Как покрытия на водной и масляной основе влияют на характеристики материала

Нанесение защитной пленки на такие материалы, как бетон, сталь, алюминий или дерево, оказывает прямое влияние на эксплуатационные характеристики основания с течением времени, поэтому следует выбирать между покрытие на масляной основе или покрытие на водной основе — это больше, чем просто эстетический или экологический выбор.

1. Адгезия и склеивание с подложкой

Химическое соединение и физическое крепление

Для эффективной работы покрытие должно хорошо прилегать к основе. Для многих металлов (например, алюминия, оцинкованной стали) адгезия зависит от химического соединения, механического соединения и предварительной обработки основания (очистка, придание шероховатости, грунтовка). Независимо от того, используете ли вы покрытие на водной или масляной основе, подготовка поверхности имеет решающее значение.

Покрытия на водной основе часто включают в себя функциональные группы (например, гидроксильные, карбоксильные или силановые связующие агенты) для химического связывания с оксидными слоями металлов. Современные водоразбавляемые системы разработаны для достижения прочной адгезии даже на предварительно обработанных металлических поверхностях.

Покрытия на масляной основе (например, алкидные, льняные или системы на основе растворителей) часто проникают в микрошероховатости и отверждаются с образованием плотных пленок, которые могут создавать сильные силы Ван-дер-Ваальса, сшивание и межфазную адгезию.

Влияние остаточного напряжения

Во время отверждения покрытия сжимаются или создают внутренние напряжения. Если напряжение слишком велико, оно может оторваться от подложки или создать микротрещины. Поскольку покрытия на масляной основе часто отверждаются посредством окислительной сшивки (которая может вызвать усадку), они могут создавать более высокие остаточные напряжения, особенно на жестких основах. Покрытия на водной основе с более контролируемым сшиванием могут обеспечить большую релаксацию напряжений, снижая риск расслоения при определенных условиях.

2. Термическое расширение, гибкость и трещиностойкость.

Согласование коэффициента теплового расширения (CTE)

Подложки, такие как алюминий или сталь, расширяются и сжимаются при изменении температуры. Если КТР покрытия существенно не соответствует подложке, циклические термические напряжения могут привести к разрушению покрытия.

Покрытие на водной основе часто демонстрирует лучшую гибкость и эластичность, что позволяет ему лучше приспосабливаться к движениям подложки. Это снижает риск растрескивания, расслоения или усталости при повторяющихся циклах.

Покрытие на масляной основе, особенно то, которое отверждается в жесткую пленку, может меньше сопротивляться движению подложки, вызывая микротрещины при термоциклировании или механической вибрации.

Таким образом, для оснований, подвергающихся частым термоциклическим воздействиям (например, наружные панели, кровля, фасады), хорошо разработанная водорастворимая система часто продлевает срок службы системы покрытие-подложка.

Влияние на усталость и механический стресс

На изгибающихся элементах конструкций (металлических панелях, балках или каркасах) покрытия должны выдерживать изгиб, вибрацию или циклические механические нагрузки. Покрытие на водной основе, которое сохраняет гибкость под нагрузкой, с меньшей вероятностью растрескается или расслаивается. Напротив, жесткая пленка на масляной основе может оказаться более хрупкой при многократном изгибе, особенно с течением времени или под действием УФ-старения.

3. Поведение барьера против коррозии и влаги

Барьерные свойства

Важнейшая роль покрытия заключается в ограничении проникновения влаги, ионов (например, хлоридов) и кислорода. Чем лучше барьер, тем большую защиту получает подложка от коррозии. Покрытия как на водной, так и на масляной основе могут служить хорошими барьерами, но состав и толщина имеют значение.

Современные покрытия на водной основе, содержащие большое количество твердых частиц, сшивающих агентов и гидрофобных добавок, могут образовывать плотные пленки, которые хорошо противостоят проникновению воды.

Покрытия на масляной основе исторически обладали сильными барьерными свойствами из-за плотных гидрофобных сеток, образующихся после отверждения.

Коррозия под пленкой и катодное отслоение

Когда коррозия начинается на дефектах или краях, важна способность покрытия противостоять распространению коррозии под пленкой. Жесткие покрытия иногда больше страдают от подрезов, так как микротрещины позволяют влаге проникать под края. Гибкие или полуэластичные покрытия на водной основе могут противостоять распространению расслоения, ограничивая распространение коррозии.