涂料溶劑的發(fā)展方向

        如果大量吸入的話，所有溶劑都有毒！

        美國(guó)國(guó)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(guó)及國(guó)際上多數(shù)國(guó)家對(duì)溶劑苯含量都有嚴(yán)格的限制；乙二醇醚及其酯類(lèi)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(lái)說(shuō)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PASs——多環(huán)芳香烴。

        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(lèi)一般選正、異丁醇、異丙醇；談到酮類(lèi)均跑不掉丁酮、丙酮；考慮酯類(lèi)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(lèi)中的正丙醇；將甲戊酮（2-庚酮）用于砂基漆中可有效地改善漆膜延展性，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(shù)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）和突出的溶解能力的異氟爾酮；而將二異丁基酮（DIBK）用于以聚酯樹(shù)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(lèi)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(lèi)溶劑難以提供的溶解能力。作為高碳醇醋酸酯之一醋酸已酯：與醇醚醋酸酯和高混點(diǎn)酮類(lèi)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，醋酸已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漆，雙組分聚氨酯涂料及揮發(fā)型丙烯酸樹(shù)脂漆中應(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)涂料的施工和其它綜合性能。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(lèi)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(shù)脂和如醇酸樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，聚醋酸乙烯樹(shù)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(shù)脂涂料不夠，其它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(shù)脂、苯氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂有非常強(qiáng)的溶解力。

        B.醇醚類(lèi)溶劑

        醇醚類(lèi)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，可溶解憎水化合物，后者具有親水性，可溶解水溶性化合物。醇醚類(lèi)溶劑在溶劑型涂料中與其它溶劑混合使用，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(lèi)溶劑由于毒性原因正被其它低毒溶劑所取代，目前，丙二醇醚類(lèi)溶劑在涂料中正被廣泛使用。

        C.醚酯類(lèi)溶劑

        醚酯類(lèi)溶劑是一種多官能團(tuán)的中、高沸點(diǎn)含氧溶劑，分子中既含有醇醚，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(shù)酯的高溶解力，對(duì)其它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）。

        無(wú)苯化是發(fā)展趨勢(shì)

        無(wú)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，一直是各油漆廠家努力的方向。

        對(duì)候選溶劑的要求有幾點(diǎn)：

       A.成本相近。否則起不到填充溶劑降成本的作用。

       B.不在HAP清單中且不含PAHs——多環(huán)芳香烴。

       C.真正低毒！

       D.相對(duì)揮發(fā)速率相近。

       E.極性相近。

        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(guó)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(lèi)，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)滑性好并且無(wú)毒�；旌贤闊N又稱(chēng)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(wú)毒，性能穩(wěn)定。但基本上由環(huán)烷烴和烷烴組成，無(wú)極性，與眾多帶極性基團(tuán)的樹(shù)脂混溶性差，對(duì)眾多帶極性基團(tuán)的樹(shù)脂基本無(wú)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(kāi)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(wú)色透明、略有氣味、微甜的液體，熔點(diǎn)4℃，沸點(diǎn)90.1℃，密度1.069g/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(wú)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(lái)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(xiāo)商。

         高效、低毒性及高性?xún)r(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(shù)脂、填料、顏料、助劑及施工要求影響。要充分了解各類(lèi)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?xún)r(jià)比平衡，不斷尋找更好的高效、低毒溶劑