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！

        美國國會在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，會導致造血系統(tǒng)的病害，不能用于涂料中，中國及國際上多數(shù)國家對溶劑苯含量都有嚴格的限制；乙二醇醚及其酯類溶劑（尤其是CAC）屬高毒溶劑，應禁止使用；某些溶劑對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)品中對某些物質(zhì)設限，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；考慮酯類時首選丁、乙酯。其實有不少性能優(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，都會加入具有較高的沸點、很低的吸濕性，較慢的相對揮發(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）用于以聚酯樹脂為基材的卷材涂料和罐裝涂料中可有效改進涂料的涂膜性能；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的轉(zhuǎn)移效率，故希望將靜電噴涂時的涂料電阻率調(diào)整到0.6-1.0M歐，但這對于金屬閃光涂料等卻是一個難題，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醋酸已酯：與醇醚醋酸酯和高混點酮類溶劑相比，將它用于對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”，同時由于其從涂膜中擴散逸出的速度比前者快，故可同時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)型丙烯酸樹脂漆中應用時顯示出獨特的優(yōu)勢。

        即使將這些溶劑作為助溶劑也可望起到協(xié)同作用，大幅改進涂料的施工和其它綜合性能。當然，我們應充分考慮資源的可取得性和成本等因素。以下對幾類高效溶劑進行重點介紹：

        A.二丙酮醇

        其分子中含一個酮基和一個羥基。因此是許多樹脂和如醇酸樹脂，環(huán)氧樹脂，聚醋酸乙烯樹脂和醋酸纖維素的良好溶劑。其沸點為166℃，由于強氫鍵作用，相對揮發(fā)速率為0.15。二丙酮醇僅應用于乙烯基樹脂涂料不夠，其它塑膠涂料甚至卷材涂料也可大量采用，實際上，二丙酮醇對纖維素醚、丙烯酸樹脂、苯氧樹脂和環(huán)氧樹脂有非常強的溶解力。

        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它溶劑混合使用，特點是在大多數(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它低毒溶劑所取代，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的中、高沸點含氧溶劑，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。它對多種樹酯的高溶解力，對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性。使涂膜均勻，光澤和附著力得到相應提高。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）。目前應用最廣泛的是丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）。

        無苯化是發(fā)展趨勢

        無苯化是發(fā)展趨勢！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。

        對候選溶劑的要求有幾點：

       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。目前國內(nèi)市場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，在常溫下其化學穩(wěn)定性比較好，密度小，黏溫性能好。環(huán)烷烴的化學穩(wěn)定性良好，與烷烴近似，凝點低、潤滑性好并且無毒�；旌贤闊N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，與眾多帶極性基團的樹脂混溶性差，對眾多帶極性基團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、烷烴溶劑以其低毒性及相對穩(wěn)定的成本會被更廣泛使用。

        碳酸二甲酯（dimethyl carbonate,DMC）常溫時是一種無色透明、略有氣味、微甜的液體，熔點4℃，沸點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市場售價與甲苯、二甲苯處于相當范圍。在涂料中的應用有望快速增長。

        當然，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、低毒性及高性價比將是涂料溶劑發(fā)展的方向。溶劑在涂料中的應用是非常復雜的，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，不斷尋求最佳性價比平衡，不斷尋找更好的高效、低毒溶劑