概述:
在基础粘附科学中,涂料行业当前的表面属性测量方法在决定喷砂处理的钢材表面是否获得比涂层更优越的属性上有局限。
常用的表面属性测量工具 来源:Shiwei William Guan
我经常被人问到这个问题:“你更倾向用哪种测试方法来检查喷砂处理的钢铁表面涂层属性:TESTEX胶带,ISO比较器或表面光度仪”。
说实话,比起这些方法,我更相信我的手感。这个回答曾经被一个以前同行业的有30年经验的同事所赞同。他进一步表示:“过去,如果我的手指抚摸新鲜喷砂处理的钢材后出血,我就知道它的表面属性很好。但现在,尽管有这些不需要流血的测量工具和涂料规范,行业中的表面处理问题非但没有减少反而更多了”。
有改进的余地吗?
这个观点反映的或许是涂料行业的共同经历。表面处理量达到90%涂层任务,即使执行规范,涂层仍然会失效。
目前的涂层标准和规范足以帮助我们确定合适的要求,以保证涂层满足其设计寿命吗?
下面是一个典型的涂层规范的例子:“钢材表面应喷砂清理至近白NACE 2号/ SSPC-SP10或Sa2.5级光洁度,表面轮廓角最低高度是2.5密耳(63微米)之间,或在1.5密耳和4.0密耳(38微米到和100微米)”。
国际上最公认的涂层标准和项目规范使用类似的表面属性要求,包括API,ISO和SSPC。
但表面粗糙度的特定范围并非真正的决定因素。事实上,涂层粘附到喷砂基材的强度不依赖于任何表面粗糙度的长度参数,无论粗糙度参数是轮廓线高度Ra、Ry还是Rz,或峰值计数。
相反,关键问题是粗糙表面是否具有更高的表面能和较低的接触角,为涂层提供足够的润湿性。
粘附科学
之所以用喷砂表面处理是为了创建一个干净的基材表面,以使涂层可以粘附,从而达到涂层设计使用期所需的粘结强度(粘合力)。
因此,在进一步讨论的喷砂处理的表面适当的属性测量和规范的要求之前,首先要回到粘附学的基础科学上,许多业内腐蚀工程师可能并没有很好地理解这方面的知识。
第一点:粘附机理
黏附机制可分为三种基本类型:
1 机械相互作用
2 热力学机理
3 化学键合
在这些中,机械作用贡献显著。机械粘附喷砂基材依赖于表面轮廓内部涂层的固化(硬化),基材表面的粗糙度,和由此产生的物理固定作用。
该机械结