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一、術(shù)語和定義

涂料的密度是指單位體積涂料的質(zhì)量，通常用“千克每升” (kg/L) 或“克每立方厘米” (g/cm³) 表示。

粉末涂料密度的測試相對復(fù)雜。由于粉末涂料是固體顆粒，每個顆粒自身會有孔隙，同時在堆積時顆粒之間也會有間隙。粉末涂料在測試密度時，通常將這部分空隙除去，得到樣品的真體積，樣品的質(zhì)量除以真體積即為樣品的真密度。

粉末涂料密度測試的關(guān)鍵是測試其真體積，目前有兩種方法，即氣體置換法和液體置換法。

二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 21782.2-2008 / ISO 8130-2: 1992, IDT《粉末涂料 第2部分：氣體比較比重儀法測定密度(仲裁法)》

GB/T 21782.3-2008 / ISO 8130-3: 1992, IDT《粉末涂料 第3部分：液體置換比重瓶法測定密度》

ISO 8130-2: 2021《粉末涂料 第2部分：氣體比較比重儀法測定密度(仲裁法)》

ISO 8130-3: 2021《粉末涂料 第3部分：液體置換比重瓶法測定密度》

ASTM D5965-2019《粉末涂料比重試驗(yàn)方法》

三、測試方法介紹

1. 液體置換法 (GB/T 21782.3-2008 / ISO 8130-3: 1992、ISO 8130-3: 2021)

該方法使用容量瓶和潤濕液進(jìn)行檢測，適用于普通粉末（不包括金屬粉末），成本較低，適合粉末涂料供應(yīng)商常規(guī)使用。操作流程為：

①使用精度為萬分之一的天平，稱重干燥過的50 mL容量瓶，稱取質(zhì)量為m（一般為15 g左右）待測粉末；

②選用合適的潤濕介質(zhì)進(jìn)行充分潤濕；

③使用潤濕介質(zhì)標(biāo)定容量瓶至50 mL刻度線，記錄消耗潤濕液體積V；

④依據(jù)測量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并準(zhǔn)備重復(fù)平行試驗(yàn)；

ρ = m/(50−V)

由于潤濕介質(zhì)無法排除內(nèi)部閉合孔隙和難浸潤部分的干擾，該方法檢測出的密度值可以被認(rèn)為是表觀密度。

試驗(yàn)中使用的潤濕介質(zhì)選擇也很重要，需要跟待測粉體有良好的潤濕，且不能有溶解。標(biāo)準(zhǔn)里推薦使用己烷，而實(shí)際粉末涂料生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)，使用的物質(zhì)還有石油醚與庚烷，二者的潤濕性和成本與己烷相近。由于石油醚成分復(fù)雜，且混有芳香烴，具有一定毒性，而己烷揮發(fā)性較庚烷大，因此更推薦使用庚烷。

2. 氣體置換法 (GB/T 21782.2-2008 / ISO 8130-2: 1992、ISO 8130-2: 2021、ASTM D5965)

該方法使用氣體比重儀進(jìn)行測量，一般由第三方檢測機(jī)構(gòu)或是需要仲裁時使用該檢測方法，精度較液體置換法高，并且適用于普通粉末涂料以及金屬粉末涂料。測試方法如下：

①依照儀器供應(yīng)商提供的方法首先進(jìn)行儀器校正；

②使用儀器配置的樣品杯取樣放進(jìn)比重儀的樣品室；

③設(shè)置分析參數(shù)與脫氣參數(shù)等相關(guān)參數(shù)；

④稱重計(jì)算最終樣品質(zhì)量；

⑤自動儀器輸入質(zhì)量生成測試報告；手動儀器計(jì)算質(zhì)量，根據(jù)采集數(shù)據(jù)計(jì)算體積，最后計(jì)算密度。

氣體比重儀的理論基礎(chǔ)是理想氣體狀態(tài)方程，所使用的氣體不能對待測粉末有化學(xué)作用。對于粉末涂料來講，直接采用空氣就可以，標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5965中建議使用惰性氣體氦氣進(jìn)行操作，具有普適性。使用該方法測量出粉體體積基本接近顆粒的骨架體積，測得的結(jié)果可以被認(rèn)為是真密度。

氣體比重儀的設(shè)計(jì)原理圖

3. 理論計(jì)算法

該方法是根據(jù)原材料的密度對粉末涂料進(jìn)行理論計(jì)算。基于此方法需要知道待測粉末涂料明確配方，并且準(zhǔn)確知道各原材料密度，操作起來太復(fù)雜且不準(zhǔn)確，因此往往不考慮選用此方法。

四、做好粉末涂料密度質(zhì)量控制的意義

粉末涂料的密度在很大程度影響著涂裝施工和成膜狀況，重視粉末涂料的密度控制，有助于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

另外，粉末涂料的密度關(guān)乎客戶的粉末需求量。尤其是針對工程項(xiàng)目的涂裝需求，事先必須了解好客戶的涂裝工藝和技術(shù)要求，前期做好小批量實(shí)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)粉末涂料的密度并嚴(yán)格控制，這樣才能提供給客戶準(zhǔn)確的粉末需求量，不至于備貨不足或過剩。