對于粉末涂料樂清噴塑企業(yè)及粉末涂料制造商來講，涂膜的耐刮蹭性是經(jīng)常遇到并需要很好地解決的問題。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的,但有時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。樂清噴塑試圖就這些現(xiàn)象，結(jié)合一些實踐經(jīng)驗進(jìn)行分析。
與耐劃傷相關(guān)的幾個概念
樂清噴塑對于耐劃傷性是衡量涂膜表面抵抗因動態(tài)機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)界對此的研究有些模糊,沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語。因為此種現(xiàn)象都屬于摩擦學(xué),即涉及到的是表面間滑動接觸的學(xué)科，如劃痕、劃傷、擦傷、刮蹭、磨損、磨亮等等。
粉末涂料的耐刮蹭性與耐磨性有關(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而升高光澤或者時而降低光澤，例如一些混合型體系或者丙烯酸體系中會出現(xiàn)如此的現(xiàn)象。
刮蹭的物理現(xiàn)象是復(fù)雜的，用不同模型可以來描繪硬物劃過黏性彈體表面所產(chǎn)生的響應(yīng)。可將響應(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導(dǎo)致擦傷。
通過以下途徑可得到抗刮蹭性涂膜: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)。在說明硬度時，要注明力是怎樣施加的（伸長、剪切、彎曲或壓縮),哪一個面積(形變前、后或者正在改變時)，施加應(yīng)力的速度和溫度。用于涂料硬度測試的有三類方法:壓痕、劃痕和擺桿測試。國內(nèi)粉末涂料界常用的劃痕硬度是鉛筆硬度試驗,可按國家標(biāo)準(zhǔn)《涂膜硬度鉛筆測定法》(GB/T6739-96)中的方法測定。另比較先進(jìn)的測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。更新問世的納米力學(xué)分析儀(nanomechamicalanalyzer)可以檢測近表面的力學(xué)性質(zhì)。
2配方設(shè)計中涂膜耐刮蹭性的影響因素及改善措施
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。所以在樂清噴塑配方設(shè)計時應(yīng)該考慮如下幾點:
(1)對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)用特點為:①起霜效果。如所用的蠟的熔點低于烘烤溫度時，由于蠟在烘烤時熔融成液態(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,蠟在成膜過程中漂移至涂膜表面均勻地分散開來，使得涂膜最上層有蠟的保護(hù),顯現(xiàn)蠟的特點。正是由于蠟基于以上的特點,所以蠟分布在涂膜中能保護(hù)涂膜,防止刮蹭,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,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涂裝過程中耐刮蹭的影響因素及解決
方法
(1)固化不足。對于此原因所帶來的影響，可采取:①升高烘烤溫度,使之達(dá)到工藝要求的溫度;②延長工件的烘烤時間，使之達(dá)到工藝要求的時間。
(⑵)固化過度。固化過度可導(dǎo)致涂膜脆化，使硬度下降。可適當(dāng)降低烘烤溫度,縮短烘烤時間來解決。
(⑶)烘烤升溫速率太慢。在極慢的溶液流動過程中，一些流平助劑遷移上浮至涂膜表面,影響涂膜的耐刮蹭性,可通過提高升溫速度來改善。
4結(jié)語
抗刮蹭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。對于粉末涂料涂膜的耐刮蹭性的要求，是在滿足粉末涂料的一些基本性能的基礎(chǔ)上，發(fā)揮其抗刮蹭性的特殊性，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。
