什么是耐磨性？

在当今的现代生活中，还有什么比智能手机屏幕、抛光地板或闪亮的新车上出现难看的划痕更令人恼火呢？这种不良的表面外观通常是由于暴露在外部环境中造成的。划痕不仅会大大降低涂层产品的表面美观度，还会导致基材过早失效（例如，由于基材暴露而加速腐蚀）。划痕是指使用尖锐物体在涂层或未涂层表面上造成的浅而薄的切口或痕迹，而擦伤是指由于磨蚀性物质造成的细微划痕导致涂层的降解。 涂层对划痕和擦伤的抵抗力称为耐磨性。涂层的耐磨性提供了有关涂层抵抗磨蚀性材料损坏的能力的信息，例如：

沙

• 污垢

• 碎石

• 百洁刷等

耐磨性是涂层耐久性的基本因素。耐磨涂层应用于基材上，旨在防止可能导致表面缺陷的机械损伤。它们被广泛用于减少或消除磨损，从而延长涂层部件的使用寿命。当然，耐磨性对于使用涂层进行防护的配方设计师和消费者都具有实际重要性。必须定量了解表面变化，以便更好地关联导致涂层性能下降的各种外部因素以及如何避免或减少因磨损造成的损伤。通常，在使用中会暴露于磨损和机械损伤的涂层需要具有耐磨性。让我们回顾一下决定油漆和涂料耐磨性的主要因素、原材料和测试方法。

哪些因素决定油漆和涂料的耐磨性？

涂层的耐磨性与涂层抵抗因侵蚀或冲击而产生的磨损或变形的能力有关。涂层的耐磨性越好，就越能为基材提供更好、更持久的保护。磨损是由于两个接触面之间由于不平整或粗糙的表面而产生的。当凹凸不平的表面相互接触时，会产生磨擦力。这会导致外观变化，这是由表面粗糙度引起的，进而导致光泽度和反射率的降低。如果材料即使在润滑的情况下仍不能满足耐磨要求，则可能需要使用具有更高耐磨性的涂层。耐磨性并非表面涂层独有的特性，它也与其他物理特性相关。它在功能上与弹性以及粘结力有关。决定材料耐磨性的不同因素包括：

粗糙度——涂层表面越粗糙，越容易磨损。

• 硬度、韧性和柔韧性——硬度与柔韧性必须平衡，因为这些特性共同作用。如果涂层硬度不够，冲击可能会使涂层体系断裂，直至基材。而且，涂层硬度过高也更容易发生脆性断裂。 

• 弹性- 涂层的弹性也是控制磨损的重要因素。通常，弹性模量衡量的是材料发生弹性变形的倾向。它衡量的是应变的弹性极限，即涂层在不发生永久变形的情况下可以承受的应变量。 

• 粘结强度和拉伸强度——成功的耐磨涂层必须能够支撑高负荷、提供低摩擦，并且不能出现粘结断裂或与基材失去粘附性。

• 接触几何形状——磨料颗粒的尺寸、长度和横截面积影响涂层的耐磨性。

• 颜料体积浓度-光泽度、清洁能力、机械强度、耐洗牢度和耐磨性随颜料体积浓度的增加而降低。

• 除此之外，薄膜的厚度也是一个关键因素。

改善油漆和涂料耐磨性的原材料

  每种涂层的设计都旨在抵抗磨损，同时保持足够的延展性以抵抗冲击。涂层表面的机械和光学性能主要由树脂体系决定。对于着色体系，分散的颜料和填料颗粒也会对这些性能产生影响。添加某些蜡和填料也可以提高涂层的耐磨性。让我们讨论一些示例及其在涂层耐磨性中的作用。

提高耐磨性的树脂粘合剂体系类型

  树脂粘合剂控制涂层表面的机械硬度、抗划伤性、耐擦洗性以及表面滑爽性。

提高耐磨性的有效添加剂

如下所述，通过添加添加剂可以进一步提高耐磨性。
蜡可以提高干膜的耐刮擦性和抗粘连性。蜡用于保护涂层和/或其基材免受外观和物理损伤。蜡的硬度决定了其耐磨性的提升效果。

• 在涂料中， 有机硅助剂 能有效降低表面张力，增强滑爽性。它们有助于增强涂层的耐候性、耐磨性、耐化学品性和耐溶剂性。

• 胶体二氧化硅通过增加反应基团的交联密度来提高耐刮擦性能。它们增强了涂膜的致密度，从而提高了耐刮擦性能。

• 树脂膜中通常会加入氧化硅和氧化铝等金属氧化物，以抑制涂层的损伤、刮擦或磨损。

• 耐磨填料（例如煅烧氧化铝、石英、碳化硅）可减少涂层的磨损，例如道路标记和地板覆盖物

• 纳米氧化物颗粒可以增强涂层的物理性能，而不会影响外观。用于表面保护的纳米二氧化硅和纳米氧化铝颗粒也可以添加到着色涂层中。它们不仅具有抗刮擦性，还能帮助提高耐磨性、附着力、耐污性和耐腐蚀性，因为纳米颗粒可以形成更致密的涂层结构。