一、術語和定義

涂料的密度是指單位體積涂料的質量，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，樣品的質量除以真體積即為樣品的真密度。

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

二、相關標準

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，適合粉末涂料供應商常規使用。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，稱取質量為m（一般為15 g左右）待測粉末；

②選用合適的潤濕介質進行充分潤濕；

③使用潤濕介質標定容量瓶至50 mL刻度線，記錄消耗潤濕液體積V；

④依據測量所得數據進行計算并準備重復平行試驗；

ρ = m/(50−V)

由于潤濕介質無法排除內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為是表觀密度。

試驗中使用的潤濕介質選擇也很重要，需要跟待測粉體有良好的潤濕，且不能有溶解。標準里推薦使用己烷，而實際粉末涂料生產行業內，使用的物質還有石油醚與庚烷，二者的潤濕性和成本與己烷相近。由于石油醚成分復雜，且混有芳香烴，具有一定毒性，而己烷揮發性較庚烷大，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行測量，一般由第三方檢測機構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依照儀器供應商提供的方法首先進行儀器校正；

②使用儀器配置的樣品杯取樣放進比重儀的樣品室；

③設置分析參數與脫氣參數等相關參數；

④稱重計算最終樣品質量；

⑤自動儀器輸入質量生成測試報告；手動儀器計算質量，根據采集數據計算體積，最后計算密度。

氣體比重儀的理論基礎是理想氣體狀態方程，所使用的氣體不能對待測粉末有化學作用。對于粉末涂料來講，直接采用空氣就可以，標準ASTM D5965中建議使用惰性氣體氦氣進行操作，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，測得的結果可以被認為是真密度。

氣體比重儀的設計原理圖

3. 理論計算法

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

四、做好粉末涂料密度質量控制的意義

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，有助于穩定產品質量。

另外，粉末涂料的密度關乎客戶的粉末需求量。尤其是針對工程項目的涂裝需求，事先必須了解好客戶的涂裝工藝和技術要求，前期做好小批量實驗，合理設計粉末涂料的密度并嚴格控制，這樣才能提供給客戶準確的粉末需求量，不至于備貨不足或過剩。