使用光谱学能否快速轻松地评估油漆样品？

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涂料和涂层材料包含颜料、染料、填料和粘合剂等成分，每种成分小心混合，有助于提高产品质量和性能。在几分钟之内即可对不同涂料配方和防紫外线涂料进行评估的能力，在开发时间和成本方面有着重大的差异。

实验装置

为了快速、方便地评估平面和基材上的涂料样品，我们使用了设有宽带光源、反射积分球和漫反射标准白板的远程（UV-Visible-NIR）光谱仪。这种模块化装置让我们能够快速表征每个样品的漫反射、镜反射和全反射特性。

使用的设备 

• Ocean HDX-XR 光谱仪（200-1100 nm）
• INTSMA-025 可更换狭缝
• DH-2000-BAL 氘钨卤素光源（200-2500 nm）
• ISP-50-8-R-GT 积分球，带光陷阱
• QP600-1-XSR 600 μm 抗紫老化外光纤
• WS-1-SL Spectralon® 漫反射标准 
• STAN-HOLDER 反射标准支架

由于在反射测量中积分球体可以显著减弱光水平，我们选择了Ocean HDX-XR 作为我们的光谱仪，因为它在 200-1100 nm 范围内具有很高的灵敏度。附加狭缝具有多功能性。

ISP-50-8-R-GT 积分球设有 50 mm 的球体直径和光陷阱，可进行漫反射和全反射测量。光纤的 600 微米纤芯直径满足了积分球的光学需求，而光纤抗紫外特性则减轻了紫外线区域光纤可能发生的退化。STAN-HOLDER 是一款方便的配件，既可用作反射标准支架，也可用作样品台。

测量 

我们分析了五个平面样品：三种不同的白色涂料、一种高反射性紫外线铝带以及一种高度吸收性紫外样品。

使用装有光陷阱的积分球测量样品，因此对于施加至平面的中间条带（面积）的样品，可以测量总反射率（光陷阱闭合）和漫反射率（光陷阱打开）。此外，还对紫外线反射率高的和低的样品以及表面的顶部、中间和底部条带（未喷漆）进行了测量。在三个不同位置测量每个样品，并求取光谱数据的平均值。

所有样品均参考 Spectralon 反射标准板，该标准板固定在反射标准支架中。使用抗紫外光纤将光源和光谱仪连接到积分球的适用端口。然后将积分球倒置，使得球体的端口可放置在由反射标准夹持器支撑的样品上。

在打开然后关闭光陷阱的情况下测量每个样品上三个不同位置的反射率（图 1）。为了避免由于测量期间的光纤运动而导致设置变化，将球体略微抬起以改变样品，而不是在样品之间移动球体。

图 1. 此处的总反射光谱是在平面的中间条带的三个位置处测量的光谱平均值。还采集了喷涂到中间条上方和下方区域的涂料数据。与积分球缺失的光陷阱部件相关的反射数据可能存在一些错误，我们通过稍微更改配件来解决。

为什么油漆质量很重要

除了它的干燥速度或某种颜料在您客厅中的外观之外，还有很多东西要喷漆。例如，油漆含有添加剂，旨在吸收紫外线波长，有助于防止褪色和退化，甚至具有消毒特性。宽带光谱系统有助涂料研究人员更高效地测试新配方，制造商可以生产出质量更高、寿命更长、更安全的涂料。