体是含自由基、离子、电子、已激化的分子和原子的离子化气体。如果在表面存在适当介质、表面固化等，聚合物自由基、物理结合到聚合物表面可以产生包括链分裂、交联、氧化、链转移反应。取决于处理条件处理深度通常在 5 ～ 50 nm 的范围。这些聚合物表面自由基在惰性环境寿命可能长，也可能与空气中的氮气、氧气反应。 不论什么气体环境，聚合物表面均匀产生极性基团。如果聚合物多乳化达到很大程度，孔内壁就可能发生改性。极性基的性质取决于产生的等离子，也取决于主要条件。 3 接枝是表面活化的一种途径 通过接枝表面改性实际上不是一种活化工艺。它主要是为聚合物表面化学活化提供更大的机会，而不是附着形式的相互作用的改性方法。然而，在许多工艺中，附着现象与化学相互作用现象之间的界限还不完全清楚。 接枝通常是将单体或扩链剂共价偶联到已有的聚合物主链上，接枝被设计为具有极性或亲水基，无论采用物理手段还是化学手段后来的油墨、涂层、生物聚合物或粘合剂均可以粘附其上。接枝的反应点可以通过机械加工、化学引发、光化学反应（ UV - 辐射）和通过高能辐射（电子束辐射或 γ 辐射）来获得。接枝工艺可以在同时处理条件下获得，在活化点引发过程中所有组分一起进行。接枝也是一种选择性的预活化工艺。在没有改性物质的情况下产生活化点，但后来在某些预定及控制后阶段暴露到改性物质中。 活化结果的解释要求对底材的全面认识，底材是流体还是固体（油墨、油漆、粘合剂、涂料、固体状热塑性），也需要了解所用活化点的范围及使用方式。从性能观点，具有有关巩固表面的活化及活性点的利用的动力学特征及机械特征信息是很有用的。 3.1 表面活化和附着 当两种分离的表面以一种自发的过程或加有负载的情况下接合形成附着力，可以认为是能量释放了。附着力也可以认为是要求的重新形成两种界面分离的能量。 附着的力已定义为当两种附着材料分离时施加的最大力。只有分离距离的力的变化消耗掉以致于与这个距离相关可以整合时，附着的力和能量或附着有关的功可以关联。要弄明白附着力的表面活化的重要性，认识以下几点很有用： • 在热动力感应中功是什么？ • 热动力学理想的特性的理解是什么？ • 平衡过程的特性的理解是什么？ • 影响表面活化、表面活性、附着力产生和附着力维持的特性的因素是什么？ 这些类型的问题在下面解决。 表面涂料、油墨或液体粘合剂的应用通常要求以流体置于底材形成一种涂膜，粉末涂料及其相应材料操作不同。然而，即使是粉末涂料，粒子经过一个凝固过程导致液体涂膜的形成。如果涂膜是连续的且最终具有附着性能，那么它必须润湿表面以获得与要求接触的区域最大程度的接触。 在此方面重要的各种因素是： • 液体介质的特性。这可以从极性、非极性、颜料化、中性、酸性等一个或多个方面极性系统的特性来观察。 • 底材的类型和特性。这些例子包括金属、箔、聚烯烃材料、聚酰胺材料、陶瓷、纸张、板等。 在表面涂料中常假设成膜已成现实。这种成膜要求已润湿，而这种润湿常要求表面已经预先活化。 3.2 表面附着和润湿特性 与表面活化涂膜传输有关的技术必须正确评价，一般有两种技术，通过用表面活性剂降低液体的表面能及为活化表面底材的改性。在这些步骤中，目的是降低液体表面张力到低于固体的表面张力（如临界表面张力）和除去表面污物，否则污物会降低底材的临界张力。 例如，用聚合物如聚氯乙烯（ PVC ）和对苯二甲酸乙烯酯（ PET ）： γ c =40 × 10 -3 Nm -1 ，彻底清洗表面满足以获得后续涂层所需良好的润湿，对聚烯烃（聚烯烃 - 聚乙烯、聚丙烯 + 共聚物）， γ c =30 × 10 -3 Nm -1 ～ 50 × 10 -3 Nm -1 ，聚乙烯的值接近 30 × 10 -3 Nm -1 共聚物的值达 50 × 10 -3 Nm -1 。 如果表面需要活化，这要求借助火焰或电晕放电或浸渍于高浓度氧化酸来氧化表面。早已认识到表面前处理及其对附着力的影响的重要性，即使只从实用的观点，已认识到没有表面前处理附着质量就会打折扣。实际应用中，没有前处理，界面上可能局部或整个区域发生弱结合的缺陷，只有在孤立的点有足够接触时才不易发生粘附失败。处理的改进有助于附着的活化程度的增加以致于接近涂料、油墨、粘合剂等的结合力的表观附着力，达到完全粘合。 提出的相关观点包括： • 加强多数聚合物膜和高能表面之间的附着强度可以高于聚合物膜的粘接强度； • 附着程度的提高可能不够，这种不足可能有好几<

扭力试验仪

电子万能试验机

弯曲试验机有哪些功能

测试夹芯板岩棉条压缩强度

混凝土动态拉力试验机

扭力试验机在电线电缆领域的发展前景