颜料的使用方法.doc

摘要：介绍了摘要：介绍了涂料涂料研制中研制中颜料颜料及临界颜料体积浓度及临界颜料体积浓度 ( (PVCPVC&CPVC)&CPVC) 概念的基本使用方法及在概念的基本使用方法及在EXCELEXCEL 中的应用中的应用 关键词：颜料体积浓度关键词：颜料体积浓度 (PVC ）；临界颜料体积浓度（）；临界颜料体积浓度（ CPVC ）；）； EXCEL 1 前前 言言 色漆的配方设计，一般可以分为以下几个步骤：①根据色漆的应用性能选定主要成膜物质；②选定颜、填料，以及它们和成膜物质的比例；③选用溶剂、助剂及它们的使用配比 其中和色漆实验直接相关的是第②步，即选用颜料及制订出颜料和成膜物质的比例，它是决定涂膜的最终性能的关键步骤之一 2 颜料及临界颜料体积浓度（颜料及临界颜料体积浓度（ PVC&CPVC ）在配方设计中的应用）在配方设计中的应用 颜、填料和成膜物质比例的确定这一步骤相当重要，在涂料的使用性能确定后，其中树脂、填料的品种也基本确定，此时颜、填料和成膜物质比例会大大影响到涂料性能通过使用颜料及临界颜料体积浓度（ PVC&CPVC ）的概念拟订配方会更准确、简便，所设计出来的配方与涂料的期望性能很接近，因而会大大减少实验量。

2.1 颜料体积浓度（颜料体积浓度（ PVC ）概念）概念 颜料体积浓度（ PVC ）是指涂料中颜料和填料的体积与配方中所有非挥发分（包括树脂、乳液的固体组分和颜料、填料等）的总体积之比 , 可用如下公式计算：式中， M i ：颜填料质量； M j ：漆基（树脂）质量； r i ：颜填料密度； r j ：漆基（树脂）密度 i=1 ～ n, 表示不同颜填料的品种； j=1 ～ m, 表示不同漆基的品种 其中：漆基（树脂）质量和密度均指的是固体树脂的数值（若是乳液，其密度是指干漆膜密度，此时漆基体积 = 乳液质量×固含量 / 乳液干膜密度）得到 PVC 值后，在 0 ～ 100% 变化，值的大小可以影响到涂膜的性能从 0 到 100% 时，涂膜从一个极端状态到另一个极端状态（从完全漆基到完全颜、填料），在此过程中，涂膜性能一般如下变化： ①耐磨性、耐湿性、防腐蚀性、光泽度从高到低； ②抗起泡性、渗透性、粘稠性、对比率从低到高 2.2 临界颜料体积浓度（临界颜料体积浓度（ CPVC ）） 单纯的 PVC 值对涂料的影响并不直观，因此又引入了临界颜料体积浓度（ CPVC ）的概念，它指的是在 PVC 值增加过程中，当漆基树脂恰好能润湿所有颜料粒子时的 PVC 值，所代表的漆基树脂是指临界状态下的树脂含量。

通过 PVC 和 CPVC 的比值能更直观地推算出涂料的性能临界颜料体积浓度（ CPVC ）可以使用如下公式计算： 式中， M i ：颜填料质量； N i ：颜填料吸油量克数，以 100g 颜填料所需亚麻仁油的克数来表示； r i ：颜填料密度； 0.93 ：亚麻仁油的密度 ⑴一般对于高性能外用色漆配方， P V C ＜ CPVC ，即 Δ =PVC/CPVC ＜ 1 ，此时涂膜中漆基过量，处于低 PVC 状态，漆基能完全润湿颜填料 ⑵内用涂料或底漆， PVC ＞ CPVC ，即 Δ =PVC/CPVC ＞ 1 ，此时漆基量太少，不足以润湿颜料，处于高 PVC 状态 ⑶ P V C = C P V C ，即 Δ = P V C / C P V C = 1 时，密度、拉伸强度、附着力达到最高点，遮盖力效率和掠角光泽（ 85 °）达到最低点 涂料品种和 PVC/CPVC 的一般对应关系如图 1涂料品种和 PVC/CPVC 的一般对应关系如图 1 所示 3 具体应用具体应用 在 EXCEL PVC 工作簿中建立数据处理系统、数据库源文件，即工作表 sheet1 、 sheet2 3.1 数据处理系统数据处理系统 位于 PVC 工作簿中工作表 sheet1 ，以某一配方含有 7 种颜、填料及 6 种成膜物为例，建立如下页所示工作区： 工作区(1) 公式输入：分别从“一”到“十八”处输入如下公式： 一： =IF(B2=““,““,VLOOKUP(B2, Sheet2!A:J,3,FALSE)) 二： =IF(B2=““,““,VLOOKUP(B2, Sheet2!A:J,4,FALSE)) 三： =IF(OR(E2=““,C2=““),““,C2/E2) 四： =IF(OR(C2=““,F2=““),““,C2*F2/0.93/100) 五： =IF(B2=““,““,VLOOKUP(B2, Sheet2!A:J,6,FALSE)) 六： =IF(OR(I2=““,C2=““),““,I2*C2/1000) 七： =IF(SUM(C2:C7)=0,““,SUM(C2:C7)) 八： =IF(SUM(G2:G7)=0,““,SUM(G2:G7)) 十： =IF(B9=““,““,VLOOKUP(B9,Sheet2!A:J,2,FALSE)) 十一： =IF(B9=““,““,VLOOKUP(B9,Sheet2!A:J,3,FALSE)) 十二 ： =IF(OR(E9=““,E9=0),““,C9*D9/E9/100) 十三： =IF(SUM(C9:C14)=0,““ ,SUM(C9:C14)) 十四： =IF(SUM(G9:G14)=0,““,SUM(G9:G14)) 十五： =IF(SUM(J2:J14)=0,““,SUM(J2:J14)) 十六： =IF(OR(G8=““,G15=““),““,G8/(G8+G15)) 十七： =IF(OR(G8=““,H8=““),““,G8/(G8+H8)) 十八： =IF(OR(B16=““,B17=““),““,B16/B17) (2) 公式复制：公式复制： 从一、二、三、四、五、六、十、十一、十二处输入公式后，单击该单元格，用 EXCEL 拖拽复制法分别拖拽复制至 E7 、 F7 、 G7 、 H7 、 I14 、 J14 、 D14 、 E14 、 G14 （其中 I8 、 J8 处的公式应删除）即可完成公式复制。

公式输入及复制完成后，仅在 A 、 B 两栏人工输入原材料编码与配方量，则其他输入公式处自动显示数值，不需要显示的列，可将其隐藏同时可根据显示出的 PVC 和 CPVC 值及比值，用试差法调整配方量，获得理想的配方 3.2 源文件源文件 文件位于 PVC 工作簿中工作表 sheet2 ，建立如下工作区： 工作区据库系统，即输入树脂、填料、颜料的性能指标（如树脂是乳液，则须输入其干膜密度） 3.3 应用应用 (1) 首先根据产品用途确定树脂种类及颜、填料类型（此时各种原材料的性能数据已输入到数据库中） (2) 把原材料编码、假定的添加量输入数据处理系统中，即会得到 P V C 、 C P V C 、 P V C / C P V C 的值 (3) 通过调整树脂及颜、填料的加入量可以得到合适的 P V C /CPVC 的值及产品的大约成本 4 结结 语语 本系统的应用，主要是以方便快捷为目的，特别适用于配方调整及新配方设计，在拟定实验计划时，通过首先计算 PVC/CPVC 的值来推测实验结果，可以大大降低实验量，可以用于水性及溶剂型配方体系 用于光泽涂料的配方设计时，可根据 PVC/CPVC 的值准确地判断出光泽的数值；用于平光涂料配方的设计时，可以根据 PVC/CPVC 的值较准确地判断出耐擦洗性的数值；用于特种涂料，比如导静电涂料，由于其导电率可以准确地反映为 PVC 的数值，故可以根据预期设定的导电率值迅速地获得配方。

总之，应用颜料及临界颜料体积浓度的概念设计配方，同时配合使用 EXCEL 数据库，可以使配方设计更迅速、更准确；同时可更方便地进行成本控制，使配方设计系统化、理论化、规范化，更易于控制。