如何測定涂層附著力和耐久性

為獲得廠商要求的均勻膜厚，基材涂裝采用機(jī)器人涂裝。所有的涂料都按照供應(yīng)商的技術(shù)規(guī)格要求進(jìn)行固化。

拉拔法涂層附著力是按照ASTM D 4541-89標(biāo)準(zhǔn)，使用英國易高(Elcometer)或英斯特朗(Instron)檢測設(shè)備測定。劃格法涂層附著力是按照ASTM D 3359-95a標(biāo)準(zhǔn)(使用3M“8981”型號的膠帶)，在整體產(chǎn)品和樣板上測定。

根據(jù)通用汽車技術(shù)規(guī)范，對涂層耐久性進(jìn)行檢測，見表1。涂刷聚丙烯的樣板經(jīng)曝露試驗后，取出恢復(fù)并干燥(室溫，1 h)，然后再測試，每個檢測點重復(fù)5次試驗。

提高對聚丙烯復(fù)合材料的附著力

圖4顯示了汽車聚丙烯復(fù)合材料基材表面經(jīng)火焰氧化、涂覆氯化聚烯烴底漆(CPO)或表面接枝分子刷(使用聚乙烯亞胺的SICOR工藝)處理后，外用涂料的性能測試結(jié)果。

火焰處理；氯化聚烯烴底漆；SICOR/聚乙烯亞胺處理的聚丙烯
圖4 涂層附著力檢測結(jié)果(Dolly拉拔法)

從圖中可以看出，在70 ℃的水中浸泡10 d后，與只進(jìn)行火焰處理或涂覆氯化聚烯烴底漆處理相比，經(jīng)過表面接枝分子刷的聚丙烯復(fù)合材料明顯具有更好的性能。經(jīng)分子刷處理的樣品的破壞100%是內(nèi)聚破壞(涂層無剝離)，而所有經(jīng)火焰處理的樣品和70%涂覆氯化聚烯烴底漆的樣品均出現(xiàn)涂層剝離現(xiàn)象。

為了提高涂層在低密度聚乙烯的木塑復(fù)合材料上的附著力，開發(fā)了采用回收的低密度聚乙烯和木屑制成的墻板，產(chǎn)品可以用在民用住宅和低層商用建筑的外墻板上。PEI分子刷的處理工藝專門適用于這類產(chǎn)品。

衡量涂層質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)是涂層附著力測試過程中觀察到的失效模式：通過拉拔測試，涂層從基材剝離的百分比或復(fù)合材料板內(nèi)聚破壞的百分比。

如圖5所示，涂層在未經(jīng)處理的木塑復(fù)合材料上完全剝離。只進(jìn)行火焰處理，乍一看似乎是明顯提高了附著力。但是，不管附著力有多強(qiáng)，在拉拔測試過程中，涂層幾乎完全剝離(94%)。相反，經(jīng)火焰/分子刷復(fù)合處理的樣板，涂層附著力強(qiáng)，失效模式更有利：木塑復(fù)合材料基材的內(nèi)聚破壞率達(dá)45%～50%。

圖5
(a)木塑復(fù)合材料涂層附著力和拉拔試驗內(nèi)聚破壞率(%)；
(b)展示房上的木塑復(fù)合外墻板：經(jīng)過PEI刷處理的木塑復(fù)合材料