弗以塔克·古托夫斯基(Voytek Gutowski)，盛丽(Sheng Li)，布莱尔库埃伊斯(Blair Kuys)，康菲利珀(Con Filippou)，李拉塞尔(Lee Russell)

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木塑复合材料(WPCs)越来越广泛地应用于建筑外用材料领域。然而，许多木塑复合材料都含有聚乙烯或聚丙烯，导致涂料附着力很差。用火焰或电晕进行前处理，然后再涂覆能形成分子刷(译者注：密集接枝侧链的聚合物)的水性化合物，进而获得优异的附着力。

铝木材、木塑复合材料(WPCs)和新型耐用木制品如乙酰化木材，是外部建筑应用中最主要的基材。然而，聚乙烯基和聚丙烯基复合材料，包括木塑复合材料，都具有化学惰性，且不可直接涂刷面漆，因此，需要涂刷底漆或进行表面处理，才能使其具备良好的涂层附着力。

附着力不良、耐久性差的建筑涂料，若应用在窗框或门、墙板上会影响建筑物的功能和美观，需要昂贵的维护成本，包括重涂。为提高附着力，需要对表面进行一系列处理，包括火焰处理、涂覆氯化聚烯烃(CPO)底漆和专门的在线表面接枝工艺，并对这些工艺在应用过程中的适用性进行了评估。

本文展示了一种用于聚合物、木塑复合材料或木材表面提高附着力和耐久性的可行方法，采用一种工业上用来提高PP材质的汽车零部件的附着力的工艺，将特定的连接分子接枝到产品表面。

聚合物的前处理工艺概述

众所周知，许多表面处理，包括化学、火焰、电晕放电和等离子体可以改善聚合物基材对涂层的附着力。其中大多数工艺都会在聚合物表面植入含氧物质，从而产生高极性，在某些情况下，足以提高某些涂层的附着力。

然而，若要求涂料具有优异的附着力和耐久性时，如汽车涂料和建筑涂料，实现底材和涂层之间的化学反应常常是必要的。等离子体处理通过在表面植入指定化学物质，促进基材和涂料之间的相互作用。但是，因等离子体处理需要真空设备和间歇式处理，因此耗资巨大。虽然已有连续式等离子处理设备，其应用也仅限于高附加值应用领域，如生物医药产品领域。

为提高涂层在聚烯烃上的附着力，使用氯化聚烯烃(CPOs)做底漆是一种经常使用且相对有效的方法。也可通过表面接枝的连接分子来提高涂层的附着力，因为表面接枝的连接分子能提供一种连接涂料和基材的分子桥列(以“分子刷”的形式呈现)。这种方法的理论机理[1-6]认为，表面接枝的分子刷(见图1)能在裂纹前端蔓延之前，通过链的拉拔、键的断裂和形成开裂与涂料发生相互作用。

图1
(a)接枝分子刷物理-化学连接基材的表面和涂层之间的界面再现；
(b)界面开裂的扩展(Mc=涂料交联链间的分子量；Mw=接枝分子的分子量)