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對(duì)于粉末涂料涂裝企業(yè)及粉末涂料制造商來(lái)講，涂膜的耐刮傷性是經(jīng)常遇到并需要很好地解決的問(wèn)題。有些人認(rèn)為一般硬的物體總比軟的物體更不容易磨損,這種觀念可能在某些情況下是對(duì)的,但有時(shí)軟的物體可能更耐磨，如橡膠輪胎就比鋼輪耐磨得多。耐劃傷性與涂膜硬度存在一定的關(guān)系,漆膜硬度低耐劃傷性差，但漆膜硬度高不一定其耐劃傷性就好。涂膜表面的磨損深度約為50 nm至幾百納米,寬度在幾百納米到2mm之間。對(duì)于高裝飾性的漆膜，即使很輕微的劃痕和磨損也易被觀察到。本文試圖就這些現(xiàn)象，結(jié)合一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。

與耐劃傷相關(guān)的幾個(gè)概念

耐劃傷性是衡量涂膜表面抵抗因動(dòng)態(tài)機(jī)械力作用而造成的永久變形的尺度或表面被擦傷后恢復(fù)成原狀的性能。劃傷或磨損的成因包括硬物沖擊和摩擦等。目前,業(yè)界對(duì)此的研究有些模糊,沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語(yǔ)。因?yàn)榇朔N現(xiàn)象都屬于摩擦學(xué),即涉及到的是表面間滑動(dòng)接觸的學(xué)科，如劃痕、劃傷、擦傷、刮傷、磨損、磨亮等等。

粉末涂料的耐刮傷性與耐磨性有關(guān)系，而兩者主要的差別是:磨損深人膜層，而擦傷僅僅在表面，一般深度小于0.5 u m,但是已影響了被涂裝物的外觀。在某些涂層中可見的擦傷時(shí)而升高光澤或者時(shí)而降低光澤，例如一些混合型體系或者丙烯酸體系中會(huì)出現(xiàn)如此的現(xiàn)象。

刮傷的物理現(xiàn)象是復(fù)雜的，用不同模型可以來(lái)描繪硬物劃過(guò)黏性彈體表面所產(chǎn)生的響應(yīng)?？蓪㈨憫?yīng)分為彈性的、塑性的和斷裂的。彈性的響應(yīng)基本立即復(fù)原,只有塑性形變和裂痕才會(huì)導(dǎo)致擦傷。

通過(guò)以下途徑可得到抗刮傷性涂膜:可以做得足夠硬,使擦傷物不能穿人表面太深或者做得有足夠的彈性,在擦傷應(yīng)力消除后反彈。

硬度的單位是單位面積上的力(N/m2)。在說(shuō)明硬度時(shí)，要注明力是怎樣施加的（伸長(zhǎng)、剪切、彎曲或壓縮),哪一個(gè)面積(形變前、后或者正在改變時(shí))，施加應(yīng)力的速度和溫度。用于涂料硬度測(cè)試的有三類方法:壓痕、劃痕和擺桿測(cè)試。國(guó)內(nèi)粉末涂料界常用的劃痕硬度是鉛筆硬度試驗(yàn),可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《涂膜硬度鉛筆測(cè)定法》(GB/T6739-96)中的方法測(cè)定。另比較先進(jìn)的測(cè)試方法是采用一種掃描探針顯微鏡(SPM)方法可有助于定量描述汽車清漆的抗劃傷性能。更新問(wèn)世的納米力學(xué)分析儀(nanomechamicalanalyzer)可以檢測(cè)近表面的力學(xué)性質(zhì)。

2配方設(shè)計(jì)中涂膜耐刮傷性的影響因素及改善措施

一般目前的粉末涂料理論認(rèn)為涂膜的硬度取決于成膜物質(zhì)的玻璃化溫度、交聯(lián)密度、顏填料的硬度以及顏填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等因素。所以在配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮如下幾點(diǎn):

(1)對(duì)于樹脂體系及固化劑，玻璃化溫度高、官能度高的樹脂與固化劑交聯(lián)固化成膜后，成膜物的玻璃化溫度高,交聯(lián)密度也大,因此相應(yīng)涂膜的硬度也高。例如在混合型的粉末涂料中,選擇玻璃化溫度高、酸值高的聚酯樹脂。

(2)選用具有硬度高同時(shí)柔性好的樹脂制備的PU啞光面漆成膜后抗劃傷性好﹔僅硬度高但較脆的漆膜抗劃傷性不好;硬度差的漆膜抗劃傷性更不好。因此，抗劃傷性好的漆膜應(yīng)能最大限度地抵抗外力產(chǎn)生的形變，又要求在外力消失后形變能迅速恢復(fù)。

(3)選擇硬度高的顏料和填料品種可提高涂膜硬度。

(4)提高顏料和填料的體積分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)，也可以提高涂膜的硬度。

(5)添加抗劃傷劑、增硬劑等助劑，例如一些含氟的蠟,可以起到一定的效果。蠟在粉末涂料中應(yīng)用特點(diǎn)為:①起霜效果。如所用的蠟的熔點(diǎn)低于烘烤溫度時(shí)，由于蠟在烘烤時(shí)熔融成液態(tài),成膜冷卻后,即在涂層上形成類似霜的薄層;②球軸效果。此效應(yīng)在于蠟由其本身的粒徑大小與涂層膜厚相近，甚至大一些,而顯露在外,使得蠟的耐刮、防擦傷性能可以顯現(xiàn);③漂浮效應(yīng)。不論蠟的粒子形態(tài)如何,蠟在成膜過(guò)程中漂移至涂膜表面均勻地分散開來(lái)，使得涂膜最上層有蠟的保護(hù),顯現(xiàn)蠟的特點(diǎn)。正是由于蠟基于以上的特點(diǎn),所以蠟分布在涂膜中能保護(hù)涂膜,防止刮傷,并提供耐磨損性?？箘潅脑硎遣捎眉酉炓栽黾颖砻婊鹊霓k法抵抗外力作用,同時(shí),由于含蠟的表面具有可修復(fù)性,因此,在被外力破壞表面之后可采用簡(jiǎn)單拋光的方法修復(fù)。但加蠟只能起輔助抗劃傷作用，主要還是要依賴樹脂的作用。

3涂裝過(guò)程中耐刮傷的影響因素及解決

方法

(1)固化不足。對(duì)于此原因所帶來(lái)的影響，可采取:①升高烘烤溫度,使之達(dá)到工藝要求的溫度;②延長(zhǎng)工件的烘烤時(shí)間，使之達(dá)到工藝要求的時(shí)間。

(⑵)固化過(guò)度。固化過(guò)度可導(dǎo)致涂膜脆化，使硬度下降?？蛇m當(dāng)降低烘烤溫度,縮短烘烤時(shí)間來(lái)解決。

(⑶)烘烤升溫速率太慢。在極慢的溶液流動(dòng)過(guò)程中，一些流平助劑遷移上浮至涂膜表面,影響涂膜的耐刮傷性,可通過(guò)提高升溫速度來(lái)改善。

4結(jié)語(yǔ)

抗刮傷性作為考核某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的粉末涂料性能的指標(biāo),如何更好地應(yīng)用意義重大。對(duì)于粉末涂料涂膜的耐刮傷性的要求，是在滿足粉末涂料的一些基本性能的基礎(chǔ)上，發(fā)揮其抗刮傷性的特殊性，達(dá)到具有高裝飾性能和高保護(hù)作用，以達(dá)到此系列粉末涂料的應(yīng)用目的。

面對(duì)粉末涂料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈的局面,面對(duì)粉末涂料產(chǎn)品“同質(zhì)化”的涂裝質(zhì)量,粉末涂料制造方應(yīng)提高產(chǎn)品質(zhì)量,努力縮小差距。