uv固化的原理以及附着力

2019-10-29 13:47:10 龙润 6

  紫外涂层与基材之间的附着力是判断漆膜性能的首要前提。在涂料配方设计过程中,粘接溶液也决定了材料的选择和协调方向。紫外固化涂层具有快速固化交联的特点,但干燥过程中形成的收缩问题比其他固化形式的涂层更为严重。如果紫外涂层形成固体基板粘接牢度,则更具挑战性。..根据紫外光固化涂层的特殊性,对其进行了细化分析,以明确紫外光固化涂层的附着力机理,从而选择合适的附着力溶液,从而使涂料配方设计出理想的保护涂层,这个也是uv平板打印机打印材料重要的成分。

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  一.涂层附着力理论

  当两个对象被放置,以实现紧密接触用的分子的界面,以及产生新的界面层时,产生的粘合力。附着力是一个复杂的现象,涉及“接口”的物理效应和化学反应。

  当涂层涂在基材上,在干燥和固化过程中,会产生附着力。这些力的大小取决于表面和涂层的性质(树脂、活性单体、助剂、溶剂等)。从广义上讲,这些力可以分为两类:一级力和二级力。化学键是主要的价力,其结合力远高于第二价力。二次价力是基于氢键所代表的弱得多的物理力。这些力在具有极性基团(如羟基、羧基等)的基底上更为常见,但在非极性表面(如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)上则较少。

  涂层粘着的确切机理尚未完全了解。然而,将两个物体连接在一起的力是机械连接、静电吸引或化学结合,这是由于基板和油漆通过涂层扩散造成的。根据衬底表面和所用涂层的物理和化学特性,附件可采取以下一种或多种机理。

  1.静电理论

  涂层和衬底表面都具有分散在系统中的残余电荷。这些电荷的相互作用可以改善一些粘附性。静电力主要是分散力和来自永久偶极子的相互作用力。含有永久双极的分子之间的吸引力是由一个分子的正区域和另一个分子的负区域之间的相互作用引起的。

  固体表面涂层的润湿程度是通过偶极子之间的接触角测量的吸引力,被称为分散力,范德华力引起的,而且还有助于粘附性,对于某些底物/涂层体系中,这些提供最有吸引力的该涂层和该衬底之间的力。这些互动应注意的是只有短程相互作用。因为当距离超过0.5纳米(5 a)中,这些力显著减少,因此与该涂层和该衬底紧密接触是必要的。

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  2.扩散理论

  当涂层与基体相互连接和润湿达到分子接触时,根据材料的不同性质和固化条件,部分大分子会不同程度地扩散到界面的另一侧。这种现象需要分两步来完成,即润湿后,链段通过界面扩散形成交错的网络结构。

  因为长链性质不同,扩散系数低,非相似聚合物通常是不相容的,所以完全的大分子不可能通过界面扩散。然而,理论和实验数据表明,局部链扩散是非常容易发生的。涂层的扩散也被接触时间、固化温度和分子结构(分子量、分子链弹性、侧链基团、极性、双键和物理相容性)的影响间接证实。直接证据包括扩散系数的测定、电子显微镜对界面结构的观察、辐射热致发光技术和光学显微镜。显然,这种扩散最有可能发生在工程塑料等基板上,因为分子的自由体积较大,分子之间的距离比金属和玻璃大得多。

  二.附着形成机理

  当两种材料不相似时,当两种材料达到“紧密”接触时,形成新的界面。界面相互作用的性质决定了涂层与基体之间的结合强度,而界面相互作用的程度基本上取决于一个相与另一个相的润湿性。当使用液体涂层时,液相的流动性也是非常有帮助的,因此润湿可以看作是涂层与基体之间的密切接触。为了保持涂层与基体之间的附着力,除了保证涂层的初始润湿外,在成膜固化后,保持粘结条件不变也是非常重要的。因此,涂层对基体的润湿是形成附着键的关键。

  润湿性和表面能

  在粘附的调查过程中,该涂层的润湿性,只有当所述基板和涂层,以功能实现有效的润湿必要的先决条件附接机构。润湿表面可以热力学描述的那样,涂布液的表面张力,并涂布在固体表面和衬底是重要的参数可影响界面的粘合强度和粘连形成。

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  均匀液体表面分子或原子的周围环境与内部环境不同。在内部,分子被相同的分子包围,它们之间的距离取决于把它们拉在一起的吸引力和阻止它们占据相同位置的排斥力的平衡;而界面上的分子在各个方向上的作用力是不均匀的,它们与表面上方的空气相互作用,同时被表面下方的分子所吸引。表面下的分子倾向于把表面分子向内拉,以减少表面上的分子数量,从而减小表面积。这种吸引力提高了液体的表面张力,并且可以解释液体是以小滴的形式存在的,就像它被一层弹性皮肤所覆盖一样。此外,表面分子之间的距离比体相大,因此能量更高。把分子从内部移到表面需要工作。由液体单位表面积的增加引起的自由能的增加被定义为表面张力。