背景

自古以来，油漆和涂料便与人们的日常生活息息相关，人们使用涂料来实现装饰、保护和伪装等功能。早期的油漆使用天然染料着色，以蛋黄、亚麻籽油、蜡，或者其他天然粘合剂使其能粘附在物体表面。随着生产水平的不断提高，油漆的配方也不断改进，在二战后，油漆和涂料行业发生了革命性的改变，铅、汞等有毒成分被去除，实现了向无害化方向的发展。如今，多以合成聚合物、树脂以及相应的溶解试剂等为原料进行油漆生产，这些材料相对于早期的油漆，具备更突出的使用性能，表现出更强的耐酸性，在极端高温或低温以及雨雪环境中的稳定性。

涂料是由颜料、媒介物质、载体组成的三组分材料，高质量的涂料是由高质量的材料制成。生产商必须对原材料及产品进行质量控制，以确保消费者对购买的产品感到满意。为了确保产品中各组分含量的准确性及产品质量的稳定性，通常需要进行干燥试验，以检验加热干燥处理后非挥发性成分的含量。

固含量的测试方法

◾传统测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）分析标准D2369：通过烘箱法测定涂料挥发性成分的含量。该标准于1965年开始执行，可以实现挥发物含量的有效测量，但是该方法通常需要耗费数小时的测试时间，这会对生产效率产生不利影响。此外，这种方法不能提供实时的分析结果，这会导致生产过程中异常问题的发现处置的滞后性。

◾快速干燥失重法

由于干燥失重技术的不断进步，美国材料与试验协会于2006年制定了新的测试标准ASTM D7232 - 使用干燥失重法快速测定涂料中非挥发性成分含量的标准试验方法。该测试方法可以获得与ASTM D2369相同的测试结果，但测试时间由原来的2小时以上缩短至数分钟，从而可以完全替代ASTM D2369标准。

检测设备

干燥失重分析仪

实验方法

按照ASTM-D2369和ASTM-D7232测试标准，分别使用烘箱和干燥失重分析仪测试三种涂料产品的固含量。

使用干燥失重分析仪测试样品时，首先将容器中的涂料产品搅拌均匀后，才能称样测试。

使用5mL塑料注射器进行样品转移，样品盛放在带滤纸的平底样品盘中进行测试。

结果与分析

表1：样品1固含量测试结果——干燥失重分析仪（MAX 4000XL） vs 烘箱

表2：样品2固含量测试结果——干燥失重分析仪MAX 4000XL vs 烘箱

表3：样品3固含量测试结果——干燥失重分析仪MAX 4000XL vs 烘箱

数据分析

通过上述三个样品的测试数据可以看出，这两种方法获得的测试结果具有很好的一致性。样品1和样品2在使用MAX 4000XL测试时，具有更好的测试重复性。

图2：样品2——固含量及挥发物释放速率vs时间 实时曲线

图谱分析

由图2可知，在试验开始100s左右时，样品2开始释放挥发物。这表明，我们设置的仪器闲置温度足够低，可以有效的防止在数据采集之前挥发物的蒸发损失。速率曲线的拖尾现象表明，样品中的挥发性成分已释放完毕，可以结束试验。另外两个样品也具有相似的测试曲线。

结论

对于油漆和涂料的固含量分析，快速干燥失重法比传统的烘箱法更可取，两种测试方法能够提供一致性的测试结果。

与烘箱法相比，干燥失重分析仪可以显著地缩短测试时间；同时，还可以针对正在测试的样品提供更全面的实时信息（如图2所示）。

干燥失重分析仪的优势将有助于油漆和涂料生产商优化产品配方，提高生产效率及产品质量。