

在水性涂料體系中,抗靜電劑的作用至關(guān)重要,它能有效降低涂層表面電阻,防止靜電積聚。然而,涂層的實(shí)際應(yīng)用往往伴隨著摩擦、刮擦等物理作用。因此,評估添加了抗靜電劑的水性涂層的耐磨性,是確保其長期有效性和實(shí)用性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。耐磨性測試主要關(guān)注涂層在機(jī)械摩擦作用下,其物理完整性(如厚度損失、光澤變化、是否露底)和抗靜電性能保持能力(表面電阻是否顯著上升)的綜合表現(xiàn)。
核心測試方法
耐磨性測試沒有單一標(biāo)準(zhǔn),但常用且相關(guān)性高的方法包括:
1.Taber磨耗試驗(yàn)機(jī)(TaberAbraser):
*原理:使用特定規(guī)格的磨耗輪(如CS-10,CS-17),在設(shè)定負(fù)載(如500g,1000g)下,對旋轉(zhuǎn)的涂層樣板進(jìn)行摩擦。
*評估:主要測量一定轉(zhuǎn)數(shù)(如500,1000轉(zhuǎn))后的重量損失(mg)或涂層厚度損失(μm)。對抗靜電涂層,關(guān)鍵是在不同磨耗階段(如每100/200轉(zhuǎn)后)測量涂層表面的電阻值,觀察電阻隨磨耗增加的變化趨勢。重量/厚度損失小且電阻上升緩慢或保持在有效范圍內(nèi)的涂層,耐磨性(包含抗靜電持久性)更優(yōu)。
2.落砂法(AbrasionResistancebyFallingSand/ASTMD968):
*原理:讓標(biāo)準(zhǔn)砂粒從固定高度落到傾斜的涂層樣板上,通過砂流沖刷磨損涂層。
*評估:測量磨穿涂層(露出底材)所需消耗的砂子體積(L)或重量(g)。數(shù)值越大,耐磨性越好。同樣,測試過程中或在不同磨損程度下,需檢測表面電阻變化。
3.往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)(如RCA/LinearAbraser):
*原理:用特定摩擦頭(如氈墊、橡皮輪、鋼絲絨)在固定負(fù)載下,對涂層進(jìn)行直線往復(fù)摩擦。
*評估:記錄達(dá)到設(shè)定摩擦次數(shù)后涂層的外觀變化(劃痕深度、是否露底)或摩擦次數(shù)直至露底。同樣,需同步監(jiān)測電阻變化。此方法更貼近某些實(shí)際使用場景(如頻繁擦拭)。
評估重點(diǎn)與挑戰(zhàn)
*雙重指標(biāo):耐磨性測試不僅要看物理磨損量(重量/厚度損失、露底次數(shù)/砂量),更重要的是監(jiān)測抗靜電性能(表面電阻)隨磨損的衰減程度。物理磨損輕微但電阻急劇上升,或物理磨損嚴(yán)重但電阻仍可控,都是需要分析的具體情況。
*抗靜電劑的遷移與損耗:耐磨過程中,表層抗靜電劑會隨涂層材料一同被磨掉。測試結(jié)果反映了抗靜電劑在涂層中的分布穩(wěn)定性、與樹脂的相容性以及補(bǔ)充遷移到新表面的能力。耐磨性好的配方,應(yīng)能保證在表層磨損后,新暴露的表面仍能維持較低電阻。
*測試條件:負(fù)載大小、磨耗介質(zhì)(砂粒粗細(xì)、摩擦頭材質(zhì))、摩擦速度/頻率、環(huán)境溫濕度等都會顯著影響結(jié)果,測試時需嚴(yán)格控制和記錄。
*與實(shí)際應(yīng)用關(guān)聯(lián):選擇哪種測試方法應(yīng)盡量模擬涂層的最終使用場景(如地板清潔、設(shè)備面板擦拭、傳送帶摩擦等)。
協(xié)宇科普數(shù)據(jù)提示
耐磨性數(shù)據(jù)(如Taber磨耗mg/1000轉(zhuǎn)、落砂法L/μm、RCA摩擦次數(shù))和對應(yīng)的電阻變化曲線是評價水性抗靜電涂料性能的關(guān)鍵“硬指標(biāo)”。優(yōu)秀的配方應(yīng)在達(dá)到行業(yè)要求的耐磨等級(物理磨損量小)的同時,確保在預(yù)期的使用壽命周期內(nèi),即使經(jīng)歷磨損,其表面電阻值仍能穩(wěn)定在目標(biāo)范圍內(nèi)(如10?-10?Ω),滿足抗靜電需求。
總結(jié)
水性涂料抗靜電劑的耐磨性測試是一個綜合評估涂層物理機(jī)械性能和功能性(抗靜電)持久性的過程。通過Taber磨耗、落砂法或往復(fù)摩擦等標(biāo)準(zhǔn)方法,結(jié)合磨損前后及過程中的表面電阻測量,可以科學(xué)地篩選配方、優(yōu)化工藝,確保添加了抗靜電劑的水性涂層在經(jīng)受實(shí)際摩擦考驗(yàn)時,既能保持外觀完好,更能長效發(fā)揮其抗靜電功能。
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