涂料耐磨性及标准简介
一、涂料耐磨性的定义
涂料耐磨性，用于评估涂料表面在受到摩擦、耐磨等外力作用时的抵抗能力。通过模拟真实使用条件，测定涂料在一定次数下的耐磨程度，可以评估涂料的耐久性和性能。
二、影响涂料耐磨性的主要因素
（一）涂料基质
1. 涂料类型：不同类别的涂料，如聚氨酯、环氧树脂、氟碳涂料，因其化学结构、键强度和交联密度不同，耐磨性能差异显著。
2. 树脂的硬度和玻璃化转变温度：树脂的硬度和玻璃化转变温度直接影响涂膜的刚度和韧性，进而影响耐磨性。树脂硬度越高，涂膜越坚固，耐磨能力越强。
3. 颜料的类型和含量：颜料的自身硬度和与树脂的兼容性影响涂膜的耐磨性。硬质颜料，如二氧化硅和氧化铝，可提升涂膜的抗耐磨能力，但过量添加可能会降低涂膜的韧性。
（二）涂料表面形态
1. 表面的粗糙度：表面粗糙度较高的涂膜更易被磨损。光滑平整的表面能有效降低与磨料的接触面积，减轻磨耗。
2. 表面的致密性：涂膜的致密性影响其抵抗外力渗透和耐磨的能力。致密的涂膜具有较少的孔隙和缺陷，更不容易被磨损。
3. 表面的交联度：交联度高的涂膜结构更紧密，耐磨性能更强。交联度低的涂膜容易发生分子链滑移和断裂，导致耐磨性降低。
（三）涂料添加剂
1. 抗耐磨添加剂：无机纳米颗粒，如二氧化硅、氧化铝和氮化硼，可作为抗耐磨添加剂，有效增强涂膜的耐磨性。
2. 韧性添加剂：橡胶类聚合物，如聚异戊二烯和丁苯橡胶，可提高涂膜的韧性，防止脆性断裂，间接提升耐磨性能。
3. 疏水添加剂：疏水添加剂，如氟化物和硅，可降低涂膜表面的表面自由能，减少与磨料的粘附，减轻磨损。
（四）涂料施工工艺
1. 涂层厚度：较厚的涂层提供更多的耐磨保护层。然而，过厚的涂层可能会出现脆性断裂和剥落问题。
2. 涂层均匀性：不均匀的涂层厚度会导致局部磨损，影响整体耐磨性能。
3. 固化条件：涂料在适当的温度、湿度和固化时间条件下固化能形成致密的交联网络，获得最佳的耐磨性。
三、涂料耐磨性的测试标准
涂料耐磨性测试，是指用于评估涂料在特定条件下抵抗损和划伤的能力的标准化程序。其测试方法根据涂料的预期应用和暴露的损类型而有所不同。涂料的耐磨性可以通过多种方法进行测试，包括磨耗法、落砂法等。
目前常用的涂料耐磨性标准如下：
GB/T 1768-2006《色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法》
GB/T 23988-2009《涂料耐磨性测定 落砂法》
ASTM G6-2007(2024)《管道涂层耐耐磨性测试方法》
DIN EN 4406:2007《航空航天系列 颜料和清漆 双组分冷固化聚氨酯涂料 耐磨性》
DIN EN ISO 7784-1-2023《色漆和清漆 耐磨性的测定 第1部分：用覆有磨料纸的滚轮和旋转试样的方法》（ISO 7784-1:2023）
DIN EN ISO 7784-2-2023《色漆和清漆 耐磨性的测定 第2部分：用耐磨橡胶滚轮和旋转试样的方法》（ISO 7784-2:2023）
DIN EN ISO 7784-3-2023《色漆和清漆 耐磨性的测定 第3部分：用覆有磨料纸的滚轮和直线往复试样的方法》（ISO 7784-3:2022）
四、涂料耐磨性测试方法概述
（一）磨耗测试方法
常用标准为：GB/T 1768-2006《色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法》/ISO 7784-2-1997，IDT。
1. 磨耗测试方法是通过在涂料表面施加磨料并测量涂料在一定时间或磨耗次数后的耐磨量来评估涂料的耐磨性。
2. 常用的磨耗测试方法包括塔式磨耗试验和轮式磨耗试验。
3. 磨耗测试结果可用于比较不同涂料的耐磨性并预测涂料在实际使用中的耐磨性能。
（二）落砂测试方法
常用标准为：GB/T 23988-2009《涂料耐磨性测定 落砂法》。
采用落砂法对涂层进行耐磨性能评估主要是模拟长期曝露在户外的涂层经受风沙吹蚀的耐耐磨性能。该方法的原理是让一定大小的砂砾通过固定内径的导管从规定的高度落到试验样板上，直至耐磨到露出底材为止。然后称取所消耗的砂量，以单位涂层厚度所用的标准砂量表示测试结果。
然而，落砂法耐磨测试操作虽然简单，但试验耗时比较长，而且试验结果重现性差，并且试验所选的磨料对试验结果有显著影响。这是因为从不同渠道来源的磨料，即使满足相关标准的粒度要求，但其磨料粒子形态特点存在差异，物理性能的一致性难以稳定，造成试验结果的可比性和重现性差。因此，为了使试验结果尽量有好的可比性，操作者须保证：
1. 使用同一来源的磨料，并且在使用前进行粗筛和干燥；
2. 严格按标准进行砂的流出速度校准：确保砂束的内心正好落在砂流的中心位置，且流出速度为21~23.5 s内流出2 L；
3. 校准磨耗圆点：最大磨耗区的中心应在磨耗椭圆形长轴的中心线上，并在距上端14~17 mm之内。
五、涂料耐磨性测试方法的发展趋势
1. 涂料耐磨性测试方法正在向更自动化、更灵敏、更准确的方向发展。
2. 新型测试方法正在被开发，以更好地模拟实际使用条件中的耐磨情况。
3. 涂料耐磨性测试方法正在与其他表征技术相结合，以提供更全面的涂料性能评估。
来源：涂料工业
