水性光油耐摩擦系数的标准与影响因素?

西顿新材料
2025-09-05

水性光油的耐摩擦性能(Abrasion Resistance)是其核心应用指标之一,直接影响包装产品(如烟盒、食品盒、书籍封面)的外观、手感和生产效率。

以下将从标准影响因素两个方面进行详细阐述。

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一、 水性光油耐摩擦系数的“标准”

首先需要明确一个关键概念:耐摩擦性能通常不用“系数”表示,而是用“通过/不通过”某个测试或“磨损多少次后的变化程度”来评估。

虽然存在测量滑动摩擦力的摩擦系数(COF),但讨论“耐摩擦”时,我们更关注的是耐磨耗性

1. 行业常见测试标准

评价耐摩擦性能主要通过标准化测试,常用方法包括:

干磨测试 (Dry Rub Test):

方法: 使用耐磨擦试验机(如Sutherland 2000 Rub Tester),将测试样与标准白色摩擦纸(或另一测试样)在特定压力下相互摩擦一定次数。

评估: 摩擦后,用灰度尺(1-5级,5级最佳)色差仪(测量ΔE值) 评估测试样的颜色变化程度,同时检查摩擦纸上的沾色情况。

常见要求: 高档包装要求200次以上干磨后无明显变化(ΔE < 1.5 或肉眼几乎看不出差别)。

湿磨测试 (Wet Rub Test) & 酒精磨测试 (Alcohol Rub Test):

方法: 用纯棉布蘸取特定溶剂(水、酒精或客户指定的溶剂)后进行摩擦。

评估: 测试样是否脱色、发白或溶解。

常见要求: 例如,药品包装要求耐75%酒精摩擦50次以上无脱色。

2. “标准”的具体含义

水性光油没有统一的、绝对的“合格标准”,其标准是相对的,通常由以下因素决定:

最终客户的要求: 这是最高标准。例如,知名化妆品或电子产品品牌商会对其包装提出极其严格的测试要求和参数。

行业惯例: 不同行业有不同惯例。烟包对耐磨和耐酒精要求最高,普通书籍封面要求则低很多。

供应链协议: 光油生产商和印刷厂会根据成本和性能协商出一个双方接受的技术指标。

总结: 您需要关注的不是一个抽象的数字标准,而是您的产品需要通过哪种测试、达到什么等级。通常,光油供应商会提供其产品在标准测试下的典型数据范围。


二、 影响水性光油耐摩擦性能的关键因素

耐摩擦性能是一个系统工程,主要受以下四大因素影响:

1. 核心因素:树脂体系与配方

这是决定耐摩擦性能的先天基因

树脂类型:聚氨酯分散体 (PUD): 通常提供最佳的耐磨性、柔韧性和耐化性。是高性能水性光油的首选。

丙烯酸分散体: 成本较低,硬度高,但柔韧性和耐磨性通常不如PUD。可通过改性(如聚氨酯改性丙烯酸,PUA)来提升性能。

交联技术:非交联(单组分): 依靠水分蒸发物理成膜,分子间作用力弱,耐磨性一般。

自交联: 树脂本身含有交联基团,在一定条件下(如加热)发生反应,形成网状结构,显著提升耐磨性、耐水性和硬度。

外加交联剂(双组分): 添加氮丙啶、碳化二亚胺或异氰酸酯类交联剂,与树脂中的羧基等基团反应,形成致密的三维网络结构。这是大幅提高耐磨性最有效的手段之一。注意:双组分产品有适用期限制。

耐磨添加剂:蜡乳液(聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡): 最常用的添加剂。蜡微粒在成膜后浮至表面,形成一层光滑的保护膜,降低摩擦系数,将“滑动摩擦”变为“滚动摩擦”,极大提升抗刮性和耐磨性。

纳米材料(纳米二氧化硅、纳米氧化铝): 这些纳米颗粒能均匀分散在漆膜中,起到增强填充作用,像钢筋混凝土一样,提高漆膜的硬度和机械强度。

2. 工艺因素:成膜质量

再好的配方,如果成膜不好,性能也无法体现。

固化程度: 必须确保光油完全干燥和固化。未彻底干燥的漆膜发粘、强度低,耐磨性极差。加热烘道温度、风量和车速必须匹配。

涂布量(膜厚): 膜厚过薄,无法形成连续有效的保护膜;膜厚过厚,内部应力大,可能难以彻底干燥,甚至产生龟裂。存在一个最佳膜厚范围

均匀性: 涂布不均匀会导致局部耐磨性下降。

3. 基材因素:承载基础

纸张吸水性: 吸水性强的纸张会过度吸收光油中的水和连接料,导致表面成膜物不足,耐磨性下降。

纸张表面平滑度: 粗糙的表面需要更多光油来填平凹凸,否则漆膜表面不平,摩擦时凸起部分先被磨掉。

4. 环境因素

固化后的养护时间: 水性体系完全达到最终性能需要一定时间(如24-72小时),让分子链充分排列和交联反应彻底完成。立即测试可能得不到最佳结果。

环境温湿度: 低温高湿会严重影响水分的挥发和交联反应的进行,从而影响最终耐磨性。

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若有技术问题,或需要索样,可联系在线工程师

总结与建议

如果您需要提高水性光油的耐摩擦性能,可以按以下路径排查和解决:

1. 与供应商沟通: 明确您的测试要求和应用场景,寻求他们的技术建议。优先选择聚氨酯体系自交联/双交联型产品。

2. 配方调整: 要求供应商在配方中添加蜡乳液纳米增强材料。对于极致要求,坚决使用双组分产品。

3. 优化工艺:确保烘道温度和时间足以让光油完全固化。

a. 检查并优化涂布量,使其均匀且处于最佳范围。

b. 如果可能,让产品在恒温恒湿环境下养护24小时后再进行测试。

4. 测试验证: 使用与客户约定的标准测试方法(如Sutherland磨擦仪)进行客观评估,并用数据(ΔE值)说话,而不是仅凭肉眼主观判断。



(本文仅供参考,若有技术问题,可咨询在线工程师)

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