涂料溶劑主要包括三大類產(chǎn)品,第一類是烴類溶劑,根據(jù)不同沸點進(jìn)行分級; 第二類是含氧溶劑類,也是應(yīng)用最為廣發(fā)、最為主流的一類;第三類則是最為獨特的溶劑-水。
• 烴類溶劑—通常是不同分子量材料的混合物,按不同沸點進(jìn)行分級,包括脂肪族烴、芳香烴、氯化烴、萜烴等產(chǎn)品。
• 含氧溶劑—分子中含有氧原子的溶劑,能提供寬范圍的溶解力和揮發(fā)性。很多樹脂不能溶于烴類溶劑,但能溶于含氧溶劑。常見有醇、酮、酯和醇醚等產(chǎn)品。
• 水—作為獨一無二的溶劑類型,水分子中存在兩個氫離子和一個氧分子,在三維陣中相結(jié)合,類似交聯(lián)聚合物。
醇、酮、酯和醇醚這四類含氧溶劑也被稱為活性溶劑,以下是對其區(qū)別的介紹。
醇類溶劑
醇類溶劑由于醇帶有羥基,具高極性和強氫鍵作用。非極性烴鏈和羥基之間的關(guān)系決定了醇的溶解力。低級醇對強極性樹脂如醇酸樹脂,脲醛樹脂,硝化棉等有很強的溶解力。醇對極性強的樹脂的溶解力隨著烴鏈長度的增加而下降,所以高級醇不是像硝化棉等極性樹脂的溶劑,但高級醇溶解性能溫和,非常適宜用作面漆的溶劑,因為它不會軟化底漆而發(fā)作咬底現(xiàn)象。特別在塑料用涂料中,醇類溶劑僅會對塑料表面溶脹,而不會軟化塑料。生產(chǎn)船舶涂料和重防腐涂料的企業(yè)多采用溶解能強,相對揮發(fā)速率較低(0.44--強氫鍵作用) 的正丁醇作為主活性溶劑。
酯類溶劑
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,醋酸正丁酯被大量用作活性溶劑。其實從特性上看,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)。酯類溶劑的極性比醇類低,但對極性樹脂有非常好的溶解力。隨著酯中醇及酸基團中碳鏈的增長,其對極性樹脂的溶解力會下降,但對低極性樹脂的溶解力反而會增強。例如醋酸正丁酯對硝化棉,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。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,特別適用于高固含涂料,它也是聚氨酯涂料中使用最廣的溶劑。
酮類溶劑
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沛溶解樹脂基礎(chǔ)上使涂膜具有良好的流平性。
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。醇醚類溶劑在溶劑性漆中與其他溶劑混合使用,其特點是在大多數(shù)溶劑揮發(fā)后能保持涂膜的流平性。醇醚類溶劑與水有很好的相溶性,被廣泛地用于水性涂料,作助溶劑,起偶聯(lián)使用。
另外,在涂料生產(chǎn)中,除活性溶劑外還適當(dāng)?shù)負(fù)接靡恍┨畛淙軇?,填充溶劑多?shù)為非極性烷烴及芳烴溶劑(弱氫鍵)。烷烴溶劑主要有脫芳D系列、120#溶劑油及200#溶劑油等;芳烴溶劑主要有甲苯、二甲苯、混合芳烴等。作為填充溶劑,脫芳烴D系列溶劑具備較好的化學(xué)穩(wěn)定性、且不含多環(huán)芳香烴,對人基本無毒等優(yōu)勢,目前正逐漸替代有毒性的含苯溶劑。