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Thử nghiệm độ phủ TiO₂ - Làm thế nào để test đúng?

测试 TiO₂ 遮盖力 – 如何正确测试?

在涂料、塑料或白色母粒生产中,TiO₂ 是不可或缺的成分。然而,许多人只关注白度,却忽略了一个至关重要的因素——遮盖力。遮盖力才是真正体现 TiO₂ 在实际应用中质量和使用效果的关键指标。那么,如何准确测量遮盖力?本文将为您从头到尾详细讲解。

TiO₂ 的遮盖力是什么?为何重要?

遮盖力是指在添加 TiO₂ 后,材料涂层覆盖底色的能力,通常通过光反射率或黑白底材上的遮盖程度来表示。TiO₂ 具有高折射率(约 2.7),能强烈反射光线,赋予优异的遮盖力。如果 TiO₂ 的遮盖力优秀,只需少量使用即可达到预期效果。

反之,若选择遮盖力较差的 TiO₂,则需增加用量,这直接影响生产成本和最终产品质量。因此,正确测量遮盖力不仅是质量检测,更是优化配方的关键策略。

测试 TiO₂ 遮盖力的常见方法

黑白对比法

这是基于 ASTM D2805 或 ISO 6504-3 的遮盖力测试方法。在黑白底材上涂覆含 TiO₂ 的涂料,干燥后测量黑底和白底上的光反射率(Y)。对比率计算公式为:Y_black / Y_white × 100%。

对比率越接近 100%,遮盖力越好。外墙涂料通常要求对比率 ≥ 95%。

图 1:黑白对比法
图 1:黑白对比法

用量确定法(g/m²)

将 TiO₂ 按实际比例配制涂料,涂布标准涂层,测量所需涂料的量。对比不同 TiO₂ 在相同底材和工艺下的表现,以确定哪种更高效。相同遮盖力下用量较少的 TiO₂ 意味着更高效率和成本节约。

影响测试结果的因素

TiO₂ 分散不均匀

若 TiO₂ 分散不充分,会形成团聚,导致遮盖力下降。此时测试结果无法真实反映该粉体的潜力。

涂层厚度不标准

涂层过薄或过厚会影响光反射率的测量精度。需确保干膜厚度在 38–50 µm 的标准范围内。

底材体系与配方差异

TiO₂ 在不同体系(如丙烯酸、醇酸、PU、PVC 等)中表现不同。即便使用相同的 TiO₂,若底材配方不同,遮盖力结果也会有所变化。

图 2:不同放大倍率下 TiO₂ 纳米颗粒的分散结构
图 2:不同放大倍率下 TiO₂ 纳米颗粒的分散结构

正确测试 TiO₂ 遮盖力的步骤

为准确评估 TiO₂ 的遮盖力,需使用相同的底材配方,仅更换待比较的 TiO₂ 类型。制备样品时,需严格控制搅拌速度、分散时间以及树脂与填料的比例。使用标准刮涂器将涂层施于黑白底材,确保厚度均匀。

在规定温度和时间内干燥后,使用最近校准的设备测量光反射率。为确保结果可靠,建议重复测试 2-3 次,以减少操作误差并提高评估精度。

图 3:正确测试 TiO₂ 遮盖力的方法
图 3:正确测试 TiO₂ 遮盖力的方法

在车间快速测试遮盖力的建议

即使没有专业实验室设备,也可在车间进行初步遮盖力测试。准备黑白底材和带 50 微米标准槽的刮涂器,确保涂层厚度一致。涂布前,精确称量涂料重量以保证样品厚度统一。涂层干燥后,可用白光灯结合肉眼观察黑白底材间的颜色差异。

若有简易反射率测量设备(如 BYK、X-Rite 等),可通过测量 Y 值获得更客观的结果。最后,比较测试结果,选择遮盖力最佳的 TiO₂ 以优化当前配方。

结论

并非所有 TiO₂ 都能提供相同的性能,即使来源或白度相同。只有通过正确测试遮盖力,才能找到最节约且高效的 TiO₂ 类型。此测试需投入时间和设备,但长期来看可显著优化成本。

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