光泽度：测量原理、标准与应用实践

一、光泽度的基本概念与定义

1.1 光泽度的科学定义

光泽度（Gloss）是描述材料表面对光线反射能力的物理量，表征材料表面接近镜面反射特性的程度。根据ASTM D523标准，光泽度定义为在特定几何条件下，试样表面正反射光强度与标准板正反射光强度的比值，以光泽单位（GU）表示。标准板的折射率n=1.567的黑玻璃被赋予100GU的定义值。

光泽度测量的光学基础：

镜面反射：遵循菲涅尔方程，反射角=入射角

漫反射：符合朗伯余弦定律

混合反射：实际材料多为两者结合

1.2 光泽度的影响因素

影响因素 作用机制 典型影响程度

表面粗糙度 Ra每增加0.1μm，60°光泽度下降5-8GU 主要因素

材料折射率 折射率n每增加0.1，光泽度提高10-15% 基础属性

涂层厚度 厚度<30μm时，每增加1μm光泽度升1-2GU 工艺相关

测量角度 20°/60°/85°测量值差异可达300% 测量条件

研究表明，当表面粗糙度Ra<0.05μm时，材料呈现镜面光泽（>90GU）；Ra>1μm时表现为无光表面（<10GU）。

二、光泽度测量标准与方法

2.1 测量角度选择标准

2.1.1 通用三角度测量体系

20°角：高光泽表面（>70GU），分辨率0.1GU

60°角：中光泽表面（10-70GU），分辨率0.2GU

85°角：低光泽表面（<10GU），分辨率0.3GU

角度选择原则：

预估样品光泽度>70GU：优先选用20°

预估10-70GU：首选60°

预估<10GU：必须使用85°

特殊材料（如金属）：需多角度组合测量

2.1.2 行业特殊标准

汽车涂料：20°+60°+85°三角度测量（GM 9000P）

塑料制品：45°角（ASTM D2457）

纸张：75°角（TAPPI T480）

2.2 测量仪器技术参数

光泽度仪典型性能：

测量范围：0-2000GU（分档位）

重复性：±0.2GU（标准板）

再现性：±0.5GU

光斑尺寸：椭圆长轴9×18mm（20°）

温度范围：10-40℃（带自动补偿）

三、光泽度的工业应用

3.1 涂料行业质量控制

3.1.1 汽车涂装标准

素色漆：60°光泽度85±5GU

金属漆：20°光泽度80±3GU，DOI>90

清漆层：耐候测试后光泽保持率>95%

3.1.2 建筑涂料分级

高光：>85GU（60°）

半光：30-85GU

平光：<15GU

蛋壳光：10-25GU

3.2 塑料制品表面处理

3.2.1 注塑工艺优化

模具抛光等级：Ra=0.05μm对应光泽度120GU

脱模剂影响：含硅产品导致光泽下降5-8GU

色母粒添加：每增加1%消光剂，60°光泽降3-5GU

3.2.2 薄膜材料控制

BOPP薄膜：要求85°光泽度>80GU

消光膜：60°光泽度5±2GU

复合膜：层间光泽差<3GU

3.3 纸张与印刷行业

印刷适性控制

油墨转移率：光泽度差反映转移均匀性

干燥工艺：UV固化可使光泽提升5-10GU

印后处理：覆膜后光泽变化±3GU需监控