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建筑涂料耐洗刷性测试方法探头与建议（一）

发表时间：2023-11-24

概述

详细分析了可能影响建筑涂料耐洗刷性测试结果的各种因素，如：刷子的刷毛硬度、底材表面、涂布方式、洗刷介质是造成耐洗刷性测试结果重现性和可比性差的最大原因，并提出了一种新的测试方法来评价刷子刷毛硬度。通过大量的试验数据证明，试验所使用的刷子刷毛硬度越高，样品的耐洗刷次数越少；底材表面的粗糙度越高或光泽度越低，样品的耐洗刷次数越高；同时，涂膜的涂布方式及试验所用的洗刷介质对耐洗刷性也有一定的影响：人工涂布的样板耐洗刷次数明显低于使用自动涂膜机涂布的样板，采用不同品牌的洗衣粉配制的洗刷介质，也会对样板的耐洗刷性有影响。最后介绍和比较了一些涂层耐湿擦洗的国际测试方法标准的优劣。

王崇武1，周文沛2，刘琳2

（1.标格达精密仪器（广州）有限公司；2. 中海油常州涂料化工研究院有限公司）

Analyze in detail some factors which would influence test results of scrub resistance of architectural coating film . Such as brush bristles hardness, substrate surface, application methods and scrub medium are the most reasons causing bad repeatability and comparability for scrub resistance test results. And also introduce a new testing method to evaluate the brush bristles hardness. A lot of test data show, the harder the bristles of brush used for testing are, the less scrub resistance numbers of sample would get ; for substrate surface, the higher the roughness is or the lower the gloss is, the more scrub resistance numbers would get. At the same time, application method and scrub medium also have some influences on scrub resistance: for those samples coated by manual, their scrub resistance numbers are lower obviously than by automatic applicator. Scrub medium prepared by different brand washing powder also effect the numbers of scrub resistance. At last, this article also introduces and compares some other similar international testing methods for scrub resistance.

对建筑涂料而言，耐洗刷性是其非常重要的一项技术指标。目前，国内执行耐洗刷测试的现行标准为GB/T 9266—2009《建筑涂料涂层耐洗刷性的测定》。但在实际应用中，行业内对此方法的测试结果存在着较大争议，其实验数据缺乏重现性和可比性，给质检人员和相关研发人员的工作造成了一定困扰，因为无法判断产品耐洗刷性发生变化的原因是配方设计某一组分的改变，还是测试过程中的不确定因素。

耐洗刷性测试方法的原理为：加载了一定负载的猪鬃刷以37次/min的速度在待测试的涂层表面做往复运动，观察涂层是否漏出底材或涂层刚好破损至露出底材时的洗刷次数。影响涂层耐洗刷性的因素较多，若想得到重现性和可比性高的试验结果，至少需保证两点：（1）制备一致性非常好的涂层；（2）试验时所有的试验参数都必须一致。

为了尽可能全面分析影响涂层耐洗刷性的因素，本文选用了国内某知名品牌标识为一等品的内墙涂料，采用标号为100 μm的线棒涂布器制备涂层，然后在实验室标准条件（23±2）℃，（50±5）%下养护7 d。测试仪器选用双工作轨道的BGD 528 多功能耐湿擦洗仪。

1.0 实验部分

1.1 主要原材料与仪器

RS 003 净味高遮盖内墙乳胶漆：广东华润涂料有限公司

BGD 528多功能耐擦洗仪：标格达精密仪器（广州）有限公司；BGD 212 线棒涂布器（100μm）：标格达精密仪器（广州）有限公司；LK-106电脑式伺服拉力试验机：东莞市力控仪器科技有限公司；SRT-6210 表面粗糙度仪：广州兰泰仪器有限公司；BGD 516/3 智能光泽度仪：标格达精密仪器（广州）有限公司

1.2 实验方法/过程

用标号为100μm的线棒涂布器将涂料样品用人工涂布或者自动涂膜机涂布在不同类型的基材上，在标准的实验室条件下养护7d. 将养护好的样板，放在BGD 528 多功能耐擦洗仪按照GB/T 9266-2009 标准进行耐洗刷测试；当试验样板被洗刷过的中间长度100mm区域的涂层出现破损露出底材时，记录洗刷次数作为该试验样板的耐洗刷性次数。为保证试验数据的科学性，每一种试验均采用3块样板进行平行试验，试验数据取3块样板的平均值。

2.0 结果与讨论

2.1 样板的制备对耐洗刷性测试的影响

从常理分析，涂层的耐洗刷性与涂层的厚度均匀程度、表面是否有缺陷（针孔、漏涂等）及涂层与基材的附着力大小有关系。因此，为了尽量减少因为涂层本身的差异所带来的耐洗刷性的差异，就必须保证制得一致性非常好的涂层。

2.1.1制膜方式

人工涂布往往存在着非常大的不确定因素，不同的操作人员，因为涂布速度、力度及整个涂布过程中对速度及力度掌控的均匀程度不同，导致了涂层厚度的不均匀性。

为了比较人工涂布和机器自动涂布对涂层厚度均匀性的影响，选用马口铁为底材，使用100 μm的线棒涂布器分别用自动涂膜机和3个不同的操作人员制备涂层，共制得6片样板。待涂层完全干燥后，分别在每片试板上选取10个不同位置测试其干膜厚度，结果如图1所示。

图1 自动涂膜机与不同试验人员制备的涂层厚度分布

Fig. 1 Coating thickness distribution between by automatic applicator and by different operators

从图1可知，通过自动涂膜机制备的涂层，其均匀程度高过人工制备的涂层。

另外，对同一种涂料，分别用自动涂膜机和人工涂膜在同一种底材（黑色聚烯烃塑胶片）上制备涂层，按GB/T 9266—2009用同一台仪器、同样的刷子先后进行耐洗刷性能测试，结果如表1所示。

表1 自动涂膜机涂膜与人工涂膜的样板耐洗刷次数

Table 1 Scrub resistance numbers of samples by automatic applicator and by manual

从表1可以看出，手工制备的样板耐洗刷性能均低于自动涂膜机制备的样板，这是因为手工涂膜往往造成涂层的厚度分布不均匀，而耐洗刷试验时涂层的破坏往往是从最薄的区域开始发生，因此，为了得到一致性好的试验结果，采取自动涂膜机制备涂层是非常必要的。

二、同一个样品，不管什么情况下测试粘度，数据都应该一致

实际上：测试粘度看似简单，但它也是一项非常复杂的工作，因为粘度的测量模型是建立在液体的流体力学基础上的。

如果你的样品是牛顿型流体，那我们当然是可以这么认为；但涂料、油墨及胶黏剂99.99%都是非牛顿型流体，即意味着如果你想要得到一致性高的测试数据，请至少必须保证下面这些测试参数一致：

A. 样品温度

B. 测试所用的转子

C. 测试所用的转速

D. 读取数据的时间（因有部分产品测试时会出现剪切变稀或剪切变稠）

了解了这些知识，您应该就明白为什么斯托默（Krebs）粘度计上显示的cP值和旋转粘度计测试的cP值差距非常大了吧？

三、用水评估一个粘度杯是否符合要求

见过很多客户，因为图方便，也或者是手头上没有标准硅油，直接用水去评估一个新购入的粘度杯或者使用了很长时间的粘度杯是否符合要求。当然，在某些偶然的情况下是可以有效，但大部分情况是失效的。

这是因为水的粘度太小，在绝大部分粘度杯里面的流出时间都只有几秒，操作者往往无法准确读取流出时间，因为普通人的反应速度一般会有0.7秒左右的延迟（操作者看到断点的那一刻，视网膜接收到信息传给大脑，大脑处理信息，大脑发出信息，手部神经接到信息开始反应做出动作，秒表处理时间），从而造成数据有10%左右的偏差。

另一方面，大部分粘度杯对待测样品的流出时间一般要求控制在30S～100S之间（超过100S的样品，由于延迟效应，断点难于判断且重复性差），这也可以解释为什么同一个品种的粘度杯会有不同孔径的型号，方便用户根据样品粘度大小选择不同孔径的粘度杯，从而使流出时间控制在30S～100S之间。

另值得注意的是，如果对同一样品的两次测量，第二次结果与第一次结果之差大于它们平均值的10%，则不适合用粘度杯来测试。