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建筑涂料耐洗刷性测试方法探讨与建议（四）

发表时间：2023-11-24

测试方法

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。

2.2.2 洗刷介质

国外有研究表明[5]，湿状态下的涂层耐洗刷性能与所使用的洗刷介质也有一定的关系。

GB/T 9266—2009对洗刷介质规定如下：将洗衣粉溶于蒸馏水中，配置成质量分数为0.5%的洗衣粉溶液，其pH为9.5～11.0。

袁腾等[6]分析了涂层耐洗刷的磨损机理，认为洗刷磨损中水溶液中的细微污染物、内部残留磨屑的浸入会导致水介质中可能同时存在4种磨损：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损。由此可见，洗衣粉在水中的溶解程度及洗衣粉本身的化学成分都有可能影响耐洗刷性能测试结果。

分别从市面上购买了4种不同品牌的洗衣粉，配置成标准要求的洗刷介质，在12个同种样板（每种洗刷介质进行3次试验）上进行耐洗刷性测试，结果如表8所示。

表9  不同洗刷介质的耐洗刷次数

Table 9  Scrub resistance times from different scrub medium

从表8可以看出，不同品牌的洗衣粉配置成的洗刷介质对耐洗刷次数也存在一定的影响，所以最好在试验过程中使用保持同一品牌的洗衣粉，并在试验报告中注明洗衣粉信息。

3 国外耐洗刷性测试标准介绍

3.1 ASTM D2486-17[7] 墙面涂料的耐洗刷测试方法

ASTM D2486-17 是目前国外对墙面涂料耐洗刷性能测试最通用的方法，被很多国家采用。该标准规定了2种检测墙面用涂料耐洗刷的方法：测试方法A—得到最终破坏涂层的耐洗刷次数；测试方法B—与一种已知耐洗刷次数的样板同时试验，以最终破坏涂层的次数的相对百分比例表示。

该测试方法的试验参数摩擦负质量、摩擦速度及洗刷介质的滴加速度均与GB/T 9266—2006一致，但在减少试验数据之间差异有两点可以借鉴的地方：

①  耐洗刷用的刷子采用了人工合成的尼龙材料，这样可以有效避免天然的猪鬃毛材料的批次不稳定性；

②  测试方法B提供了一种相对的评估手段，也最大程度避免了不同实验过程中的偶发因素，提供了一种参考的结论。

当然，该标准与GB/T 9266-2009也存在一些其他不同的地方：

①   刷子试验前是需要在水中浸泡整个晚上，尽量使刷子的力学性能达到稳定状态；

②   底材规定用黑色的PVC片材，避免了底材的不平整或含水率不同对试验结果产生影响；

③   测试过程中垫了铜条加速擦洗破坏，对耐洗刷性能优良的产品提供一种快速测试的方法。

3.2 ISO 11998：2006[8] 色漆和清漆 涂层耐湿洗和清洁度测定

ISO 11998：2006的适应范围更广，不单单是墙面涂料，包括其他所有涂层，评估其表面的耐湿洗和清洁度时均可采用。该标准中，试验参数除摩擦速度与GB/T 9266—2009一致外，其余参数均有非常大的区别：

①  评估方法采用涂层损失质量大小；

②  摩擦负质量为（135±1）g；

③  摩擦介质不用刷子，而用百洁布做成的摩擦垫；

④  摩擦过程中不连续滴加洗刷介质，而是用软毛刷把洗刷介质刷在涂层表面，然后浸泡百洁布使其湿润；

⑤  洗刷介质为2.5 g/L的正十二烷基苯磺酸钠水溶液。

3.3  ASTM D 3450[9],ASTM D 4213[10], ASTM D 4828[11]

ASTM D3450、ASTM D4213、ASTM D4828这3个标准也都是用来测试墙面涂料及相关产品的耐湿擦洗性能，但摩擦介质选用的是海绵，摩擦负质量达到了1 kg或1.5 kg。

评价耐洗刷性能的方式也更多种，如：以已知耐洗刷性能的参照板比较；在涂层涂覆一定的污染物，评估污渍被擦掉的效果；耐洗刷区域的涂层质量损失等。

3.4 其他耐洗刷测试方法介绍

因为目前有很多产品，耐洗刷次数超过了国标优等品的要求，甚至无论擦多少次，都看不到破损现象，这给研发人员工作带来一定的困难，因为他们往往希望能通过配方的调整看到涂层耐洗刷性能的变化。下面2种方法可以推荐使用：

（1）加铜垫条，加速破坏；
    （2）在涂层表面划叉，类似盐雾腐蚀的划痕，通过一定次数的擦洗后观测划痕两侧破损的宽度来评价耐洗刷性能的优劣。

彭菊芳等12]经过大量的试验，提出了一种针对外墙涂料的耐洗刷性较适宜的测试方法：底材采用黑色PVC塑料片，用间隙深度为200 μm的湿膜制备器刮涂1道涂料，养护7 d 后测定涂层耐洗刷性。洗刷介质采用2.5 g/L的正十二烷基苯磺酸钠水溶液。测定时，在涂膜完好处的试板底下垫一层12.7 mm宽、0.25 mm厚的薄片，采用国产刷子进行2 000次洗刷循环的测定，结果以经过2 000次洗刷试验后薄片上方涂膜出现越过薄片宽度的涂膜损坏来进行评定。

对涂层耐洗刷性的评定，尽管有多种方法可采用，但操作者在进行试验前务必根据自己产品的特性和需要解决的问题选择一种合理的测试方法，并尽可能了解有可能影响测试结果的所有因素。如耐洗刷性差的样品，则可选择ISO 11998:2006标准，用更轻的负载，破坏力更小和参数更一致的摩擦介质（百洁布）进行试验； 而对于那些耐擦洗性优良的样品，则可采用ASTM D 2486-17 标准，因为尼龙刷的最大承载力比猪鬃刷高很多，而且尼龙属于人工合成的材料，其不同刷子之间的力学性能可以非常接近。

如果要得到一致性和重现性都非常好的试验结果，笔者认为ISO 11998:2006标准最为适合。因为该标准采用的摩擦介质为百洁布且使用不含任何固体颗粒的正十二烷基苯磺酸钠水溶液作为洗刷介质，不仅可以减少由于摩擦介质和洗刷介质不同对测试结果带来的影响，而且该测试方法非常接近建筑涂料的实际应用：其涂层被污染后人们普遍采用百洁布蘸洗洁精去除污渍。另其结果评定按照涂层的质量损失大小，更能减少来自人为的判读偏差。

4 结语

正确而科学地评估涂层的耐洗刷性能非常重要，洗刷性能的好坏直接反映了相应建筑涂料产品的质量好坏，因此建议从相关标准的制定到生产企业、质监部门进行该项目的操作把控，一定要非常慎重，从所选用的底材类型、处理方式、制膜方式到试验条件的等均需严格控制，这样才能得到可比性和重现性好的试验结果。

参考文献

[1]全国涂料和颜料标准化技术委员会.GB/T 9266-2009 中国标准书号[S].北京：中国标准出版社，2009

[2]全国涂料和颜料标准化技术委员会.GB/T 9756-2009中国标准书号[S].北京：中国标准出版社，2009

[3]全国涂料和颜料标准化技术委员会.GB/T 9755-2014中国标准书号[S].北京：中国标准出版社，2014

[4]全国涂料和颜料标准化技术委员会.GB/T 1768-2006中国标准书号[S].北京：中国标准出版社，2007

[5] P.J Blau & R.R.Dehoff,Development of a two-body wet abrasion test method with attention to the effects of reused abradant[J].Wear, Volume 302, Issues 1-2, April-May 2013：1035-1039

[6]袁腾，黄家健，等.耐洗刷性建筑乳胶涂料的研究进展及其耐磨机理[J].功能材料，2015（23）：23001-23006

[7]ASTM Subcommittee D01.42 D2486-17 Standard Test Methods for Scrub Resistance of Wall Paint[S].ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017

[8]ASTM Subcommittee D01.42. D3450-15 Standard Test Methods for Washability Properties of Interior Architectural Coatings[S].ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015

[9]ASTM Subcommittee D01.42. D4213-16 Standard Test Method for Scrub Resistance of Paints by Abrasion Weight Loss [S].ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016

[10]ASTM Subcommittee D01.42. D4828-16 Standard Test Methods for Practical Washability of Organic Coatings [S].ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016

[11]ISO/TC35/SC9 General test methods for paint and varnishes.ISO 11998:2006 Paints and varnishes—Determination of wet-scrub resistance and cleanability of coatings[S].

[12] 彭菊芳、周湘玲.合成树脂乳液外墙涂料耐洗刷性测定方法的研究[J].上海涂料，1009-1696（2012）11-0046-06：46-51