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鍍膜藥劑添加金屬氧化物理由何在與優缺點分析？
- 文章分類: 車體鍍膜文章
- 10/15/2015
台灣有許多車體鍍膜店家非常喜歡使用添加金屬氧化物奈米粒子的鍍膜藥劑，常見的有氧化鋅（ZnO）、氧化鈦（TiO2）、氧化鋯（ZrO2）、氧化鋁（Al2O3）…等金屬氧化物奈米粒子，通常這些鍍膜藥劑生廠商認為透過添加這些高折射率的金屬氧化物在鍍膜藥劑中，可以提高車體鍍膜施工後的漆面亮澤度，也可增加鍍膜層的硬度表現，讓許多消費者聽完之後驚為天人，並且認為這樣的鍍膜材料相當高科技，尤其是添加越特殊、越奇怪的金屬氧化物，這樣更能吸引消費者的青睞，殊不知塗層添加金屬氧化物奈米粒子，實際上是不受其利，反受其害。
為了讓消費者更能了解車體鍍膜以及破解店家花招百出的手法，我們就以科學原理來為各位做最真實的解說，添加金屬氧化物奈米粒子到底如何影響著塗層，由於這牽扯到量子力學範疇，所以這篇文章可能對各位會有點深奧，但盡可能以簡單口吻搭配圖片解說讓各位能輕鬆了解。
一般人應該都知道冰塊加熱會變成水，水持續加熱會變成水蒸氣，這就是因為水分子持續接受熱能產生"相的轉變"，因為分子接受熱能會導致分子震動，此時外界給予的熱能（波茲曼常數乘上溫度）就會影響分子間移動，若要分子間為穩態（完全不移動狀態）除非是讓分子處於靜止，這時外界溫度就必須達到絕對零度（攝氏：−273.15℃），問題是一般環境中絕對不可能達到絕對零度，那麼外界溫度又如何影響鍍膜藥劑中所添加的金屬氧化物奈米粒子呢？進而又間接影響塗層特性呢？
一、一般來說鍍膜藥劑廠商添加金屬氧化物奈米粒子後，也會添加分散劑讓奈米粒子平均分散於鍍膜藥劑中(添加分散劑主要目的就是不要讓奈米粒子彼此產生凝集)，倘若這些藥劑在絕對零度的環境中是絕對沒問題，可是一旦鍍膜藥劑處在一般環境中，此時環境中的溫度會提供熱能，導致這些奈米粒子開始產生震動，其結果也影響著粒子與粒子間距離，如果粒子因震動使得彼此距離剛好落於凡德瓦半徑上(請參考維基百科 : 凡德瓦半徑)，此時粒子開始互相吸引產生凝集狀態，如下圖所示。
二、當汽車美容店家進行鍍膜施工時，原本存在於鍍膜藥劑中的溶劑開始揮發，塗層體積產生改變，此時壓縮粒子間的間距，導致有更多的粒子互相吸引上凝集狀態更為顯著，有越來越多的粒子開始有成核現象發生，如下圖所示。
三、根據成核理論（水蒸氣就是經由成核凝聚形成雲、霧、雨），當這些金屬氧化物奈米粒子開始凝集後，會吸引更多粒子凝集，直至飽和不再吸引粒子來凝集，此時這些成核後奈米粒子的凝集，就像一座山丘突起於塗層表面，如下圖所示。
這樣的金屬氧化物奈米粒子凝集後的突起物就好比在塗層上產生一座座喜馬拉雅山（以微觀世界來看），這會影響塗層的表面應力，當個各位在為愛車進行洗車，或是對塗層產生磨擦性的接觸後，這些奈米粒子的突起物就會崩落，如此一來，鍍膜效果與耐久度會大打折扣，如何改善上述因添加金屬氧化物奈米粒子對塗層所造成的影響，總共有三方面可以改善。
較常見的改善辦法
一、降低鍍膜藥劑中金屬氧化物奈米粒子的比例：
關於金屬氧化物該添加多少，在此不便告知，若有興趣可查閱塗層相關的科學期刊，當金屬氧化物奈米粒子數下降，粒子與粒子間要達到凡德瓦半徑的機率也會變低，如此一來粒子也就不容易產生凝集。但金屬氧化物奈米粒子比例下降，原本塗層想藉由這些粒子的高折射率去提升漆面光澤度，但因粒子比例減少，實際上對漆面光澤度提升效果是非常差的。（粒徑大小也會影響凝集狀態多寡）
二、金屬氧化物奈米粒子外側需塗布同性電荷的塗層：
例如將全部的奈米粒子外圍塗布帶有正電荷，或是塗布帶有負電荷的塗層，此時所有金屬氧化物奈米粒子因同性電荷，產生相互排斥（電荷同性相斥、異性相吸原理），粒子間產生排斥力，也就不會有凝集狀態產生，但是金屬氧化物奈米粒子需要經過塗布程序會導致成本大大提升許多。如下圖所示
三、金屬氧化物奈米粒子外側需接上碳18（C18）管柱：
簡單一點形容碳18管柱，就好比兩顆球上長滿細長的針狀物，就算彼此接近也不可能靠在一起，但是這樣做有利也有弊，因為碳18會降低金屬氧化物的折射率，讓原本添加金屬氧化物以提高漆面光澤度變得毫無意義。如下圖所示
根據上述的改善方法，鍍膜藥劑添加過多的金屬氧化物奈米粒子造成粒子凝集，導致鍍膜層容易因外力產生崩解；鍍膜藥劑添加太少的金屬氧化物奈米粒子，卻達不到提升漆面光澤度效果，或是利用塗佈同性電荷在金屬氧化物奈米粒子外圍導致成本倍增，一般廠商是不可能使用這種方法，因為費用相當驚人，就算這些金屬氧化物奈米粒子接上碳18管柱，同樣也造成這些粒子的高折射率降低，也無法讓漆面光澤度提高，綜觀上述這些問題點，相信各位也都清楚了解坊間一般店家與廠商葫蘆裡到底裝了甚麼膏藥，如果金屬氧化物奈米粒子功效如此之好，為何日本類玻璃鍍膜(聚硅氧烷)沒有添加，連同我們自行研發的台灣類玻璃鍍膜(聚硅氧烷)，也沒有添加任何金屬氧化物奈米粒子，這就是我們深知塗層科學，了解金屬氧化物奈米粒子實際效用，對車體鍍膜並無幫助甚至是產生反效果，坊間店家到底懂不懂塗層，我們不多做解釋，反正是驢是馬，牽出來遛遛就知道。
（服務項目：汽車鍍膜，機車鍍膜，重機鍍膜，玻璃鍍膜，新車鍍膜，結晶型鍍膜，消光漆鍍膜，XPEL，XPEL漆面保護膜，XPEL隔熱紙，XPEL車身保護膜）
高雄匠車體鍍膜 2015.10.15(未經同意請勿拷貝)
為了讓消費者更能了解車體鍍膜以及破解店家花招百出的手法，我們就以科學原理來為各位做最真實的解說，添加金屬氧化物奈米粒子到底如何影響著塗層，由於這牽扯到量子力學範疇，所以這篇文章可能對各位會有點深奧，但盡可能以簡單口吻搭配圖片解說讓各位能輕鬆了解。
一般人應該都知道冰塊加熱會變成水，水持續加熱會變成水蒸氣，這就是因為水分子持續接受熱能產生"相的轉變"，因為分子接受熱能會導致分子震動，此時外界給予的熱能（波茲曼常數乘上溫度）就會影響分子間移動，若要分子間為穩態（完全不移動狀態）除非是讓分子處於靜止，這時外界溫度就必須達到絕對零度（攝氏：−273.15℃），問題是一般環境中絕對不可能達到絕對零度，那麼外界溫度又如何影響鍍膜藥劑中所添加的金屬氧化物奈米粒子呢？進而又間接影響塗層特性呢？
一、一般來說鍍膜藥劑廠商添加金屬氧化物奈米粒子後，也會添加分散劑讓奈米粒子平均分散於鍍膜藥劑中(添加分散劑主要目的就是不要讓奈米粒子彼此產生凝集)，倘若這些藥劑在絕對零度的環境中是絕對沒問題，可是一旦鍍膜藥劑處在一般環境中，此時環境中的溫度會提供熱能，導致這些奈米粒子開始產生震動，其結果也影響著粒子與粒子間距離，如果粒子因震動使得彼此距離剛好落於凡德瓦半徑上(請參考維基百科 : 凡德瓦半徑)，此時粒子開始互相吸引產生凝集狀態，如下圖所示。
二、當汽車美容店家進行鍍膜施工時，原本存在於鍍膜藥劑中的溶劑開始揮發，塗層體積產生改變，此時壓縮粒子間的間距，導致有更多的粒子互相吸引上凝集狀態更為顯著，有越來越多的粒子開始有成核現象發生，如下圖所示。
三、根據成核理論（水蒸氣就是經由成核凝聚形成雲、霧、雨），當這些金屬氧化物奈米粒子開始凝集後，會吸引更多粒子凝集，直至飽和不再吸引粒子來凝集，此時這些成核後奈米粒子的凝集，就像一座山丘突起於塗層表面，如下圖所示。
這樣的金屬氧化物奈米粒子凝集後的突起物就好比在塗層上產生一座座喜馬拉雅山（以微觀世界來看），這會影響塗層的表面應力，當個各位在為愛車進行洗車，或是對塗層產生磨擦性的接觸後，這些奈米粒子的突起物就會崩落，如此一來，鍍膜效果與耐久度會大打折扣，如何改善上述因添加金屬氧化物奈米粒子對塗層所造成的影響，總共有三方面可以改善。
較常見的改善辦法
一、降低鍍膜藥劑中金屬氧化物奈米粒子的比例：
關於金屬氧化物該添加多少，在此不便告知，若有興趣可查閱塗層相關的科學期刊，當金屬氧化物奈米粒子數下降，粒子與粒子間要達到凡德瓦半徑的機率也會變低，如此一來粒子也就不容易產生凝集。但金屬氧化物奈米粒子比例下降，原本塗層想藉由這些粒子的高折射率去提升漆面光澤度，但因粒子比例減少，實際上對漆面光澤度提升效果是非常差的。（粒徑大小也會影響凝集狀態多寡）
二、金屬氧化物奈米粒子外側需塗布同性電荷的塗層：
例如將全部的奈米粒子外圍塗布帶有正電荷，或是塗布帶有負電荷的塗層，此時所有金屬氧化物奈米粒子因同性電荷，產生相互排斥（電荷同性相斥、異性相吸原理），粒子間產生排斥力，也就不會有凝集狀態產生，但是金屬氧化物奈米粒子需要經過塗布程序會導致成本大大提升許多。如下圖所示
三、金屬氧化物奈米粒子外側需接上碳18（C18）管柱：
簡單一點形容碳18管柱，就好比兩顆球上長滿細長的針狀物，就算彼此接近也不可能靠在一起，但是這樣做有利也有弊，因為碳18會降低金屬氧化物的折射率，讓原本添加金屬氧化物以提高漆面光澤度變得毫無意義。如下圖所示
根據上述的改善方法，鍍膜藥劑添加過多的金屬氧化物奈米粒子造成粒子凝集，導致鍍膜層容易因外力產生崩解；鍍膜藥劑添加太少的金屬氧化物奈米粒子，卻達不到提升漆面光澤度效果，或是利用塗佈同性電荷在金屬氧化物奈米粒子外圍導致成本倍增，一般廠商是不可能使用這種方法，因為費用相當驚人，就算這些金屬氧化物奈米粒子接上碳18管柱，同樣也造成這些粒子的高折射率降低，也無法讓漆面光澤度提高，綜觀上述這些問題點，相信各位也都清楚了解坊間一般店家與廠商葫蘆裡到底裝了甚麼膏藥，如果金屬氧化物奈米粒子功效如此之好，為何日本類玻璃鍍膜(聚硅氧烷)沒有添加，連同我們自行研發的台灣類玻璃鍍膜(聚硅氧烷)，也沒有添加任何金屬氧化物奈米粒子，這就是我們深知塗層科學，了解金屬氧化物奈米粒子實際效用，對車體鍍膜並無幫助甚至是產生反效果，坊間店家到底懂不懂塗層，我們不多做解釋，反正是驢是馬，牽出來遛遛就知道。
（服務項目：汽車鍍膜，機車鍍膜，重機鍍膜，玻璃鍍膜，新車鍍膜，結晶型鍍膜，消光漆鍍膜，XPEL，XPEL漆面保護膜，XPEL隔熱紙，XPEL車身保護膜）
高雄匠車體鍍膜 2015.10.15(未經同意請勿拷貝)