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橡膠涂層與金屬基材的附著力研究

  發布時間:2021/4/30 點擊量:562

橡膠涂層與金屬基材的附著力研究

金屬罐和聽經常用于貨物的密封包裝。在應用中需要對金屬進行表面改性,以防止產品與包裝相互作用。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。這種應用多見于食品和動物飼料的包裝。選用這種包裝的客戶需要關注橡膠在被涂覆的金屬上的附著力。

樣品制備

  • 涂橡膠層(未知粘合劑,客戶提供)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:鋁質粘附體,粘接面積78.5 mm2
  • 膠粘劑: Scotch Weld DP 490,室溫固化>24小時
  • 表面處理:用180級砂光紙手工砂光

實驗設計

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

實驗條件

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

測試結果

 

失效模式

 

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

而測試樣品本身如果不是硬質的剛性材料,也會出現類似的問題。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強度,同樣適用于相似類型的復合材料
  • 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)對涂層進行環切,避免涂層厚度及形變造成的影響。
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