涂料遮盖力的快速评估

摘要

遮盖力作为涂料施工性能的关键指标之一，对于涂料工业的品质、成本控制有着至关重要的影响，因而对于涂料的遮盖原理和遮盖力测试方法的研究一直受到普遍重视。但现有的测试方法存在着各自的不足或者局限性，大多数方法主要侧重于白色或者浅色涂料的研究，精度和效率不能够得到同时保证，且基本上都使用黑/白基底而着力于改变涂膜的厚度来测试遮盖力。 本论文通过对典型的测试方法如目测法、内插法、基于Kubelka-MuIll(方程的外推法、光谱估计方法和中国的国标方法等的讨论以及对光线传播和Kubelka-Munk双光通理论的分析，提出了一种基于变化的基底而非改变涂膜厚度的新颖测试方法。 对于基底的设计，本文方法参考传统的黑/白基底模式，设计了一种包含10个灰阶对的专用基底样式。由于专用基底包含多个色块，使用分光光度计需对每个色块分别测量，工作量大，故而采用扫描仪进行多个样本颜色的同时测量，以提高效率，从而实现涂料遮盖力的快速评估。 根据由双光通理论得到的“遮盖力受到涂料本身和基底的影响”结论，再结合专用基底上涂膜前后颜色变化的系统分析，提出了采用数学方法模拟涂料的遮盖表现来实现遮盖力的测试方法。同时，考虑到对于彩色和非彩色涂料的一致适用性目标，本文方法的计算模型采用了基于CIELAB色差评估的颜色分析手段。 为了验证本文提出的遮盖力测试模型，在与采用内插法的DIN55978、基于Kubelka-Munk方程外推法的ASTM2805以及光谱估计法等三种传统方法分别比较的同时，还对分光光度计与扫描仪的测量结果进行了对比分析。此外，还以视觉评估作为辅证，并以实验证明了本文方法的测试精度、有效适用性和高效性。最后，在总结了本论文研究工作的主要结论和特点的基础上，对今后进一步的研究工作进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.1.1研究背景

1.1.2遮盖力研究的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1目测法

1.2.2内插法

1.2.3基于Kubelka-Munk方程的外推法

1.2.4光谱评估方法

1.2.5国内常用的测试方法

1.2.6 小结

1.3本文主要研究内容

第2章光学相关理论基础

2.1光与颜色的关系

2.2光线经过薄膜层的传播

2.2.1光线传播及遮盖原理

2.2.2光线传播和材料对颜色的影响

2.3 Kubelka-Munk理论

2.4 CIE标准色度系统

2.5 CIELAB颜色空间及色差评估

2.5.1 CIELAB均匀颜色空间

2.5.2色差评估

2.6扫描仪特征化模型

第3章遮盖力测试新方法

3.1本文方法的提出

3.1.1本文测试方法的目标

3.1.2研究方法

3.2材料和仪器设备

3.2.1材料

3.2.2仪器设备

3.3基底设计

3.3.1基底样式

3.3.2基底打印

3.4涂膜过程

3.4.1涂料组成

3.4.2涂料成膜

3.4.3操作评估

3.4.4膜厚测量

3.5样本测量

3.5.1仪器设置

3.5.2仪器的重复性

3.5.3扫描仪特征化

3.6遮盖力计算模型

第4章实验结果和分析

4.1样本分析

4.1.1膜厚测量

4.1.2不同颜料样本

4.1.3不同浓度样本

4.1.4遮盖力模型的提出

4.2遮盖力模型的计算

4.3测试方法结果验证

4.3.1本文方法和传统方法的比较

4.3.2新模型对于两种测色途径的比较

4.3.3视觉评估结果

第5章总结与展望

5.1总结

5.2存在问题和研究展望

参考文献

研究生期间发表的论文

致谢