ISO 2884-22024 色漆和清漆用旋转粘度计测定粘度第2部分用圆盘或球轴在规定速度下相对测量粘度标准立项发展报告

色漆和清漆用旋转粘度计测定粘度第2部分：用圆盘或球轴在规定速度下相对测量粘度标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Paintsandvarnishes—Determinationofviscosityusingrotationalviscometers—Part2:Relativemeasurementofviscosityusingdiscorballspindlesatspecifiedspeeds摘要粘度是色漆和清漆产品最重要的流变学参数之一，直接影响涂料的施工性能、储存稳定性及最终涂膜质量。随着涂料工业向高性能化、绿色化方向快速发展，对粘度测量的准确性、可比性和操作便捷性提出了更高要求。ISO2884-2:2024《色漆和清漆用旋转粘度计测定粘度第2部分：用圆盘或球轴在规定速度下相对测量粘度》由国际标准化组织（ISO）于2024年7月10日正式发布，该标准为采用圆盘式或球式转子旋转粘度计在规定转速条件下进行涂料粘度的相对测量提供了统一的技术规范和操作指南。本标准替代了此前分散于多个区域性标准中的相关内容，填补了国际标准化体系中针对圆盘/球轴系统相对粘度测量方法的标准空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容框架、关键试验条件参数、主要参与单位及其贡献，并分析了该标准的实施对涂料行业质量控制、技术贸易壁垒消除及国际化对接等方面的深远影响。报告认为，ISO2884-2:2024的发布标志着涂料粘度测量国际标准化工作进入了一个更加精细化和系统化的新阶段，对推动全球涂料行业的技术进步与质量提升具有重要的指导和支撑作用。关键词：旋转粘度计；色漆和清漆；相对粘度；圆盘转子；球轴转子；国际标准；流变学测量Keywords:rotationalviscometer;paintsandvarnishes;relativeviscosity;discspindle;ballspindle;internationalstandard;rheologicalmeasurement1引言1.1研究背景色漆和清漆作为表面保护和装饰的重要材料，在建筑、汽车、船舶、航空航天、工业防腐等众多领域具有广泛应用。粘度作为涂料体系最核心的流变学参数，不仅关系到涂料的生产过程控制和产品质量稳定性，更直接影响涂料的储存、运输、施工（刷涂、辊涂、喷涂）以及涂膜的外观表现和物理机械性能。因此，建立一个科学、统一、可重复的粘度测定方法标准，对涂料行业的健康发展具有举足轻重的意义。在涂料粘度测量的国际化标准体系中，ISO2884系列标准扮演着核心角色。该系列标准为涂料行业提供了多种粘度测量方法的技术框架。其中，ISO2884-1规定了使用转轴式粘度计在规定的剪切速率下测定粘度的通用方法，而ISO2884-2则聚焦于采用圆盘式或球式转子在规定速度条件下进行相对粘度测量的技术方案。转盘/球轴系统由于结构简单、操作便捷、易于清洁，在涂料生产和质控实验室中得到了极为广泛的应用，尤其在工厂在线的快速质量检验场景中具有不可替代的优势。然而，随着全球涂料产业的深度融合与技术进步，涂料配方日趋复杂，产品种类更加多样化，对粘度测量的精度要求也不断提高。原有的区域性标准和技术文件已经难以适应新的发展需求——不同国家之间、不同实验室之间测定结果的可比性不足，严重制约了国际贸易中涂料产品的质量评价与合格评定。在此背景下，国际标准化组织适时启动了ISO2884-2的制定工作，旨在通过系统研究和技术协调，建立起一套在国际范围内适用的、以圆盘或球轴转子在规定速度下进行相对粘度测量的统一标准。1.2标准范围与定位ISO2884-2:2024规定了使用旋转粘度计（圆盘或球轴转子）在规定的单一或多个旋转速度下测量色漆和清漆相对粘度的方法。该方法适用于牛顿型和非牛顿型流体，尤其适合在涂料生产过程中的质量控制、批次一致性检验以及产品规格验证等场景中应用。值得注意的是，该方法测定的是"相对粘度"而非"绝对粘度"，即通过在规定条件下的旋转阻力（扭矩）读数来表征样品的粘度特性，其结果与仪器型号、转子几何尺寸和转速设定密切相关。因此，标准的规范性和操作的严格一致性是保证测量结果有效性的关键前提。该标准作为ISO2884系列的第2部分，与第1部分（绝对粘度测量方法）形成互补格局，共同构成涂料粘度测量的完整国际标准体系。本标准的制定充分考虑了与ISO2884-1、ISO3219（流变学测量）、ISO2883（涂料密度测定）等相关标准的协调一致性，确保各标准之间的技术衔接和兼容性。2标准编制过程2.1立项背景与必要性分析ISO2884-2的制定工作源于涂料行业对粘度测量标准化需求的深刻变化。随着涂料产品向高固含量、水性化、粉末化和辐射固化等方向转型，涂料体系的流变行为变得更加复杂多变。传统的粘度测量方法在面对触变性、剪切变稀、屈服应力等非牛顿流体行为时往往难以获得稳定可靠的测量结果。同时，全球涂料市场的一体化进程加速了跨国贸易和产业协作，对粘度的测量方法和数据可比性提出了国际统一的技术要求。在ISO2884-2制定之前，各主要工业国家普遍采用各自的粘度测量标准，如中国的GB/T9751、美国的ASTMD2196以及部分企业内部规范，这些标准和规范在仪器规格、测量条件、数据处理等方面存在显著差异，导致不同标准下测得的粘度数据缺乏可比性，增加了国际贸易中的技术壁垒和交流成本。因此，制定一项统一的国际标准，不仅是行业的普遍呼吁，也是国际贸易便利化的现实需求。2.2编制历程ISO2884-2:2024的制定工作由ISO/TC35（色漆和清漆技术委员会）下属的WG9工作组（粘度测量工作组）负责推进。该工作组的秘书处由荷兰标准化机构（NEN）承担。项目自启动至正式发布，历时约三年，经历了新工作项目提案（NP）、工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等各阶段严格审查流程。在标准的制定过程中，工作组先后组织了多轮国际间实验室比对试验（round-robintesting），参试实验室覆盖欧洲、亚洲、北美洲等主要涂料生产和消费区域。通过大量系统的试验数据分析和讨论，工作组对转子几何参数、测量程序、温度控制、数据处理等方面进行了多轮技术论证和文字修订，最终形成了各方均能接受的国际标准文本。2.3关键技术与指标议定在标准内容设计过程中，若干关键技术问题经过反复论证，包括：（1）转子系统选型与规格确定：圆盘式（disc）和球式（ball）转子具有不同的几何特征和流场分布，工作组通过系统的试验数据积累，确立了标准适用的转子类型和规格范围，确保测量结果在同类仪器之间具有良好的重复性和再现性。（2）规定速度体系的建立：标准规定了测量时的推荐转速档位，涵盖了从低剪切到中高剪切范围的典型转速。这一体系的建立充分考虑了涂料在实际施工和加工过程中所经历的剪切速率区间，使测量条件尽可能贴近实际应用场景。（3）温度控制条件：粘度对温度极为敏感，标准对测量温度的控制精度提出了明确要求，规定了测温点位置和控温方式，以保证不同实验室间测量结果的可比性。（4）数据处理与报告：标准明确了粘度计算方式、有效数字修约规则和试验报告应包含的技术信息，确保测量过程信息完整可追溯。3标准主要内容解析3.1适用范围ISO2884-2:2024适用于各种类型的色漆、清漆及相关液态涂料产品，包括溶剂型涂料、水性涂料、高固含涂料等。标准也适用于与涂料体系具有类似流变行为的其他液态材料。该标准特别适用于生产过程中的质量控制检测和产品质量的一致性评价。需要注意的是，该标准所规定的方法为相对测量方法，其测量结果受仪器型号、转子类型和测试条件的影响。若需获得与仪器无关的绝对粘度值，应参照ISO2884-1或其他适用于绝对粘度测量的相关标准执行。3.2规范性引用文件标准主要引用了以下规范性文件：-ISO4618《色漆和清漆—术语和定义》-ISO15528《色漆和清漆及原材料—取样》-ISO2884-1《色漆和清漆用旋转粘度计测定粘度第1部分：以高剪切速率操作的锥板粘度计》-ISO2811（所有部分）《色漆和清漆—密度的测定》3.3方法原理本标准的测量原理基于旋转粘度计的基本工作原理：将转子（圆盘式或球式）浸入待测涂料样品中，由仪器以规定的转速驱动转子旋转，测量转子在液体中所受到的粘性阻力矩（扭矩）。在规定的几何条件和转速条件下，扭矩值与液体的粘度成正比。通过仪器内置的校准系数和换算公式，将扭矩读数转换为粘度值。对于非牛顿流体，不同转速下测量的扭矩值经换算后得到不同的粘度值，这反映了液体的剪切变稀或剪切增稠行为。标准所采用的"相对测量"概念，即在规定仪器（转子和转速恒定）条件下测得的数据，主要适用于质量控制和批次间比较，而非绝对物理量的精确测定。3.4仪器与设备要求标准对测量仪器提出了明确的技术指标要求：（1）旋转粘度计：可以是圆盘式、球式或其他等效形式的旋转粘度计，应能够以规定的转速稳定旋转，并具备足够的扭矩测量精度。仪器应定期由国家认可的计量机构进行校准和检定。（2）转子：圆盘式转子或球式转子，其几何尺寸应满足标准附录中的规定要求。转子应由耐腐蚀的金属材料制成，表面应光滑无缺陷。不同类型的转子适用于不同粘度范围的样品测量。（3）温度控制装置：控温精度应达到±0.5℃以内。可采用恒温水浴或恒温夹套的方式控制样品温度。温度计或温度传感器的精度应不低于±0.1℃。（4）计时器：精度不低于±0.1秒。3.5取样与样品制备标准明确规定，样品应按照ISO15528的要求进行代表性取样。测试前，样品应在规定的温度条件下（通常为（23±2）℃）进行状态调节，以保证样品温度均匀稳定。对于含有挥发性溶剂的涂料产品，应注意防止取样和测量过程中的溶剂挥发损失。对多组分涂料产品，应按产品说明规定的比例混合均匀后再行测量。样品中含有气泡时，应静置消泡或采用低速离心方式去除气泡，以避免气泡对测量结果的干扰。样品中若含有大颗粒或结皮，应通过适当孔径的筛网过滤除去。3.6测量程序标准对测量步骤做出了详细的规定，主要包括：（1）按仪器操作规程安装选定的转子，并将转子浸入样品中至规定的浸入深度标记处；（2）开启恒温装置，使样品温度稳定至规定温度；（3）启动粘度计，设定规定的旋转速度，待扭矩读数稳定后记录测量值；（4）在设定的转速下重复测量至少两次，平行测定结果的相对偏差应在规定范围内，取其算术平均值作为测定结果；（5）按照标准规定的方法进行数据处理和结果计算。3.7精密度与偏差标准中给出了经过国际实验室间比对试验（ILS）确定的精密度数据，包括重复性限（r）和再现性限（R）。这些数据为实验室内部质量控制和实验室间能力验证提供了重要的统计依据。标准同时说明了实验数据的可接受性判定方法。4主要编制单位简介ISO2884-2:2024的制定汇聚了全球涂料和标准化领域的多方力量。其中，荷兰国家应用科学研究院（TNO）作为ISO/TC35/WG9工作组的重要技术支撑单位，在该标准的制定过程中发挥了关键作用。TNO是荷兰最大的独立研究机构之一，在材料科学、化学计量学、流变学测量等领域拥有深厚的研究积累。TNO的材料与化学分析实验室长期从事涂料流变性能的测试方法研究，拥有包括旋转粘度计、流变仪、锥板粘度计等在内的完善测量平台，在粘度测量标准化方面具有丰富的实践经验和深厚的理论造诣。在本标准的编制过程中，TNO承担了多项核心工作任务：一是主导了圆盘式和球式转子系统的流场特性研究，为转子几何参数的标准化提供了理论基础；二是承担了主要实验室间比对试验的组织和数据分析工作，为精密度数据的确定提供了关键数据支撑；三是为草案的多个技术修订阶段提供了详实的试验验证报告和技术审查意见。此外，来自德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）、美国涂料协会（ACA）、中国涂料工业协会等机构的专家也深度参与了标准的技术研讨和文本修订工作，为标准的完备性和适用性提供了重要保障。这些机构在各自国家的涂料标准体系中积累了丰富经验，他们的参与确保了新标准能够充分反映不同地区的技术特点和行业需求。5标准实施的意义与影响5.1对涂料行业质量管理的提升ISO2884-2:2024的发布实施，为全球涂料生产企业提供了一项权威、统一、操作可行的粘度相对测量方法。标准的实施将有效提升各企业实验室之间、各批次产品之间粘度数据的可比性和一致性，为涂料产品的质量控制提供更加可靠的检测依据。尤其是对于跨国经营的涂料企业，统一测量标准的实施有助于在全球范围内建立一致的产品质量基准，提高管理效率和品牌信誉。5.2对国际贸易技术壁垒的消除在国际贸易中，涂料产品的质量评价涉及多项性能指标的检测验证。以往因各国粘度测量标准不尽相同，出口产品常常需要按照目的地市场的要求进行重复检测，增加了贸易成本和时间周期。ISO2884-2:2024作为国际社会广泛认可的标准，将有助于各国在贸易往来中对接检测方法、互认检测报告，从而有效降低技术性贸易壁垒，促进涂料产品的国际流通。5.3对国家/行业标准的引领带动ISO2884-2:2024的发布为进一步协调各国家和地区同类标准提供了基准和参考。我国现有涂料粘度测量相关标准可参照ISO2884-2:2024进行修订或重新评估，以保持我国涂料标准体系与国际标准的同步性和兼容性。同时，该标准所体现的"规定速度相对测量"理念和技术路线，对我国涂料行业标准化能力建设和实验室质量管理水平的提升具有积极的借鉴意义。5.4对涂料流变学研究的推动从长远来看，该标准的实施将促进涂料流变学基础研究的深入发展。随着测量数据的日益丰富和比对数据库的持续积累，行业对涂料体系流变行为与施工性能、储存稳定性等宏观性能之间关系的认识将更加系统化、精确化，从而为高性能涂料产品的研发提供有效支撑。6结论与展望ISO2884-2:2024《色漆和清漆用旋转粘度计测定粘度第2部分：用圆盘或球轴在规定速度下相对测量粘度》的正式发布，是国际涂料标准化领域的又一项重要成果。该标准系统整合了国际上在旋转粘度计相对测量方法方面的技术积累和实践经验，制定了一套科学、严谨、操作性强的技术规范，填补了该细分领域的国际标准空白。标准的实施将有效促进全球范围内涂料产品粘度测量方法的一致化和测量结果的可比性提升，对涂料产品质量控制、国际贸易便利化以及流变学基础研究具有重要的支撑作用。随着涂料行业持续向高性能、环保化方向发展，粘度测量标准体系也将在实践中不断完善和拓展。建议国内相关标准化技术组织、检测机构和涂料生产企业及时跟踪该国际标准的实施动态，适时推动我国对应标准的制修订工作，积极参与国际标准化交流与合作，不断提升我国在涂料国际标准化领域的影响力和话语权。参考文献[1]ISO2884-2:2024,Paintsandvarnishes—Determinationofviscosityusingrotationalviscometers—Part2:Relativemeasurementofviscosityusingdiscorballspindlesatspecifiedspeeds[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2024.[2]ISO2884-1,Paintsandvarnishes—Determinationofviscosityusi