提高附着力的配方与工艺策略
发布时间：
2025-07-28
在上篇中，我们梳理了涂料附着力的基本机理、影响因素与失效形式。本篇将进一步探讨：如何主动提升涂料体系的附着力性能。从材料配方、底材处理到施工工艺，本篇内容将系统解析提升策略与技术路线。
一、从配方设计角度优化附着力
1. 选择具有极性官能团的树脂和单体
提高附着力的根本方法之一，是引入极性或活性官能团，使涂膜具备更强的化学键合或氢键能力：
官能团类型 | 功能说明 | 代表成分 |
羟基（–OH） | 提高亲水性，利于与金属/玻璃等基材反应 | HEA, HEMA, 聚氨酯树脂 |
羧基（–COOH） | 可与金属离子配位形成盐桥 | 丙烯酸树脂、环氧丙烯酸 |
胺基（–NH2） | 提供氢键与络合作用 | 聚酰胺、聚脲分散体 |
酯/醚基 | 提供良好的润湿性 | 聚酯型树脂、PEG类添加剂 |
尤其在UV涂料或水性体系中，官能团的引入兼顾了反应活性、润湿性与柔韧性的平衡。
2. 添加附着促进剂（Adhesion Promoter）
附着促进剂是一类小分子或聚合物助剂，常用于改善非极性或难附着底材的界面结合：
硅烷偶联剂：如γ-缩水甘油醚丙氧基硅烷（GPS），适用于玻璃、金属等无机底材；
磷酸酯类添加剂：可络合金属离子，改善涂膜与铝材、镀锌板的附着；
聚酰胺蜡、氟碳润湿剂：兼具铺展与渗透功能，适合复杂表面；
官能化聚氨酯分散体：在水性体系中表现尤佳，提供柔性与极性。
添加量控制在0.5–3.0%为宜，过量可能引发反应干扰或迁移析出。
3. 合理设计交联密度与柔韧性
附着力常与涂膜柔韧性成正相关。建议通过调整交联密度或引入柔性链段（如脂肪族单体、聚醚结构）来缓解界面应力。
在UV体系中，引入PETA、TMPTA与柔性单体（如IBOA、EOEOEA）协同使用；
在双组分聚氨酯体系中，预聚体与固化剂配比可影响硬度与附着力的平衡；
对于金属底材，建议交联度不宜过高，避免脆裂。
二、底材处理技术：打造良好“附着界面”
1. 物理处理方式
方法 | 原理 | 应用说明 |
打磨 | 提供粗糙度，增强机械咬合 | 木材、金属、塑料 |
喷砂 | 去除氧化皮与污染层 | 重防腐、金属预处理 |
火焰处理 | 表面活化、增加极性基团 | PE/PP等低极性塑料 |
电晕/等离子体处理 | 提升表面能 | 电子产品涂装、PET膜 |
注意不同材质对处理方式的耐受性，避免过度损伤底材。
2. 化学处理方法
酸洗/碱洗：用于金属表面氧化层清除；
磷化/铬化处理：在金属表面形成致密的惰性膜，提高防腐与附着力；
等效预处理剂替代：如锆系、硅烷系环保替代产品；
底涂打底（Primer）：匹配体系设计，用于难附着基材。
在现代涂装中，无磷/无铬绿色处理技术已逐步取代传统磷化工艺。
三、施工与固化条件控制
即使材料与表面处理设计合理，若施工与固化条件不到位，附着力仍难以保障。
1. 控制施工环境参数
温度：建议底材与环境温度保持在20–30℃之间；
湿度：高湿条件下涂膜易吸水，降低附着；
清洁：施工前需充分除油除尘，推荐使用异丙醇、醇酯清洗剂。
2. 优化涂装方式与干燥条件
薄涂多道优于一次厚涂，减少应力集中；
UV/EB体系应确保照射强度、能量密度与波长匹配；
热固化体系需控制升温曲线，避免皮膜提前封闭。
3. 多涂层体系的层间附着设计
使用中涂与底涂材料衔接各层涂膜；
适当打磨旧涂膜表面提升附着面粗糙度；
层间固化时间与交联度需控制在“窗口期”内。
四、附着力提升的实战案例参考
案例 1：UV漆在铝板附着力不足
问题：使用六官能单体体系，出现铝板划格剥离。
解决：
更换部分单体为柔性结构（如EOEOEA）；
添加2%磷酸酯类附着促进剂；
铝板喷砂处理并用环氧底涂打底。
结果：附着力等级从1B提高至5B。
案例 2：水性工业漆在镀锌板起泡脱落
问题：湿热试验后起泡，附着等级3B。
解决：改变磷化前处理液为锆钛环保处理；
添加0.8%硅烷偶联剂；
延长室温流平时间，控制膜厚至40μm以内。
结果：附着力提升至4B，湿热泡水后无明显起泡。
五、结束语：系统性优化才是根本
附着力提升不能依赖单一手段。材料选择、底材处理、施工控制三者必须系统协同：
从配方设计出发，提供“抓得住”的化学/物理结构；
借助先进表面处理技术“创造条件”；
通过规范的涂装工艺“实现价值”。
只有对附着力形成机制有清晰认知，才能在实际生产与工程应用中有的放矢地解决问题。
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