集装箱用喷涂涂料耐磨性检测方法与标准规范

一、检测标准体系与方法分类

1.1 核心标准解析

国际标准体系

ISO 7784-2:2023《色漆和清漆 耐磨性的测定 第2部分：橡胶砂轮法》

采用双橡胶轮偏心布置，产生交叉磨损轨迹

磨轮规格：直径(48.4±4.0)mm，硬度60 Shore A

载荷范围：2.5-9.8N(集装箱测试常用4.9N/1000g)

ASTM D4060-25《用Taber磨耗仪测定有机涂层耐磨性的标准试验方法》

规定CS-10橡胶轮和H-18砂轮两种磨耗介质

转速：60±2rpm(ISO)/72±2rpm(ASTM)

评价指标：磨耗指数(mg/1000转)、密耳磨损值(转数/mil)

国内标准体系

GB/T 1768-2006《色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法》

等效采用ISO 7784-2:1997

试样尺寸：直径100mm或100×100mm正方形

结果表示：磨耗量(mg)或耐磨转数

GB/T 23988-2009《涂料耐磨性测定 落砂法》

砂粒要求：0.5-1.0mm石英砂，堆积密度1.35-1.45g/cm³

落砂高度：(500±5)mm

评价指标：耐磨值(L/mm)=砂耗量(L)/涂层厚度(mm)

行业专用规范

JT/T 810-2011《集装箱涂料》

内涂层耐磨性要求：CS-10轮，1000g载荷，1000转磨耗量<25mg

外涂层附加要求：经600h紫外老化后磨耗量保持率≥80%

IICL《集装箱涂层检测标准》

耐磨性测试权重系数1.0.满分15分

合格标准：磨耗指数≤15mg/1000转(环氧面漆)

1.2 方法分类与适用场景

按测试原理分类

按行业需求分类

出厂检验：优先采用Taber法(1000转快速筛查)

型式检验：需同时进行Taber法(5000转)和落砂法

失效分析：增加往复摩擦法和三维表面轮廓分析

二、关键测试方法详解

2.1 Taber磨耗试验(ASTM D4060-25)

设备组成

主机：Taber 5135型或等效型号

磨轮：CS-10(橡胶)、H-18(砂轮)、CS-17(高耐磨橡胶)

载荷系统：250g/500g/1000g砝码组合

真空吸尘装置：吸嘴距试样表面3±1mm

试样制备

基材：符合JT/T 810要求的冷轧钢板(1.6mm厚)

表面处理：喷砂Sa2.5级，表面粗糙度50-80μm

涂层系统：

底漆：环氧富锌(30μm)

中间漆：环氧云铁(40μm)

面漆：聚氨酯(50μm)

养护条件：(23±2)℃、(50±5)%RH养护7天

测试流程

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graph TD

A[试样安装] --> B[磨轮预处理]

B --> C[载荷设定]

C --> D[预磨50转]

D --> E[初始称重]

E --> F[测试1000转]

F --> G[终称重]

G --> H[计算磨耗量]

结果计算

磨耗指数

: 初始质量(g)

: 测试后质量(g)

: 实际转数

密耳磨损值

: 涂层厚度(mil)，1mil=25.4μm

2.2 落砂磨损试验(GB/T 23988-2009)

核心装置

落砂管：内径(25±0.5)mm，长度500mm

砂斗容量：≥5L

试样夹具：可调角度0-45°

操作要点

砂粒预处理：105℃烘干2h，过0.5mm和1.0mm筛

流量校准：2000mL砂流出时间21-23.5s

磨耗区域校准：椭圆长轴30mm±2mm，短轴25mm±2mm

终点判定：露出4mm直径底材时停止试验

数据处理

耐磨值

: 砂耗体积(L)

: 涂层厚度(mm)

结果要求：集装箱底架漆A值应≥3.5L/mm

2.3 行业特殊测试要求

低温耐磨性测试

条件：-20℃保温2h后立即测试

适用标准：ASTM D1044-16

评价指标：低温磨耗增量≤20%(相对于常温)

盐雾老化后耐磨性

循环条件：盐雾(4h)→干燥(2h)→湿热(2h)，共10个循环

测试方法：按ISO 7784-2进行Taber试验

合格标准：磨耗量增加值≤30%

三、设备校准与质量控制

3.1 关键校准项目

Taber磨耗仪校准

落砂试验器校准

落砂高度：激光测距仪校准(500±1mm)

砂流量：秒表计时(2000mL砂22±0.5s)

砂粒筛分：标准筛组验证(0.5-1.0mm占比≥95%)

3.2 质量控制要点

试样制备控制

涂层厚度：磁性测厚仪多点测量(n=10)，偏差≤10%

表面清洁：测试前用异丙醇脱脂，避免指纹污染

边缘密封：使用环氧胶密封试样边缘，防止边缘效应

测试过程控制

环境条件：(23±2)℃，(50±5)%RH

磨轮预处理：新磨轮需用S-11砂纸磨合50转

数据有效性：平行试样n=3.相对标准偏差RSD≤8%

四、应用案例与标准解读

4.1 典型涂料体系对比

集装箱常用涂料耐磨性数据

4.2 失效案例分析

案例1：聚氨酯面漆耐磨性不合格

现象：1000转磨耗量45mg(标准要求≤25mg)

原因分析：

固化剂添加量不足(理论10%，实际7%)

烘烤温度偏低(规定80℃，实际65℃)

改进措施：

调整固化剂比例至11%(考虑挥发损失)

优化烘烤曲线(80℃×30min)

案例2：木地板涂层早期磨损

现象：落砂测试仅1.8L/mm(要求≥3.0L/mm)

原因分析：

石英砂粒径分布超标(0.3-0.5mm占比30%)

涂层厚度不均(80-150μm)

改进措施：

严格控制砂粒粒径(0.8-1.0mm)

采用无气喷涂，确保干膜厚度120±10μm

4.3 标准更新动态

国际标准趋势

ISO 7784-2:2023新增：

磨轮预处理规范(P150砂纸修整)

中断测试处理流程

结果不确定度计算方法

国内标准规划

GB/T 1768拟修订：

新增纳米涂层测试方法

增加三维表面形貌评价指标

与ISO 7784-2:2023同步

五、参考文献与相关标准

核心标准

GB/T 1768-2006 色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法

ASTM D4060-25 Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser

ISO 7784-2:2023 Paints and varnishes - Determination of resistance to abrasion - Part 2: Method using abrasive rubber wheels and rotating specimens

JT/T 810-2011 集装箱涂料

行业指南

IICL《集装箱涂层检测手册》2023版

中国涂料工业协会《集装箱涂料应用技术指南》2022版

中集集团《集装箱涂料检验规范》Q/CI 001-2021

检测机构

SGS工业服务部(ISO 17025认证)

广电计量(CNAS L0767)

上海市涂料研究所(CMA认证)

附录：集装箱涂料耐磨性测试记录表