涂料溶劑主要包括三大類產品,第一類是烴類溶劑,根據不同沸點進行分級; 第二類是含氧溶劑類,也是應用最為廣發、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,按不同沸點進行分級,包括脂肪族烴、芳香烴、氯化烴、萜烴等產品。
• 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,在三維陣中相結合,類似交聯聚合物。
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作咬底現象。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。生產船舶涂料和重防腐涂料的企業多采用溶解能強,相對揮發速率較低(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,它屬于中等揮發速度溶劑,其揮發度高到足以從涂膜中迅速揮發,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
酮類溶劑化學穩定性好,由于羰基的存在,酮為氫鍵受體溶劑,具備優異的溶解力。例如最常用的丁酮,相對揮發速率稍低于丙酮,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,其特點是在大多數溶劑揮發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,起偶聯使用。
另外,在涂料生產中,除活性溶劑外還適當地摻用一些填充溶劑,填充溶劑多數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穩定性、且不含多環芳香烴,對人基本無毒等優勢,目前正逐漸替代有毒性的含苯溶劑。