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    附着力

    在涂料、油墨、纸张及印刷等领域,附着力是评估涂层、油墨层与基材结合性能的一个核心质量指标。附着力性能的优劣,会直接影响涂层的防腐性能、装饰效果和使用寿命,是生产与应用中必须严格控制的参数。

    附着力及其作用机理

    附着力,其本质是两种不同物质接触部分间的相互吸引力,是物质分子间相互作用力的一种表现。

    从微观角度看,附着力的产生并非单一机理作用,而是多种理论机制共同或协同作用的结果。主要包括以下几种:

    机械咬合理论——当液态涂料或油墨渗入基材表面的微观孔隙、凹陷后固化,形成机械互锁结构。

    物理吸附理论——涂层聚合物中的极性基团(如羟基、羧基)与基材表面的极性基团通过范德华力、氢键等物理作用相结合。

    化学键理论——涂层与基材表面发生化学反应,形成共价键、离子键或配位键,这种结合通常具有更高的强度和耐久性。

    扩散理论——在特定条件下(如一定温度),涂层聚合物分子链与可相容的基材表面分子相互扩散,在界面区域形成交织网络。

    在实际应用中,涂层与基材的结合往往是上述多种机制共同作用的结果。

    附着力的主要测试方法

    准确评价附着力需要依据标准化的测试方法。国内外常用的测试方法主要可分为以下几类:

    划圈法

    • 核心原理 以圆滚线划透漆膜,根据划痕内漆膜完整程度评级

    • 主要适用标准 GB/T 1720

    • 结果表示 1级(最佳)至7级

    划格法/划叉法

    • 核心原理 用刀具在涂层上切出方格或交叉割痕,使用胶带剥离后评级

    • 主要适用标准 GB/T 9286, GB/T 13217.7

    • 结果表示 0级(最佳)至5级

    拉开法

    • 核心原理 使用胶黏剂将试柱粘在涂层上,垂直拉拔至破坏,测量所需拉力

    • 主要适用标准 GB/T 5210

    • 结果表示 附着力强度(MPa或N/cm²)及破坏形式(如界面附着破坏A、涂层内聚破坏B)

    剥离法

    • 核心原理 测量将涂层从基材上以一定角度(如180°或90°)剥离时所需的力

    • 主要适用标准 GB/T 13217.7(油墨)

    • 结果表示 剥离强度(N/cm)


    结果解读要点:拉开法不仅能提供具体的强度数值,还能通过分析破坏形式来诊断问题,例如是涂层与基材的界面附着破坏(A),还是涂层自身的内聚破坏(B)。这为工艺改进提供了更明确的方向。

    影响附着力的关键因素

    附着力的好坏是一个系统性问题,受多重因素影响。

    基材状态

    基材的清洁度至关重要,油渍、水分等污染物会显著降低附着力。基材的表面粗糙度既影响机械咬合,也关系到有效接触面积。此外,基材类型(如金属、塑料、纸张)及其表面能也决定了可能的结合机理。

    涂层材料与工艺

    涂料或油墨的配方,特别是其中极性基团的含量和类型,直接影响物理与化学吸附能力。涂层厚度需控制在合理范围,过厚可能导致内应力增大而影响附着。固化程度必须充分,未完全固化的涂层其内聚强度和界面结合力均会下降。

    施工与环境

    施工前的表面处理(如打磨、喷砂、化学处理)是提升附着力的关键步骤。整个施工过程的环境条件,如温度、湿度,以及干燥固化程序,都必须严格按照标准控制。

    不同行业标准与应用要点

    各行业会针对具体产品和基材,制定更细化的附着力测试标准。

    油墨行业——国家标准GB/T 13217.7-2023规定了在塑料薄膜、铝箔、纸张等多种基材上油墨附着力的测定方法,可采用圆盘剥离法、手工剥离法或划格法。

    金属涂层行业——对于工程用金属镀层,如新的GB/T 45345-2025标准,专门针对直流磁控溅射银镀层的附着力测量做出了规定。

    通用涂层测试——划格法(GB/T 9286)和拉开法(GB/T 5210)是应用最广泛的两种通用测试标准,适用于大多数涂层体系。

    测试方法的选择需考虑涂层体系(单一或多层)、基材特性(刚性或柔性)以及测试目的(质量监控或研发分析)。例如,对于柔性塑料薄膜上的印刷油墨,更适合采用剥离法而非刚性的划格法。

    附着力测试常见问题与解决思路

    在实际测试中,可能会遇到以下典型问题:

    首先应检查刀具或划针的锋利度,钝化的刀刃是导致结果不一致的常见原因。其次,需确保测试速度、压力、胶带剥离角度等参数严格符合标准规定。

    不同测试方法结果矛盾,这可能揭示了附着力的不同侧面。例如,划格法通过可能基材表面平整度不足,导致胶带无法紧密贴合。拉开法出现内聚破坏(B)时,可能提示涂层自身强度不足,而非界面附着问题。

    综上所述,附着力是一个涉及材料、界面、工艺等多方面的综合性能。深入理解其作用机理,严格按照相应标准进行测试和评估,并系统性地控制从基材处理到最终固化的每一个环节,是确保涂层与油墨制品获得优异且稳定附着性能的关键。