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中国涂装网 涂膜老化试验变色等级评定中的测量误差 tlc cash loans 摘要：在评定涂膜老化实验过程中的变色等级时有多种不同的测定方法。分析了目视评价和几种仪器测量方法之间的误差，指出现有测量方法标准中存在的问题，建议采用定向型(45°/0°或0°/45°)的颜色测量仪器，以ΔECMC代替ΔE*ab作为色差值的量度，从而解决涂膜变色等级评定中的不一致性问题。 关键词：涂膜；色差；CIELAB；CMC;ΔECMC;ΔE*ab 0　前言 人们日常生活中用到的各种各样物品的新旧程度及颜色的变化有赖于产品表面装饰材料的性能。对于装饰性和保护性的涂膜，变色和失光是评价其老化程度的主要性能指标。涂料工业中最常用的涂膜耐老化性能评价实验方法有：①各种环境气候条件下的大气暴露试验，如GB/T9276-1996《涂层自然气候曝露试验方法》；②室内加速老化试验，如GB/T1865-1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露(滤过的氙弧辐射)》和GB/T14522-1993《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法》等。对于实验结果的评价主要采用GB/T1766-1995《色漆和清漆涂层老化的评级方法》。GB/T1766中对涂膜的性能评价包括有多项指标：失光、变色、粉化、泛金、斑点、沾污、起泡、裂纹、生锈等，其中第4.2条“变色等级的评定”中规定可采用2种测量方法——目视比色法和仪器测定法。由于涂膜老化后的劣化情况不同，加上环境(光源)及测试人员之间存在一定的偏差，无论采用哪种方式，在涂膜的“变色等级的评定”中通常都存在着非常大的变数(或称测量误差)，特别是在不同实验室之间。为此特进行了一些比对实验，结果发现按现行标准无法解决这一问题。本文主要针对涂膜变色等级评定中的测量误差提出一些看法，希望在今后的工作中引起各方的注意。 1　色差测量方法 作为一般应用，人们通常采用色调法表示涂膜颜色，GB/T3181-1995《漆膜颜色标准》即规定了表示的方法，其中包括了目前常用色漆的83种主要颜色，实际操作中应结合GSBG51001-1994《漆膜颜色标准样卡》一起使用。标准对颜色的描述采用了习惯的名称，如大红、中绿、深黄、浅灰等，以编号加名称的方式具体表示各种颜色。本文所说的色差测量，主要是指经一定时间应用或加速老化试验之后涂膜颜色的变化，这是不能按上述方法进行描述的。由于涂膜颜色受光源、物体和观察者三个因素的影响，涂膜的变化(老化)也包括了镜面反射(光泽)及表面微观形态的改变等。为了评定结果的客观性，目前各实验室大多采用仪器法来评定，即使用仪器测量颜色的变化(色差)，目视比色法在室内加速实验中通常较少采用。仪器评定相对于目测法有非常明显的优越性，但可能二者相差很大，尤其在做各种深色涂膜的老化等级评定时，有时目测结果与仪器测量值有明显的差别。实验中会遇到某些颜色漆的老化样板目测颜色变化并不是很大，但仪器测量结果却是色差值明显超标，结果导致综合评级结果不合格。笔者认为问题主要存在于现行标准中。 表1为GB/T1766中有关变色等级评定的详细规定。对于仪器测定部分，标准中引用GB/T11186-1989《漆膜颜色测量方法》中的第二和第三部分作为颜色测量和色差计算方法。 表1　GB/T1766中漆膜变色等级的评定方法 等级 变色程度(目测) 色差值(NBS)(仪器测) 0 无变色 ≤1.5 1 很轻微变色 1.6～3.0 2 轻微变色 3.1～6.0 3 明显变色 6.1～9.0 4 较大变色 9.1～12.0 5 严重变色 ＞12.0 GB/T11186规定采用CIE1976(L*a*b*)色空间(缩写为CIELAB)，采用CIELAB色差公式计算总色差ΔE*ab，这就是GB/T1766作为评价依据的色差值。标准中规定有多种几何结构类型的仪器可供选用：①积分球型(d/8°和8°/d)：可选择使用光泽吸收器——即除去镜面反射(RSEX模式)和包含镜面反射(RSIN模式)；②定向型：包括45°/0°和0°/45°两种。几何结构主要是指仪器照射样品和接受样品反射光的角度。(1)积分球型测量仪器。光源发出的光先照射到涂有全白表面的球体里，而后被球体漫反射的光再照射到样品表面并通过其表面进行反射，最后检测器在与样品法线成8°角的方向上接受样品的反射光。通常在积分球上与检测器对称的位置处有一个窗口作为光泽吸收器，该窗口通过硬件或软件的控制可以打开或关闭。当窗口关闭时，所有的光都包括在积分球里，此时该模式称之为包括镜面反射即RSIN模式；当窗口打开时，也就是去除镜面反射即RSEX模式。在RSEX模式下，镜面反射光去除的程度与样品表面形态和光洁度有关。对理想的高光泽平整表面，大部分镜面反射光将从该窗口出去；但对于低光泽的普通涂膜表面，由于存在一定的波纹