第三節(jié)　涂膜性能與PVC的關(guān)系

PVC對(duì)涂膜性能有很大影響，當(dāng)PVC>CPVC時(shí)，顏料粒子得不到充分的潤(rùn)濕，在顏料與基料的混合體系中存在空隙，當(dāng)PVC<CPVC時(shí)，顏料以分離形式存在于黏結(jié)劑相中，顏料體積濃度在CPVC附近變化時(shí)，漆膜的性質(zhì)將發(fā)生突變，因此，CPVC是涂料性能的一項(xiàng)重要表征，也是進(jìn)行涂料配方設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。顏料體積濃度對(duì)涂膜機(jī)械性能的影響如圖2-1所示。

從圖2-1可以看出，顏料體積濃度對(duì)涂膜機(jī)械性能的影響分為兩個(gè)階段，首先隨著顏料體積濃度的增加，密度、強(qiáng)度、黏結(jié)強(qiáng)度等機(jī)械性能增強(qiáng)，但當(dāng)PVC值達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)后，上述機(jī)械性能降低，該臨界點(diǎn)即為臨界顏料體積濃度CPVC。

漆膜的滲透性是成膜物的本質(zhì)。在色漆膜中，滲透性在PVC增加到一定程度時(shí)才開始增大，達(dá)到CPVC后就急劇增大。超過CPVC后的滲透性增大是由于漆膜中有了孔隙，如圖2-2（a）所示；而未達(dá)到CPVC時(shí)的增大是由于顏料在漆膜內(nèi)分布不均，如前所述，有的區(qū)間大、有的區(qū)間小，有的區(qū)間甚至超過了CPVC。PVC與防腐蝕性能的關(guān)系如圖2-2（b）所示。對(duì)屏蔽型防蝕涂料而言，滲透性小，阻止腐蝕物質(zhì)滲入到漆膜/底材界面的能力就大，銹蝕速率就小。對(duì)抑制型來說，需要有合適的滲透性，使水分滲透到達(dá)漆膜/底材的界面，溶解防蝕顏料，產(chǎn)生一定的離子濃度，以鈍化金屬底材，達(dá)到防蝕效果。因此滲透性既不能過大而引起漆膜起泡，又不能太小而使離子濃度過低而無法有效地防蝕，可用PVC來調(diào)節(jié)合適的滲透性。成膜物的漆膜是個(gè)滲透膜，水分和其他介質(zhì)可從漆膜外滲透入漆膜/底材界面，也可從這界面滲透出去，這決定于漆膜兩側(cè)的滲透壓差。當(dāng)漆膜/底材界面上有可溶性鹽，如磷化處理后未洗凈的殘留鹽分時(shí)，水就會(huì)從外界向界面滲透，并聚集在此點(diǎn)上。聚集的水逐漸增多，對(duì)這點(diǎn)上的漆膜的壓力就會(huì)逐漸增大，當(dāng)壓力大于漆膜與底材間的附著力時(shí)，就出現(xiàn)了起泡現(xiàn)象。當(dāng)PVC逐漸增大時(shí)，漆膜的滲透性也逐漸增大，滲透壓差就不易增大了，起泡傾向也逐漸降低了。超過CPVC則很少有起泡現(xiàn)象，因?yàn)槠崮び锌紫兜拇嬖冢瑵B透壓差不易形成。

由圖2-3（d）可見，PVC對(duì)涂膜的遮蓋力影響也較大，當(dāng)PVC小于CPVC時(shí)，遮蓋力先隨著PVC的增加而提高，隨后增幅變小，當(dāng)PVC超過CPVC時(shí)，遮蓋力又快速提高。

由圖2-3（e）可見，隨著PVC的逐漸增大，表面粗糙度逐漸提高，漆膜的光澤隨之下降，接近CPVC時(shí)最低，因此可通過改變PVC來調(diào)節(jié)涂膜的光澤度。這里需要指出的是，在PVC遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CPVC，即涂料中顏料含量較少時(shí)，PVC的增大對(duì)表面粗糙度影響不大，但光澤也有較大的下降，這是因?yàn)樵诔赡み^程中，溶劑揮發(fā)時(shí)所形成的底（層）面（層）對(duì)流會(huì)夾帶顏料運(yùn)動(dòng)，使顏料在漆膜中分布不均勻的緣故。例如質(zhì)量很輕、粒徑很小的消光粉在對(duì)流中被帶到了表面，因表層的黏度較高（溶劑在此揮發(fā)出去之故）而被黏附住，在表層形成了很高的PVC而造成了光澤的大幅下降，但總的PVC卻是較低的，是達(dá)不到這樣低的光澤的。

在涂料設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用CPVC、PVC對(duì)遮蓋力的影響特點(diǎn)。例如天花板漆不易沾污，也不需要擦洗，強(qiáng)度一般要求不高，這時(shí)可以使PVC大于CPVC，使遮蓋力大大增加，以便充分利用“空氣”這個(gè)最便宜的顏料；但對(duì)墻壁用涂料，則應(yīng)使PVC低于CPVC。底漆的PVC一般大于CPVC，這樣可使面漆的漆料滲入底漆的空隙以增加面漆與底漆間的結(jié)合力。由此可見，PVC/CPVC對(duì)漆膜的性能影響非常大。PVC和CPVC之比稱為比體積濃度：

Δ=PVC/CPVC

在配方中應(yīng)重視Δ，例如高質(zhì)量的有光汽車面漆、工業(yè)用漆和民用漆（面漆），其Δ在0.1～0.5之間，半光的建筑用漆，Δ在0.6～0.8之間，而無光內(nèi)外墻涂料在1.0左右，天花板漆Δ>1，金屬保護(hù)底漆Δ在0.75～0.90之間，可以保證有較好的防銹和防氣泡性能，而對(duì)于要用砂紙打磨的底漆，Δ在1.05～1.15之間，這樣可使打磨容易，涂層對(duì)砂紙有較少的黏滯力。

金紅石型鈦白粉體積濃度與遮蓋力之間有一個(gè)特殊的關(guān)系，即它在CPVC以前有一個(gè)最高值，當(dāng)PVC為22%時(shí)遮蓋力最高，當(dāng)濃度大于22%時(shí)遮蓋力反而下降，其原因不是很清楚。由于PVC在18%～22%之間遮蓋力變化不大，一般為節(jié)省金紅石型鈦白粉，用量只加到PVC為18%，如果增加一些惰性顏料，因?yàn)樗鼈兛梢匀〈恍┎黄鹱饔玫拟伆追郏伆追塾昧靠山抵?5%。