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什么是耐磨性？

在當(dāng)今的現(xiàn)代生活中，還有什么比智能手機(jī)屏幕、拋光地板或閃亮的新車上出現(xiàn)難看的劃痕更令人惱火呢？這種不良的表面外觀通常是由于暴露在外部環(huán)境中造成的。劃痕不僅會(huì)大大降低涂層產(chǎn)品的表面美觀度，還會(huì)導(dǎo)致基材過(guò)早失效（例如，由于基材暴露而加速腐蝕）。劃痕是指使用尖銳物體在涂層或未涂層表面上造成的淺而薄的切口或痕跡，而擦傷是指由于磨蝕性物質(zhì)造成的細(xì)微劃痕導(dǎo)致涂層的降解。 涂層對(duì)劃痕和擦傷的抵抗力稱為耐磨性。涂層的耐磨性提供了有關(guān)涂層抵抗磨蝕性材料損壞的能力的信息，例如：

沙

• 污垢

• 碎石

• 百潔刷等

耐磨性是涂層耐久性的基本因素。耐磨涂層應(yīng)用于基材上，旨在防止可能導(dǎo)致表面缺陷的機(jī)械損傷。它們被廣泛用于減少或消除磨損，從而延長(zhǎng)涂層部件的使用壽命。當(dāng)然，耐磨性對(duì)于使用涂層進(jìn)行防護(hù)的配方設(shè)計(jì)師和消費(fèi)者都具有實(shí)際重要性。必須定量了解表面變化，以便更好地關(guān)聯(lián)導(dǎo)致涂層性能下降的各種外部因素以及如何避免或減少因磨損造成的損傷。通常，在使用中會(huì)暴露于磨損和機(jī)械損傷的涂層需要具有耐磨性。讓我們回顧一下決定油漆和涂料耐磨性的主要因素、原材料和測(cè)試方法。

哪些因素決定油漆和涂料的耐磨性？

涂層的耐磨性與涂層抵抗因侵蝕或沖擊而產(chǎn)生的磨損或變形的能力有關(guān)。涂層的耐磨性越好，就越能為基材提供更好、更持久的保護(hù)。磨損是由于兩個(gè)接觸面之間由于不平整或粗糙的表面而產(chǎn)生的。當(dāng)凹凸不平的表面相互接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磨擦力。這會(huì)導(dǎo)致外觀變化，這是由表面粗糙度引起的，進(jìn)而導(dǎo)致光澤度和反射率的降低。如果材料即使在潤(rùn)滑的情況下仍不能滿足耐磨要求，則可能需要使用具有更高耐磨性的涂層。耐磨性并非表面涂層獨(dú)有的特性，它也與其他物理特性相關(guān)。它在功能上與彈性以及粘結(jié)力有關(guān)。決定材料耐磨性的不同因素包括：

粗糙度——涂層表面越粗糙，越容易磨損。

• 硬度、韌性和柔韌性——硬度與柔韌性必須平衡，因?yàn)檫@些特性共同作用。如果涂層硬度不夠，沖擊可能會(huì)使涂層體系斷裂，直至基材。而且，涂層硬度過(guò)高也更容易發(fā)生脆性斷裂。?

• 彈性- 涂層的彈性也是控制磨損的重要因素。通常，彈性模量衡量的是材料發(fā)生彈性變形的傾向。它衡量的是應(yīng)變的彈性極限，即涂層在不發(fā)生永久變形的情況下可以承受的應(yīng)變量。?

• 粘結(jié)強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度——成功的耐磨涂層必須能夠支撐高負(fù)荷、提供低摩擦，并且不能出現(xiàn)粘結(jié)斷裂或與基材失去粘附性。

• 接觸幾何形狀——磨料顆粒的尺寸、長(zhǎng)度和橫截面積影響涂層的耐磨性。

• 顏料體積濃度-光澤度、清潔能力、機(jī)械強(qiáng)度、耐洗牢度和耐磨性隨顏料體積濃度的增加而降低。

• 除此之外，薄膜的厚度也是一個(gè)關(guān)鍵因素。

改善油漆和涂料耐磨性的原材料

  每種涂層的設(shè)計(jì)都旨在抵抗磨損，同時(shí)保持足夠的延展性以抵抗沖擊。涂層表面的機(jī)械和光學(xué)性能主要由樹脂體系決定。對(duì)于著色體系，分散的顏料和填料顆粒也會(huì)對(duì)這些性能產(chǎn)生影響。添加某些蠟和填料也可以提高涂層的耐磨性。讓我們討論一些示例及其在涂層耐磨性中的作用。

提高耐磨性的樹脂粘合劑體系類型

  樹脂粘合劑控制涂層表面的機(jī)械硬度、抗劃傷性、耐擦洗性以及表面滑爽性。

提高耐磨性的有效添加劑

如下所述，通過(guò)添加添加劑可以進(jìn)一步提高耐磨性。
蠟可以提高干膜的耐刮擦性和抗粘連性。蠟用于保護(hù)涂層和/或其基材免受外觀和物理?yè)p傷。蠟的硬度決定了其耐磨性的提升效果。

• 在涂料中， 有機(jī)硅助劑?能有效降低表面張力，增強(qiáng)滑爽性。它們有助于增強(qiáng)涂層的耐候性、耐磨性、耐化學(xué)品性和耐溶劑性。

• 膠體二氧化硅通過(guò)增加反應(yīng)基團(tuán)的交聯(lián)密度來(lái)提高耐刮擦性能。它們?cè)鰪?qiáng)了涂膜的致密度，從而提高了耐刮擦性能。

• 樹脂膜中通常會(huì)加入氧化硅和氧化鋁等金屬氧化物，以抑制涂層的損傷、刮擦或磨損。

• 耐磨填料（例如煅燒氧化鋁、石英、碳化硅）可減少涂層的磨損，例如道路標(biāo)記和地板覆蓋物

• 納米氧化物顆粒可以增強(qiáng)涂層的物理性能，而不會(huì)影響外觀。用于表面保護(hù)的納米二氧化硅和納米氧化鋁顆粒也可以添加到著色涂層中。它們不僅具有抗刮擦性，還能幫助提高耐磨性、附著力、耐污性和耐腐蝕性，因?yàn)榧{米顆粒可以形成更致密的涂層結(jié)構(gòu)。