透明涂层是最外层的汽车涂层，容易受到多种因素的破坏，包括环境沉降物;紫外线照射:暴露在阳光紫外线辐射下的;在高温下暴露于相对湿度较高的环境中;小而硬的物体撞击产生的缺陷会导致碎片。表面涂层的配方可以减少所谓的划痕和损坏，以及环境腐蚀。划痕和损坏指的是由于撞击、摩擦或磨损造成的损坏，这些划痕或损坏有时可以被擦除。环境腐蚀是一个术语，适用于一种暴露退化，其特征是涂层表面或表面上的斑点或标记通常无法擦除。
为了在商业上取得成功，涂料应该提供尽可能多的有利特性。因此，最可取的是生产一种具有各种形式的抗损伤性能的最佳混合特性的涂层。例如，希望在不妨碍环境腐蚀保护的情况下增加划痕和损坏保护。许多涂料系统已经过优化，以提供这些性能的良好组合。然而，因为系统代表了一种妥协，通常一种属性至少要部分牺牲，以增加另一种属性。
本文回顾了涂层技术的最新发展，以满足印度原始设备制造商对面漆划痕和抗损伤的期望。我们讨论了涂料技术的最新发展，使用树脂和添加剂来提高汽车高分子涂料的耐刮擦性。
在OEM透明涂料中使用的技术是基于丙烯酸多元醇，它与三聚氰胺甲醛树脂交联，在130°C - 140°C的烘烤周期为30分钟。这种透明涂料的喷雾固体重量(50%重量)有限，原因有两个:
1.较高的固体配方需要低分子量的丙烯酸多元醇和/或低tg成分，这将不会产生足够的机械(硬度)性能和/或交联密度(耐溶剂/耐化学性);2.完全烷基化的低分子量三聚氰胺(单体)确实可以得到更高的固体配方，但需要“外部”强酸催化。
不同划痕效果的评价
当汽车OEM寻找具有高价值感知表面的涂料时，会使用许多不同的测试方法来描述划痕的可见性。以下是对不同划痕效果的简要概述:2
刮伤−一种由尖锐物体切割聚合物材料表面引起的摩擦损伤。
磨损−由摩擦、刮擦或侵蚀等机械作用引起的现象。
3月−摩擦引起的损伤，材料表面被压缩，造成改变外观或光泽的标记。
写作的影响−用钝物(如指甲)在涂层表面轻轻划痕(书写)。书写所使用的载荷低于划痕、磨损和损坏。
以上只是构成不同划痕效果的几个值得注意的效果的例子。所有理想的高分子材料都应能很好地应对上述188金宝搏bet官网所有类型的诱导损伤。
提高抗腐蚀性能的树脂方法
结婚的物理原理是复杂的。不同的作者用不同的术语来描述所涉及的现象。人们提出了各种各样的模型来描述当一个硬物被拉过粘弹性材料的表面时会发生什么。其中一个模型将材料的响应分为弹性、塑性和断裂。由于弹性响应基本上是瞬间恢复的，只有塑性变形和断裂才会导致损伤。虽然简单，但该模型的优点是，三种反应可以通过扫描探针显微镜或纳米压头定量测量。大多数涂料表现出混合反应。
人们正在努力将耐腐蚀性与涂层的化学结构联系起来，但已经发表的系统研究相对较少。一般来说，MF交联丙烯酸清漆比异氰酸酯交联涂料(聚氨酯)更耐磨损，但MF交联涂料耐环境腐蚀性能较差。MF交联聚氨基甲酸酯是一个例外，结合了耐腐蚀和耐损坏。由于聚氨酯通常具有优异的耐磨性，令人惊讶的是，它们具有较差的抗磨损性。这可以用体积和表面性质的差异来解释。通过扫描探针显微镜对透明涂层损伤的研究表明，丙烯酸聚氨酯表面有一层薄薄的可变形塑料材料，而丙烯酸MF透明涂层表面有一层弹性材料。
有两种策略可用于设计具有优异抗损坏性能的涂料:3.
•它们可以做得足够坚硬，以至于损坏物体不会深入到表面;或
•可以使它们具有足够的弹性，以便在去除磨损应力后恢复。
如果选择硬度策略，涂层必须具有最小硬度。然而，这种涂层可能会因断裂而失效。薄膜柔韧性是影响薄膜抗断裂性能的重要因素。在与MF树脂交联的丙烯酸树脂中使用4-羟基丙烯酸丁酯而不是2-羟丙烯酸乙酯，在交联聚氨酯涂料中使用多元醇改性的六亚甲基二异氰酸酯异氰脲酸酯而不是异氟尔酮二异氰酸酯异氰脲酸酯得到了改善的结果。科特尔4提出在不脆性的情况下，具有尽可能高的屈服应力的涂层将获得最大的抗损伤性。这样，高屈服应力使塑性流动最小化，避免脆性从而使断裂最小化。科特尔的论文4提供了一个很好的回顾，试图将散装机械涂层的性能与其抗损伤性联系起来，但这些研究并没有导致广泛适用的损伤理论。这是可以理解的，因为涂层表面附近的机械性能可能与大块材料的机械性能有很大不同。
与抗损伤性有关的另一个问题是金属标记。当金属边缘在涂层上摩擦时，有时会在金属摩擦到涂层表面的地方留下一条黑线。金属标记通常发生在相对较硬的涂层上。这个问题可以通过降低涂层的表面张力来减少或消除，因此摩擦系数很低，金属在表面滑动。使用树脂/聚合物技术的各种方法如下。
全氟聚醚(PFPE)高固体树脂
含有PFPE树脂和混合六亚甲基二异氰酸酯/异氟尔酮二异氰酸酯HDI/ ipdi阻塞异氰酸酯的配方显示出更好的抗划伤性能。氟化膜表现出优异的污渍释放性能。5
合并滑脱剂
当在树脂或聚合物本身中加入滑移材料时，这些材料起到润滑表188金宝搏bet官网面的作用，以提供抗划痕效果，也减少划痕美白。2然而，与不受控制的迁移有关的缺点有几个，包括零件表面的渗出物，老化/风化后的粘性和耐候性差。
α硅烷
目前在涂料工业中使用的通用系统通常在化学和抗划伤或抗损坏之间的平衡方面受到限制。如果其中一种性能得到了优化，那么涂料在第二个领域的性能就不能达到可接受的水平，反之亦然。α的硅烷6是解决这一问题的有希望的候选人，因为它们有潜力提供高交联系统，交联密度与划痕或抗损坏性有关，以及所形成的硅氧烷键的显著耐酸性的好处。
纳米技术
将纳米二氧化硅溶胶直接共混，用于提高水性环氧涂料的抗划痕和抗损伤性能。为了增强纳米二氧化硅颗粒在聚合物基体中的相容性，首先用3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对纳米二氧化硅颗粒进行改性。7
与未改性的纳米二氧化硅相比，gptms改性的纳米二氧化硅颗粒能显著提高水性环氧涂料的耐划痕和耐损伤性，而透明度和光泽度的降低幅度较小。
将纳米颗粒添加到聚合物基质中取决于聚合物骨架的分子结构、添加的纳米颗粒的大小和数量、整个涂层中的颗粒分散、纳米颗粒的结构和功能。
硅酮和乙烯基化合物
通过对有机硅和乙烯基复合材料的筛选，得到了一种耐蚀涂层体系。研究发现，二元体系，如g-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷-甲基丙烯酸缩水甘油酯体系，不仅具有良好的抗损伤性，而且与基树脂聚合物的粘附性也很好。8这些涂料的耐候性也很好，这可能是由于与基础树脂的良好附着力。
有机硅技术
传统上，硅聚醚技术主要用于滑脱、润湿、找平和消泡。这些共聚物具有典型的表面活性剂特征，本质上是疏水和亲水的。疏水/亲水段的比例对于实现所需的相容性平衡很重要。高疏水含量可能导致脱湿缺陷，如鱼眼和弹坑。另一方面，较高的亲水含量可以增加共聚物的溶解度，从而在干燥过程中没有在涂层/空气界面上积累的驱动力。
甲醇功能有机硅树脂最近已在文献中报道。9从线性流体到刚性三维树脂，在不影响涂层滑移或光泽水平的情况下，提高了抗损坏性。与无功能树脂相比，甲醇功能树脂具有更好的抗损伤性，但这必须与苯基功能相平衡，以确保涂层的兼容性。在这方面还需要做进一步的工作，以确定通过甲醇树脂与有机粘合剂反应来提高性能。
特种异氰酸酯合成聚氨酯
特种异氰酸酯聚氨酯涂料是获得优异抗损伤性能的最合适体系。特种异氰酸酯是价格昂贵的异氰酸酯，可用于生产具有不同寻常性能的聚氨酯聚合物。这些异氰酸酯的例子是Desmodur TH, N和HH。它们是加合物。其他的是单体异氰酸酯。这些产物的分子结构见图1。基于多元醇与特殊异氰酸酯(如XDI)反应的涂料系统具有优异的抗损坏性，同时不表现出任何光泽降低。
聚酯与聚氨酯反应
所述多异氰酸酯化合物是一种分支材料，具有至少两个酯键，与酯键相比，距离化合物中心更远的至少四个氨基甲酸酯键，以及对于可能被阻塞的每个氨基甲酸酯键，至少一个末端异氰酸酯基团。该化合物可由具有至少两个羟基的多元醇与具有一个羧酸基团和至少两个羟基的羧酸反应制备，以形成羟基功能酯产品。然后将羟基功能酯产物与多异氰酸酯反应，其中异氰酸酯基团具有不同的反应活性。与多异氰酸酯的反应是在这样的条件下进行的，即只有一个异氰酸酯基团与第一阶段酯产品的羟基基本反应。由于每种异氰酸酯在反应条件下都是单官能团，因此该产品避免了粘度的增加。这样，高功能异氰酸酯可以用作交联剂，而不会像现有技术的多异氰酸酯交联剂那样增加粘度。研究表明，这种类型的高分子骨架具有优良的抗损伤性。11
改性氨基树脂交联剂
在一项新的发展中，含有氨基树脂核心的交联剂，每个分子被至少一个含硅基团(含硅功能)和不饱和(烯烃功能)化合物取代，已被证明提供了更高的抗划伤和抗损坏性。12
这些含硅交联剂倾向于迁移到涂层组合物的表面。因此，它们在液体/空气界面(在涂层表面)中的浓度比在涂层组合物的本体部分中的浓度大。新型交联剂上的烯烃官能团在自由基引发下进行1,2加成，可参与辐射固化反应。因此，辐射固化形成含硅交联剂的交联网络，在涂层表面具有增强的浓度。据信，这将增加所得到的涂层的抗划痕和抗损坏性。同时，交联剂的烷氧烷基或烷基与树脂反应，并将交联剂锚定在涂层中。据信，这最大限度地减少了迁移问题，否则往往会观察到硅酮添加剂和涂料。
提高塑料部件的抗划伤和抗损坏性能
众所周知，汽车应用中TPOs和其他聚烯烃需要提高抗划伤和抗损坏性能。基于PP的先进材料188金宝搏bet官网由于具有低密度、易加工和良好的成本/性能平衡等主要优势，继续成为汽车内外件的首选材料。13目前在汽车应用中使用的大多数PP/TPO材料都是标准等级，具有较低的188金宝搏bet官网抗划伤性。常用的TPO表面涂层技术是有机涂层或层压板。
与PP和TPO相比，PVC、PC/ABS和离聚体等塑料具有优异的抗划伤性。这些产品一般成本较高，耐候性比PP和TPO差。PC/ABS只能用于室内应用，不需要喷漆。
目前应用的技术是在提高TPO本身性能的基础上，使用带有特殊填料(如纳米粘土)和滑动添加剂或硅基添加剂的涂料。2
环氧树脂技术
一项美国专利14描述了一种抗损坏和耐腐蚀的成膜组合物，该组合物含有聚环氧、多酸固化剂和有效提高含有可聚合烷氧基硅烷单体的乙烯不饱和单体组分的溶液聚合物的抗损坏性的添加剂量。该成膜组合物在彩色加透明汽车涂料体系中作为着色底漆之上的透明面漆特别有利。
除了上述具体技术外，通过使用更高功能的低聚物和/或更大量的交联剂来增加交联密度的一般策略已被用于提高耐磨性。此外，利用丙烯腈单体合成丙烯酸树脂的技术也被用于抗逆性的提高。
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