橡膠涂層與金屬基材的附著(zhù)力研究

橡膠涂層與金屬基材的附著(zhù)力研究

金屬罐和聽(tīng)經(jīng)常用于貨物的密封包裝。在應用中需要對金屬進(jìn)行表面改性，以防止產(chǎn)品與包裝相互作用。其中一種方式是使用水性分散劑，將其涂覆在金屬表面形成橡膠層。這種應用多見(jiàn)于食品和動(dòng)物飼料的包裝。選用這種包裝的客戶(hù)需要關(guān)注橡膠在被涂覆的金屬上的附著(zhù)力。

樣品制備

• 涂橡膠層(未知粘合劑，客戶(hù)提供)的薄鋼板兩組樣品(厚度1mm)
• 用不銹鋼支撐板板加固(厚度3毫米)
• 粘附體:鋁質(zhì)粘附體，粘接面積78.5 mm2
• 膠粘劑: Scotch Weld DP 490，室溫固化>24小時(shí)
• 表面處理:用180級砂光紙手工砂光

實(shí)驗設計

• 共檢測36個(gè)樣本(每組18個(gè))
• 每組切割10個(gè)樣品的橡膠涂層
• 設備:LUMiFrac粘附分析器

實(shí)驗條件

• 測量溫度:25°C
• 負載增加形式:負載線(xiàn)性增加，速度2 N/s
• 測試基座:TSU-M (17.09 g)

測試結果

失效模式

由失效模式可以觀(guān)察發(fā)現：未切割涂層的樣品在涂層被從基材拉開(kāi)后，由于涂層本身的彈性特點(diǎn)，和涂層內聚力的影響，涂層粘結范圍周邊的涂層也被拉開(kāi)，導致測試結果偏大，而在粘結范圍周邊環(huán)切涂層的樣品則不存在這種問(wèn)題。

而測試樣品本身如果不是硬質(zhì)的剛性材料，也會(huì )出現類(lèi)似的問(wèn)題。如下示意圖所示：

結論

• 利用LUMiFrac可以分析橡膠涂層在金屬基材的附著(zhù)強度，同樣適用于相似類(lèi)型的復合材料
• 基材的厚度應足以避免變形，否則要附加剛性的支撐板。
• 柔軟或厚的涂層導致更高的破裂強度。
• 建議參照DIN EN 4624:2016-08（色漆和清漆：粘附力拉脫試驗）對涂層進(jìn)行環(huán)切，避免涂層厚度及形變造成的影響。