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0、前言     在很多应用情况下，要求面涂层的明亮度与颜色能随角度变化。这些效应大多通过在透明的基料中加入片状闪烁颜料（金属效应颜料、珍珠或云母及干涉颜料）而实现。用这种类型颜料得到的涂层的光学效应用传统颜料得不到的，因此将其称为“效应颜料”及“效应涂料”。效应涂料用于装饰性用途，如化妆品及汽车面漆。它们也需要具有功能性要求如防腐及安全性。     用效应涂料涂装的表面涂层的最终外观受闪烁颜料性能影响很大，包括它们本身的光学性能、粒子形状、粒径分布、分散及粒子平行定向性能。使用这些颜料的涂料配色及光学随角异色效应的调整需要熟练的专业技术人员才能做到。更重要的问题是效应颜料在干膜中的分散程度及粒子定向。只有片状粒子理想分散并在样板表面形成与表面平行取向的涂层才能充分显示出闪烁颜料的颜色及光学性能。只有在各种角度下光学性能都相符、分散程度及片状颜料粒子定向都相似时，要配色的涂层与效应色涂层样板才能接近一致。     随角异色光学效应的配色及效应涂层的颜色是涂料研究、开发及技术中的主要问题之一。涂料技术的重现性及参数控制对涂层的目视外观有很大影响。这种涂料在实际使用中的效果往往达不到理想效果。已研究出的许多用以提高颜料分散状态的技术大多只适用于传统的涂料而不适用于效应涂料。传统颜料无需涉及粒子定向问题且没有随角异色问题，不能采用普通的方法来研究这些片状颜料涂层。     本文的目的是对比研究并评价用不同方法得到的效应涂层中片状颜料分散及定向结果。研究只限于固态的金属涂层，其中只含一种片状金属效应颜料。使用的方法根据是提供分散状态及效应颜料粒子定向的直接还是间接的测量方法分为两大类型。间接方法提供有关涂层微结构对光学性能的影响的信息，对这一用途，可以使用漫反射（D/8几何条件，8°视场，漫反射线）、标准测角测量仪及红外中的随角镜面反射方法。直接法可以提供涂层内的颜料粒子的目视图像，如可以使用涂层表面SEM图，通过氧气等离子体探测不同的凹凸程度。此外，可以利用离子微束分析，然后使用粒子激发X射线发射分析（PIXE）及卢瑟福反散射光谱（RBS）。 1、涂层制备     采用两种不同粒径的非浮型铝浆及酞菁蓝（CI颜料蓝15.4）颜料。以下用“M1”及“M2”指代铝浆，用“B”指代蓝颜料。实验中所用颜料数据如表1所示。所有涂料均采用丙烯酸基料。配方中含有两种助剂（有机硅助剂及蜡分散体）以改进流平及铝片定向。在搅拌下在丙烯酸基料中加入1、2、3、4及5vol% 的“ M1”或“ M2”颜料浆制备银白色金属闪光涂料，对蓝色金属闪光涂料，使用1、3或5vol%的“M1”或“M2”及1.5%的颜料“B”。蓝色非金属闪光涂料（也称为本色漆）中加入1.5%的颜料“B”。与银白色金属闪光涂料中相同量在蓝色本色漆中加入“M1”、“M2”。使用Malvern Mastersize 2000仪器测量基于丙烯酸基料的涂料施工前后“M1”及“M2”铝片的粒径分布，发现没有粒径分布变化。     所有的涂料在相同条件下喷涂于相同黑白格对比板上。流杯粘度15～17s（DIN 53211，孔径4mm）下施工。施工条件为400kPa、1.3mm喷嘴，在室温下15min干燥，干膜厚度20～25μm。     2、测量及结果     用直接及间接方法分别分析金属片的分散状态及定向。间接方法测量样品的光学性能而直接法提供涂料中颜料粒子的视觉特征。     在CIELAB色坐标中进行比色计算，采用D65光源及10°标准观察角。大样板视场时推荐使用以上条件，而且必须在均匀日照光线下观察。     2.1漫反射     涂层在400～700nm 光谱范围内的漫反射用ACS Spectro-sensor Ⅱ （Datacolor International）记录。这里样品照明源是漫反射的。收集从样板出来的距样板表面的法线为8°的圆锥面 的光强度（D/8几何）。在测量中使用含镜面及非镜面反射模式。通过在样板表面的测量位置保持一致而样板旋转记录在8个入射平面下各样板的漫反射。对相同样板上测得的8个入射平面的光谱测量结果在镜面模式下实际上是一致的。在相同样板上的两种不同的镜面模式下的测量结果的最大的总色差dE*小于 0.02。在非镜面反射模式下差值更明显，其中计算得到的dE*值大约有10倍。使用“M2”颜料的涂层色差值最大。     应用这些方法可以检测涂层中粒子的定向。如果铝片与涂层表面平行取向排列，对同一样板上所有的入射平面能得到相同的漫反射光谱。测量结果可以显示样板中颜料粒子的平均定向情况     2.2测角光谱法     测角光谱法中采用Minolta CM-512m3 多角度分光光度仪，波长范围400～700nm 。这里样板照射角25°、45°及75°，得到0°角样板光谱。在这种几何条件下，照射角与“镜面角”或“镜面对称角”相等，是最佳的测角测量几何条件。使用大样板孔径（直径20mm）。     制备的金属闪光涂层通过检验明暗度与镜面对称角的关系评价测角光学性能。数量显示具有明暗度变化或双色效应（即金属效应涂层的最大的特点）。明暗度变化测量（LF）根据下式计算： LF=(L25-L75)/L45 式1     其中，LΦ是在镜面角Φ下的测得的明暗度L*值。所有制备的样板的结果如图1所示。 图1 光的随角异色（方程式1中的LF）与分散在涂层 中的铝片体积分数的函数关系 对使用大粒径铝片（M2）的涂层，LF值受使用的效应颜料的量影响很大，而对使用小粒径的“M1”铝片的涂层，这种效应小得多。在采用单一颜料及采用两种颜料的效应涂层中都发现具有这种性能。     对使用1%的铝片的样板，LF值具有累加性，对采用两种颜料涂层，其值更高，几乎与蓝色本色漆相同，使用的铝片越多，使用单一颜料的涂层与使用两种颜料的效应涂料的涂层的LF差值越小（参见图1中的“M1”、“M1B”、“M2”、“M2B”曲线的差别）。     第 1/4 页　首页　下页　尾页 中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”

关键词： 分析结构效应金属