ASTM D4060-19 以 Taber 磨料測定有機塗層耐磨性的標準試驗方法

美國材料與試驗協會（ASTM）制定的標準《ASTM D4060-19 有機塗層耐泰伯磨料磨損標準試驗方法》描述了一種測試方法，用於測定有機塗層在平坦、堅硬表面（例如金屬面板）上對泰伯磨料磨損的抵抗力。

就本標準而言，除了「ASTM D16-16 油漆和相關塗料、材料和應用的標準術語」中所述的術語和定義外，還適用以下定義：

• 磨損指數表示每千次磨損循環的平均重量損失（毫克）。
• 體重減輕是指在一定數量的周期內確定的體重減輕（以毫克為單位）。
• 每密耳磨損次數是指每密耳（0,03 毫米）的薄膜厚度將薄膜磨損至基材所需的磨損次數。

測試時，將有機塗層以均勻的厚度塗敷在平坦、堅硬的面板上，固化後，在受控壓力和磨蝕作用的條件下，利用旋轉摩擦運動對錶面進行磨蝕。測試樣品安裝在旋轉平台上，沿著垂直軸旋轉，與兩個磨輪的滑動旋轉相反。安裝車輪時應確保車輪與旋轉的測試樣本接觸時以相反的方向旋轉。一個砂輪將樣品向外朝外圍摩擦，而另一個砂輪則將樣品向內朝中心摩擦。由此產生的磨損痕跡在約30cm2的區域內形成縱橫交錯的弧形圖案。

耐磨性是根據一定數量的磨損循環內的重量損失、每千次磨損循環的平均重量損失或去除一個單位塗層厚度所需的循環次數來計算的。

基材上的塗層在其使用壽命期間可能會因磨損而損壞。此測試方法對於評估塗層的耐磨性很有用。本試驗方法產生的評級與《ASTM D968-22 有機塗層耐落磨料磨損標準試驗方法》中落磨料值產生的評級有很好的相關性。

對於某些材料，使用 Taber 磨料進行的磨損測試可能會因測試過程中砂輪磨料性能的變化而改變。根據磨料的類型和測試樣品，由於測試期間形成的碎片黏附，車輪表面可能會發生變化（即堵塞），並且必須按照相關方同意的更頻繁的間隔重新鋪設。為了確定是否需要更頻繁地重鋪路面，每 50 個循環繪製一次總重量損失圖。如果在 500 個循環之前觀察到斜率的顯著負變化，則斜率變化的點決定了重鋪頻率。

在評估兩種或多種塗層的耐磨性時，可能需要考慮其他因素才能進行準確的比較。含有氣泡的柔性塗層可能會在對比測試中改變品質損失。含有緻密填料的塗層可能會導致更大的質量損失，但塗層厚度的變化較小。含有二氧化矽、金屬氧化物或其他極為緻密的顆粒的塗層會磨損砂輪。含有過密顆粒的磨損碎片如果無法透過真空吸力系統清除，會造成三體磨損，導致塗層破裂。

硬度值或摩擦係數大於砂輪的塗層會導致砂輪更快損壞。在比較測試中，應考慮具有不同摩擦係數的塗層。

可能受影響的塗層範例包括但不限於：環氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚氨酯甲基丙烯酸酯 (PUMA)、甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 和碳樹脂。

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