Les performances étanches et l'effet anti-humidité des surfaces solides acryliques doivent être analysées à partir de trois dimensions: la structure chimique du matériau, le mécanisme d'interaction d'interface et les caractéristiques d'interaction environnementale. Son efficacité protectrice doit être vérifiée en combinaison avec des tests de laboratoire et des scénarios réels. Ce qui suit est une élaboration systématique de trois aspects: sources de performances, méthodes de test et modes de défaillance:
Tout d'abord, la base chimique et les caractéristiques structurelles des performances étanches
Caractéristiques d'énergie de surface faibles
La différence de polarité entre le groupe ester (-coo-) et la chaîne alkyle (-cnh2n + 1) dans la résine acrylique conduit à une force intermoléculaire relativement faible, dotant la surface de revêtement avec une faible énergie de surface de 15 à 30 mn / m. Par exemple, l'angle de contact de l'eau du revêtement acrylique pur peut atteindre 90 ° -105 °, et les gouttelettes d'eau à la surface présentent un état presque sphérique, réduisant considérablement la tendance du mouillage.
Structure du réseau réticulé
Le réseau réticulé tridimensionnel formé par des monomères multifonctionnels (tels que le triacrylate trihydroxyméthylpropane) peut empêcher la pénétration des molécules d'eau. Par exemple, un revêtement avec une densité de réticulation de 80% peut avoir son taux d'absorption d'eau contrôlé en dessous de 0,5%, ce qui est bien inférieur aux 3% à 5% des polymères linéaires.
Construction de la structure micro-nano
Des effets superhydrophobes peuvent être obtenus en formant une structure rugueuse de 50-200 nm sur la surface du revêtement par la séparation de phase ou la méthode de matrice. Par exemple, l'introduction de microphases de fluoropolymère en revêtements acryliques peut augmenter l'angle de contact de l'eau à plus de 150 ° et l'angle de roulement à moins de 5 °.
Deuxièmement, le mécanisme et les facteurs d'influence de l'effet résistant à l'humidité
Water molecule diffusion barrier
The dense cross-linked structure can prolong the diffusion path of water molecules. For example, in an environment of 85%RH, the water vapor transmission rate (WVTR) of the cross-linked coating can be as low as 1 g/(m²·24h), while that of the uncross-linked coating may reach 5 g/(m²·24h).
The interfacial adhesion is balanced
The adhesion between the coating and the substrate needs to be greater than the adsorption energy of water molecules at the interface. For example, when the adhesion reaches 3 MPa, it can resist the interfacial penetration of water molecules within the range of -20℃ to 60℃, avoiding the phenomenon of debonding.
Environmental adaptability
Temperature changes will affect the expansion coefficient of the coating and the surface tension of water. For example, at -10℃, the kinetic energy of water molecules decreases, which may intensify the condensation in the micropores of the coating. At 40℃, the water vapor pressure increases, and a higher crosslinking density is required to maintain moisture resistance.
Third, the testing methods for waterproof and moisture-proof performance
Static contact Angle measurement
Using an optical contact Angle meter, 2 μL of deionized water was dropped in under the conditions of 25℃ and 50%RH, and the changes in the contact Angle within 30 seconds were recorded. For example, the initial contact Angle of high-quality acrylic coating can reach 100°, and the change is less than 2° within 60 seconds.
Dynamic water absorption experiment
Soak the coated sample in deionized water and weigh it regularly to record the quality changes. For example, after 24 hours of soaking, a coating with a water absorption rate lower than 0.8% can be regarded as having good water resistance. If the water absorption rate exceeds 2%, there may be micro-pore defects.
High humidity cycle test
Circuler pendant 24 heures entre 85% RH et 40 ℃ et 25% Rh et 20 ℃ pour 100 fois consécutifs. Observez si le revêtement montre des cloques, la décoloration ou une diminution de l'adhésion. Par exemple, si l'adhésion diminue de plus de grade 1 après la circulation (par la méthode de la grille).
Test de taux de transmission de vapeur d'eau
Selon la norme ASTM E96, le WVTR a été déterminé par la méthode de la Coupe ou la méthode du capteur infrarouge. Par exemple, dans des conditions de 38 ℃ et 90% RH, les revêtements avec WVTR inférieurs à 2 g / (m² · 24h) conviennent aux scénarios avec des exigences élevées à l'épreuve de l'humidité.
Quatrièmement, modes de défaillance et stratégies d'amélioration
Les défauts du revêtement provoquent la pénétration
Pinholes or bubbles can cause local waterproofing failure. For example, pinholes with a diameter of 0.1mm can increase the overall water absorption rate of the coating by 30%. Improvement methods include optimizing the spraying process (such as increasing the atomization pressure to 0.3 MPa) or adopting multi-coat coating.
Interface debonding leads to failure
The adsorption of water molecules at the coating-substrate interface will weaken the adhesion. For instance, on a concrete substrate, if no primer treatment is carried out, the adhesion may decrease by 40% after six months. The solutions include using adhesion promoters or increasing the coating thickness to over 150 μm.
Chemical erosion damages the structure
Les environnements acides et alcalins accéléreront l'hydrolyse du revêtement. Par exemple, après avoir été immergé dans une solution acide avec un pH = 2 pendant 72 heures, la densité de réticulation du revêtement peut diminuer de 25%. Les directions d'amélioration comprennent l'introduction de groupes résistants à l'hydrolyse (comme les siloxanes) ou l'augmentation de la dureté du revêtement à plus de 2h.
Cinquième, vérification des scénarios d'application réels
Protection des murs extérieurs du bâtiment
Dans les zones pluviales, il est nécessaire de vérifier la résistance du revêtement à l'érosion de l'eau de pluie. Par exemple, grâce à un test de pulvérisation simulant 10 ans de précipitations (environ 3000 mm), observez si le revêtement montre du poudre ou du pelage.
Emballage de l'équipement électronique
For high-humidity environments (such as 85%RH, 85℃), it is necessary to test the protective effect of the coating on the circuit board. For instance, after a 1000-hour test, the insulation resistance of the circuit board protected by the moisture-free coating should remain above 10¹² Ω.
Anti-corrosion of underground facilities
In the scenario of groundwater infiltration, it is necessary to evaluate the cathodic disbondment resistance of the coating. For example, after being maintained at a potential of -1.5V for 28 days, the peeling radius between the coating and the metal substrate should be less than 5 mm.
