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颜料体积浓度(PVC)

来源: 作者: 时间:2012-03-16 点击:
导读: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

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.


1  CPVC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:
                    1
    CPVC = ------------------
             1+(OA•ρ/93.5)
     OA --- 颜料的吸油量,ρ--- 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+Σ[(OA•ρ•V/93.5]
   式中:
    OA--- 某个粉体的吸油量,
ρ--- 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: 100÷4.2 = 23.8
   重钙:       200÷2.7 = 74
   硅灰石:     100÷2.75 = 36.4
   硫酸钡:     80÷4.47 = 17.9
b.  总的体积:
    23.8 + 74 + 36.4 + 17.9 = 152.1
c.  各个粉料所占的%:
    金红石钛白  23.8÷152.1 = 0.156
    重钙        74÷152.1 = 0.486
    硅灰石      36.4÷152.1 = 0.239    
    硫酸钡      17.9÷152.1 = 0.117
d.   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+Σ[(OA•ρ•V/93.5]
                          1
CPVC = -------------------------------------------------------------------
     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:
      68.97÷0.48 = 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:
   120×0.48 = 57.6
b. 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。

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