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[转帖]详细分析稀释剂的几个使用误区（2010-04-06 12:59:48）

标签：稀释剂 天那水 THINNER 成膜物质  

一、前言

本人在涂料研发及技服过程中，多次碰到有客户不使用厂家配套的稀释剂，而是在一些作坊式小厂购买一些价格非常低廉的天那水、香蕉水使用。当然，有些用户对于涂料的应用非常专业，在应用之前也会进行相关的试验。 

二、稀释剂应用原理

稀释剂又称天那水（Thinner），是由各种溶剂复配而成。

在涂料工业中，溶剂一词的广泛涵义是指那些用来溶解或分散成膜物质，形成便于施工的溶液，并在涂膜形成过程中挥发掉的液体。由于溶剂是挥发性的，习惯上称作挥发份。

尽管溶剂在油漆产品中不是一种永久性的组分，但是溶剂对成膜物质的溶解力决定了所形成的树脂溶液的均匀性、漆液的粘度和漆液的贮存稳定性。在色漆涂膜干燥过程中，溶剂的挥发性又极大地影响了涂膜的干燥速度、涂膜的结构和涂膜外观的完美性；同时，溶剂的粘度、表面张力、化学性质及其对树脂溶液性质的影响，以及溶剂的安全性、对人体的毒性都是涂料生产者在设计色漆、稀释剂配方所必须要考虑的问题。

溶剂具有如下的主要特性：

1、溶解力

对于不同体系的油漆而言，需要选用不同种类的溶剂。因为不是所有的溶剂都能溶解同一种树脂。溶剂对树脂的溶解遵循极性相似的原则、溶解度参数相近的原则以及溶剂化原则。在设计稀释剂配方时，必须要使所配制的稀释剂充分溶解所选择的树脂，并综合考虑成本及其它因素。一个好的稀释剂配方，会含有真溶剂、助溶剂及稀释剂，并达到某些方面的平衡。

2、粘度

在涂料配制过程中，我们还希望相同浓度（或固体含量）的树脂溶液，粘度越低越好。这样，当达到相同的施工粘度时，漆液的固体含量较高，从而使施工效率提高，而挥发到大气中的溶剂量比较少，对环境的污染较轻。而溶剂因其对高聚物的溶解力及其自身粘度，都对涂料的粘度造成很大的影响。

3、挥发速率

干燥的涂膜是在溶剂挥发过程中形成的。在这个过程中，溶剂的作用是控制涂膜形成时的流动特性的。如果溶剂挥发太快，那么涂膜既不会流平，也不会对基材有足够的润湿，因而不能产生很好的附着力。挥发过于迅速的溶剂，还会导致由于迅速冷却而使湿膜表面的水蒸汽冷凝而形成的涂膜发白。如果溶剂挥发太慢，不仅会延缓干燥时间，同时涂膜会流挂而变得很薄。而溶剂在挥发过程中，也要保持合适的挥发梯度。如果溶剂组成在挥发过程中发生不理想的变化，就会产生树脂的沉淀和涂膜的缺陷。因此溶剂的挥发速率是影响涂料及涂膜质量的一个非常重要的因素。

4、表面张力

溶剂的表面张力会影响涂料的表面张力。在涂料中，表面张力是一个重要的指标。低的表面张力是有益的，它对颜料的润湿分散、底材的润湿、涂膜的流平、对底材的附着力、喷涂的雾化性能及防止涂膜的表面缺陷（如陷穴、缩孔、镜框等），都有着积极的作用。在设计配方时，必须要充分考虑到溶剂的表面张力。

5、电阻率

不同的溶剂具有不同的电阻率，而对于静电喷涂而言，电阻率则成为一个重要的指标。最佳的涂料电阻率是静电喷涂施工的必要参数之一。在涂料用静电喷涂的方式施工时，往往会遇到某些不易带电的涂料，而通过调整溶剂配方，如在烤漆配方中加入少量的二丙酮醇，即可以使其电阻下降到适合施工的电阻。

6、毒性和安全性

由于溶剂为有机挥发性物质，对人体或多或少都有毒害作用。根据其对健康的损害分类，可以分为如下几种：

（1）无害溶剂：如戊烷、石油醚、轻质汽油、已烷、庚烷、200号油漆溶剂油、乙醇、氯乙烷、醋酸已酯、乙二醇、丁二醇等；

（2）在一定程度上有害或稍有毒害的溶剂，但在短时间最大容许浓度下没有重大的危害，如甲苯、二甲苯、环已烷、异丙苯、环庚烷、醋酸丙酯、醋酸戊酯、戊醇、丁醇、三氯乙烯、四氯乙烯、氯化芳烃、石脑油、硝基乙烷等；

（3）有害溶剂：除在极低浓度下无危害外，即使在短时间接触也是有害的，如苯、三硫化碳、甲醇、四氯乙烷、苯酚、硝基苯、硫酸二甲酯、五氯乙烷等。

空气污染限制就是出于对生态环境保护的目的而提出的。在涂料工业中，溶剂的含量直接代表着VOC含量的多少，而不同的溶剂在空气中的最高容许浓度，各国都有标准进行限制。（请参阅《工业企业设计卫生标准》TJ36-79）。除此之外，涂料的安全性也必须得到考虑。因为溶剂是易燃易爆的物质，直接决定了涂料产品在生产、贮存、运输及涂装过程中的起火及爆炸的危险程度。

综合上述，涂料厂家在生产涂料及稀释剂时，必须要充分考虑到以上各因素，以使涂料配方达到最佳状态。除此之外，稀释剂还会对涂料产生其它影响，如：

（1）某些溶剂会与涂料产生反应。其中一部分反应是我们所希望看到的，如不饱和聚酯树脂及光固化树脂、自流平环氧地坪漆等，其中的活性剂既可以起到稀释的作用，又可以与基料树脂反应，起交联作用，从而达到高固含、高膜厚、低VOC的要求。但是，一部分的反应是我们所不希望看到的，比如说聚氨酯类漆中，如果含有醇类溶剂，醇类溶剂中含有羟基会优先与固化剂中的异氰酸基发生反应，从而消耗固化剂，而使基料交联不足，同时生成的物质又为低分子量物质，对涂膜的硬度、耐久性、耐溶剂性等均会降低。所以，在涂料配方中应避免这类不希望发生的反应。

（2）某些溶剂会影响涂料的贮存稳定性。如配制烤漆时，适量添加一些醇类溶剂，会提高其贮存稳定性。而添加酯类溶剂，则会影响其稳定性。松节油用于醇酸树脂时，会有促进干燥的作用，并能提高贮存稳定性，而一般的溶剂则无此功效。

（3）某些溶剂具有吸潮性，如用于聚氨酯类漆时，要慎重使用。对于聚氨酯类油漆，使用的溶剂还需要经过脱水等处理，达到氨酯级标准后方可使用，否则会严重影响其贮存稳定性，并影响涂膜性能。

（4）对于部分溶剂，可能会含有令人不愉快的气味如酮类溶剂。用户则希望气味越小越好。

以上是基于我们所知的，也是我们在设计涂料及稀释剂配方时所考虑的因素。一般情况下，我们希望用户配套使用我们的稀释剂。我们会根据涂料的品种、气候、施工条件等因素来调整稀释剂的配方。没有任何厂家的任何稀释剂是万能的。在没有配套的情况下，我们会根据客户的要求及现场条件来改变我们配方，包括涂料或稀释剂的配方，以使其达到最佳的状态。在涂料使用过程中，稀释剂是有弹性的，也就是说在一定范围内变动对最终涂膜的影响不大。但这种弹性是有限度的。我们也会在尽可能的条件下，调整配方以达到降低成本的目的。表一是某大型涂料厂采购溶剂的净水价，这是在目前降价的基础上的价格，在这之前，价格要高出许多，如CAC最高时达到18元/kg。在配好的稀释剂再加上包装、人工、运输、税收的情况下，一般稀释剂价格在11-18元不等。但是，我们在市面上甚至可以看到包装好的天那水，售价在7-8元/kg。我们对其进行了气相色谱分析（参见图一至图四），而同时，我们对本厂所配制的稀释剂也进行了色谱分析（参见图五、图六、图七）。通过二者的比较我们得知，这种价格低廉的溶剂有非常多的杂质峰，含有较多的杂质。我们怀疑，它是由回收溶剂配制而成。在某种程度上来说，我们不能说它不能使用，因为如前所述，涂料产品的稀释剂具有一定的弹性。但是，使用这种溶剂具有如下的弊病：

附表一06年3月9日涂料常用溶剂净水价（某涂料厂家，用量比较大的采购价） 

 名称  净水价  名称  净水价  名称  净水价 

TOL  7.60  CAC  13.80 DBE   11.00 

XYL  7.41  CYC  10.60 IPA  8.60 

BAC  9.48  DAA  12.50 MIBK  14.20 

EAC  7.55  MEK  16.20 100#  7.30 

NBA  8.65  BCS  13.80 ACE  10.30 

IBA  8.25  DOP  10.90 PMA  14.50 

图一  某外来稀释剂

图二   某外来稀释剂

图三   某外来稀释剂

图四 某外来稀释剂

图五    某正规厂家PU稀释剂

图六    某正规厂家稀释剂

图七    某正规厂家稀释剂

（1）由于是由回收溶剂配制而成，配方中杂质峰多，可能含有与涂料组份发生反应的组份，或是影响涂料稳定性的组份，从而影响涂料性能；

（2）回收溶剂本身控制不严，批次之间稳定性差，造成其产品具有不可控性；

（3）一般厂家使用的稀释剂，会根据气候的不同来调整稀释剂的挥发速率，如果长期使用回收溶剂所配制的稀释剂，会造成在温度过低或过高时溶剂不配套，从而造成漆膜弊病；

（4）从谱图上可以看到，该种稀释剂具有很多的杂质峰，这些杂质峰具体是什么成份，我们没有进行过一一分析，也比较难以分析。一般的回收溶剂内均含有苯、甲醇等有害溶剂，对工人的身体造成较大的影响，对大气环境造成较大污染；

（5）在静电喷涂时，合适的稀释剂配方对调整涂料的电阻率具有非常好的效果。但是，这种回收溶剂不会考虑到这方面，或者考虑到，但却具有不可控性；

（6）混合溶剂在涂膜形成过程中的挥发梯度，将会影响涂膜的最终状态。如果在涂膜形成过程中，溶解力好的溶剂称挥发，而溶解力差的溶剂滞留，可能会造成树脂因溶解力不足而析出，涂膜表面产生颗粒；相反溶解力强的组份挥发太慢，又因为树脂有阻滞与其结构相似的溶剂挥发的特性，会增加该溶剂在涂膜中的残留量。故在稀释剂配方设计时，需要考虑到混合溶剂的各组分相对挥发速率要与溶剂组成保持对应，也就是说，要达到溶剂平衡；但是，廉价稀释剂在这方面可能考虑比较少；

（7）我们曾经比较过这种廉价稀释剂的挥发速率，相对都比较快（一般而言，挥发快的溶剂比同类慢干溶剂价格要高），如果控制不当或环境湿度比较大时，极易发生发白等漆膜弊病；

结论：基于以上原因，我们不希望客户使用回收溶剂。