聚氨酯涂料漆膜开裂产生的原因与防治

漆膜在施工固化后，会受到由于不同原因而产生的各种内应力作用。开裂产生的本质原因是由于漆膜受到一种或几种不同的内应力的共同作用。但不是所有的内应力都会导致漆膜开裂，只当漆膜内应力超过漆膜的极限应力时，才会出现开裂。这种开裂会导致漆膜表面整体性的同时开裂，往往比较少见，常见的是局部开裂，其原因是由于漆膜的应力集中产生的。

所谓应力集中就是施加在漆膜表面的外力，使得材料内部产生的应力会因各种原因在某些部位成倍地集中，致使这些地方承受不了而率先发生断裂。

应力集中的地方主要有:几何上的不连续处，如家具的边角、孔、空洞、缺口、沟槽等;漆膜组分和材质的不连续处，如多组分、多相材料等;载荷上的不连续处，受力不均；膜表面温度分布不均处。由此造成材料的某个小体积中，应力比平均应力大得多，如超过极限应力，漆膜就会发生开裂。木用涂料中，漆膜开裂发生的位置通常是在家具的边、角或曲面等位置也就是这个原因。防止漆膜的开裂:一是减少内应力的产生;二是内应力产生后，可以进行有效地应力松弛;三是防止内应力集中。具体如下：

a.减少漆膜内应力的产生提高漆膜的柔韧性，当基材和漆膜体积变化不一致时，漆膜良好的柔韧性可以提高漆膜的抗开裂性。

漆膜的完全固化可以提供更多的交联点，从而在漆膜固化和溶剂挥发的过程中，对分子链的形变形成约束，降低内应力的产生，例如烘烤(50℃)可以大大提高漆膜的交联密度降低开裂风险。低温施工时，TDI三聚体固化剂的加入会提高漆膜开裂的风险。原因之一是TDI三聚体固化剂的玻璃化温度高，溶剂挥发后，漆膜即处于固相状态中，分子运动速率迅速降低，NCO 和羟基反应的反应速率降低，从而导致交联密度降低；原因之二是溶剂挥发后，分子链由舒展状态逐步变成线团状，内应力逐步积累，遇到温度变化等外来诱因的话，加上交联密度不足，就有可能导致开裂，特别是在底材的边角处以及缝隙位置。相反如果在这种条件下，加入的固化剂是TDI加成物，其玻璃化温度较低，可供交联反应进行的有效时间较长，分子运动速率快，碰撞概率大，固化更完全，漆膜不易开裂。因此在低温施工时，不能通过加入TDI三聚体固化剂的方法来提高漆膜的干燥速率，而是要通过提高固化温度、固化时间和加入催干剂以及位阻胺等手段来提高漆膜的固化程度。如果要求面漆有很高的硬度，配套底漆应该选择柔韧性较好的，降低基材和面漆之间的内应力的产生，达到防止开裂的目的。

b.有效的应力松弛应力松弛是在恒定的温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力随时间增加而衰减的现象。将涂装后的工件在50℃烘烤，可以有效释放内应力，达到抗开裂的目的。

c.防止应力集中，应力集中总是在膜的薄弱处出现，并导致开裂概率增加。