1．4．1
涂膜附着机理
涂膜与基材表面附着好坏是漆膜发挥保护功能的前提和保证，因此涂膜与基材表面的粘合力(即附着力)是涂膜最重要的基础性能指标。涂膜与基材的以下几种作用形式决定了漆膜与基材间的附着力。
(1)机械嵌合作用
任何物体的表面即使用肉眼看来十分光滑，但放大起来看还是十分粗糙、遍布沟壑的，有些表面还存在很多孔隙。涂装时，涂料就渗透到这些小沟和孔隙中，固化后就像许多小钩似地把涂料和被粘物连在一起。显然这种机械镶嵌作用将会起到很大的机械结合效果，破坏时必须要用较大的力才能把这些伸展的固化涂料从主体的缝隙中撕裂，所以能起到很好的粘合作用。例如，经过喷砂处理后的表面其附着力往往可比光滑的表面提高一倍。
(2)吸附作用
从分子水平上看，涂膜与基材表面间存在原子、分子之间的相互作用力，这些作用力包括主价力(化学键力)、次价力(氢键和范德华力)。虽然固体与固体之间达不到理想接触，次价力作用体现不出，但固体表面由于范德华力的作用能够吸附液体和气体，这种作用称为物理吸附。物理吸附是涂料、胶粘剂和被粘物之间牢固结合的普遍性原因，其条件是液体必须完全润湿固体，这就是吸附理论。因此涂料在固化之前完全润湿基材表面，才能有较好的附着力；吸附力的大小与分子的偶极矩、极化率等因素的大小成正比；高分子链含有极性基团，特别是带有能形成H一键的基团(如氨基、羟基等)时，会有较强的附着力。通常认为，
分子间引力(氢键、范德华力)是附着力的主要来源，即使如此，其粘附力也远比理论强度低得多，这是因为在固化过程总是有缺陷发生的，粘附强度不是决定于原子、分子作用力的总和，而是决定于局布的最弱的部位的作用力。
但需注意：吸附理论仅说明附着力产生的条件和原因，选择成膜物时还必须考虑涂膜内聚力的因素。
(3)化学键作用
涂料中的活性基团与基材发生化学反应，产生化学键，如：酚醛树脂可在较高温度下与铝、不锈钢等发生化学作用，硅酸盐类无机涂料与铁产生化学反应，产生硅酸铁类化合物。化学键的作用力要较物理吸附作用强的多。偶联剂的应用就是利用此机理来提高附着力的重要体现，偶联剂分子必须具有能与基材表面发生化学反应的基团，而另一端能与涂料反应．如：常用的硅烷偶联剂。
(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或链段的布朗运动，涂料中的分子和基材的分子可相互扩散，相互扩散的实质是在界面中互溶的过程，最终可导致界面消失。高分子问的互溶首先要考虑热力学的可能性，即要求两者的溶解度参数相近，另一方面，还要考虑动力学的可能性，即两者必须在T，以上，有一定的自由体积以使分子可互相渗入。因此塑料涂料的溶剂最好能使被涂塑料溶胀，提高温度也是促进扩散的一个方法。带锈涂料、修补涂料具有扩散作用是涂膜发挥其功能性的重要因素。
(5)静电作用
当涂料与基材间的电子亲合力不同时，便可互为电子给体和受体，形成双电层，产生静电作用力。例如，当金属和有机漆膜接触时，金属对电子亲合力低，容易失去电子，而有机漆膜对电子亲合力高，容易得到电子，故电子可从金属移向漆膜，使界面产生接触电势，并形成双电层产生静电引力。
涂料在基材表面浸润是上述作用能够发挥的前提。
1．4．2
附着力影响因素
附着力的影响因素是由上述理论结合涂装实际复杂因素分析得出，其重要因素为：
①基材表面的润湿情况要得到良好的附着力，必要的条件是涂料完全润湿基材表面．通常纯金属表面都具有较高的表面张力，而涂料一般表面张力都较低，因此易于润湿。但是实际的金属表面并不是纯的，表面易形成氧化物，并可吸附各种的有机或无机污染物，这可大大降低表面张力，从而使润湿困难。表面处理的目的就是在于提高基材表面的表面能，有利于涂料的浸润。对于低表面能的基材，更要进行合适的处理
②表面粗糙度适当的提高表面粗糙度可以增加机械嵌合作用，另一方面也有利于涂料在基材表面的润湿。但过于粗糙，易产生缺陷，带来附着力下降，或抗渗保护性能降低。
③涂料粘度涂料粘度较低时，容易流入基材的凹处和孔隙中，可得到较高的机械嵌合力。一般烘干漆具有比气干漆更好的附着力，在高温下，涂料粘度很低，也是原因之一。
④成膜物成膜物大分子极性基团的极性越强、个数越多、相对分子质量越大，越有利于成膜物与基材表面形成较强的分子间作用力，结合牢固。
⑤内应力影响漆膜的内应力是影响附着力的重要因素，内应力过大，大于涂层内聚力时，涂膜开裂；大于涂膜附着力时，涂膜产生脱壳等破坏，丧失保护作用。内应力有两个来源：涂料固化过程中体积收缩产生的收缩应力；涂料和基材的热膨胀系数不同，在温度变化时产生的热应力。
涂料不管用何种方式固化都难免发生一定的体积收缩，收缩不仅可因溶剂挥发引起．也可因化学反应引起。缩聚反应体积收缩较严重，特别是对于有小分子产生的缩聚反应固化过程，因为有一部分要变成小分子逸出。烯烃或低聚物的双键发生加聚反应时，两个双链由范德华力结合变成共价键结合，原子距离大大缩短，所以体积收缩率也较大，例如不饱和聚酯固化过程中体积收缩达10％。开环聚合时有一对原子由范德华作用变成化学键结合，另一对原子却由原来的化学键结合变成接近于范德华力作用，因此开环聚合收缩率较小，环氧树酯固化过程中收缩率较低，这是环氧涂料具有较好的附着力的主要原因。降低固化过程中的体积收缩对提高附着力有重要意义，增加颜料、增加固含量、加入预聚物以减少体系中官能团浓度是涂料减少固化收缩的常用方法，加入无机填料同时还具有降低涂膜热膨胀系数的作用，减少热应力。另外涂膜越厚，内应力也越大。总之，漆膜的内应力与附着力以及漆膜强度之间是相互抗衡的。
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