uv固化的原理以及附著力

　　紫外涂層與基材之間的附著力是判斷漆膜性能的首要前提。在涂料配方設(shè)計(jì)過程中，粘接溶液也決定了材料的選擇和協(xié)調(diào)方向。紫外固化涂層具有快速固化交聯(lián)的特點(diǎn)，但干燥過程中形成的收縮問題比其他固化形式的涂層更為嚴(yán)重。如果紫外涂層形成固體基板粘接牢度，則更具挑戰(zhàn)性。..根據(jù)紫外光固化涂層的特殊性，對(duì)其進(jìn)行了細(xì)化分析，以明確紫外光固化涂層的附著力機(jī)理，從而選擇合適的附著力溶液，從而使涂料配方設(shè)計(jì)出理想的保護(hù)涂層，這個(gè)也是uv平板打印機(jī)打印材料重要的成分。

　　一.涂層附著力理論

　　當(dāng)兩個(gè)對(duì)象被放置，以實(shí)現(xiàn)緊密接觸用的分子的界面，以及產(chǎn)生新的界面層時(shí)，產(chǎn)生的粘合力。附著力是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象，涉及“接口”的物理效應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)。

　　當(dāng)涂層涂在基材上，在干燥和固化過程中，會(huì)產(chǎn)生附著力。這些力的大小取決于表面和涂層的性質(zhì)（樹脂、活性單體、助劑、溶劑等）。從廣義上講，這些力可以分為兩類：一級(jí)力和二級(jí)力。化學(xué)鍵是主要的價(jià)力，其結(jié)合力遠(yuǎn)高于第二價(jià)力。二次價(jià)力是基于氫鍵所代表的弱得多的物理力。這些力在具有極性基團(tuán)（如羥基、羧基等）的基底上更為常見，但在非極性表面（如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）上則較少。

　　涂層粘著的確切機(jī)理尚未完全了解。然而，將兩個(gè)物體連接在一起的力是機(jī)械連接、靜電吸引或化學(xué)結(jié)合，這是由于基板和油漆通過涂層擴(kuò)散造成的。根據(jù)襯底表面和所用涂層的物理和化學(xué)特性，附件可采取以下一種或多種機(jī)理。

　　1.靜電理論

　　涂層和襯底表面都具有分散在系統(tǒng)中的殘余電荷。這些電荷的相互作用可以改善一些粘附性。靜電力主要是分散力和來自永久偶極子的相互作用力。含有永久雙極的分子之間的吸引力是由一個(gè)分子的正區(qū)域和另一個(gè)分子的負(fù)區(qū)域之間的相互作用引起的。

　　固體表面涂層的潤(rùn)濕程度是通過偶極子之間的接觸角測(cè)量的吸引力，被稱為分散力，范德華力引起的，而且還有助于粘附性，對(duì)于某些底物/涂層體系中，這些提供最有吸引力的該涂層和該襯底之間的力。這些互動(dòng)應(yīng)注意的是只有短程相互作用。因?yàn)楫?dāng)距離超過0.5納米（5 a）中，這些力顯著減少，因此與該涂層和該襯底緊密接觸是必要的。

　　2.擴(kuò)散理論

　　當(dāng)涂層與基體相互連接和潤(rùn)濕達(dá)到分子接觸時(shí)，根據(jù)材料的不同性質(zhì)和固化條件，部分大分子會(huì)不同程度地?cái)U(kuò)散到界面的另一側(cè)。這種現(xiàn)象需要分兩步來完成，即潤(rùn)濕后，鏈段通過界面擴(kuò)散形成交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　因?yàn)殚L(zhǎng)鏈性質(zhì)不同，擴(kuò)散系數(shù)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過界面擴(kuò)散。然而，理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，局部鏈擴(kuò)散是非常容易發(fā)生的。涂層的擴(kuò)散也被接觸時(shí)間、固化溫度和分子結(jié)構(gòu)（分子量、分子鏈彈性、側(cè)鏈基團(tuán)、極性、雙鍵和物理相容性）的影響間接證實(shí)。直接證據(jù)包括擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定、電子顯微鏡對(duì)界面結(jié)構(gòu)的觀察、輻射熱致發(fā)光技術(shù)和光學(xué)顯微鏡。顯然，這種擴(kuò)散最有可能發(fā)生在工程塑料等基板上，因?yàn)榉肿拥淖杂审w積較大，分子之間的距離比金屬和玻璃大得多。

　　二.附著形成機(jī)理

　　當(dāng)兩種材料不相似時(shí)，當(dāng)兩種材料達(dá)到“緊密”接觸時(shí)，形成新的界面。界面相互作用的性質(zhì)決定了涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度，而界面相互作用的程度基本上取決于一個(gè)相與另一個(gè)相的潤(rùn)濕性。當(dāng)使用液體涂層時(shí)，液相的流動(dòng)性也是非常有幫助的，因此潤(rùn)濕可以看作是涂層與基體之間的密切接觸。為了保持涂層與基體之間的附著力，除了保證涂層的初始潤(rùn)濕外，在成膜固化后，保持粘結(jié)條件不變也是非常重要的。因此，涂層對(duì)基體的潤(rùn)濕是形成附著鍵的關(guān)鍵。

　　潤(rùn)濕性和表面能

　　在粘附的調(diào)查過程中，該涂層的潤(rùn)濕性，只有當(dāng)所述基板和涂層，以功能實(shí)現(xiàn)有效的潤(rùn)濕必要的先決條件附接機(jī)構(gòu)。潤(rùn)濕表面可以熱力學(xué)描述的那樣，涂布液的表面張力，并涂布在固體表面和襯底是重要的參數(shù)可影響界面的粘合強(qiáng)度和粘連形成。

　　均勻液體表面分子或原子的周圍環(huán)境與內(nèi)部環(huán)境不同。在內(nèi)部，分子被相同的分子包圍，它們之間的距離取決于把它們拉在一起的吸引力和阻止它們占據(jù)相同位置的排斥力的平衡；而界面上的分子在各個(gè)方向上的作用力是不均勻的，它們與表面上方的空氣相互作用，同時(shí)被表面下方的分子所吸引。表面下的分子傾向于把表面分子向內(nèi)拉，以減少表面上的分子數(shù)量，從而減小表面積。這種吸引力提高了液體的表面張力，并且可以解釋液體是以小滴的形式存在的，就像它被一層彈性皮膚所覆蓋一樣。此外，表面分子之間的距離比體相大，因此能量更高。把分子從內(nèi)部移到表面需要工作。由液體單位表面積的增加引起的自由能的增加被定義為表面張力。