清漆与色漆中体积非挥发物含量测定标准试验方法（D2697-22）

📋 概述与适用范围

标准编号D2697-22（原批准年份2022年）是由美国材料与试验协会（ASTM）发布，用于测定清漆与色漆中体积非挥发物含量的标准试验方法。该方法基于阿基米德浮力原理，通过测量涂层在空气与已知密度液体中的表观重量变化来计算干燥涂层的真实体积，进而获得非挥发物的体积份额。该方法的历史可追溯至20世纪中期，历经多次修订完善，最新版本明确了适用范围包括水可稀释外墙乳胶漆、溶剂型底漆、水性底漆、水性瓷漆以及丙烯酸分散体清漆等多种涂料体系。标准同时明确指出本方法不适用于辐射固化材料，因为其固化机制与干燥过程差异显著，且对于某些高颜料含量涂料可能需要采用特殊液体如水银才能获得可靠结果。

该方法与ASTM标准体系中的多项相关标准紧密联系：密度测定需遵循D1475方法；挥发物含量测定参照D2369；取样操作依据D3925规范；对于辐射固化材料，其挥发物含量测定应使用D5403方法。这种体系化的关联保证了测试结果的溯源性与可比性。此外，本方法为美国国防部批准使用，表明其在军事涂料性能验证中同样具有重要地位。工程实践中的质量控制往往需要同时获得质量非挥发物含量（D2369）与体积非挥发物含量（D2697），前者反映配方中物质总量，后者直接关联涂层的干膜密度与涂布面积，对成本核算与用量的精确控制至关重要。

⚙️ 试验原理与方法

试验基于阿基米德浮力定律：浸入液体中的物体所受浮力等于被排开液体的重量。通过测定不锈钢盘在空气中的重量与在已知密度液体中的表观重量，可准确计算出盘的体积。具体流程分为三步。第一步准备清洁干燥的不锈钢盘，分别测量其在空气中和在蒸馏水中的重量，计算空盘的体积与密度。第二步在盘上均匀涂覆待测涂料，按照规定的条件（如干燥温度与时间）使涂层完全干燥，通常参照D2369方法中设定的干燥条件。第三步测量涂层盘在空气中和在所选液体中的表观重量，计算涂层盘总体积，减去空盘体积即得干膜体积，进而得到非挥发物体积含量。

浸没液体的选择是方法准确性的关键。蒸馏水适用于多数传统涂料，但含易浸出成分的涂层或低光泽表面（润湿不良）会导致结果偏差。此时应选用低溶解性烃类溶剂，其贝壳松脂丁醇值（KB值）小于36，如低芳香烃矿物油或煤油。涂层中若含有可被有机溶剂溶解的增塑剂或树脂（例如含单体增塑剂的硝基漆），则必须避免使用这类烃类溶剂。对于颜料体积浓度（PVC）远高于临界值（CPVC）的特殊配方，水的渗透效应十分严重，唯一可行的液体是水银。但水银剧毒且操作要求极高，实际使用受到严格限制。每次测试通常需要平行测定多个样品以保证数据精度，测试环境需控制温度波动在较小范围内，液体密度需精确测定或通过标准密度计确认。

📊 技术参数与指标

下表汇总了不同浸没液体的关键参数与适用条件，这些数据直接源自标准原文与相关的物理常数。液体密度的准确度直接决定体积计算误差，因此每次测定前均应核实液体实际温度下的密度值。

测试结果的计算公式直接基于体积与重量的关系。干膜体积等于涂层盘在液体中损失的重量除以该液体的密度。非挥发物体积含量则为干膜体积与原始涂膜体积（由涂布重量除以湿漆密度得到）之比。其中原始涂膜体积并非直接测量，而是通过称取涂布重量并使用D1475测定的湿漆密度换算。因此湿漆密度的测试精度同样影响最终结果。下表显示了本方法涉及的相关ASTM标准及其在测量链条中的作用。

🔬 工程应用与注意事项

在实际工程中，本方法最核心的应用是计算涂料的体积固体含量，从而精确估算理论涂布率。涂布率（平方米/升）等于体积固体含量乘以1000再除以设计干膜厚度。这一参数在工业涂装与建筑涂装中直接关系成本与效率。对于配方开发人员，体积非挥发物含量还能用于评价配方中颜填料的堆积效率与溶剂添加的合理性。同时，该方法也可用于检验施涂过程中的湿膜厚度控制：如果实际涂布所需的涂料量明显偏离理论值，往往表明施工厚度或损耗系数需要调整。

操作中的关键注意事项包括：首先，确保涂层完全干燥，未干燥完全的膜会在液体中继续失重或溶胀，导致体积测量偏低。建议采用与D2369一致的干燥条件，或根据涂料制造商的推荐确定。其次，浸没液体必须与干膜完全兼容，既不溶解本身也不会渗入多孔结构改变浮力。对于未知涂料，应先进行小范围预试验，检查干膜在液体中浸泡2分钟后的质量变化。另外，盘表面应洁净并具有良好的附着力，避免涂层在浸没过程中剥离。每次测定须至少进行三次平行测试，相对偏差应控制在一定范围内（通常不超过百分之二），否则需重新制备样品。最后，实验室应记录液体的准确温度并校正密度值，温度波动可能引起密度变化而引入误差。

❓ 常见问题解答