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下面，整理由(you)西頓内部交(jiāo)流分享的——《塗(tu)膜光澤基本(běn)‼️理論分享》，以(yǐ)飨讀者。本文(wen)僅供交流學(xue)習，也歡迎同(tong)行一起讨論(lùn)、探讨、指正。
一(yi)、水性聚氨酯(zhi)塗膜光澤理(li)論基礎
塗層(céng)的表面觀感(gǎn)取決于其對(duì)光線的反射(she)、折射、吸收、塗(tú)層内散射、塗(tu)層下基材反(fǎn)射等多種因(yīn)素，光澤實質(zhì)上是塗膜💃🏻在(zai)外界光🐪源照(zhao)射下肉眼接(jie)受到的所有(you)反射光、散射(she)光。
塗料領域(yu)通常所說的(de)光澤是鏡面(miàn)光澤，通常用(yòng)反射率R來進(jìn)行☔評價。
上式(shi)中: R—塗膜的反(fǎn)射率；i—入射角(jiao); n—塗膜材料的(de)折光指數
塗(tu)膜折光指數(shù)越高，塗膜反(fan)射率越高，鏡(jìng)面光澤也📱越(yue)高
常規材料(liao)的n通常在 1. 5 左(zuo)右，假如i為 45°，如(rú)果塗料表面(mian)完㊙️全平整則(ze)計算反射率(lü)為 4. 85%。如果将聚(ju)氨酯折光指(zhi)數提升✂️到 1. 6，其(qi)反射率為 6. 29%。
1、分(fen)子結構對光(guang)澤度的影響(xiang)
分子結構決(jue)定材料的折(she)光指數，折光(guāng)指數影響反(fan)射率
選擇摩(mó)爾折射度高(gao)的基團，折光(guāng)指數高
2、表面結構(gòu)對光澤度的(de)影響
水性聚氨酯(zhi)是聚氨酯以(yi)顆粒形式分(fèn)散在水介質(zhi)中，其塗♈膜為(wei)顆粒堆積膜(mo)。雖然成膜過(guò)程中粒子會(hui)出現變形，粒(li)子間出現融(rong)合，但其表面(miàn)粒子的痕迹(jì)❌一直存在。這(zhe)種☔痕迹形成(chéng)的表🎯面凹凸(tu)會對入射光(guang)造成漫反射(she)，使得水性膜(mó)表面🔴光澤低(dī)于聚氨酯塗(tu)㊙️膜。
水性聚氨(ān)酯比溶劑型(xing)聚氨酯成膜(mo)粗糙度大
水(shuǐ)性聚氨酯粒(li)徑大，成膜粗(cu)糙度大
3、調控表面(mian)粗糙度的方(fāng)法
1. 控制粒徑(jìng)——小粒徑，粗糙(cao)度小，光澤度(du)高。
2. 控制顆粒(lì)剪切模量——顆(ke)粒軟，易形變(biàn)，粗糙度小，光(guāng)澤度高。
3. 添膜——本(ben)質是降低顆(kē)粒剪切模量(liàng)。
4. 采用後固化(huà)交聯方式——将(jiang)相對分子質(zhi)量設計得很(hen)低，其粒子剪(jian)切模量也就(jiù)不高，成膜後(hou)固化交聯也(yě)可以獲得高(gao)硬度塗層，如(rú)水🔞性UV聚氨酯(zhǐ)，2K PU塗膜。
二、豐滿(mǎn)度與通透度(dù)
塗層豐滿度(dù)一直是被消(xiāo)費者關注的(de)美學熱點，感(gan)覺📱上的一種(zhǒng)厚實感，但到(dao)底什麼是豐(fēng)滿度，怎麼去(qù)❗評價卻無标(biāo)準。
豐滿度的(de)應(yīng)該是厚度。更(gèng)準确來說，應(ying)該是看起來(lái)的厚度。因為(wei)有☁️時儀❓器測(ce)定塗層具有(yǒu)相同的厚度(du)，豐滿度卻表(biao)現出極大差(cha)‼️别。有🧑🏾🤝🧑🏼些厚👄塗(tú)層看起來還(hai)會顯得單❌薄(báo)、幹癟。
根據光(guang)學原理，感覺(jiao)厚度 hv 與實際(jì)厚度 h 之間的(de)關系如式：
其(qi)中: n—塗膜的折(she)射率
透明塗(tu)層的折射率(lǜ)越高，塗膜看(kan)起來就越薄(bao)。
1、塗膜(mó)的通透度
水(shuǐ)性聚氨酯塗(tu)層的通透度(dù)主要與分子(zi)結構有關，一(yi)切形成相分(fen)離、結晶都會(hui)降低塗層透(tòu)光率。相分離(li)和結晶會形(xíng)成多相結構(gòu)，相之間會形(xíng)成界面，相區(qu)的折射率也(yě)會有差異。相(xiang)區界面就會(hui)散射光線📞而(er)影響透光率(lü)。
三、水性聚氨(ān)酯消光與自(zi)消光
消光的(de)核心——塗膜表(biao)面的漫反射(she)
消光對塗層(ceng)表面粗糙度(du)是有要求的(de)，根據反射原(yuan)㊙️理，要達到很(hěn)好的消光效(xiao)果，塗層高低(dī)起伏程度必(bi)需達🎯到下⛹🏻♀️式(shi)所示的💔要求(qiú)。
h—塗層表面粗(cu)糙起伏差; λ—光(guang)的波長; α—光的(de)入射角
1、消光
消光(guāng)粉是一類密(mì)度很低、蓬松(song)帶有大量空(kōng)腔的物質，如(ru)🏃🏻♂️。二📧氧化矽消(xiāo)光粉并不是(shì)中空球體，實(shí)質上它是一(yī)種類似一團(tuán)棉球的物質(zhì)。
消光粉在溶(róng)劑型和水性(xing)的不同表現(xiàn)：
2、消光粉消光(guang)存在的問題(tí)
消光粉在水(shui)性體系使用(yong)遇到 2 個難以(yi)解決的難題(tí)：
其一是塗膜(mó)在外力摩擦(cā)下會增光形(xing)成表面光亮(liang)劃痕
——由于消(xiao)光粉未被填(tian)充、機械強度(du)低。蓬松的消(xiao)光顆粒♌在外(wai)力擠❗壓下會(hui)塌陷而使塗(tu)膜表面失去(qù)粗糙🏃度。
其二(èr)是消光塗層(ceng)發灰，黑度下(xià)降
3、自消光水性(xing)聚氨酯
自消(xiāo)光水性聚氨(ān)酯目前主要(yào)的發展方向(xiàng)是大粒徑，利(lì)用大粒徑水(shuǐ)性樹脂在成(cheng)膜後塗膜保(bao)有的粒子痕(hen)迹形成粗糙(cāo)表面。
需滿足(zú)以下兩個條(tiao)件：
4、自消光(guang)水性聚氨酯(zhǐ)存在的痛點(dian)
自消光水性(xing)聚氨酯塗膜(mó)的表面凹凸(tū)粒子為實心(xin)結構，其摩♋擦(cā)⛱️增光現象得(de)到有效改善(shàn)，但犧牲了成(chéng)‼️膜物性。
分散(sàn)體粒子粒徑(jìng)大，剪切模量(liang)高，使其不能(néng)完善成膜。為(wéi)了🌂使得💰塗膜(mó)表面粒子不(bu)融合獲得粗(cū)糙表面，其塗(tú)膜内部粒子(zǐ)難以融合。
塗(tu)膜是粒子堆(duī)積結構而非(fēi)緻密的膜結(jié)構
四、展望——聚(ju)氨酯微球消(xiao)光
1、小粒徑高(gao)物性樹脂+大(dà)粒徑微球
大(da)粒徑顆粒在(zai)塗膜表面富(fu)集形成粗糙(cao)表面
這種結構才(cai)是為完美的(de)消光塗層結(jié)構：塗層表面(miàn)有一定的粗(cū)糙度，塗層保(bao)持高通透性(xìng)，塗層物化性(xing)🈲能不受影✍️響(xiǎng)。
參考文獻：
王(wang)武生: 水性聚(jù)氨酯塗料光(guāng)澤控制——理論(lùn)與實踐
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