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隨著國家對環(huán)保的日益重視,水性涂料以其環(huán)保優(yōu)勢成為涂料行業(yè)的綠色發(fā)展方向之一。但水性涂料的性能與溶劑型涂料相比仍有較大差距,水性涂料耐水性和耐腐蝕性差阻礙了其大范圍地推廣應(yīng)用。通過隨著國家對環(huán)保的日益重視,水性涂料以其環(huán)保優(yōu)勢成為涂料行業(yè)的綠色發(fā)展方向之一。但水性涂料的性能與溶劑型涂料相比仍有較大差距,水性涂料耐水性和耐腐蝕性差阻礙了其大范圍地推廣應(yīng)用。通過對金屬基體材料的表面處理,可以提高金屬/涂層體系的整體防護性,有利于水性涂料在金屬基材上的使用和推廣。金屬基材傳統(tǒng)的表面處理方法,如電鍍、化學鍍等易對環(huán)境造成污染。等離子體處理作為一種新的表面處理手段,已受到研究者的廣泛關(guān)注。而等離子體處理不僅效果明顯,而且綠色環(huán)保,對基體表面的改性可以不對基體表面的性質(zhì)有太大的改變,另外也具有安全性高、操作容易等優(yōu)點,有希望被行業(yè)大力推廣。

等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產(chǎn)生的正負離子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，常被視為固體、液體、氣體以外物質(zhì)存在的第四態(tài)。等離子體處理可以把一些羥基、羰基等功能性官能團與待處理試樣表面連接，經(jīng)等離子體處理后可以提高材料表面的親水性，改善表面的鋪展性能，可以使有機涂層更好地潤濕機體表面，減少氣孔的產(chǎn)生,從而使基體表面更好地與涂層結(jié)合,延緩其失效過程。

等離子體處理后基體與涂層的SEM表征

空氣等離子體處理可以使基體表面增加一些功能性的基團,比如羥基、羰基等。這些基團可以與醇酸樹脂中的不飽和碳碳雙鍵、羧基、羥基、酯基等基團發(fā)生反應(yīng)形成化學鍵,從而提高涂層與基體之間的結(jié)合力。另外也可以增加表面的粗糙度,增加結(jié)合力。

實驗對比了經(jīng)等離子體處理前后基體與涂層的SEM形貌,如圖1所示。

清漆涂層截面SEM圖

從圖2可以看出，基體未經(jīng)等離子體處理時，清漆涂層與金屬基體之間僅僅是相互附著，而基體經(jīng)等離子體處理后，在清漆涂層與金屬基體之間存在一個明顯的過渡層。涂層與基體在附著的過程中連接形成了一個新的膜層,即等離子層。

未經(jīng)等離子體處理的基材表面缺陷清漆涂層失效的三維共聚焦圖譜

由于等離子處理使金屬基體表面帶上了許多活性基團，所以該等離子層和基體金屬之間有部分化學鍵連接,使涂層與金屬成為一體，所以等離子層的出現(xiàn)增強了涂層與金屬基體之間的濕附著力，涂層的防剝離性能有了顯著的提高，使水在傳輸?shù)倪^程中一層阻力，繼而提高了涂層的使用壽命和失效時間。