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涂料配方CPVC的计算

2019-6-24 10:30| 发布者:涂料小编| 查看:382| 评论:0

摘要:我们都知道,填料在涂料中有重要作用,不仅仅是为了减少成本,有时候看中的是它对涂料性能的促进增强作用,那么涂料配方中颜填料该占多少比例呢?说起这个,我们先了解一下涂料配方的设计步骤:(1)根据涂料的性能 ...

我们都知道,填料在涂料中有重要作用,不仅仅是为了减少成本,有时候看中的是它对涂料性能的促进增强作用,那么涂料配方中颜填料该占多少比例呢?

说起这个,我们先了解一下涂料配方的设计步骤:

(1)根据涂料的性能选定主要成膜物质。

(2)选定颜填料以及和成膜物质的比例,

(3)选用溶剂,助剂,以及配比。

在这三步中,个人感觉第二步最重要,因为在涂料的使用性能确定后,那就意味着树脂和填料也基本确定,那填料和树脂的比例确定就是重要要的问题,也影响着涂料的最终性能。

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:

1CPVC =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:

1CPVC =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:

1CPVC = 1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]

1CPVC =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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