粉末涂料是現(xiàn)代涂料工業(yè)中的重要組成部分，它應(yīng)用于鑄鐵、鑄鋁、不銹鋼、鍍鋅、鋁鎂合金等，從普通的熱固性粉末涂料到專用功能型粉末涂料、重防腐粉末涂料、鋁型材專用等，與人們的日常生活及高新科學(xué)技術(shù)息息相關(guān)。 附著力是粉末涂料機(jī)械性能中的基本性能，上海群潤科技有限公司對粉末涂料附著力作了一些嘗試性論述，以供商榷。

1、影響附著力的因素

當(dāng)兩物體被放在一起達(dá)到緊密的界面分子接觸可以生成新的界面層，就生成了附著力。

1.1 表面潤濕

潤濕過程與體系的界面張力有關(guān)，降低表面張力，才能提高潤濕效率，增加涂膜對表面金屬的附著力。

1.2 機(jī)械咬合力

機(jī)械咬合力是最直接的一種作用力，人們自古以來就用這種方法來連接兩個(gè)物體。在亞微觀狀態(tài)下觀察，大部分基材表面是粗糙的。具有良好流動(dòng)性能的膠粘劑或熔體流入并填滿這些孔洞、凹陷，干燥固化后形成鉤錨、榫接、鉚合等機(jī)械咬合力。表面的粗糙程度影響涂料和底材的界面面積。因?yàn)槿コ繉铀璧牧εc幾何面積有關(guān)，而使涂層附著于底材上的力與實(shí)際的界面接觸面積有關(guān)。隨著表面積增大，去除涂層的困難增加，這通常可通過機(jī)械打磨方法提供粗糙表面來實(shí)現(xiàn)。只有當(dāng)膠粘劑或涂料能滲透到粗糙表面的不規(guī)則界面處，才對附著力有利。若不能或滲入不充分，則涂料與表面的接觸會(huì)比相應(yīng)的幾何面積還小，并且在涂料和底材間留有空隙，空隙會(huì)導(dǎo)致水汽的聚積，最終導(dǎo)致附著力的損失。這就聯(lián)系到毛細(xì)管上升現(xiàn)象，接觸角為銳角，浸潤液體上升；接觸角為鈍角，不浸潤液體下降。若膠粘劑或涂料在基材表面的接觸角大于90度，即使有打磨，有較高的粗糙度，粘結(jié)強(qiáng)度也不會(huì)很強(qiáng)。如要粘結(jié)非極性的塑料像聚乙烯，聚四氟乙烯等，由于他們表面能低，低于膠粘劑或涂料，即使是涂覆上去，很難達(dá)到緊密界面接觸，同時(shí)在界面會(huì)存在應(yīng)力對附著力的持久性有影響。所以塑料表面為了提高粘結(jié)附著力，通常用電暈放電處理、力化學(xué)接枝、或其他氧化等引進(jìn)極性集團(tuán)，從而提高表面能。

1.3 化學(xué)鍵

化學(xué)鍵主要分為離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵，化學(xué)鍵指的是相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用。離子鍵指的是陰陽離子通過靜電作用所形成的化學(xué)鍵，共價(jià)鍵指的是通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵，金屬鍵指金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用。

2   影響附著力的因素

當(dāng)碰到一個(gè)附著力的問題時(shí)，不要匆忙下結(jié)論，需要從整體來考慮。往往客戶在碰到附著力出了問題時(shí)最先考慮的是涂料的問題，作為涂料供應(yīng)方要幫助客戶去分析問題，找出問題發(fā)生的原因，說服客戶接受并一起解決問題。下圖是一個(gè)基材上有涂膜的橫截面示意圖。包括基材、基材表面層、涂膜、涂膜表面層和界面。其中任何一個(gè)部分都有可能對附著力的問題有影響。同時(shí)附著力的問題也跑不出這個(gè)范圍。

圖1   基材上圖敷結(jié)構(gòu)橫截面示意圖

在正常情況下，表面有好的潤濕，兩個(gè)表面有好的緊密接觸，由于有上面提到的各種作用力，附著力是沒有問題的。這里討論的是有哪些因素還會(huì)造成附著力出問題。根據(jù)上面的示意圖我們來逐一探討每一個(gè)部分有可能出現(xiàn)的問題。

2.1界面

 如果基材是底涂，在第二涂時(shí)附著力出現(xiàn)問題。另外還有重涂附著力問題，就是客戶在噴涂后檢查表面有缺陷時(shí)，往往不是去掉涂層而是為了節(jié)省時(shí)間，直接重涂一次，結(jié)果出現(xiàn)附著力問題。這些情況很可能是配方里的蠟加量過多，在烘烤時(shí)蠟遷移到第一涂的表面，可以降低蠟的含量來解決問題。還有一種情況也時(shí)有發(fā)生，就是直接燃?xì)夂婵緺t，燃?xì)庠谌紵龝r(shí)會(huì)在產(chǎn)生一氧化氮、二氧化氮和硫化物等，這些小分子化合物沉集在底涂的表面，最嚴(yán)重的是第二涂可以像紙一樣撕下來。如果是這種情況，客戶又沒有辦法更改烘烤爐加熱方式，可以幫助客戶從配方上嘗試加抗氧劑來解決問題。還有順便提出的是在噴涂淺色涂料時(shí)，這種直燃爐產(chǎn)生的化合物還會(huì)影響涂膜的顏色，主要是黃變。界面除了這些小分子化合物影響附著力，還可能有應(yīng)力的影響。液體涂料在基材表面的潤濕要比粉末涂料熔體來得容易，粉末涂料本身擴(kuò)展?jié)櫇癫皇呛芎?，加上固化時(shí)有一定的熱應(yīng)力產(chǎn)生，所以測試附著力要放置一段時(shí)間，讓熱應(yīng)力消失后再測試。另外，當(dāng)在金屬表面噴涂固化后冷卻，金屬基材與涂膜的熱漲冷縮的速度不同步也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。如果一個(gè)工件有厚有薄，烘烤完再急冷，薄的基材部分基材冷卻會(huì)更快，可能會(huì)出現(xiàn)由應(yīng)力導(dǎo)致的附著力問題

2.2 基材表面層

這里主要探討金屬基材表面層。曾經(jīng)碰到過一個(gè)列子，沒有前處理的鋁板上附著力不達(dá)標(biāo)，而在前處理過的鋁板表面附著力達(dá)標(biāo)。原因是沒有前處理過的鋁板表面產(chǎn)生了一層氧化層，這層很薄的氧化層則是影響附著力不達(dá)標(biāo)的弱氧化層。

若本身金屬基材前處理不過關(guān)，還有可能噴涂完成后仍然有氧化或生銹反應(yīng)在進(jìn)行，雖然涂膜可以屏蔽氧和水分。當(dāng)涂膜厚度不夠厚（一般高分子膜在60μm以下還可能會(huì)產(chǎn)生氧氣和水汽的滲透，相當(dāng)于半滲透膜），或有由于針孔形成的通道使氧和水汽可以達(dá)到界面。所以在一段時(shí)間后，附著力出現(xiàn)了問題。這種情況其實(shí)耐鹽霧測試也可以檢測出來。所以金屬表面的前處理很重要，一是要去除弱表面層，二是表面處理層本身不能成為弱表面層，三是要表面鈍化，不再有氧化生銹繼續(xù)形成弱表面層的情況發(fā)生。

2.3 涂膜表面層

除了前面提到的蠟遷移到界面外，還有配方中的一些添加劑，或者樹脂本身沒有去掉的小分子單體或添加劑，也有可能遷移到表面層。這種情況在塑料表面粘結(jié)需要考慮的多，在粉末涂料領(lǐng)域比較罕見，所以不在這里多做探討。

2.4 涂膜層

由于固化溫度或時(shí)間不夠，涂膜沒有固化完全，涂膜本身強(qiáng)度不夠，在做劃格測試時(shí)，結(jié)果附著力不過。也有可能是涂膜過固化，體系交聯(lián)密度很高，如聚氨酯體系，涂膜本身太脆，劃格測試時(shí)附著力不過。

若過一段時(shí)間后測試附著力不過，則可能是涂層耐候性能不夠，涂膜高分子在光照下裂解甚至粉化導(dǎo)致附著力測試不過。

2.5 基材層

前面探討了金屬基材表面層，不過金屬基材層通常對附著力沒有什么影響。這里探討的底涂作為基材來考慮，特別是透明粉照光的情況。

若底涂本身不耐候，透明粉又不遮蓋。一段時(shí)間后，底涂的本身裂解粉化會(huì)造成附著力測試不過。有時(shí)雖然有一層其他涂層在中間，但很薄遮蓋性不夠，一段時(shí)間后也可能產(chǎn)生附著力測試不過的情況。 

3、測試方法

國標(biāo)（和ISO基本一樣）和美標(biāo)曾經(jīng)一個(gè)客戶投訴附著力問題，他們測試我們的產(chǎn)品在他們的基材上附著力不過，我們自己測試都沒有問題，他們測試的方法我比喻像我們過去用牛犁地那樣。

最后把他們總公司的質(zhì)量總監(jiān)請過來，當(dāng)面由他自己測試，沒有發(fā)現(xiàn)問題。用犁地的方式甚至可以在一塊底材上刨出一塊來。所以要有標(biāo)準(zhǔn)，大家遵守標(biāo)準(zhǔn)，這樣所得到的結(jié)果才有可比性。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，有標(biāo)準(zhǔn)劃格刀具和手工劃格兩種，手工劃格用間隔導(dǎo)向裝置，有幾點(diǎn)要注意：

  (l）要確保劃格刀的刀刃情況良好；

  (2）劃格時(shí)要使刀垂直于樣板表面；

  (3）均勻施力，用均勻劃格速率；

  (4）間距根據(jù)膜厚來定：0-60μm硬底材，1mm間距；0-60μm，軟底材，2mm間距；61-120μm，硬或軟底材，2mm間距；121-250μm，硬或軟底材，3mm間距。

  (5）用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的透明膠帶，測試后保留膠帶子為參考。還可以用來觀察（可以借助放大鏡），特別是多層體系，要決定哪層之問的附著力問題。 

4、結(jié)論

粉末涂料中成膜基料及交聯(lián)與附著力促進(jìn)之間可能存在一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。這樣附著力改性劑一定要與粉末涂料中成膜物樹脂及基團(tuán)的匹配性，因?yàn)椴皇敲恳环N相互作用對附著力都是有益的，QR7018是一款全方位解決附著力改性劑.