任何一種具有可溶化其他物質(zhì)能力的液體,且能生成均勻的溶液,均可稱為“溶劑”,水也是一種溶劑,只是溶解的對象與有機(jī)溶劑不同而已;而有機(jī)溶劑狹義的說是液體把固體溶解,成為其它結(jié)構(gòu),并無改變成其它新物質(zhì)的液體。
二、溶劑的性質(zhì)
溶解力是指溶劑能把成膜物質(zhì)溶解分散的能力,能使成膜物質(zhì)均勻的分散在溶劑中而形成穩(wěn)定的溶液。溶劑的溶解力與涂膜形成物的種類有關(guān);溶解的規(guī)則是極性樹脂需要極性溶劑(如醇類、酯類、酮類);非極性脂肪族碳?xì)浠衔锬苋芙馔苛嫌停ㄈ?/span>油性清漆、長油性醇酸樹脂)。因此,正確選擇溶劑必須了解與每種成膜物質(zhì)相應(yīng)的溶劑品種,否則會造成混濁、沉淀、析出、失光甚至報廢。
溶劑的主要功能是溶解與稀釋固體或高粘度的成膜物質(zhì)(樹脂與油類),使其能容易地涂飾于工件表面,并使它流平而形成平整連續(xù)均勻的薄膜。
3.溶劑的揮發(fā)速度
三、溶劑的分類
1.按沸點分類
沸點在100℃~150℃ 之間的稱為“中沸點溶劑”,如甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、甲異丁酮、丁酯等,其揮發(fā)速度適中,在涂層中繼低沸點的溶劑揮發(fā)后,有利于涂層的流平形成致密的漆膜,在工業(yè)中廣泛使用。
增塑劑:此種溶劑較少用于溶解上,多用于添加劑上,如可塑劑、軟化劑等,沸點在300℃以上,幾乎沒有蒸發(fā)性,用于改變高分子的硬度,不可多加,以免不干。
碳?xì)淙軇捍祟愐灾咀寮胺枷阕鍨橹鳎咀逵锌煞譃?/span>直鏈的石蠟族碳?xì)浠衔?;芳香族溶劑是以苯為核心,苯、甲苯、二甲苯?yīng)用極廣。
3.按極性分類
4.按蒸發(fā)速度分類(此分類以醋酸丁酯(BAC)為基準(zhǔn),在室溫下比較)
中干溶劑:較BAC快1.5倍以上;
極慢干溶劑:如環(huán)己酮、二乙二醇醚等。
5.按溶解力分類
助溶劑:又稱“潛溶劑”,單獨使用時無實際溶解能力的,但當(dāng)與真溶劑并用則可增加溶解力的溶劑;如醇類。
一般混合溶劑中真溶劑、助劑與稀釋劑的比例約為35:15:50,而低、中、高沸點溶劑的比例約為25:65:10。
強(qiáng)極性溶劑:
中等極性溶劑:
非極性溶劑:
單一溶劑的極性大小順序:
混合溶劑的極性順序:
說明一下: 苯∶甲醇( 95+5 )的意思是95 體積的苯混合5 體積的甲醇配成混合溶劑!
乙酸乙酯/ 己烷:常用濃度0~30%。但有時較難在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上完全除去溶劑。
乙醇/ 己烷或戊烷:對強(qiáng)極性化合物5~30%比較合適。
官能團(tuán)極性大小比較
常用流動相極性
1.脂肪烴類溶劑
①石油醚是石油的低沸點餾分,為低級烷烴類的混合物;現(xiàn)在涂料中用的較少。
200#油漆溶劑油是溶劑汽油中的一種,其沸程范圍為145℃~200℃。因開始是代替松節(jié)油使用,故歷史上稱為“松香水”,在國外稱“礦油精”。
芳香烴類溶劑是目前工業(yè)中用量最大的一種,根據(jù)來源分為焦化芳烴和石油芳烴兩大類。焦化芳烴系由煤焦油分餾而得,石油芳烴系由石油產(chǎn)品經(jīng)鉑重整油、催化裂化油及甲苯岐化油精餾而得。
②甲苯(TOL)可與多種有機(jī)溶劑混合。揮發(fā)速度是二甲苯的3倍,故很少作為溶劑使用,主要是混合溶劑中的組分之一。
涂料工業(yè)中常用無水二甲苯,其不溶于水,可與乙醇、乙醚、芳香烴和脂肪烴溶劑混溶。溶解力強(qiáng)、揮發(fā)速度適中,是目前用量最大的一種溶劑。
④高沸點芳香烴溶劑,石油芳烴的重芳烴是提取C8餾分以后,余下的C9、C10等高沸點餾分的混合物。其開始稱“重芳烴”為代替二甲苯用,后發(fā)現(xiàn)特殊價值,進(jìn)一步分出不同餾分,可延伸沸點,溶解和揮發(fā)速度特優(yōu),是我國涂料工業(yè)使用較多的進(jìn)口產(chǎn)品。
3.萜烯類溶劑
4.醇類溶劑
乙醇(ETHONL),俗稱“酒精”,常與其他溶劑混合配制,作為稀釋劑。
正丁醇(NBA)無色透明液體,有特殊的芳香氣味,能與醇、醚、苯等多種有機(jī)溶劑混溶。正丁醇與二甲苯的混合溶劑廣泛用于氨基烘漆和環(huán)氧樹脂漆中;正丁醇是硝基纖維樹脂的助溶劑,由于其沸點較高,揮發(fā)較慢,故有“防白作用”;其弊端是粘度較大。
酮類溶劑是另一類含氧溶劑。
②甲乙酮(MEK)—溶解力和丙酮差不多,但揮發(fā)速率較慢,是硝基纖維素、丙烯酸樹脂、乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂常用的溶劑之一。
④環(huán)己酮(CHK)是一種強(qiáng)溶劑,揮發(fā)速度較慢,對多種樹脂有優(yōu)良的溶解力,主要用于聚氨酯、環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂涂料;可提高漆膜附著力,并使漆膜平整美觀。
⑥二丙酮醇—為無色無味的透明液體,常用配制靜電稀釋劑。
酯類溶劑也是含氧溶劑的一種。涂料中常用的酯類溶劑大多數(shù)都是醋酸酯,也有少量有機(jī)酸的酯類。此類溶劑中CAC是PU涂料的極其重要的溶劑(PU慢干水)。
②醋酸正丁酯(BAC)—系無色液體,有水果香味,難溶于水,也較難水解,能與醇、醚等一般有機(jī)溶劑混溶;對植物油、甘油松香酯、聚醋酸乙烯樹脂、聚丙烯酸樹脂、氯化橡膠等有良好的溶解能力,是硝基纖維素涂料、聚丙烯酸酯涂料、氯化橡膠涂料、聚氨酯涂料中常用的溶劑。
④高碳醇醋酸酯—是醋酸己酯、醋酸庚酯、醋酸葵酯三種高碳醇的醋酸酯,作為高沸點的酯類溶劑,它既有含氧溶劑的較高的溶解能力,又保持有烴類溶劑的性質(zhì)。
7.醇醚及醚酯類溶劑
②乙二醇丁醚又稱甘醇丁醚或丁基溶劑纖劑,為無色液體,唯有香味;能溶解于丙酮、苯、乙醚、甲醇等有機(jī)溶劑,是硝化纖維素涂料的優(yōu)良溶劑,并可起防白作用。在大多數(shù)涂料中使用,可起防皺、防霧,提高涂膜流動性和光澤的作用;是水性漆的良好助溶劑。
④丙二醇醚類溶劑——包括丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚及其酯類。其化學(xué)性質(zhì)與乙二醇醚類溶劑相似,但是毒性低的多,國外目前正逐步用其代替乙二醇醚類溶劑。
⑤二乙二醇醚類溶劑——此類溶劑一般沸點較高,常在制漆中添加,用于改善刷涂性、流平性以及涂膜層間附著力;很少用于二次調(diào)解粘度和稀釋,在此不多介紹。
總 結(jié)
目前,因為涂裝的環(huán)境和基材的差異性較大,家具涂裝國內(nèi)外研究中還沒有通用定量的實驗;但應(yīng)遵循以下原則:
溶劑的揮發(fā)性會影響蒸發(fā)速率,蒸發(fā)速率將影響樹脂的流動性和流平性,即影響成膜質(zhì)量;其與涂裝的方式關(guān)系極大,其中噴涂蒸發(fā)速率最大,刷涂次之,淋涂、浸涂依次減??;因此在加入時應(yīng)根據(jù)涂裝方式進(jìn)行選擇,一般來講,沸程寬溶劑的適應(yīng)范圍較廣。
溶劑的閃點是當(dāng)火焰在液體表面蒸汽上,可點燃的最低溫度,是發(fā)生火災(zāi)的可能指示;選用時必須充分考慮,并在工藝規(guī)程中明確規(guī)定處理方法。
總之,涂裝中涂膜的許多缺陷是由溶劑的選擇和使用不當(dāng)造成的,同時工廠火災(zāi)的隱患與忽視溶劑、溶劑廢棄物、沉積物的管理有關(guān),根本上的原因是由于對使用的溶劑性質(zhì)和用途不十分了解造成的。因此,對溶劑的慎重選擇將是保證獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品和安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。