王林，吳吉霞

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

漆膜耐干摩擦測試方法淺析

王林，吳吉霞

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章從漆膜的耐干摩擦測試方法定義、原理、測試儀器、測試方法和測試結(jié)果討論等方面進(jìn)行簡單敘述，重點(diǎn)通過生產(chǎn)工藝、使用材料、漆膜硬度及顏色間差異對測試結(jié)果進(jìn)行對比分析，從而為漆膜光澤損失率提供測試的依據(jù)。

漆膜；干摩擦；涮洗；光澤度；損失率

CLC NO.:U472.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-129-03

前言

近些年，隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)銷快速增長，家用轎車也快速得到普及，人們對汽車質(zhì)量的要求越來越高。尤其是汽車的外觀質(zhì)量，比如漆膜耐劃傷性，使用幾年后漆膜光澤度是否下降等一些漆膜的質(zhì)量。因此，漆膜的耐劃傷性能和摩擦后的光澤度性能受到涂料供應(yīng)商、汽車的制造商和產(chǎn)品使用者的普遍關(guān)注。

目前，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/7927《色漆和清漆劃痕試驗(yàn)》是一種在規(guī)定條件下用加載規(guī)定負(fù)荷的劃針來測定色漆、清漆或相關(guān)產(chǎn)品的單一涂層或復(fù)合涂層體系耐劃針劃痕的性能的試驗(yàn)方法，還沒有一種快速模擬測試漆膜耐刷洗和摩擦后的性能試驗(yàn)方法。行業(yè)內(nèi)有采用模擬洗車的一種測試方法，但試驗(yàn)周期較長。為了縮短試驗(yàn)周期，快速反應(yīng)漆膜相關(guān)性能，本文主要介紹一種漆膜耐摩擦后光澤老化性能的測試方法。

1 試驗(yàn)

1.1 原理

漆膜耐刷洗和漆膜耐干摩擦的定義是一致的，為了通過檢測光澤的損失來評價漆膜的耐磨擦性能。是用一個固定在運(yùn)動支架上的磨料對漆膜進(jìn)行磨擦，并檢測漆膜的變化，使漆膜表面因磨擦累積而引起光澤損失。

這兩種測試方法原理上存在差異，漆膜的耐干摩擦測試方法是通過儀器可以在 200mm*70mm面積試板上施加 9 N的力。儀器在機(jī)械臂帶動下，以大約每秒一次的恒定頻率在10cm 的距離內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。在完成規(guī)定的往復(fù)次數(shù)后測試摩擦位置的光澤度，在與摩擦前光澤度進(jìn)行對比，計算出光澤下降的程度，用百分比表示。

漆膜耐刷洗測試方法是把8塊200mm*70mm試板，同時放入模擬洗車系統(tǒng)儀器內(nèi)的固定板上，清洗用水添加1.5g/L比例的硅石粉，旋轉(zhuǎn)毛刷以127RPM清洗轉(zhuǎn)速進(jìn)行對試板洗刷10個周期。在與刷洗測試前光澤度進(jìn)行對比，計算出光澤下降的程度，用百分比表示。

本文以下主要介紹漆膜耐干摩擦測試方法，對漆膜耐涮洗測試方法不在贅述。

1.2 相關(guān)設(shè)備儀器

1.2.1 設(shè)備儀器

磨擦儀：該儀器可以在 14cm2面積上（試板尺寸200mm*70mm)施加 9 N力。在機(jī)械臂帶動下，以大約每秒一次的恒定頻率在 10cm 的距離內(nèi)往復(fù)運(yùn)動（設(shè)備構(gòu)成參見圖1磨擦儀示意圖）。

圖1 磨擦儀示意圖

多角度分光光度計：光澤計需滿足 GB/T 9754－2007 標(biāo)準(zhǔn)的測量要求。

1.2.2 輔助材料

M類P2400磨光砂紙，要求自動粘膠，直徑30mm的圓形片。

1.3 測試方法

1.3.1 試樣制作

（1）制作試樣基料通常為實(shí)際使用中金屬板或塑料板，試樣基材尺寸為200mm*70mm。按照GB 1727 漆膜一般制備法，試樣的噴涂與干燥方式與實(shí)際應(yīng)用制備方法一致，得到通常的膜厚，保持試樣的平整度，每次試樣至少有2個平行試樣。

（2）試樣最好是深色（黑色、藍(lán)色、灰色等），以免測量結(jié)果被底色光澤影響，確保測量結(jié)果具有代表性。

（3）試樣漆膜表面應(yīng)非常平整、清潔、無指痕和灰塵，且不應(yīng)當(dāng)有顆粒和劃痕，不符合要求的試樣禁止使用。如有必要的清洗時，應(yīng)用蒸餾水清洗和柔軟無絨布擦拭。

（4）測試前將試樣按GB/T9278-2008要求放置在溫度23±2°，相對濕度50±5%，24小時，避免污染。

（5）測試試樣單涂層涂膜和1K清漆制作完成后靜置24小時后測試，2K清漆制作完成后靜置7天后測試。

1.3.2 測試步驟

（1）對試樣做好標(biāo)記，包括供應(yīng)商、生產(chǎn)批號、顏色、取樣時間、地點(diǎn)；

（2）在垂直于試樣的長度方向（刮擦方向）測量試樣原始光澤G1（20°測量3次取平均值），光澤度測量按照GB/T 9754-2007色漆和清漆不含金屬顏料的色漆漆膜的20°、60 °和85°鏡面光澤的測定；

（3）每個試樣使用一個新砂紙，把砂紙粘貼在氈墊上并對中；

（4）將試樣固定在磨擦儀上，使試樣的測試區(qū)能夠平整充分受到來回摩擦；

（5）設(shè)定磨擦儀摩擦頻次15；

（6）啟動設(shè)備，使試樣受到15個來回摩擦；

（7）試驗(yàn)結(jié)束取出試樣，使用無絨布擦拭表面的顆?；覊m，測量試后的光澤G2（20°測量3次取平均值）；

（8）試樣初始耐干摩擦試驗(yàn)后放置在60℃烤箱內(nèi)烘烤60分鐘，冷卻后使用無絨布擦拭表面的顆?；覊m，測量試后的光澤G3（20°測量3次取平均值）。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果表示

光澤損失率按照下式，計算每個試樣的試后光澤損失率ΔG1表示、烘烤后光澤損失率ΔG2表示。

試后光澤損失率ΔG1=(G1-G2)/G1（公式1）

烘烤后光澤損失率ΔG2=(G1-G3)/G1（公式2）

G1代表試樣原始光澤，G2代表測試后的光澤，G3代表60℃烤箱內(nèi)烘烤60分鐘后恢復(fù)光澤度。

2.2 測試結(jié)果及數(shù)據(jù)對比分析

針對目前收集了普遍在用的汽車涂裝工藝的涂膜耐干摩擦后失光率的分析。按照生產(chǎn)工藝收集的有1C1B、溶劑型3C2B、水性3C2B、B1B2這四個試樣，根據(jù)生產(chǎn)工藝之間驗(yàn)證失光率的不同。按照涂料性質(zhì)收集有粉末涂層、1K（單組份）清漆層、2K（雙組份）清漆層試樣進(jìn)行對比分析，從中驗(yàn)證之間的差異及實(shí)驗(yàn)適用性。

按照相同工藝不同涂層硬度收集試樣進(jìn)行對比分析，由于材料配方不同的性質(zhì)，固化后涂層耐干摩擦后失光率存在較大差異。相同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品涂層硬度不同，有的產(chǎn)品出烘干爐后測試鉛筆硬度為F；有的產(chǎn)品出烘干爐后測試鉛筆硬度為B，七日后涂層鉛筆硬度才能達(dá)到F。這之間就存在產(chǎn)品耐干摩擦后失光率恢復(fù)性，耐干摩擦后通過60℃溫度來烘烤60分鐘測試試樣的恢復(fù)性。

相同工藝和材料的涂層，顏色的不同也會造成失光率不同的差異比如白色和黑色，深色和淺色。在實(shí)驗(yàn)方法中對試樣做了顏色要求，試樣最好是深色（黑色、藍(lán)色、灰色等），以免測量結(jié)果被底色光澤影響，確保測量結(jié)果具有代表性。

2.2.1 工藝對比分析

根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，取樣為相同的顏色常溫下測試其失光率存在較大差異，如下表1，其中1C1B單涂層工藝測試后失光率較大失光率達(dá)到72.1%，與其他三個工藝相比，其原因是由于不帶清漆涂層耐干摩擦效果較差。耐干摩擦效果最好的B1B2工藝，溶劑型3C2B和水性3C2B摩擦后失光率相當(dāng)。

1C1B工藝的光澤損失率較大不具備測試代表性，原始光澤較低，不含有清漆涂層，建議對此工藝的涂膜不進(jìn)行漆膜耐干摩擦測試。

表1 生產(chǎn)工藝不同數(shù)據(jù)對比

2.2.2 涂料對比分析

試板顏色都采用黑色，按照粉末、1K、2K清漆材料不同成膜后進(jìn)行測試。從表2可以看出粉末材料試板光澤損失率較為嚴(yán)重，測試后的試板也能看出摩擦的位置幾乎沒有光澤度。1K清漆材料試板光澤損失率達(dá)到正常損失水平，2K清漆材料光澤損失率最好。

粉末材料沒有清漆層的光澤損失率較大測試不具有代表性，建議不對粉末材料進(jìn)行耐干摩擦測試。對帶有清漆層的漆膜進(jìn)行測試。

表2 材料不同數(shù)據(jù)對比

2.2.3 硬度對比分析

測試樣板采用灰色，清漆采用兩種不同廠家的2K清漆，兩種不同鉛筆硬度的試板，如下表3所示，硬度達(dá)到F的試板光澤損失率較低，通過60℃烘烤60分鐘后光澤損失率與烘烤前基本一致，光澤恢復(fù)性較小。硬度為B的試板試后光澤損失率達(dá)到48.1%，但通過60℃烘烤60分鐘后試板光澤損失率達(dá)到23%，光澤恢復(fù)25%，達(dá)到與硬度為F試板光澤損失率的要求。

硬度越高光澤損失率通過60℃烘烤60分鐘后恢復(fù)性較低，試后光澤損失率較低。硬度越低光澤損失率通過60℃烘烤60分鐘后恢復(fù)性較高，試后光澤損失率較高。

表3 硬度不同數(shù)據(jù)對比

2.3.4 顏色對比分析

根據(jù)顏色不同，取相同的1K清漆進(jìn)行噴板測試，從如下表4中看出，紅色和黑色光澤損失率基本一致，白色試板光澤損失率達(dá)到28%，顏色越深越能反應(yīng)出摩擦的效果。

測試顏色最好是深色（黑色、藍(lán)色、灰色等），以免測量結(jié)果被底色光澤影響，確保測量結(jié)果具有代表性。

表4 顏色不同數(shù)據(jù)對比

3 結(jié)論

文章簡單敘述了漆膜的耐干摩擦和漆膜耐刷洗測試原理差異，重點(diǎn)敘述漆膜的耐干摩擦測試方法、測試結(jié)果及數(shù)據(jù)對比分析。通過生產(chǎn)工藝、使用材料、漆膜硬度的及顏色間差異，對測試結(jié)果進(jìn)行對比分析，對于單涂層工藝、粉末材料及不帶清漆涂層的該測試方法不適用。測量顏色建議選擇深色顏色（黑色、藍(lán)色、灰色等），以免測量結(jié)果被底色光澤影響，確保測量結(jié)果具有代表性。根據(jù)漆膜硬度高低對比分析出，測試后光澤損失率和通過60℃烘烤60分鐘后光澤度恢復(fù)性。

Analysis of dry friction test method of paint film

Wang Lin, Wu Jixia
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

In this paper, from the film of the dry friction resistance test method definition, principle, testing instruments and equipment, test procedures are described briefly, mainly through the production process, use material, coating hardness and color difference, the result of the test were analyzed, thus providing the basis of the test for the film gloss loss rate.

Paint film; dry friction; rinsed; glossiness and loss rate

U472.5

A

1671-7988 (2017)13-129-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.13.045

王林，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。