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溶劑在涂料中的作用往往不為人們重視,認(rèn)為它是揮發(fā)分,最后總是揮發(fā)掉而不存留在涂料膜中,所以對(duì)涂料膜質(zhì)量影響不大。實(shí)際上,各種溶劑的溶解力,揮發(fā)速率等因素將極大地影響油涂料生產(chǎn),貯存,施工及涂料膜光澤,附著力,表面狀態(tài)等多方面性能。
溶劑在涂料中的作用往往不為人們重視,認(rèn)為它是揮發(fā)分,最后總是揮發(fā)掉而不存留在涂料膜中,所以對(duì)涂料膜質(zhì)量影響不大。實(shí)際上,各種溶劑的溶解力,揮發(fā)速率等因素將極大地影響油涂料生產(chǎn),貯存,施工及涂料膜光澤,附著力,表面狀態(tài)等多方面性能。
在常規(guī)液態(tài)涂料中溶劑約占30-50%體積份。溶劑在涂料中的主要作用:
1、溶解,分散涂料中樹脂,并調(diào)節(jié)其粘度和流變性,使其易于涂裝；
2、增加涂料貯存穩(wěn)定性；
3、改善涂膜外觀,如光澤,豐滿度等；
4、增加涂料對(duì)被涂基材的潤(rùn)濕性,提高附著力；
5、組成合理的揮發(fā)速率賦予涂料最佳的流動(dòng)性和流平性；
不同樹脂系列只能溶于不同活性溶劑中，在同一油涂料配方中，常常采用多種樹脂,所以多種活性溶劑配合可達(dá)較佳效果。
配方原則:在各活性溶劑間取得性能最穩(wěn)定和最佳平衡,同時(shí)盡可能多地加入填充溶劑優(yōu)化成本和調(diào)節(jié)施工粘度。
盡管為滿足日益苛刻的環(huán)保要求，低VOC的乳膠涂料，水性涂料，UV光固化涂料及粉體涂料得到了迅速地發(fā)展，但溶劑型涂料以其性能和施工優(yōu)勢(shì)仍在涂料領(lǐng)域中占有相當(dāng)重要的地位。為了更合理地使用各類溶劑, 以達(dá)到成本-性能間平衡, 建議各涂料廠對(duì)以下幾點(diǎn)引起足夠重視:
一、合理采用配方原則
溶劑對(duì)樹脂的溶解力,可以從溶成一定濃度溶液的溶解速度,粘度以及真溶劑對(duì)填充溶劑的容忍度(稀釋比值)等方面來表示。
A、 “相似相溶”原則
“相似相溶”原則是判斷溶劑對(duì)物質(zhì)溶解力大小的經(jīng)典理論。 即溶解度參數(shù)相似者相溶。
聚合物的溶解過程一般是從體積較小的溶劑分子慢慢地滲入到聚合物鏈間開始，而聚合物分子溶入溶劑的速率較慢，因此聚合物的溶解首先表現(xiàn)為體積不斷膨脹，即溶脹過程。當(dāng)然, 涂料中聚合物的溶解是一相當(dāng)復(fù)雜的過程, 因?yàn)橥苛现衅渌M份如填料, 顏料及助劑均會(huì)影響聚合物的溶解程度。在選擇主活性溶劑時(shí)，我們應(yīng)盡量考慮聚合物的溶解度參數(shù)與溶劑的溶解度參數(shù)差小于3, 且氫鍵力強(qiáng)度又相近的溶劑。
B、 充分研究溶劑的揮發(fā)性能
在涂料成膜過程中, 溶劑從涂膜中不斷地?fù)]發(fā)出去。 溶劑的揮發(fā)性能對(duì)涂料的最終性能影響很大，不合適的揮發(fā)速率將導(dǎo)致涂膜的缺陷，如流掛，針孔，縮孔和縮邊等。
溫度是影響溶劑揮發(fā)速率的重要因素，隨著溫度升高，溶劑揮發(fā)速率加快。這也是夏天多選用揮發(fā)速率較慢的溶劑的原因，如熱天涂料廠一般會(huì)用二甲苯替代部分甲苯。
同一種類型溶劑的沸點(diǎn)與其相對(duì)揮發(fā)速率有對(duì)應(yīng)關(guān)系；但不同類型溶劑的沸點(diǎn)與其相對(duì)揮發(fā)速率無對(duì)應(yīng)關(guān)系。如乙醇的沸點(diǎn)（79℃）比苯的沸點(diǎn)（80℃）稍低，但乙醇的相對(duì)揮發(fā)速率（1.6）卻遠(yuǎn)低于苯的相對(duì)揮發(fā)速率（6.3）；同樣正丁醇的沸點(diǎn)（117℃）比醋酸丁酯的沸點(diǎn)（127℃）稍低，但正丁醇的相對(duì)揮發(fā)速率（0.4）卻遠(yuǎn)低于醋酸丁酯的相對(duì)揮發(fā)速率（1.0）。這與醇類溶劑含強(qiáng)氫鍵不無關(guān)系。
被涂表面的空氣流動(dòng)情況也是影響溶劑揮發(fā)速率的另一個(gè)重要因素。對(duì)特定的施工條件，涂料中的溶劑必須加以選擇。如用空氣噴涂時(shí)，溶劑揮發(fā)明顯要快過用無空氣噴涂。在實(shí)際使用中，很少用單一溶劑來制備涂料。為了更好地控制溶劑的揮發(fā)速率，改善溶解能力并在成本上取得平衡，多采用混合溶劑體系。當(dāng)采用混合溶劑體系時(shí)，不同溶劑蒸發(fā)到大氣中的相對(duì)比例并不與原始溶劑組成相同，隨著溶劑的不斷揮發(fā)，留下來的溶劑組成在不斷變化。這一變化對(duì)涂料的性能影響很大，如聚合物的高溶解能力組分（活性溶劑）相對(duì)稀釋劑而言如揮發(fā)太快可能導(dǎo)致溶劑的最終溶解能力不足，使一些涂膜病態(tài)如收縮，針孔，發(fā)白等現(xiàn)象發(fā)生。
C、 溶劑的粘度
溶劑對(duì)聚合物的溶解能力和溶劑自身的粘度對(duì)涂料最終粘度影響很大。 一般而言, 溶劑對(duì)樹脂的溶解力越強(qiáng), 所形成的樹脂溶液粘度越低。
在涂料體系中, 填充溶劑的粘度比活性溶劑要高。 因?yàn)樵诨钚匀軇┲? 樹脂分子在溶液中可以充分伸展, 雖然分子間纏繞較多, 但分子鏈柔順性較好; 而在填充溶劑中, 高分子鏈柔順性較差, 不易于解纏結(jié), 表現(xiàn)為粘度明顯增加。 另外, 涂料用樹脂多是極性的, 含有能形成氫鍵的基團(tuán)如羥基或氨基等。 這些基團(tuán)的存在使得樹脂分子之間傾向于相互締合, 增加了溶液的粘度。 為減少這種傾向, 加入氫鍵接受型溶劑如酮, 醚和醇類可以有效地降低體系粘度。 加入顏料和填料也會(huì)在相當(dāng)程度上增加涂料的粘度。
在配制涂料時(shí), 為了使粘度滿足產(chǎn)品施工要求, 應(yīng)綜合考慮溶劑粘度和溶解力, 以達(dá)到最佳平衡。
二、合理選擇主活性溶劑和填充溶劑
并不是所有溶劑都可溶解聚合物:
我們將對(duì)聚合物具備溶解能力的有機(jī)溶劑稱為活性溶劑(中等和強(qiáng)氫鍵溶劑)，對(duì)聚合物不具備或僅有微弱溶解能力的有機(jī)溶劑我們稱為 填充溶劑。
活性溶劑特點(diǎn)：多數(shù)帶極性基團(tuán)，普遍價(jià)格較高。主要有下列幾大類：
1．酮類：丙酮、丁酮、甲戊酮、甲基異丁基酮及環(huán)己酮等。
2．酯類：醋酸乙酯、醋酸丁酯及醋酸異丙酯等
3．醇類：乙醇、正丁醇、異丙醇等
4．帶多于兩個(gè)官能團(tuán)的溶劑：乙二醇丁醚(BCs) 及丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）等。
醇，酮，酯和醇醚這四類活性溶劑也常被統(tǒng)稱為含氧溶劑。所謂含氧溶劑就是分子中含有氧原子的溶劑。它們能提供范圍很寬的溶解力和揮發(fā)性,很多樹脂不能溶于烴類溶劑中,但能溶于含氧溶劑。
醇類溶劑: 由于醇帶有羥基, 具高極性和強(qiáng)氫鍵作用。 非極性烴鏈和羥基之間的關(guān)系決定了醇的溶解力。 低級(jí)醇對(duì)強(qiáng)極性樹脂如醇酸樹脂, 脲醛樹脂, 硝化棉等有很強(qiáng)的溶解力。 醇對(duì)極性強(qiáng)的樹脂的溶解力隨著烴鏈長(zhǎng)度的增加而下降, 所以高級(jí)醇不是像硝化棉等極性樹脂的溶劑, 但高級(jí)醇溶解性能溫和, 非常適宜用作面涂料的溶劑, 因?yàn)樗粫?huì)軟化底涂料而發(fā)生咬底現(xiàn)象。 特別在塑料用涂料中, 醇類溶劑僅會(huì)對(duì)塑料表面溶脹, 而不會(huì)軟化塑料。 生產(chǎn)船舶涂料和重防腐涂料的企業(yè)多采用溶解能強(qiáng), 相對(duì)揮發(fā)速率較低(0。44--強(qiáng)氫鍵作用) 的正丁醇作為主活性溶劑;酯類溶劑目前主要被用于硝基涂料中, 如在硝基木器涂料中，醋酸正丁酯被大量使用作為活性溶劑。
其實(shí)從特性上看, 酯類溶劑可被用于更多類型的涂料中, 如作為丙烯酸樹脂型(尤其是羥基丙烯酸型)塑膠涂料的主活性溶劑更多地選用酯類（醋酸乙酯，醋酸正丁酯）了。 酯類溶劑的極性比醇類低, 但對(duì)極性樹脂有非常好的溶解力。 隨著酯中醇和酸基基團(tuán)中碳鏈的增長(zhǎng), 其對(duì)極性樹脂的溶解力會(huì)下降, 但對(duì)低極性樹脂的溶解力反而會(huì)增強(qiáng)。 例如醋酸正丁酯: 對(duì)硝化棉, 丙烯酸樹脂和醇酸樹脂等有良好的溶解力, 它屬于中等揮發(fā)速度溶劑, 其揮發(fā)度高到足以從涂膜中迅速揮發(fā), 低到能阻止縮孔, 泛白和無序流動(dòng)。 在配方中, 醋酸正丁酯常同芳烴溶劑一道使用, 由于它具有較低粘度, 特別適用于高固含量涂料, 它也是聚氨酯涂料中使用最廣的溶劑;酮類溶劑化學(xué)穩(wěn)定性好, 由于羰基的存在, 酮為氫鍵受體溶劑, 具備優(yōu)異的溶解力。 例如最常用的丁酮: 相對(duì)揮發(fā)速率稍低于丙酮, 是木器涂料(硝基及聚氨酯), 丙烯酸樹脂涂料和乙烯樹脂涂料常用的溶劑。由于揮發(fā)速率過快, 丙酮和丁酮極少用于船舶涂料和重防腐涂料中。選擇二丙酮醇作為主活性溶劑能在充分溶解樹脂基礎(chǔ)上使涂膜具有良好的流平性。
在油涂料制造中,除活性溶劑外還適當(dāng)?shù)負(fù)接靡恍┨畛淙軇�。填充溶劑特點(diǎn)：
多數(shù)為非極性烷烴及芳烴溶劑(弱氫鍵)。主要有烷烴溶劑：如脫芳烴D-系列,120#溶劑油及200#溶劑油等; 和芳烴溶劑: 如甲苯、二甲苯、混合芳烴S-100,S-150及S-200等。 烷烴溶劑與眾多活性溶劑混溶性欠佳。
聚合物一般不溶于填充溶劑中,填充溶劑主要被用于降低成本,調(diào)節(jié)油涂料粘度便于施工。
如船舶涂料和重防腐涂料中二甲苯及混合芳烴S-100作為填充溶劑可與正丁醇充分互溶并有效降低成本；當(dāng)然，甲苯和二甲苯仍是主要填充溶劑，輔之以混合芳烴S-100及S-150調(diào)節(jié)粘度和揮發(fā)速度；而在以聚酯樹脂為基材的卷材涂料中，擁有良好綜合溶解性能的乙二醇丁醚一直被用作主活性溶劑，由于毒性等原因，現(xiàn)正部分被二丙酮醇等替代，這類涂料一般選用混合芳烴S-100及S-150作為填充溶劑。
作為填充溶劑，我們不能忽略脂肪烴溶劑，其代表溶劑為200#溶劑油，它們基本上為化學(xué)惰性，它們被用于醇酸樹脂涂料中既可有效地填充降低成本，還對(duì)醇酸樹脂具備一定溶解力。200#溶劑油被廣泛用于以醇酸樹脂為基材的木器涂料中。為了使成品油涂料具備較輕氣味，有些廠家采取加氫方式去掉部分不飽和烴，在國內(nèi)，加氫200#又稱3#溶劑油。
2．越來越多地采用復(fù)合溶劑--助溶劑
針對(duì)特定的應(yīng)用要求，不同涂料須具備不同性能，如汽車涂料、木器涂料等。導(dǎo)致不同油涂料體系采用不同的高分子聚合物（樹脂）。如醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹酯和聚氨酯樹脂等。即使是醇酸樹脂，也可分為椰子油改性、亞麻油改性及苯乙烯改性等等。新開發(fā)的特種樹脂往往帶有不止一個(gè)特性基團(tuán), 如聚氨酯改性丙烯酸樹脂等; 越來越多的涂料廠為尋求最佳性能平衡，在配方中采用不同樹酯配合使用的方式開發(fā)新性能涂料。 單靠1-2種主活性溶劑不能在配方中有效溶解樹酯。這也是涂料制造中需眾多溶劑的主要原因。
如船舶涂料和重防腐涂料會(huì)采用一些丙二醇甲醚和異丙醇等作為助溶劑；
在硝基木器涂料中，丙二醇甲醚醋酸酯，酮類（丁酮，甲基異丁基酮）和一些醇（正，異丁醇，異丙醇）被更多地作為助溶劑在硝基涂料中,我們常加醇類作為助溶劑或潛溶劑：醇類不能單獨(dú)溶解含氮量為11.7%--12.2%的硝化棉,但它們具有潛在的溶解能力。在與酯,酮等活性溶劑于一定比例范圍內(nèi)配合時(shí), “混合溶劑”具有同樣甚至更大的溶解力。如一份醋酸乙酯的甲苯稀釋值為3.4,而半份醋酸乙酯加半份乙醇的稀釋比值同樣為3.4。醋酸丁酯的甲苯稀釋值為2.7,而半份醋酸丁酯加半份乙醇的稀釋比值高達(dá)為2.95，多數(shù)情況下乙醇價(jià)格遠(yuǎn)低于醋酸丁酯。加入少量正丁醇到醇酸樹脂涂料中可顯著降低粘度; 在涂料中加入少量異丁醇可有效的阻止涂料膜泛白, 也可提高流動(dòng)性和光澤。
甲基異丁基酮(MIBK)作為中沸點(diǎn)溶劑，可賦予硝基涂料良好的流動(dòng)性和光澤度, 并能有效地降低醇酸樹脂涂料粘度,它的加入將能提高填充溶劑的加入量； 此外, MIBK與醇和芳烴溶劑配合可更有效地溶解環(huán)氧樹脂。
助溶劑品種及用量選擇適當(dāng)時(shí),不但質(zhì)量好,還可大大降低成本；在以聚酯樹脂為基材的卷材涂料中，助溶劑多選擇某些酯類（醋酸正丁酯）及醇類（丁醇）和某些酮類（丁酮）；作為丙烯酸樹脂型塑膠涂料的助溶劑以醇類（丁醇，異丙醇，正丙醇）和某些醇醚類（乙二醇丁醚, 丙二醇甲醚），同樣由于毒性等原因，現(xiàn)乙二醇丁醚正部分被二丙酮醇等替代。
3.更多地考慮活性溶劑與填充溶劑的配比平衡
僅用活性溶劑將導(dǎo)致成本太高,且由于 “太充分”溶解樹脂而使油涂料粘度 “太低”;但摻用填充溶劑時(shí),除了適當(dāng)選擇品種外,還要控制其用量,以保證混合溶劑有相當(dāng)?shù)娜芙饬Α?/div>
2．對(duì)溶劑本身的品質(zhì)要求認(rèn)識(shí)不足
3．不十分清楚涂料本身對(duì)溶劑品質(zhì)的要求
4. 注意某些溶劑的保質(zhì)期
5．涂料廠 “無力”控制所購買溶劑的品質(zhì)
稀釋比值----一份活性溶劑可以容忍填充溶劑的最高份數(shù)。超過此值,溶解力將完全喪失。擬訂配方時(shí),必須充分考慮施工環(huán)境溫度, 體系中填料, 顏料及助劑對(duì)溶劑溶解力的影響,保留多余活性溶劑以保證溶解力。溫度升高,稀釋比值也會(huì)降低。這也是硝基涂料在熱天要多用活性溶劑的一個(gè)原因。
以硝基涂料為例:
在填充溶劑中,芳烴類比石油溶劑的稀釋比值要高得多。
如對(duì)應(yīng)醋酸乙酯: 稀釋比值分別為: 甲苯—3.4; 石油溶劑---1.0。
在以酮為活性溶劑時(shí)尤為明顯:同樣對(duì)應(yīng)丙酮: 稀釋比值分別為: 甲苯—4.5; 石油溶劑---0.7。
所以在硝基涂料中,都以甲苯或二甲苯等芳烴作為填充溶劑,而很少采用脂肪烴作為填充溶劑。當(dāng)然, 加入少量正丁醇可顯著增加硝基涂料用填充溶劑的量。
關(guān)鍵--“再配方”概念: 就是維持實(shí)際用之有效的混合溶劑配方的原有性能(溶解力和揮發(fā)率)不變,而用市場(chǎng)價(jià)格較低,供應(yīng)充沛的溶劑替代---降低成本。
三．我們涂料工業(yè)用溶劑目前存在的問題
1．對(duì)溶劑本身的性能差異認(rèn)識(shí)不足
同一種溶劑也有不同的品質(zhì)規(guī)格，導(dǎo)致其被用于涂料中表現(xiàn)出的性能差異大：如混合二甲苯有溶劑型及混合異構(gòu)級(jí)，前者乙基苯含量達(dá)50%以上，溶劑型二甲苯溶解力不如混合異構(gòu)級(jí)，不能用于對(duì)品質(zhì)要求高的塑膠涂料和汽車涂料等；又如混合芳烴S-100：可分別來自裂解C-9和重整C-9。裂解C-9中烯烴雖由加氫飽和，但芳烴總含量不夠，表現(xiàn)為初餾點(diǎn)下移，且溶解力不夠，將他們用于船舶涂料和防腐涂料問題不大，但用于對(duì)揮發(fā)速度有要求的木器涂料及對(duì)溶解力也有要求的樹脂制造時(shí)一定會(huì)影響品質(zhì)。樹脂廠通常會(huì)用測(cè)苯胺點(diǎn)或混合苯胺點(diǎn)來驗(yàn)收混合芳烴S-100, 苯胺點(diǎn)或混合苯胺點(diǎn)越低,溶劑的溶解能力愈強(qiáng),芳烴的含量也愈高。
2．對(duì)溶劑本身的品質(zhì)要求認(rèn)識(shí)不足
某些廠為了追求價(jià)格優(yōu)勢(shì)，不惜在配方中采用低品質(zhì)的溶劑，如在該用混合異構(gòu)級(jí)二甲苯的配方中采用高乙苯含量的溶劑二甲苯，甚至大量用非標(biāo)低芳烴含量二甲苯；不少廠仍使用價(jià)廉但國際上禁用的CAC。
3．不十分清楚涂料本身對(duì)溶劑品質(zhì)的要求
不同涂料由于采用的樹脂不同，對(duì)同一種溶劑的要求也不同。混合芳烴S-100在硝基木器涂料中主要作用為調(diào)節(jié)揮發(fā)速度，太寬的餾程和低的初餾點(diǎn)不能很好地起作用；混合芳烴S-100在船舶涂料和防腐涂料中不十分要求其調(diào)節(jié)揮發(fā)速度，主要作用是降成本和調(diào)節(jié)施工粘度，適當(dāng)寬的餾程對(duì)使用影響不大。
4. 注意某些溶劑的保質(zhì)期
一些活性溶劑存在保質(zhì)期如二丙酮醇, 原則上過了保質(zhì)期不應(yīng)再被使用, 因?yàn)槠鋬?nèi)部活性基團(tuán)己產(chǎn)生了變化; 作為固化劑稀釋劑的醋酸丁酯要求含水量低, 醋酸丁酯貯存過長(zhǎng)且不當(dāng)或在運(yùn)輸過程中都有可能導(dǎo)致含水量增加; 丁酮同樣對(duì)水份敏感, 罐裝涂料對(duì)水份要求高,含水份超標(biāo)的丁酮會(huì)導(dǎo)致某些罐裝涂料 “變色”。
5．涂料廠 “無力”控制所購買溶劑的品質(zhì)
這類問題在市場(chǎng)上普遍存在，尤其是散水供應(yīng)的溶劑。主要表現(xiàn)為：
a. 供應(yīng)商尤其是貿(mào)易商往往從不同渠道采購?fù)黄贩N, 然后 “混罐”貯存。 由于不同生產(chǎn)商采用的工藝有別, 導(dǎo)致同一品種品質(zhì)有差異, “混罐”后溶劑品質(zhì)肯定受影響。 如混合溶劑級(jí)二甲苯，不同生產(chǎn)廠家其芳烴總含量有區(qū)別，“混罐”后其芳烴總含量有變，影響到其溶解力。
b. 由于不同生產(chǎn)商采用的工藝有別, 導(dǎo)致同一品種品質(zhì)有差異, 涂料配方須作相應(yīng)調(diào)整。 但供應(yīng)商尤其是貿(mào)易商在報(bào)價(jià)時(shí)往往申報(bào) “己經(jīng)過認(rèn)證”的廠家, 實(shí)際送貨是另一碼事。 如混合芳烴S-100: A廠為重整工藝, 餾程為160—180’C; 而B廠為裂解工藝，餾程為150—170’C。前者總芳烴含量高，對(duì)丙烯酸樹脂有一定溶解力。但供應(yīng)商并無A廠貨，而此用家用它生產(chǎn)木器涂料。為拿到訂單，供應(yīng)商往往謊報(bào)A廠貨，但送B廠貨。對(duì)有一定檢驗(yàn)?zāi)芰Φ拇髲S，結(jié)果往往是當(dāng)場(chǎng)退貨，但影響生產(chǎn)；對(duì)無檢測(cè)能力的用戶，會(huì)影響它們產(chǎn)品品質(zhì)。
c. 供應(yīng)商將品質(zhì)檢測(cè)報(bào)告當(dāng)兒戲。 各涂料廠應(yīng)對(duì)溶劑生產(chǎn)廠家的品質(zhì)檢測(cè)報(bào)告(COA) 引起足夠重視。 我們希望見到更多負(fù)責(zé)任的溶劑供應(yīng)商。 某些溶劑供應(yīng)商為應(yīng)付了事, 隨便找個(gè)品質(zhì)檢測(cè)報(bào)告(COA) 發(fā)來,我們發(fā)現(xiàn)過1-2年前的品質(zhì)檢測(cè)報(bào)告(COA), 甚至與報(bào)價(jià)時(shí)申報(bào)的廠家嚴(yán)重不符。 品質(zhì)檢測(cè)報(bào)告(COA) 被用于溶劑品質(zhì)的考核, 萬一涂料出現(xiàn)品質(zhì)問題, 它們被用作品質(zhì)分析的重要證據(jù)。
d.供應(yīng)商做假: 在國標(biāo)二甲苯中摻入一定比例的低品質(zhì)粗二甲苯可達(dá)到 “降成本”目的; 偏三甲苯市場(chǎng)不好時(shí)摻入混合芳烴S-100中賣等。 這些做法極大地影響了下游客戶產(chǎn)品品質(zhì)。
e. 二次 “污染”: 應(yīng)下游用戶降低成本的要求,經(jīng)銷商多數(shù)采用回收桶裝送溶劑。 這些桶往往先裝過各類樹脂等, 由于樹脂粘度高, 粗放式 “清洗”無法除掉它們--尤其是天氣冷時(shí), 裝入溶劑后即造成 “二次污染”。 如果上批所裝樹脂與你配方所用樹脂完全不同時(shí), 成品油涂料的性能會(huì)受很大影響, 這也是不少大廠堅(jiān)持用新桶的原因; 散水溶劑在運(yùn)輸周轉(zhuǎn)過程中也會(huì)產(chǎn)生“二次污染”: 某北方大廠生產(chǎn)的丁酮品質(zhì)不錯(cuò), 但運(yùn)到華南后客戶往往抱怨含水量過高, 這與其在運(yùn)輸周轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生“二次污染”有關(guān)。 不少大廠仍堅(jiān)持 “進(jìn)廠檢測(cè)”是不無道理的。
四、在涂料中溶劑發(fā)展的方向
1．低毒甚至無毒化
如果大量吸入,所有溶劑都有毒!
美國國會(huì)在1990年列出了將要減少使用危害空氣污染物(HAP)清單。其中包括MIBK,BCs,芳烴,甲醇,乙二醇及乙二醇醚等。
苯屬中毒性溶劑,會(huì)導(dǎo)致造血系統(tǒng)的病害,不能用于涂料中, 中國及國際上多數(shù)國家對(duì)溶劑中苯含量都有嚴(yán)格的限制；乙二醇醚及其酯類溶劑(尤其是CAC)屬高毒溶劑,應(yīng)禁止使用；某些溶劑對(duì)于涂料來說仍必不可少:甲苯,二甲苯, 混合芳烴S-100,MIBK及乙二醇丁醚等。目前人們正積極尋找新的不在HAP清單上的溶劑。歐盟已立法在與人接觸的產(chǎn)品中對(duì)某些物質(zhì)設(shè)限，其中包含PAHs多環(huán)芳香烴�；旌戏紵NS-100及S-150肯定含PAHs--多環(huán)芳香烴。
2.高效溶劑的使用
多數(shù)廠家在選擇活性溶劑時(shí)一般圍繞著 “老三樣”轉(zhuǎn): 談到醇類一般選正/異丁醇, 異丙醇; 談到酮類均跑不掉丁酮, 丙酮; 考慮酯類時(shí)首選丁, 乙酯。 其實(shí)有不少性能優(yōu)良的溶劑建議考慮: 如醇類中的正丙醇; 將甲戊酮(2-庚酮) 用于硝基涂料中可有效地改善涂料膜延展性, 防潮性和光澤性; 三甲基環(huán)已酮在涂料中可用作氣干和烘干體系的流平劑, 可以減少氣泡和縮孔的生成, 提高流動(dòng)性和光澤;目前多數(shù)以聚酯樹脂為基材的卷材涂料制造商為改善涂料的流平性，都會(huì)加入具有較高的沸點(diǎn), 很低的吸濕性, 較慢的相對(duì)揮發(fā)速率(0。02) 和突出的溶解能力異氟爾酮; 而將二異丁基酮(DIBK) 用于以聚酯樹脂為基材的卷材涂料和罐裝涂料中可有效改進(jìn)涂料的涂膜性能;含有高碳醇醋酸酯的涂料可獲得較高的電阻率,由于電阻率影響涂料的霧化特性和靜電噴涂時(shí)的轉(zhuǎn)移效率,故希望將靜電噴涂時(shí)的涂料電阻率調(diào)整到0。6—1。0M歐,但這對(duì)于金屬閃光涂料等卻是一個(gè)難題,而使用具有接近烴類溶劑電阻率的高碳醇的醋酸酯溶劑不僅可獲得高的電阻率,同時(shí)又可獲得烴類溶劑難以提供的溶解能力。作為高碳醇醋酸酯之一的醋酸乙酯:與醇醚醋酸酯和高沸點(diǎn)酮類溶劑相比,將它用于對(duì)潮氣敏感的各種氣干型涂料中,不僅由于其較慢的揮發(fā)速率而有效地減少涂膜 “發(fā)白”,同時(shí)由于其從涂膜中擴(kuò)散逸出的速度比前者快,故可同時(shí)得到較快的干燥速度：在正常溫度條件下:醋酸乙酯比乙二醇乙醚醋酸酯的干燥速度快15%--30%，這一特性使其在硝基涂料,雙組分聚氨酯涂料及揮發(fā)型丙烯酸樹脂涂料中應(yīng)用時(shí)顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
即使將這些溶劑作為助溶劑也可望起到協(xié)同作用, 大幅改進(jìn)涂料的施工和其他綜合性能。當(dāng)然, 我們應(yīng)充分考慮資源的可取得性和成本等因素。 以下對(duì)幾類高效溶劑進(jìn)行重點(diǎn)介紹:
A、二丙酮醇
其分子中含一個(gè)酮基和一個(gè)羥基。 因此是許多樹脂如醇酸樹脂, 環(huán)氧樹脂, 聚醋酸乙烯樹脂和醋酸纖維素的良好溶劑。其沸點(diǎn)為166℃, 由于強(qiáng)氫鍵作用,相對(duì)揮發(fā)速率為0。15。 二丙酮醇僅應(yīng)用于乙烯基樹脂涂料不夠, 其他塑膠涂料甚至卷材涂料也可大量采用, 實(shí)際上, 二丙酮醇對(duì)纖維素醚, 丙烯酸樹脂, 苯氧樹脂和環(huán)氧樹脂有非常強(qiáng)的溶解力。
B、醇醚類溶劑
醇醚類溶劑是一種含氧溶劑, 主要是乙二醇和丙二醇的低碳醇醚。 組成中既有醚鍵, 又有羥基。 前者具有親油性, 可溶解憎水化合物, 后者具有親水性, 可溶解水溶性化合物。 醇醚類溶劑在溶劑型涂料中與其他溶劑混合使用, 特點(diǎn)是在大多數(shù)溶劑揮發(fā)后仍能保持涂膜的流平性。
乙二醇醚類溶劑由于毒性原因正被其他低毒溶劑所取代, 目前, 丙二醇醚類溶劑在涂料中正被廣泛使用。
C、醚酯類溶劑
醚酯類溶劑是一種多官能團(tuán)的中, 高沸點(diǎn)含氧溶劑,。 分子中既含有醚鍵, 又含有酯鍵和烷基。 同一分子中的極性部分和非極性部分既相互制約排斥, 又各自起到其固有的作用。 它對(duì)多種樹脂的高溶解力, 對(duì)其他溶劑的高比例混溶性以及揮發(fā)速率較慢等綜合性能, 可使涂料在大多數(shù)溶劑揮發(fā)后,仍能保持良好的流動(dòng)性。 使涂膜均勻, 光澤和附著力得到相應(yīng)提高。 涂料用的醚酯溶劑主要是二醇醚的醚及烷氧基丙酸酯(如EEP: 3-乙氧基丙酸乙酯)。 目前應(yīng)用最廣泛的是丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)。
3、無苯化是發(fā)展趨勢(shì)
無苯化是發(fā)展趨勢(shì)!我們正在努力減少芳烴溶劑的用量! 減少甲苯、二甲苯及混合芳烴用量，一直是各油涂料廠家努力的方向。
候選溶劑要求
1、成本相近。 否則起不到填充溶劑降成本的作用。
2、不在HAP清單中且不含PAHs--多環(huán)芳香烴。
3、真正低毒!
4、相對(duì)揮發(fā)速率相近。
5、極性相近。
小編給大家推薦一些溶劑供大家參考
脫芳烴溶劑油有望用于替代甲苯、二甲苯及混合芳烴。目前國內(nèi)市場(chǎng)的脫芳烴溶劑油主要以烷烴、環(huán)烷烴為主。烷烴分為正構(gòu)和異構(gòu)兩類，在常溫下其化學(xué)穩(wěn)定性比較好，密度小，黏溫性能好。 環(huán)烷烴的化學(xué)穩(wěn)定性良好，與烷烴近似，凝點(diǎn)低，潤(rùn)滑性好，無毒。混合烷烴又稱D系列脫芳烴溶劑油, 它們不含多環(huán)芳香烴,芳烴含量被控制在100-150ppm范圍。對(duì)人基本無毒,性能穩(wěn)定。 但基本上由環(huán)烷烴和烷烴組成,無極性,與眾多帶極性基團(tuán)的樹脂混溶性差,對(duì)眾多帶極性基團(tuán)的樹脂基本無溶解力。 直接在配方中用D系列脫芳烴溶劑油替代甲苯,二甲苯和三甲苯被證明難度大! 開發(fā)與之配套的助溶劑有望提高其混溶性。 隨著混溶性改進(jìn)，烷烴溶劑以其低毒性及相對(duì)穩(wěn)定的成本會(huì)被更廣泛使用。
碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC) 常溫時(shí)是一種無色透明、略有氣味、微甜的液體，熔點(diǎn)4 ℃，沸點(diǎn)90。1 ℃，密度1。069 g/cm3,難溶于水，但可以與醇、醚、酮等幾乎所有的有機(jī)溶劑混溶。DMC毒性很低，在1992年就被歐洲列為無毒產(chǎn)品，是一種符合現(xiàn)代"清潔工藝"要求的環(huán)保型溶劑,近年來引起了廣泛的重視。 由于其分子結(jié)構(gòu)中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基,作為溶劑，DMC可望部分替代甲苯、二甲苯等用于涂料中。 目前DMC市場(chǎng)售價(jià)與甲苯, 二甲苯處于相當(dāng)范圍。 在涂料中的應(yīng)用有望快速增長(zhǎng)。 當(dāng)然, 由于高活性, 碳酸二甲酯的貯存穩(wěn)定性一直困繞著經(jīng)銷商。
高效,低毒性及高性價(jià)比將是涂料溶劑發(fā)展的方向。溶劑在涂料中的應(yīng)用是非常復(fù)雜的, 它受涂料體系中樹脂,填料, 顏料, 助劑及施工要求影響。 要充分了解各類溶劑在涂料中所起的作用不是一件容易的事。 讓我們共同努力, 不斷尋求最佳性價(jià)比平衡, 不斷尋找更好的高效, 低毒溶劑。
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