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本标准由美国材料与试验协会涂料及相关涂层材料委员会(D01)下属建筑涂料分委会(D01.42)制定,原版于1994年发布,当前版本为2022年批准并出版。标准编号中的“-22”表示2022年确认的最新版本。该试验方法专门用于测量着色乳胶漆的颜色显色性能,主要目的包括:评价着色剂的着色效率、衡量白色或调色基漆接受着色剂的能力(即可着色性)、以及诊断涂膜在施工后可能出现的颜色不均匀现象。标准通过模拟施工中的剪切作用,将颜色显色缺陷以定量的色差值表示出来,为涂料配方开发、质量控制和颜色系统评估提供统一手段。
该标准与ASTM体系内多项标准紧密关联:色差计算依据D2244标准,环境条件控制参照D3924,取样方法采用D3925,颜色测量则依赖E1331(积分球法)或E1349(45°:0°双向几何法)等标准。这些引用标准共同构成了完整的测试技术框架。标准同时还遵循世界贸易组织技术性贸易壁垒委员会制定的国际标准化原则,具有广泛的国际认可度。
试验的核心原理是:将着色乳胶漆涂布在黑白条纹密封卡片上,并对局部涂膜施加规定的强剪切力,通过比较剪切区域与未剪切区域干燥后的颜色差异,来评价着色剂是否充分发挥了着色潜力。颜色差异越大,表明颜色显色越不完善,即存在显色缺陷。这一方法模拟了实际施工中刷涂、辊涂等动作对涂料产生的剪切作用,从而预测涂膜颜色的均匀性。
具体操作步骤为:首先按照D3925标准取样,确保样品具有代表性。在符合D3924标准的环境条件(温度23±2°C、相对湿度50±5%)下,使用涂布器将试验漆均匀涂在黑白条纹密封卡片上,湿膜厚度需达到完全遮盖(通常为100–150微米,以完全遮盖黑色条纹为准)。涂布后立即用规定的刷子(一般采用羊毛刷或尼龙刷)以固定角度和力度,在涂膜局部区域往复刷涂10–15次,施加稳定的剪切力。待涂膜在标准环境下完全干燥后,采用符合E1331或E1349的分光光度计,在卡片黑色区域分别测量未剪切部分和剪切部分的反射率光谱,按D2244标准计算CIELAB色差(ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*)。每个样品至少取三个平行试板,并在每个试板上测量多次以减少误差(依据E1345)。
试验涉及多个关键参数,包括环境条件、颜色测量条件和色差计算方式。下表汇总了依据相关ASTM引用标准确定的具体要求。
| 📏 参数 | 🎯 要求 | ⚡ 公差 |
|---|---|---|
| 温度 | 23 °C | ±2 °C |
| 相对湿度 | 50 % | ±5 % |
| 气流与光照 | 避免直射与强对流 | — |
| 📐 参数 | 🔬 规格 | 🎯 备注 |
|---|---|---|
| 照明体 | D65(标准日光) | 符合CIE标准 |
| 观察者角度 | 10° | CIE 1964标准观察者 |
| 几何条件 | 45°:0° 或 积分球(d:8°) | 根据涂层光泽选择 |
| 波长范围 | 400–700 nm | 至少每10 nm采集 |
| 测量面积 | ≥25 mm直径 | 保证涵盖均匀区域 |
| 📐 参数 | 📏 公式 | ⚡ 常用接受限 |
|---|---|---|
| CIELAB色差 | ΔE* = √[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²] | 由协议确定,推荐≤1.0 |
该标准在涂料工业中具有广泛的实际应用价值。在着色剂研发阶段,可用于比较不同着色剂在相同基漆中的显色效率,筛选出分散性好、与基料相容性高的着色剂品种。在基漆生产过程中,通过测试不同批次基漆对同一着色剂的显色性,可以监控基漆的颜料体积浓度和表面活性剂水平是否稳定。当涂膜出现“发花”“色差”或“施工后颜色变化”等质量问题时,该试验可作为诊断工具,判断问题是否源于颜色显色不良。
工程实施中的质量控制要点包括:①密封卡片必须为黑白条纹专用卡片,黑色区域的反射率应低于1%,白色区域保证高反射;②涂膜必须完全遮盖黑色条纹,否则背景会干扰色差读数;③剪切操作应标准化,尽量使用同一类型刷子,并控制刷涂次数和力度;④每个样品至少制备三个平行试板,取色差平均值作为报告值;⑤若被测涂料为高光泽,需考虑是否含珠光或金属颜料,此时应选用积分球几何条件进行测量。此外,某些有机颜料对剪切敏感,显色性测试结果与施工效果有良好的相关性,尤其值得关注。