主题:【第十四届原创】橡胶涂层与金属基材的附着力研究

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橡胶涂层与金属基材的附着力研究



          金属罐经常用于货物的密封包装。在应用中需要对金属进行表面改性,以防止产品与包装相互作用。其中一种方式是使用水性分散剂,将其涂覆在金属表面形成橡胶层。这种应用多见于食品和动物饲料的包装。选用这种包装的客户需要关注橡胶在被涂覆的金属上的附着力。

样品制备

      涂橡胶层(未知粘合剂,客户提供)的薄钢板两组样品(厚度1mm)

        用不锈钢支撑板板加固(厚度3毫米)

        粘附体:铝质粘附体,粘接面积78.5 mm2

        胶粘剂: Scotch Weld DP 490,室温固化>24小时

        表面处理:180级砂光纸手工砂光

实验设计

          共检测36个样本(每组18)

        每组切割10个样品的橡胶涂层

        设备: LUMiFrac粘附力分析仪

实验条件

        测量温度:25°C

        负载增加形式:负载线性增加,速度2 N/s

        测试基座:TSU-M (17.09 g)

测试结果



失效模式



          由失效模式可以观察发现:未切割涂层的样品在涂层被从基材拉开后,由于涂层本身的弹性特点,和涂层内聚力的影响,涂层粘结范围周边的涂层也拉开,导致测试结果偏大,而在粘结范围周边涂层进行环切样品则不存在这种问题。

而测试样品本身如果不是硬质的刚性材料,也会出现类似的问题。如下示意图所示:



结论

        a.  利用LUMiFrac可以分析橡胶涂层在金属基材的附着强度,同样适用于相似类型的复合材料

        b. 基材的厚度应足以避免变形,否则要附加刚性的支撑板。

        c. 柔软或厚的涂层导致更高的破裂强度

        d. 建议参照DIN EN 4624:2016-08(色漆和清漆:粘附力拉脱试验)对涂层进行环切,避免涂层厚度及形变造成的影响。
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