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涂料的光澤及影響因素

2023-04-26

  光線投射到物體的表面會(huì)發(fā)生光線的反射,物體表面對(duì)光線的反射能力稱為光澤。不同物體表面的光澤不一樣,衡量物體表面對(duì)光線反射能力的大小,稱為光澤度。光澤度用百分?jǐn)?shù)表示。物體表面的光澤度越高,它反射光線的能力就越強(qiáng),亮度也就越高。光澤度的大小通過(guò)光電光澤儀進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)光澤度的大小,可以將涂料分為亮光、亞光、無(wú)光等幾種。

  涂料光澤度的分類(以60°的反射光澤(即光線入射角為60°)劃分為例):

  無(wú)光涂料:光澤度< 10 %;

  亞光涂料:光澤度15~60%;

  亮光涂料:光澤度> 60 %。

  影響光澤的因素

 ?、?涂膜表面的粗糙度

  物體表面光澤和物體表面的粗糙程度緊密相關(guān)。光線射到物體表面上時(shí),一部分會(huì)被物體吸收,一部分會(huì)發(fā)生反射和散射,還有部分會(huì)發(fā)生折射。物體表面的粗糙度越小,則被反射的光線越多,光澤度越高。相反,假如物體表面凹凸不平,被散射的光線增多,導(dǎo)致光澤度降低。

  人視覺(jué)能感受到的光亮物體表面的粗糙度(h),利用微表面理論知識(shí),可以根據(jù)公式:h =λ/cosα算出來(lái),式中入為人射光的波長(zhǎng);α為入射角。例如人射角取60°時(shí),可以算出h=1.1μm,當(dāng)物體表面粗糙度h大于1.1μm時(shí),會(huì)表現(xiàn)凹凸不平,光澤度降低。

 ?、?涂膜的成膜過(guò)程

  涂料涂刷在物體表面上后,通過(guò)溶劑的揮發(fā)而固化成膜(針對(duì)溶劑型涂料而言)。涂料涂膜的形成過(guò)程對(duì)涂膜的表面粗糙程度和光澤至關(guān)重要。在濕膜階段,溶劑的揮發(fā)速率受溶劑在涂膜表面的擴(kuò)散控制,當(dāng)溶劑的各組分揮發(fā)速率差別不大時(shí),有可能得到高光澤的表面;反之,當(dāng)溶劑的各組分在濕膜階段的揮發(fā)速率不相同時(shí),它會(huì)使聚合物分子傾向于形成卷曲,甚至析出,變成大小不一的顆?;驁F(tuán)狀物,涂膜表面呈現(xiàn)出凹凸不平。在干膜階段,溶劑的揮發(fā)速率主要受溶劑在涂抹整體里的擴(kuò)散控制,也會(huì)對(duì)涂膜表面的粗糙程度產(chǎn)生影響。此外,在涂膜的形成過(guò)程中,隨溶劑的揮發(fā),涂膜會(huì)變薄并收縮,涂料中的一些懸浮的重粒子就會(huì)在涂膜表面重新排列,造成涂膜表面的不平整。

 ?、?顏料、細(xì)料的粒度和分布

  涂料中顏(填)料的顆粒大小和粒度分布是影響涂膜光澤的重要因素之一。人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn),當(dāng)顏料顆粒的直徑小于0.3μm時(shí),才可以獲得高光澤的涂膜。原因?yàn)椋悍稚⒃谕苛现械念伭项w粒在制成一定厚度的涂膜,并干燥后,僅有上層的顏料顆粒局部地上突,顆粒直徑小于0.3μm的顏料離子所造成的涂膜表面粗糙度不會(huì)超過(guò)0.1μm。當(dāng)顏料的平均顆粒直徑在3~5μm之間時(shí),可以得到消光效果較好的涂膜。

  除以上三個(gè)因素可以影響涂膜表面的光澤外,顏料的體積濃度(PVC),顏料的分散性以及涂膜表面結(jié)構(gòu)和表面反射特性等因素也會(huì)影響涂膜表面的光澤。其中,隨顏料的PVC增大,涂膜表面的光澤度先是降低,在顏料的極限體積濃度(CPVC)處出現(xiàn)極小值,然后伴隨著PVC的增大,光澤度也變大。當(dāng)顏料種類和用量確定后,分散越好,涂膜表面的光澤度越高。

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