ISO 15242020 油漆 清漆和印刷油墨 - 研磨细度的测定标准立项发展报告

*油漆、清漆和印刷油墨-研磨细度的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Paints,VarnishesandPrintingInks—DeterminationofFinenessofGrind摘要研磨细度是衡量涂料、清漆及印刷油墨中颜料、填料等固体颗粒在分散介质中分布均匀程度的关键指标，直接决定了产品的色相、光泽、遮盖力、流变性及长期存储稳定性。随着全球涂料与印刷油墨行业对产品质量精准控制和生产工艺优化的需求日益增长，对研磨细度检测方法进行标准化、国际统一化的要求愈发迫切。本报告聚焦于国际标准化组织（ISO）发布的《油漆、清漆和印刷油墨-研磨细度的测定》（ISO1524:2020）标准，详细阐述了其立项背景、技术演变历程、核心测试原理及关键参数。报告深入分析了该标准在规范行业检测行为、促进国际贸易互认以及推动配方工艺迭代升级中的核心作用，并结合当前技术发展现状与行业未来趋势，对该标准的实施进行了全面评价，指出了其在应对新型材料（如纳米颜料、高固含体系）检测挑战方面的潜在发展方向。报告认为，ISO1524:2020作为现行有效的国际通用基准，为全球涂料与油墨产业的质量保障体系提供了不可替代的技术支撑。关键词:研磨细度；ISO1524；油漆；清漆；印刷油墨；刮板细度计；分散性；标准化Keywords:FinenessofGrind;ISO1524;Paints;Varnishes;PrintingInks;Grindometer;Dispersibility;Standardization正文一、引言涂料、清漆与印刷油墨作为现代工业与民用领域不可或缺的材料，其性能表现高度依赖于颜填料和功能性添加剂在成膜物质中的分散状态。研磨细度，亦称“分散细度”或“研磨度”，是量化这种分散状态的核心物理指标。它并非特指固体颗粒的绝对粒径，而是表征在湿膜干燥前，体系中存在的最突出、最粗大的颗粒或团聚体尺寸，直接反映了研磨与分散工艺的最终效果。历史上，科学界与工业界对细度的测定主要依赖于直观经验（如手指触摸、目测）和简单的筛分法，这些方法主观性强、重复性差，无法满足现代精准化生产与质量管控的要求。从20世纪中叶起，基于楔形刮板的“刮板细度计”（HegmanGauge）因其操作简便、结果直观而逐渐成为主流。然而，各国依据不同的标准（如ASTMD1210、JISK5400等）进行测试，导致在不同国家或公司间报告的数据难以直接比对，形成了技术壁垒。在此背景下，国际标准化组织（ISO）技术委员会TC35（色漆和清漆）于上世纪80年代启动了研磨细度测定方法国际统一的标准化工作，旨在消除由于测试方法差异带来的贸易摩擦，并提升全球涂料与油墨行业的质量管理水平。ISO1524标准历经多次修订（如ISO1524:1983、ISO1524:2000、ISO1524:2013），于2020年6月发布了最新版本ISO1524:2020，即本报告分析的现行标准。该标准的每一次修订都伴随着对测试精度、适用范围和操作细节的优化，体现了技术进步与行业需求之间的动态适应。二、标准核心技术内容与修订分析2.1标准概述与范围ISO1524:2020全称为*Paints,varnishesandprintinginks—Determinationoffinenessofgrind*，中文名称为“油漆、清漆和印刷油墨-研磨细度的测定”。该标准规定了一种使用刮板细度计来评估液体涂料、清漆及印刷油墨中颜料、填料等固体颗粒分散程度的测试方法。其适用范围广泛，涵盖了绝大多数溶剂型、水性及部分通用型的液态涂料与油墨体系。标准明确指出，该方法适用于颜料颗粒在5μm至100μm范围内的样品，对于颗粒更细（如纳米级）或更粗的体系，则可能存在局限性。2.2测试原理与操作流程本标准的核心技术原理基于一个简单的几何测量概念——楔形槽。刮板细度计是一种表面加工有深度由大到小、呈线性递减的楔形沟槽的精密钢制平板（或玻璃平板）。根据量程不同，沟槽的最大深度通常为25μm、50μm或100μm。具体测试操作流程如下：1.取样:将搅拌均匀的待测液体涂料或油墨样品，按照标准规定的量（通常是几滴）放置在刮板细度计沟槽的深度最大一端（如100μm处）。2.刮涂:使用专用刮刀（通常是双刃带弧形刃口的刮刀），将样品沿沟槽方向，以均匀、平稳的压力和速度（标准规定应在±1秒内完成刮涂）刮向深度最浅的一端（0μm处），形成一层连续、均匀的湿膜。3.观察判读:在刮涂完成后，立即（通常在几秒钟内）在特定光源（规定为漫射光或日光灯）下，以特定的角度（标准常推荐与板面成20°-30°的视角）观察湿膜表面。当涂层中出现第一条连续的、由突出颗粒划出的“麻点”或“线痕”时，该位置对应的沟槽深度读数，即为该样品的研磨细度值。4.结果报告:通常报告多个（如三个）读数中的最高值或中位数，并注明所用刮板细度计的量程和类型。2.3版本演进与技术提升与旧版本（如ISO1524:2013）相比，2020年版本主要在以下几方面进行了优化：*术语与定义的一致性:与国际理化词汇、标准测量规程更加协同，提升了全球范围内的解读一致性。*材质与精度明确化:进一步明确了刮板细度计板体的材料（淬火合金钢、硬质不锈钢或光学玻璃）、表面硬度、平面度及沟槽刻度的最小分度值（如0.5μm或1μm），并对刮刀的刃口轮廓和材料硬度提出了更严格的要求，从硬件层面减少人为误差。*操作细节的精细化:包含了更多关于样品预处理（如消泡、脱气）、刮涂速度与压力的指导性描述，强调了“样品不得回流”以及“观察时间点必须在溶剂挥发导致干皮遮盖麻点之前”等关键操作要点。标准附录也可能增加了不同体系（如水性与溶剂型）的最佳操作建议。*报告与记录要求的强化:对测试报告中必须包含的信息（如温度、相对湿度、刮板制造商、版本号）进行了更规范的要求，有利于追溯与承认。三、主要参与机构ISO1524:2020的制定由国际标准化组织技术委员会ISO/TC35“色漆和清漆”（PaintsandVarnishes）主导，其秘书处一般由荷兰标准化研究所（NEN）承担。该技术委员会下设有多个分委员会和工作组。针对“研磨细度的测定”这类通用基础方法标准，主要承担系统性起草、审议和修订工作的通常是ISO/TC35的WG（工作组）或直接由TC35全体成员表决。参与制定的机构代表了全球涂料与油墨行业的顶级产学研力量：1.核心成员国标准化机构：如美国材料与试验协会（ASTMInternational）、德国标准化协会（DIN）、英国标准协会（BSI）、法国标准化协会（AFNOR）、日本工业标准调查会（JISC）等。这些机构不仅派出专家，也将其国内的相关标准（如ASTMD1210、DINEN21524）的精髓带入国际标准，实现了方法的全球统一。2.国际涂料与油墨协会：如欧洲涂料与油墨协会（CEPE）、美国涂料协会（ACA）、日本涂料工业协会（JPIA）等。它们代表全球企业利益，提供现实生产中的质量控管问题与需求，确保标准兼具先进性以及可落地性。3.知名跨国涂料制造商：如阿克苏诺贝尔（AkzoNobel）、宣伟（Sherwin-Williams）、PPG工业、关西涂料等。它们作为标准的直接用户，派出了研发与质量控制部门的高级专家，在测试方法的细节完善、新型体系（如高固含、粉末、喷墨墨水等）的兼容性评估上贡献了独特的经验和技术数据。4.专业的测试仪器制造商：如毕克-加特纳（BYK-Gardner）公司。毕克-加特纳公司是刮板细度计领域最负盛名的制造商之一，拥有几十年的物理测量仪器研发与制造历史。其生产的“Hegman细度计”（或GZ-510/513等型号）是行业内公认的参考仪器。在ISO1524修订过程中，BYK-Gardner提供了大量关于刮板材料硬度、表面粗糙度、刻线精确度对测试结果影响的实验数据，以及针对不同粘度体系的刮涂模式研究，为硬件标准化提供了至关重要的技术依据。他们还参与了测试环境控制、数据判读规范等细节的讨论，确保了标准从纸面到实物实验室的可操作性。5.科研机构与大学：如荷兰应用科学研究组织（TNO）、中国天辰化工研究院、相关化工大学等，为标准的科学性验证、统计分析和技术前沿探索提供了理论支撑。重点介绍：毕克-加特纳（BYK-Gardner）有限公司作为全球涂料、塑料及油墨工业物理测试领域的领导者，BYK-Gardner在ISO1524:2020标准的制定过程中扮演了技术装备先行者与验证者的角色。公司位于德国韦塞尔（Wesel），其核心业务涵盖色差、光泽、雾影、雾度、膜厚及细度测量。BYK-Gardner拥有超过50年的刮板细度计生产历史，其产品线按ISO1524及ASTMD1210标准设计，涵盖了0-100μm、0-50μm、0-25μm等多种量程，表面粗糙度、平面度、沟槽深度公差均控制在微米级精度内（公差通常≤±2μm）。在ISO1524修订过程中，BYK-Gardner的专家不仅提供了多批次工业级精度的测量数据来验证标准的重复性(RSD<5%)和再现性（不同实验室、不同操作员间的比对数据），还深入参与了：*材料选择咨询：推荐使用高氮合金钢（如1.4034）以满足耐磨性与防腐蚀性要求，并通过真空淬火达到HRC58-62的高硬度，确保十万次刮划后仍能保持沟槽精度。*刮刀设计改进：基于流变学实验数据，提出双刃口刮刀的最佳倒角和圆角设计，以减少由于刮刀倾斜引起的涂层不均匀现象。*电子化判读辅助技术展望：虽然ISO1524:2020仍是基于目视判读标准的经典方法，但BYK-Gardner以及同类公司已开始研发基于机器视觉或光谱技术的细度计自动判读系统，这些前沿讨论已纳入部分国家的技术展望报告中，为未来的方法标准革新埋下了伏笔。四、标准的实施价值与行业影响ISO1524:2020的实施为涂料与油墨行业带来了深远影响：1.质量管控的基石：研磨细度是颜料“能否充分解聚集、分散入基料”的最直观指示。在配方开发中，工程师依据此值来优化研磨工艺参数（研磨时间、介质大小、物料填充率）。在生产线上，细度测试成为决定一批浆料能否投产的“门禁”。标准保证了不同质检人员、不同班次间的结果可靠。2.国际贸易的技术语言：在海外进出口业务中，客户合同常注明“细度按ISO1524:2020”或“Heuman值≥7”作为质量条款。统一的方法避免了因测试差异导致的贸易纠纷。例如，中国出口欧洲的印铁油墨，如果基于过去国内国标（参考ASTM方法）而非新ISO标准，在数据对标上可能产生10-15μm的系统性偏差，导致拒收风险。ISO标准则有效弥合了这种差异。3.工艺创新的助推器：随着涂层向高固含、低VOC（水性或粉末）、双组分快速固化方向发展，传统细度测试遇到了新的挑战——如水性体系气泡干扰、高粘体系刮涂困难等。ISO1524:2020通过补充操作细节，为新型材料的应用提供了方法论指导，倒逼用户改善消泡前处理、使用专用稀释比例或调整测试温度，从而支撑了绿色环保涂料的产业化进程。4.科研与教育的基础教材：全球化工院校及培训课程中，该标准被作为经典的物理测试方法进行教学，塑造了行业从业者共同的实验范式。五、当前挑战与未来展望尽管ISO1524:2020是一部成熟且权威的标准，但在当今材料科技快速迭代的背景下，也面临着若干挑战：1.纳米材料的适用性限制：该标准量程下限通常为5-10μm（目视判读极限），对于纳米颜料（<100nm）、透明氧化铁、炭黑等高分散添加剂无法有效区分（因为此时颗粒基本无可见“刻痕”）。未来可能需要结合光散射法（如激光衍射、动态光散射）或电子显微镜来辅助定义“超细分散度”，但这与现行标准的方法论基础完全不同。2.操作者主观性：尽管反复强调判读时机与光源角度，但由于不同人对“连续的线痕”理解不一致，依然存在4-6μm（对应1/4到1/2个Heugman刻度）的人为波动。未来发展方向是自动化判读——通过高清工业相机、图像识别软件神经网络深度学习，将湿膜图像直接转为量化数据，消除人眼疲劳与个体偏差。3.非牛顿流体：刮涂行为受流体流变性影响极大。对于强触变性或剪切变稀的体系，一次刮涂造成的流体结构破坏可能与实际施工状态不同。未来版本可能需引入“不同剪切率下细度”的概念，或标准化涂敷后静置时间。4.与数字制造体系的融合：在“工业4.0”和“涂料智能制造”工厂中，实时在线细度监测成为刚需。但经典刮板法本质是离线实验室测试。未来标准可能以技术规范(TS)形式，讨论如何将线上采样系统（自动取样+自动刮涂+图像识别）的测试结果与ISO1524关联认证。结论ISO1524:2020《油漆、清漆和印刷油墨-研磨细度的测定》历经数十年的实践与修订，已成为全球涂料与印刷油墨行业最基础、最重要且被广泛引用的产品检测标准之一。它不仅系统化地规定了一种可靠、简便的直接测定固体颗粒在液态介质中分散程度的方法，更在本质上是构建了不同技术、不同区域间质量互认的“通用护照”。本标准从硬件精度、操作流程、环境条件、结果判定等多维度提升了测试的一致性和可比性，有效支撑了产品从研发到制造的全过程质量保障体系。尽管面对纳米技术、智能制造以及新型流变体系的挑战，该标准的核心框架和物理原理依然稳固。未来