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涂料百科:(九)漆膜的表观与颜色

信息来源:paintkey.com  时间:2009-02-08  浏览次数:114

  1、遮盖力
  涂料网: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。漆膜对于基材的遮盖力要分两种情况,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界之间的散射,使光不能达到底部(如白色漆),因此也看不到基材的表观。对于大部分色彩的涂料来说,吸收和散射可同时起作用。如果漆膜中的颜料不吸收光,其折光率又和成膜物相同,漆膜为透明状,无遮盖力,因而可看到基材的颜色或形状。涂料的遮盖力的大小可用两种方式表示,一是遮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。
  遮盖力来自漆膜对光的吸收和对光的散射的能力,如前所述,散射是和颜料与成膜物的折光指数差相关联的,这是为什么金红石型二氧化钛有着最高的遮盖力的原因。由于金红石TiO2很贵,需要合理地使用金红石TiO2,一般将其控制在18%左右,含量再高遮盖力提高不明显,超过22%,遮盖力反而下降,其原因涉及光学等复杂问题,这里不作讨论。加入适量惰性颜料可提高TiO2的利用率。同样的颜料,折光指数相同,但由于颜料粒径不同,散射情况也不同,因此颜料的径粒需要大小合适。为了取得最佳的遮盖效果还需要将颜料分散好,颜料的絮凝降低颜料的遮盖力。遮盖力和颜料的体积浓度(PVC)有关,当体积浓度超过临界体积浓度(CPVC)时,由于漆膜中有气泡出现,遮盖力会大大提高。
  2、光泽
  ①光泽的概念
  漆膜的光泽对于装饰性涂料来说是一项重要的指标。光泽很难有确切定义,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。另外,镜面的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射率,也决定于这种对比(如下图),例如,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。
  漆膜的表观与颜色
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  ②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α投射到表面上,测定由表面以同样角度α反射出的光。不同角度下测得的反射光强是不同的,一般用45℃或60℃角测量。按60℃光泽计测量的结果,可将涂料分为如下等级:
  高光泽70%以上
  半光泽或中光泽70—30%
  蛋壳光30—6%
  蛋壳光—平光6—2%
  平光2%以下
  需要注意,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。由于光泽受人的主观因素影响,所以用单一的客观标准来评价,往往不能和主观感觉相一致,这是为什么光测计测得结果有时和实际感觉有较大差距的原因。为了更好地评价光泽,往往用多种方法进行,如前所述的对比光泽以及用多角或变角的光泽计来测定不同角度的反射光强。
  ③影响光泽的各种因素
  影响光泽因素很多,主要有如下两个因素:
  ⑴光泽和漆面的平滑度有关,同样材质的表面,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。
  ⑵漆膜分子结构的性质,当表面有相同平滑度时,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,如下式所示:R=﹛(N2-1)/(N2+1)﹜×M/d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。一般含有不饱和键的分子具有较高的R值,具有共扼体系的R值更高,这是醇酸树脂涂料的光泽高于干性油;丙烯酸酯和苯乙烯共聚物涂料(苯丙涂料)的光泽高于丙烯酸酯和乙酸乙烯酯共聚物涂料(乙丙涂料)和不饱和聚酯涂料具有很高光泽的原因之一。
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  由以上两种主要影响光泽的因素可知,为了获得高光泽漆膜,首先要使涂料有很好的流平性,涂料的颜料体积浓度不能高,颜料粒子不能过细,比重不能过小,这样在成膜过程中,颜料在漆膜中可形成梯度分布,表层的颜料较少,不致于影响光洁度。涂料配方中的多种组成的相容性要好,不致在成膜过程中有析出等问题,成膜物应选择较高克分子折光度的聚合物。曾经发现当颜料体积浓度较低时,醇酸脂的油长愈短,光泽愈好,在高颜料体积浓度时,则是油长愈长光泽愈好,这可能是前者成膜物本身的克分子折光度对光泽的贡献大,而后一种情况是涂料的流平性对光泽的贡献大,因为油长短意味着含苯环的量多,油长长意味着长链脂肪数含量多,流动性好。
  ⑶消光
  装饰用涂料并非总是要求高光泽的,相反,有时需要漆膜是平光的,即无光的。表面消光以后漆膜具有更优雅和华丽的外表,特别是室内涂料,强光泽会使人眼睛受到过份的刺激。但是表面消光和制备高光泽涂料相比,前者有时更难一些。消光的方法首先会考虑到的是赋予表面一定的粗糙度,但肉眼观察到的凹凸不平的粗糙要影响美观,因此应该是形成细致的粗糙面,它可以通过控制漆膜干燥时由于溶剂的挥发(或反应)而产生的漆膜收缩形成,也可以通过调节流变性以及提高颜料体积浓度或选择颜料品种来形成。另一种方法是在涂料中加消光剂。消光剂种类很多,主要的有气相二氧化硅和石蜡或聚烯烃粉末。气相二氧化硅粒径极小,表面上多孔,因此易漂浮于表面,蜡或聚烯烃粉末比重轻,也易漂浮于膜表面达到消光的效果。若SiO2表面用石蜡处理,使用效果可更好。蜡浮在表面不仅增加了粗糙度,而且它的克分子折光度也很低。对于平光涂料来说,选择成膜物也是非常重要的。
  3、光和颜色
  ⑴颜色的三属性:若每个人的眼睛对颜色都是相同的,那么光源和物体本身便决定了颜色的三个特性,即色相、明度和彩度。
  ①色相
  当光从短波向长波移动时,人们感到一系列不同的颜色:其顺序为紫、蓝紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿、黄、橙、红等。这便是所谓色相。因为物体不可能仅反射单一波长的光,而是同时反射不同波长的光。因此人们视觉可产生各种不同的颜色感觉。有时我们看到的色相是阳光中所没有的,如灰色、棕色和紫红色。我们称白色、黑色和灰色是没有色相的颜色,称为无彩色,其它称为有彩色。色相是颜色的光谱特性,相应于一定的波长。品色是光谱中没有的,它代表着两个确定波长的混合。色相是颜色的基本因素。
  ②彩度
  又称饱和度或纯度。它代表颜色的纯粹度,最接近光谱色的是最纯粹的光,称纯色或高彩度或饱和度高。非彩色的纯度最低,当光刺激中混入非彩色的成份时,纯度即降低。例如,将一束红光投在白色银幕上时,颜色是饱和的,所有来自银幕的光都刺激红色的感觉,但如果再投一束白光到银幕上有红光的位置,此时彩色被减弱,因刺激我们的不仅有红,而且有其它色彩的刺激,因而有明亮的白色感觉。改变白光和红光的强度,可以得到一系列饱和度不同的红色。
  ③明度
  或称亮度,是物体反射光的量度,一个明亮的彩色物体意味着它反射(或透过)了大部分投射在其上面的光。如将色谱上的彩色光投在灰度不同的银幕上,会看到颜色的光亮度程度随银幕的反射能力的变化而变化,其中白色的反射能力最强,明度最高,黑色的幕不能反射任何光,故明度为0。
  ⑵颜色的调配:
  将几种有色光线混合所得混合色是与几种有色颜料混合所得的混合色很不一样的。前者可称为加色法配色,例如电视上的颜色便是由加法得到。用红、绿、蓝三原色按不同比例相加可得各种不同颜色,白色便是等量红绿蓝相加的结果。如红和青互补,绿和品红紫色互补,蓝和黄互补,它们相加可得白色。另一种配色方法称为减色法,例如电影胶片的显色采用减色法原理,即以黄、品、青三层颜色互相叠合,分别从白光中减去三原色,并控制其透色光比例的不同,可得各种颜色。白光通过黄品青三层颜色时,可将红绿蓝三原色全部减去,什么光也不能透过,所以可得黑色。
  涂料中用颜料配色,基本上是一种减色法配色,将等量标准青颜料和黄颜料混合,得到的应是绿色。这是因为颜料的质点很细,并且是均匀分布的。因此光照在这层颜料上,好象经过了双重的滤光器。两种颜料分别吸收各自的色光,剩下来的只有两种颜料都不吸收的那部分光,即绿光。实际上,颜色的减色法配色和标准减色法是不同的,它有自身的三原色(黄、红、蓝)和三辅色(绿、橙、紫)。颜料的颜色一般不是单纯色,而是介于单纯色之间。将两种不互补色的颜料混合,得到的颜色将介于这两种颜色之间的颜色。由于每种颜料都要从照射的白光中吸收一定的光线,因此减色法配色后,颜色变暗。必须注意在比较用于涂料中颜料的颜色时,需在油中比较。
  ⑶颜色的心理因素
  颜色对人的心理影响极大,使用恰当的颜色不仅可以美化环境,而且有益于身心健康,非常重要。
  红色:对人的心理活动有强烈刺激,使人兴奋紧张,用红色或红光装饰娱乐场所会使人感到兴奋和温暖,并会觉得时间过得悠长,但高饱和的红色装饰四周环境,会扰乱生理平衡,使人血压增高,脉搏跳动加快而感到不适。红色包装可使人产生体积变大的感觉。红色注目性高,视认性好,可用于多种危险信号。
  黄色:黄色为最明亮的颜色,视认性很高,注目性优于红色,对人生理影响为中性。黄色使人有光明、向上、愉快等的联想。过多的黄色会使人头晕目眩。
  绿色:视认性高,人对绿色最为敏感,所以作为安全色的色相。绿色使人精神集中,造成有效的工作环境,但大面积使用高饱和的绿色,令人精神疲劳,产生愁思。
  蓝色:视认性差,它有和红色相反的性质,蓝色使人沉静,沉着,心旷神怡,但也使人感到寂寞,冷清。
  紫色:是红蓝两色的混合刺激,生理作用为中性。紫色在日光下显出美丽颜色,在荧光灯下彩度较低。它使人产生优美、高贵、温厚、神秘的感觉。
  白色:给人以高尚,纯洁,清静的感觉,但也代表忧伤,寒冷。
  黑色:给人以忠心,庄重的印象,但也是消极、恐惧的象征。
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