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涂料的體積固含及涂布率的常用測(cè)算方法

分類:技術(shù)文檔     來源:    發(fā)布時(shí)間:2023-05-23

涂料行業(yè)里常說的"“體積固含量”即“不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)(non-volatile matter byvolume;NVW))”,是指"在規(guī)定條件下,經(jīng)蒸發(fā)后所得到的殘余物的體積百分?jǐn)?shù)(GBT5206-2015)。

體積固含是一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù),它涉及到涂料配方設(shè)計(jì)、涂裝工藝設(shè)計(jì)、涂布率計(jì)算以及涂裝成本控制,另外還牽涉到目前日益重視的環(huán)保因素。它對(duì)于涂料的涂裝工藝設(shè)計(jì)和成本估算尤其關(guān)鍵。

涂料 (1).jpg

體積固含量的測(cè)算方法常用的有如下三種:

1、從配方原料累計(jì)體積

有經(jīng)驗(yàn)的配方工程師通過把配方中的各種原料的不揮發(fā)物體積累加,即可得到涂料的體積固含量數(shù)據(jù)。但這個(gè)過程中無法衡量顏填料的空隙滲透、固化時(shí)涂膜收縮等因素,因此結(jié)果偏差較大,一般僅供參考。

2按干膜濕膜比例計(jì)算

根據(jù)“不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)”的定義,干膜與濕膜的比值即為體積固含,此方法雖然有一定的偏差,但簡便實(shí)用,可作為涂料施工方的輔助檢驗(yàn)手段。

3、國標(biāo)或1S0標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T9272(IS03233)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了通過檢測(cè)干膜密度來測(cè)定涂斜的體積固含的方法,計(jì)算方法是通過測(cè)量涂料的質(zhì)量固含、原液體涂料密度和干膜密度,把后兩者代入質(zhì)量固含中,則可算得NVW。

使用這個(gè)方法測(cè)試時(shí),有幾個(gè)細(xì)節(jié)值得分享一下。比如GBT9272列舉的”一種有用的改型是用圖1中所示的標(biāo)準(zhǔn)配衡附件來代替天平盤”比較復(fù)雜,筆者個(gè)人經(jīng)驗(yàn),無需對(duì)天平改型,直接使用單盤型的萬分之一天平更方便。再如,標(biāo)準(zhǔn)中備注的金屬絲吊具,標(biāo)準(zhǔn)推薦”一根長為(30-40)mm的鎳鉻(80:20)金屬絲是適宜的”,筆者經(jīng)驗(yàn)是把耳機(jī)耳塞中的揚(yáng)聲器里的細(xì)銅絲卸下來也很適用。需要注意的是,當(dāng)涂料的PVC高于CPVC時(shí),GBT9272規(guī)定的方法不再適用,此時(shí)選擇干濕膜比值計(jì)算更合適。對(duì)于含有活性稀釋劑的涂料產(chǎn)品,在測(cè)定質(zhì)量固含時(shí)需要考慮到活性稀釋劑的揮發(fā)問題。


體積固含最重要的用途是計(jì)算涂布率

理論涂布率=(NVw%×1000)÷干膜厚度①

此算式事實(shí)上就是體積公式的逆運(yùn)算,把涂膜看作是一個(gè)立體,已知其體積(體積固含量)及高度(干膜厚度,μ),計(jì)算其底面積(涂布面積,m/兒)。

有了理論涂布率,再根據(jù)實(shí)際施工的損耗率(或上漆率)和涂料成本,即可計(jì)算實(shí)際涂布率和實(shí)際施工的涂料成本。

損耗率主要決定于涂裝設(shè)備和涂裝工藝。對(duì)于粉末涂料,我們可以把它視為固體份為100%的液體涂料,由于它是按Kg為單位銷售,因此套用算式①計(jì)算時(shí)需除以粉末密度,將涂布率轉(zhuǎn)換為m/Kg。

粉末涂料理論涂布率=(100%×1000)÷膜厚÷粉末密度

粉末涂料的密度可參考GB/T21782.2(仲裁法)和GB/T21782.3的方法來測(cè)定。在涂裝施工過程中,以高壓靜電噴涂工藝涂裝的實(shí)際涂布率一般比理論涂布率低10%-15%,個(gè)別情況甚至超過20%。


影響因素有很多,比如涂裝設(shè)備回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)、涂膜厚度不均勻、工件復(fù)雜或死角位置多導(dǎo)致過噴或堆粉等,但對(duì)于粉末涂料本身而言,粒徑分布是最大的影響因素。

以鋁型材粉末涂料為例,YS/T680-2016對(duì)鋁合金建筑型材用粉末涂料的粒徑作了如下表規(guī)定:

640 (1).png


一般地,粒徑小于10μ的細(xì)粉帶電荷性很差,難以噴涂上粉,通常會(huì)直接進(jìn)入回收系統(tǒng)變成損耗。而粒徑大于90μ的粗粉,其重力已經(jīng)接近或者大于靜電吸附力,同樣難以吸附到工件上。有些粉末涂料廠為了追求表面流平,粒徑偏細(xì),D50多在25~35μm,D90約60μm,小于10μm的細(xì)粉約10%~13%。這部分超細(xì)粉直接導(dǎo)致了實(shí)際涂布率與理論涂布率的明顯差距。


為了使“理論涂布率”更接近實(shí)際情況,可從粒徑的角度對(duì)算式②進(jìn)行修正,即是將粒徑低于10μm和粒徑大于90μm的部分剔除,把剩余部分看做是粉末涂料真正可以使用的”體積固含”:

粉末理論涂布率(修正值)=(有效粒徑含量%×1000)÷膜厚÷粉末密度③

例如:某粉末涂料的D10為10.6μm,D90為61.4μm,10μm以下的超細(xì)粉含量約9.1%,90μ以上的粗粉約0.5%,超細(xì)粉與粗粉的總量約為9.6%,剔除超細(xì)粉及粗粉后剩余的“有效粒徑含量”約90.4%。實(shí)驗(yàn)室測(cè)得該粉末涂料密度為1.60g/cm3,若噴涂膜厚為60~80μm,代入式③可算得該粉末涂料的理論涂布率(修正值)=7.06~9.42m/Kg,與100%固含的理論值7.8~10.4m/Kg相比,前者更符合實(shí)際情況。


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