ISO 22785-42026 油漆和清漆 塑料和复合材料上的涂层 第4部分磨损和划痕试验标准立项发展报告

油漆和清漆塑料和复合材料上的涂层第4部分：磨损和划痕试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PaintsandVarnishes—CoatingsonPlasticsandComposites—Part4:AbrasionandScratchTesting摘要随着高分子材料在汽车、电子、航空航天等高端制造领域的广泛应用，塑料及复合材料基材上的涂层体系面临着日益严苛的服役环境要求，其中磨损与划痕性能已成为评价涂层耐久性和外观保持能力的关键技术指标。然而，由于塑料和复合材料与金属基材在弹性模量、热变形温度及表面能等方面的显著差异，传统适用于金属基材涂层的磨损试验方法难以直接移植使用，亟需建立专门的国际标准加以规范。在此背景下，国际标准化组织（ISO）制定了ISO22785-4:2026《油漆和清漆塑料和复合材料上的涂层第4部分：磨损和划痕试验》。本报告对该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容和预期应用价值进行了系统阐述。该标准明确了适用于塑料及复合材料基材的涂层磨损与划痕试验的术语定义、试验原理、仪器要求、试样制备规程、试验条件参数及结果评定方法，并针对不同硬度基材规定了差异化的试验参数选择原则。该标准的发布填补了国际标准化体系中塑料基材涂层磨损与划痕试验方法的空白，为相关行业的产品质量控制和国际贸易提供了统一的技术依据，对推动涂层检测技术的规范化发展具有重要意义。关键词：油漆和清漆；塑料涂层；复合材料涂层；磨损试验；划痕试验；国际标准Keywords:paintsandvarnishes;coatingsonplastics;coatingsoncomposites;abrasiontesting;scratchtesting;internationalstandard1引言1.1标准立项背景塑料及纤维增强复合材料因其质轻、高强、耐腐蚀及设计自由度大等突出优势，已成为现代工业体系中不可或缺的结构与功能材料。在汽车内外饰件、消费电子外壳、家用电器面板、航空航天内饰以及体育器材等领域，塑料和复合材料部件通常需要施涂油漆或清漆涂层，以实现装饰美化、抗紫外线老化、耐化学介质侵蚀及表面防护等多重功能。涂层体系的使用寿命和外观品质直接影响终端产品的市场竞争力与用户满意度。在实际服役过程中，涂层表面不可避免地会受到机械作用，包括摩擦磨损、砂砾冲击、刮擦划伤等。这些损伤形式不仅破坏涂层的美观性（如失光、发白、划痕显现），更可能导致涂层局部剥落，进而丧失对基材的保护功能。因此，磨损与划痕抗力是评价塑料和复合材料上涂层质量的核心性能指标之一，也是涂料配方设计、工艺优化和质量控制环节中必须重点考察的项目。然而，长期以来，国际上针对涂层磨损和划痕性能的试验方法标准主要基于金属基材开发，例如已广泛应用的落砂磨损试验、泰伯磨损试验及钢丝绒划痕试验等。这些方法在应用于塑料和复合材料基材的涂层体系时，存在明显的适用性局限：塑料基材的弹性模量远低于金属（通常相差1~2个数量级），在相同载荷下涂层/基材体系的形变响应截然不同；塑料基材的热导率较低，摩擦生热容易导致局部温升，进而引起涂层软化和基材变形；此外，塑料表面能较低，涂层附着力机制与金属表面存在本质差异，划痕损伤的萌生和扩展模式也因此不同。直接套用基于金属基材的试验方法，往往导致试验结果区分度差、重现性不佳，无法真实反映涂层在实际应用中的抗损伤能力。1.2标准制定的必要性与意义近年来，全球涂料行业和技术标准化领域已逐步认识到针对塑料和复合材料基材建立独立涂层试验方法标准的迫切需求。ISO/TC35（色漆和清漆技术委员会）作为国际涂料标准化工作的核心技术组织，在充分调研行业需求和现有技术基础上，决定制定ISO22785系列标准，专门针对塑料和复合材料上涂层体系的性能试验方法进行系统规范。ISO22785-4作为该系列标准的第4部分，聚焦于磨损和划痕试验方法。本标准的制定具有多方面的重要意义。首先，它填补了国际标准体系中塑料基材涂层磨损与划痕试验方法的空白，为全球相关行业提供了统一、科学、可比的试验技术依据；其次，该标准充分考虑了塑料和复合材料基材的特殊性，在试验原理、参数选择和结果评定等方面进行了针对性设计，显著提高了试验方法的适用性和结果可靠性；再次，该标准的发布有助于消除因试验方法不一致导致的国际贸易技术壁垒，促进涂料产品和涂层部件的国际流通与质量互认；最后，该标准为新型涂料配方研发和涂层工艺优化提供了标准化的性能评价工具，对推动行业技术进步具有积极的引导作用。2标准编制基本情况2.1标准编制任务来源本标准由国际标准化组织ISO/TC35（色漆和清漆技术委员会）提出并组织制定。ISO/TC35成立于1947年，是与国际涂料工业同步发展的核心标准化技术委员会，其工作范围覆盖色漆、清漆及相关产品的术语、取样、试验方法和产品质量要求等全方位标准化工作。在ISO22785-4的制定过程中，ISO/TC35下设的工作组充分协调了来自各成员体的技术专家资源，确保了标准制定工作的科学性和权威性。2.2标准制定过程ISO22785-4:2026的制定严格遵循了ISO/IEC导则所规定的标准制定程序，经历了多个关键阶段。在立项准备阶段（Preliminarystage），ISO/TC35通过系统调研和充分论证，确认了制定塑料和复合材料上涂层磨损与划痕试验方法国际标准的必要性，并提交了新工作项目提案（NWIP）。在提案阶段（Proposalstage），经过各成员体投票表决，该提案获得了足够数量的支持，正式立项。随后进入委员会草案（CD）阶段，工作组召开多轮技术讨论会议，对标准草案的核心技术内容进行了逐条审议和修改完善。在国际标准草案（DIS）阶段，标准草案分发至各成员体进行正式投票和意见征集，工作组对收集到的意见进行了逐条处理和响应。最终，在最终国际标准草案（FDIS）阶段，标准文本获得通过，于2026年8月3日正式发布实施。2.3标准主要内容概述ISO22785-4:2026《油漆和清漆塑料和复合材料上的涂层第4部分：磨损和划痕试验》系统规定了在塑料和复合材料基材上施涂的油漆和清漆涂层磨损与划痕性能的试验方法。标准的主要技术内容包括以下几个核心方面。在术语和定义方面，标准对"磨损（abrasion）""划痕（scratch）""磨损深度""划痕宽度""临界载荷"等关键术语进行了明确定义，为试验操作和结果表述提供了统一的语言基础。在试验原理方面，标准规定了磨损试验和划痕试验两种类型的基本原理。磨损试验通过在规定的接触压力和运动条件下，使磨料或摩擦元件与涂层表面发生相对运动，在规定的试验循环次数后，评价涂层的质量损失、厚度减薄或外观变化；划痕试验则通过在一定载荷范围内逐渐增加施加在划针上的垂直力，使划针在涂层表面划过，确定涂层发生破坏时的临界载荷或评价划痕的几何特征。在试验仪器方面，标准对磨损试验机和划痕试验仪的结构、技术参数和校准要求作出了明确规定，以确保不同实验室之间试验结果的可比性。在试样制备方面，标准详细规定了试验基材的选择与预处理方法、涂层的施涂工艺要求、以及试样的尺寸、数量、标识和状态调节条件。在试验条件方面，标准根据塑料和复合材料基材的特点，对试验环境的温度、湿度、磨料类型与粒度、载荷范围、试验速度、循环次数等参数给出了具体规定，并提供了不同硬度基材条件下试验参数选择的指导性建议。在结果评定方面，标准规定了对磨损和划痕试验结果的多种评定方法，包括质量损失法、厚度减薄法、光学显微镜观察法以及外观等级评定法等。3标准主要技术内容分析3.1磨损试验方法磨损试验是评价涂层在摩擦作用下抵抗材料损失能力的经典方法。ISO22785-4:2026针对塑料和复合材料基材的特殊性，对磨损试验的关键技术要素进行了系统规范。在磨料选择方面，标准推荐了适用于塑料基材涂层的磨料种类和粒度范围。相比于金属基材涂层常用的较粗磨料，塑料基材涂层试验倾向于选用粒度和硬度适中的磨料，以避免因磨料过于尖锐导致涂层从基材上大面积剥离，而非反映涂层本身的耐磨性能。标准在资料性附录中给出了不同磨料与涂层类型匹配的推荐方案。在载荷施加方面，标准重点考虑了塑料基材在载荷作用下的形变特征。由于塑料基材的弹性模量较低，较大的试验载荷可能导致基材发生显著形变，从而使涂层承受额外的弯曲应力，影响磨损机理的纯粹性。因此，标准推荐了较金属基材试验更低的载荷范围，并要求在试验报告中记录载荷作用下试样的实际形变状态。在磨损评价方面，标准允许采用质量损失、厚度减薄和外观变化等多种评价手段，并规定应根据涂层的具体用途和失效模式选择适当的评价方法。对于划痕可见性评价，标准建议采用标准光源下的目视评级方法，并参照ISO4628系列标准中关于老化和破坏评价的等级划分原则。3.2划痕试验方法划痕试验用于评价涂层在尖锐物体接触作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。ISO22785-4:2026规定的划痕试验方法充分考虑了塑料和复合材料基材的力学响应特征。标准在划痕试验原理上作了重要拓展：传统划痕试验主要关注在一定垂直载荷下划针划过涂层表面后涂层的破坏状态（如穿透、剥落、裂纹等），而ISO22785-4:2026还引入了对划痕恢复行为的评价。塑料基材涂层在划痕作用后，由于聚合物的粘弹性响应，划痕可能在一定时间内部分恢复（即自修复效应）。标准规定了对划痕恢复率的测定方法，为评价涂层的划痕自修复性能提供了标准化的试验工具。在划针类型方面，标准规定了几种不同几何形状的划针（如球形、锥形、金刚石圆锥等），并明确了不同划针适用的涂层硬度范围和典型应用场景。对于塑料基材上的软质涂层，推荐使用较大曲率半径的球形划针；对于硬质涂层，则可采用较小锥角的锥形划针以获得更好的分辨率。在载荷施加方式方面，标准规定了两类模式：恒定载荷模式和递增载荷模式。恒定载荷模式用于评价涂层在特定接触压力下的划痕抗力，递增载荷模式则用于测定涂层发生临界破坏时的载荷阈值。对于塑料基材涂层，标准特别强调了加载速率的重要性，因为聚合物的粘弹性行为使得划痕响应具有显著的时间依赖性。3.3试验条件与试样要求在试验条件方面，ISO22785-4:2026规定试验应在温度（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的标准环境下进行，试样在试验前应在该环境下进行不少于16小时的状态调节。考虑到塑料和复合材料对温湿度较为敏感的固有特性，这些规定对于保证试验结果的可比性具有重要意义。在试样制备方面，标准对基材的类型、尺寸和平整度提出了明确要求。标准允许使用标准化的参考基材或实际产品基材进行试验，并分别规定了两种情况下试样制备的详细规程。对于涂层施涂，标准要求采用与产品实际施工一致的工艺参数制备试样，并控制涂层干膜厚度在规定范围内，因为涂层厚度对磨损和划痕性能具有显著影响。标准还规定了试样数量不少于3个的要求，以保证试验结果的统计有效性。4主要参与单位介绍ISO22785-4:2026的制定汇聚了全球涂料及相关领域众多权威机构和专家的智慧和经验。在ISO/TC35的组织框架下，德国、日本、美国、法国、中国等主要成员体的标准化机构和技术专家深度参与了标准的技术研讨和文本编制工作。德国以其在涂料和塑料工业领域的深厚技术积累，在标准的技术方案设计中发挥了关键的引领作用；日本凭借其在汽车涂料和消费电子涂层领域丰富的实践经验和检测技术积累，在划痕试验方法的设计方面贡献了重要的技术见解；美国在磨损试验仪器标准化方面有着长期的经验，为仪器技术要求和校准规范条款的制定提供了技术支撑；法国和北欧国家在环境友好型涂料评价方面具有先进经验，对标准中关于试验安全性和环保要求的条款作出了贡献。中国作为ISO重要的常任理事国，也积极参与了本标准的制定工作。中国石油和化学工业联合会、全国涂料和颜料标准化技术委员会组织国内涂料企业、检测机构和高校的专家参与了标准各阶段的技术评议工作，结合国内塑料涂层检测领域的实践经验和技术积累，为标准技术内容的完善提出了建设性意见。5结论与展望ISO22785-4:2026《油漆和清漆塑料和复合材料上的涂层第4部分：磨损和划痕试验》的正式发布，是国际涂料标准化工作的一项重要成果。该标准针对塑料和复合材料基材涂层的特有性能评价需求，建立了系统、科学且具有良好操作性的磨损与划痕试验方法体系，填补了该领域国际标准化的空白。从技术创新角度看，该标准在磨损试验的载荷和磨料选择、划痕试验的临界载荷测定、划痕恢复行为评价等方面均体现了对塑料和复合材料基材力学特性的深入考量，其技术方案具有鲜明的针对性和先进性。从应用价值角度看，该标准为汽车、电子、家电等领域的涂层质量控制和产品开发提供了统一的性能评价标尺，有助于提升产品质量一致性和国际贸易效率。展望未来，随着塑料和复合材料在更多高端应用领域（如新能源汽车、可穿戴设备、航空航天等）的拓展，涂层体系的性能要求将持续提升，涂层试验方法标准也需要不断发展和完善。建议相关各方密切关注ISO22785系列标准的后续制定动态，积极参与相关标准化工作，同时加强该标准在国内的转化应用和宣贯推广工作，使标准切实服务于行业的技术进步和质量提升。可以预见，ISO22785-4:2026将在推动全球塑料和复合材料涂层技术规范化发展方面发挥日益重要的作用。参考文献[1]ISO/IECDirectives,Part1:Proceduresforthetechnicalwork,11thedition,2024.[2]ISO22785-4:2026,Paintsandvarnishes—Coatingsonplasticsandcomposites—Part4:Abrasionandscratchtesting.[3]ISO4618:2023,Paintsandvarnishes—Vocabulary.[4]ISO2808:2019,