ISO 19403-12022 色漆和清漆.润湿性.第1部分词汇和一般原则标准立项发展报告

色漆和清漆润湿性第1部分：词汇和一般原则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PaintsandVarnishes—Wettability—Part1:VocabularyandGeneralPrinciples摘要关键词：润湿性；色漆和清漆；接触角；表面自由能；国际标准；术语标准化；涂层性能评价Keywords:Wettability;Paintsandvarnishes;Contactangle;Surfacefreeenergy;Internationalstandard;Terminologystandardization;Coatingperformanceevaluation1引言1.1研究背景润湿性（Wettability）是液体在固体表面铺展的能力，是表征涂料与基材相互作用的核心参数之一。在涂料工业中，润湿性直接关系到涂料的流平性能、附着力、外观质量以及防腐防污等功能的实现。良好的润湿性是涂层与基材之间形成牢固结合的前提条件，而润湿不良则会导致缩孔、橘皮、附着力下降等质量缺陷。随着涂料技术的不断演进，新型功能性涂料（如自清洁涂料、防冰涂料、水性涂料、高固含涂料等）对表面润湿性能的评价提出了更高的要求。同时，表面处理技术（如等离子体处理、电晕处理、化学转化膜处理等）的广泛应用也使得基材表面润湿性的精确表征成为工艺控制和品质保证的必要手段。在此背景下，建立一套国际统一的润湿性术语和测试原则标准，成为全球涂料行业的迫切需求。1.2标准的战略意义ISO19403-1:2022作为ISO19403系列标准的第一部分，在整个标准体系中具有"纲举目张"的基础性地位。该系列标准由以下七个部分组成：-第1部分：词汇和一般原则（ISO19403-1）-第2部分：固体表面自由能的测定（接触角法）-第3部分：液体表面张力的测定（悬滴法）-第4部分：液体表面张力的测定（威廉板法）-第5部分：液体表面张力的测定（液滴体积法）-第6部分：动态接触角的测定-第7部分：基材润湿性的测量（测量接触角和表面自由能的方法校核）该系列标准相互配套，共同构建了一套完整的润湿性测试评价体系。而第1部分作为整个体系的逻辑起点，其术语定义和一般性原则的确立为后续各部分的测试方法提供了统一的概念框架和理论依据。正如ISO4618（色漆和清漆术语）对涂料行业通用术语进行规范一样，ISO19403-1在润湿性这一专业细分领域中扮演着"专业词典"的角色，是确保整个系列标准协调一致的技术保障。1.3标准的基本信息ISO19403-1:2022由国际标准化组织（ISO）下设的ISO/TC35"色漆和清漆"技术委员会（对应国内SAC/TC5全国涂料和颜料标准化技术委员会）组织制定，于2022年6月9日正式发布，代替了2017年的第一版（ISO19403-1:2017）。该标准为现行有效版本，分类号为涂料和清漆类（ICS87.040），工作语言为英语。从起草到发布，该标准的修订历时约两年，汇集了来自全球涂料生产企业、检测机构、科研院所和高等院校的技术专家共同参与。标准的修订充分考虑了近年来表面化学领域的最新研究成果和工业应用的实际需求，对术语定义进行了精细化调整，并对一般性原则的表述进行了优化，使其更加贴合当前涂料技术的发展水平。2标准背景与编制过程2.1国内外相关标准现状及问题在国际标准层面，ISO19403系列标准的制定填补了色漆和清漆领域润湿性测试系统性标准的空白。此前，虽然国际标准化组织在塑料、纸张、玻璃等材料领域制定了若干零散的接触角测量标准（如ISO27448精细陶瓷润湿性测试标准等），但缺乏专门针对涂料体系的完整标准体系。涂料作为一种复杂的多组分体系，其润湿性测试在样品制备、测试条件、数据解读等方面均有其特殊性，直接套用其他材料领域的标准存在诸多不适应之处。在各国标准层面，美国ASTM国际组织发布了ASTMD7334等接触角测量标准，德国工业标准DIN55660系列也在润湿性测试方面进行了探索，但这些标准在术语定义和测试细节上各有侧重，技术指标不完全一致，导致依据不同标准获得的测试结果之间缺乏可比性。这种标准的碎片化状态给跨国涂料企业的产品质量控制和技术交流带来了显著困扰。2.2标准的立项依据ISO19403-1:2022的修订立项主要基于以下几方面需求：（1）技术发展的需要：近年来，表面自由能理论在涂料配方设计中的应用日益深入，基于Owens-Wendt-Rabel-Kaelble（OWRK）法、vanOss-Chaudhury-Good法等的表面自由能计算已成为涂料界面化学研究的重要工具。ISO19403-1需要对这些理论模型对应的术语进行精确界定。（2）产业协调的需要：汽车涂料、船舶涂料、建筑涂料等不同涂料细分领域对润湿性测试的需求各有侧重，统一的基础术语标准有助于各细分领域标准的协调一致。（3）国际贸易的需要：涂料产品的跨国贸易要求测试方法具有国际互认性，统一术语和一般原则是达成测试结果互认的基础前提。（4）修订周期要求：ISO标准通常每5年进行一次系统评审，以确认标准是否适应当前技术发展水平。ISO19403-1:2017版需要根据近五年的技术进展和应用反馈进行必要的修订完善。3标准主要内容解析ISO19403-1:2022的核心内容涵盖术语定义和一般原则两方面，以下对各章条内容进行系统解析。3.1范围（第1章）本章明确了标准的适用范围：该标准界定了与色漆和清漆润湿性相关的术语和定义，并确立了润湿性测试的一般原则。标准适用于所有涉及液态涂料在固体基材表面润湿行为的测试和评价场景，包括但不限于涂料配方开发、基材表面处理效果评估、涂层质量检验以及相关科学研究活动。需要特别指出的是，该标准是与ISO19403系列其他部分配套使用的基础文件。使用者在依据ISO19403-2至ISO19403-7进行具体测试时，应首先理解和遵循本部分确立的术语体系和一般原则。对于未在ISO19403系列中覆盖的特殊润湿性测试需求，本部分提供的一般原则同样具有参考和指导价值。3.2规范性引用文件（第2章）本章列出了执行本标准所必需的引用文件。ISO19403-1:2022主要引用以下标准文件：-ISO4618，色漆和清漆—术语-ISO19403-2至ISO19403-7系列标准其中，ISO4618为涂料行业的基础术语标准，为润湿性专业术语的定义提供了上位概念和一致的术语体系框架。ISO19403-2至ISO19403-7则分别规定了不同类型的润湿性测试方法，与第1部分形成"总-分"结构的技术标准体系。3.3术语和定义（第3章）术语和定义是ISO19403-1的核心内容，也是该标准作为"词汇"标准的核心价值所在。标准系统定义了涉及润湿现象、接触角测量、表面自由能等领域的专业术语，主要包括：（1）润湿现象相关术语：-润湿性（wettability）：液体在固体表面保持接触的能力，通常通过接触角的大小来定量表征。该定义明确了润湿性是一个综合性概念，其量化依赖于接触角这一可测量的物理量。-润湿（wetting）：液体与固体表面接触并形成分子间界面的过程。在涂料施工中，润湿过程可分为铺展润湿、浸渍润湿和黏附润湿三种基本类型，三者对应的热力学条件和实际意义各有不同。-接触角（contactangle,θ）：在固、液、气三相交点处，沿液-气界面作切线，该切线与固-液界面之间的夹角（含液体在内的夹角）。接触角是表征润湿性最核心的几何量，其数值大小直接反映液体在固体表面铺展能力的高低。接触角大于90°时固体表面被称为疏液性表面，小于90°时则称为亲液性表面。（2）表面能相关术语：-表面自由能（surfacefreeenergy）：固体表面相对于其体相所多余的自由能，单位为mJ/m²。表面自由能是决定固体表面润湿性的内在物理量，其数值越高，表明该固体表面越容易被液体润湿。-表面张力（surfacetension）：液体表面层分子因受力不均而产生的收缩力，单位为mN/m。液体的表面张力与固体的表面自由能共同决定了接触角的大小，其关系可用杨氏方程（Young'sequation）描述。-色散分量（dispersivecomponent）与极性分量（polarcomponent）：基于Fowkes理论，将固体表面自由能和液体表面张力划分为色散分量和极性分量两部分。这种分量的划分为采用OWRK法等模型计算表面自由能提供了理论基础。（3）测量方法相关术语：-静态接触角（staticcontactangle）：液滴在固体表面达到热力学平衡（或亚平衡）状态时测得的接触角。-动态接触角（dynamiccontactangle）：在液滴体积变化（增加或减少）过程中测得的前进接触角和后退接触角。-前进接触角（advancingcontactangle）：固-液-气三相接触线在固体表面上前进（即液滴体积增加）时测得的接触角。-后退接触角（recedingcontactangle）：三相接触线后退（即液滴体积减小）时测得的接触角。-接触角滞后（contactanglehysteresis）：前进接触角与后退接触角之差。接触角滞后的大小反映固体表面的化学不均匀性和粗糙度程度。此外，标准还对"悬滴法""座滴法""威廉板法"等测试方法相关术语进行了定义，为系列标准其他各部分的正确使用提供了术语支撑。3.4一般原则（第4章）本章在术语定义的基础上，进一步确立了润湿性测试的一般性原则，为测试方法的选择和操作规范的制定提供了纲领性指导。（1）测试方法的适用性选择：标准明确指出，接触角测量是评价润湿性最直观、最常用的方法，但不同测量方法各有适用范围和局限性。例如，座滴法操作简便、适用于常规样品，但对表面粗糙度和液滴体积控制较为敏感；威廉板法适用于表面自由能较低的平板样品，测量精度较高但对样品尺寸有要求。使用者应根据样品特性和测试目的选择合适的方法。（2）样品制备与表面状态控制：标准强调，固体基材的表面状态（包括表面粗糙度、化学组成、清洁度、均匀性等）是影响润湿性测量结果的关键因素。因此，样品制备过程必须严格控制，测量前应对样品表面状态进行标准化处理，并在测试报告中完整记录样品制备条件和表面处理方式。（3）环境条件的标准化：温度、湿度等环境因素对接触角和表面自由能的测量结果具有显著影响。标准规定测试应在受控环境条件下进行，测试环境条件应在测试报告中详细记录，以便于测试结果的比对和复现。一般而言，润湿性测量应在温度（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的标准环境下进行（除非特殊要求）。（4）数据处理的规范性：标准要求接触角测量应至少在5个不同位置进行，取算术平均值作为最终结果。对于表面自由能的计算，应明确所采用的计算模型和输入参数，确保计算过程的透明性和可追溯性。4标准参与制修订的主要单位ISO19403-1:2022的制修订工作由国际标准化组织ISO/TC35"色漆和清漆"技术委员会归口管理，具体由该技术委员会下设的WG9工作组（润湿性工作组）负责起草。来自德国、中国、美国、日本、法国、英国等多个国家的标准化技术专家参与了标准各阶段文件的审查和投票工作。其中，德国标准化协会（DIN）在ISO19403系列的制定工作中发挥了重要的引领作用。该系列标准的技术框架在很大程度上借鉴了德国工业标准DIN55660系列（色漆和清漆—润湿性测试）的成功经验。德国作为全球涂料工业强国，拥有巴斯夫（BASF）、拜耳（Bayer，现科思创）、汉高（Henkel）等世界知名的涂料原材料和涂料产品生产企业，以及众多的涂料检测和应用研究机构，在润湿性测试领域积累了丰富的理论研究和工程应用经验。DIN牵头将DIN55660系列标准提升为国际标准，为全球涂料行业的润湿性测试标准化贡献了重要的技术智慧。在中国的参与方面，全国涂料和颜料标准化技术委员会（SAC/TC5）组织国内相关单位和专家密切跟踪ISO19403系列标准的制定进程。中国作为全球最大的涂料生产国和消费国，在涂料产品研发和质量控制中对润湿性测试方法的需求十分迫切。国内相关科研院所和检测机构围绕接触角测量技术、表面自由能计算方法等开展了大量基础研究工作，为ISO19403系列标准的完善提供了有益的技术输入。目前，全国涂料和颜料标准化技术委员会正在积极推动将ISO19403系列标准转化为中国国家标准（GB/T），以促进该系列标准在中国的落地应用。5标准的技术特点和创新性5.1建立了分层分类的术语体系ISO19403-1:2022构建了一个逻辑严密、层次分明的润湿性术语体系。从润湿现象的基本概念出发，依次定义了表征参数（接触角等）、影响因素（表面粗糙度等）、测试方法（座滴法等）和数据处理方法等多个维度的术语，形成了一个完整的知识框架。这种系统化的术语组织结构不仅便于使用者查阅和理解，更为系列标准中其他各部分的技术内容提供了统一的概念基础。5.2与中国涂料标准体系的衔接ISO19403-1:2022的术语体系设计充分考虑了与基础术语标准ISO4618的协调一致性。该标准中涉及的通用涂料术语（如"色漆""清漆""涂层"等）与ISO4618保持严格一致，而润湿性领域的专属术语则在此基础上进行了细化和深化。这种"基础标准—专业标准"的衔接模式有效避免了术语体系的重复和冲突，也对中国正在进行的ISO19403系列标准转化工作提供了良好的对接框架。全国涂料和颜料标准化技术委员会（SAC/TC5）在推进该系列标准国标化的过程中，将严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求，结合中国涂料行业的术语使用习惯，对标准进行本土化适配。5.3体现技术中立性和方法开放性该标准在确立一般原则时，刻意保持了技术中立性和方法开放性。标准明确了润湿性测试中需要控制的关键变量和需要记录的必要信息，但不对具体测试仪器和计算方法作强制性规定。这种"规定目标、放开手段"的编制思路既保证了测试结果的可靠性和可比性，又为新技术、新方法的涌现保留了充分的创新空间，体现了国际标准制定的先进理念。6标准实施应用与前景展望6.1标准的主要应用领域ISO19403-1:2022在涂料及上下游相关行业具有广泛的应用前景，主要体现在以下方面：在涂料产品研发方面，该标准为配方设计提供了统一的评价语言。研发人员可以借助标准的术语框架和测试原则，系统评价不同配方体系的润湿行为，