汽车底盘件漆膜附着力的测定与提高

　　漆膜附着力是指漆膜与被附着物体表面之间，通过物理和化学作用相互粘接的能力。对汽车底盘件而言，附着力指漆膜从底盘件上被除掉所需要的力，这个力是漆膜与基体相互结合的粘接力。漆膜的附着力是考核漆膜性能好坏的重要指标之一，只有漆膜具有一定的附着力，才能很好地附着在基体的表面上，才会发挥油漆所具有的附着性和保护作用，达到汽车底盘件涂漆的目的，从而保证汽车底盘件的涂层装饰性能及防腐性能，提高使用寿命。
　　
　　漆膜的附着机理及测定方法
　　
　　1.漆膜的附着机理
　　
　　漆膜的附着机理有两种：机械附着和化学附着。机械附着力取决于基体的性质（表面粗糙度、多孔度）以及所形成的漆膜强度。化学附着力指漆膜和基体之间的分界面漆膜分子和基体分子的相互吸引力，取决于漆膜和基体的物理、化学性质。
　　
　　解释汽车底盘件漆膜的附着机理时，笔者认为化学附着的说法比较切合实际。在化学附着的内聚力之中，包括静电力、范德华吸引力、氢键的作用力和化学亲合力。这些力决定了漆膜对基体表面的附着性：液态成膜物质对物体的润湿程度；固体表面上定向吸附层的形成；漆膜形成过程中在成膜物与固体表面的边界上引起的双电子层。
　　
　　因此，在研究漆膜的附着力时，确定漆膜从物体上撕掉的类型是十分重要的，大致可分为三种类型：粘附型（指漆膜完全从基体表面脱落）、内聚型（漆膜裂开或起层，附着力大于内聚力）、混合型（漆膜从基体表面上部分脱落，即漆膜本身部分裂开，附着力接近内聚力）。
　　
　　汽车底盘件漆膜的附着性取决于成膜物质中聚合物（或分子量更低的预聚物）的极性基团如羟基—OH，或者羧基—COOH与基体表面的极性基之间的相互结合。为了使这种极性基相互结合得好，就必须要求聚合物分子具有一定的流动性，让聚合物分子更好地湿润基体表面，使聚合物的极性基接近基体表面的极性基，当两者分子之间的距离变得非常小时，极性基之间由于范德华力或氢键的作用产生附着平衡。
　　
　　2.漆膜附着力的测定方法
　　
　　关于汽车底盘件漆膜附着力，一般采用两种测定方法：一种是使漆膜从基体表面上分离时所需之力的直接测定方法，另一种是漆膜在其他性能测定时的间接测定方法。
　　
　　直接附着力测定方法有扭开法（剥离试验方法）、拉开法、附着力仪测试法。间接附着力测定方法有，在压力机上测定漆膜的附着力，测定漆膜的弯曲强度与弹性的方法，刀割法测定漆膜的附着力。
　　
　　漆膜附着力的影响因素及提高措施
　　
　　1.漆膜与基体表面的极性适应性
　　
　　从分子结构、分子的极性及分子间相互作用力等方面的研究得知，漆膜的附着力产生于油漆中聚合物的分子极性基定向与基体表面极性分子的极性基之间的相互吸引力。只有两者之间极性基相适应才会得到附着力较好的漆膜。否则，极性漆涂装在非极性的物体上，或者非极性漆涂装在极性的物体上都不会得到附着力好的漆膜。例如，将过氯乙烯漆涂装在汽车底盘金属板材上，或是环氧树脂漆涂装在乙烯塑料板上，附着力较差。由此可见，必须选择与油漆极性相应的基体物体，或是根据涂装物体表面的极性，选择与其极性相适应的油漆，才能得到理想的附着力。

　　 　　2.漆膜与基体表面的粘附
　　
　　漆膜与基体表面的粘附程度将随成膜物极性增大而增强。因此在油漆成膜物质中加入各种极性物质时，将会增强油漆的附着力。
　　
　　3.基体表面杂质的存在
　　
　　表面存在污物、油脂、灰尘等降低了基体表面的极性，导致附着力降低。所以，涂装前处理必不可少，清除涂装基体表面的杂质，漆膜附着力才能得到提高。
　　
　　4.极性基团的变化
　　
　　漆膜与基体表面任何一方的极性基减少是影响漆膜
　　
　　附着力的一个原因。提高措施为：根据涂装物体表面的
　　
　　极性基团以及油漆成膜物质中的极性基团的反应变化，
　　
　　平衡两者的极性基团，避免影响漆膜附着力。
　　
　　5.漆膜中极性点的变化
　　
　　漆膜中极性点减少也会降低附着力，例如氨基漆烘干成膜时，醇酸树脂的—OH与氨基树脂中的—CH2OH进一步交联而不断被消耗，造成附着极性点的不断减少。这就是氨基醇酸漆烘干后，附着力降低的一个原因。因此该漆烘干时间越长，漆膜附着力下降得越多。
　　
　　此外，聚合物分子内的极性基自行结合也会造成极性点的减少，降低附着力。例如环氧树脂对金属基体的附着力，主要是靠环氧树脂与金属间形成的氢键连接，但—OH以适当的距离分散着，相互之间吸引困难，极性基没有减少。漆膜对金属表面产生良好的附着力不仅取决于极性，而且也取决于分子的移动性。
　　
　　对于高分子化合物中的大分子，移动困难，把它们的溶液涂装在金属表面上，由于大分子的定向作用较差，极性基不容易起吸附作用，这就是硝基漆、过氯乙烯漆附着力低的主要原因。相反，在金属表面上涂装较低的分子量的成膜物质，则低分子的极性基就容易吸附在金属表面上，得到较好的附着力。正如采用植物油制成的可溶性酚醛树脂漆附着力好一样。
　　
　　在成膜物质－颜料－基体表面系统中，颜料与基体表面没有直接接触的可能性，这是由于成膜物质分子的极性基不仅能在基体表面上定向，而且也能在颜料颗粒的表面上定向，所以分子的非极性部分不能使颜料与基体表面接触。
　　
　　改进措施：根据涂装物体表面的极性，选择与其极性相适应的低分子成膜物质的油漆，保证极性点的平衡及分子的移动性，得到理想的附着力。
　　
　　6.漆膜中内聚力的影响
　　
　　同类物质分子之间的内聚所引起的力，称之为内聚力。涂层内聚力越大，附着力越差；反之，附着力越好。因此，可以采取降低内聚力来达到提高附着力的目的。如降低漆膜的厚度，缩小内聚力，提高漆膜对基体的粘附强度；油漆生产制造中加入适量颜料，降低内聚力，提高漆膜对物体的粘附强度，所以色漆比罩光漆附着力好。油漆在干燥过程中随着溶剂的挥发，交联的产生，会使漆膜产生收缩现象，引起附着力的降低。所以，在漆膜烘干过程中，避免过烘现象。

　　 　　7.漆膜的表面张力与润湿现象的影响
　　
　　（1）漆膜的附着力产生于漆与基体表面极性基的相互吸引力，而这种极性基的相互吸引力取决于油漆对基体表面的湿润能力，这种油漆对基体表面的湿润能力又取决于表面张力。因此，降低表面张力才能提高湿润效率，增加漆膜对基体表面的附着力。
　　
　　（2）油漆在应用中必须呈很好的流动态，即使粉末漆也必须达到流动态。通过油漆的流动来湿润底盘件，达到附着的目的。一般认为油漆湿润得不好，界面接触就小，附着力就差。反之，油漆湿润得好，界面接触就大，附着力就好。
　　
　　（3）溶剂对树脂的溶解能力差，往往使聚合物形成卷曲结构，对基体的润湿性差，引起漆膜附着力降低。
　　
　　（4）油漆中有低分子量的物质或者助剂（如硬脂酸盐、增塑剂等）存在，它们会在涂层和基体的界面间形成弱的界面层，减少极性，降低附着力。
　　
　　改进措施：在基体物体涂装的过程中，选择表面张力较低的油漆和对成膜树脂溶解力强的溶剂，尽量减少低分子量的助剂的使用，保证漆膜对基体的润湿现象，从而提高漆膜对基体的附着力。
　　
　　8.热膨胀系数的影响
　　
　　任何物质受温度变化的影响，收缩和膨胀的程度都不一样（因为膨胀系数不同），所以当油漆涂装在基体表面时，受热胀冷缩的影响，使油漆与基体表面之间的粘接点遭到不同程度的破坏。因此，油漆的热膨胀系数越小，漆膜的附着力越好。如环氧树脂热膨胀系数比其他树脂小，所以环氧树脂附着力好。一般认为，漆膜的膨胀系数明显大于基体的相应系数，所以在温度变动时，漆膜的膨胀或收缩程度都比较大，引起漆膜的相关变形，产生皱纹、龟裂纹等，从而降低了漆膜的附着力。所以，在基体物体涂装前，选择热膨胀系数小的油漆，能提高漆膜对基体的附着力，避免温度波动造成的漆膜损坏。
　　
　　9.基体表面处理的影响
　　
　　（1）基体表面喷砂和砂布打磨都能增加漆膜的附着力，这是由于表面变得粗糙不平，使有效的附着面积增大。
　　
　　（2）除掉表面的污物，获得极性表面。因此表面处理得越彻底，附着力越好。但是，被处理过的表面必须即时应用，不宜放置过久，否则影响漆膜的附着力。
　　
　　（3）基体的材质对附着力也有影响。
　　
　　提高措施：在基体物体涂装工艺过程中，基体必须经过前处理清洁表面油污等杂质，去除氧化皮及锈蚀，光滑的基体表面根据材质的不同，选择喷砂、酸洗及打磨等前处理工序，增加基体表面积，提高漆膜对基体的附着力。
　　
　　结语
　　
　　汽车底盘件主要以金属材质为主，只有掌握影响漆膜附着力的测定方法及影响因素，才能更好地加强涂装工艺的管理工作，并采取相应的解决措施，解决出现的质量问题，进而提高汽车底盘件的涂装质量，最终达到提高汽车底盘件的涂装外观质量及防腐的目的，降低生产成本，满足顾客需求。