涂布液固含量和体积比的优化方法

1.固含量

（1）质量固含量

涂布液的质量固含量，是以质量分数来表示的涂料浆料的质量性能指标，即：

涂布液固含量=固形物的质量/（固形物质量+液体质量）×100%。

对涂布液的颜料分散体而言，其颜料分散体的固含量为：

分散体固含量=颜料粒子质量/（颜料粒子质量+液体质量）×100%。

涂布液质量固含量影响分散液稳定性、黏度、色光及涂层干燥成膜性能。对功能性涂层，涂布液固含量直接影响功能膜的功能性。

（2）体积固含量

涂料行业里常说的“体积固含量”即不挥发物体积分数，是指“在规定条件下，经蒸发后得到的残余物的体积百分数”（GB/T 5206—2015）。

体积固含量涉及涂料配方设计、涂布工艺设计、涂布率计算以及涂布成本控制，还牵涉到环保因素。是涂布工艺设计和成本估算的关键因素。

常用的体积固含量的测算方法如下。

①配方原料累计体积。把配方中各种原料的不挥发物体积累加，即可得到涂料的体积固含量数据。但无法控制颜料的孔隙渗透、固化时涂膜收缩等因素，结果偏差较大。(www.xing528.com)

②按干膜湿膜比例计算。根据“不挥发物体积分数”的定义，干膜与湿膜的比值即为体积固含量，此方法有一定偏差，但简便实用，可作为涂料施工方的辅助检验手段。

③国标或ISO标准方法GB/T 9272—2007（ISO 3233—1998）。标准规定了通过检测干膜密度来测定涂料的体积固含量的方法，是通过测量涂料的质量固含量、原液体涂料密度和干膜密度，把后两者代入质量固含量中，则可算得NVv。

（3）涂布率计算

式（2-1）体积公式的逆运算，把涂膜看作是一个立体，已知其体积（体积固含量）及高度（干膜厚度，μm），计算其底面积（涂布面积，m2/L）。

有了理论涂布率，再根据实际施工的损耗率（或上漆率）和涂料成本，即可计算实际涂布率和实际施工的涂料成本。

损耗率主要取决于涂装设备和涂装工艺。对于粉末涂料，可视为固体分为100%的液体涂料，由于它是按kg为单位销售，套用公式（2-1）计算时，需除以粉末密度，将涂布率转换为m2/kg。

粉末涂料的密度可参考GB/T 21782.2—2008（仲裁法）和GB/T 21782.3—2008的方法来测定。在涂装施工过程中，以高压静电喷涂工艺涂装的实际涂布率，一般比理论涂布率低10%～15%，个别情况甚至超过20%。

为了使“理论涂布率”更接近实际情况，可从粒径的角度对式（2-2）进行修正，即是将粒径低于10μm和粒径大于90μm的部分剔除，把剩余部分看作是粉末涂料真正可以使用的“体积固含量”：

2.涂布液体积比

涂布液体积比，是用体积分数表达的涂布液分散体的质量性能指标，由式（2-4）计算。

在讨论涂布液流变性时，体积比比固含量更确切，因为固含量受颜料密度影响，密度大的颜料制成的涂料固含量高，但黏度不一定高，体积比则排除了密度影响，可对不同颜料制备的涂料进行比较。特别是涉及几何效应的影响时，体积比更直接，如某涂布液体积比增加到一定程度时（碳酸钙50%，硫酸钡39%），表现出胀流性。