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涂料不挥发物体积百分含量测定方法综述
2018年12月01日    阅读量:717    新闻来源:彭菊芳 全国涂料和颜料标准化技术委员会 (常州 213016) 毛翠霞 常州光辉化工有限公司 (常州 213016)  |  投稿

涂料的不挥发物体积百分含量俗称涂料的体积固体含量,是指涂料产品在规定温度下以规定的均匀的厚度固化或干燥规定时间后所得到的不挥发物的体积占涂料起始体积的百分数。利用该参数并通过简单的转换,能得到涂料的干涂膜密度和理论涂布率等数值, 因此这是一项指导涂料产品涂装施工、计算涂料使用量和核算施工成本的非常重要的参数。

 

1 测定方法介绍

目前常用的测定涂料不挥发物体积百分含量的方法有以下几种:

1.1 方法一:简单实用的方法

测量涂料产品的不挥发物质量含量N V m ( % )(烘烤法)和密度ρ 1(g/ml)及涂料产品中主要溶剂组分的密度ρ 2(g/ml),通过按公式(1 )和(2 )计算,即可分别获得干涂膜的理论密度ρt(g / m l )和涂料产品的不挥发物体积百分含量N V v( % ) 中国涂料在线coatingol.com


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2 测试方法讨论

2.1 方法一是简单的测试和计算过程的组合, 与纯理论计算方法相比结果更可靠。纯理论计算方法仅考虑了配方中各种原料的加入量(质量或体积),然后根据各种原料的挥发状况进行简单的加和得到固化后干涂膜的体积。


但实际上树脂和溶剂的组合体所占据的体积与各个组分体积的简单加和值相比可能不一致, 主要有三个方面的原因:

第一,树脂和溶剂的收缩或膨胀会影响组合体的体积;

第二,颜料粒子间的空隙被漆基填充的程度不同也会影响干涂层的体积;

第三,在有反应存在的配方中, 某些挥发性组分也会参与反应, 变成不挥发性成膜物质。本方法通过简单地测量涂料产品的不挥发物质量含量和密度及所使用的主要溶剂组分的密度并根据公式加以计算, 可大大克服纯理论计算方法的缺点, 且所涉及的仪器种类少, 测试过程简单。目前该方法在汽车涂料领域经常使用, 并正在被国际标准化组织采用转化为国际标准, 以便推广应用。缺点是本方法不适用于超过临界颜料体积浓度的涂料产品, 因为这些涂料产品干燥后颜料粒子间未填充的空隙增多而使实

际干涂膜的体积大于理论体积。


2.2 方法二能够被使用的前提条件是漆膜完全平整、膜厚均匀一致、湿膜厚度和干膜厚度均能很方便地测得。采用一般的刷涂、喷涂方法很难获得这种要求的漆膜, 建议采用刮涂的方法, 如在平整光滑的聚酯膜或玻璃板上用湿膜制备器制备合适厚度的漆膜,并选用合适的方法测试湿膜厚度和干膜厚度。可从国家标准GB/T 13452.2-92《色漆和清漆 漆膜厚度的测定》或国际标准I S O2808:1991 《色漆和清漆漆膜厚度的测定》中选用合适的测试漆膜厚度的方法[3][4]。本方法的缺点是适用范围窄、漆膜的制备要求太高, 需要多种测试漆膜厚度的仪器。


2.3 方法三是国际标准ISO3233:1998《色漆和清漆—通过测量干涂层密度来测定涂料的不挥发物体积百分含量》中采用的方法。该方法在测定涂料的不挥发物质量百分含量和不挥发物体积百分含量时的干燥条件相同且直接模拟了涂装施工时的干燥条件, 能更好地反应实际施工时的情况,结果更可信。但实验发现本方法虽然适用于大部分涂料产品, 但对黏度极小的涂料产品及颜料和树脂容易分离的涂料产品不太适合。


黏度极小的涂料产品, 无法通过两次浸涂操作得到所需厚度的涂层且在干燥过程中样品可能滴落而影响准确测定;对颜料和树脂容易分离的涂料产品, 涂装过程中用玻璃棒刮拉会造成涂层中颜料分布不均匀也会影响准确测定。


原国家标准GB/T 9272- 88 《液态涂料内不挥发分容量的测定》中采用烘烤的方法获得涂料的不挥发物质量百分含量, 然后通过转换得到涂料的不挥发物体积百分含量[ 5 ],该过程不能很好地反应涂料实际施工时的情况且不能获得干涂层的密度值。2 0 0 6 年我国在修订国家标准GB/T 9272 时结合了ISO 3233:1998和GB/T9272 - 88 的方法,对不同涂料区别对待, 是很完善的方法,测试的准确性高。目前该国家标准已完成报批,即将发布,可供广大涂料用户借鉴使用。缺点是本方法的整个测试过程看起来较为复杂、步骤较多, 但一旦熟悉了整个过程, 是能很好地完成全部试验的。

 

3 结论

三种测试方法各有优缺点, 涂料生产者和用户可根据自身涂料产品的特点和测试需要选择合适的测试方法。


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