橡胶人应该了解:溶剂分类及极性顺序表

橡胶⼈应该了解:溶剂分类及极性顺序表
⼀、什么是溶剂?
任何⼀种具有可溶化其他物质能⼒的液体,且能⽣成均匀的溶液,均可称为“溶剂”,⽔也是⼀种溶剂,只是溶解的对象与有机溶剂不同⽽已;⽽有机溶剂狭义的说是液体把固体溶解,成为其它结构,并⽆改变成其它新物质的液体。
⽬前油墨及涂料的溶剂,⼀般都是挥发性的有机溶剂;其主要功能是控制与调节涂料粘度,即在溶解涂膜形成时给与适当的粘度。溶剂选⽤和加⼊量的适当与否,会影响涂料的流动性、⼲燥速度。
⼆、溶剂的性质
1. 溶解⼒
溶解⼒是指溶剂能把成膜物质溶解分散的能⼒,能使成膜物质均匀的分散在溶剂中⽽形成稳定的溶液。溶剂的溶解⼒与涂膜形成物的种类有关;溶解的规则是极性树脂需要极性溶剂(如醇类、酯类、酮类);⾮极性脂肪族碳氢化合物能溶解涂料油(如油性清漆、长油性醇酸树脂)。因此,正确选择溶剂必须了解与每种成膜物质相应的溶剂品种,否则会造成混浊、沉淀、析出、失光甚⾄报废。
2.溶剂的作⽤
溶剂的主要功能是溶解与稀释固体或⾼粘度的成膜物质(树脂与油类),使其能容易地涂饰于⼯件表⾯,并使它流平⽽形成平整连续均匀的薄膜。
溶剂的品种和数量在很⼤程度上决定了液体涂料的许多性能,如粘度、⼲燥速度、毒性、⽓味、易燃、易爆等;需要谨慎选择与调配溶剂。
3.溶剂的挥发速度
挥发速度是指溶剂从涂层中挥发到空⽓中的速度。其决定涂层处于流体状态的时间长短。影响溶剂挥发速度的因素很多,关系最⼤的是溶剂的沸点。溶剂挥发速度同溶剂的沸点⼤致成正⽐。
三、溶剂的分类
溶剂⼀般可就其沸点、极性、化学组成、⽤途、溶解⼒强弱及蒸发速度等来分类。
1.按沸点分类
•沸点低于100℃的称为 “低沸点溶剂”,如丙酮、⼄醇、醋酸⼄酯、苯、甲⼄酮等;有利于防⽌湿涂层的流挂,其挥发快、易⼲燥、粘度低,通常具有挥发⽓味。
•沸点在100℃~150℃之间的称为“中沸点溶剂”,如甲苯、⼆甲苯、醋酸丁酯、甲异丁酮、丁酯等,其挥发速度适中,在涂层中继低沸点的溶剂挥发后,有利于涂层的流平形成致密的漆膜,在⼯业中⼴泛使⽤。
•沸点在150℃~200℃的如环⼰酮、醋酸戊酯、⼄⼆醇丁基醚、环⼰醇、松节油等称作“⾼沸点溶剂”,挥发较慢,在涂层中最后挥发,既有利于流平,也能防⽌挥发型漆因潮湿和低温造成的涂层变⽩等。
•增塑剂:此种溶剂较少⽤于溶解上,多⽤于添加剂上,如可塑剂、软化剂等,沸点在300℃以上,⼏乎没有蒸发性,⽤于改变⾼分⼦的硬度,不可多加,以免不⼲。
2.按化学组成分类
•碳氢溶剂:此类以脂肪族及芳⾹族为主,脂肪族有可分为直链的⽯蜡族碳氢化合物;芳⾹族溶剂是以苯为核⼼,苯、甲苯、⼆甲苯应⽤极⼴。
•含氧溶剂:此类溶剂由于碳氢⼆元素外,含有氧元素,故溶解⼒较强,如酒精、丙酮、醋酸⼄酯等。
3.按极性分类
是按其是否导电⽽分类的,所谓的能导电的称为“极性溶剂”;例如:醇类、酯类、酮类等,⽽其它导电性有强弱⼤⼩不
是按其是否导电⽽分类的,所谓的能导电的称为“极性溶剂”;例如:醇类、酯类、酮类等,⽽其它导电性有强弱⼤⼩不同。
4.按蒸发速度分类(此分类以醋酸丁酯(BAC)为基准,在室温下⽐较)
•快⼲型:较BAC倍以上;
•中⼲溶剂:较BAC快1.5倍以上;
油田载荷传感器•慢⼲溶剂:其挥发速度介于醋酸丁酯(BAC)和戊醇之间者;
•极慢⼲溶剂:如环⼰酮、⼆⼄⼆醇醚等。
5.按溶解⼒分类
•真溶剂:⼜称“活性溶剂”,对某具体树脂来说能够单独溶解者;例如对能真正溶解的酯、醚、酮类溶剂。•助溶剂:⼜称“潜溶剂”,单独使⽤时⽆实际溶解能⼒的,但当与真溶剂并⽤则可增加溶解⼒的溶剂;如醇类。
•稀释剂:本⾝⽆真正溶解溶质作⽤,但在某些溶剂中调整粘度以利于作业者;⼀般涂装使⽤的涂料稀释剂称为“⾹蕉⽔”(天那⽔),如苯类。
⼀般混合溶剂中真溶剂、助剂与稀释剂的⽐例约为35:15:50,⽽低、中、⾼沸点溶剂的⽐例约为25:65:10。
常见溶剂的极性顺序表
强极性溶剂:
甲醇〉⼄醇〉异丙醇
中等极性溶剂:
⼄氰〉⼄酸⼄酯〉氯仿〉⼆氯甲烷〉⼄醚〉甲苯
⾮极性溶剂:
环⼰烷,⽯油醚,⼰烷,戊烷
单⼀溶剂的极性⼤⼩顺序为:
⽯油醚(⼩)→环⼰烷→四氯化碳→三氯⼄烯→苯→甲苯→⼆氯甲烷→氯仿→⼄醚→⼄酸⼄酯→⼄酸甲酯→丙酮→正丙醇→甲醇→吡啶→⼄酸(⼤)
混合溶剂的极性顺序:
苯∶氯仿(1+1)→环⼰烷∶⼄酸⼄酯(8+2 )→氯仿∶丙酮(95+5 )→苯∶丙酮(9+1 )→苯∶⼄酸⼄酯( 8+2)→氯仿∶⼄醚( 9+1)→苯∶甲醇( 95+5)→苯∶⼄醚( 6+4)→环⼰烷∶⼄酸⼄酯( 1+1 )→氯仿∶⼄醚( 8+2)→氯仿∶甲醇(
99+1)→苯∶甲醇( 9+1)→氯仿∶丙酮( 85+15 )→苯∶⼄醚( 4+6)→苯∶⼄酸⼄酯( 1+1)→氯仿∶甲醇( 95+5 )→氯仿∶丙酮( 7+3)→苯∶⼄酸⼄酯( 3+7)→苯∶⼄醚( 1+9)→⼄醚∶甲醇( 99+1 )→⼄酸⼄酯∶甲醇( 99+1 )→苯∶丙酮(
1+1 )→氯仿∶甲醇( 9+1)
说明⼀下: 苯∶甲醇( 95+5 )的意思是95 体积的苯混合5 体积的甲醇配成混合溶剂!
常⽤混合溶剂:
⼄酸⼄酯/ ⼰烷:常⽤浓度0~30%。但有时较难在旋转蒸发仪上完全除去溶剂。
⼄醚/ 戊烷体系:浓度为0~40%的⽐较常⽤。在旋转蒸发器上⾮常容易除去。
⼄醇/ ⼰烷或戊烷:对强极性化合物5~30%⽐较合适。
⼆氯甲烷/ ⼰烷或戊烷:5~30%,当其他混合溶剂失败时可以考虑使⽤。
官能团极性⼤⼩⽐较
烷烃( —CH3,—CH2—)<烯烃( —CH=CH —)<醚类( —O—CH3,—O—CH2—)<硝基化合物(—NO2) <⼆甲胺( CH3—N—CH3)<脂类( —COOR )<酮类( —CO—)<醛类(—CHO)<硫醇(—SH)<胺类(—
NH2)<酰胺(—NHCO—CH3)<醇类(—OH)<酚类(< Ar—OH)<羧酸类( —COOH )
常⽤流动相极性
⽯油醚<汽油<庚烷<⼰烷<⼆硫化碳<⼆甲苯<甲苯<氯丙烷<苯<溴⼄烷<溴化苯<⼆氯⼄烷(DCM) <<异丙醚<硝基甲烷<⼄酸丁酯<⼄醚<⼄酸⼄酯<正戊烷<正丁醇<苯酚<甲⼄醇<叔丁醇<四氢呋喃<⼆氧六环<丙酮<⼄醇<⼄腈<甲醇<氮氮⼆甲基甲酰胺(DMF) <⽔
四、常⽤溶剂的种类与性质
1.脂肪烃类溶剂
脂肪烃类溶剂的化学组成主要是链状碳氢化合物,系⽯油分馏产物。
•①⽯油醚是⽯油的低沸点馏分,为低级烷烃类的混合物;现在涂料中⽤的较少。
•② 200#油漆溶剂油是由含C4~C11的烷烃、烯烃、环烷烃和少量芳⾹烃组成的混合物,主要成分是戊烷、⼰烷、庚烷和⾟烷等。由原油直接蒸馏制得的直馏汽油基本不含烯烃,通过裂化⽽得的汽油则含有相当的烯烃,做溶剂使⽤的汽油要求不含裂化馏分和四⼄基铅。
200#油漆溶剂油是溶剂汽油中的⼀种,其沸程范围为145℃~200℃。因开始是代替松节油使⽤,故历史上称为“松⾹⽔”,在国外称“矿油精”。
2.芳⾹烃类溶剂
芳⾹烃类溶剂是⽬前⼯业中⽤量最⼤的⼀种,根据来源分为焦化芳烃和⽯油芳烃两⼤类。焦化芳烃系由煤焦油分馏⽽得,⽯油芳烃系由⽯油产品经铂重整油、催化裂化油及甲苯岐化油精馏⽽得。
•①苯(BENZE)可与⼤多数有机溶剂相混溶。在涂料中主要⽤途是和醋酸丁酯、丙酮和丁醇配合使⽤,作为硝基漆稀释剂。
•②甲苯(TOL)可与多种有机溶剂混合。挥发速度是⼆甲苯的3倍,故很少作为溶剂使⽤,主要是混合溶剂中的组分之⼀。
•③⼆甲苯(XL)常⽤字的是邻、间、对位⼆甲苯三种异构体的任何⼀种都不适合单独作为溶剂在涂料中使⽤。⼯业混合⼆甲苯系⽆⾊透明液体,具有芳⾹烃特有的⽓味,有时会发出微弱的荧光。
•涂料⼯业中常⽤⽆⽔⼆甲苯,其不溶于⽔,可与⼄醇、⼄醚、芳⾹烃和脂肪烃溶剂混溶。溶解⼒强、挥发速度适中,是⽬前⽤量最⼤的⼀种溶剂。
•③溶剂⽯脑油为⽆⾊或浅黄⾊液体,系煤焦轻油分馏所得的焦化芳⾹烃类混合物。沸程为120℃~200℃,主要有甲苯、⼆甲苯异构体、⼄苯、异丙苯等组成。
•④⾼沸点芳⾹烃溶剂,⽯油芳烃的重芳烃是提取C8馏分以后,余下的C9、C10等⾼沸点馏分的混合物。其开始称“重芳烃”为代替⼆甲苯⽤,后发现特殊价值,进⼀步分出不同馏分,可延伸沸点,溶解和挥发速度特优,是我国涂料⼯业使⽤较多的进⼝产品。
其优点主要是芳⾹烃,在涂膜⼲燥、溶剂挥发的全过程都有⾼度溶解⼒;故使涂膜⽆结⽪现象,并具有光泽;可与⼆甲苯混合,提⾼挥发速率;也可与200号溶剂汽油混合,提⾼溶解⼒;闪点较⾼,较安全。
3.萜烯类溶剂
来源于松树,是较早的溶剂;常⽤松节油、双戊烯。
南澳大学4.醇类溶剂
醇、酮、酯、醇醚这四类溶剂常常被称为“含氧溶剂”;即分⼦中含有氧原⼦的溶剂。溶解范围宽,可溶解多数树脂,常与其他溶剂混合使⽤。
⼄醇(ETHONL),俗称“酒精”,常与其他溶剂混合配制,作为稀释剂。
异丙醇(IBA),溶解⼒和挥发速率与⼄醇接近,嗅味强烈;主要⽤于硝基纤维素和醋酸纤维涂料的助溶剂。
正丁醇(NBA)⽆⾊透明液体,有特殊的芳⾹⽓味,能与醇、醚、苯等多种有机溶剂混溶。正丁醇与⼆甲苯的混合溶剂⼴泛⽤于氨基烘漆和环氧树脂漆中;正丁醇是硝基纤维树脂的助溶剂,由于其沸点较⾼,挥发较慢,故有“防⽩作⽤”;其弊端是粘度较⼤。
西安民生集团股份有限公司5.酮类溶剂
酮类溶剂是另⼀类含氧溶剂。
•①丙酮(ACT),是沸点低,挥发速率快的强溶剂,是挥发性涂料的良好溶剂。由于其快速挥发的冷却作⽤,能引起空⽓中⽔蒸⽓在涂膜表⾯的冷凝,⽽导致涂膜表⾯结霜发⽩,故常和能其防⽩作⽤的低挥发醇类和醇醚类溶剂共同使⽤。
冶金石灰•②甲⼄酮(MEK)—溶解⼒和丙酮差不多,但挥发速率较慢,是硝基纤维素、丙烯酸树脂、⼄烯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂常⽤的溶剂之⼀。
•③甲基异丁基酮(MIBK)⽐甲⼄酮挥发还要慢,溶解⼒强,性能良好,常和其他溶剂混合使⽤。
•④环⼰酮(CHK)是⼀种强溶剂,挥发速度较慢,对多种树脂有优良的溶解⼒,主要⽤于聚氨酯、环氧树脂、⼄烯树脂涂料;可提⾼漆膜附着⼒,并使漆膜平整美观。
•⑤异佛尔酮(IP)—是⼀种淡黄⾊的液体,有类似樟脑⽓味,具有较⾼的沸点,很低的吸湿性,较慢的挥发速度和较好的溶解⼒,能与⼤部分有机溶剂和多种硝基纤维素涂料混溶。
•⑥⼆丙酮醇—为⽆⾊⽆味的透明液体,常⽤配制静电稀释剂。
6.酯类溶剂
酯类溶剂也是含氧溶剂的⼀种。涂料中常⽤的酯类溶剂⼤多数都是醋酸酯,也有少量有机酸的酯类。此类溶剂中CAC是PU涂料的极其重要的溶剂(PU慢⼲⽔)。
•①醋酸⼄酯(EAC)是⽆⾊透明液体,有⽔果⾹味,能与⼤多数有机溶剂混溶,能溶解植物油、⽢油松⾹酯、硝化纤维素、氯⼄烯树脂及聚苯⼄烯树脂等,在涂料中可以⽤作硝化纤维素、⼄基纤维素、聚丙烯酸树脂及聚氨酯树脂的溶剂。
•②醋酸正丁酯(BAC)—系⽆⾊液体,有⽔果⾹味,难溶于⽔,也较难⽔解,能与醇、醚等⼀般有机溶剂混溶;对植物油、⽢油松⾹酯、聚醋酸⼄烯树脂、聚丙烯酸树脂、氯化橡胶等有良好的溶解能⼒,是硝基纤维素涂料、聚丙烯酸酯涂料、氯化橡胶涂料、聚氨酯涂料中常⽤的溶剂。
•③醋酸异丁酯(IBAC)—与BAC性质类似,但闪点⽐较低,为17.8℃。
•④⾼碳醇醋酸酯—是醋酸⼰酯、醋酸庚酯、醋酸葵酯三种⾼碳醇的醋酸酯,作为⾼沸点的酯类溶剂,它既有含氧溶剂的较⾼的溶解能⼒,⼜保持有烃类溶剂的性质。
现有将醋酸⼰酯⽤于对潮⽓敏感的各种⽓⼲型涂料中,其较慢的挥发速度可有效地减少涂膜的“发⽩”倾向,同时其⾃⾝⼜有⼀定的挥发速度,可以快⼲,在硝基纤维素涂料、双组分聚氨酯涂料及挥发型丙烯酸树脂漆中具有独特的优势。
7.醇醚及醚酯类溶剂
•①⼄⼆醇⼄醚—⼜称为⽢醇⼄醚或⼄醇溶剂纤剂,为⽆⾊液体,有温和的⾹味属于“剧毒”类。能与⽔、醇、醚、丙酮等多种溶剂混溶,是⽔性涂料的很好的助溶剂。自动供水控制器
•②⼄⼆醇丁醚⼜称⽢醇丁醚或丁基溶剂纤剂,为⽆⾊液体,唯有⾹味;能溶解于丙酮、苯、⼄醚、甲醇等有机溶剂,是硝化纤维素涂料的优良溶剂,并可起防⽩作⽤。在⼤多数涂料中使⽤,可起防皱、
防雾,提⾼涂膜流动性和光泽的作⽤;是⽔性漆的良好助溶剂。
•③⼄⼆醇⼄醚醋酸酯——⼜称⽢醇⼄醚醋酸酯、⼄基溶纤剂醋酸酯或醋酸-2-⼄氧基⼄酯,为⽆⾊液体,微有芳⾹味。由于其分⼦结构中含有醚和酯的结构,能与多种溶剂相混合,具有⾼溶解⼒,可溶解油脂、松⾹、氯化橡胶、硝基纤维素、醇酸树脂、酚醛树脂等等多种涂料产品。其挥发速度较慢,利于涂膜流平,使涂膜均匀,光泽附着⼒提⾼;在⽔性涂料中常⽤于助溶剂。
•④丙⼆醇醚类溶剂——包括丙⼆醇甲醚、丙⼆醇⼄醚、丙⼆醇丁醚及其酯类。其化学性质与⼄⼆醇醚类溶剂相似,但是毒性低的多,国外⽬前正逐步⽤其代替⼄⼆醇醚类溶剂。
但是毒性低的多,国外⽬前正逐步⽤其代替⼄⼆醇醚类溶剂。
•丙⼆醇醚类溶剂具有溶解能⼒强、挥发性慢的性质,可以提⾼涂膜的流平性、光泽和丰满度,克服某些涂膜常见的病态,是硝化纤维素涂料、氨基醇酸涂料、丙烯酸树脂涂料、环氧树脂涂料的良好溶剂;因与⽔可以任意⽐例混溶,也是⽔性涂料最佳助溶剂及成膜助剂。
•⑤⼆⼄⼆醇醚类溶剂——此类溶剂⼀般沸点较⾼,常在制漆中添加,⽤于改善刷涂性、流平性以及涂膜层间附着⼒;很少⽤于⼆次调解粘度和稀释,在此不多介绍。
8.常⽤溶剂的沸点与挥发速度
(△点击查看⼤图)
总结
通过上述分析可以得出:溶剂作为涂料的重要组成成分,在涂装成膜中具有不可代替的作⽤,选择和加⼊量是否合理将直接影响涂膜质量。
⽬前,因为涂装的环境和基材的差异性较⼤,家具涂装国内外研究中还没有通⽤定量的实验;但应遵循以下原则:
1.设计涂装⼯艺时应预先注意溶液在已知浓度中的粘度,防⽌加⼊树脂中到某⼀定量时树脂发⽣沉淀现象;即确定稀
释极限。
分布式操作系统2.溶剂的挥发性会影响蒸发速率,蒸发速率将影响树脂的流动性和流平性,即影响成膜质量;其与涂装的⽅式关系极
⼤,其中喷涂蒸发速率最⼤,刷涂次之,淋涂、浸涂依次减⼩;因此在加⼊时应根据涂装⽅式进⾏选择,⼀般来讲,沸程宽溶剂的适应范围较⼴。
3.溶剂的蒸汽已经确定为空⽓的污染物来源之⼀,但因⽬前尚⽆法完全取代,应该根据溶剂毒性之⼤⼩,在溶解⼒、
作⽤差异不⼤的情况下尽量选⽤毒性较⼩的溶剂(特别是清洗⽤的稀释剂);⼀般毒性由⼤到⼩依次为:第⼀类,苯、氯化烯、等;第⼆类,酮类、醇类、酯类、甲苯、⼆甲苯等;第三类,汽油、⽯油精、松节油、矿油精等。
4.溶剂的闪点是当⽕焰在液体表⾯蒸汽上,可点燃的最低温度,是发⽣⽕灾的可能指⽰;选⽤时必须充分考虑,并在
⼯艺规程中明确规定处理⽅法。
5.成熟的⼯⼚应建⽴完善的当地⽓候记录和施⼯记录以及病例档案,包括温度、湿度、变化范围等,积累基础资料,
便于获得更加科学的实验数据,根据变化制定合理的溶剂使⽤⼯艺规程。
总之,涂装中涂膜的许多缺陷是由溶剂的选择和使⽤不当造成的,同时⼯⼚⽕灾的隐患与忽视溶剂、溶剂废弃物、沉积物的管理有关,根本上的原因是由于对使⽤的溶剂性质和⽤途不⼗分了解造成的。因此,对溶剂的慎重选择将是保证获得⾼品质的产品和安全⽣产的基础。

本文发布于:2024-09-22 17:30:46,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/241059.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:溶剂   涂料   溶解
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议