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涂料网详解涂料配方设计一般步骤
2018-05-03 14:27:37编辑:九月冬浏览次数:
  现代涂料工业的发展正朝着功能化、高装饰性、环保与低成本化方向发展,因此涂料配方设计首先要把握住现代涂料的发展方向。涂料网小编认为大多数涂料是由基料(一种树脂或几种树脂的混合物)、颜填料、溶剂以及一些少量的涂料助剂所组成。在设计配方前首先应对涂料的各个组分以及各组分所采用的原材料有充分的认识和了解。如基料决定该涂料的基本性能;颜料主要赋予涂料色彩和遮盖力;填料主要赋予涂料质感,降低成本;溶剂用于溶解树脂,调节涂料挥发速度等施工性能;涂料助剂可以改进生产工艺,保持贮存稳定,改善施工条件,提高产品质量,赋予特殊功能。只要开发出适宜性价比,满足不断翻新的人类社会需求,符合一定的使用环境和所需寿命要求的产品,就达到了涂料配方的设计目的。
 
  涂料配方设计虽有一定的理论指导,但主要是基于实践中的经验方法,需要经过配方设计、配制实验、性能检测、调整配方这样一个反复进行直到最后得到一个满意的配方。
 
  1、涂料配方设计一般步骤
 
  涂料网小编告诉你涂料配方设计一般来说,先根据涂料的使用要求,即涂料在工作环境下应具备的性能来选定基料树脂和颜料,再根据施工要求和选定的基料来确定溶剂,最后再考虑添加助剂,形成一个初步配方。涂料成分的性质是多元的,各成分之间匹配组合,存在物理化学作用、协同增效等效应,各组分的绝对数量和它们的相对比例对涂料的性能有很大影响,因此设计配方时要选择好每一组分并充分考虑各组分之间的交互作用。
 
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  1.1、成膜物种类的选择并确定其用量
 
  成膜物的选择应根据涂料的应用性能结合各种树脂的物理化学性质来确定。以成膜物化学结构和成膜机理为依据,预测涂料性能并确定成膜条件与方式。
 
  本文介绍一种确定成膜物组成的方法-涂料性能预测法,它是一种通过计算与成膜物相关的涂膜某种性能参数从而实现对成膜物进行选择的方法。如通过对成膜物形成涂膜的有效交联密度(P)和渗透指数(PI)等参数计算,预测涂膜防腐蚀性介质渗透能力,确定成膜物品种、配比和固化体系,减少试验次数,提升配方设计水准。
 
  1.2、颜填料种类的选择并确定其用量
 
  涂料配方的变化基本上也就是基料与颜填料之间比例的变化。所谓颜/基比(P/B)是指颜料的质量和基料固体分质量的比值。不同用途的涂料采用不同的颜料基料比。
 
  在配方的最初设计阶段采用颜/基比是非常实用的。一般来说面漆的P/B约为0.25~0.9︰1,而底漆的P/B为(2~4)︰1之间。建筑用乳胶涂料,通常外用型P/B为(2~4)︰1;而内用乳胶涂料在(3~7)︰1范围内。如为有光乳胶涂料,P/B往往要小于1.0.通过P/B可以大概推知涂料的某些性能。
 
  颜基比虽然在设计涂料配方时比较简单方便,但在应用上尤其是在对组成不同的涂料进行性能试验结果比较时很难说明问题。由于涂料许多物理性能与颜料体积浓度(PVC)的变化有一比较明确的对应关系,因此可以通过计算颜料及临界颜料体积浓度(PVC&CPVC)来帮助设计涂料配方。此方法更准确简便,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。颜料体积浓度(PVC)是指涂料中颜填料的体积与配方中所有固体组分(包括树脂、乳液的固体组分和颜料、填料等)的总体积之比(计算过程只要先将各组分换算成固含量再换算成体积即可)。
 
  PVC(%)=颜填料总体积÷(颜填料总体积+漆基固体总体积)=(ΣMi/ ρi) ÷(ΣMi/ ρi+ΣMj/ ρj)式中,Mi:颜填料质量;Mj:漆基(树脂)质量; ρi:颜填料密度;ρj: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。
 
  PVC的取值可以从0(即完全是基料)到1到100(即完全是颜料)变化,在此范围内有个临界点即堆积状颜料层的空隙刚好完全被基料充满,这个临界点就称作临界颜料体积浓度CPVC.
 
  颜料体积浓度的主要特征是在低于CPVC时,颜料粒子很少接触,而高于CPVC时基料被空气取代,在CPVC浓度两侧涂料性质例如:附着力、机械性能、遮盖力、光泽等发生突变。因此在设计涂料配方中可以作为一个重要的参照点。涂料品种和PVC/CPVC的一般对应关系如图1所示。
 
  在具体反复多次的计算过程中可借用计算机在EXCEL数据库中进行。通过调整树脂及颜填料的加入量可以得到合适的PVC/CPVC的值。
 
  以上1.1和1.2已确定了涂料配方的基本组分,为了满足性能上的要求还须使用一些溶剂和助剂,用于溶解树脂,调节涂料的粘度,总固体份,挥发速度等,使得涂料骨架合理,符合施工条件以及使用要求。
 
  设计一个涂料的初步配方不难,但是对此配方进行调整以使得到所有要求的良好性能就不是一件容易的事情,必须经过反复实践,反复认识的过程。在调整涂料配方时候我们可以采用一定的数学统计方法,以便在较少的实验次数获得较好的配方。
 
  以上是涂料网小编为你详解的涂料配方设计一般步骤,你记住了吗?
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