光谱分析能否快速、轻松地评估涂料样品？

在分析油漆配方的应用中，海洋光学公司的光谱仪装置测量了油漆表面的反射率。

油漆和涂料材料由颜料、染料、填料和粘合剂等成分组成，每种成分的精心混合都有助于提高产品质量和性能。能够在几分钟内对不同的油漆配方和防紫外线涂料进行评估，与在几小时内进行评估相比，在开发时间和成本方面会有很大的不同。

实验装置

为了快速、方便地评估平面和基底上的涂料样品，我们使用了一种带有宽带光源、反射积分球和漫反射标准的扩展范围（紫外-可见-近红外）光谱仪。这种模块化设置使我们能够快速鉴定每个样品的漫反射、镜面反射和全反射特性。

由于积分球在测量反射率时会明显衰减光级，我们选择了 Ocean HDX-XR 作为我们的光谱仪，因为它在 200-1100 nm 范围内具有极高的灵敏度。附加狭缝提供了多功能性。

ISP-50-8-R-GT 积分球直径为 50 毫米，具有光泽阱，可进行漫反射和全反射测量。600 微米的纤芯直径符合积分球的光学需求，而光纤极强的抗日晒特性可减轻光纤在紫外线区域可能出现的老化现象。STAN-HOLDER 是一种方便的附件，既可用作反射标准支架，也可用作样品台。

我们分析了涂在平面上的五种样品：三种不同的白色涂料、一种高反射紫外线的铝条和一种高吸收紫外线的铝条。

样品是用含有光泽阱的积分球测量的，因此可以测量涂在平面中间条（区域）上的样品的总反射率（光泽阱关闭）和漫反射率（光泽阱打开）。此外，还测量了高紫外线反射率和低紫外线反射率样品，以及表面的顶部、中部和底部条纹（未涂漆）。每个样品在三个不同的位置进行测量，并对光谱数据求平均值。

所有样品均以 Spectralon 反射率标准为基准，该标准置于反射率标准支架中。使用抗日晒纤维将光源和光谱仪连接到积分球上的相应端口。然后将积分球倒置，以便将积分球的端口放在由反射率标准支架支撑的样品上。

在光泽捕捉器打开和关闭的情况下，对每个样品上的三个不同位置测量反射率（图 1）。为了避免在测量过程中因纤维移动而导致设置的变化，在更换样品时稍微抬起球体，而不是在样品之间移动球体。

图 1.这里的总反射光谱是在平面中间条带的三个位置测量的光谱的平均值。此外，还采集了中间条带上方和下方区域的油漆数据。反射率数据中可能存在一些误差，这与积分球上的光泽捕捉器缺失有关，我们通过对配件稍作修改解决了这一问题。

油漆的作用远不止干得快慢或某种颜色在客厅里的效果如何。例如，油漆中的添加剂可以吸收紫外线波长，有助于防止褪色和降解，甚至具有消毒功能。有了宽带光谱系统帮助涂料研究人员更有效地测试新配方，制造商就能生产出质量更高、更持久、更安全的涂料。