涂料常用属性的计算方法.docx

颜料体积浓度(PVC) 涂料在生产过程中，是以重量为单位计算的，但涂膜在干燥后一般是以体积来表示性能的，因为干的漆膜是一个多元结构组成，各个成分之间的体积关系，对涂膜的性能有重要的作用。在干膜中粉料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度,即PVC. PVC=粉料的体积/(粉料的体积+树脂的体积)PVC在实际应用中,与干漆膜的性能有很大的关系,因为涂料是以涂膜的厚薄来反映涂料的性质,所以PVC值的大小可以粗略的反映涂膜的基本性能.1CPVC的定义和计算方法: 我们在涂料配方的计算中,如果想要知道颜料体积浓度对涂膜有多大的影响,必须首先要知道这个体系的临界颜料体积浓度,即CPVC.因为在涂料配方中粉料的种类和用量不一样，所产生的CPVC也不一样。我们在测试粉体的吸油量时，当颜料刚刚被亚麻油粘结成糊状，而没有多余的亚麻油时，这时的颜料体积浓度就刚好处在CPVC值，所以颜料的吸油量和CPVC值就可以通过以下方法计算：1CPVC = - 1+(OA/93.5) OA - 颜料的吸油量，- 颜料的密度，93.5-亚麻油的密度这种方式适合计算出单一粉体的CPVC值，因为各个粉体的吸油量可以测出，如果是混合粉体，这种计算方式就很不适合，恰恰现在涂料中粉料的使用几乎全部是混合粉体，所以我们可以把这种计算CPVC值的方法再进一步延伸，即混合颜料的计算方法如下：1 CPVC = -1+(OAV/93.5 式中：OA- 某个粉体的吸油量，- 某个粉体的密度，V - 某个粉体在整个粉体体积中所占有的体积%。如：在某个配方中金红石钛白100kg,重钙200kg，硅灰石100kg,硫酸钡80kg.a. 我们首先计算这个粉料的体积: 金红石钛白： 1004.2 = 23.8 重钙： 2002.7 = 74 硅灰石： 1002.75 = 36.4 硫酸钡： 804.47 = 17.9b.总的体积:23.8 + 74 + 36.4 + 17.9 = 152.1c.各个粉料所占的%：金红石钛白23.8152.1 = 0.156重钙74152.1 = 0.486硅灰石36.4152.1 = 0.239硫酸钡17.9152.1 = 0.117d. 混合粉料的CPVC值计算：把以上的数据代入下面的式中： 1 CPVC = -1+(OAV/93.51CPVC = - 1+（164.20.156）+（132.70.486）+（182.750.239）+（64.470.117）/93.5 = 1/1+(10.48+17+11.8+3.14)/93.5 =1/1+42.4/93.5 = 1/1+0.453 = 1/1.454 = 0.688 = 68.8%在以上的计算中，因为各个原料的具体数值（如吸油值，密度等）有所不同，所以计算出的数值是一个近似值，只作为我们在应用中的一个参考。另外，在一些专业书籍中介绍的还有别种计算CPVC的方法，但不管是什么方法，计算出的基本上都是一个近似值，因为影响CPVC值的因素太多，各个方法计算出的CPVC可能都不同，所以我们只能作为参考。PVC和CPVC的关系：我们不管在生产油性或水性涂料时，都会涉及到涂料的PVC值，而每种涂料配方肯定有一个CPVC值，但这个数值因为计算很麻烦，所以我们平时很少去注意它，然而当你了解这种涂料的PVC值和CPVC值后，就大概可以知道这种涂料的涂膜空隙率。例如：还按照以上的配方计算：a.各种粉料的体积和： 23.8+74+36.4+17.9 = 152.1 b.涂料CPVC值所需用的乳液量： 152.2(152.1 + X) = 0.688 X = (1-0.688)152.1/0.688 X = 47.45/0.688 = 68.97 c.所以在这个涂料的配方中达到CPVC值需要的乳液为：68.970.48 = 143.7 这都是一些运算出来的估计值，但这个值对我们了解这个涂料配方中的一些基本性能有所帮助。 所以，如果我们在做这个配方的过程中，乳液的使用超过143.7kg以后，涂膜的密实度就很好，但低于这个值的时候，涂膜就会产生一些空隙。例如：我们把乳液的量用到120kg来计算涂膜的空隙率。a. 120kg的乳液的固含为： 1200.48 = 57.6b. 涂料的PVC值为： 152.1/152.1+57.6 = 152.1/209.7 = 0.725 = 72.5%c. 所以涂膜的空气所占的体积为： 72.5% - 68.8% = 3.7%这就是一个简单的估算涂膜空隙率的一个方法，但这个方法因为在计算中引用的各种数据都有误差，所以只能算一个近似值，但这个值可以帮助我们了解涂膜的大致结构。配方计算的公式 液体涂料各属性计算依据是各材料的密度，因为知道各材料的密度，根据配方中各材料的用量/材料密度可以求出配方的体积；计算公式按照重量、体积公式等常用演变而成的，简单易明。具体计算公式如下：材料重量百分数（%）=100材料重量/配方重量；配方体积=(材料i用量/密度i)；1. 油漆密度=配方重量/配方体积；2. 重量固体分（%）=100(材料i重量百分数固体分i)；3. 体积固体分（%）=100(材料i重量百分数固体分i/密度i)油漆密度4. 干膜密度=重量固体分/体积固体分；5. PVC=(颜填量i用量百分比固体分i/密度i)/体积固体分；26. 理论涂布率（m /L）=体积固体分（%）10/推荐干膜厚度;2 27. 理论涂布率（m /kg）=理论涂布率（m /L）/油漆密度；8. VOC（g/L）1000（1重量固体分）油漆密度。2 举例计算 下面选取Cardolite公司的一个底漆参考配方进行计算说明，配方如下；表1 配方及计算密度 固体分 重量 固体 体积 固体积体% X100 X100L X100甲组份：E-22 型环氧树脂的 1.09 75 32% 24 29.35 16.575%溶液二甲苯溶剂 0.87 0 2% 0 2.3 0有机膨润土 1.59 100 0% 0 0 0DISPERBYK163 0.95 0.45 0% 0 0 0金红石型钛白粉 3.98 100 8% 8 2.01 2碳黑粉(颜料) 1.67 100 0% 0 0 0325目硫酸钡粉 4.36 100 12% 12 2.75 2.75200目滑石粉 2.86 100 19% 19 6.64 6.64325目石英粉 2.61 100 8% 8 3.06 3.06卡德莱NX-2013 0.97 100 3% 3 3.09 3.09甲乙酮(溶剂) 0.81 0 3% 0 3.7 0二甲苯溶剂 0.87 0 3% 0 3.45 0正丁醇(溶剂) 0.82 0 1% 0 1.22 0甲组份总和 92% 74 57.57 34.04乙组份：卡德莱NX-2015 0.94 75 8% 6 8.51 6.38甲乙二组份总和 100% 80 66.08 40.42涂料密度=涂料重量/涂料体积=100/66.08=1.51kg/L；涂料重量固体分=80%涂料体积固体分=40.42%X1.5161.03PVC=（2+2.75+6.64+3.06）/40.42=35.7%3干膜密度=80/40.42=1.98g/cmVOC=1000(1-0.8)密度=2001.51=302g/L；2 250m干膜理论涂布率=1061.03/50=12.21m /L=8.08 m /kg；3 涂料计算在分析中的应用 对于国外进口的新型涂料，除了对其树脂的分析之外，重要的就是配方结构的分析了，可以根据标准方法测量其密度、重量固体分、灰分；根据灰分3确定颜基比。例如一油漆样品测出其密度为 1.45g/cm ，固体分为72%，灰分为54%为RAL7035浅灰色，先忽略其中的调色颜料，配方由树脂、钛白和填料组成，假设用60%的树脂，先忽略助剂对配方的影响，设计配方如下：表2 假设配方及计算：材料 重量，% 密度 体积 备注60%树脂 30 1.05 28.57钛白 X 4.2 X/4.2填料 54-X 2.7 （54-X）/2.7助剂和溶剂 16 0.9 17.78合计 100 66.35-0.1323X根据样品密度为1.45=100/（66.4-0.1323X）计算得：X=19.8%3根据计算所知，如果设计配方的钛白用量为 25%时，设计配方的密度大约1.57g/cm ，3调整配方中钛白用量为20%，试验配方测量密度为1.46 g/cm ，与样品接近；由上述的计算可知，理论涂布率、VOC、PVC等属性也将与样