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PVCCPVC 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 (PVCCPVC) 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 ）； EXCEL 1 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 （ PVCCPVC ）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 （ PVCCPVC ）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。 2.2 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 所示。 3 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 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： (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