ISO 20567-22023 色漆和清漆.涂层耐石屑性的测定.第2部分带导向冲击体的单次冲击试验标准立项发展报告

色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第2部分：带导向冲击体的单次冲击试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PaintsandVarnishes—DeterminationofStone-chipResistanceofCoatings—Part2:Single-impactTestwithaGuidedImpactBody摘要涂层耐石屑性能是评价汽车、航空航天及工业防护涂层服役可靠性的关键指标之一，直接关系到产品的外观耐久性与基体防护能力。随着汽车工业高速发展和路面行驶环境的日益复杂，由飞石冲击引起的涂层剥落、开裂和锈蚀问题已成为行业重点关注的质量缺陷。为统一各国在耐石屑性能测试中的方法差异，国际标准化组织（ISO）依托ISO/TC35“色漆和清漆”技术委员会，对原ISO20567-2标准进行了系统修订，于2023年6月正式发布ISO20567-2:2023《色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第2部分：带导向冲击体的单次冲击试验》。本报告围绕该标准的立项背景、修订过程、关键技术内容及其行业应用价值进行系统阐述。标准在原有基础上完善了试验装置的技术参数，细化了试样制备和试验条件控制要求，优化了损伤评价的方法与分级体系，显著提升了试验结果的重复性和再现性。该标准的发布为全球涂料及涂装行业提供了一套更加科学、统一且可操作的耐石屑性能评价方法，对保障涂层质量、推动技术贸易便利化具有重要的指导和支撑作用。关键词：色漆和清漆；耐石屑性；单次冲击试验；导向冲击体；国际标准；涂层评价Keywords:paintsandvarnishes;stone-chipresistance;single-impacttest;guidedimpactbody;internationalstandard;coatingevaluation1引言1.1研究背景涂层材料作为产品表面的重要功能层，不仅赋予制品美观的外观效果，更承担着抵御外界机械损伤、化学侵蚀和气候老化的关键任务。在众多机械损伤形式中，石屑冲击是涂层面临的最常见且最具破坏性的威胁之一。车辆在高速行驶过程中，路面碎石、沙粒等在气流作用下高速飞溅，反复冲击车身涂层表面，导致涂层出现剥落、碎裂、凹坑等损伤，严重时甚至暴露底层金属，引发锈蚀，显著缩短产品使用寿命。涂料及涂装行业对耐石屑性能的评价需求由来已久。不同国家和地区的汽车制造商、涂料供应商及第三方检测机构先后开发了多种模拟碎石冲击的试验方法。然而，由于冲击体形状、冲击能量、入射角度、温度条件等试验参数存在差异，各方法之间的测试结果难以直接比较，给跨区域的技术交流、质量认证和贸易合作带来了障碍。在此背景下，制定一项国际统一的耐石屑性试验方法标准成为行业迫切需要。1.2标准修订的必要性ISO20567-2标准的上一个版本发布于2017年。随着涂料技术的快速发展，新型涂料体系如高固体分涂料、粉末涂料、水性涂料以及各类功能性涂层的不断涌现，对试验方法的适用性和准确性提出了更高要求。实际应用中发现，原有的试验参数设定在某些新型涂层体系上存在区分度不足的问题，损伤评价方法也需进一步细化以提高判定的客观性。此外，试验装置的技术进步为更精确地控制冲击参数提供了可能，标准的修订具有充分的现实基础和技术条件。2标准立项概况2.1标准基本信息ISO20567-2:2023《色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第2部分：带导向冲击体的单次冲击试验》由国际标准化组织（ISO）发布，标准状态为现行，发布日期为2023年6月27日。该标准隶属于ISO/TC35“色漆和清漆”技术委员会的工作范畴，ICS分类号为87.040（涂料和清漆）。标准语言为英语。2.2标准定位与适用范围本标准是ISO20567系列标准的组成部分。该系列标准围绕涂层耐石屑性测定设计了多种试验方法，其中第1部分涉及多次冲击试验，第2部分即本标准规定了带导向冲击体的单次冲击试验方法，第3部分则规定了自由体多次冲击试验。各部分方法互为补充，共同构建了完整的耐石屑性能评价体系。本标准的单次冲击试验方法特别适用于评价涂层在单个高能量冲击事件下的抗损伤能力，能够有效模拟特定类型石屑（如较大粒径砾石）对涂层的单次强烈冲击场景。该方法对于研究涂层的抗冲击机理、比较不同涂层体系的抗石屑性能差异、优化涂层配方设计均具有重要的实用价值。2.3标准修订过程ISO20567-2:2023的修订工作由ISO/TC35技术委员会组织推进，来自各成员国家的专家共同参与了讨论和制定。修订工作严格遵循ISO国际标准制定程序，先后经历了提案阶段（NP）、工作草案阶段（WD）、委员会草案阶段（CD）、国际标准草案阶段（DIS）和最终国际标准草案阶段（FDIS），最终于2023年6月正式出版发布。整个修订过程充分征求了各成员体意见，确保了标准的广泛适用性和技术先进性。3标准主要技术内容3.1术语和定义标准对涉及的关键术语进行了明确定义和规范，包括“石屑冲击”“导向冲击体”“冲击能量”“损伤面积”等核心概念。统一术语定义有助于消除理解歧义，确保不同实验室和不同操作人员对标准要求的理解一致性，为试验结果的可比性奠定基础。3.2试验原理本标准的试验原理为：将涂覆有试验涂层的试板固定于试验装置的样品台上，利用导向冲击体沿预定轨道加速，以规定的冲击能量单次冲击涂层面。冲击后对涂层损伤情况进行评价，以损伤程度来表征涂层的耐石屑性能。该试验方法的核心特点在于“导向”和“单次”。“导向”意味着冲击体的运动轨迹受到精确控制，保证了冲击位置和入射角度的可重复性；“单次”意味着每次试验仅施加一次冲击，便于研究单一冲击事件与涂层损伤之间的对应关系。3.3试验装置标准对试验装置的主要组成部分——冲击体发射装置、导向系统、样品固定装置和冲击能量控制装置的技术要求作了详细规定：-冲击体：规定为标准化的冲击体形状和材质，以保证冲击能量的稳定传递和冲击痕迹的一致性。-导向系统：确保冲击体沿设定路径运动，避免冲击体在飞行过程中发生偏转或翻滚，保障冲击角度和冲击位置的准确性。-样品固定装置：试板在试验过程中应保持位置稳定，不得发生位移或振动，避免因试板运动而影响冲击效果。-冲击能量控制：规定了冲击能量的调节方式和允许偏差范围，确保试验条件的一致性和可重复性。3.4取样与试样制备标准的试样制备部分对试验基材的选择、涂层的涂布方式和干燥固化条件等进行了详细规定。标准要求试验涂层的制备应与实际应用条件一致或按相关方约定执行，同时应记录涂层厚度、干燥条件等关键参数。取样要求规定了试板的尺寸、数量以及取样的代表性原则，确保试验结果的统计有效性和可重复性。3.5试验条件与试验步骤标准在规定试验步骤时，重点强调了以下条件控制：-试验温度：规定了标准试验温度（如23℃±2℃）及可选的低温或高温试验条件，以适应不同应用场景的需求。温度对涂层的力学性能和脆韧转变具有显著影响，因此精确控制试验温度对保证结果可靠性至关重要。-冲击能量：可选用不同的冲击能量等级以适应不同使用环境和考核要求。-冲击次数：本部分标准明确为单次冲击。-状态调节：试板在试验前应在规定环境下进行状态调节，以保证涂层性能达到稳定状态。-冲击操作：对冲击体放置、释放和冲击过程的规范性操作步骤进行了明确说明，以降低人为操作误差。3.6损伤评价损伤评价是本标准的关键环节。标准提供了系统化的损伤评定方法：-目视评级法：通过标准图谱对照，对涂层的损伤形态（如剥落、开裂、凹坑）和损伤面积进行分级评定。-损伤面积测定：利用图像分析技术定量测定涂层损伤区域的面积和分布情况。标准中规定了具体的评定等级划分方法和报告要求，并对评价人员的操作规范提出了建议，以降低主观判断的离散性。对于自动化评价方法，标准也给出了相应的技术要求。3.7试验报告标准规定了试验报告应包含的信息内容，包括：试验样品信息（涂层类型、基材类型、涂层厚度等）、试验条件（冲击能量、试验温度等）、试验结果（损伤等级或损伤面积值）以及标准中没有规定的或可选的操作细节等。规范的试验报告有助于信息传递和数据对比，为质量控制和科研交流提供可靠依据。4标准关键技术变化分析与ISO20567-2:2017版本相比，2023版标准在以下关键技术方面进行了修订和完善：4.1试验装置技术参数的优化新版标准对冲击导向装置的结构精度提出了更高要求，进一步细化了导向管内径公差、冲击体与导向管的配合间隙等技术参数，有效降低了冲击体在运动过程中的能量损耗和轨迹偏差，提高了试验结果的精密度。4.2试样制备要求的细化针对不同类型涂料（如溶剂型、水性、粉末涂料等）的特点，新版标准在试样制备环节增加了更具针对性的技术指导，对涂层厚度均匀性控制、干燥条件等提出了更为明确的要求，拓宽了标准的适用范围。4.3损伤评价方法的完善新版标准在损伤评价方面引入了更具量化特征的评价指标，补充了图像分析技术在损伤面积定量测定中的应用指南，提高了评价结果的客观性和可比性。同时，标准给出了低温条件下试验的补充规定，增强了标准在模拟实际低温服役环境方面的适用性。5标准实施的意义与应用前景5.1对涂料行业的价值ISO20567-2:2023为涂料生产企业和涂装用户提供了一套国际公认的耐石屑性能评价工具。通过标准化的试验方法，企业可以在产品研发、配方优化、质量控制和质量认证等环节获得准确可靠的性能数据，从而加速高性能抗石屑涂料产品的开发进程。对于原材料供应商而言，该标准也为评估树脂、助剂、颜料等原材料对涂层耐石屑性能的贡献提供了统一的测试平台。5.2对下游应用行业的支撑作用汽车制造是耐石屑性能要求最为严格的领域之一。车身涂层的抗石屑性能直接影响车辆的耐腐蚀性和外观质量。ISO20567-2:2023为汽车制造商及其供应商提供了统一的产品验证和供应商管理工具，有助于建立全球一致的质量评价体系。此外，航空航天、轨道交通、工程机械、钢结构防护等领域对该标准的应用同样具有广阔前景。5.3对国际贸易和标准互认的推动作为国际标准化组织发布的标准，ISO20567-2:2023在全球范围内具有广泛认可度。采用该标准开展涂层耐石屑性能的检测与评价，有利于消除技术性贸易壁垒，促进涂料产品和涂装服务在国际市场上的流通。同时，该标准也为各国标准化机构转化采用国际标准和制定本国标准提供了重要的技术基础。6主要起草单位介绍ISO20567-2:2023的修订工作依托ISO/TC35“色漆和清漆”技术委员会的组织框架开展。ISO/TC35成立于1951年，是国际标准化组织下设的专门负责色漆和清漆及其原材料领域标准制定的技术委员会，秘书处目前由荷兰标准化研究院（NEN）承担。在ISO/TC35的组织架构中，负责本项标准制修订工作的主要是其下设的WG/WG相关工作组，具体对应的是负责涂层性能测试方法的工作组。参与标准制定的专家来自全球各主要工业国家的标准化机构、涂料生产企业、汽车制造企业、检测机构及科研院所。我国作为ISO的正式成员体，全国涂料和颜料标准化技术委员会（SAC/TC5）组织国内相关单位积极跟踪并参与了本项标准的修订工作，在试验验证和意见反馈等方面做出了积极贡献。在这些参与单位中，特别值得介绍的是全国涂料和颜料标准化技术委员会（SAC/TC5）所依托的秘书处单位——中海油常州涂料化工研究院有限公司。作为我国涂料领域标准化工作的核心支撑单位，该研究院长期承担着全国涂料和颜料标准化技术委员会秘书处职能，是我国涂料行业标准体系建设和国际标准化工作的重要推动力量。中海油常州涂料化工研究院有限公司（以下简称“常州涂料院”）前身为始建于1969年的化工部涂料工业科技情报中心站和涂料工业研究所，经过数十年的发展，已成为集涂料技术研发、标准制定、质量检测和信息服务于一体的综合性科研机构。常州涂料院拥有国家涂料质量检验检测中心、全国涂料和颜料标准化技术委员会秘书处等多项国家级平台资质，在国内外涂料标准化领域具有广泛的影响力。在国际标准化工作方面，常州涂料院长期承担ISO/TC35国内技术对口单位的职能，负责组织国内专家参与ISO/TC35及其各分技术委员会的国际标准制定工作。在ISO20567-2:2023的修订过程中，常州涂料院组织国内涂料生产企业、检测机构和科研院所的相关专家组成工作组，系统收集了国内外涂层耐石屑性能测试方法的现有技术资料和验证数据，组织开展了多项实验室间的比对试验，对该标准的技术内容提出了具有建设性的修改意见和建议，为我国在该国际标准制定中有效发声提供了有力的技术支持。7结论与展望ISO20567-2:2023《色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第2部分：带导向冲击体的单次冲击试验》作为国际标准化组织正式发布的涂层耐石屑性能测试方法标准，其修订发布凝聚了全球涂料领域专家的集体智慧和实践经验。该标准系统完善了带导向冲击体的单次冲击试验方法的技术内容，在试验装置精度、试验条件控制、试样制备要求和损伤评价方法等方面均实现了显著提升，为全球涂料及相关行业提供了一套更为科学、更为可靠、更具操作性的涂层耐石屑性能评价工具。从应用前景来看，随着汽车工业向电动化、智能化方向加速转型，以及新能源、航空航天等战略性新兴产业的蓬勃发展，涂层材料所面临的服役环境日趋复杂，对涂层耐石屑性能的要求也将持续提升。ISO20567-2:2023标准的推广实施，将为各行业建立一个统一的耐石屑性能评价基准，有力地支持高性能涂层材料的研发和应用。展望未来，涂层耐石屑性能测试方法的标准化工作仍将继续深化。一方面，随着测试仪器自动化、智能化水平的不断提高，试验操作的精密度和效率将进一步改善，数字化图像处理与人工智能识别技术在损伤评价中的深入应用有望大幅提高评价的客观性和数据处理效率。另一方面，多种试验方法（单次冲击、多次冲击、自由体冲击等）之间的相关性研究也将持续深化，为不同应用场景下选择最适宜的试验方法提供更加充分的技术依据。参考文献[1]ISO20567-2:2023,Paintsandvarnishes—Determinationofstone-chi