任何一种涂料的涂膜中颜料体积浓度增加到一定值时, 许多涂膜性能尤其是与孔隙率有
关的性能 (如渗透性、 抗起泡性、 防腐蚀性、 抗张强度和耐磨等机械特性) 会发生显著变化
(见图7-2), 涂膜的光学性质、 导电性、 介电常数等其他性质也有变化。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
/%
图7-2 涂膜性能与颜料体积浓度的关系
我们定义涂膜性能发生显著变化时, 涂料的颜料体积浓度为其临界颜料体积浓度 (criticalpigmentvolumeconcentration, CPVC)。 它与所有色漆的特性紧密相关: 处于CPVC时
的任何一种涂料, 其粘接剂 (主要成膜物) 恰好能润湿所有颜料粒子; 当配方 PVC 低于
CPVC时, 成膜物过量, 颜料粒子空隙可以被成膜物填满, 颜料粒子被牢固嵌入基料膜中;
当配方中的 PVC高于 CPVC时, 则没有过多的成膜物润湿所有颜料, 其颜料只能松散地固
定在基料膜中。 所以高性能或户外涂料配方的 PVC 一般不应超过 CPVC, 否则该涂膜的物
理力学性能将不会得到保障。 对于一些无关紧要的场合 (如内墙涂料、 底漆等), 由于填料
价格低廉, 我们就可采用 PVC大于 CPVC的配方, 以期在经济上获得更好的利益。
临界颜料体积浓度的大小随涂料配方的不同而变化, 因为它既决定基料对颜料的润湿能
力, 又与颜料被润湿的难易程度有关。 因此, 配方的 CPVC 的确切数值只能通过经验性的
试验和监测其性能变化而测定。 对于一些 PVC相对较低的涂料, 配方的 CPVC并不十分重
要, 但在高 PVC范围拟定配方时, 知道该体系距离临界点有多远却是重要的。 在涂料制造
过程中, 某些相对较小的组成变化, 可能会使其 PVC发生较大变化。
(1) CPVC的计算
CPVC= 1
1+吸油量×100%
此式中的吸油量是每毫升颜填料耗用的亚麻仁油的体积 (mL)。 如果配方中使用了多种
颜填料, 该吸油量则取它们各自吸油量的加权和。
如图7-2所示, 涂膜的许多性能如抗张强度、 耐磨性, 特别是那些与涂膜的多孔性有关
的性能如渗透性、 抗起泡性和耐腐蚀性会随着涂料的PVC变化而逐渐变化, 当PVC超过某
一临界颜料体积浓度 (CPVC) 时, 这些性能就会发生突变。 因此 CPVC是色漆配方中的一
305个重要参数。
(2) CPVC的意义 一个涂料配方系统的 CPVC 数值是由所选取的颜料、 填料和基料
的性能决定的。 影响 CPVC 的重要因素是基料润湿颜料 (填料) 的能力以及颜料 (填料)
被基料润湿的难易程度。 一般说来, 易于被基料润湿的颜料能降低配方的 CPVC, 另外, 颜
料微粉的形状和粒径及其分布对 CPVC也有很大影响。 因此要将涂料的 CPVC总结出一般
性的规律是十分困难的, 某个配方的精确 CPVC 数值只能用观察涂膜性能变化的经验方法
来测定, 显然, 用性能变化的方法来测定 CPVC是很费时的。 许多涂料的实际 CPVC 值大
致在50%~60%之间, 在配方的 PVC较低时, 无须知道 CPVC值, 但在配方的 PVC较高
时 (接近 CPVC), 如果在配制过程的配方或加料工序中发生了少量的物料偏差, 就可能导
致 PVC超过 CPVC, 使漆膜的质量变坏。
涂料的 PVC与 CPVC之间关系对设计涂料配方是十分有用的。 如果两种涂料的 PVC
完全相同, 一种涂料的 PVC低于其 CPVC, 而另一种涂料的 PVC高于其 CPVC, 这两种涂
料的性能将有很大的差异。 因此, 涂料的性能不仅与它的 PVC有关, 而且与它的配方系统
的 CPVC有关。