小編說
溶劑和稀釋劑使我們經常聽到的兩個詞,但是有時候感覺又沒什么區別,今天我們詳盡的探討一下二者的區別。下面我們先對溶劑和稀釋劑的基本概念及區別做一描述。讓后再對溶劑在涂料/膠黏劑中選用的理論技巧進行分析。
1、溶劑和稀釋劑的基本概念
溶劑、稀釋劑是指能夠降低樹脂體系的粘度,使樹脂和其他組份更好地混合,或者使膠粘劑更好地應用于基材表面的化學物質。
與高分子物質相比,溶劑和稀釋劑都是小分量物質,它們在化學和物理學角度均可以和樹脂、固化劑等相容。
那么二者的區別是什么呢?區別就在于二者的蒸氣壓。還有一種觀點是溶劑可以溶解主體樹脂及助劑,而稀釋劑的作用主要是降低涂料體系的粘度。
溶劑的蒸氣壓相對較高,在特定的環境條件下將會揮發掉。有些溶劑在常溫常壓下可以迅速揮發,而其他一些溶劑可能需要高溫和低于常壓下才會揮發。
稀釋劑的蒸氣壓很低,一般在常溫下不會揮發。配方體系中添加稀釋劑的主要作用,是降低粘度,改善樹脂與填料的混合,增加填料添加量,或者改善應用性能。
2、溶劑和稀釋劑在涂料體系中的選用技巧及原則
在涂料體系配方中一般需要具有不同蒸氣壓,溶解強度和分散能力的溶劑。我們先了解一下溶劑的作用。
溶劑的作用是用來暫時降低環氧體系的粘度,使其配方中的樹脂分子具有更好可移動性、流動性。使用溶劑,主要是考慮以下的一個或多個原因:
1)幫助配方制作時樹脂體系的分散,混合和潤濕。
2)降低膠粘劑體系的粘度,使各種組份易于混合,以及使用階段的更好地分散。
3)將固體樹脂或固化劑液態化,以便其能夠在支撐載體上使用,或者在基底上干燥成膜。
所以我們選擇溶劑時,需要考慮到其對該樹脂的溶解度,以及最終產品所要求的粘度,干燥時間以及潤濕效果。所有這些性能都會影響到涂料體系產品的應用性能和粘接效果。
一般需要溶解或者稀釋的不止一種組份(如樹脂,固化劑,聚合物助劑,顏料,粉體等)。所以通常需要通過混合不同的溶劑,來達到所要求的溶解度或者滿足某種工藝條件(比如干燥時間,表面成膜性等)。
通常,所使用的溶劑通常都是有機物,選用溶劑的基本規則是:極性樹脂要求極性溶劑,非極性樹脂需要非極性溶劑。溶劑型的樹脂產品通常固含在10-50%,粘度隨著具體應用的不同,在1000-30000cps之間變化。
涂料體系體系中,溶劑的作用一般是用來降低體系粘度,以滿足應用的工藝條件。當涂料被用于基材表面后,溶劑會在固化反應之前揮發。否則,在粘接面間就會產生氣泡或者汽囊,造成樹脂和基材間粘接力的降低。
涂料體系配方中所用溶劑的前提是,不能對所施工的基材產生腐蝕或其他不良效果。塑料、彈性體、聚合物泡沫等對涂料體系中的某些溶劑尤其敏感。所以在做配方前,需要測試所用溶劑對基材是否會造成腐蝕,降解等不良影響。
3、溶劑的種類
涂料體系中的常用溶劑包括:丙酮、甲乙酮、甲苯、二甲苯、乙二醇醚 、醇類等。通常,溶劑的溶解效果隨著樹脂分子量的增大而降低。
在涂料體系中有某些溶劑稱之為"真溶劑",指的是可以對涂料體系進行各種濃度的稀釋而不會產生樹脂沉淀。例如在環氧體系的真溶劑包括甲乙酮MEK、雙丙酮醇、甲基環己酮、大多數的乙二醇醚及其醋酸酯。丙酮不是一種真溶劑,它可以和高分子量環氧樹脂配制40%的溶液,但卻無法配制20%的溶液。芳香族溶劑如甲苯、二甲苯以及小分子量的醇,如異丙基醇和正丁基醇,通常要和其他溶劑混合使用以提高溶解度。使用混合溶劑,通常是為了提供某一特定的揮發速度以及溶解度。這些混合溶劑一般由易揮發和慢揮發溶劑組成。易揮發溶劑是基于一些低沸點的酮,如丙酮和甲乙酮。慢揮發溶劑是基于高沸點(低蒸氣壓)的化合物。
4、溶劑的選擇
一般涂料或膠黏劑選擇溶劑或混合溶劑需要基于以下條件:
1)施工和使用方法(刷,噴,鏝,等等)
2)涂料體系的性能以及配方中的共聚樹脂組份
3)溶劑和配方中的組份是否可能發生化學反應
4)最終產品所要求的粘度及固體份含量
5)基材表面對溶劑/混合溶劑的敏感性
由于有條件要求眾多,選擇一種合適的溶劑以達到這種平衡也是一門藝術。溶劑選擇不當,會造成很多問題,如固化膠層中的蒸汽截留,膠膜性能較差等。
有很多種不同的溶劑體系可以和同一種涂料體系相配合。
也就是多種混合溶劑體系,對同一種涂料/膠黏劑體系具有很好的流動性和流平性,揮發速度也剛好合適。
有時候需要通過溶劑的合適配比,除了降低體系粘度的同時,還需維持一定的固含要求。
有時候需要調節溶劑體系,來適應不同的應用條件。例如,一個典型配方中含有70%的樹脂和30%的混合溶劑“A”,其粘度為5000cps,適用于刷涂工藝;而同樣的樹脂含量,使用混合溶劑“B”,粘度變為2400cps,適用于噴涂工藝。
需要提出的一點是,即便選擇合適的溶劑搭配,使用易揮發性溶劑,也容易造成部分溶劑包裹在固化后的樹脂中,除非在高溫下進行后固化,以便使溶劑全部揮發。
不同的溶劑對涂料的固化會有不同的影響。
例如:不同溶劑類型對環氧固化反應的影響效果已經有很明確的定義和區分。含羥基化合物,如醇類,對固化反應有促進效果,是一種催化劑。但是,這類溶劑和胺類相比,和環氧基反應不具有競爭優勢。水作為一種含羥基化合物,也可以促進固化反應,促進效果甚至比醇類更好。非質子溶劑,如芳香族碳氫化合物或者松香水,對環氧-胺反應沒有任何影響,僅僅是一種惰性溶劑。羰基類溶劑,如丙酮和甲乙酮,則會阻止固化反應的進行。
5、溶劑使用中的注意事項
1)易燃溶劑 一些涂料體系的通用溶劑有易燃的安全隱患。涂料體系溶劑和稀釋劑的潛在危害在。當涂料/膠粘劑中含有易燃溶劑時,在其儲存、運輸、使用中需要注意避免被引燃。并要求使用安全的容器和儲存地點,工作區域需要良好的通風。
2)皮膚接觸 溶劑接觸會造成皮膚干燥,這可能會進一步刺激皮膚,特別是和固化劑接觸的時候。直接接觸溶劑容易造成“脂肪流失”以及皮膚的干燥,這增加了對皮膚刺激的可能性。有些溶劑可以直接通過皮膚被人體吸收,而當皮膚有擦傷或被刺激時,吸收會更多。
3)揮發性危害 溶劑能夠溶解涂料體系中的組分,并攜帶這些組分以液體的形式進入皮膚,或以蒸汽的形式進入人體的呼吸系統。吸入溶劑蒸汽容易造成呼吸道刺激和中樞神經疾病。
4)建議意見 因為不同的溶劑在健康和安全方面具有不同的性能特點,所以在使用中你必須慎重挑選最合適的溶劑。溶劑的健康和安全須知可以參照供應商的MSDS。
5)MSDS簡介 MSDS (Material Safety Data Sheet)即化學品安全技術說明書,亦可譯為化學品安全說明書或化學品安全數據說明書。其中會列出產品中所含的有毒化學成份,介紹其健康和安全危害,并給予使用、儲存和廢置的正確方法。MSDS同時包含易燃易爆、反應活性、急救,以及處理泄漏的程序。通常,安全法規要求,對所有含有有毒成分的產品,供應商必須有MSDS,在客戶要求時則必須提供。MSDS也可以從生產商那里得到,現在很多產品的MSDS在網上就可以查到。小編建議大家使用新的不熟悉的溶劑是查詢一下MSDS,畢竟健康才是第一,身體才是最大的財富。祝各位好!
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