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助剂 | 溶剂/稀释剂的基本概念、区别、种类以及在涂料、粘合剂中溶剂选择技巧、注意事项【收藏】
点击:309 添加时间:2016-06-11 16:32:00 信息来源:

小编说

溶剂和稀释剂使我们经常听到的两个词,但是有时候感觉又没什么区别,今天我们详尽的探讨一下二者的区别。下面我们先对溶剂和稀释剂的基本概念及区别做一描述。让后再对溶剂在涂料/胶黏剂中选用的理论技巧进行分析。


1、溶剂和稀释剂的基本概念


溶剂、稀释剂是指能够降低树脂体系的粘度,使树脂和其他组份更好地混合,或者使胶粘剂更好地应用于基材表面的化学物质。


与高分子物质相比,溶剂和稀释剂都是小分量物质,它们在化学和物理学角度均可以和树脂、固化剂等相容。


那么二者的区别是什么呢?区别就在于二者的蒸气压。还有一种观点是溶剂可以溶解主体树脂及助剂,而稀释剂的作用主要是降低涂料体系的粘度。


溶剂的蒸气压相对较高,在特定的环境条件下将会挥发掉。有些溶剂在常温常压下可以迅速挥发,而其他一些溶剂可能需要高温和低于常压下才会挥发。


稀释剂的蒸气压很低,一般在常温下不会挥发。配方体系中添加稀释剂的主要作用,是降低粘度,改善树脂与填料的混合,增加填料添加量,或者改善应用性能。


2、溶剂和稀释剂在涂料体系中的选用技巧及原则


在涂料体系配方中一般需要具有不同蒸气压,溶解强度和分散能力的溶剂。我们先了解一下溶剂的作用。


溶剂的作用是用来暂时降低环氧体系的粘度,使其配方中的树脂分子具有更好可移动性、流动性。使用溶剂,主要是考虑以下的一个或多个原因:


1)帮助配方制作时树脂体系的分散,混合和润湿。 

2)降低胶粘剂体系的粘度,使各种组份易于混合,以及使用阶段的更好地分散。 

3)将固体树脂或固化剂液态化,以便其能够在支撑载体上使用,或者在基底上干燥成膜。 

所以我们选择溶剂时,需要考虑到其对该树脂的溶解度,以及最终产品所要求的粘度干燥时间以及润湿效果。所有这些性能都会影响到涂料体系产品的应用性能和粘接效果。

一般需要溶解或者稀释的不止一种组份(如树脂,固化剂,聚合物助剂,颜料,粉体等)。所以通常需要通过混合不同的溶剂,来达到所要求的溶解度或者满足某种工艺条件(比如干燥时间,表面成膜性等)。


通常,所使用的溶剂通常都是有机物,选用溶剂的基本规则是极性树脂要求极性溶剂,非极性树脂需要非极性溶剂。溶剂型的树脂产品通常固含在10-50%,粘度随着具体应用的不同,在1000-30000cps之间变化。


涂料体系体系中,溶剂的作用一般是用来降低体系粘度,以满足应用的工艺条件。当涂料被用于基材表面后,溶剂会在固化反应之前挥发。否则,在粘接面间就会产生气泡或者汽囊,造成树脂和基材间粘接力的降低。


涂料体系配方中所用溶剂的前提是不能对所施工的基材产生腐蚀或其他不良效果。塑料、弹性体、聚合物泡沫等对涂料体系中的某些溶剂尤其敏感。所以在做配方前,需要测试所用溶剂对基材是否会造成腐蚀,降解等不良影响。


3、溶剂的种类


涂料体系中的常用溶剂包括:丙酮、甲乙酮、甲苯、二甲苯、乙二醇醚 、醇类等。通常,溶剂的溶解效果随着树脂分子量的增大而降低


在涂料体系中有某些溶剂称之为"真溶剂",指的是可以对涂料体系进行各种浓度的稀释而不会产生树脂沉淀。例如在环氧体系的真溶剂包括甲乙酮MEK、双丙酮醇、甲基环己酮、大多数的乙二醇醚及其醋酸酯。丙酮不是一种真溶剂,它可以和高分子量环氧树脂配制40%的溶液,但却无法配制20%的溶液。芳香族溶剂如甲苯、二甲苯以及小分子量的醇,如异丙基醇和正丁基醇,通常要和其他溶剂混合使用以提高溶解度。使用混合溶剂,通常是为了提供某一特定的挥发速度以及溶解度。这些混合溶剂一般由易挥发和慢挥发溶剂组成。易挥发溶剂是基于一些低沸点的酮,如丙酮和甲乙酮。慢挥发溶剂是基于高沸点(低蒸气压)的化合物。


4、溶剂的选择


一般涂料或胶黏剂选择溶剂或混合溶剂需要基于以下条件:

1)施工和使用方法(刷,喷,镘,等等) 

2)涂料体系的性能以及配方中的共聚树脂组份 

3)溶剂和配方中的组份是否可能发生化学反应 

4)最终产品所要求的粘度及固体份含量 

5)基材表面对溶剂/混合溶剂的敏感性

 

由于有条件要求众多,选择一种合适的溶剂以达到这种平衡也是一门艺术。溶剂选择不当,会造成很多问题,如固化胶层中的蒸汽截留,胶膜性能较差等。


有很多种不同的溶剂体系可以和同一种涂料体系相配合。


也就是多种混合溶剂体系,对同一种涂料/胶黏剂体系具有很好的流动性和流平性,挥发速度也刚好合适。


有时候需要通过溶剂的合适配比,除了降低体系粘度的同时,还需维持一定的固含要求。


有时候需要调节溶剂体系,来适应不同的应用条件。例如,一个典型配方中含有70%的树脂和30%的混合溶剂“A”,其粘度为5000cps,适用于刷涂工艺;而同样的树脂含量,使用混合溶剂“B”,粘度变为2400cps,适用于喷涂工艺。


需要提出的一点是,即便选择合适的溶剂搭配,使用易挥发性溶剂,也容易造成部分溶剂包裹在固化后的树脂中,除非在高温下进行后固化,以便使溶剂全部挥发。


不同的溶剂对涂料的固化会有不同的影响。


例如:同溶剂类型对环氧固化反应的影响效果已经有很明确的定义和区分。含羟基化合物,如醇类,对固化反应有促进效果,是一种催化剂。但是,这类溶剂和胺类相比,和环氧基反应不具有竞争优势。水作为一种含羟基化合物,也可以促进固化反应,促进效果甚至比醇类更好。非质子溶剂,如芳香族碳氢化合物或者松香水,对环氧-胺反应没有任何影响,仅仅是一种惰性溶剂。羰基类溶剂,如丙酮和甲乙酮,则会阻止固化反应的进行。


5、溶剂使用中的注意事项


1易燃溶剂 一些涂料体系的通用溶剂有易燃的安全隐患。涂料体系溶剂和稀释剂的潜在危害在。当涂料/胶粘剂中含有易燃溶剂时,在其储存、运输、使用中需要注意避免被引燃。并要求使用安全的容器和储存地点,工作区域需要良好的通风。


2皮肤接触 溶剂接触会造成皮肤干燥,这可能会进一步刺激皮肤,特别是和固化剂接触的时候。直接接触溶剂容易造成脂肪流失以及皮肤的干燥,这增加了对皮肤刺激的可能性。有些溶剂可以直接通过皮肤被人体吸收,而当皮肤有擦伤或被刺激时,吸收会更多。


3挥发性危害 溶剂能够溶解涂料体系中的组分,并携带这些组分以液体的形式进入皮肤,或以蒸汽的形式进入人体的呼吸系统。吸入溶剂蒸汽容易造成呼吸道刺激和中枢神经疾病。


4建议意见 因为不同的溶剂在健康和安全方面具有不同的性能特点,所以在使用中你必须慎重挑选最合适的溶剂。溶剂的健康和安全须知可以参照供应商的MSDS


5)MSDS简介 MSDS (Material Safety Data Sheet)即化学品安全技术说明书,亦可译为化学品安全说明书或化学品安全数据说明书。中会列出产品中所含的有毒化学成份,介绍其健康和安全危害,并给予使用、储存和废置的正确方法。MSDS同时包含易燃易爆、反应活性、急救,以及处理泄漏的程序。通常,安全法规要求,对所有含有有毒成分的产品,供应商必须有MSDS,在客户要求时则必须提供。MSDS也可以从生产商那里得到,现在很多产品的MSDS在网上就可以查到。小编建议大家使用新的不熟悉的溶剂是查询一下MSDS,毕竟健康才是第一,身体才是最大的财富。祝各位好!


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