The waterproof performance and moisture-proof effect of acrylic solid surfaces need to be analyzed from three dimensions: the chemical structure of the material, the interface interaction mechanism, and the environmental interaction characteristics. Its protective efficacy should be verified in combination with laboratory tests and actual scenarios. The following is a systematic elaboration from three aspects: performance sources, test methods, and failure modes:

First, the chemical basis and structural characteristics of waterproof performance

Low surface energy characteristics

アクリル樹脂におけるエステル基（-COO-）とアルキル鎖（-CNH2N+1）の極性の差は、比較的弱い分子間力を引き起こし、15〜30 mn/mの低表面エネルギーのコーティング表面を抱きます。たとえば、純粋なアクリルコーティングの水接触角は90°-105°に達する可能性があり、表面の水滴はほぼ球状の状態を示し、濡れの傾向を大幅に減らします。

架橋ネットワーク構造

多機能モノマー（トリヒドロキシメチルプロパントリアクリレートなど）によって形成される3次元架橋ネットワークは、水分子の浸透を防ぐことができます。たとえば、80％の架橋密度のコーティングは、吸水速度を0.5％未満に制御することができ、これは線形ポリマーの3％〜5％よりもはるかに低くなります。

マイクロナノ構造構造

超疎水性効果は、相分離またはテンプレート法を介してコーティング表面に50〜200 nmの粗構造を形成することで実現できます。たとえば、フルオロポリマーのマイクロファーズをアクリルコーティングに導入すると、水の接触角を150°以上、ローリング角度を5°未満に増やすことができます。

第二に、湿気防止効果のメカニズムと影響要因

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

光学接触角度計を使用して、25℃と50％RHの条件下で2μLの脱イオン水を落とし、30秒以内の接触角の変化を記録しました。たとえば、高品質のアクリルコーティングの初期接触角は100°に達する可能性があり、変化は60秒以内に2°未満です。

動的な吸水実験

コーティングされたサンプルを脱イオン水に浸し、質の高い変化を記録するために定期的に計量します。たとえば、24時間の浸漬後、0.8％未満の吸水速度を含むコーティングは、良好な耐水性を持っていると見なすことができます。吸水率が2％を超える場合、マイクロポアの欠陥がある可能性があります。

高湿度サイクルテスト

Circulate for 24 hours between 85%RH and 40℃ and 25%RH and 20℃ for 100 consecutive times. Observe whether the coating shows blisters, discoloration or a decrease in adhesion. For example, if the adhesion decreases by no more than grade 1 after circulation (by the grid method).

Water vapor transmission rate test

According to the ASTM E96 standard, the WVTR was determined by the cup method or the infrared sensor method. For instance, under conditions of 38℃ and 90%RH, coatings with WVTR lower than 2 g/(m²·24h) are suitable for scenarios with high moisture-proof requirements.

Fourth, Failure Modes and improvement Strategies

Coating defects cause penetration

ピンホールや泡は、局所的な防水性の故障を引き起こす可能性があります。たとえば、直径0.1mmのピンホールは、コーティングの全体的な吸水速度を30％増加させる可能性があります。改善方法には、噴霧プロセスの最適化（霧化圧の増加を0.3 MPaに増加させるなど）またはマルチコートコーティングの採用が含まれます。

インターフェイスの剥離は失敗につながります

コーティング層状界面での水分子の吸着は、接着を弱めます。たとえば、コンクリート基板では、プライマー処理が行われない場合、6か月後に接着は40％減少する可能性があります。溶液には、接着プロモーターの使用またはコーティングの厚さを150μm以上に増やすことが含まれます。

化学侵食は構造に損傷を与えます

Acidic and alkaline environments will accelerate the hydrolysis of the coating. For instance, after being immersed in an acidic solution with pH=2 for 72 hours, the cross-linking density of the coating may decrease by 25%. The improvement directions include introducing hydrolysis-resistant groups (such as siloxanes) or increasing the hardness of the coating to more than 2H.

Fifth, verification of actual application scenarios

Building exterior wall protection

In rainy areas, it is necessary to verify the coating’s resistance to rainwater erosion. For example, through a spray test simulating 10 years of rainfall (approximately 3000 mm), observe whether the coating shows powdering or peeling.

Packaging of electronic equipment

高湿度環境（85％RH、85）などの場合、回路基板に対するコーティングの保護効果をテストする必要があります。たとえば、1000時間のテストの後、湿気のないコーティングによって保護されている回路基板の絶縁抵抗は、10¹²ωを超えている必要があります。

地下施設の腐食防止

地下水浸透のシナリオでは、コーティングの陰極違いを評価する必要があります。たとえば、28日間-1.5Vのポテンシャルに維持された後、コーティングと金属基質の間の剥離半径は5 mm未満でなければなりません。