GB/T 13451.2-1992 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 ｜ 梦能涂料每日解读标准
前言：颜料着色力的“光度计标尺”
在涂料和颜料工业中，着色力和散射力是评价颜料性能的两个核心指标。着色力决定了着色颜料使涂膜变暗或着色的能力，它直接关系到颜料的使用效率和配方成本；散射力则决定了白色颜料使涂膜产生不透明度和亮度的能力，它是衡量钛白粉等白色颜料消色力与遮盖力的关键参数。准确、量化地测定这两个参数，对于颜料生产企业的质量控制、涂料配方的精准设计以及下游用户的产品验收都具有至关重要的基础性意义。
GB/T 13451.2-1992《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》 正是为此而制定的国家标准。它由中华人民共和国化学工业部于1992年发布，1993年10月1日正式实施。该标准等效采用国际标准ISO 787/24-1985，系统规定了用光度计法测定两个同一类型着色颜料相对着色力和两个同一类型白色颜料相对散射力的通用试验方法。标准详细定义了着色力、散射力、吸收指数、散射指数、反射因数等关键术语，规定了试验原理（K/S值的测定与计算）、材料（醇酸树脂、白色颜料浆、黑色颜料浆）、仪器（自动研磨机、光度计）以及取样与操作步骤。当本通用方法不适用于某特定产品时，应规定一个专用方法。本标准是颜料性能评价领域最基础、最权威的测试方法标准之一，被后续众多颜料产品标准广泛引用。
梦能涂料解读： 这份标准发布于1992年，是颜料性能测试领域的“光度计标尺”。对于涂料行业从业者而言，本标准是连接“颜料性能”与“涂料配方”的核心桥梁。它定义了相对着色力和相对散射力的概念，即“试样与标样的吸收指数（或散射指数）之比”，并以百分数表示。它通过测定色浆的反射因数R∞或反射系数ρ∞，查表得到K/S值，再按公式计算相对着色力或相对散射力。理解并掌握GB/T 13451.2-1992，是涂料行业从业者将颜料性能数据准确应用于配方设计的“必修课”。
一、 标准基本信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 标准全称 | 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 |
| 英文名称 | Determination of relative tinting strength of colored pigments and relative scattering power of white pigments—Photometric methods |
| 标准编号 | GB/T 13451.2-1992 |
| ICS | 87.040 G 50 |
| 发布机构 | 中华人民共和国化学工业部 |
| 发布日期 | 1992 |
| 施行日期 | 1993-10-01 |
| 标准类型 | 推荐性国家标准（GB/T） |
| 采标情况 | 等效采用ISO 787/24-1985 |
| 归口单位 | 全国涂料和颜料标准化技术委员会 |
| 起草单位 | 上海市染料研究所 |
| 适用范围 | 规定了用光度计法测定两个同一类型着色颜料相对着色力和两个同一类型白色颜料相对散射力的通用试验方法。 |
梦能涂料解读： 标准编号“GB/T”代表“推荐性国家标准”。该标准等效采用ISO 787/24-1985，是中国在颜料性能评价领域与国际标准接轨的重要成果。起草单位为上海市染料研究所，技术背景权威。适用范围强调“同一类型”颜料，即试样与标样必须是同一种类（如均为铁红或均为金红石型钛白粉），以保证吸收指数或散射指数的可比性。
二、 与引用标准的关系——标准的“体系位置”
规范第2章（引用标准）明确了本标准与相关标准的关系，体现了其在颜料标准体系中的位置。
2： 本标准引用了GB 5211.16《白色颜料消色力比较》、GB 5211.19《着色颜料相对着色力和冲淡色的测定目视比较法》和GB 9285《色漆和清漆用原材料 取样》。
梦能涂料解读： 第2章明确了本标准的“亲缘关系”：GB 5211.16和GB 5211.19是目视比较法，而本标准是光度计法（仪器法），三者共同构成了着色力和散射力测定的完整方法体系。GB 9285则是取样标准，确保测试样品的代表性。在许多后发布的颜料产品标准（如您知识库中的GB/T 1706-2006、GB/T 1863-2008、HG/T 4749-2014等）中，本标准被直接引用为相对着色力或相对散射力的仲裁方法。
三、 定义（第3章）——标准的“概念基石”
规范第3章给出了8个关键术语的定义，是理解后续原理和计算的基础。
3.1 着色力： 是颜料吸收入射光的能力，因此具有例如使加入这种颜料的白漆着色或颜色变暗的能力。
3.2 吸收指数KP(λ)： 以颜料着色的漆基的光谱吸收系数除以颜料的浓度Cm。
3.3 相对着色力Kr(λ)： 试样的吸收指数KP1(λ)和标样的吸收指数KP2(λ)之比，以百分数表示。
3.4 散射力： 是颜料散射入射光的能力，因此具有加入这种颜料后，色漆具有不透明度和亮度的能力。
3.5 散射指数SP(λ)： 以颜料着色的漆基的光谱散射系数除以颜料浓度Cm。
3.6 相对散射力Sr(λ)： 试样的散射指数SP3(λ)与标样的散射指数SP4(λ)之比，以百分数表示。
3.7 反射因数R∞： 指色浆或漆膜在所给定立体角内，诸方面反射的辐射通量与在相同照明条件下，由完全漫反射面反射的辐射通量之比。
3.8 反射系数ρ∞： 指色浆或漆膜达到一定厚度时的反射率，即再增加膜厚反射率也不会变化。
梦能涂料解读： 第3章是标准的“定义库”。其中核心公式是“相对着色力Kr = (KP1/KP2) × 100”和“相对散射力Sr = (SP3/SP4) × 100”。这两个公式表明，相对着色力和相对散射力都是“比值”——试样相对于标样的百分数。吸收指数和散射指数则是通过K/S值计算得到的中间参数。理解R∞（反射因数）和ρ∞（反射系数）的区别很重要——R∞是“比率”，ρ∞是“反射率”，两者在最厚膜条件下数值相等（都达到不随厚度变化的恒定值），在标准附录A的K/S值表中可以互换使用。
四、 原理（第4章）——测试的“核心逻辑”
规范第4章明确了着色颜料和白色颜料各自的测试原理，这是理解整个操作流程的基础。
4.1 着色颜料和黑色颜料： 相同质量的试验颜料P1和标准颜料P2分别分散在质量相同的同一种白色颜料浆中，对每个分散体的反射因数R∞或反射系数ρ∞在给出最小R∞或ρ∞的波长下进行光度学测定。用对应的K/S值由公式（5）得出试验颜料的相对着色力Kr：Kr = (K/SP1) / (K/SP2) × 100。
4.2 白色颜料： 相同质量的试验颜料P3和标准颜料P4分别分散于质量相同的同一种黑色颜料浆中，在波长550nm下或用Y滤色片对每个分散体的反射因数R∞或反射系数ρ∞进行光度学测定。用对应的K/S值由公式（6）得出试验颜料的相对散射力Sr：Sr = (K/SP4) / (K/SP3) × 100。
梦能涂料解读： 第4章是“核心逻辑”。着色力测定中，颜料试样和标样都要分散到白色颜料浆中，然后在“吸收最大的波长”（即反射率最小的波长）下测量R∞——因为着色力本质上是颜料吸收光的能力，所以在吸收最强处测量最能反映差异。散射力测定中，白色颜料试样和标样都要分散到黑色颜料浆中，在550nm波长下测量R∞——因为散射力本质上是不依赖于有色光的，所以使用CIE Y滤色片或550nm波长（接近人眼视觉灵敏度峰值）的绿光进行测量。
五、 材料（第5章）——测试的“标准耗材”
规范第5章是标准中技术细节最丰富的章节之一，系统规定了醇酸树脂、白色颜料浆和黑色颜料浆的配方要求。
5.1 醇酸树脂： 以63%(m/m)亚麻仁油和33%(m/m)邻苯二甲酸酐为基础的混合物，酸值不大于15 mgKOH/g，粘度(无溶剂)7~10 Pa·s，羟值约40 mgKOH/g。
5.2 白色颜料浆： a. 40质量份的R型二氧化钛；b. 56质量份的醇酸树脂(5.1)；c. 4质量份的硬脂酸钙。用调刀将上述组分均匀混合，然后在三辊磨上研磨直至细度板上测试的细度小于15μm时止。
5.3 黑色颜料浆： 5.3.1 用调刀将18.7质量份的灯黑型高色素炭黑同81.3质量份的醇酸树脂(5.1)混合，在三辊磨上轧6道，得到均匀的细分散体。5.3.2 将按5.3.1规定制得的浆3.25g和91.64g醇酸树脂(5.1)及5.11g合成二氧化硅混合，混合物经过一道三辊磨。
梦能涂料解读： 第5章是“标准耗材说明书”。白色颜料浆使用“R型二氧化钛”（金红石型钛白粉，具有高折射率和散射力），加入硬脂酸钙作为分散助剂，细度要求小于15μm——这是为了保证颜料充分分散，减少因分散不充分导致的测试偏差。黑色颜料浆使用“灯黑型高色素炭黑”，并通过两次稀释得到最终的黑浆。这两套标准浆料体系使得不同实验室在同一条件下制备分散体，保证了测试结果的可比性。在后续的颜料产品标准（如HG/T 3951-2007、HG/T 5069-2016等）中，往往根据产品特性对浆料配方进行适当调整（如调整颜料浓度、改用砂磨等），但基本框架沿袭本标准。
六、 仪器（第6章）——测试的“硬件保障”
规范第6章规定了测试所用的核心设备和测量仪器。
6.1 三辊磨
6.2 自动研磨机： 磨砂玻璃板直径为180~250mm，在研磨机上施加力约1kN，转速为70~120 r/min。
6.3 浆膜盛器： 能为每一分散体提供厚约250μm的浆膜。
6.4 光度计： 能在波长400nm和700nm之间进行测定的分光光度计或D65光源的三刺激值色度计。如使用三刺激值色度计，要求使用对所测着色颜料适宜的滤色片，对于白色颜料则用CIE Y滤色片。
梦能涂料解读： 第6章是“硬件保障清单”。自动研磨机的参数（1kN力、70~120 r/min）和研磨遍数（4遍，每遍25转）是标准化的，确保试样和标样在相同的机械力下分散。浆膜盛器提供约250μm的浆膜厚度——这个厚度应足以保证膜层达到“不透明”（即增加厚度反射率不再变化）的条件。光度计方面，分光光度计可以在全波谱范围内选择测量波长，而三刺激值色度计需要通过合适的滤色片来实现特定的波长选择。
七、 试验步骤（第8章）——操作的“核心流程”
规范第8章详细规定了相对着色力和相对散射力测定的具体操作步骤。
8.1 相对着色力的测定
8.1.1 试样分散体的制备： 称取3g白浆(5.2)(称准至0.01g)和0.12g试验样品(称准至0.0001g)。将白浆放在自动研磨机下层板中心处，将试验样品撒在白浆上，并用调刀轻轻调匀，合上研磨板加1kN力进行研磨4遍，每遍25转，收集分散体放置待用。注：对于不易分散的颜料可适当增加研磨转数。
8.1.2 标样分散体的制备： 按照8.1.1的规定制备标准样品分散体。
8.1.3 试膜的制备： 试样分散体和标样分散体分别移至浆膜盛器中，并保证暴露的表面均匀和水平。
8.1.4 R∞或ρ∞的测量： 用分光光度计量每个膜的R∞或ρ∞ (即在吸收最大时的波长下，取最小R∞或ρ∞值)。如果用三刺激值色度计，则须选用滤色片，使测量波长限制在接近最高吸收波长，记录色度计的读数，除以100以得到R∞或ρ∞。
8.2 相对散射力的测定
8.2.1 白颜料试样分散体的制备： 称取2.5g黑浆(5.3.2)(称准至0.01g)和试验样品2g(称准至0.01g)。将黑浆放在自动研磨机下层板中心处，将试样和浆均匀混和，合上研磨板，加1kN力进行研磨4遍，每遍25转。
8.2.4 R∞或ρ∞的测量： 在550nm波长下，用分光光度计或带有Y滤色片的三刺激值色度计测量每个膜的R∞或ρ∞。
梦能涂料解读： 第8章是“实战操作指南”。在相对着色力的测定中，试样称量精度要求“称准至0.0001g”（0.1mg），因为颜料用量仅0.12g，误差对结果影响显著。对于不易分散的颜料，标准允许“适当增加研磨转数”，但必须在报告中注明。在测量中，测定“吸收最大时的波长”下的最小R∞值——吸收最大意味着反射率最小，这是着色颜料最敏感的测量条件。在相对散射力的测定中，白色颜料用量2g（精度0.01g），测量波长固定为550nm——这个波长对应于最接近人眼视觉响应峰值的位置。
八、 结果的表示（第9章）——数据的“转换过程”
规范第9章规定了从R∞或ρ∞到K/S值再到相对着色力/相对散射力的计算过程。
9： 从测定的R∞或ρ∞值可以在附录中读取相应的K/S值。如果测定的R∞或ρ∞包含光泽，在查附录的表以前应减去0.04，用式(5)或式(6)分别算出试样的相对着色力或相对散射力。
梦能涂料解读： 第9条是“数据的转换规则”。Kubelka-Munk理论指出，K/S值与R∞之间满足K/S = (1 - R∞)2 / (2R∞)。标准附录A提供了从R∞（或ρ∞）直接读取K/S值的换算表，避免了繁琐的计算。特别值得注意的是“如果测定的R∞或ρ∞包含光泽，在查附录的表以前应减去0.04”这一规则——光泽会在反射测量中引入额外的镜面反射分量，需要扣除这个固定值（0.04）以得到真实的漫反射K/S值。这是一个重要的校正细节。
九、 标准在行业中的应用——颜料性能评价的“通用语言”
GB/T 13451.2-1992是颜料性能评价领域引用频率最高的基础标准之一，在以下场景中具有核心应用：
颜料产品质量控制： 颜料生产企业和使用方，在颜料出厂检验和入厂复验中，使用本标准规定的方法测定颜料的相对着色力或相对散射力，判定产品是否符合指标要求。
产品标准引用： 本标准在众多颜料产品标准中被直接引用作为相对着色力或相对散射力的测定方法。如您知识库中的GB/T 1706-2006《二氧化钛颜料》中7.6条“散射力的测定”直接引用GB/T 13451.2-1992；GB/T 1863-2008《氧化铁颜料》中8.13.3条“B法 仪器法”引用本标准；HG/T 4749-2014《金属氧化物混相颜料》中7.3.3条“B法 仪器法”引用本标准；GB/T 21867.1-2008《颜料和体质颜料 分散性的评定方法 第1部分：由着色颜料的着色力变化进行评定》第9章“光度计测量”直接引用本标准附录A的K/S值表。
配方研发： 涂料研发人员在筛选颜料和优化配方时，使用本标准定量评价不同颜料的着色力或散射力，为配方设计提供数据支持。
质量争议仲裁： 当双方对颜料性能产生争议时，光度计法可以通过标准化的操作和仪器法提供客观、可追溯的测试数据，作为仲裁的依据。
十、 标准的更新动态
根据您知识库中的GB/T 5211.14-2021《颜料和体质颜料 通用试验方法 第14部分：筛余物的测定 机械冲洗法》的表1，GB/T 13451.2-1992已被计划修订并重新编号为GB/T 5211.23。
梦能涂料解读： 国标委正在对颜料通用试验方法标准进行系统整合和重新编号。GB/T 13451.2-1992将归入GB/T 5211系列，成为“第23部分：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”。这一变化体现了标准体系的整合趋势——将原先分散在不同标准编号中的通用试验方法集中到GB/T 5211系列下，便于用户检索和使用。
十一、 总结与梦能金句
GB/T 13451.2-1992告诉我们：着色颜料的着色力和白色颜料的散射力，不是一句简单的“颜色深不深”或“白不白”，而是一个通过K/S值的测定与计算，将反射因数R∞或反射系数ρ∞转化为相对百分数的标准化量化过程。它用“吸收指数之比”定义了相对着色力，用“散射指数之比”定义了相对散射力；它用自动研磨机4遍25转的研磨程序，确保了试样与标样在相同的机械力下分散；它用K/S值与R∞的换算表（附录A），为每一个测得的反射数据赋予了量化的着色力或散射力意义。
一个核心定位： 中国着色颜料相对着色力和白色颜料相对散射力测定领域最基础、最权威的“光度计法国家标准”。
两大测试对象： 着色颜料（相对着色力Kr）和白色颜料（相对散射力Sr），构成了颜料性能评价的两大核心指标。
三个操作步骤： 分散体制备（研磨）→ 试膜制备（浆膜盛器）→ R∞测量（光度计），构成了从制样到测量的完整流程。
一个根本性认知： 颜料性能的评价，不是靠“目视对比”的感性判断，而是靠标准化制样+仪器测量+数学转换的定量体系。只有测试方法标准、制样程序、仪器规格三重统一，颜料性能数据才真正具有可比性和参考价值。
梦能金句： “GB/T 13451.2-1992是颜料性能的‘光度计标尺’——它用K/S值的数学转换，将色浆反射率的微小差异，放大为相对着色力或相对散射力的量化百分数；它用吸收最大波长处的最小反射率测定，捕捉着色颜料最敏感的‘吸收指纹’；它用550nm绿光下的反射率测量，标定白色颜料最真实的‘散射轮廓’。”