光澤和光澤的測定

光線投射到物體的表面會發(fā)生光線的反射，物體表面對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。光澤度的大小通過光電光澤儀進(jìn)行測定。根據(jù)光澤度的大小，可以將涂料分為亮光、亞光、無光等。

光澤度分類(以60°的反射光澤劃分為例)

▌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度緊密相關(guān)。光線射到物體表面上時，一部分會被物體吸收，一部分會發(fā)生反射和散射，還有部分會發(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，如果物體表面凹凸不平，被散射的光線增多，導(dǎo)致光澤度降低。

涂膜的成膜過程

涂料涂刷在物體表面上后，通過溶劑的揮發(fā)而固化成膜。涂料涂膜的形成過程對涂膜的表面粗糙度和光澤至關(guān)重要。在濕膜階段，溶劑的揮發(fā)速率在涂膜表面的擴(kuò)散控制，當(dāng)溶劑的各組分揮發(fā)速率差別不大時，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，它會使聚合物分子傾向于形成卷曲，甚至析出，變成大小不一的顆粒或團(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膜整體里的擴(kuò)散控制，也會對涂膜表面的粗糙度產(chǎn)生影響。此外，在涂膜的形成過程中，隨溶劑的揮發(fā)，涂膜會變薄并收縮，涂料中的一些懸浮的重粒子就會在涂膜表面重新排列，造成涂膜表面不平整。

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。當(dāng)顏料顆粒的直徑小于0.3μm時，才可以獲得高光澤的涂膜。原因是分散在涂料中的顏料顆粒在制成一定厚度的涂膜，并干燥后，僅有最上層的顏料顆粒局部的上突，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超過0.1μm。當(dāng)顏料的平均顆粒直徑在3-5μm之間時，可以得到消光效果較好的涂膜。

除以上三個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。

▌消光原理

結(jié)合涂膜表面光澤產(chǎn)生的機(jī)理和影響光澤的因素，消光就是采用各種手段，破壞涂膜的光滑性，增大涂膜的表面微觀粗糙度，降低涂膜表面對光線的反射。可以分為物理消光和化學(xué)消光兩種方式。物理消光是加入消光劑，使涂料在成膜過程，表面產(chǎn)生凹凸不平，增大對光的散射和減少反射。化學(xué)消光是靠在涂料中引入一些例如聚丙烯接枝物質(zhì)類能吸收光線的結(jié)構(gòu)或基團(tuán)來獲得低光澤。

▌消光方法

消光劑

(1)金屬皂

金屬皂是早期常用的一種消光劑，主要是一些金屬硬脂酸鹽，像硬脂酸鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等，其中硬脂酸鋁應(yīng)用的最多。金屬皂的消光原理是基于它和涂料成分的不相溶性，它以非常細(xì)的顆粒懸浮在涂料中，成膜時則分布在涂膜表面，使涂膜表面產(chǎn)生微觀粗糙度，降低涂膜表面光的反射而達(dá)到消光目的。

(2)蠟

蠟是使用較早應(yīng)用較為廣泛的一種消光劑，它屬于有機(jī)懸浮型消光劑。在涂料施工完畢后，隨溶劑的揮發(fā)，涂膜中的蠟析出，以微細(xì)的結(jié)晶懸浮在涂膜表面，形成一層散射光線的粗糙度面起到消光作用。蠟作為消光劑的特點(diǎn)是使用簡便，可以賦予涂膜良好的手感和耐水、耐濕熱、防沾污性。但蠟層在涂膜表面形成后也會阻止溶劑的揮發(fā)和氧氣的滲入，影響涂膜的干燥和覆涂。今后發(fā)展趨勢是合成高分子蠟與二氧化硅并用，使其獲得最佳消光效果。

(3)功能型細(xì)料

體制顏料，如硅藻土、高嶺土，合成二氧化硅等都是專用作消光劑的功能細(xì)料，它屬于無機(jī)填充型消光劑。在涂膜干燥時，他們的微小顆粒會在涂膜表面形成微粗糙面，減少光線的反射獲得消光外觀。這類消光劑的消光效果要受到很多因素制約。

以二氧化硅為例，它在用作消光劑時，其顆粒的孔體積、平均粒徑及粒徑分布、干膜厚度以及顆粒表面是否經(jīng)過處理等因素，都會影響到它的消光效果。

涂料為獲得低光澤，消光劑起到了不可替代的作用。但在使用過程中，仍存在諸多缺陷有待改進(jìn)，如消光劑選取和使用條件較為苛刻，價格偏高。國內(nèi)消光劑多含有環(huán)脒類物質(zhì)，涂膜易泛黃，耐烘烤性差。生產(chǎn)性能優(yōu)良價位適中的消光劑，仍是需要解決的問題。

消光樹脂

樹脂時涂料必不可少的成分，因此就產(chǎn)生了消光用樹脂，利用它和其他樹脂作用成膜獲得低光澤。可以避免使用消光劑，降低涂料成本。

它的機(jī)理:

①利用消光樹脂中的官能團(tuán)和涂料組成中的固化劑與另外樹脂固化溫度的不同，產(chǎn)生先后固化，使涂膜表面產(chǎn)生不均勻收縮，從而破壞涂膜表面的光滑性，產(chǎn)生消光。

②增大兩種樹脂之間的表面張力差，使涂膜收縮不均勻產(chǎn)生微粗糙度。

③在合成樹脂中引入相溶性差的單體，涂料成膜使這些單體會促使合成樹脂從涂膜中析出，從而增大涂膜表面的微觀粗糙度，降低光澤。