测试耐磨涂层 - ASTM D4060的挑战和更新

采访ASTM D4060，VP营销Taber Industries和Greg Martin，SR.技术顾问 - Tremco Inc.CS＆W

请概述ASTM D4060及其应用。

ASTM D4060Taber Auberaser有机涂层耐磨性的标准试验方法是评价涂层耐磨性最常用的测试之一。称为“泰伯测试”，该测试方法确定有机涂层的耐磨性，如油漆、漆、清漆、粉末涂层和许多其他类型的饰面。除了涂层的视觉效果外，它还经常提供功能性目的(例如防止腐蚀)。这种测试方法对评价涂层的耐久性和性能是有用的。

如何执行ASTM D4060测试？

为了执行ASTM D4060，“有机涂层以均匀的厚度应用到一个平面，刚性面板，固化后，表面磨损使用旋转摩擦作用下的压力和磨料作用的控制条件。测试样品，安装在转台平台上，在垂直轴上转动，对抗两个磨轮的滑动转动。一个磨轮向外摩擦试件，另一个向内摩擦试件。由此产生的磨损痕迹在大约30厘米的面积上形成交叉的弧形图案²．”［1］真空系统可以清除测试过程中产生的任何松散碎片。在每次测试前和每500次循环后，磨砂轮用S-11翻新盘重新表面，以使车轮表面标准化。耐磨性计算为在指定的磨损周期数下的重量损失，每周期的重量损失，或单位厚度的涂层去除所需的周期数。

在使用ASTM D4060符合耐磨性时，已经遇到了什么困难？

保护涂层的耐久性是许多不同产品的重要考虑因素。It is especially important when selecting a coating that will be subjected to vehicular or pedestrian traffic such as parking garages, loading docks, walkways, etc.

为了协助这一选择过程，建筑师/顾问依赖于测试数据 - 特别是涂层耐磨性。该信息通常由涂层制造商报告，并基于根据ASTM D4060进行的测试。直到最近，当比较氨基甲酸酯，甲基 - 甲基丙烯酸甲酯（MMA），聚甲基 - 甲基丙烯酸酯（PMMA），聚氨酯 - 甲基丙烯酸酯（PMMA）或环氧树脂等异种涂层技术时，这种长期测试方法可能一直在误导决策者。

数据在ASTM D4060精密和偏置（表1）¹表明被测试的环氧树脂的质量损失是聚氨酯的两倍多。

涂层	Avg。质量损失
聚酰胺/环氧涂层a	129.6毫克
聚酰胺/环氧涂料B.	109.1毫克
聚氨酯涂料	49.5毫克
聚酯/环氧粉末涂料	61.3毫克
尼龙粉末涂料	7.7毫克

在超过200个项目的比较中，Taber测试证实，环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯(MMA)与CS-17砂轮的质量损失高，而聚氨酯涂层的质量损失最少。就其本身而言，这些数据似乎暗示着聚氨酯具有最好的耐磨性。然而，在现场应用中，环氧树脂和MMA被证明比安装在停车平台和其他交通服务上的99%的聚氨酯更耐用。事实上，环氧树脂、MMA、PMMA和PUMA在车流中使用的时间是它们的两倍。

为什么佩戴测试在此情况下，ASTM D4060没有提供足够的测试？

涂层制造商的数据表通常将测试结果作为磨损或磨损指数产生的质量损失（报告为每循环的质量损失）。但是，在比较两种涂层时，此数据可能无法讲述完整的故事。

例如，考虑两种完全不同的材料的测试 - 铅镍复合板和碱性氨基甲酸酯保护涂层。亚博网站下载在对标本进行相同的测试条件和磨损循环的数量后，铅镍复合板显示出800mg的质量损失。相比之下，氨基甲酸酯涂层仅具有33mg质量损失。基于该信息，易于结束氨基甲酸酯涂层具有较小的质量损失，因此将更耐磨。但实际上是这种情况吗？

如果你也知道铅板厚度的变化是0.1 mil，而聚氨酯涂层厚度的变化是2.0 mil，你会怎么做?基于这些额外的信息，你很快就会意识到更多的材料被从聚氨酯样品中移除，这意味着它实际上是不耐磨损的!

对于许多交通涂料，重要的是要识别出具有致密填料的涂层通常显示出与没有填料的类似涂层相比更大的质量损失，但在某些情况下，由磨损引起的厚度损失较低。ASTM D4060的结果通常被报告为质量损失。但除以比重的大规模损失为比较提供了更好的关系。

考虑到这些新信息，完成了什么测试来调查磨损?

Tremco Inc.CS＆W表演了一个唯一的实验室学习，于2018年11月开始，并评估了超过1000个测试标本，包括氨基甲酸酯的不同配方;环氧树脂;MMA;和交通涂料。所有标本按照ASTM D4060进行测试，但包括其他参数，以帮助计算研究人员估计涂层的使用寿命。

发现其他因素会影响与ASTM D4060一致的磨损测试？

磨损碎片，包括极致密的颗粒可能导致三体磨损，其有助于涂层的分解，如果没有通过真空抽吸系统除去。在研究期间，观察到某些研磨轮增加了测试期间发生的磨损颗粒的数量，这进一步有助于磨损的速率。yabo214

当填料填充物中包含在涂层中时，还观察到测试样品的表面温度升高。在缓慢的微观视频中，与CS-17（或CS-10）的环氧树脂接触产生热量，该热量结合细氧化环氧颗粒，其真空不会从磨料轮与样本的磨蚀性接触时快速去除。yabo214

其他参数也被发现影响磨损率，在许多情况下，涂层造成更大的磨损泰伯轮。一些硬度值或摩擦系数大于砂轮的环氧树脂和M亚博网站下载MA材料可能会导致砂轮更快地损坏，特别是当涂料配方包括填料或骨料，如二氧化硅、金属氧化物或其他密度极高的微粒时。这种“反击”受到颗粒大小、数量和类型的影响。

涂层和磨料轮之间的摩擦系数（COF）也可以影响结果。在一些测试中，观察到COF一旦车轮破坏表面张力，COF就会在摩擦源（CS-10或CS-17磨管）上升起或落在摩擦源（CS-10或CS-17磨管之间） - 车轮移除光泽的点磨损涂层的内部。

有些涂层在经过50 - 100次磨损循环后会暴露出空气夹带气泡，这可能会改变比较试验中的质量损失。对于一些柔性聚氨酯涂层，夹带的空气越多，质量损失就越小，因为车轮行驶的固体含量减少了。

具有空气夹带的磨损与高反应材料（例如环氧）的相互作用显着不同。亚博网站下载通过硬链氧涂料，磨损过程倾向于破碎构成涂层的非常坚硬的颗粒，这导致更多的磨损碎片和更高的质量损失。yabo214

ASTM D4060如何与他的新信息进行更改？

ASTM D4060最近经历了同行评审，最新版本（2019）包括说明，在比较具有不同比重的涂层的耐磨性时，各种涂层的比重校正应适用于质量损失赋予比较耐磨性的真正措施。

在计算磨损指数或质量损失之后，结果将除以涂层的比重。这种校正因子的使用提供了相对于施加其材料的体积损耗的磨损指数或质量损失。

读者在哪里可以找到更多信息？

有关泰伯工业的更多信息，请访问www.TaberIndustries.com．对于Tremco Inc.，请访问www.tremcoinc.com．购买ASTM D4060的副本，访问http://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi?d4060．

关于Alan Jaenecke.

自2000年自2000年以来，艾伦Jaenecke已由Taber Industries雇用，并在公司的材料测试和测量划分中发挥着关键作用。亚博网站下载虽然他的主要职责包括销售和营销，但Alan Jaeecke也参与了新的产品开发和战略规划。

拥有先前经营的Taber内部测试设施，他拥有丰富的经验，进行磨损和耐用性测试。他已经分享了与其他组织的材料测试专业知识，包括ASTM，ISO，NEMA，TAPPI，SPE和SAE。通过诸如ASTM和SAE等行业附属机构，他已经为现有方法进行了新的测试方法并协调了众多评论。

Alan获得了纽约州立大学布法罗分校的工商管理硕士学位，在那里他获得了市场营销管理和企业财务管理的双学位。

对格雷格•马丁

自2006年以来，Greg Martin已由Themco CS＆W划分雇用.Greg的35年的职业生涯，作为防护涂料和防水膜专家，混凝土组合设计和结构法学分析师已将他带到全球40多个国家。格雷格在数学，结构取证，岩体和微软软件工程中具有一定程度。这引领了他开发精细的软件测试平台，重点测试方法，包括增强的岩体分析对保护涂料。

Greg在Tremco CS&W的主要职责是调查和完善保护涂层的测试方法，基于改进的测试方法，提高或修改建筑规范和规范措辞，混凝土和涂层法医分析师。

Greg Martin (Tremco)一直与Alan Jaenecke (Taber Industries)合作，帮助完善ASTM D4060，以更好地反映各种配方的防护涂层的研磨性能。

特别感谢Ahmed Elsharawy, peng。, BSS。, Tremco CS&W。在Greg Martin进行国际跨平台研究期间，Ahmed负责Tremco内部的ASTM D4060 Taber磨损比较。艾哈迈德拥有土木工程和建筑科学学位。亚博老虎机网登录

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