一、术语和定义

散射力是白色颜料的重要光学性能之一，指白色颜料在涂料等介质中通过散射入射光来提升体系白度、亮度与不透明度的能力，反映了白色颜料在介质中对入射光的散射能力，用散射系数S来度量。

二、相关标准

GB/T 13451.2-1992 / ISO 787-24:1985, IDT《着色颜料相对着色力和白色颜料相对散射力的测定 光度计法》

该标准系等效采用ISO 787-24:1985进行测定，以相对散射力Sr表征：即在相同测试条件下，试样与标样的散射能力之比，以百分数表示。测试通常在550 nm（Y滤色片）进行，并基于Kubelka–Munk（K/S）模型将反射数据转化为吸收/散射系数；对白色颜料，定义并测定散射指数 Sp(λ) = S(λ) / Cm 与相对散射力 Sr(λ) = Sp,test / Sp,ref × 100% 。工程实践中亦常以“着色强度/消色力”表述其散射效率的强弱。

测试方法与数据处理要点如下：

样品制备：按标准将等质量的试样与标样分别与同一种黑色颜料浆均匀分散，制成厚度足以达到R∞（或ρ∞）的试片/色浆。

光谱测量：在400~700 nm范围测定反射因数/反射率（常用D65光源、分光光度计或三刺激值色度计），并选取550 nm（Y）作为评定波长。

K/S计算与判定：由反射数据计算 K/S = (1-R∞)² / (2R∞) ，在相同厚度与底材条件下，白色颜料的相对散射力 Sr = (K/S)test / (K/S)ref × 100% 。报告中应注明测试几何、膜厚/底材、波长与数据处理方法。

三、颜料散射力的物理机理与关键影响因素

1. 折射率差效应

散射强度与颜料与基质的折射率差Δn=np-nm正相关。典型数值如：金红石型TiO₂ Δn≈2.71，锐钛型TiO₂ Δn≈2.55，而多数聚合物基质 Δn≈1.50~1.60，因此TiO₂具有极强的散射能力。

2. 粒径与波长匹配

对单色光，存在一个使散射效率最高的最佳粒d≈λ/(2n)（近似）。在可见光范围，以黄绿光λ≈0.55 μm计，理论最佳粒径约0.2~0.3 μm。粒径过小趋向透明，过大则多波长，散射效率下降；实际体系（多分散、多波长）表现为在约0.2~0.3 μm附近综合散射最强。

3. 化学组成与晶体结构

折射率更高的金红石型相较锐钛型通常表现出更高的散射/遮盖能力。

4. 分散与聚集

良好分散可显著提高单位质量的有效散射界面；絮凝/团聚会削弱散射效率并带来遮盖力与光泽的损失。合理使用分散剂可控制颜料粒径分布，避免絮凝和团聚，从而维持均匀的散射效果。聚合物分散剂能通过吸附和溶剂化作用提升颜料稳定性。

四、散射力对涂料性能的影响

1. 遮盖力

散射力强的颜料能显著减少底材反射光，提升表面覆盖能力。高遮盖力适用于需要隐藏底材纹理的场景。

2. 光泽与透明度

高光泽：细小颗粒减少镜面反射，增加散射光比例，提升光泽度。

透明度：分散剂改善粒径分布，使光线更易穿透，适用于透明或半透明涂料。

3. 流平与附着力

絮凝会影响涂料流平性，进而影响光泽和遮盖效果。分散剂可防止颗粒团聚，确保涂膜均匀。

五、技术优化建议

体系选型：高散射需求（高白度/高遮盖）优先选用金红石型TiO₂；对耐候性要求高的户外体系，金红石型亦更稳健。

粒径控制：通过分散剂将颜料细化至微米级，平衡散射力与透明度。将原级粒子控制在约0.2~0.3 μm区间，兼顾蓝/绿/红各波段散射，避免少量>1 μm大粒子导致雾影与散射效率下降。

配方调整：选择合适的分散剂类型（如聚合物分散剂），根据颜料特性优化粒径分布。

表面处理：适当的Al₂O₃/SiO₂等无机包膜可改善润湿与分散、提升耐候并维持散射效率；有机处理有助于特定体系的相容与稳定。

分散工艺：研磨与分散助剂的匹配、避免过热与过度剪切，确保解聚充分且避免二次絮凝，是获得高Sr的关键步骤

通过上述方法，可有效提升涂料的遮盖力、光泽和透明度，满足不同应用需求。