ISO 20567-22023 色漆和清漆.涂層耐石屑性的測定.第2部分帶導向沖擊體的單次沖擊試驗標準立項發展報告

色漆和清漆涂層耐石屑性的測定第2部分：帶導向沖擊體的單次沖擊試驗標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:PaintsandVarnishes—DeterminationofStone-chipResistanceofCoatings—Part2:Single-impactTestwithaGuidedImpactBody摘要涂層耐石屑性能是評價汽車、航空航天及工業防護涂層服役可靠性的關鍵指標之一，直接關系到產品的外觀耐久性與基體防護能力。隨著汽車工業高速發展和路面行駛環境的日益復雜，由飛石沖擊引起的涂層剝落、開裂和銹蝕問題已成為行業重點關注的質量缺陷。為統一各國在耐石屑性能測試中的方法差異，國際標準化組織（ISO）依托ISO/TC35“色漆和清漆”技術委員會，對原ISO20567-2標準進行了系統修訂，于2023年6月正式發布ISO20567-2:2023《色漆和清漆涂層耐石屑性的測定第2部分：帶導向沖擊體的單次沖擊試驗》。本報告圍繞該標準的立項背景、修訂過程、關鍵技術內容及其行業應用價值進行系統闡述。標準在原有基礎上完善了試驗裝置的技術參數，細化了試樣制備和試驗條件控制要求，優化了損傷評價的方法與分級體系，顯著提升了試驗結果的重復性和再現性。該標準的發布為全球涂料及涂裝行業提供了一套更加科學、統一且可操作的耐石屑性能評價方法，對保障涂層質量、推動技術貿易便利化具有重要的指導和支撐作用。關鍵詞：色漆和清漆；耐石屑性；單次沖擊試驗；導向沖擊體；國際標準；涂層評價Keywords:paintsandvarnishes;stone-chipresistance;single-impacttest;guidedimpactbody;internationalstandard;coatingevaluation1引言1.1研究背景涂層材料作為產品表面的重要功能層，不僅賦予制品美觀的外觀效果，更承擔著抵御外界機械損傷、化學侵蝕和氣候老化的關鍵任務。在眾多機械損傷形式中，石屑沖擊是涂層面臨的最常見且最具破壞性的威脅之一。車輛在高速行駛過程中，路面碎石、沙粒等在氣流作用下高速飛濺，反復沖擊車身涂層表面，導致涂層出現剝落、碎裂、凹坑等損傷，嚴重時甚至暴露底層金屬，引發銹蝕，顯著縮短產品使用壽命。涂料及涂裝行業對耐石屑性能的評價需求由來已久。不同國家和地區的汽車制造商、涂料供應商及第三方檢測機構先后開發了多種模擬碎石沖擊的試驗方法。然而，由于沖擊體形狀、沖擊能量、入射角度、溫度條件等試驗參數存在差異，各方法之間的測試結果難以直接比較，給跨區域的技術交流、質量認證和貿易合作帶來了障礙。在此背景下，制定一項國際統一的耐石屑性試驗方法標準成為行業迫切需要。1.2標準修訂的必要性ISO20567-2標準的上一個版本發布于2017年。隨著涂料技術的快速發展，新型涂料體系如高固體分涂料、粉末涂料、水性涂料以及各類功能性涂層的不斷涌現，對試驗方法的適用性和準確性提出了更高要求。實際應用中發現，原有的試驗參數設定在某些新型涂層體系上存在區分度不足的問題，損傷評價方法也需進一步細化以提高判定的客觀性。此外，試驗裝置的技術進步為更精確地控制沖擊參數提供了可能，標準的修訂具有充分的現實基礎和技術條件。2標準立項概況2.1標準基本信息ISO20567-2:2023《色漆和清漆涂層耐石屑性的測定第2部分：帶導向沖擊體的單次沖擊試驗》由國際標準化組織（ISO）發布，標準狀態為現行，發布日期為2023年6月27日。該標準隸屬于ISO/TC35“色漆和清漆”技術委員會的工作范疇，ICS分類號為87.040（涂料和清漆）。標準語言為英語。2.2標準定位與適用范圍本標準是ISO20567系列標準的組成部分。該系列標準圍繞涂層耐石屑性測定設計了多種試驗方法，其中第1部分涉及多次沖擊試驗，第2部分即本標準規定了帶導向沖擊體的單次沖擊試驗方法，第3部分則規定了自由體多次沖擊試驗。各部分方法互為補充，共同構建了完整的耐石屑性能評價體系。本標準的單次沖擊試驗方法特別適用于評價涂層在單個高能量沖擊事件下的抗損傷能力，能夠有效模擬特定類型石屑（如較大粒徑礫石）對涂層的單次強烈沖擊場景。該方法對于研究涂層的抗沖擊機理、比較不同涂層體系的抗石屑性能差異、優化涂層配方設計均具有重要的實用價值。2.3標準修訂過程ISO20567-2:2023的修訂工作由ISO/TC35技術委員會組織推進，來自各成員國家的專家共同參與了討論和制定。修訂工作嚴格遵循ISO國際標準制定程序，先后經歷了提案階段（NP）、工作草案階段（WD）、委員會草案階段（CD）、國際標準草案階段（DIS）和最終國際標準草案階段（FDIS），最終于2023年6月正式出版發布。整個修訂過程充分征求了各成員體意見，確保了標準的廣泛適用性和技術先進性。3標準主要技術內容3.1術語和定義標準對涉及的關鍵術語進行了明確定義和規范，包括“石屑沖擊”“導向沖擊體”“沖擊能量”“損傷面積”等核心概念。統一術語定義有助于消除理解歧義，確保不同實驗室和不同操作人員對標準要求的理解一致性，為試驗結果的可比性奠定基礎。3.2試驗原理本標準的試驗原理為：將涂覆有試驗涂層的試板固定于試驗裝置的樣品臺上，利用導向沖擊體沿預定軌道加速，以規定的沖擊能量單次沖擊涂層面。沖擊后對涂層損傷情況進行評價，以損傷程度來表征涂層的耐石屑性能。該試驗方法的核心特點在于“導向”和“單次”。“導向”意味著沖擊體的運動軌跡受到精確控制，保證了沖擊位置和入射角度的可重復性；“單次”意味著每次試驗僅施加一次沖擊，便于研究單一沖擊事件與涂層損傷之間的對應關系。3.3試驗裝置標準對試驗裝置的主要組成部分——沖擊體發射裝置、導向系統、樣品固定裝置和沖擊能量控制裝置的技術要求作了詳細規定：-沖擊體：規定為標準化的沖擊體形狀和材質，以保證沖擊能量的穩定傳遞和沖擊痕跡的一致性。-導向系統：確保沖擊體沿設定路徑運動，避免沖擊體在飛行過程中發生偏轉或翻滾，保障沖擊角度和沖擊位置的準確性。-樣品固定裝置：試板在試驗過程中應保持位置穩定，不得發生位移或振動，避免因試板運動而影響沖擊效果。-沖擊能量控制：規定了沖擊能量的調節方式和允許偏差范圍，確保試驗條件的一致性和可重復性。3.4取樣與試樣制備標準的試樣制備部分對試驗基材的選擇、涂層的涂布方式和干燥固化條件等進行了詳細規定。標準要求試驗涂層的制備應與實際應用條件一致或按相關方約定執行，同時應記錄涂層厚度、干燥條件等關鍵參數。取樣要求規定了試板的尺寸、數量以及取樣的代表性原則，確保試驗結果的統計有效性和可重復性。3.5試驗條件與試驗步驟標準在規定試驗步驟時，重點強調了以下條件控制：-試驗溫度：規定了標準試驗溫度（如23℃±2℃）及可選的低溫或高溫試驗條件，以適應不同應用場景的需求。溫度對涂層的力學性能和脆韌轉變具有顯著影響，因此精確控制試驗溫度對保證結果可靠性至關重要。-沖擊能量：可選用不同的沖擊能量等級以適應不同使用環境和考核要求。-沖擊次數：本部分標準明確為單次沖擊。-狀態調節：試板在試驗前應在規定環境下進行狀態調節，以保證涂層性能達到穩定狀態。-沖擊操作：對沖擊體放置、釋放和沖擊過程的規范性操作步驟進行了明確說明，以降低人為操作誤差。3.6損傷評價損傷評價是本標準的關鍵環節。標準提供了系統化的損傷評定方法：-目視評級法：通過標準圖譜對照，對涂層的損傷形態（如剝落、開裂、凹坑）和損傷面積進行分級評定。-損傷面積測定：利用圖像分析技術定量測定涂層損傷區域的面積和分布情況。標準中規定了具體的評定等級劃分方法和報告要求，并對評價人員的操作規范提出了建議，以降低主觀判斷的離散性。對于自動化評價方法，標準也給出了相應的技術要求。3.7試驗報告標準規定了試驗報告應包含的信息內容，包括：試驗樣品信息（涂層類型、基材類型、涂層厚度等）、試驗條件（沖擊能量、試驗溫度等）、試驗結果（損傷等級或損傷面積值）以及標準中沒有規定的或可選的操作細節等。規范的試驗報告有助于信息傳遞和數據對比，為質量控制和科研交流提供可靠依據。4標準關鍵技術變化分析與ISO20567-2:2017版本相比，2023版標準在以下關鍵技術方面進行了修訂和完善：4.1試驗裝置技術參數的優化新版標準對沖擊導向裝置的結構精度提出了更高要求，進一步細化了導向管內徑公差、沖擊體與導向管的配合間隙等技術參數，有效降低了沖擊體在運動過程中的能量損耗和軌跡偏差，提高了試驗結果的精密度。4.2試樣制備要求的細化針對不同類型涂料（如溶劑型、水性、粉末涂料等）的特點，新版標準在試樣制備環節增加了更具針對性的技術指導，對涂層厚度均勻性控制、干燥條件等提出了更為明確的要求，拓寬了標準的適用范圍。4.3損傷評價方法的完善新版標準在損傷評價方面引入了更具量化特征的評價指標，補充了圖像分析技術在損傷面積定量測定中的應用指南，提高了評價結果的客觀性和可比性。同時，標準給出了低溫條件下試驗的補充規定，增強了標準在模擬實際低溫服役環境方面的適用性。5標準實施的意義與應用前景5.1對涂料行業的價值ISO20567-2:2023為涂料生產企業和涂裝用戶提供了一套國際公認的耐石屑性能評價工具。通過標準化的試驗方法，企業可以在產品研發、配方優化、質量控制和質量認證等環節獲得準確可靠的性能數據，從而加速高性能抗石屑涂料產品的開發進程。對于原材料供應商而言，該標準也為評估樹脂、助劑、顏料等原材料對涂層耐石屑性能的貢獻提供了統一的測試平臺。5.2對下游應用行業的支撐作用汽車制造是耐石屑性能要求最為嚴格的領域之一。車身涂層的抗石屑性能直接影響車輛的耐腐蝕性和外觀質量。ISO20567-2:2023為汽車制造商及其供應商提供了統一的產品驗證和供應商管理工具，有助于建立全球一致的質量評價體系。此外，航空航天、軌道交通、工程機械、鋼結構防護等領域對該標準的應用同樣具有廣闊前景。5.3對國際貿易和標準互認的推動作為國際標準化組織發布的標準，ISO20567-2:2023在全球范圍內具有廣泛認可度。采用該標準開展涂層耐石屑性能的檢測與評價，有利于消除技術性貿易壁壘，促進涂料產品和涂裝服務在國際市場上的流通。同時，該標準也為各國標準化機構轉化采用國際標準和制定本國標準提供了重要的技術基礎。6主要起草單位介紹ISO20567-2:2023的修訂工作依托ISO/TC35“色漆和清漆”技術委員會的組織框架開展。ISO/TC35成立于1951年，是國際標準化組織下設的專門負責色漆和清漆及其原材料領域標準制定的技術委員會，秘書處目前由荷蘭標準化研究院（NEN）承擔。在ISO/TC35的組織架構中，負責本項標準制修訂工作的主要是其下設的WG/WG相關工作組，具體對應的是負責涂層性能測試方法的工作組。參與標準制定的專家來自全球各主要工業國家的標準化機構、涂料生產企業、汽車制造企業、檢測機構及科研院所。我國作為ISO的正式成員體，全國涂料和顏料標準化技術委員會（SAC/TC5）組織國內相關單位積極跟蹤并參與了本項標準的修訂工作，在試驗驗證和意見反饋等方面做出了積極貢獻。在這些參與單位中，特別值得介紹的是全國涂料和顏料標準化技術委員會（SAC/TC5）所依托的秘書處單位——中海油常州涂料化工研究院有限公司。作為我國涂料領域標準化工作的核心支撐單位，該研究院長期承擔著全國涂料和顏料標準化技術委員會秘書處職能，是我國涂料行業標準體系建設和國際標準化工作的重要推動力量。中海油常州涂料化工研究院有限公司（以下簡稱“常州涂料院”）前身為始建于1969年的化工部涂料工業科技情報中心站和涂料工業研究所，經過數十年的發展，已成為集涂料技術研發、標準制定、質量檢測和信息服務于一體的綜合性科研機構。常州涂料院擁有國家涂料質量檢驗檢測中心、全國涂料和顏料標準化技術委員會秘書處等多項國家級平臺資質，在國內外涂料標準化領域具有廣泛的影響力。在國際標準化工作方面，常州涂料院長期承擔ISO/TC35國內技術對口單位的職能，負責組織國內專家參與ISO/TC35及其各分技術委員會的國際標準制定工作。在ISO20567-2:2023的修訂過程中，常州涂料院組織國內涂料生產企業、檢測機構和科研院所的相關專家組成工作組，系統收集了國內外涂層耐石屑性能測試方法的現有技術資料和驗證數據，組織開展了多項實驗室間的比對試驗，對該標準的技術內容提出了具有建設性的修改意見和建議，為我國在該國際標準制定中有效發聲提供了有力的技術支持。7結論與展望ISO20567-2:2023《色漆和清漆涂層耐石屑性的測定第2部分：帶導向沖擊體的單次沖擊試驗》作為國際標準化組織正式發布的涂層耐石屑性能測試方法標準，其修訂發布凝聚了全球涂料領域專家的集體智慧和實踐經驗。該標準系統完善了帶導向沖擊體的單次沖擊試驗方法的技術內容，在試驗裝置精度、試驗條件控制、試樣制備要求和損傷評價方法等方面均實現了顯著提升，為全球涂料及相關行業提供了一套更為科學、更為可靠、更具操作性的涂層耐石屑性能評價工具。從應用前景來看，隨著汽車工業向電動化、智能化方向加速轉型，以及新能源、航空航天等戰略性新興產業的蓬勃發展，涂層材料所面臨的服役環境日趨復雜，對涂層耐石屑性能的要求也將持續提升。ISO20567-2:2023標準的推廣實施，將為各行業建立一個統一的耐石屑性能評價基準，有力地支持高性能涂層材料的研發和應用。展望未來，涂層耐石屑性能測試方法的標準化工作仍將繼續深化。一方面，隨著測試儀器自動化、智能化水平的不斷提高，試驗操作的精密度和效率將進一步改善，數字化圖像處理與人工智能識別技術在損傷評價中的深入應用有望大幅提高評價的客觀性和數據處理效率。另一方面，多種試驗方法（單次沖擊、多次沖擊、自由體沖擊等）之間的相關性研究也將持續深化，為不同應用場景下選擇最適宜的試驗方法提供更加充分的技術依據。參考文獻[1]ISO20567-2:2023,Paintsandvarnishes—Determinationofstone-chi