产品与服务

  • 涂层对被涂物的保护在很大程度上受涂层与基材之间黏结强度的影响,而黏结强度的大小不仅与基材的表面状态、表面物质组成及材料本身的致密性有关,还与涂层中成膜物的收缩应力、表面张力、结晶性与极性官能团的体积大小等因素有关。漆膜与底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。这些作用所产生的黏附力,决定了漆膜与底材间的附着力。

    机械结合

     A

    化学键结合

     B

    扩散作用力结合

     C

    范德华力、氢键吸附等作用力结合

     D

    目前比较成熟的工艺用来改善涂膜与底材间的附着力的方法有以下几种:

     * 底材打磨、喷砂等

     * 降低涂料施工粘度

     * 提高施工温度

     * 改善底层的润湿(溶剂擦拭、电晕、火焰、氧化剂处理)

     * 在底层作一层底漆

             1

     

    除了上述方法之外,使用附着力促进剂是一种简单易行、行之有效和广泛采用的方法。附着力促进剂就是一种专门用于提升和改善树脂涂层(漆膜)与基材(底材)之间附着力(粘接力、结合力、密着性)的一种功能性添加剂(助剂),又被称为粘合促进剂或密着剂。树脂涂层对基材良好的附着力对于制品的正常和长期使用的重要性不言而喻,同时针对一些比较难附着的底材和对于附着力要求较高的产品,使用和添加附着力促进剂显得尤为必要。

     图2

    附着力促进剂主要是作为一种功能性助剂而广泛用于油漆、涂料、油墨、胶粘剂、密封胶等行业中,它的使用方法主要有两种:一种内添加法是直接加入到树脂配方中,通过迁移到涂层和底材的界面而起作用,这种方便比较简单和方便,易于被终端客户所接受;另一种就是底涂法,就是先用附着力促进剂或其溶液作为底漆(或称为底涂剂、打底液或预处理液等)对底材进行预处理,然后再在处理过的表面上涂装。这种方法的效果较好,但增加了一个工续,适用于一些通过内添加助剂无法很好解决问题的场合。由于涂层树脂的类型、反应特性和所要涂刷的底材的表面特性差异较大,因此附着力促进剂往往要根据不同树脂配方、工艺条件和底材的类型不同而进行灵活选择,没有一种可以适用所有用途的附着力促进剂。

  • 如前所述,漆膜与底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。这些作用所产生的黏附力,决定了漆膜与底材间的附着力。因此,附着力促进剂也要从这几方面来改善和提升漆膜对底材的润湿和附着,具体的内容如下:

    功 能 作用机理
    提高机械结合力 通过改善涂料对底材的渗透性、润湿性使涂料尽可能地向基材的孔、缝中渗透,待固化后形成无数小锚、牢牢抓住底材,从而提高涂膜对底材的附着力。
    提高范德华力 根据计算当两个平面之间距离为1nm时、范德华力可达9.81~98.1MPa。通过提高涂料对基材的润湿性,使涂料能在固化前尽量完全地湿润、贴近基材表面,从而提高范德华力并最终提高涂膜对基材的附着力。
    提高可反应基团、为形成氢键、化学键创造条件 氢键、化学键的强度比范德华力要强得多。像树脂类、偶联剂类附着力促进剂便是提高氨基、羟基、羧基等可反应性基团或其他活性基团,它可以和基材表面氧原子或氢氧基团产生氢键或化学键键合,从而改善附着力。
    扩散作用 当被涂基材为高分子基材时,可采用强溶剂类或氯化聚烯烃树脂类附着力促进剂,它可以促进涂料与基材分子的相互扩散、相互溶解,最终导致界面消失,从而改善涂膜与基材间的附着力。


    图 同时,底材的润湿程度与涂膜对底材的附着力有着直接的影响,只有当涂料的表面张力低于底材的临界表面张力时,涂料才能有效的润湿底材;而只有涂料在固化前能够充分地润湿底材,从而增加附着的有效接触面积和增强界面间的结合力,漆膜才能够获得较好的附着力。而配方中的基体树脂、润湿剂、流平剂、分散剂、溶剂等均与附着有密切的关系。

    常见溶剂和成膜物的表面张力

    溶剂 表面张力(mN/m) 成膜物 表面张力(mN/m)
    73 环氧树脂 45-60
    乙二醇 48 氨基树脂 42-58
    邻二甲苯 30 醇酸树脂 33~60
    乙二醇丁醚 29 脲醛树脂 45
    甲苯 28 聚偏氯乙烯 40
    200#溶剂汽油 26 硝基纤维 38
    丙二醇甲醚醋酸脂 26 聚醋酸乙烯 37
    醋酸丁酯 25 醋酸丁基纤维素 34
    甲乙酮 25    
    异丁醇 22    
    正己烷 18    

    常见底材的临界表面张力

    底材 临界表面张力(mN/m) 底材 临界表面张力(mN/m)
    玻璃 70 聚氯乙烯 43
    镀锌铁板(已处理) 45 涤纶 43
    镀锌铁板(未处理) 35 聚碳酸酯 42
    磷化钢板 43~46 聚苯乙烯 36~42
    钢板(未处理) 29 ABS 34~38
    马口铁 33~38 聚乙烯 32~39
    铝板(未处理) 33~35 聚丙烯 28~32
    尼龙66 46 聚四氟乙烯 19

    所以,当涂料不能有效的润湿底材时,涂膜的附着力往往不好。这个时候仅仅使用附着力促进剂也有可能达到良好的效果。 附着力促进剂从化学成分上来划分,一般有树脂类、硅烷偶联剂类和钛酸酯偶联剂类等几种,它们的作用基理不尽相同,分述如下: (1)树脂类附着力促进剂  目前很多公司提供含羟基、羧基、醚键或氯代树脂、磺酰氨基等溶剂型树脂,它与一般树脂有较好的混容性,又与底材可形成一定的化学结合,因而在涂膜与底材间形成化学结合力。这些助剂自身又在涂膜中通过互溶、缠绕等作用与涂膜结合在一起,因而提高了附着力。 (2)硅烷偶联剂类附着力增进剂  无机底材亲水的极性表面在环境中极容易吸附上一层水膜,使涂料内的疏水基料很难对底材润湿,因此,很难有好的附着力。硅烷偶联剂的应用可以揭示化学键结合对于黏接作用的重要意义,加有少量硅烷偶联剂的涂料,在涂布施工后,硅烷向涂料与底材的界面迁移,此时遇到无机表面的水分,可水解生成硅醇基,进而和底材表面上的羟基形成氢键或缩合成Si-O-M (M代表无机表面)共价键;同时,硅烷各分子间的硅醇基又相互缩合形成网状结构的覆盖膜。  在含有硅烷的涂料中,能在漆料与底材界面相互作用,形成硅烷与漆基相互渗透的网状结构,增强了内聚力和耐水侵蚀的稳定性。显然,上述硅烷通式中的R也非常重要,基料的活性基团应与硅烷的R基团有牢固的化学键,至少R也应是长链物,发生紧密的缠绕作用以使涂膜与底材整体化。 (3)钛酸酯偶联剂类附着力增进剂 无机底材往往是由于表面吸附了一层水分而影响附着力,与硅烷偶联剂相似,单异丙氧基钛酸酯的结构通式为i-C3H7OtiR3。 式中R为长链脂肪酸酯基、磷酸酯基等;分子中的异丙基也易与无机底材表面的吸附水经水解而结合,形成化学键;R基也易与漆料中聚合物分子或发生化学反应而结合,或经缠绕而物理结合。因而钛酸酯偶联剂也发挥附着力促进剂的作用。

  • 附着力促进剂是一种专门用于提升和改善树脂涂层(漆膜)与基材(底材)之间附着力(粘接力、结合力、密着性)的一种功能性添加剂(助剂),它主要用于各种油漆、涂料、油墨、胶粘剂、密封胶等产品中。它的主要作用就是提高树脂涂层(漆膜)对各种底材的附着力,同时它还会发挥一些其它的类似功效,如:提高耐水性、改善耐腐蚀性、耐盐雾性和耐化学性,提高涂层的硬度和抗划伤性等。

    附着力促进剂主要用于油漆、涂料、油墨、胶粘剂、密封胶等树脂涂层或粘接制品中,也可用于橡胶、塑料与金属等无机材料的热复合制品中。

  • 附着力促进剂的使用方法基本有两种:一种是直接添加法,即将附着力促进剂直接添加到涂料配方中;另一种打底法,即用附着力促进剂或其溶液作为底漆(亦称为打底液、底涂剂等)先对底材进行涂刷,然后再在其上进行涂料的涂刷。

    直接添加法比较简单易行,不需要增加工续,但要考虑到直接添加法在涂料中相容性和安定性;打底法由于直接作用在涂料和底材的界面,因此往往能取得较好的效果,同时也避免了一些反应性较强的附着力促进剂与树脂交联反应或与水等反应而失效的麻烦。

    同时,选择附着促进剂也应当充分考虑各方因素,避免附着力促进剂对配方的其它性能产生负面的影响,或由于配方中一些组分的原因而附着力促进剂的作用发挥。需要考虑的因素主要包括:

    一、与配方体系的兼容性(树脂、颜料、溶剂、其他添加剂等):

    1、硝基漆中含有水分和强酸,易造成硅烷类附着促进剂的不稳定,不宜直接添加;           

    2、体系中若含有较多羟基、羧基等活性基团,则一般不能用直接添加钛酸酯类附着促进剂;

    3、应根据附着力促进剂的极性,选择适当的溶剂进行稀释,避免出现析出现象;        

    4、某些促进剂带有一定的酸性,应注意添加量,避免对金属颜料的过度影响等。

    二、对于储存稳定性的影响:

    1、硅烷类和钛酸酯类附着力促进剂一般需要特别注意储存期的干燥和密封,否则容易发生水解缩合反应而失效。

    2、马来酸酐改性之CPO对于水分敏感,在使用过程中应当尽量避免水分的影响而导致粘度上升,颜料返粗。

    三、对于涂料物性的影响

    1、硅烷类和钛酸酯类附着力促进剂除了作为附着促进剂以外,还可提高涂层的抗老化性能、耐盐雾及耐水性等。

    2、偶联剂通常还都被用来对颜料进行表面处理,增加润湿性,提高强度。

    3、特殊改性的高分子聚酯除了能用来增进附着力,还可提高涂层柔韧性、耐冲击性等,但是添加量过高时,会影响涂层硬度。

    4、马来酸酐改性的CPO能在一定程度上改善PP涂料的耐水性、耐汽油/酒精性,并可显著提高层间附着力,但是添加量过高时也会影响储存稳定性。

    5、软性改质的CPO可以改善PP涂料涂层收缩应力的影响,增加润湿扩散性。

    四、对涂料对于施工工艺性的影响

    1、偶联剂通过对颜料的表面处理,使得体系粘度可以较大幅度下降,提高了施工性,但是也需要注意应该在不同的体系选择不同种类的偶联剂,以免发生副反应而导致粘度上升,影响施工性。

    2、CPO助剂最好能够先稀释后打底,并且在高于软化点下短时烘烤,以增加溶胀扩散性,更好的促进对PP底材的附着,但是这在一定程度上会使工艺复杂化。

    3、某些附着力促进剂必须要在一定的烘烤温度下才能起到促进效果,所以必须根据涂料体系来选择。

    使用附着力促进剂需要注意的一些其它事项:

    一、了解底材的真实的物质组成,发现可能的隐型变化。

    1、有时候我们所施工的底材可能在不为涂料供货商所知的情况下发生了变化,比如用回收PP料、改性PP料替代纯PP料或相反,用有色金属或其合金、不锈钢等替代原来的普通碳钢或相反等,或是在有一层漆面的材料表面进行喷漆等。附着力促进剂的选用有一定的针对性和适用性,有时底材成分的变化就可能明显影响其使用附着效果。

    2、我们一方面应尽可能了解底材的真实组成,避免不必要的重复试验;另一方面应根据底材成分可能的变化或多样性,尽可能的选择适应面较宽的附着促进剂。

    二、对底材可能需要作一些必要的表面处理,特别是对于一些表面污渍较多的材料。附着力促进剂不是万能的,针对底材进行适当的表面处理还是非常有效和必要的,比如酸洗、碱性、脱油脱脂、去污、喷砂打磨等。

  • 附着力促进剂是在树脂涂层和底材的界面发挥作用的,因此附着力促进剂要能发挥好的作用,其选用主要要综合考虑涂料的类型和底材的类型这两方面的因素:

    一、涂料体系应考虑的因素:

    1、是油性配方还是水性配方?

    2、涂料中的树脂是热塑性还是热固性的?

    3、若是热固性树脂,它的反应基团和固化基理是什么?

    4、是自干漆还是烤漆?烘烤的温度是多少?

    5、客户能否接受双组份配方、现场添加的使用方法?

    二、底材应确认的信息:

    1、表面有油渍和污物的底材,在进行喷涂前就进行必要的清洗,如酸洗、碱性、脱油脱脂、去污、喷砂打磨等。否则即使是使用了附着力促进剂,也很难获得好的效果 。

    2、材料表面的真实的物质构成和化学组成。材料的表面特性直接决定了涂料是否易于附着、附着力促进剂是否适合的,但有时候底材的表面特性会有所变化,即使是看上去一样或类似的底材,附着力促进剂的使用效果会相差较大。

    如都是聚丙烯,纯PP的极性低,不易附着,而PP改性料和回收料由于其中加入了一定填料等物质往往比纯PP好附着。又如同样是金属,普通的碳钢就比较好附着,而不锈钢就不太好附着。塑料中,PP和PE这些低极性的塑料一般比较难以附着,而PC、PA、ABS、PVC等极性塑料就好附着一些。有些玻璃表面已经涂刷过了树脂涂层,那么再用硅烷类的附着力促进剂,效果就不一定会很好。

    我公司的附着力促进剂产品的适用范围、推荐用途和产品特点参见下表,客户在正式使用前应进行充分的试验室试验,以确保我们的产品适用特定的用途。

    产品型号 适用 适用的树脂 适用的底材 产品特点
    ADP-S470 油性配方 环氧、丙烯酸、醇酸、硝基、酚醛等 玻璃、陶瓷、金属、极性塑料等 在PC、PVC等极性塑料上的效果突出。
    ADP-S471 价格较低。
    ADP-S472 对玻璃、陶瓷效果突出。
    ADP-S473 性能较好。
    ADP-S474 低黄变,耐水性、耐候性好。
    ADP-S476 无黄变
    ADP-S477 双组份聚氨酯、丙烯酸等 适用于PU-2涂料
    ADP-S480 不饱和聚酯、乙烯基  
    ADP-S481 UV/EB树脂  
    ADP-S478 纤维素及醚、丙烯酸等 BOPP、PE膜等  
    ADP-S479 纤维素及醚、丙烯酸等 BOPP、PE膜等 环保、无害
    ADP-W450 水性配方 环氧、丙烯酸、聚氨酯等 玻璃、陶瓷、金属、极性塑料等 可用于单组份水性配方,储存较稳定。


     

     

     

     

     


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