顏料體積濃度(PVC)

       涂料在生產(chǎn)過程中，是以重量為單位計算的，但涂膜在干燥后一般是以體積來表示性能的，因為干的漆膜是一個多元結(jié)構(gòu)組成，各個成分之間的體積關(guān)系，對涂膜的性能有重要的作用。在干膜中粉料所占的體積百分比叫顏料的體積濃度，即PVC。

 

       PVC=粉料的體積/(粉料的體積+樹脂的體積) 

       PVC在實際應(yīng)用中，與干漆膜的性能有很大的關(guān)系，因為涂料是以涂膜的厚薄來反映涂料的性質(zhì)，所以PVC值的大小可以粗略的反映涂膜的基本性能。

 

       CPVC的定義和計算方法:      

       我們在涂料配方的計算中，如果想要知道顏料體積濃度對涂膜有多大的影響，必須首先要知道這個體系的臨界顏料體積濃度，即CPVC。因為在涂料配方中粉料的種類和用量不一樣，所產(chǎn)生的CPVC也不一樣。 我們在測試粉體的吸油量時，當(dāng)顏料剛剛被亞麻油粘結(jié)成糊狀，而沒有多余的亞麻油時，這時的顏料體積濃度就剛好處在CPVC值，所以顏料的吸油量和CPVC值就可以通過以下方法計算：  

                  

 

       CPVC=1/[1+( OA•ρ/93.5)]

       式中：OA --- 顏料的吸油量，ρ--- 顏料的密度，93.5---亞麻油的密度

 

       這種方式適合計算出單一粉體的CPVC值，因為各個粉體的吸油量可以測出，如果是混合粉體，這種計算方式就很不適合，恰恰現(xiàn)在涂料中粉料的使用幾乎全部是混合粉體，所以我們可以把這種計算CPVC值的方法再進一步延伸，即混合顏料的計算方法如下：    

                        

       CPVC =1/{1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]}   

       式中：  OA--- 某個粉體的吸油量， ρ--- 某個粉體的密度，  V ---某個粉體在整個粉體體積中所占有的體積%。 

 

       如：在某個配方中金紅石鈦白100kg，重鈣200kg，硅灰石100kg，硫酸鋇80kg。

 

       a、我們首先計算這個粉料的體積:   

       金紅石鈦白： 100÷4.2 = 23.8   

       重鈣： 200÷2.7 = 74   

       硅灰石： 100÷2.75 = 36.4   

       硫酸鋇：  80÷4.47 = 17.9

 

       b、總的體積:  

       23.8 + 74 + 36.4+ 17.9 = 152.1

 

       c、各個粉料所占的%：     

       金紅石鈦白：23.8÷152.1 = 0.156    

       重鈣 ：74÷152.1 = 0.486    

       硅灰石 ：36.4÷152.1 = 0.239        

       硫酸鋇 ：17.9÷152.1 = 0.117

 

       d、混合粉料的CPVC值計算：    

       把以上的數(shù)據(jù)代入下面的式中：                               

       CPVC =1\{1+Σ[(OA•ρ•V/93.5] }

       CPVC = 1\{1+[（16×4.2×0.156）+（13×2.7×0.486）+（18×2.75×0.239）+（6×4.47×0.117）]/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% 

 

       在以上的計算中，因為各個原料的具體數(shù)值（如吸油值，密度等）有所不同，所以計算出的數(shù)值是一個近似值，只作為我們在應(yīng)用中的一個參考。另外，在一些專業(yè)書籍中介紹的還有別種計算CPVC的方法，但不管是什么方法，計算出的基本上都是一個近似值，因為影響CPVC值的因素太多，各個方法計算出的CPVC可能都不同，所以我們只能作為參考。

 

       PVC和CPVC的關(guān)系：

       我們不管在生產(chǎn)油性或水性涂料時，都會涉及到涂料的PVC值，而每種涂料配方肯定有一個CPVC值，但這個數(shù)值因為計算很麻煩，所以我們平時很少去注意它，然而當(dāng)你了解這種涂料的PVC值和CPVC值后，就大概可以知道這種涂料的涂膜空隙率。

       例如：還按照以上的配方計算：

 

       a、 各種粉料的體積和：     

       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、所以在這個涂料的配方中達到CPVC值需要的乳液為：      

       68.97÷0.48 = 143.7 

     

       這都是一些運算出來的估計值，但這個值對我們了解這個涂料配方中的一些基本性能有所幫助。 

    

       所以，如果我們在做這個配方的過程中，乳液的使用超過143.7kg以后，涂膜的密實度就很好，但低于這個值的時候，涂膜就會產(chǎn)生一些空隙。 

 

       例如：我們把乳液的量用到120kg來計算涂膜的空隙率。

 

       a、120kg的乳液的固含為：   

       120×0.48 = 57.6

 

       b、涂料的PVC值為：    

       152.1/(152.1+57.6)= 152.1/209.7 = 0.725 = 72.5%

 

       c、所以涂膜的空氣所占的體積為：   

       72.5% - 68.8% =3.7%   

 

       這就是一個簡單的估算涂膜空隙率的一個方法，但這個方法因為在計算中引用的各種數(shù)據(jù)都有誤差，所以只能算一個近似值，但這個值可以幫助我們了解涂膜的大致結(jié)構(gòu)。   

 

       配方計算的公式

       液體涂料各屬性計算依據(jù)是各材料的密度，因為知道各材料的密度，根據(jù)配方中各材料的用量/材料密度可以求出配方的體積；計算公式按照重量、體積公式等 常用演變而成的，簡單易明。具體計算公式如下：

 

       材料重量百分?jǐn)?shù)（%）=100×材料重量/配方重量；

 

       配方體積=∑(材料i用量/密度i)；

       1、油漆密度=配方重量/配方體積； 

       2、重量固體分（%）=100∑(材料i重量百分?jǐn)?shù)×固體分i)；

       3、體積固體分（%）=100∑(材料i重量百分?jǐn)?shù)×固體分i/密度i)×油漆密度

       4、干膜密度=重量固體分/體積固體分；

       5、PVC=∑(顏填量i用量百分比×固體分i/密度i)/體積固體分；

       6、理論涂布率（m /L）=體積固體分（%）×10/推薦干膜厚度; 

       7、理論涂布率（m /kg）=理論涂布率（m /L）/油漆密度；

       8、VOC（g/L）＝1000×（1－重量固體分）×油漆密度。

 

       液體涂料的大多數(shù)屬性可以通過配方計算得出，通過于涂料配方的各屬性的計算更能理解涂料的基本屬性，對于涂料的性能有更深刻的理解和認(rèn)識；固體體積的計算嚴(yán)格上講應(yīng)該按固體材料的密度計算而不是溶液密度。配方計算只是配方設(shè)計中的基本部分， 涂料的性能還包括很多，應(yīng)當(dāng)根據(jù)客戶和使用場合的要求按 ASTM6577-2006工業(yè)防護涂料試驗標(biāo)準(zhǔn)指南進行試驗確定最終的配方。