第八章漆膜的表观和颜色

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1、涂料与粘合剂第八章漆膜的表观和颜色基本光物理概念光的反射和折射一束光投射在一个光滑表面时，一部分光便要反射，另一部分光则透射到物体内部。光从一种介质进入另一种介质时发生折射，入射角i和折射角r正弦之比为一定值，这便是折射率(或称折光指数)。基本光物理概念反射光光强I和入射光光强I0的比值称为反射率R。R值和入射角有关，也和物质的性质有关，若人射角接近0时，R与折射率大小有如下的关系式。物质的折射率一般聚合物的n1＝1.5，而空气的折射率n1=1，因此R＝0.04，即大部分进入介质内。当入射角接近90时，R接近1。基本光物理概念乱反射是指光投射在一个粗糙的表面上，便会在不同方向上反射的

2、现象。镜面反射是指在光滑平面上进行的反射．有些光进入介质(如漆膜)后到达底部又会产生第二次反射，在介质中，若有小粒子时还会发生散射，经散射和二次反射后的光又从介质表面射出。将从反射角以外的所有从表面射出光的和称为扩散反射光。基本光物理概念如果一束平行光照射在一种玻璃或其他结构的材料上时，光线在其中经过折射反射后反射光线仍可按原有光源方向平行地反射回来，这种反射称为回归反射。回归反射示意图基本光物理概念光的吸收光照在一个表面，或通过一个介质时，光要被吸收。光的吸收遵守比耳－朗伯定律即光的吸收和介质中吸收光物质的浓度、吸光特性和光程长短有关。式中为消光系数，K为吸收系数，c为摩尔浓度，l

3、为光程长度一般将lgI0/I称为吸收率，用A表示。基本光物理概念光的散射光进入一个二相体系时，如有雾的空气和含微细颜料的聚合物漆膜，便要发生散射。例如，一束光线通过黑屋子时，能显示出空气中的尘粒或烟尘，这是因为质点和照在它上面的光相互作用，使一部分光离开原来的方向发生偏折，这就是所谓光的散射。光散射的实质是质点分子中的电子在光波的电场作用下强迫振动，成为二次光源，向各个方向发射电磁波，这种波便称为散射光．光散射是全方位的，得到的是漫射光．入射光和散射光之比称为散射率(I/I0)，散射率和两相的折光指数之差有关，折光指数差愈大，散射率愈大。基本光物理概念当漆膜中的颜料与聚合物的折光指数相同

4、时，散射率为0．散射率和介质中微粒大小与分布有关，粒子太大和太小都不能发生散射，每一种物体都有其最佳粒径。金红石TiO2和CaCO3在漆膜中散射系数与粒径大小关系的示意图式中K，S和R分别为漆膜的吸收系数、散射系数和反射率。基本光物理概念Kabelka—Munk公式对某一波长，当漆膜的遮盖达到完全，即增加漆膜厚度不再增加遮盖时，反射、散射和吸收三者可用Kabelka—Munk公式表示：由于彩色漆膜往往是多种颜料配制而成，此混合体系的K/S又和体系中各组分的K/S有关，如下式所示：Kabelka—Munk公式是计算机调色的基础．漆膜的表观——遮盖力涂料的遮盖力的大小可用两种方式表示，一是遮

5、盖单位面积所需的最小用漆量，或是遮盖住底面所需的最小漆膜厚度。遮盖力是指涂料覆于基材上，由于光的吸收、散射和反射而不能见到基材表观的能力，遮盖力是涂料赋予被涂物的装饰性的一项重要性质。一种是漆膜吸收照射在其上的光线，使不能达到底部(如加有炭黑的黑漆)，因此无法看到基材的表观情形。另一种是光在颜料和成膜物之间的散射，使光不能达到底部(如白色漆)，因此也看不到基材的表观。漆膜对于基材的遮盖力分两种情况：漆膜的表观——光泽一般认为是漆膜表面把投射其上的光线向镜面反射出去的能力，反射光量越大，则光泽越高，这称为镜面光泽。镜面反射光强度和扩散光强度的比值也是光泽度的一个指标，光泽的高低不仅决定于反

6、射率，也决定于这种对比。如具有相同反射率的黑色漆膜及白色漆膜，一般黑色的显得光泽更好。光泽的概念镜面反射光与扩散反射光漆膜的表观——光泽光泽的测定国内通常用光泽计以不同的角度测定相对的反射率来判断光泽。即将平行光以一定的角度投射到表面上，测定由表面以同样角度反射出的光，一般用45或60角测量。高光泽70％以上半光泽或中光泽70—30％蛋壳光30一6％蛋壳光－平光6—2％平光2％以下这里的光泽百分数，并非反射率，而是一个相对值．它是将样板与一个标准板比较而得的。将标准板的光泽定为100％，然后测出样品的百分数。漆膜的表观——光泽影响光泽的因素1、光泽和漆面的平滑度有关，对于同样材质的

7、表面如果是镜面，发生的是镜面反射，其反射角方向的反射最强。若表面凹凸不平，则会发生乱反射，这样便削弱了反射角方向的光强。漆膜中浮在表面的颜料必然会影响平面的平滑度，因此颜料的含量，粒径、分布、比重等都对漆膜的光泽有重要影响．2、漆膜分子结构的性质当表面具有相同平滑度时，光泽的高低和漆膜的分子性质有关，特别是和成膜物的克分子折光度(R)有关。式中M为分子量，d为密度，n为折光指数．R的数值反映了分子结构的特征，R值愈大，光泽愈高．漆膜