錢雪偉，顧煒，潘建飛，孫福才

（1.嘉興威凱檢測技術有限公司，嘉興 314000； 2.威凱檢測技術有限公司，廣州 510663）

引言

涂料技術的不斷發(fā)展，依賴涂料作為防護層的方案也日益增多，然而不同涂料的防護、裝飾效果和成本之間存在著較大差距，在效果和成本之間的博弈過程中，往往通過試驗來考核其防護效果，實現成本與防護、裝飾效果的效益最大化。附著力作為涂層性能的重要指標之一，因其簡單實用易操作的特性，在方案選擇和防護驗證過程中被廣泛使用。本文將通過使用相同基料和加工工藝完成的樣板，在經過不同的環(huán)境條件試驗后，所展現出來的附著力性能，來研究環(huán)境條件試驗對附著力性能的影響。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

本次用于試驗的樣板，選用了目前某自主品牌較為暢銷車型的外飾油漆產品，以PP+EPDM+FILLERS為基材，用相同的表面處理工藝噴涂底漆+色漆+清漆，總厚度控制在60～120 μm范圍內。

1.2 試驗方法

本次試驗一方面參考了某自主品牌外飾油漆的企業(yè)標準，同時也進行了部分修改及增加試驗項目。

附著力試驗選用ERICHSEN的430P設備，劃痕間距為2 mm，劃痕數量為11*11（圖1），然后粘貼3M 898膠帶進行撕離，通過檢查劃格區(qū)域油漆脫落面積來考察附著力結果[1]。

在環(huán)境條件試驗前，對樣板某一區(qū)域進行了第一次附著力試驗并檢查結果。然后將樣板整體進行環(huán)境條件處理，處理后再次用膠帶考察初始劃格區(qū)域的附著力情況，在其他區(qū)域也進行劃格附著力試驗。環(huán)境試驗條件如下：

1.2.1 恒定濕熱

模擬油漆長期處于高溫高濕狀態(tài)。

涂層樣板在（50±2） ℃，（93±5） %RH的環(huán)境條件下存放336 h。

1.2.2 耐水

模擬油漆長期處于泡水狀態(tài)。

涂層樣板浸沒在40 ℃的去離子水中并保持720 h。

1.2.3 冷凝水[2]

模擬油漆長期處于高濕且表面凝露狀態(tài)。

涂層樣板在（40±3） ℃，約100 %RH的環(huán)境中存放336 h，樣板表面形成凝露。

1.2.4 氙燈光照[3]

模擬油漆長期處于戶外光照和頻繁淋雨的濕熱狀態(tài)。

涂層樣板按照下列條件進行：濾光器為日光濾光器，輻照度：0.50 W/(m2·nm)@ 340 nm，黑標溫度：（65±2） ℃，相對濕度：（65±5） %RH，噴水循環(huán)：102 min不噴水，18 min噴水，試驗總時間：1 000 h。

1.2.5 UV老化[4]

模擬油漆長期處于交替性的強烈紫外光照射和黑暗冷凝狀態(tài)。

圖1 劃痕示意圖

圖2 UV老化后試驗結果

表1 不同環(huán)境條件試驗前后的附著力結果一覽表

涂層樣品按照下列條件進行：UVB-313，輻照度1.05 W/m2（310 nm），光照階段：60 ℃，4 h，冷凝階段：50 ℃，4 h，試驗總時間：1 000 h。

1.2.6 水沖擊

模擬高溫環(huán)境中的高壓洗車情況

涂層樣板在90 ℃環(huán)境中存放4 h，取出后立即進行水沖擊，沖擊條件：壓力（12±0.3）MPa，噴嘴：2 506，水溫為室溫，噴射距離100 mm，噴射角度90 °，噴射時間30 s；以上為一個循環(huán)，共進行2個循環(huán)。

2 試驗結果與分析

2.1 環(huán)境試驗前附著力測試

本次試驗首先對所有樣板進行了第一次附著力測試，試驗結果見表1。由試驗可以得出，本輪試驗所用的樣板在環(huán)境條件試驗前的附著力性能均表現良好，各涂層均無脫落現象，滿足后續(xù)環(huán)境試驗的對比要求，同時劃格區(qū)域在后續(xù)試驗過程種作為模擬實際使用情況下的劃傷區(qū)域一同進行環(huán)境條件試驗并進行后續(xù)比對。

2.2 環(huán)境試驗后附著力測試

環(huán)境條件試驗后，對初始劃格區(qū)域再次粘膠帶并撕離考核附著力情況。對其他完好區(qū)域劃格粘膠帶并撕離考察附著力情況，測試結果見表1。下面為對結果的分析：

1）恒定濕熱和氙燈光照條件處理后附著力結果均未變差，對油漆的影響相對較小，均能滿足設計的需求。

2）耐水、冷凝水、UV老化、水沖擊環(huán)境條件處理后的附著力性能均有不同程度的變差，對油漆影響相對較大。其中UV老化的附著力結果最差，表明紫外線照射對涂層的附著力影響很大。

3）冷凝水和水沖擊條件處理后的附著力測試，初始劃格區(qū)域附著力結果比其他區(qū)域結果較差，表明受損傷的涂層更容易受到環(huán)境條件的影響而導致性能下降。在平時使用過程中一定要注意油漆的防護，避免刮傷。

4）恒定濕熱和冷凝水條件處理進行比較，在溫度和濕度接近，時間相同的情況下，冷凝水的初始劃格區(qū)域附著力結果比恒定濕熱差，表明一旦在油漆的劃傷區(qū)域形成凝露，就會對涂層附著力產生較大的影響。在實際使用過程中，盡量避免劃傷的油漆浸在水中。

5）耐水環(huán)境條件比較與某車企標準要求進行了修改，測試時間大幅延長，增加了測試的嚴酷程度，對附著力性能的影響也較明顯。

6）氙燈光照和UV老化條件處理進行比較，采用光輻射+高溫+高濕（噴水或冷凝）的條件處理，UV老化后的附著力結果明顯差于氙燈光照，表明輻射光譜中的紫外波段對油漆性能有很大的影響。

3 結語

涂層附著力的優(yōu)劣是影響涂層對基材保護能力的重要因素，也是影響外觀裝飾的重要因素，然而各種環(huán)境老化條件對涂層附著力性能有重要的影響。本文通過試驗設定6種不同的環(huán)境老化條件，同時配合不同的嚴酷程度，模擬正常使用和模擬劃傷情況，以考察涂層附著力性能的下降情況，為后續(xù)在試驗項目、嚴酷程度等方面的選擇提供依據。同時也建議在日常生活過程中遇到產品表面有劃傷痕跡，應盡快進行修復，不要讓劃傷區(qū)域泡在水中，避免強烈紫外線的照射，可適當提高涂層附著力，延長產品使用壽命。