涂料配方工程師在工作中經(jīng)常用到質(zhì)量關(guān)系,但體積關(guān)系通常更具基礎(chǔ)性和實(shí)踐意義。
觀察一系列不同PVC導(dǎo)致的性能變化,PVC即干膜中的顏料體積百分比,隨著 PVC的增加,在某一特定的PVC值時(shí)涂膜性能會(huì)發(fā)生突變,他們將發(fā)生這種突變時(shí)的PVC稱為臨界顏料體積濃度(CPVC),他們同時(shí)也將CPVC對(duì)應(yīng)于基料剛好可以在顏料表面形成一個(gè)完整的吸附層并能填滿緊密堆積體系中的顆粒間隙時(shí)的PVC。
當(dāng)?shù)陀贑PVC時(shí),顏料顆粒沒(méi)有緊密堆積,且基料在涂膜中占據(jù)了過(guò)量的體積,當(dāng)高于CPVC時(shí),顏料顆粒緊密堆積,但基料不足以填滿顏料間的間隙,導(dǎo)致涂膜中出現(xiàn)空隙。
CPVC的影響因素如下:
CPVC的差異很大,具體取決于涂料中的顏料或顏料的組合,顏料的分散會(huì)影響CPVC,含有絮凝顏料的涂料其CPVC低于不含絮凝顏料的涂料,含有絮凝顏料的涂料更可能出現(xiàn)顏料濃度局部過(guò)高的情況,含溶劑的樹(shù)脂被包裹在顏料絮凝團(tuán)內(nèi),當(dāng)涂膜干燥時(shí),溶劑從被包裹在顏料絮凝團(tuán)內(nèi)的樹(shù)脂溶液中擴(kuò)散出來(lái),留下的基料不足以填充間隙。
在一個(gè)實(shí)例中指出,當(dāng)絮凝增加時(shí),CPVC從43%下降到28%。
顏料粒徑也是一個(gè)影響因素,在其他條件相同的情況下,粒徑越小CPVC就越低,涂料干燥時(shí),顏料的表面吸附一層基料,增加了顏料的有效體積,因?yàn)檩^小的顏料顆粒表面吸附的基料體積分?jǐn)?shù)較高,它們成膜時(shí)的有效體積較大,并且涂膜中的顏料顆??臻g較小。
盡管小顆粒會(huì)降低CPVC,但較廣的粒徑分布通常會(huì)增加CPVC。
在低光澤涂料中,干膜中最便宜的成分是體質(zhì)顏料,為了使成本最小化,理想的方法是使體質(zhì)顏料含量最大化,因此,可以通過(guò)最小化細(xì)粒徑的顏料的量來(lái)降低成本,因?yàn)镃PVC隨著顏料粒徑的減小而降低,同時(shí)通過(guò)最大化粒徑分布而增加CPVC。當(dāng)然必須折中考慮,但較廣的粒徑分布通常是有利的。
具有不同顏料的涂料的CPVC變化范圍很大,至少可從18%至68%,有人也許認(rèn)為CPVC取決于基料的組成,因?yàn)樵摻M成會(huì)影響吸附層的厚度,較厚的吸附層會(huì)導(dǎo)致CPVC低,實(shí)際上,具有給定顏料或顏料組合的CPVC通?;旧吓c基料組成無(wú)關(guān)(乳膠漆除外),可能是涂膜形成時(shí)的收縮力將顆粒彼此擠壓到一定程度,使得在顆粒之間僅保留了最少的基料層,而與原始吸附層的厚度無(wú)關(guān),也許存在的差異太小,通過(guò)不精確的CPVC測(cè)量方法很難進(jìn)行辨別。
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