液体涂料各属性的计算方法

yangzeyi · 发表于 2014-4-6 18:27:43

孙太荣（中山大桥化工集团中山智亨研发技术部)
摘要：涂料的常用属性包括了比重、重量固体分、体积固体分、PVC、VOC、理论涂布率等，本文举例说明了各属性的计算方法。
关键词涂料属性计算
0 引言 ASTM 6577-2006工业涂料试验标准指南中指出了涂体涂料的一些属性，但并没
有包括涂料应用所需要的所有属性。在涂料实际使用过程中，我们经常会需要到密度、重
量固体分、体积固体分、颜料体积浓度（PVC）、VOC、理论涂布率等数据；配方成本的
计算相对简单，不在此多做说明。数据可以通过标准方法测试，在配方设计时也可以通过
配方计算出来，做到对自己设计的配方心中有数。如果你是模仿别人的涂料，通过配方计
算你还能知道调整方向，对配方设计有所帮助。
1 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；
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6. 理论涂布率（m /L）=体积固体分（%）×10/推荐干膜厚度;
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7. 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 16.5
75%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 0
DISPERBYK163 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 0
325目硫酸钡粉 4.36 100 12% 12 2.75 2.75
200目滑石粉 2.86 100 19% 19 6.64 6.64
325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%X1.51＝61.03％
PVC=（2+2.75+6.64+3.06）/40.42=35.7%
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干膜密度=80/40.42=1.98g/cm
VOC=1000(1-0.8)×密度=200×1.51=302g/L；
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50μm干膜理论涂布率=10×61.03/50=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
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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%
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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 ，
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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等属性也将与样品近似。
4 结论液体涂料的大多数属性可以通过配方计算得出，通过于涂料配方的各属性的计算
更能理解涂料的基本属性，对于涂料的性能有更深刻的理解和认识；固体体积的计算严格
上讲应该按固体材料的密度计算而不是溶液密度。配方计算只是配方设计中的基本部分，
涂料的性能还包括很多，应当根据客户和使用场合的要求按 ASTM6577-2006工业防护
涂料试验标准指南进行试验确定最终的配方。