Что такое адгезия и почему так важно подготовить стену к покраске? —

Что означает термин «адгезия»?

Часто, когда вы покупаете материалы для ремонта дома, вы слышите такие слова, как «средство имеет хорошую адгезию» или «вам нужно подготовить стену к покраске и улучшить адгезию». Значение этого термина часто непонятно, и многие не осознают его важность.

Благодаря явлению адгезии краска и штукатурка прочно удерживаются на стенах и потолке. Она отвечает за связь между поверхностью и покрытием, которое мы собираемся нанести или применить.

Адгезия — это связывание вещества разного состава. Это свойство делится на физическое и химическое. В первом случае это происходит из-за связывания молекул материалов. А во втором случае обусловлено химическим воздействием.

Адгезионные свойства являются одной из основных характеристик любого покрытия, декоративного или защитного. От адгезии зависят прочность и безопасность соединения, возможность соединения тех или иных материалов, удобство работы.

Для каких материалов важна адгезия

Это свойство влияет на качество адгезии, глубину проникновения и долговечность покрытия. Чем выше адгезия, тем лучше и дольше будут держаться краски. Поэтому важно подготовить стену к покраске грунтовкой или герметиком.

Мы рекомендуем грунтовки БИРСmix для наружных и внутренних работ.

При покупке строительного клея необходимо внимательно прочитать инструкцию, чтобы узнать, с какими материалами может взаимодействовать каждый клей. При использовании с неподходящими материалами склеивание сомнительно и иногда совершенно невозможно.

Методы улучшения адгезии перед покраской

Адгезионные свойства между различными материалами могут быть как улучшены, так и ухудшены. Чтобы привести пример того, как улучшить адгезию, мы приведем три способа подготовки стены к покраске:

• механика — очистка от пыли и грязи;
• химия — специальные добавки для краски;
• физико-химия — включает в себя обработку грунтовкой или герметиком, которые помогают подготовить поверхность и создать идеальную основу для окраски.

Адгезионные свойства красок и лаков

Адгезионная способность красок и лаков напрямую зависит от поверхности, на которой они должны быть применены.

Максимальная адгезия достигается в грубых материалах. Это связано с тем, что гладкая поверхность имеет меньшую площадь соприкосновения с покрытием.

Другим фактором является структура материала. Таким образом, покрывая пористую поверхность краской или лаком, состав проникает в основание. Следовательно, единственный способ удалить краску или лак — это разорвать молекулярные связи между покрытием и основанием, как в случае полировки.

Адгезия имеет большое значение для того, чтобы ваш ремонт был долговечным, а окончательный вид дома — идеальным. Не забывайте всегда готовить стену к покраске грунтовкой или герметиком, чтобы удалить пыль и подготовить поверхность к процессу.

Вернутся в раздел Советы мастеров

Аккредитованная лаборатория на проведение испытаний, проверки на адгезию покрытия, краски в Екатеринбурге

Главная

Статьи и обзоры

Определение адгезии краски

Статья расскажет, как выполняется определение адгезии краски и почему этот показатель так важен.

Адгезия — это совокупность сил, соединяющих краску с основанием. Чем выше показатель адгезии, тем дольше прослужит защитное или декоративное покрытие. Ниже мы расскажем, как проводится проверка адгезивных свойств ЛКМ, а приобрести краску с высокой адгезией в Екатеринбурге вы можете, начав сотрудничество с нашей компанией, ООО ТД «КРАСИНЪ»!

Если до нанесения финишного лакокрасочного покрытия не грунтовать металлические, бетонные поверхности, то краска быстро растрескается и отвалится. Срок ее полезной службы будет минимальным. Чтобы определить прочность сцепки ЛКМ с поверхностями проводится контроль адгезии. Исследования проводятся в полевых или лабораторных условиях, но всегда должны выполняться опытными специалистами. Собственной аккредитованной лабораторией на проведение испытаний располагает наша компания, занимающаяся производством и реализацией ЛКМ.

Испытания на адгезию покрытия проводятся двумя основными методами: отрывом или решетчатым надрезом. Чтобы результаты исследования были максимально точными, основание на которое наносится краска, проверяемая на адгезивные свойства, должна быть гладкой, без неровностей и шероховатостей.

Метод отрыва отличается высокой точностью и позволяет получать точные данные для покрытий любого типа (однослойных/двуслойных). Выполняются исследования в лаборатории, после их проведения можно получить сведения по качеству адгезии для каждого слоя. Суть методики заключается в наклеивании рабочих плоскостей к основанию.

Метод решетчатого надреза — это экспресс-диагностика адгезии, которую допустимо выполнять в полевых условиях. Качество сцепки оценивается путем применения специального прибора: адгезиметра. Этот инструмент оснащен разнообразными режущими элементами, которыми и выполняется оценка прочности адгезии.

Проверка краски на адгезию обязательно выполняется для ЛКМ, используемых в следующих сферах:

• Строительство. Оценка качества адгезии выполняется при контроле качества отделочных работ. Исследование помогает проверить прочность крепления плитки, штукатурки, защитных лакокрасочных покрытий;

• Производство автотранспорта, металлоконструкций, различного сложного оборудования;

• Жилищно-коммунальное хозяйство, строительство дорожных магистралей;

• Деревообрабатывающая промышленность.

Проверка адгезии краски обязательное мероприятие на нашем производстве. Мы реализуем высококачественные ЛКМ, обладающие отличными показателями адгезии, эстетичные и долговечные, безупречно выполняющие все свои функции.

← Предыдущая статья Следующая статья →

Теории, типы и методы испытаний

1. Что такое адгезия покрытий?
2. Теории адгезии
3. Нарушение адгезии
4. Факторы, влияющие на адгезию
5. Методы достижения хорошей адгезии
6. Методы испытаний для оценки адгезии

Что такое адгезия покрытий?

Адгезия покрытия относится к прочной связи между покрытием и подложкой вещества.

Адгезия является одним из важнейших свойств лакокрасочной промышленности, которое обеспечивает длительное сцепление покрытия (или пленки краски) с поверхностью, особенно в агрессивных условиях. Характер адгезии имеет прямое отношение к долговечности и качеству покрытия.

 Важным требованием для большинства покрытий и красок является то, что они образуют прочную связь и прочно прилипают к подложке в течение длительного времени после завершения отверждения и формирования пленки*. Прочность сцепления между покрытием и подложкой зависит от двух свойств материала, которые включают:

• Адгезия – прочность сцепления клея с поверхностью подложки
• Когезия – прочность связи между частицами клея

* Образование пленки играет ключевую роль в адгезии. При отверждении несколько факторов, таких как усадка и образование пленки под давлением.

Адгезия покрытия к подложке

Ключевые элементы, определяющие адгезию покрытий и красок к подложке, включают:

• Интерфейс подложка-покрытие
• Состав покрытий и красок
• Пленкообразование (должно быть таким, чтобы граница раздела становилась максимально прочной)

Факты, которые нужно знать! Связующее вещество или смола  в составе краски является нелетучим пленкообразующим компонентом. Обеспечивает адгезию к основанию и сцепление с пленкой краски. Тип связующего влияет на образование пленки, прочность пленки и другие свойства (физические или химические).

Теории адгезии

Многие теории объясняют механизм адгезии. Основными теориями, на основании которых происходит адгезия, являются:

• Теория адсорбции – сила притяжения между поверхностными молекулами и сцепленными на их границах раздела, т. е. межмолекулярные силы.
• Теория хемосорбции – Расширение теории адсорбции, согласно которой адгезия возникает при образовании химических связей на поверхности раздела.
• Механическая блокировка – молекулярная блокировка вокруг неровностей на поверхности/подложке.
• Электростатика (электронная) Теория. Электроны переносятся с одной поверхности на другую, создавая разнородные заряды, создавая силу притяжения.
• Теория диффузии – Адгезия полимерных материалов к взаимопроникновению цепей на границе раздела.

ПРИМЕЧАНИЕ: Ни одна теория не объясняет адгезию в общем и всеобъемлющем виде. Некоторые теории применимы для определенных субстратов и приложений, в то время как другие теории различаются в зависимости от различных обстоятельств.

Теория адсорбции

Согласно теории адсорбции, два материала прилипают друг к другу из-за сил притяжения между молекулами материалов. Развиваемые поверхностные силы обозначаются как вторичные или силы Ван-дер-Ваальса. Чтобы эти силы развивались, молекулы краски должны установить тесный молекулярный контакт с поверхностью подложки. Кроме того, кислотно-щелочные взаимодействия и водородные связи также могут вносить вклад в внутренние силы адгезии.

Теория поглощения

Для получения хорошей адсорбции важно, чтобы установил непрерывный контакт между пленкой краски и адгезивом , чтобы имели место сила Ван-дер-Ваальса или кислотно-щелочное взаимодействие, или и то, и другое. Это может быть достигнуто с помощью явления, известного как «смачивание».

Полное самопроизвольное смачивание происходит, когда контактный угол = 0° или когда материал равномерно распределяется по подложке, образуя тонкий слой. Смачивание предпочтительно, когда:

• Поверхностное натяжение подложки, более известное как критическая поверхностная энергия C, высокое
• Поверхностное натяжение смачивающей жидкости низкое

Теория хемосорбции

Теория хемосорбции основана на механизме химической связи, объясняющем, что первичные химические связи могут образовываться на поверхности раздела. Химические связи вносят значительный вклад в внутреннюю адгезию.

Усилители адгезии действуют в соответствии с теорией хемосорбции. Активаторы адгезии функционализированы на одном конце для взаимодействия с подложкой, а на другом конце для взаимодействия с покрытием.

Теория хемосорбции

Механическая блокировка

В соответствии с механической теорией адгезии для обеспечения оптимальной адгезии пленка краски должна:

• Проникать в полости на поверхности
• Удалите захваченный воздух на границе раздела
• Механическая фиксация к основанию

Механическая блокировка

Один из способов, которым шероховатости поверхности помогает в адгезии за счет увеличения общей площади контакта между краской и адгезивом. Таким образом, механическая теория обычно учит, что придание шероховатости поверхностям полезно, поскольку оно:

• придает «зубья» подложке (механическое зацепление) и
• Увеличивает общую эффективную площадь, на которой могут развиваться силы сцепления.

Придание шероховатости эффективно только в том случае, если покрытие хорошо смачивает поверхность.

Получите подсказок, чтобы улучшить сцепление ваших красок, лаков и других материалов на металлических подложках за счет более точного определения характеристик поверхностей с помощью умного сочетания AES, SIMS и XPS.

Электростатика (электронная) Теория

Электростатическая теория утверждает, что электростатические силы формируются на границе раздела покрытие-адгезия. Электростатические силы объясняют сопротивление разделению. Теория показала, что электрические разряды возникают, когда покрытие отрывается от подложки.

Электростатическая адгезия считается доминирующим фактором адгезии биологических клеток и частиц.

Электростатическая теория

Диффузионная теория

Фундаментальная концепция теории диффузии предполагает, что адгезия происходит за счет взаимной диффузии молекул покрытия и адгезии. Теория диффузии в первую очередь применима, когда и покрытие, и адгезив являются полимерными, имеющими совместимые длинноцепочечные молекулы, способные к движению. Склеивание растворителем или термосварка термопластов происходит в результате диффузии молекул.

Теория диффузии

Примечание: Электростатическая и диффузионная теории адгезии, как правило, не так высоко оцениваются, как другие теории в общей практике склеивания. Однако есть определенные приложения, где они очень важны и помогают объяснить, почему образуются связи.

Нарушение адгезии в покрытиях

Обладая сильной адгезией, покрытие может предотвратить повреждение поверхности. Одним из ярких примеров является использование покрытий для защиты от коррозии 9.0027 .

Однако после длительного воздействия внешних факторов, таких как вода, влажность и УФ-излучение, адгезия покрытия может ухудшиться. Также неправильный подбор покрытий для поверхности, несовместимость покрытия с поверхностью и неправильная подготовка поверхности могут привести к нарушению адгезии покрытий.

Основные типы нарушения адгезионных связей между покрытиями и подложкой:

Разрушение адгезии	Когезионный отказ
Клей (отказ на интерфейсе)	Когезионный (отказ внутри клея)
Пограничный (отказ из-за чего-то определенного (например, гидролиза) на границе раздела)	Подложка (обрыв внутри подложки)
Ближний интерфейс (предполагает, что адгезив и клей локально воздействуют друг на друга)	Диссипативный (отказ после (большого) поглощения энергии в адгезивной системе)

Наука о адгезии: принципы и практика Стивен Эбботт

Хотя возможна потеря адгезии между покрытием и подложкой, когезионное повреждение в слабом пограничном слое также является обычным явлением.

Теория слабого пограничного слоя

Согласно теории слабого пограничного слоя, когезионный разрыв слабого пограничного слоя является основной причиной разрушения связи на границе раздела.

В большинстве случаев дефекты покрытия возникают в результате когезионного разрушения слабого пограничного слоя. Слабые пограничные слои могут возникать из-за краски, адгезии, окружающей среды или комбинации любого из трех факторов.

Слабые граничные слои могут образовываться на пленке краски или прилипать, если примесь концентрируется вблизи поверхности склеивания и образует слабое сцепление с подложкой.

Помимо внешнего загрязнения, другими основными факторами, ответственными за слабые пограничные слои, являются:

• Коррозия или оксидные слои на металлических поверхностях
• Низкомолекулярные компоненты, такие как антиадгезивы и пластификаторы на полимерных поверхностях

Как удалить слабые граничные слои

Слабые граничные слои должны быть удалены физическими или химическими средствами, чтобы не было слабых звеньев в пленкообразовании, которые могли бы способствовать преждевременному нарушению адгезии покрытия.

Полное самопроизвольное смачивание происходит, когда контактный угол = 0° или когда материал равномерно распределяется по подложке, образуя тонкий слой. Смачивание предпочтительно, когда поверхностное натяжение подложки, более известное как критическая поверхностная энергия C, высокое, а поверхностное натяжение смачивающей жидкости низкое.

Решение проблем с адгезией покрытий и красок

Пройдите курс нашего отраслевого эксперта Йохума Битсма (Jochum Beetsma) по решению реальных проблем адгезии покрытий (слабые граничные слои, плохое смачивание, недостаточная шероховатость, отсутствие сильных взаимодействий и стресса…) и устраните их с помощью экспертных решений.

Факторы, влияющие на адгезию

Существует несколько факторов, которые приводят к нарушению адгезии между пленкой краски/покрытием и основанием, как указано ниже.

• Плохая очистка подложки, когда загрязнения, которые не полностью удалены с подложки, препятствуют сцеплению покрытия с поверхностью подложки.
• Профиль поверхности, такой как гладкие поверхности, которые плохо держат покрытия.
• Несоответствующее смачивание покрытия на подложке, влияющее на сцепление с поверхностью и правильную адгезию.
• Недостаточное сшивание или неотвержденное покрытие/переотверждение покрытий, приводящее к плохой адгезии покрытия к поверхности подложки.
• Внешние факторы окружающей среды, такие как вода, влажность, УФ-облучение и т. д.

Эти факторы могут привести к нескольким поверхностным дефектам и, следовательно, к нарушению адгезии. Некоторые распространенные дефекты поверхности:

• Вздутие — возникает при погружении предмета с покрытием в воду. Пузыри представляют собой куполообразные дефекты, появляющиеся на поверхности. Образование пузырей вызывается водорастворимыми материалами внутри или под покрытием, быстрым высыханием покрытия или химическим воздействием.
• Отслаивание – Снижение прочности сцепления пленки краски из-за загрязнения или несовместимости покрытий.
• Отслаивание – Приводит к отделению краски от основы.
• Подрезка – Включает накопление коррозии под покрытием.

Методы достижения хорошей адгезии

Для улучшения адгезии преобладающее значение имеют следующие факторы:

• Смачивание поверхности
• Обработка поверхности
• Структура склеиваемых материалов

Кроме того, различные добавки влияют на физические/механические свойства, которые, в свою очередь, могут улучшить или ухудшить адгезию покрытия, как указано здесь.

Добавка	Функция
Активаторы адгезии	Способствует улучшению адгезии Имеют сродство к подложке и нанесенному покрытию для формирования постоянного и прочного сцепления
Пластификаторы	Смягчают связующие, используемые в красках и покрытиях, и улучшают их эластичность Повышенная гибкость повышает устойчивость покрытия к механическому удару в процессе нанесения покрытия, тем самым сводя к минимуму любой потенциальный отказ
Растворители	Летучий компонент, снижающий вязкость связующего Увеличьте время высыхания покрытия, чтобы свести к минимуму образование пузырей и избежать нарушения адгезии
Пигменты и наполнители	Придание физических свойств, таких как твердость и водостойкость
Смачивающие агенты	Поверхностно-активные вещества на основе полисилоксанов, поверхностно-активные вещества на основе фтора и специальные смачивающие агенты преодолевают локальные различия в поверхностном натяжении или смачивают поверхность подложки для улучшения адгезии

Повышение адгезии покрытий

Пройдите курс нашего отраслевого эксперта Эдварда М. Петри, чтобы узнать, как способствовать и поддерживать хорошую адгезию и долговечность клеев, покрытий и красок , лучше понимая науку о адгезии и то, как она влияет на выбор состава и процессов.

Методы испытаний для оценки адгезии

Можно использовать несколько методов, чтобы определить, насколько хорошо покрытие приклеивается к подложке, что позволяет покрытию работать хорошо. При реализации любого метода испытаний важно учитывать, является ли нарушение связи адгезивным (разрыв на границе раздела покрытие/подложка) или когезионным (разрыв в пленке покрытия или подложке).

Основные методы, используемые для проверки адгезии краски, включают:

• Испытание на поперечное надрезание
• Испытание на царапание
• Испытание на отрыв

№1. Испытание на поперечное надрезание

ASTM D3359 — Стандартные методы испытаний для оценки адгезии с помощью клейкой ленты

Эти методы испытаний охватывают процедуры для оценки адгезии пленок покрытия к металлическим подложкам путем наложения и удаления чувствительной к давлению ленты поверх надрезов, сделанных в пленке.

Этот метод испытаний аналогичен по содержанию (но не эквивалентен технически) стандарту ISO 2409..

Испытание поперечным надрезом
(Источник: BYK)

#2. Испытание на царапание

ASTM D2197 — Стандартный метод испытаний на адгезию органических покрытий методом царапанья

Этот метод испытаний определяет адгезию органических покрытий, таких как краска, лак и лак, при нанесении на гладкие и плоские (плоские) поверхности панели.

Испытываемые материалы наносятся на гладкую подложку одинаковой толщины. После высыхания адгезия определяется путем проталкивания панелей под закругленный стержень или петлю, которые нагружаются в возрастающих количествах до тех пор, пока покрытие не будет удалено с поверхности подложки.

№3. Испытание на отрыв

ASTM D4541 — Стандартный метод испытания прочности покрытий на отрыв с использованием портативных тестеров адгезии

Этот метод испытаний охватывает процедуру оценки прочности на отрыв (обычно называемой адгезией) покрытия на жестких подложках, таких как металл, бетон или дерево.

Метод оценивает адгезию одного или нескольких покрытий к гладкой поверхности путем приложения растягивающего напряжения (а не напряжения сдвига, измеренного в предыдущих двух испытаниях) от тележки к поверхности. Нагрузку медленно увеличивают до тех пор, пока тележка вместе со слоями клея не будет удалена. Он эквивалентен стандарту ISO 4624.

Тест на отрыв

Выберите правильный усилитель адгезии

Вы ищете подходящий усилитель адгезии для своего состава? Получите глубокие знания об усилителях адгезии, их типах, методах испытаний и критериях выбора, чтобы выбрать лучшие добавки для достижения идеальной адгезии.

Имеющиеся в продаже усилители адгезии, подходящие для покрытий

ASTM Испытания на адгезию красок – Прикладные технические услуги

Насколько хорошо краска прилипает к основанию, зависит от взаимодействия между двумя материалами во время нанесения. Прочность связи между подложкой и краской определяет, насколько хорошо она будет противостоять характеристикам своего непосредственного окружения. Последствия адгезионной прочности трудно заметить невооруженным глазом. Следовательно, испытание ASTM на адгезию краски необходимо, чтобы определить, будет ли краска работать в соответствии с отраслевыми стандартами в течение срока ее службы.

Испытание на адгезию краски определяет минимальное усилие, необходимое для нарушения адгезии. В ATS мы также предлагаем анализ разрушения покрытия, работая с различными отраслями, включая, помимо прочего, автомобильную, военную, ядерную, текстильную, потребительскую и государственную инфраструктуру.

При оценке стойкости красок мы проводим три основных испытания на адгезию краски:

• Тест поперечного надреза: Этот метод используется для оценки адгезии одного или нескольких слоев. Процедура состоит из прорезания узора из перпендикулярных линий через клей до подложки, затем наложения чувствительной к давлению ленты на надрезы и быстрого ее отрыва. Качественные измерения легко поддаются наблюдению и дают результат либо «годен/не годен», либо по шкале от 0 до 5 в соответствии со спецификациями процедуры ASTM D3359.

• Испытание на царапанье: Этот метод проверяет адгезию красок, покрытий, лаков и лаков. Это происходит в лабораторных условиях, а не на месте. Процедура состоит из нанесения клея на гладкую подложку одинаковой толщины, затем применения закругленного стилуса с увеличивающимся давлением до тех пор, пока клей не будет удален. Количественные результаты измеряют в соответствии со спецификациями процедуры ASTM D2197.

• Испытание на отрыв: этот метод оценивает адгезию одного или нескольких покрытий к гладкой поверхности путем приложения растягивающего напряжения (а не напряжения сдвига, измеренного в предыдущих двух испытаниях) от тележки к поверхности. Нагрузку медленно увеличивают до тех пор, пока тележка вместе со слоями клея не будет удалена. Эту процедуру также можно проводить на месте, и она дает количественные результаты в соответствии со спецификациями процедуры ASTM D4541 и ISO 4624.

Applied Technical Services делает все это и многое другое!

Наши специалисты проводят испытания ASTM на адгезию краски в соответствии с международными стандартами, установленными Американским обществом по испытанию материалов и Международной организацией по стандартизации.