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表面涂层系统粘附和试验方法

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测试表面涂层的附着力将确保产品的成功性能。

为了满足当今挑剔的客户的越来越多的期望,具有多体家具风格整理系统的高度复杂的饰面越来越常用,而不是木材整理行业的所有部门。这些整理趋势需要使用玻璃,着色器,墨粉和其他高性能涂层。通过这些精加工系统,在测试中必须更加警惕,以确保所使用的系统的粘附性能将成功满足产品性能的预期。

附着力是一个非常广泛的课题,在配方实验室中,涂层的附着力是一个非常重要的课题;然而,从涂抹者的角度来看,粘着常常被忽视或误解。从涂饰工的角度来看,我的目的是提供涂层附着力的工作知识和测试涂层附着力完整性的方法。

粘附是涂层粘附到被称为“基材粘合”的基材上的能力,以及涂层粘附到系统中的多种涂层的能力,该涂层被称为“涂层间粘附”。

机械和化学粘合力

影响涂层对表面附着能力的因素有两个:机械附着力和化学附着力。

机械粘附是通过涂层粘附在表面的砂痕轮廓上,并通过流动在基材的纤维上以机械方式将薄膜固定在表面。更深和更大的砂纹会增加涂层的附着力,而较浅的砂纹和更光滑的表面会阻碍涂层充分粘附的能力。

化学附着力是指涂层对涂层配方的化学附着能力。涂层化学成分的不同会影响附着力。涂层必须有足够的润湿性能,以渗透到表面的孔隙和湿周围的基板纤维。涂料体系的溶剂混合物允许涂料在体系内烧成涂料层。涂料的树脂性能各不相同,影响其粘附能力。

一般来说,随着涂料技术的发展,从漆到转化清漆,从双组分聚氨酯到聚酯,粘合剂的性能将显著提高。

但是,不得假设,每个类别内的所有产品都在性能方面相等。每种产品都将表现出自己的特定粘附特性程度。Finisher最终负责验证所选涂层系统是否会满足每个特定精加工项目的必要粘附要求。相同的涂层系统还将在各种木种和基材上表现出不同水平的化学粘合。木材树脂和木质和沥青和油气在木材中会显着影响涂层的化学粘合能力。请注意,所有影响粘合性能的不同因素,整理器必须在要使用的涂料系统上进行声音决定。

然后,应当从涂料供应商代表的签名书写并批准详细的整理时间表和标准操作程序。为了确认所选涂层系统是声音和安全的,整理器必须始终在生产之前对胶片进行足够的测试。

评估附着力的三个程序

有三种不同的程序来评估涂层从基材分离的阻力,并提供不同的附着力分析的薄膜:交叉嵌口测试,刮附着力测试和拉拔测试。

刮擦测试方法使用一种加重的平衡横梁,横梁上附着一个圆形的针或环。带有干涂膜的面板被压在触针下,横梁承受越来越多的重量,直到涂膜从基材上刮掉。评估者用必要的重量(公斤)来移除薄膜,给涂层的粘合性能赋值。本程序遵循美国标准试验方法(ASTM) - D2197, D2248, D2454, 5178,取决于被测试的涂层和基材。完整的试验方法可在ASTM网站上找到,www.astm.org

木业中的第二个和最常用的测试方法是交叉口舱切割器测试。使用廉价的交叉口刀具测试套件进行此测试快速简单。使用交叉舱口刀具将晶格图案切割成底漆到基板。然后将测试区域在每个方向上斜拉五次,以除去任何松散的膜饰颗粒。

然后,将用于测试附着力的特殊胶带牢固地应用于交叉舱口测试区域,并通过将胶带从测试区域拉回以显示测试胶带剥离的涂层数量来快速移除。然后将交叉阴影测试区与(ASTM)标准D3002和D3359进行视觉比较。

上图,从左到右,是交叉舱口切割机测试。首先,在基板上用十字切割机在完成的薄膜上切出一个十字开口。然后刷交叉舱口区域。将交叉舱口胶带应用于该区域,拉出。最后,将交叉舱口测试区域与ASTM粘着力标准进行比较,见右下。照片由AWFI提供。

在标准中有五个图表,带有不同程度的电影成功的视觉图表。ASTM等级5B说明没有薄膜脱落代表最高的附着力水平。ASTM 1B类说明了35%到65%的膜被除去代表最差的附着力。2B-4B级代表1B - 5B级之间的不同附着程度。由于这种视觉比较的性质,结果有时是主观的,不确定的数值与这个测试有关。

第三种方法利用液压拉出测试仪测量沿垂直于基材的方向拆下涂层所需的磅/平方英寸(PSI)的拉伸应力。为了执行该测试,我们使用DEFELSKO定位粘附测试仪,以后进行ASTM D4541进行该测试。通过Ca(氰基丙烯酸酯或“超级胶水”)粘合剂或由制造供应的粘合剂垂直于干涂膜的表面固定金属加载小醇。

ASTM粘附标准

当粘合剂固化时,多莉通过施加的液压连接到液压拉出设备上,逐渐增加,直到移动式涂覆涂层。测试仪上的仪表显示拆下涂层从基材上所需的压力(psi)。

结果是可以将其分配给涂层的粘合性的最终数量。由于不同的木基质密度,测试面板的不同区域可能存在不同的读数。应分配给涂层的粘合值,以满足期望可接受的高和低的拉出压力。

根据我们的研究,没有发现适用于各种基材的每种涂层的预期剥离压力标准,必须由正在评估的特定涂层系统的涂饰机确定。

在测试粘合之前,应发生多少固化时间流逝?建议在初始固化后和发生长期固化后检查涂层。涂料制造商的建议应在进行粘合测试时遵循。应用的米尔数量,环境空气干燥或强制固化干燥方法和涂层类型等因素需要被视为在测试时进行测试。

正常情况下,30天后应进行第二次试验。随着涂层的不断固化,胶粘剂的性能会发生变化。随着涂层的不断交联,一些涂层的附着力会提高,其他涂层体系的附着力会降低,这是由于体系内基材或涂层层之间的收缩率不同。

涂布工对不合标准的附着力绝不能松懈。一个主要的产品故障可能会导致破产,并让你,这个成品工,失去你的工作。

注:Phil Stevenson是位于新泽西州Vineland的美国木材整理研究所的创始人。ATSM图表是经许可摘自D 3359-02标准测试方法,通过胶带测试测量附着力,©ASTM International. 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428

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