光澤度測量儀?漆膜光澤是漆膜表面的一種光學特征,以其反射光的能力來表示。漆膜的光澤對于偽裝涂料來說是一項很重要的指標[1]。從物理角度來看,光澤被認為是漆膜表面把投射其上的光線向鏡面反射出去的能力,反射光量越大,則光澤越高,這稱為鏡面光澤。鏡面反射方向的反射光稱鏡面反射光,而非鏡面方向的反射光稱擴散反射光[2]。對于普通的工程應用,涂層的光澤度一般保持在比較適中的水平,通過簡單的物理化學方法改變涂層的表面狀態(tài),可以實現(xiàn)所需光澤;但是針對一些特種需求,要求涂層具有很高或很低的光澤時,通過改變涂層表面狀態(tài)很難實現(xiàn),此時須從涂層中的填充物質入手考慮改變涂層光澤。本文研究了涂層光澤測量的原理,運用光學理論給出涂層光澤的近似表達,分析了涂層光澤的主要影響因素,理論計算了高光澤和低光澤時涂層的相關特性對涂層光澤的影響。
1 光澤度計算
光源G 發(fā)射一束光經(jīng)過透鏡L1 到達被測面P,被測面P 將光反射到透鏡L2,透鏡L2 將光束會聚到位于光欄B 處的光電池,光電池進行光電轉換后將電信號送往處理電路進行處理,然后儀器顯示測量結果。測試方法見圖1[3]。
設光源G 處發(fā)射的能量為E,透鏡L2 距離涂層距離為R,涂層表面的方向反射率為G(ε1,ε2,σ)(其中ε1和ε2 如圖1 中所示,為入射角與反射角,σ 為涂層表面特性),則光電池處接收到的能量可近似為:
光澤度測量儀?原始參照標準應是高度拋光的石英玻璃或黑玻璃,其上表面是平整的,用光學干涉法測量時,每cm不能超過2 個干涉條紋。用波長587.6 nm 單色光測量時折射率為1.567 的玻璃應賦予鏡面光澤值為100。如果這種折射率的玻璃不能得到,則需進行校正。
2 涂層光澤影響因素分析
考察光澤公式⑴,由于發(fā)射能量和接收截面恒定,因此光澤主要受涂層的表面反射特性影響[4]。涂層的表面反射主要由2 部分構成,一部分為菲涅爾反射,另一部分為涂層內(nèi)部材料的相關參數(shù)和結構產(chǎn)生,對于一般光澤涂層,可通過改變較大光澤涂層的表面狀態(tài),調(diào)整涂層表面的微觀粗糙度,從而改變涂層的光散射特性,減小涂層的鏡面反射光,使一部分入射光向半球空間發(fā)散,從而降低涂層光澤。通常可通過對涂層消光來降低涂層的光澤度。
?結合涂膜表面光澤產(chǎn)生的機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??梢苑譃槲锢硐夂突瘜W消光2 種方式。物理消光的原理為: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?;瘜W消光是靠在涂料中引入一些例如聚丙烯接枝物質類能吸收光線的結構或基團來獲得低光澤。但是,當目標涂層所要求光澤度很高或很低時,改變涂層表面狀態(tài)已很難有效改變涂層光澤,此時可通過改變涂層的物理特性來獲取高光澤或低光澤涂層,下面作詳細分析。