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隨著國家對環保的日益重視,水性涂料以其環保優勢成為涂料行業的綠色發展方向之一。但水性涂料的性能與溶劑型涂料相比仍有較大差距,水性涂料耐水性和耐腐蝕性差阻礙了其大范圍地推廣應用。通過隨著國家對環保的日益重視,水性涂料以其環保優勢成為涂料行業的綠色發展方向之一。但水性涂料的性能與溶劑型涂料相比仍有較大差距,水性涂料耐水性和耐腐蝕性差阻礙了其大范圍地推廣應用。通過對金屬基體材料的表面處理,可以提高金屬/涂層體系的整體防護性,有利于水性涂料在金屬基材上的使用和推廣。金屬基材傳統的表面處理方法,如電鍍、化學鍍等易對環境造成污染。等離子體處理作為一種新的表面處理手段,已受到研究者的廣泛關注。而等離子體處理不僅效果明顯,而且綠色環保,對基體表面的改性可以不對基體表面的性質有太大的改變,另外也具有安全性高、操作容易等優點,有希望被行業大力推廣。

等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產生的正負離子組成的離子化氣體狀物質，常被視為固體、液體、氣體以外物質存在的第四態。等離子體處理可以把一些羥基、羰基等功能性官能團與待處理試樣表面連接，經等離子體處理后可以提高材料表面的親水性，改善表面的鋪展性能，可以使有機涂層更好地潤濕機體表面，減少氣孔的產生,從而使基體表面更好地與涂層結合,延緩其失效過程。

等離子體處理后基體與涂層的SEM表征

空氣等離子體處理可以使基體表面增加一些功能性的基團,比如羥基、羰基等。這些基團可以與醇酸樹脂中的不飽和碳碳雙鍵、羧基、羥基、酯基等基團發生反應形成化學鍵,從而提高涂層與基體之間的結合力。另外也可以增加表面的粗糙度,增加結合力。

實驗對比了經等離子體處理前后基體與涂層的SEM形貌,如圖1所示。

清漆涂層截面SEM圖

從圖2可以看出，基體未經等離子體處理時，清漆涂層與金屬基體之間僅僅是相互附著，而基體經等離子體處理后，在清漆涂層與金屬基體之間存在一個明顯的過渡層。涂層與基體在附著的過程中連接形成了一個新的膜層,即等離子層。

未經等離子體處理的基材表面缺陷清漆涂層失效的三維共聚焦圖譜

由于等離子處理使金屬基體表面帶上了許多活性基團，所以該等離子層和基體金屬之間有部分化學鍵連接,使涂層與金屬成為一體，所以等離子層的出現增強了涂層與金屬基體之間的濕附著力，涂層的防剝離性能有了顯著的提高，使水在傳輸的過程中一層阻力，繼而提高了涂層的使用壽命和失效時間。