Анализ классификации и свойств растворителей в лакокрасочных материалах

Во-первых, что такое растворитель?

Любой вид жидкости с возможностью растворения других веществ, и может генерировать однородный раствор, можно назвать «растворителем», вода также является растворителем, только объект растворения и органические растворители отличаются; и органические растворители узко говоря, это жидкость для растворения твердого, чтобы стать другой структуры, и не изменение в другие новые вещества жидкости.

В настоящее время чернила и краски растворитель, как правило, летучие органические растворители; его основная функция заключается в контроле и регулировании вязкости покрытия, то есть, в растворении формирования пленки покрытия, чтобы дать соответствующую вязкость. Выбор растворителя и добавление нужного количества или нет, повлияет на текучесть покрытия, скорость высыхания.

Во-вторых, природа растворителя

1. растворяющая способность

Растворяющая способность относится к растворителю, который может растворять пленкообразующие вещества, диспергированные способность сделать пленкообразующие вещества равномерно диспергированы в растворителе и образование стабильного раствора. Растворимость растворителя и пленкообразующих веществ связана с типом; по правилам растворимости полярная смола нуждается в полярных растворителях (таких как спирты, эфиры, кетоны); неполярные алифатические углеводороды могут быть растворены маслом для покрытия (таким как масляный лак, алкидная смола с длинным маслом). Поэтому при правильном выборе растворителя необходимо понимать, какой вид растворителя соответствует каждому пленкообразующему веществу, иначе это приведет к помутнению, выпадению осадка, выпадению осадка, потере света или даже браку.

2. Роль растворителей

Основная функция растворителя — растворять и разбавлять твердые или высоковязкие пленкообразующие вещества (смолы и масла), чтобы их можно было легко нанести на поверхность заготовки, выровнять ее и сформировать ровную непрерывную однородную пленку.

Разновидности и количество растворителей в значительной степени определяют многие свойства жидких покрытий, такие как вязкость, скорость высыхания, токсичность, запах, воспламеняемость, взрывоопасность и т. д.; необходимо тщательно подбирать и применять растворители.

3. Скорость испарения растворителя

Скорость улетучивания — это скорость, с которой растворитель испаряется из покрытия в воздух. Она определяет продолжительность нахождения покрытия в жидком состоянии. На скорость испарения растворителя влияют многие факторы, наибольшую зависимость имеет температура кипения растворителя. Скорость испарения растворителя и температура кипения растворителя примерно пропорциональны.

В-третьих, классификация растворителей

Растворители можно классифицировать по температуре кипения, полярности, химическому составу, применению, растворимости и скорости испарения.

1. Классификация по температуре кипения

Температура кипения ниже 100 ℃ называется «низкая температура кипения растворителей», таких как ацетон, этанол, этилацетат, бензол, метилэтилкетон и т.д.; помогают предотвратить мокрое покрытие потока висит, его летучие быстро, легко сохнет, низкая вязкость, обычно с летучим запахом.

Температура кипения 100 ℃ ~ 150 ℃ между так называемыми «растворителями точки кипения», таких как толуол, ксилол, бутилацетат, метил изобутилкетон, бутиловый эфир и т.д., и его летучесть является умеренной, в покрытии после низкой температуры кипения растворителя улетучивания, способствует образованию покрытия выравнивания плотной пленки краски, в промышленности широко используется.

Температура кипения 150 ℃ ~ 200 ℃, таких как циклогексанон, амилацетат, гликоль бутиловый эфир, циклогексанол, скипидар и другие так называемые «высококипящие растворители», улетучивание медленнее, в покрытии последнего улетучивания, не только способствует выравниванию, но и для предотвращения летучих краски из-за влажности и низких температур, вызванных отбеливание покрытия и так далее.

Пластификатор: этот растворитель меньше используется для растворения на, больше для добавок, таких как пластификаторы, смягчители и т.д., температура кипения выше 300 ℃, почти не испаряется, используется для изменения твердости полимера, не может быть добавлен, чтобы не высохнуть.

2. Классификация по химическому составу

Углеводородные растворители: такие как алифатические и ароматические, алифатические можно разделить на прямоцепочечные парафиновые углеводороды; ароматические растворители — бензол в качестве ядра, бензол, толуол, ксилол широко используются.

Кислородсодержащие растворители: такие растворители из-за того, что углерод и водород находятся за пределами двух элементов, содержащих кислород, поэтому растворимость сильнее, например, спирт, ацетон, этилацетат и так далее.

3. Классификация по полярности

Классифицируется в зависимости от того, проводит ли он электричество, так называемые проводящие известны как «полярные растворители»; например: спирты, эфиры, кетоны и т.д., а также другие проводящие имеют сильную и слабую разницу в размерах.

4. Классификация по скорости испарения (эта классификация основана на бутилацетате (BAC), сравнивается при комнатной температуре)

Быстросохнущий тип: более чем в 3 раза быстрее, чем ВАС;

Среднесухой растворитель: более чем в 1,5 раза быстрее, чем ВАС;

Медленносохнущие растворители: те, скорость испарения которых находится между скоростью испарения бутилацетата (ВАС) и пентанола;

Очень медленно высыхающий растворитель: такой как циклогексанон, диэтиленгликолевый эфир и т.д..

5. В соответствии с классификацией по растворимости

Истинный растворитель: также известен как «активный растворитель», для конкретной смолы может быть растворен один; например, нитроцеллюлоза действительно может растворяться эфиром, эфиром, кетоновыми растворителями.

Сорастворитель: также известен как «скрытый растворитель», при использовании в одиночку не обладает способностью к реальному растворению, но при использовании в сочетании с реальным растворителем может увеличить растворимость растворителя; например, спирты.

Разбавитель: не имеет реальной растворимости сам по себе, но в некоторых растворителях для регулировки вязкости, чтобы облегчить работу человека; общее покрытие краски разбавитель используется называется «банановая вода» (Tiana воды), например, бензол.

Общие смешанные растворители в соотношении истинного растворителя, добавок и разбавителя составляют примерно 35:15:50, в то время как пропорция растворителей с низкой, средней и высокой температурой кипения составляет примерно 25:65:10.

Таблица порядка полярности распространенных растворителей

Растворитель с сильной полярностью:

Метанол〉Этанол〉Изопропанол

Растворитель средней полярности:

Этилцианид〉Этилацетат〉Хлороформ〉Дихлорметан〉Эфир〉Толуол

Неполярные растворители:

Циклогексан, петролейный эфир, гексан, пентан

Порядок полярности одного растворителя следующий:

Нефтяной эфир (малый) → циклогексан → четыреххлористый углерод → трихлорэтилен → бензол → толуол → дихлорметан → хлороформ → этиловый эфир → этилацетат → метилацетат → ацетон → н-пропанол → метанол → пиридин → уксусная кислота (большой).

Порядок полярности смешанных растворителей:

Бензол: Хлороформ (1+1) → Циклогексан: Этилацетат (8+2) → Хлороформ: Ацетон (95+5) → Бензол: Ацетон (9+1) → Бензол: Этилацетат (8+2) → Хлороформ: Этиловый эфир (9+1) → Бензол: Метанол (95+5) → Бензол: Этиловый эфир (6+4) → Циклогексан: Этилацетат (1+1) → Хлороформ: Эфир (8+2) → Хлороформ: Метанол (99+1) → Бензол. Метанол (9+1) → Хлороформ:Ацетон (85+15) → Бензол:Эфир (4+6) → Бензол:Этилацетат (1+1) → Хлороформ:Метанол (95+5) → Хлороформ:Ацетон (7+3) → Бензол: Этилацетат (3+7) → Бензол:Эфир (1+9) → Этиловый эфир:Метанол (99+1) → Этилацетат:Метанол (99+1) → Бензол:Ацетон (1+1) → Хлороформ:Метанол (1+1) → Хлороформ:Метанол ( 9+1)

Примечание: Бензол:метанол (95+5) означает, что 95 объемов бензола смешиваются с 5 объемами метанола для получения смешанного растворителя!

Часто используемые смеси растворителей:

Этилацетат/гексан: обычно используется в концентрациях 0-30%. Однако иногда бывает трудно полностью удалить растворитель на роторном испарителе.

Система эфир/пентан: Чаще всего используется концентрация 0~40%. Очень легко удаляется на роторном испарителе.

Этанол/гексан или пентан: 5-30% предпочтительны для сильно полярных соединений.

Дихлорметан/гексан или пентан: 5~30% можно использовать, если другие смеси растворителей не подходят.

Сравнение полярности функциональных групп

Алканы (-CH3, -CH2-) < Олефины (-CH=CH-) < Эфиры (-O-CH3. -O-CH2-) ＜Нитросоединения (-NO2) ＜Диметиламины (CH3-N-CH3) ＜Липиды (-COOR) Кетоны (-CO-) < альдегиды (-CHO) < меркаптаны (- SH) < амины (-NH2) < амиды (-NHCO-) < спирты (-NHCO CH3) < спирты (-OH) < фенолы (< Ar-OH) < карбоновые кислоты (-COOH)

Полярность распространенных подвижных фаз

Нефтяной эфир < Бензин < Гептан < Гексан < Дисульфид углерода < Ксилол < Толуол < Хлорпропан < Бензол < Бромистый этил < Бромбензол < Дихлорэтан (DCM) < Трихлорметан < Изопропиловый эфир < Нитрометан < Бутилацетат < Этиловый эфир < Этилацетат < N- пентан <n-бутиловый спирт <фенол <метилэтанол <тертый бутиловый спирт <тетрагидрофуран <диоксан <петанон <этанол <ацетонитрил <метанол <азот Диметилформамид (DMF) ＜Вода

Изображение

Типы и свойства распространенных растворителей

1. Алифатические углеводородные растворители

Химический состав алифатических углеводородных растворителей состоит в основном из цепных углеводородов, является продуктом фракционирования нефти.

① петролейный эфир — низкокипящая фракция нефти, смесь низкосортных алканов; в настоящее время реже используется в лакокрасочной промышленности.

② 200 # краска растворитель нефти представляет собой смесь алканов, олефинов, циклоалканов и небольшого количества ароматических углеводородов, содержащих C4 ~ C11, основными компонентами являются пентан, гексан, гептан и октан. Прямая перегонка сырой нефти при производстве прямогонного бензина в основном не содержит олефинов, при крекинге бензин содержит значительное количество олефинов, поэтому в качестве растворителя для использования бензина требуется отсутствие крекинг-фракций и тетраэтилсвинца.

Масло-растворитель для красок 200# является одним из видов бензина-растворителя, его диапазон кипения составляет 145℃～200℃. Потому что начало используется вместо скипидара, поэтому исторически известен как «скипидар», в зарубежных странах называют «минеральные спирты».

2. Ароматические углеводородные растворители

Ароматические углеводородные растворители в настоящее время являются крупнейшим видом промышленного использования, в зависимости от источника получения коксовую ароматику и нефтяную ароматику делят на две категории. Коксованную ароматику получают путем фракционирования каменноугольной смолы, а нефтяную ароматику — путем перегонки нефтепродуктов через платиновое риформинговое масло, масло каталитического крекинга и масло газификации толуола.

Бензол (BENZE) смешивается с большинством органических растворителей. Основное применение в лакокрасочной промышленности, а также в производстве бутилацетата, ацетона и бутанола с использованием нитрокрасок в качестве разбавителя.

② Толуол (TOL) может смешиваться со многими органическими растворителями. Его летучесть в 3 раза выше, чем у ксилола, поэтому он редко используется в качестве растворителя и в основном является одним из компонентов смешанных растворителей.

③ Ксилол (XL) обычно называют примыкающим, промежуточным, пара-ксилолом — три изомера любого из них не подходят для самостоятельного использования в качестве растворителя в покрытиях. Промышленный смешанный ксилол представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с характерным запахом ароматических углеводородов и иногда излучает слабый флуоресцентный свет.

Безводный ксилол широко используется в лакокрасочной промышленности. Он нерастворим в воде и смешивается с этанолом, эфиром, ароматическими и алифатическими углеводородными растворителями. Он обладает сильной растворимостью и умеренной скоростью испарения и является одним из наиболее используемых растворителей в настоящее время.

(iii) Растворитель нафта — бесцветная или светло-желтая жидкость, которая представляет собой смесь коксованных ароматических углеводородов, полученных путем фракционирования легкой нефти из каменноугольной смолы. Диапазон кипения 120 ℃ ~ 200 ℃, в основном толуол, изомеры ксилола, этилбензол, изопропилбензол и другие компоненты.

④ Высококипящие ароматические углеводородные растворители, нефтяные ароматические углеводороды, тяжелая ароматика извлекается после фракции C8, оставшиеся C9, C10 и другие высококипящие фракции смеси. Он начал говорить «тяжелые ароматические углеводороды» в качестве замены ксилола, после открытия особой ценности, и далее разделен на различные фракции, может расширить температуру кипения, растворимость и летучесть скорости лучших, является китайской промышленности покрытий использовать больше импортных продуктов.

Его преимущества в основном ароматические углеводороды, в сушке пленки, улетучивание растворителя весь процесс имеет высокую степень платежеспособности; так что фильм без корки явление, и имеет блеск; может быть смешан с ксилолом, чтобы улучшить скорость улетучивания; также может быть смешан с № 200 бензин растворителя, чтобы улучшить платежеспособность; температура вспышки выше, безопаснее.

3.Терпеновый растворитель

Получается из соснового дерева, является более ранним растворителем; обычно используется скипидар, дипентен.

4.Спиртовые растворители

Спирты, кетоны, эфиры, эфирно-спиртовые растворители часто называют «оксигенированными растворителями», то есть растворителями, содержащими атомы кислорода в молекуле. Обладают широким диапазоном растворимости, могут растворять большинство смол, часто смешиваются с другими растворителями.

Этанол (ETHONL), широко известный как «спирт», часто смешивается с другими растворителями, как разбавитель.

Изопропиловый спирт (IBA), по растворимости и летучести близок к этанолу, имеет сильный запах; в основном используется для нитроцеллюлозных и ацетатных волоконных покрытий в качестве сорастворителя.

Н-бутанол (НБА) — бесцветная прозрачная жидкость со специфическим ароматическим запахом, смешивается со спиртом, эфиром, бензолом и другими органическими растворителями. Смешанный растворитель н-бутанола и ксилола широко используется в аминопековой краске и краске на основе эпоксидной смолы; н-бутанол является сорастворителем нитроволокнистой смолы, благодаря высокой температуре кипения и медленному испарению, поэтому он обладает «антибелым эффектом»; его недостаток в том, что вязкость больше.

5. Кетоновый растворитель

Кетоновый растворитель — это еще один тип оксигенированного растворителя.

① Ацетон (ACT), имеющий низкую температуру кипения, быструю скорость испарения сильных растворителей, является хорошим растворителем для летучих покрытий. Из-за его охлаждающего эффекта быстрого испарения, может вызвать конденсацию водяного пара в воздухе на поверхности пленки, что приводит к поверхности пленки мороз белым, он часто используется вместе с его анти-белый эффект низкой летучести спиртов и спиртов и эфиров растворителей.

② метилэтилкетон (MEK) — растворимость как у ацетона, но скорость испарения медленнее, используется в нитроцеллюлозе, акриловых смолах, виниловых смолах, эпоксидных смолах, полиуретановых смолах, обычно используемых в качестве одного из растворителей.

Метил изобутилкетон (MIBK) улетучивается медленнее, чем метилэтилкетон, обладает высокой растворяющей способностью и хорошими эксплуатационными характеристиками, часто смешивается с другими растворителями.

Циклогексанон (CHK) является сильным растворителем, медленное испарение, отличная растворимость для различных смол, в основном используется в полиуретановых, эпоксидных смол, виниловых смол покрытий; он может улучшить адгезию пленки краски, и сделать пленку гладкой и красивой.

⑤ Изофорон (IP) — светло-желтая жидкость с запахом, напоминающим камфору, с высокой температурой кипения, низкой гигроскопичностью, медленной летучестью и хорошей растворимостью, смешивается с большинством органических растворителей и многими видами нитроцеллюлозных покрытий.

(6) Диацетоновый спирт — бесцветная прозрачная жидкость без запаха, обычно используется для получения электростатических разбавителей.

6. Эфирные растворители

Эфирные растворители также являются разновидностью оксигенированных растворителей. Большинство эфирных растворителей, обычно используемых в красках, представляют собой ацетат, а также небольшое количество эфиров органических кислот. Этот вид растворителя CAC является чрезвычайно важным растворителем для полиуретановых покрытий (полиуретановая медленно высыхающая вода).

① этилацетат (EAC) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с фруктовым ароматом, смешивается с большинством органических растворителей, может растворять растительные масла, глицериновые эфиры канифоли, нитроцеллюлозу, винилхлоридные смолы и полистирольные смолы и т.д., может использоваться в качестве растворителя для нитроцеллюлозы, этилцеллюлозы, смол полиакриловой кислоты и полиуретановых смол в краске.

② н-бутилацетат (БАЦ) — бесцветная жидкость с фруктовым запахом, нерастворимая в воде, но и трудно гидролизуемая, смешивается со спиртами, эфирами и другими общими органическими растворителями; растительные масла, канифольные эфиры глицерина, поливинилацетатные смолы, полиакриловые смолы, хлорированный каучук и так далее обладают хорошей растворимостью, является нитроцеллюлозным покрытием, полиакрилатным покрытием, хлорированным каучуком, полиуретановыми покрытиями, широко используемыми растворителями. Это распространенный растворитель в нитроцеллюлозных покрытиях, полиакрилатных покрытиях, хлорированных каучуковых покрытиях и полиуретановых покрытиях.

③ Изобутилацетат (IBAC) — по своей природе похож на BAC, но имеет более низкую температуру вспышки — 17,8℃.

④ Ацетат высокоуглеродистого спирта — гексилацетат, гептилацетат, ацетат, ацетат трех высокоуглеродистых ацетатов спирта, как растворитель эфира с высокой температурой кипения, он имеет более высокую растворимость кислородсодержащих растворителей, но также сохраняет природу углеводородных растворителей.

Существующий гексилацетат для влагочувствительных покрытий воздушной сушки, его медленная скорость испарения может эффективно уменьшить тенденцию «отбеливания» пленки, и в то же время, он обладает определенной летучестью, может быть быстросохнущим, в нитроцеллюлозных покрытиях, двухкомпонентных полиуретановых покрытиях и летучих красках на основе акриловых смол имеет уникальное преимущество.

7. Спиртовые эфиры и эфирно-эфирные растворители

① Гликолевый эфир — также известный как гликолевый эфир или этанол растворитель волокон, представляет собой бесцветную жидкость, имеет слабый аромат, относится к категории «высокотоксичных». Может смешиваться с водой, спиртом, эфиром, ацетоном и другими растворителями, является хорошим сорастворителем для покрытий на водной основе.

② гликоль-бутиловый эфир, также известный как гликоль-бутиловый эфир или бутиловый растворитель волокна, бесцветная жидкость, единственный аромат; может быть растворен в ацетоне, бензоле, этиловом эфире, метаноле и других органических растворителях, нитроцеллюлозные покрытия являются хорошими растворителями, и может играть роль в предотвращении отбеливания. Используется в большинстве красок, может играть роль анти-морщинки, анти-тумана, улучшать текучесть пленки и блеск; является хорошим сорастворителем для красок на водной основе.

(iii) Этиленгликоль этиловый эфир ацетат — также известен как гликоль этиловый эфир ацетат, этиловый растворитель ацетат или уксусная кислота — 2-этоксиэтиловый эфир, представляет собой бесцветную жидкость, слегка ароматическую. Благодаря своей молекулярной структуре содержит эфир и эфирную структуру, может смешиваться с различными растворителями, обладает высокой растворимостью, может растворять смазку, канифоль, хлорированный каучук, нитроцеллюлозу, алкидную смолу, фенольную смолу и так далее различные продукты покрытия. Скорость улетучивания медленная, что способствует выравниванию пленки покрытия, делает пленку ровной и улучшает глянцевую адгезию; часто используется в качестве сорастворителя в покрытиях на водной основе.

Эфирный растворитель пропиленгликоля — включает метиловый эфир пропиленгликоля, этиловый эфир пропиленгликоля, бутиловый эфир пропиленгликоля и его эфиры. Его химические свойства и растворителей гликолевого эфира схожи, но токсичность гораздо ниже, за рубежом постепенно используется для замены растворителей гликолевого эфира.

Растворители эфира пропиленгликоля обладают сильной растворяющей способностью и медленной летучестью, что позволяет улучшить выравнивание, блеск и полноту пленки покрытия, преодолеть общие патологии некоторых пленок покрытия, и являются хорошими растворителями для нитроцеллюлозных покрытий, аминоалкидных покрытий, акриловых покрытий и эпоксидных покрытий; они также являются лучшими сорастворителями для водоразбавляемых покрытий и пленкообразующих вспомогательных веществ из-за возможности смешиваемой растворимости в любой пропорции с водой.

⑤ Растворитель диэтиленгликолевого эфира — этот вид растворителя обычно имеет высокую температуру кипения, часто добавляется в краску, используется для улучшения кистью, выравнивания и адгезии пленки; редко используется для вторичной регулировки вязкости и разбавления, здесь не представлен.

8. Температура кипения и скорость испарения обычных растворителей

Изображение

Резюме

Из приведенного выше анализа можно сделать вывод, что: растворитель, как важный компонент краски, играет незаменимую роль в покрытии пленки, выбор и целесообразность его добавления напрямую влияют на качество покрытия пленки.

В настоящее время не существует универсального количественного эксперимента в отечественных и международных исследованиях мебельных покрытий из-за больших различий в окружающей среде и подложке покрытия; тем не менее, необходимо придерживаться следующих принципов:

При проектировании процесса нанесения покрытия следует заранее обратить внимание на вязкость раствора в известной концентрации, чтобы предотвратить добавление смолы до определенного количества при явлении выпадения смолы в осадок; то есть определить предел разбавления.

Летучесть растворителя влияет на скорость испарения, скорость испарения влияет на текучесть смолы и выравнивание, то есть влияет на качество пленки; его связь со способом покрытия очень велика, в котором скорость испарения распыления является самой большой, за которой следуют кисть, обливание, окунание покрытия в порядке уменьшения; поэтому следует добавлять в соответствии со способом покрытия, чтобы выбрать, в общем, широкий диапазон кипения растворителей, чтобы адаптироваться к более широкому диапазону.

Пары растворителей были определены как один из источников загрязнителей воздуха, но поскольку их пока невозможно полностью заменить, следует исходить из величины токсичности растворителя, в растворяющей способности роль играют различия, не слишком малые в случае попытки использовать менее токсичные растворители (особенно разбавители, используемые для очистки); общая токсичность в порядке от наибольшей к наименьшей: первая категория, бензол, хлорированные алкены, хлороформ и т. д. ; вторая категория, кетоны, спирты, эфиры, толуол, ксилол и т.д.; третья категория, бензин, нефтяной спирт, скипидар, минеральный спирт и т.д.

Температура вспышки растворителя — это наименьшая температура, при которой возможно воспламенение пламени при попадании его на пары на поверхности жидкости, и является возможным признаком возникновения пожара; она должна быть полностью учтена при выборе растворителя, а способ обращения с ним должен быть четко оговорен в технологическом регламенте.

Зрелые заводы должны создать надежные местные климатические записи и строительные записи и досье, включая температуру, влажность, диапазон изменений и т.д., накопление базовой информации для облегчения доступа к более научным экспериментальным данным, в соответствии с изменениями в разработке разумного использования растворителя в технологических протоколах.

Короче говоря, многие дефекты в покрытии пленки в покрытие вызвано неправильным выбором и использованием растворителей, в то время как скрытая опасность заводских пожаров и пренебрежение растворителей, отходов растворителя, управления осадка, фундаментальная причина использования растворителей, используемых в природе и использование растворителей не знаю очень хорошо вызвано. Поэтому тщательный выбор растворителей станет основой для обеспечения высокого качества продукции и безопасного производства.