涂料配方CPVC的计算
颜料填料的固含量
1
色漆配方解析
1、色漆产品不挥发含量W%（固体分）的确定 是指100g涂料中，树脂、颜料、填料的固含量。一般约 为50%。
W%涂料=合成树脂%+颜料质量%+填料质量% =66.4×50%+25.4+1.44=60.04%
2
颜料体积浓度（PVC％)对涂膜性能影响
酞菁蓝 环烷酸Pb(12％) 环烷酸Co(3%) 环烷酸Ca(2%) 环烷酸Mn(3%) 环烷酸Zn(3%) 防结皮剂（50%) 二甲苯
用量/g ？
？
1.44 2.0 0.8 1.2 0.2 0.8 0.41 ？
作用 成膜物质
颜料 颜料 催干剂 催干剂 催干剂 催干剂 催干剂
溶剂
5
V钛白粉 / d钛白粉 V基料 d基料
25.4 4.（2 g / ml )
100 % 17.0%
25.4 4.2 66.4 50% 1.1(g / ml )
4
作业6：如果配方2的固含量降至50%，PVC%不变，如何调整配方？
原料 54％中油度亚麻油醇酸树脂(50%固含 量)(二甲苯/200#溶剂油） 二氧化钛（金红石）
定义：颜(填)料在干涂膜中所占的体积百分比。 涂料中颜填料用量越多，PVC值越大。
颜（填）料的体积 PVC(%)=
干漆膜的总体积（颜料体积+成膜物质体积）
V颜料= V颜料＋ V成膜物质3色漆配方解析
2、色漆中基料和颜料的 配比
有光磁漆
PVC:15～20%
PVC
V钛白粉 / d钛白粉
100 %
填充剂及颜料体积浓度PVC计算
、体质颜料概述在涂料配方设计中，体质颜料通常被当作低成本的原料添加到涂料中，以提高涂料的固含量，所以当颜料以重量出售时常加入重晶石。
而随着涂料技术的发展，体质颜料除了作为填料降低涂料成本外，还可提高涂料各方面的性能，如光泽、遮盖力、流动性、流平性、耐久性、膜牢固性、透气性和流变性等。
若在配方设计中仔细选择，体质颜料可具有以下作用：(1) 可以更有效地提高钛白粉的遮盖力； (2) 可以增加涂料固含量，降低涂料的VOC值； (3) 可以控制涂料的光泽；(4) 可以提高涂料的耐擦洗性； (5) 可以提高涂料的耐沉降性； (6) 可以调节涂料的粘度；(7) 可以提高涂膜的拉伸强度； (8) 可以提高涂料的耐磨性和防滑性； 9) 当PVC > CPVC时，加入体质颜料，可以提高涂膜的干遮盖力； (10) 体质颜料可以用作涂料的补强剂和增量剂； (11) 可以提高涂料内部的附着力； (12) 可以提高涂料的耐沾污性的耐腐蚀性； (13) 体质颜料可以作为控制涂料pH值的缓冲剂； (14) 可以提高涂料的手感； (15) 可以提高涂料的湿态硬度和干态硬度。
体质颜料最早用于涂料配方中是为了增加涂料体积和降低涂料成本，随着颜料精制技术的发展，体质颜料经过改性和精制，就具有许多重要的特性。
比起化学特性而言，物理特性对涂料中体质料的影响更大，如粒径和粒子形状、吸油量、密度和表面处理或煅烧的效果。
体质颜料的粒径可以从小于0.1 μm到超过3,000 μm，但通常用到的体质颜料粒径均在0.2 ~ 20 μm内。
超细体质颜料有较高的表面积，吸油量也非常高。
而相反地，粗的体质颜料(> 20 μm)对涂膜光滑度的效果正好相反。
由于“窗口效应”，粗的体质颜料遮盖力也较低，但它在锤纹涂料和防滑涂料中具有重要作用。
体质颜料的粒子形状变化也较大，从小晶核形到无定形聚合物，从针状到棒状、层状粒子。
经煅烧的体质颜料在涂料中使用，由于其不容易被基料润湿，可能造成涂膜表面裂纹很多，产生散光性，从而提高了涂膜的干遮盖力。
涂料常用属性的计算方法
颜料体积浓度(PVC)涂料在生产过程中，是以重量为单位计算的，但涂膜在干燥后一般是以体积来表示性能的，因为干的漆膜是一个多元结构组成，各个成分之间的体积关系，对涂膜的性能有重要的作用。
在干膜中粉料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度,即PVC.PVC=粉料的体积/(粉料的体积+树脂的体积)PVC在实际应用中,与干漆膜的性能有很大的关系,因为涂料是以涂膜的厚薄来反映涂料的性质,所以PVC 值的大小可以粗略的反映涂膜的基本性能.1 CPVC的定义和计算方法:我们在涂料配方的计算中,如果想要知道颜料体积浓度对涂膜有多大的影响,必须首先要知道这个体系的临界颜料体积浓度,即CPVC.因为在涂料配方中粉料的种类和用量不一样，所产生的CPVC也不一样。
我们在测试粉体的吸油量时，当颜料刚刚被亚麻油粘结成糊状，而没有多余的亚麻油时，这时的颜料体积浓度就刚好处在CPVC值，所以颜料的吸油量和CPVC值就可以通过以下方法计算：1CPVC = ------------------1+(OA•ρ/93.5)OA --- 颜料的吸油量，ρ--- 颜料的密度，93.5---亚麻油的密度这种方式适合计算出单一粉体的CPVC值，因为各个粉体的吸油量可以测出，如果是混合粉体，这种计算方式就很不适合，恰恰现在涂料中粉料的使用几乎全部是混合粉体，所以我们可以把这种计算CPVC值的方法再进一步延伸，即混合颜料的计算方法如下：1CPVC = ----------------------------1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]式中：OA--- 某个粉体的吸油量，ρ--- 某个粉体的密度，V --- 某个粉体在整个粉体体积中所占有的体积%。
如：在某个配方中金红石钛白100kg,重钙200kg，硅灰石100kg,硫酸钡80kg.a. 我们首先计算这个粉料的体积:金红石钛白：100÷4.2 = 23.8重钙：200÷2.7 = 74硅灰石：100÷2.75 = 36.4硫酸钡：80÷4.47 = 17.9b. 总的体积:23.8 + 74 + 36.4 + 17.9 = 152.1c. 各个粉料所占的%：金红石钛白 23.8÷152.1 = 0.156重钙 74÷152.1 = 0.486硅灰石 36.4÷152.1 = 0.239硫酸钡 17.9÷152.1 = 0.117d. 混合粉料的CPVC值计算：把以上的数据代入下面的式中：1CPVC = ----------------------------1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]1CPVC = -------------------------------------------------------------------1+[（16×4.2×0.156）+（13×2.7×0.486）+（18×2.75×0.239）+（6×4.47×0.117）]/93.5= 1/[1+(10.48+17+11.8+3.14)/93.5]=1/1+42.4/93.5 = 1/1+0.453 = 1/1.454 = 0.688 = 68.8%在以上的计算中，因为各个原料的具体数值（如吸油值，密度等）有所不同，所以计算出的数值是一个近似值，只作为我们在应用中的一个参考。
PVC的计算.pdf
PVC&CPVC在涂料配方设计中的应用摘要：介绍了涂料研制中颜料及临界颜料体积浓度(PVC&CPVC) 概念的基本使用方法及在EXCEL 中的应用。
关键词：颜料体积浓度(PVC ）；临界颜料体积浓度（CPVC ）；EXCEL1 前言色漆的配方设计，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（PVC&CPVC ）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（PVC ）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。
涂料配方设计的要点及方法
形态分别见图1、图2和图3。
图1 钢铁表面形态图2 钢铁镀锌表面形态图3 磷化膜的表面形态 钢铁表面粗糙度见图4。
涂料与底材界面示意图见图5。
图5 涂料与底材界面示意图溶剂1.2.1溶剂在配方中如何考虑？高分子物质(涂料树脂)均为高分子材料，它们与溶剂之间的相容性或发生扩散的必要条件是——自由能变△△G=△H -T△S 式(1) 式中，△H—焓度；T—温度；△S—熵变。
△G越负值，越有利于相容和扩散。
△H=Vφ1φ2(δ1－δ2)1/2式(2) 式中，V—平均摩尔体积；φ1、φ2—溶剂和树脂的摩尔分数；δ1、δ2—溶剂和树脂的溶解度参数——内聚能在CPVC时，涂膜性能的突变情况见图图8 在临界颜料体积浓度时涂膜的15种主要性质的突变情况配方中颜料的选择还应考虑以下因素：(1)遮盖率 [F(反射率)=(n1-n2)2/(n1+n2)2]；(2) 吸油量；(4) 表面修饰状况，表面极性；(5) pH值；(6) 颜颜色可单独列成一门色度学，在涂料配方设计中要学会如何应用色坐标。
常用的L*a*b*色坐标，如L70，a40，代表什么颜色？应该是亮紫色。
色空间和a*b*色度图分别如图9和图10所示。
1.4 助剂1.4.1 选择原则助剂选择原则：(1) 高效；(2) 负面影响小；(3) 性价比高；(4) 符合环保要求。
1.4.2 注意的问题(1) 配伍性使用助剂时必须注意助剂与基料体系的配伍性问题。
很多助剂为了实现某种功能，都具有特定的化学结构及相涂料技术与文摘Coatings Technology & Abstracts图9 L*a*b*色空间图10 a*b*色度图对分子质量，而涂料的基料(树脂等)也是具有特定结构及相对分子质量的高分子物质，二者必须相互匹配才能发挥 助剂的功能。
如图11所示，在加入助剂后，若助剂与体系相容性差，则体系呈乳状，表明此助剂不适合该体系；相反，合适的助剂则相容性好，体系透明。
非常详细的CPVC计算方法
涂料在生产过程中，是以重量为单位计算的，但涂膜在干燥后一般是以体积来表示性能的，因为干的漆膜是一个多元结构组成，各个成分之间的体积关系，对涂膜的性能有重要的作用。
在干膜中粉料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度,即PVC.PVC=粉料的体积/(粉料的体积+树脂的体积)PVC在实际应用中,与干漆膜的性能有很大的关系,因为涂料是以涂膜的厚薄来反映涂料的性质,所以PVC值的大小可以粗略的反映涂膜的基本性能.1 CPVC的定义和计算方法:我们在涂料配方的计算中,如果想要知道颜料体积浓度对涂膜有多大的影响,必须首先要知道这个体系的临界颜料体积浓度,即CPVC.因为在涂料配方中粉料的种类和用量不一样，所产生的CPVC也不一样。
我们在测试粉体的吸油量时，当颜料刚刚被亚麻油粘结成糊状，而没有多余的亚麻油时，这时的颜料体积浓度就刚好处在CPVC值，所以颜料的吸油量和CPVC值就可以通过以下方法计算：1CPVC = ------------------1+(OA•ρ/93.5)OA --- 颜料的吸油量，ρ--- 颜料的密度，93.5---亚麻油的密度这种方式适合计算出单一粉体的CPVC值，因为各个粉体的吸油量可以测出，如果是混合粉体，这种计算方式就很不适合，恰恰现在涂料中粉料的使用几乎全部是混合粉体，所以我们可以把这种计算CPVC值的方法再进一步延伸，即混合颜料的计算方法如下：1CPVC = ----------------------------1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]式中：OA--- 某个粉体的吸油量，ρ--- 某个粉体的密度，V --- 某个粉体在整个粉体体积中所占有的体积%。
如：在某个配方中金红石钛白100kg,重钙200kg，硅灰石100kg,硫酸钡80kg.a. 我们首先计算这个粉料的体积:金红石钛白：100÷4.2 = 23.8重钙：200÷2.7 = 74硅灰石： 100÷2.75 = 36.4硫酸钡： 80÷4.47 = 17.9b. 总的体积:23.8 + 74 + 36.4 + 17.9 = 152.1c. 各个粉料所占的%：金红石钛白 23.8÷152.1 = 0.156重钙 74÷152.1 = 0.486硅灰石 36.4÷152.1 = 0.239硫酸钡 17.9÷152.1 = 0.117d. 混合粉料的CPVC值计算：把以上的数据代入下面的式中：1CPVC = ----------------------------1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]1CPVC = -------------------------------------------------------------------1+[（16×4.2×0.156）+（13×2.7×0.486）+（18×2.75×0.239）+（6×4.47×0.117）]/93.5= 1/[1+(10.48+17+11.8+3.14)/93.5]=1/1+42.4/93.5 = 1/1+0.453 = 1/1.454 = 0.688 = 68.8%在以上的计算中，因为各个原料的具体数值（如吸油值，密度等）有所不同，所以计算出的数值是一个近似值，只作为我们在应用中的一个参考。
电池浆料配方估算方法
电池浆料配方估算方法浆料在生产过程中，各组分配方通常是以重量为单位计算的，但电极涂层在干燥后一般是多元结构组成的，各个组分（活性物质、导电剂、孔隙率）之间的体积关系，对电池的性能有重要的作用。
在电化学模型计算中，常常根据活性物质、导电剂等体积分数来计算电化学性能。
电极浆料流体特性，加工工艺特性也更多与各组分的体积分数关系大。
因此，浆料配方设计根据体积更加合理。
涂料行业有一个重要的参数，颜料的体积浓度（PVC），即在干膜中粉料所占的体积百分比。
PVC=粉料的体积/(粉料的体积+聚合物粘结剂的体积)电池浆料中，粉料包括活性物质和导电添加剂，因此，电池浆料中PVC=（活性物质的体积+导电剂的体积）/(活性物质和导电剂粉料的体积+聚合物粘结剂的体积)在浆料配方的计算中，如果想要知道浆料的体积浓度对电池性能的影响，必须首先要知道这个体系的临界粉料体积浓度，即CPVC。
涂料行业中在测试粉体的吸油量时，当颜料刚刚被亚麻油粘结成糊状，而没有多余的亚麻油时，这时的颜料体积浓度就刚好处在CPVC值，所以颜料的吸油量和CPVC值就可以通过以下方法计算：CPVC=1/[1+( OA·ρ/0.935)]式中：OA --- 粉料的吸油量，%；ρ--- 粉料的密度，g/cm3；0.935---亚麻油的密度，g/cm3，如果采用其他有机物测试时，相应变更为该材料的密度。
对于混合粉体，计算CPVC值的方法进一步延伸，方法如下：CPVC =1/{1+Σ[(OA·ρ·V/0.935]}式中： OA--- 某个粉体的吸油量，%；ρ--- 某个粉体的密度，g/cm3； V --- 某个粉体在整个粉体体积中所占有的体积分数，%。
称取试样m1 g置于玻璃板或釉面板上用滴定管滴加精制亚麻油，在滴加的同时用调刀不断进行翻动研磨，起初试样呈分散状，后逐渐成团甚至全部被精制亚麻油所湿润，并形成一整团即为终点。
记录滴加的精制亚麻油的质量m2 g，或者体积V ml。
颜料体积浓度(PVC)
颜料体积浓度(PVC)颜料体积浓度(PVC)涂料在生产过程中，是以重量为单位计算的，但涂膜在干燥后一般是以体积来表示性能的，因为干的漆膜是一个多元结构组成，各个成分之间的体积关系，对涂膜的性能有重要的作用。
在干膜中粉料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度,即PVC.PVC=粉料的体积/(粉料的体积+树脂的体积)PVC在实际应用中,与干漆膜的性能有很大的关系,因为涂料是以涂膜的厚薄来反映涂料的性质,所以PVC值的大小可以粗略的反映涂膜的基本性能.1CPVC的定义和计算方法:我们在涂料配方的计算中,如果想要知道颜料体积浓度对涂膜有多大的影响,必须首先要知道这个体系的临界颜料体积浓度,即CPVC.因为在涂料配方中粉料的种类和用量不一样，所产生的CPVC也不一样。
我们在测试粉体的吸油量时，当颜料刚刚被亚麻油粘结成糊状，而没有多余的亚麻油时，这时的颜料体积浓度就刚好处在CPVC值，所以颜料的吸油量和CPVC值就可以通过以下方法计算：1CPVC=------------------1+(OA•ρ/93.5)OA---颜料的吸油量，ρ---颜料的密度，93.5---亚麻油的密度这种方式适合计算出单一粉体的CPVC值，因为各个粉体的吸油量可以测出，如果是混合粉体，这种计算方式就很不适合，恰恰现在涂料中粉料的使用几乎全部是混合粉体，所以我们可以把这种计算CPVC值的方法再进一步延伸，即混合颜料的计算方法如下：1CPVC=----------------------------1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]式中：OA---某个粉体的吸油量，ρ---某个粉体的密度，V---某个粉体在整个粉体体积中所占有的体积%。
如：在某个配方中金红石钛白100kg,重钙200kg，硅灰石100kg,硫酸钡80kg.a.我们首先计算这个粉料的体积:金红石钛白：100÷4.2=23.8重钙：200÷2.7=74硅灰石：100÷2.75=36.4硫酸钡：80÷4.47=17.9b.总的体积:23.8+74+36.4+17.9=152.1c.各个粉料所占的%：金红石钛白23.8÷152.1=0.156重钙74÷152.1=0.486硅灰石36.4÷152.1=0.239硫酸钡17.9÷152.1=0.117d.混合粉料的CPVC值计算：把以上的数据代入下面的式中：1CPVC=----------------------------1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]1CPVC=-------------------------------------------------------------------1+[（16×4.2×0.156）+（13×2.7×0.486）+（18×2.75×0.239）+（6×4.47×0.117）]/93.5=1/[1+(10.48+17+11.8+3.14)/93.5]=1/1+42.4/93.5=1/1+0.453=1/1.454=0.688=68.8%在以上的计算中，因为各个原料的具体数值（如吸油值，密度等）有所不同，所以计算出的数值是一个近似值，只作为我们在应用中的一个参考。
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涂料配方CPVC的计算
涂料在生产过程中，是以重量为单位计算的，但涂膜在干燥后一般是以体积来表示性能的，因为干的漆膜是一个多元结构组成，各个成分之间的体积关系，对涂膜的性能有重要的作用。
在干膜中粉料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度,即PVC.
PVC=粉料的体积/(粉料的体积+树脂的体积)
PVC在实际应用中,与干漆膜的性能有很大的关系,因为涂料是以涂膜的厚薄来反映涂料的性质,所以PVC值的大小可以粗略的反映涂膜的基本性能.
1、CPVC的定义和计算方法:
我们在涂料配方的计算中,如果想要知道颜料体积浓度对涂膜有多大的影响,必须首先要知道这个体系的临界颜料体积浓度,即CPVC。
因为在涂料配方中粉料的种类和用量不一样，所产生的CPVC也不一样。
我们在测试粉体的吸油量时，当颜料刚刚被亚麻油粘结成糊状，而没有多余的亚麻油时，这时的颜料体积浓度就刚好处在CPVC值，所以颜料的吸油量和CPVC值就可以通过以下方法计算：
1
CPVC=------------------
1+(OA•ρ/93.5)
OA---颜料的吸油量，ρ---颜料的密度，93.5---亚麻油的密度
这种方式适合计算出单一粉体的CPVC值，因为各个粉体的吸油量可以测出，如果是混合粉体，这种计算方式就很不适合，恰恰现在涂料中粉料的使用几乎全部是混合粉体，所以我们可以把这种计算CPVC值的方法再进一步延伸，即混合颜料的计算方法如下：
1
CPVC=----------------------------
1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]
式中：
OA---某个粉体的吸油量，
ρ---某个粉体的密度，
V---某个粉体在整个粉体体积中所占有的体积%。
如：在某个配方中金红石钛白100kg,重钙200kg，硅灰石100kg,硫酸钡80kg.
a.我们首先计算这个粉料的体积:
金红石钛白：100÷4.2=23.8
重钙：200÷2.7=74
硅灰石：100÷2.75=36.4
硫酸钡：80÷4.47=17.9
b.总的体积:
23.8+74+36.4+17.9=152.1
c.各个粉料所占的%：
金红石钛白23.8÷152.1=0.156
重钙74÷152.1=0.486
硅灰石36.4÷152.1=0.239
硫酸钡17.9÷152.1=0.117
d.混合粉料的CPVC值计算：
把以上的数据代入下面的式中：
1
CPVC=----------------------------
1+Σ[(OA•ρ•V/93.5]
1
CPVC=-------------------------------------------------------------------
1+[（16×4.2×0.156）+（13×2.7×0.486）+（18×2.75×0.239）+（6×4.47×0.117）]/93.5 =1/[1+(10.48+17+11.8+3.14)/93.5]
=1/1+42.4/93.5=1/1+0.453=1/1.454=0.688=68.8%
在以上的计算中，因为各个原料的具体数值（如吸油值，密度等）有所不同，所以计算出的数值是一个近似值，只作为我们在应用中的一个参考。
另外，在一些专业书籍中介绍的还有别种计算CPVC的方法，但不管是什么方法，计算出的基本上都是一个近似值，因为影响CPVC值的因素太多，各个方法计算出的CPVC可能都不同，所以我们只能作为参考。
PVC和CPVC的关系：
我们不管在生产油性或水性涂料时，都会涉及到涂料的PVC值，而每种涂料配方肯定有一个CPVC值，但这个数值因为计算很麻烦，所以我们平时很少去注意它，然而当你了解这种涂料的PVC值和CPVC值后，就大概可以知道这种涂料的涂膜空隙率。
例如：还按照以上的配方计算：
a.各种粉料的体积和：
23.8+74+36.4+17.9=152.1
b.涂料CPVC值所需用的乳液量：
152.2÷(152.1+X)=0.688
X=(1-0.688)×152.1/0.688
X=47.45/0.688=68.97
c.所以在这个涂料的配方中达到CPVC值需要的乳液为：
68.97÷0.48=143.7
这都是一些运算出来的估计值，但这个值对我们了解这个涂料配方中的一些基本性能有所帮助。
所以，如果我们在做这个配方的过程中，乳液的使用超过143.7kg以后，涂膜的密实度就很好，但低于这个值的时候，涂膜就会产生一些空隙。
例如：我们把乳液的量用到120kg来计算涂膜的空隙率。
a.120kg的乳液的固含为：
120×0.48=57.6
b.涂料的PVC值为：
152.1/152.1+57.6=152.1/209.7=0.725=72.5%
c.所以涂膜的空气所占的体积为：
72.5%-68.8%=3.7%
这就是一个简单的估算涂膜空隙率的一个方法，但这个方法因为在计算中引用的各种数据都有误差，所以只能算一个近似值，但这个值可以帮助我们了解涂膜的大致结构。