ประสิทธิภาพการกันน้ำและผลการกันความชื้นของพื้นผิวของแข็งอะคริลิค

ประสิทธิภาพการกันน้ำและผลการป้องกันความชื้นของพื้นผิวที่เป็นของแข็งอะคริลิคจำเป็นต้องวิเคราะห์จากสามมิติ: โครงสร้างทางเคมีของวัสดุกลไกการปฏิสัมพันธ์ระหว่างอินเตอร์เฟสและลักษณะการปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพการป้องกันของมันควรได้รับการตรวจสอบร่วมกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการและสถานการณ์จริง ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดอย่างเป็นระบบจากสามด้าน: แหล่งประสิทธิภาพวิธีการทดสอบและโหมดความล้มเหลว:

ขั้นแรกพื้นฐานทางเคมีและลักษณะโครงสร้างของประสิทธิภาพกันน้ำ

ลักษณะพลังงานพื้นผิวต่ำ

ความแตกต่างของขั้วระหว่างกลุ่มเอสเตอร์ (-COO-) และโซ่อัลคิล (-CNH2N+1) ในอะคริลิคเรซินนำไปสู่แรงระหว่างโมเลกุลที่ค่อนข้างอ่อนแอ ตัวอย่างเช่นมุมสัมผัสน้ำของการเคลือบอะคริลิคบริสุทธิ์สามารถถึง 90 ° -105 °และหยดน้ำบนพื้นผิวจะมีสถานะเป็นทรงกลมเกือบลดแนวโน้มของการเปียก

โครงสร้างเครือข่ายเชื่อมโยงข้าม

เครือข่ายเชื่อมโยงข้ามสามมิติที่เกิดขึ้นจากโมโนเมอร์อเนกประสงค์ (เช่น trihydroxymethylpropane triacrylate) สามารถป้องกันการแทรกซึมของโมเลกุลของน้ำ ตัวอย่างเช่นการเคลือบที่มีความหนาแน่นของการเชื่อมขวาง 80% สามารถควบคุมอัตราการดูดซับน้ำต่ำกว่า 0.5% ซึ่งต่ำกว่า 3% -5% ของโพลีเมอร์เชิงเส้น

โครงสร้างโครงสร้างไมโคร-นาโน

เอฟเฟกต์ Superhydrophobic สามารถทำได้โดยการสร้างโครงสร้างคร่าวๆของ 50-200 นาโนเมตรบนพื้นผิวการเคลือบผ่านการแยกเฟสหรือวิธีแม่แบบ ตัวอย่างเช่นการแนะนำไมโครโฟนฟลูออโรโพลีเมอร์ลงในการเคลือบอะคริลิคสามารถเพิ่มมุมสัมผัสน้ำได้มากกว่า 150 °และมุมการหมุนให้น้อยกว่า 5 °

ประการที่สองกลไกและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อผลกระทบความชื้น

อุปสรรคการแพร่กระจายโมเลกุลของน้ำ

โครงสร้างที่เชื่อมโยงข้ามหนาแน่นสามารถยืดเส้นทางการแพร่กระจายของโมเลกุลของน้ำ ตัวอย่างเช่นในสภาพแวดล้อม 85%RH อัตราการส่งไอน้ำ (WVTR) ของการเคลือบข้ามที่เชื่อมโยงอาจต่ำถึง 1 g/(m²· 24 ชั่วโมง) ในขณะที่การเคลือบแบบไม่เชื่อมโยงอาจถึง 5 กรัม/(m²· 24 ชั่วโมง)

การยึดเกาะแบบอินเทอร์เซียลมีความสมดุล

การยึดเกาะระหว่างการเคลือบและสารตั้งต้นจะต้องมากกว่าพลังงานการดูดซับของโมเลกุลน้ำที่ส่วนต่อประสาน ตัวอย่างเช่นเมื่อการยึดเกาะถึง 3 MPa มันสามารถต้านทานการแทรกซึมของโมเลกุลน้ำภายในช่วง -20 ℃ถึง 60 ℃หลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ของการ debonding

การปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของการเคลือบและแรงตึงผิวของน้ำ ตัวอย่างเช่นที่ -10 ℃พลังงานจลน์ของโมเลกุลของน้ำลดลงซึ่งอาจทำให้การควบแน่นใน micropores ของการเคลือบเพิ่มขึ้น ที่ 40 ℃ความดันไอน้ำจะเพิ่มขึ้นและจำเป็นต้องมีความหนาแน่นของการเชื่อมขวางที่สูงขึ้นเพื่อรักษาความต้านทานความชื้น

ประการที่สามวิธีการทดสอบสำหรับประสิทธิภาพการกันน้ำและกันความชื้น

การวัดมุมสัมผัสแบบคงที่

ด้วยการใช้เครื่องวัดมุมสัมผัสแบบออพติคอลน้ำ 2 μlจะถูกทิ้งไว้ภายใต้เงื่อนไขของ 25 ℃และ 50%Rh และบันทึกการเปลี่ยนแปลงของมุมสัมผัสภายใน 30 วินาที ตัวอย่างเช่นมุมสัมผัสเริ่มต้นของการเคลือบอะคริลิคคุณภาพสูงสามารถถึง 100 °และการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า 2 °ภายใน 60 วินาที

การทดลองดูดซับน้ำแบบไดนามิก

แช่ตัวอย่างที่เคลือบในน้ำที่ปราศจากไอออนและชั่งน้ำหนักเป็นประจำเพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงคุณภาพ ตัวอย่างเช่นหลังจากแช่ 24 ชั่วโมงการเคลือบที่มีอัตราการดูดซับน้ำต่ำกว่า 0.8% ถือได้ว่ามีความต้านทานต่อน้ำที่ดี หากอัตราการดูดซับน้ำเกิน 2%อาจมีข้อบกพร่องขนาดเล็ก

การทดสอบวัฏจักรความชื้นสูง

หมุนเวียนเป็นเวลา 24 ชั่วโมงระหว่าง 85%RH และ 40 ℃และ 25%RH และ 20 ℃เป็นเวลา 100 ครั้งติดต่อกัน สังเกตว่าการเคลือบแสดงให้เห็นว่าแผลพุพองการเปลี่ยนสีหรือการลดลงของการยึดเกาะ ตัวอย่างเช่นหากการยึดเกาะลดลงไม่เกินเกรด 1 หลังจากการไหลเวียน (โดยวิธีกริด)

การทดสอบอัตราการส่งไอน้ำ

ตามมาตรฐาน ASTM E96 WVTR ถูกกำหนดโดยวิธี CUP หรือวิธีเซ็นเซอร์อินฟราเรด ตัวอย่างเช่นภายใต้เงื่อนไขของ 38 ℃และ 90%RH การเคลือบที่มี WVTR ต่ำกว่า 2 g/(m²· 24H) เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความต้องการความชื้นสูง

ประการที่สี่โหมดความล้มเหลวและกลยุทธ์การปรับปรุง

ข้อบกพร่องการเคลือบทำให้เกิดการแทรกซึม

รูเข็มหรือฟองอากาศอาจทำให้เกิดความล้มเหลวในการกันน้ำในท้องถิ่น ตัวอย่างเช่นรูเข็มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 มม. สามารถเพิ่มอัตราการดูดซับน้ำโดยรวมของการเคลือบได้ 30% วิธีการปรับปรุงรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการฉีดพ่น (เช่นการเพิ่มความดันอะตอมเป็น 0.3 MPa) หรือใช้การเคลือบแบบหลายชั้น

อินเตอร์เฟส debonding นำไปสู่ความล้มเหลว

การดูดซับโมเลกุลของน้ำที่ส่วนต่อประสานการเคลือบผิวจะทำให้การยึดเกาะอ่อนแอลง ตัวอย่างเช่นบนพื้นผิวคอนกรีตหากไม่มีการรักษาด้วยไพรเมอร์การยึดเกาะอาจลดลง 40% หลังจากหกเดือน การแก้ปัญหารวมถึงการใช้ก่อการยึดหรือเพิ่มความหนาของการเคลือบเป็นมากกว่า 150 μm

การพังทลายของสารเคมีทำให้โครงสร้างเสียหาย

สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและอัลคาไลน์จะช่วยเร่งการไฮโดรไลซิสของการเคลือบ ตัวอย่างเช่นหลังจากถูกแช่อยู่ในสารละลายที่เป็นกรดด้วย pH = 2 เป็นเวลา 72 ชั่วโมงความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามของการเคลือบอาจลดลง 25% ทิศทางการปรับปรุงรวมถึงการแนะนำกลุ่มที่ทนต่อการไฮโดรไลซิส (เช่น siloxanes) หรือเพิ่มความแข็งของการเคลือบเป็นมากกว่า 2h

ประการที่ห้าการตรวจสอบสถานการณ์แอปพลิเคชันจริง

อาคารป้องกันผนังภายนอก

ในพื้นที่ฝนตกมีความจำเป็นที่จะต้องตรวจสอบความต้านทานของการเคลือบผิวต่อการกัดเซาะของน้ำฝน ตัวอย่างเช่นผ่านการทดสอบสเปรย์จำลองปริมาณน้ำฝน 10 ปี (ประมาณ 3,000 มม.) สังเกตว่าการเคลือบแสดงให้เห็นว่าผงหรือปอกเปลือก

บรรจุภัณฑ์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง (เช่น 85%RH, 85 ℃) จำเป็นต้องทดสอบผลการป้องกันของการเคลือบบนแผงวงจร ตัวอย่างเช่นหลังจากการทดสอบ 1,000 ชั่วโมงความต้านทานของฉนวนของแผงวงจรที่ได้รับการป้องกันโดยการเคลือบที่ปราศจากความชื้นควรอยู่เหนือ10¹²Ω

การต่อต้านการกัดกร่อนของสิ่งอำนวยความสะดวกใต้ดิน

ในสถานการณ์ของการแทรกซึมของน้ำใต้ดินมีความจำเป็นที่จะต้องประเมินความต้านทานการไม่ลงรอยกันของการเคลือบ ตัวอย่างเช่นหลังจากได้รับการบำรุงรักษาที่ศักยภาพ -1.5V เป็นเวลา 28 วันรัศมีการลอกระหว่างการเคลือบและสารตั้งต้นโลหะควรน้อยกว่า 5 มม.