非常详细的CPVC计算方法

熊熊

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。

大连愚翁

本人持不同观点（钛白的吸油量有些低，沉钡的吸油量太低了，这些暂不去争论）。问题1：这个公式对某一种颜（或填）料的计算是精确的，但对组合颜料的计算偏差很大，因为颗粒比较小的颜料填充到颗粒比较大的填料中，将会导致吸油量降低，比如：1升的大玻璃珠（假设玻璃珠都是圆形的，以下也假设颜料都是圆形的，当然颜料不可能是圆形的，至于产生的误差，在下边讨论）它的实际体积是0.627，那么在这1升大的玻璃珠里在加上1升小的玻璃珠，那么他的堆积体积是2升吗？，粗细颜料搭配在一起势必导致吸油量降低，比如两种颜（或填）料如：钛白与重钙混合，重钙有一定的吸油量，但是钛白将会填充到重钙的的间隙之间，这样所需要的亚麻油的量将会小的很多，如果重钙的体积分数是0.627，钛白的体积分数是0.372，那么这个体系将会达到最低的吸油量（由于他们不是圆形的或者是瘤型的，但这个数值相差却不大，理论计算与实际基本相等）。如果多种颜填料组合也是这个道理。问题2：乳液作为基料不同于溶剂型树脂，因为乳液是颗粒状，乳液的颗粒大小将会产生一个相应的基料效率，假如溶剂型树脂的基料效率为1，那么乳液型的基料效率将会小于1，所以计算乳胶漆不能用CPVC，而要用LCPVC。
    尽管如此还是非常感谢楼主为大家提供了一些设计配方时需要考虑的参数

x6402000

一般而言，我们只要知道目前使用的配方和将要改进的配方之间其各自pvc和cpvc的比值，对配方的改进就有指导意义，所以在日常工作中一般只要知道其理论上的cpvc既可而没必要投入大量的精力和财力去测定其真实的cpvc.

ztmrk

纯学习学习

a7616969

学习到了

lgx1002

很喜欢测吸油量，因为太直关了。对PVC,CPVC真的不感冒，唉。

149681202

学习学习了

251314899

讲的非常好

liyunsheng

很详细 三克油

goodjxj

可以参考一下，学习！

叶叶思念

非常详细，学习了！

巴斯夫

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

这个就是亚麻籽油的CPVC

我说之前谁贴的那个怎么看着那么别扭

欢哥

顶一个，很详细，重新学习了

888888

可以做excel表格来计算 pvc 和vpvc非常方便

我如此的

anxin 发表于 2009-5-24 15:09
"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 ...

我也有一样的疑问，希望高工们解释一下？

我如此的

wyj7506 发表于 2008-11-28 09:29
树脂分子量不同时，对粉料的润湿能力和包裹能力不同，同样分散剂的加入也会明显影响粉料粒子的大小和多少（ ...

炭黑是按照DBP计算吸收值的，如何考虑？
还有消光粉这种东西怎么考虑？

yaoyao

受教。。支持一个 。。

chenjianyunen

理论计算值虽然有误差但可以节省实验时间调整实验方向还是有很大帮助的

张俊梅

楼主的文章是值得参考的

gailiubo

值得学习，谢谢你的分享

wtlovecf

种田的 发表于 2009-5-30 18:08
当漆的PVC大于CPVC时，PVC不是粉体体积与粉体体积＋基料体积的比，而是粉体体积与粉体体积＋基料体积＋空隙 ...

粉体体积与粉体体积＋基料体积＋空隙体积的比,这个是CPVC，而不是PVC

wzh2009

很不错！/:@
多谢楼主分享！！！