[发明专利]一种利用近红外光谱的主成分分析-马氏距离分类法鉴定水性墙面涂料常用乳液类型的方法

说明书

技术领域

本发明属于近红外光谱技术领域，具体涉及一种利用近红外光谱的主成分分析-马氏距离分类法鉴定水性墙面涂料常用乳液类型的方法。 

背景技术

我国水性墙面涂料（包括乳胶漆、水性墙面腻子）使用的水性乳液基本上可分为三类：纯丙乳液（丙烯酸酯类单体聚合）、苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯共聚）、醋丙乳液（醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚）。纯丙乳液理化性能指标优良，尤其是耐老化性和保色保光性较好，价格较高；苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好，但价格适中；醋丙乳液也用于内墙乳胶漆，性能低于苯丙乳液，但价格最便宜。因此在市场上，目前均是采用化学鉴别方法鉴定乳液类型，很少将现代分析测试技术（例如近红外光谱）应用到涂料乳液鉴别上,对于质检部门如何快速有效的鉴别水性涂料产品合格以及质量安全，目前的国内外都存在一定的空白。 

红外光谱（IR）是电磁波总谱的一部分，波数范围为4000～400cm^-1（波长2.5～25μm），是化合物的化学键振动的基频。利用化合物的红外吸收光谱特征，可以对水性墙面涂料常用乳液类型进行定性和定量分析。热裂解是指在无氧气存在下，有机物质的高温分解反应。热裂解仪与气相色谱质谱仪联用（PyGC－MS），在相同的仪器条件下，不同的树脂有不同的特征裂解谱图，此法可用于树脂的定性分析。由于乳液含有丰富的C－H、N－H、O－H、S－H等基团，基频振动（400～4000cm^-1）的合频和倍频在近红外谱区（4000～12800cm^-1）有吸收，需要研究使用近红外光谱法(NIR)进行快速鉴定乳液类型。将IR和PyGC-MS结合，再加上涂料企业提供的信息，可以准确的对乳液进行定性。 

近红外电磁波于1800年被发现，但是直到20世纪70年代国外的农业分析学家才把近红外分析技术应用到定性和定量分析中；进入90年代，近红外分析技术逐步受到分析化学家的重视，应用逐步扩展到医药（汤真，吴国萍，陈华才）、烟草（葛囧）、农产品或食品（夏阿林，刘冰，陈贵平）等领域。发达国家已经将NIR做为质量控制、品质分析和在线分析的主要手段，部分方法已经成为USP、EP、中国药典、PASG、EMEA、AOAC、ACC、ICC的标准。目前国内有将近红外应用到石油化工（窦艳丽，李军华） 中，但目前还未发现有人对涂料行业进行近红外鉴别研究。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用近红外光谱的主成分分析-马氏距离分类法鉴定水性墙面涂料常用乳液类型的方法，该方法采用近红外光谱的主成分分析-马氏距离分类法，可以对水性墙面涂料常用乳液的类型进行定性，并可以为今后对室内外用乳胶漆质量高低的快速鉴定提供理论依据。 

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种利用近红外光谱的主成分分析-马氏距离分类法鉴定水性墙面涂料常用乳液类型的方法，含以下步骤： 

（1）收集水性墙面涂料乳液样品，采集水性墙面涂料乳液样品的近红外光谱；并对近红外光谱进行预处理，采用近红外光谱的主成分分析-马氏距离分类法相结合，建立定性模型； 

（2）采集水性墙面涂料乳液待测样品的近红外光谱，将近红外光谱进行预处理后，根据步骤（1）建立的定性模型，判断水性墙面涂料乳液样品的类型； 

（3）采用PyGC-MS和IR法检测水性墙面涂料乳液样品和待测样品的分类结果，检验步骤（2）中判断的水性墙面涂料乳液样品的类型是否正确,验证定性模型。 

本发明步骤（1）中采集水性墙面涂料乳液样品的近红外光谱和步骤（2）中采集水性墙面涂料乳液待测样品的近红外光谱时，扫描范围4000～10000cm^-1，分辨率8cm^-1，扫描次数为32。 

本发明步骤（1）中和步骤（2）中对近红外光谱进行预处理时优选采用一阶Savitzky-Golay卷积求导平滑滤波法对近红外数据进行预处理。 

本发明步骤（1）中和步骤（2）中选择的定性波段为9881～4119cm^-1。 

本发明步骤（1）中采用TQ Analyst软件设定的主成分数建立定性模型。 

本发明步骤（1）中优选采用第一范围标定法建立定性模型。 

本发明步骤（1）中建立定性模型时采用的主成分数为3。 

本发明具有如下优点：