涂料耐磨性及標(biāo)準(zhǔn)簡介
一、涂料耐磨性的定義
涂料耐磨性，用于評估涂料表面在受到摩擦、耐磨等外力作用時(shí)的抵抗能力。通過模擬真實(shí)使用條件，測定涂料在一定次數(shù)下的耐磨程度，可以評估涂料的耐久性和性能。
二、影響涂料耐磨性的主要因素
（一）涂料基質(zhì)
1. 涂料類型：不同類別的涂料，如聚氨酯、環(huán)氧樹脂、氟碳涂料，因其化學(xué)結(jié)構(gòu)、鍵強(qiáng)度和交聯(lián)密度不同，耐磨性能差異顯著。
2. 樹脂的硬度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：樹脂的硬度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度直接影響涂膜的剛度和韌性，進(jìn)而影響耐磨性。樹脂硬度越高，涂膜越堅(jiān)固，耐磨能力越強(qiáng)。
3. 顏料的類型和含量：顏料的自身硬度和與樹脂的兼容性影響涂膜的耐磨性。硬質(zhì)顏料，如二氧化硅和氧化鋁，可提升涂膜的抗耐磨能力，但過量添加可能會降低涂膜的韌性。
（二）涂料表面形態(tài)
1. 表面的粗糙度：表面粗糙度較高的涂膜更易被磨損。光滑平整的表面能有效降低與磨料的接觸面積，減輕磨耗。
2. 表面的致密性：涂膜的致密性影響其抵抗外力滲透和耐磨的能力。致密的涂膜具有較少的孔隙和缺陷，更不容易被磨損。
3. 表面的交聯(lián)度：交聯(lián)度高的涂膜結(jié)構(gòu)更緊密，耐磨性能更強(qiáng)。交聯(lián)度低的涂膜容易發(fā)生分子鏈滑移和斷裂，導(dǎo)致耐磨性降低。
（三）涂料添加劑
1. 抗耐磨添加劑：無機(jī)納米顆粒，如二氧化硅、氧化鋁和氮化硼，可作為抗耐磨添加劑，有效增強(qiáng)涂膜的耐磨性。
2. 韌性添加劑：橡膠類聚合物，如聚異戊二烯和丁苯橡膠，可提高涂膜的韌性，防止脆性斷裂，間接提升耐磨性能。
3. 疏水添加劑：疏水添加劑，如氟化物和硅，可降低涂膜表面的表面自由能，減少與磨料的粘附，減輕磨損。
（四）涂料施工工藝
1. 涂層厚度：較厚的涂層提供更多的耐磨保護(hù)層。然而，過厚的涂層可能會出現(xiàn)脆性斷裂和剝落問題。
2. 涂層均勻性：不均勻的涂層厚度會導(dǎo)致局部磨損，影響整體耐磨性能。
3. 固化條件：涂料在適當(dāng)?shù)臏囟取穸群凸袒瘯r(shí)間條件下固化能形成致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，獲得最佳的耐磨性。
三、涂料耐磨性的測試標(biāo)準(zhǔn)
涂料耐磨性測試，是指用于評估涂料在特定條件下抵抗損和劃傷的能力的標(biāo)準(zhǔn)化程序。其測試方法根據(jù)涂料的預(yù)期應(yīng)用和暴露的損類型而有所不同。涂料的耐磨性可以通過多種方法進(jìn)行測試，包括磨耗法、落砂法等。
目前常用的涂料耐磨性標(biāo)準(zhǔn)如下：
GB/T 1768-2006《色漆和清漆 耐磨性的測定 旋轉(zhuǎn)橡膠砂輪法》
GB/T 23988-2009《涂料耐磨性測定 落砂法》
ASTM G6-2007(2024)《管道涂層耐耐磨性測試方法》
DIN EN 4406:2007《航空航天系列 顏料和清漆 雙組分冷固化聚氨酯涂料 耐磨性》
DIN EN ISO 7784-1-2023《色漆和清漆 耐磨性的測定 第1部分：用覆有磨料紙的滾輪和旋轉(zhuǎn)試樣的方法》（ISO 7784-1:2023）
DIN EN ISO 7784-2-2023《色漆和清漆 耐磨性的測定 第2部分：用耐磨橡膠滾輪和旋轉(zhuǎn)試樣的方法》（ISO 7784-2:2023）
DIN EN ISO 7784-3-2023《色漆和清漆 耐磨性的測定 第3部分：用覆有磨料紙的滾輪和直線往復(fù)試樣的方法》（ISO 7784-3:2022）
四、涂料耐磨性測試方法概述
（一）磨耗測試方法
常用標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T 1768-2006《色漆和清漆 耐磨性的測定 旋轉(zhuǎn)橡膠砂輪法》/ISO 7784-2-1997，IDT。
1. 磨耗測試方法是通過在涂料表面施加磨料并測量涂料在一定時(shí)間或磨耗次數(shù)后的耐磨量來評估涂料的耐磨性。
2. 常用的磨耗測試方法包括塔式磨耗試驗(yàn)和輪式磨耗試驗(yàn)。
3. 磨耗測試結(jié)果可用于比較不同涂料的耐磨性并預(yù)測涂料在實(shí)際使用中的耐磨性能。
（二）落砂測試方法
常用標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T 23988-2009《涂料耐磨性測定 落砂法》。
采用落砂法對涂層進(jìn)行耐磨性能評估主要是模擬長期曝露在戶外的涂層經(jīng)受風(fēng)沙吹蝕的耐耐磨性能。該方法的原理是讓一定大小的砂礫通過固定內(nèi)徑的導(dǎo)管從規(guī)定的高度落到試驗(yàn)樣板上，直至耐磨到露出底材為止。然后稱取所消耗的砂量，以單位涂層厚度所用的標(biāo)準(zhǔn)砂量表示測試結(jié)果。
然而，落砂法耐磨測試操作雖然簡單，但試驗(yàn)耗時(shí)比較長，而且試驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性差，并且試驗(yàn)所選的磨料對試驗(yàn)結(jié)果有顯著影響。這是因?yàn)閺牟煌纴碓吹哪チ希词節(jié)M足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的粒度要求，但其磨料粒子形態(tài)特點(diǎn)存在差異，物理性能的一致性難以穩(wěn)定，造成試驗(yàn)結(jié)果的可比性和重現(xiàn)性差。因此，為了使試驗(yàn)結(jié)果盡量有好的可比性，操作者須保證：
1. 使用同一來源的磨料，并且在使用前進(jìn)行粗篩和干燥；
2. 嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行砂的流出速度校準(zhǔn)：確保砂束的內(nèi)心正好落在砂流的中心位置，且流出速度為21~23.5 s內(nèi)流出2 L；
3. 校準(zhǔn)磨耗圓點(diǎn)：最大磨耗區(qū)的中心應(yīng)在磨耗橢圓形長軸的中心線上，并在距上端14~17 mm之內(nèi)。
五、涂料耐磨性測試方法的發(fā)展趨勢
1. 涂料耐磨性測試方法正在向更自動化、更靈敏、更準(zhǔn)確的方向發(fā)展。
2. 新型測試方法正在被開發(fā)，以更好地模擬實(shí)際使用條件中的耐磨情況。
3. 涂料耐磨性測試方法正在與其他表征技術(shù)相結(jié)合，以提供更全面的涂料性能評估。
來源：涂料工業(yè)
