ISO 7784-12023 色漆和清漆.耐磨性的测定.第1部分用砂纸覆盖轮子和旋转试样的方法标准立项发展报告

色漆和清漆耐磨性的测定第1部分：用砂纸覆盖轮子和旋转试样的方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PaintsandVarnishes—DeterminationofResistancetoAbrasion—Part1:MethodwithAbrasive-paperCoveredWheelsandRotatingTestSpecimen摘要随着现代工业涂料在汽车、家具、建筑、电子产品等领域的应用日益广泛，涂层耐磨性能作为评价涂膜在使用过程中抵抗机械磨损能力的重要技术指标，其检测方法的标准化与国际化对产品质量控制和国际贸易互认具有重要的基础性支撑作用。本报告以国际标准化组织（ISO）于2023年2月3日发布的ISO7784-1:2023《色漆和清漆耐磨性的测定第1部分：用砂纸覆盖轮子和旋转试样的方法》为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、修订历程、技术内容框架及主要技术变化。该标准替代了ISO7784-1:1997，明确了使用砂纸覆盖轮子和旋转试样方式的耐磨性测试原理，规范了仪器要求、试验条件、试样制备、试验程序及结果表示等关键技术环节，适用于色漆、清漆及相关产品涂层耐磨性能的评定。本报告还就标准对检测机构、涂料制造企业及相关行业的影响进行了分析，并对未来耐磨性检测标准的发展趋势进行了展望。关键词：色漆和清漆；耐磨性；砂纸覆盖轮；旋转试样；国际标准；ISO7784；Keywords:Paintsandvarnishes;Abrasionresistance;Abrasive-papercoveredwheels;Rotatingtestspecimen;Internationalstandard;ISO77841引言涂料的耐磨性能是评估涂层在使用寿命内抵抗外界机械作用（如摩擦、刮擦、冲击等）导致破坏的关键指标之一。无论是木器家具表面的漆膜、汽车车身的面漆，还是工业地坪的防护涂层，其耐磨性直接关系到产品的耐久性和外观保持能力。因此，建立一套科学、统一、可重复的耐磨性测试方法标准，具有重要的工程意义和贸易价值。国际标准化组织（ISO）下设的ISO/TC35“色漆和清漆”技术委员会长期致力于涂料领域试验方法和产品规范的标准化工作。其中，ISO7784系列标准是有关色漆和清漆耐磨性测定的基础方法标准。该系列标准按照加载方式和磨损原理的不同，分为多个部分。本报告所针对的ISO7784-1:2023即为该系列标准的第1部分，规定了以砂纸覆盖轮子配合旋转试样方式进行耐磨性测试的方法，即通常所称的“落砂磨损试验”或“Taber式磨耗试验”的ISO基础方法之一。本报告的编制旨在全面介绍该标准立项的技术背景、标准的主要技术内容、修订关键变化及其行业应用价值，为涂料生产企业、第三方检测机构、科研院校以及标准化管理人员提供权威、翔实的参考依据。2立项背景与修订历程2.1立项背景涂料产品的耐磨性测试起源于20世纪中期，早期各国分别建立了各自的国家标准，如美国材料与试验协会（ASTM）的ASTMD4060、德国工业标准（DIN）的DIN53799等。不同标准在磨轮类型、砂纸粒度、载荷大小、试样转速和磨耗终点判定等方面差异较大，导致不同国家间测试结果难以互认。随着全球化贸易的深入，建立统一的国际耐磨性测试方法标准成为涂料行业和下游用户共同的迫切需求。ISO/TC35于20世纪80年代末着手制定色漆和清漆耐磨性测定的国际标准，先后形成了以砂纸覆盖轮（abrasive-papercoveredwheels）和旋转试样为共同特征的系列方法。ISO7784-1:1997是该系列的首版标准，历经二十余年的使用后，许多技术细节已无法满足现代涂料品种的发展需求和仪器制造水平的进步。2.2标准修订背景与过程ISO7784-1:2023的修订工作由ISO/TC35/SC9/WG2工作组负责推进。该工作组的专家成员来自德国、日本、美国、法国、中国等多个国家的标准化机构、涂料生产企业及检测仪器制造商。修订工作主要基于以下几个动因：-原标准（ISO7784-1:1997）中对磨耗轮（abrasivewheels）的规格描述较为笼统，未充分区分不同品牌磨耗轮之间的差异，导致实验室间比对结果偏差较大；-随着计算机控制和自动化测试技术的发展，新一代耐磨性试验机在转速控制、磨耗终点判定、数据记录等方面实现了数字化升级，标准的仪器条款需加以更新以适应新技术；-近年来环境友好型涂料（如水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料）发展迅速，其涂层力学性能与传统溶剂型涂料存在明显差异，需要更加精确的方法以评估其耐磨性能；-对期间核查（intermediatecheck）和校准要求的明确化，成为实验室质量管理体系（如ISO/IEC17025）框架下的新需求。2.3与前一版本的关系ISO7784-1:2023正式替代ISO7784-1:1997。新版标准在保持原测试原理不变的基础上，着力解决了以往试验中再现性不足的关键技术瓶颈，完善了仪器校准与期间核查条款，更新了术语定义，并对试验报告的呈现方式提出了更明确的要求。同时，ISO7784-2（加压磨轮法）和ISO7784-3（往复式线性磨耗法）等系列标准的修订工作也同步推进，以保持系列标准在技术理念和方法体系上的一致性和协调性。3标准技术内容概述3.1范围与适用领域ISO7784-1:2023规定了一种测定色漆、清漆及相关产品涂层耐磨性的试验方法，其核心特征为“砂纸覆盖的轮子”和“旋转试样”。该方法适用于单一涂层或多涂层体系中面漆耐磨性能的评价，广泛适用于家具涂料、汽车涂料、卷钢涂料、塑料件用涂料等功能性涂层的耐磨性检测。需要指出的是，该标准并未对涂层耐磨性的“合格”或“不合格”设定统一判定阈值，而是通过规定的试验程序获得磨耗量、磨穿终点或外观变化等定量或定性结果，由相关方根据产品规范或合同约定来予以评价。3.2方法原理该测试方法的原理是：将涂覆有试验涂层的平板试样水平安装在旋转台面上，以规定的转速绕垂直轴旋转。两个覆盖有规定粒度砂纸的磨耗轮以一定载荷压在试样表面，并在摩擦力作用下绕各自水平轴自由转动。当试样旋转时，磨耗轮在试样表面产生环形磨痕。经过规定次数的磨耗循环后，通过测定涂层质量损失、磨痕宽度或磨穿至基材所需的循环次数来评价涂层的耐磨性能。3.3仪器与材料标准对试验仪器提出如下核心要求：-耐磨试验机：旋转台面应能维持规定的转速（典型为60r/min±5r/min），并具备磨耗循环计数功能；-磨耗轮：直径为50mm的砂纸覆盖轮，砂纸粒度为规定的等级（通常为40μm或按产品规范确定），磨耗轮宽度和硬度应满足标准要求；-载荷系统：能够施加规定的总载荷（通常为10N或按相关方约定），载荷精度应控制在±0.2N范围内；-试样固定装置：确保试样在旋转过程中不发生位移和翘曲；-砂纸：标准规定采用特定粒度（如P240或按产品规范调整）的碳化硅砂纸，砂纸在使用前应进行预处理以保证磨耗效果的一致性。2023版标准新增了对磨耗轮压痕宽度的初始校验要求和周期性核查规定，进一步规范了仪器状态对试验结果的直接影响。3.4试样制备标准规定了试验底材的种类（如马口铁板、铝板、玻璃板或与实际使用一致的底材）、尺寸（典型为100mm×100mm或直径100mm的圆形试样）、涂布方法（如喷涂、刮涂、旋涂等）、涂膜厚度及干燥/固化条件。试样应在标准温湿度条件（23℃±2℃，相对湿度50%±5%）下进行状态调节，调节时间一般不少于16小时。对于多涂层体系，标准建议按实际配套体系制备试样，以评估整体涂层体系的耐磨性能，必要时可在涂层间设定砂磨处理步骤以模拟实际施工工艺。3.5试验程序试验程序的主要步骤包括：1.在试验前对试样进行称重（精确至0.1mg），并测量涂层厚度；2.安装砂纸覆盖磨耗轮，设置载荷和转速；3.将试样固定在旋转台面上，使磨耗轮落于试样表面形成磨痕；4.启动试验机，按预设循环次数运行（如100、500、1000次等，可根据产品规范确定）；5.试验结束后，取下试样，在无松散附着物的状态下称重，计算质量损失；6.如以磨穿终点作为评价指标，则持续运行至涂层局部磨穿至底材并记录循环次数。标准强调，每批试样应至少进行3次平行试验，并计算算术平均值和标准差，以保证结果的可重复性。3.6结果表示试验结果可根据不同需求以下列方式之一表示：-质量损失（mg）：在规定循环次数下的质量损失量，值越小表示耐磨性越好；-磨耗指数：单位循环次数对应的质量损失；-磨穿循环次数：由涂层表面至底材完全显露所需的循环次数；-外观变化评价：如磨痕深度、光泽变化或颜色变化的定性描述。3.7精密度与偏差ISO7784-1:2023基于国际实验室间比对试验（round-robintest）的结果，给出了方法的重复性限（r）和再现性限（R）。标准指出，不同涂层体系下精密度数据存在一定差异，建议使用者在引用精密度数据时应结合实际涂层类型审慎参考。对于质量损失结果，典型的重复性变异系数约为5%~10%，再现性变异系数约为15%~25%。2023版标准在实验室间试验设计中完善了砂纸批次一致性控制措施，有效减少了因磨耗介质差异导致的系统性偏差。4标准应用与行业影响4.1对涂料行业的影响ISO7784-1:2023为涂料制造企业提供了更加可靠、精确的耐磨性评价工具。在新型涂料产品研发过程中，耐磨性测试是配方筛选和性能优化的重要环节。新标准对仪器的校准和核查要求，有助于企业实验室建立更严格的质量控制体系，提高研发数据的可信度。特别是在木器涂料、汽车原厂漆（OEM）、3C产品涂料等对耐磨性能有严格要求的细分领域，该标准的应用已成为产品进入市场的必要条件之一。4.2对检测与认证机构的意义对于第三方检测机构和认证实验室而言，ISO7784-1:2023是其开展耐磨性检测服务的主要方法依据。新标准进一步提升了试验结果的实验室间一致性，降低了因方法细节不明确导致的检测纠纷。检测机构通过获得ISO/IEC17025认可并依据该标准出具检测报告，可以为国内外客户提供具有国际公信力的质量证明，支撑涂料产品的国际贸易与市场准入。4.3对下游用户行业的价值在家具、家电、汽车等下游行业中，涂层耐磨性直接关联产品的使用寿命与用户体验。采购商和制造商将ISO7784-1:2023作为供货协议中的性能验收依据，有助于保障供应链中的质量一致性，减少因涂层早期磨损导致的客户投诉和售后维修成本。5主要参与单位介绍ISO7784-1:2023的修订工作由德国标准化协会（DIN）主导推动，具体由DIN下属的涂料与颜料标准化委员会（DIN-NMP652）承担技术协调工作。德国作为全球领先的涂料生产和研发国家之一，在涂料性能测试方法标准化方面一直发挥着核心作用。DIN-NMP652委员会汇集了来自德国涂料工业协会（VdL）、主要涂料生产企业（如巴斯夫涂料、艾仕得、美凯维奇等）、知名检测机构（如德国梅尔布施材料检测研究所）以及高校科研单位的资深专家。该委员会依托德国在精密仪器制造和材料科学领域的传统优势，为ISO7784-1:2023中磨耗轮系统校准、砂纸介质标准化和实验室间比对设计等关键技术内容的修订提供了核心技术支持。DIN在标准制定过程中广泛吸纳了来自ISO/TC35/SC9/WG2工作组成员的意见建议，并协调德国国内利益相关方进行了多轮验证试验，为新版标准技术条款的科学性和可操作性提供了坚实的实验支撑。6结论与展望ISO7784-1:2023作为色漆和清漆耐磨性测定系列标准的重要组成部分，其发布标志着涂层耐磨性测试方法在国际标准化层面实现了新一轮技术升级。新标准在保持经典测试原理的基础上，针对仪器校准、磨耗介质一致性、精密度数据等方面进行了系统性改进，更好地适应了现代涂料工业的发展需求和实验室质量管理的规范要求。展望未来，涂层耐磨性测试的标准化工作将呈现以下趋势：一是与数字化技术和智能传感技术融合，实现磨耗过程的在线监测和自动化判定；二是向多维度力学性能综合评价方向发展，将耐磨性与附着力、硬度、柔韧性等指标协同考量；三是更加关注可持续发展需求，开发适用于生物基涂料、水性涂料等新型环境友好型涂层的测试方案；四是标准体系将进一步细化和差异化，针对不同应用领域（如汽车、木器、卷材、粉末涂料等）形成更加具体的方法指南。参考文献[1]ISO7784-1:2023,Paintsandvarnishes—Determinationofresistancetoabrasion—Part1:Methodwithabrasive-papercoveredwheelsandrotatingtestspecimen.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO7784-1:1997,Paintsandvarnishes—