ISO 20567-42023 色漆和清漆.涂层耐石屑性的测定.第4部分小试验区域的移动多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4部分：小试验区域的移动多冲击试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Paintsandvarnishes—Determinationofstone-chipresistanceofcoatings—Part4:Mobilemulti-impacttestingonasmalltestingarea摘要涂层耐石屑性（Stone-chipResistance）是衡量色漆和清漆涂层在高速飞溅石子冲击下抗剥落、抗开裂能力的关键性能指标，直接关系到汽车、工程机械、轨道交通及航空器等装备涂层的长期防护效果与外观耐久性。随着我国汽车工业的持续发展和涂装技术水平的不断提升，行业对涂层耐石屑性能的测试方法提出了更高要求——传统固定式多冲头试验方法在试板尺寸、试验灵活性和应用场景方面存在明显局限。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2023年3月正式发布了ISO20567-4:2023《色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第4部分：小试验区域的移动多冲击试验》，该标准首次系统性地确立了在小试验区域上采用移动式多冲击装置的试验原理、试验装置技术要求、试样制备方法和试验程序，填补了该领域国际标准的空白。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制原则、主要内容、关键技术指标及创新点，分析了其对我国涂料行业标准体系建设、检测技术提升和产品质量控制的重要指导意义，并对该标准在我国的转化实施与未来发展趋势进行了展望，以期为行业相关单位理解和应用该标准提供系统参考。关键词：色漆和清漆；耐石屑性；移动多冲击试验；小试验区域；国际标准；涂层性能测试Keywords:paintsandvarnishes;stone-chipresistance;mobilemulti-impacttesting;smalltestingarea;internationalstandard;coatingperformancetesting1引言1.1研究背景涂层作为材料表面的重要保护层，在抵御外界机械损伤、化学腐蚀和气候老化等方面发挥着不可替代的作用。在众多机械损伤形式中，由高速飞溅石子冲击造成的涂层损伤（即石屑损伤）尤为常见且危害显著。无论是汽车在行驶过程中轮胎卷起的碎石，还是工程机械在施工环境中遭遇的飞溅颗粒，都可能导致涂层出现剥落、崩裂、凹坑等损伤形态，进而降低涂层的防护性能并严重影响外观品质。随着现代工业对涂层质量要求的不断提高，对涂层耐石屑性能进行准确、可重复、可比较的测试评价已成为涂料研发、涂装工艺优化和产品质量控制的重要环节。从国际范围来看，ISO（国际标准化组织）和各大汽车制造商长期以来致力于建立统一的涂层耐石屑性能测试方法体系，以满足全球涂料和涂装行业对标准化测试手段的需求。1.2ISO20567系列标准概述ISO20567是专门针对色漆和清漆涂层耐石屑性测定方法而制定的系列国际标准。该系列标准由ISO/TC35（色漆和清漆技术委员会）下属的SC9（色漆和清漆通用试验方法分技术委员会）负责制定，涵盖了多种不同的测试原理和技术路径。ISO20567-1规定了采用单次冲击方式的试验方法，即在规定条件下使用一个标准冲击体对涂层试样施加一次冲击载荷，以评价涂层的抗冲击性能；ISO20567-2规定了采用自由飞行碎石的试验方法，更接近于实际工况中碎石以一定速度自由飞射冲击涂层表面的情形；ISO20567-3规定了采用带有多个冲头的旋转圆盘进行的快速多次冲击试验方法。前三部分标准在不同时期陆续发布，共同构成了涂层耐石屑性测试的基础方法体系。然而，随着技术进步和行业需求的演变，上述试验方法在某些特定应用场景下暴露出各自的局限性。例如，部分方法对试样尺寸有较严格要求，不适用于小型构件或曲面试样；部分方法的试验装置固定不变，难以适应需在现场或特定环境下进行测试的需求；部分方法虽能施加多次冲击，但冲击点的定位精度和灵活性有限。这些不足催生了对一种更为灵活、可在小试验区域上实施移动式多次冲击的新型试验方法的需求。1.3标准立项的必要性在上述背景下，ISO/TC35/SC9启动了对ISO20567-4的制定工作。该标准旨在建立一种基于移动式多冲击装置的试验方法，能够在较小的试验区域上实现多次冲击的精确控制和灵活定位，从而弥补现有方法的不足，更好地满足汽车工业、涂料供应商及第三方检测机构对涂层耐石屑性能测试的多样化需求。本标准的制定具有多方面的重要意义：一是填补了ISO20567系列中移动多冲击试验方法的空白，使该系列标准在方法学上更加丰富和完整；二是为小尺寸试样、异形构件及现场检测提供了标准化的测试手段，扩展了耐石屑性测试的适用范围；三是通过统一的试验程序和评价方法，提高了不同实验室间测试结果的可比性和一致性；四是响应了全球汽车工业对涂层耐石屑性能评价精度和效率不断提升的需求，为涂料产品质量控制和工艺优化提供了更有力的技术支撑。2标准编制概况2.1标准基本信息-标准编号：ISO20567-4:2023-标准名称：色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第4部分：小试验区域的移动多冲击试验-英文名称：Paintsandvarnishes—Determinationofstone-chipresistanceofcoatings—Part4:Mobilemulti-impacttestingonasmalltestingarea-标准状态：现行（Published）-发布机构：国际标准化组织（ISO）-技术归口：ISO/TC35/SC9色漆和清漆通用试验方法分技术委员会-ICS分类号：87.040（涂料和清漆）-发布日期：2023年3月16日-发布年份：2023年-国别：国际组织-语言：英语2.2制定过程概述ISO20567-4:2023的制定工作遵循ISO/IEC导则所规定的标准制定程序，经历了提案阶段（NP）、工作组草案阶段（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）等若干关键阶段。在标准制定过程中，来自各成员国的专家积极参与讨论和投票，就试验装置的技术参数、试验条件的设定、结果评价方法等核心问题进行了多轮磋商和技术论证。标准于2023年3月16日正式发布，成为ISO20567系列的最新组成部分。2.3标准属性说明ISO20567-4:2023属于方法标准，规定了一种具体的试验和测定程序。该标准同时属于基础通用类标准，适用于各类色漆和清漆涂层的耐石屑性能测定，不限于某一特定产品类型或应用领域。标准中规定的试验方法和程序具有通用性和指导性，可作为涂料产品质量评价、性能对比和工艺控制的技术依据。3标准主要技术内容3.1标准适用范围ISO20567-4:2023规定了一种在小试验区域上利用移动式多冲击装置测定涂层耐石屑性的试验方法。该方法适用于色漆和清漆涂层（包括底漆、中涂层、面漆及其复合涂层体系）以及相关产品涂层的耐石屑性能评价。与ISO20567其他部分相比，第4部分所规定的试验方法具有以下显著特点：-小试验区域：该方法的试验区域面积较小，适用于在小尺寸试样上进行测试，降低了对试样尺寸的要求，扩展了试验的适用范围；-移动式多冲击：试验装置采用可移动的冲击机构，能够在同一试验区域或多个试验区域内施加多次冲击，冲击点的位置可根据试验需求灵活调整，实现了更高的测试灵活性和精准度；-多冲击模式可编程控制：冲击装置可按照预设的路径和程序，在小试验区域内实施多次、多点冲击，真实模拟实际工况中涂层受到多点重复石击的情形。该标准适用于按ISO20567-1和ISO20567-2进行试验有困难或不适用的场合，以及在需要在小试验区域上或在非标准条件下进行耐石屑性评价的场景。3.2规范性引用文件ISO20567-4:2023在技术内容上与其他相关国际标准保持协调一致，其规范性引用文件主要包括但不限于：-ISO1513色漆和清漆试样的检查和准备-ISO1514色漆和清漆试板-ISO2808色漆和清漆漆膜厚度的测定-ISO3270色漆和清漆及其原材料状态调节和试验的温度和湿度-ISO15528色漆、清漆和原材料取样-ISO20567-1色漆和清漆涂层耐石屑性的测定第1部分：单次冲击试验上述引用文件为试样的准备、试验条件的控制和试验结果的表达提供了基础性的技术支持，确保了新标准与现有国际标准体系的兼容性和一致性。3.3术语和定义标准中对以下关键术语进行了明确定义：-石屑性（stone-chipresistance）：涂层抵抗高速运动颗粒（如碎石、砂砾等）冲击而不发生开裂、剥落、崩损等损伤的能力；-小试验区域（smalltestingarea）：标准中规定的进行冲击试验的指定面积区域，该区域的尺寸和形状根据试验装置和试验目的确定；-移动多冲击（mobilemulti-impact）：通过可移动的冲击装置，在试验区域内的多个位置施加多次冲击的试验方式；-冲击体（impactbody）：以一定速度冲击涂层表面的标准颗粒或冲头，是产生冲击力的直接载体。标准中对术语的准确界定，为试验的操作和结果的表达提供了统一的技术语言。3.4试验原理ISO20567-4:2023规定的试验原理可概括为：将涂覆有待测涂层的试样固定于试验装置的试样支座上，利用移动式冲击装置将标准冲击体以规定的速度（或能量）射向涂层表面，在小试验区域内的规定位置产生冲击。通过控制冲击次数和冲击位置，对涂层施加多次、多点的冲击载荷。试验结束后，对试验区域涂层的损伤程度（如剥落面积、损伤点数量等）进行评定，以此评价涂层的耐石屑性能。与其他部分标准相比，第4部分的核心特征在于"移动"和"小区域"两个技术要素。移动式冲击装置能够灵活调整冲击位置，使得在试样表面的特定小区域上实现多次冲击成为可能。这种设计既提高了试验的灵活性和适应性，也为在更接近实际工况的条件下进行耐石屑性评价创造了条件。3.5试验装置标准对试验装置的技术要求主要包括以下几个关键部分：冲击装置：由冲击体发射机构、冲击体导向机构和冲击能量控制机构组成。冲击体发射机构能够以规定的速度和角度将冲击体射向涂层表面；导向机构确保冲击体按照预定的方向飞行并准确命中目标区域；能量控制机构用于调节和稳定冲击体的冲击能量。移动机构：能够带动冲击装置在水平面内沿X、Y方向移动，从而将冲击点精确定位在试验区域内的规定位置。移动机构应具有足够的定位精度和重复定位精度，以保证冲击点位置的准确性和一致性。移动范围和移动速度应满足标准规定的试验要求。试样固定装置：用于将试样牢固固定于试验位置上，确保试样在多次冲击过程中不发生位移和振动，从而保证试验结果的可靠性。安全防护装置：由于冲击试验过程中涉及高速颗粒的运动，标准对安全防护提出了明确要求，以防冲击体飞溅对操作人员造成伤害。控制和记录系统：可编程控制装置、冲击计数系统和数据记录装置，用于设定和监控试验参数、控制冲击次数和冲击位置，并记录试验过程数据。3.6试样制备标准对试样制备作出了如下规定：-试样基材：根据试验目的和产品要求选择合适的基材（如钢板、铝板、塑料板等），基材的材质、尺寸和表面状态应满足试验要求，并在试验报告中予以记录。-试样尺寸：试样应具有足够的尺寸以适应试验装置的要求，并确保在小试验区域周边留有足够空间，防止边界效应对试验结果产生影响。-涂层的涂覆：按照产品标准或双方协议规定的涂覆方法和工艺参数，将待测涂料涂覆于基材表面。涂覆应均匀一致，不得有气泡、缩孔、流挂等明显缺陷。-试样养护：涂覆后的试样应按照涂料产品标准或双方协议规定的条件进行干燥或养护处理，确保涂层达到规定状态。-涂层厚度的测定：养护完成后，应按照ISO2808规定的方法测定涂层干膜厚度，厚度值应在规定范围内，以保证试验结果的可比性。-试样数量：标准规定每次试验应使用不少于规定数量的平行试样，以保证试验结果的统计有效性。3.7试验程序标准对试验程序作出了系统规定，主要步骤如下：试验条件：试验应在温度（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的标准条件下进行。如有特殊要求，可在其他规定条件下进行但应在报告中注明。试样状态调节：试样在试验前应在上述标准条件下进行至少规定时间的状态调节，以保证涂层性能的稳定性。试验参数的设定：根据产品标准或双方协议，设定冲击体的类型和规格、冲击速度或能量、冲击角度、冲击次数和小试验区域位置等参数。冲击点位置应在小试验区域内均匀分布或按照规定的排列方式布置，以避免相邻冲击点之间产生相互影响。试验实施：将试样固定在试验装置上，启动试验程序，对试样按设定参数进行冲击试验。记录实际冲击次数和冲击位置，确保试验按预期完成。试验后处理：试验结束后，小心取出试样，用软毛刷或压缩空气清除试样表面的松散颗粒物质，注意避免对损伤区域造成二次损伤。3.8结果评定与表示试验结果的评定是耐石屑性测试的关键环节。ISO20567-4:2023提供了以下评定方法：评定方法：对试验区域涂层的损伤状态进行目视观察和/或通过图像分析手段进行评价。主要评价指标包括：-剥落面积百分比：试验区域内涂层剥落的总面积与试验区域面积之比；-损伤点数量：试验区域内可观察到的损伤点数（如剥落坑、裂纹等）；-损伤等级：参照标准中规定的等级图卡或文字描述，对涂层的耐石屑性能进行分级评价。结果表示：试验结果以损伤等级的形式表示，通常采用规定的数字等级体系（如0—5级或1—5级等），并注明冲击参数（冲击速度和次数）和涂层体系。也可根据协议要求以剥落面积百分比或其他合适的方式表示。试验报告：标准对试验报告的内容提出了明确要求，报告应至少包含以下信息：标准编号；试样及涂层的完整描述（基材类型、涂覆工艺、涂层体系、干膜厚度等）；试验条件（温度、湿度等）；试验参数（冲击体规格、冲击速度、冲击次数、冲击位置分布等）；试验结果（损伤等级或剥落面积等）；试验日期和操作人员信息；试验过程中出现的任何偏离标准规定的细节。4标准的主要特点与技术亮点4.1试验方法的创新性ISO20567-4:2023的核心技术贡献在于引入了一种可在小试验区域上进行移动式多次冲击的试验模式。这一方法突破了传统固定冲击模式在空间布局上的限制，允许操作人员根据实际需求在试样表面的指定区域内灵活布置冲击点。这种设计更接近于实际使用中涂层受到来自不同方向、不同位置飞石冲击的工况条件，从而提高了试验结果与实际使用性能之间的相关性。4.2试验条件的可编程性与灵活性标准所描述的移动式多冲击装置具有可编程控制的特点，能够按照预设的冲击位置分布图和冲击次序自动完成冲击试验过程。这一特征不仅提高了试验的自动化水平和操作效率，更重要的是使得试验条件能够在不同实验室之间进行精确复现，从而提升了试验结果的重复性和再现性。4.3对小尺寸试样的适应性与ISO20567其他部分相比，第4部分的方法专门针对小试验区域的测试需求进行了优化设计。这使得在小尺寸试样、异形构件甚至从实际工件上截取的涂层试样上进行耐石屑性测试成为可能，极大扩展了耐石屑性测试的应用范围，为产品质量控制和失效分析提供了更为便捷的技术手段。5标准制定的主要参与单位ISO20567-4:2023的制定汇集了来自全球多个国家和组织的标准化专家，其核心工作由ISO/TC35/SC9（色漆和清漆通用试验方法分技术委员会）承担