2.4 涂料溶剂和助剂

2.4.1 涂料溶剂的组成和作用分别是什么？

1.涂料溶剂的组成

涂料中使用的溶剂是挥发性的有机液体，可以降低成膜物质的粘度，便于施工并得到均匀连续的保护涂膜。施工后，成膜物质中的溶剂应全部蒸发除去而无残余物。涂料用溶剂一般为混合溶剂，由三大部分组成，即真溶剂、助溶剂和稀释剂。

（1）真溶剂 可完全溶解涂料树脂的，可以是单组分或多组分的液体。

（2）助溶剂 本身没有溶解成膜物质的能力，但若以适当的比例与某种溶剂一起使用，不会引起有害的影响，有些反而能增强溶解能力的溶剂。

（3）稀释剂 加入的有些溶剂尽管不能溶解涂料中的成膜物质，但可降低涂料粘度和成本的，叫稀释剂或冲淡剂。它是用来溶解、稀释涂料，使其达到涂装粘度的溶剂。

从溶剂的溶解力、挥发率、安全性和经济效果各方面考虑，用混合溶剂作稀释剂往往是比较合适的。涂料施工中大多是用混合溶剂作稀释剂。总之，这些不影响溶解效果，但能降低涂料粘度的溶剂系统，可与涂料相互共存。

2.溶剂的作用

无论在制漆中，还是在涂装时，选择溶剂都十分重要，它直接影响涂料性能、施工性能和涂膜的质量。溶剂在涂料中的作用有：①溶解树脂；②使组成成膜物的组分均一化；③改善颜料和填料的润湿性，减少颜料的漂浮；④延长涂料的存放时间；⑤在生产中调整操作粘度，用溶剂来优化涂料，减少问题的发生；⑥改善涂料的流动性和增加涂料的光泽；⑦在涂刷时，有利于被涂表面与涂料之间的润湿；⑧当涂刷垂直物体表面时，可校正涂料的流挂性及物理干燥性；⑨减少刷痕、气孔、接缝及涂料的浑浊。

在涂装作业时，选择溶剂不当会影响干燥效果和施工性能，会产生白斑、针孔、失光、桔皮等弊病，严重时会造成胶凝、分层、沉淀等现象，致使其报废。同时，各种溶剂的溶解力及挥发率等因素对于制成的漆在生产、贮存、施工及漆膜光泽、附着力、表面状态等多方面性能都有极大影响。

2.4.2 涂料溶剂的分类有哪些？

1）按化学结构分类有：烃类溶剂（烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃）；醇、酯、酮、醚类溶剂；卤代烃溶剂；含氮化合物溶剂以及缩醛类、呋喃类、酸类、含硫化合物等溶剂。

2）按溶剂的沸点分类有：低沸点溶剂（常压下沸点在100℃以下）；中沸点溶剂（沸点在100～150℃）；高沸点溶剂（沸点在150℃以上）。

3）按溶剂的极性分类有：极性溶剂（指酮、酯等具有极性和较大的介电常数及偶极矩大的溶剂）；非极性溶剂（指烃类等无极性功能基团，介电常数、偶极矩小的溶剂）。

4）按溶剂的溶解能力分类有：①溶剂，指能单独溶解溶质，一般不包含助溶剂和稀释剂的溶剂；②助溶剂，如醇类对硝化纤维素的溶解；③稀释剂，例如甲苯、二甲苯、庚烷等烃类都可作为硝化纤维素的稀释剂。

5）按氢键强弱和形式分类主要有三种类型：①弱氢键溶剂，主要包括烃类和氯代烃类溶剂。烃类溶剂又分为脂肪烃和芳香烃。商业上脂肪烃溶剂是直链脂肪烃、异构脂肪烃、环烷烃及少量芳烃的混合物。优点是价格低廉，芳烃较脂肪烃贵，但能溶解许多树脂；②氢键接受型溶剂，主要指酮和酯类。酮类溶剂较酯类溶剂便宜，但酯类溶剂较酮类溶剂气味芳香；③氢键授受型溶剂，主要为醇类溶剂，常用的有甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等。大多数乳胶漆中也含有挥发性慢的水溶性醇类溶剂，如乙二醇、丙二醇等，目的之一是降低凝固点。

2.4.3 混合溶剂的配置原则是什么？

1）配成的溶剂对涂料应具有良好的溶解能力，能与被稀释涂料完全混溶，不应产生胶凝、分层、沉淀等现象。

2）混合溶剂中的有机溶剂应无水分、沉渣和油类，溶液应是均一颜色。

3）混合溶剂挥发速度应均匀，形成的涂膜平整光洁，无针孔、白斑、桔皮等弊病。

4）要考虑溶剂毒性对人体的危害作用，尽量选用毒性小的溶剂，如苯类有致癌性的溶剂要少用或不用。

5）要考虑经济效益，价格便宜，真溶剂和助溶剂的比例适宜，一般比例在（3∶2）～（2∶3）之间。

2.4.4 施涂常用溶剂时的注意事项有哪些？

（1）苯 苯的毒性较大，极易燃烧，与氧化剂接触反应剧烈，易产生和积聚静电。

（2）醋酸乙酯 醋酸乙酯易燃，与氧化剂接触可引起燃烧。

（3）乙醇 乙醇易燃，与氧化剂反应剧烈。

（4）甲苯 甲苯有毒，遇明火、高温能燃烧，易产生和积聚静电。

（5）三氯乙烯 三氯乙烯对铝、镁合金有一定的腐蚀作用，毒性小，去污能力强。

（6）醋酸丁酯 醋酸丁酯毒性小，溶解力次于醋酸乙酯，挥发速度中等。

（7）正丁醇 正丁醇味难闻，有一定毒性，与氧化剂接触能引起燃烧。

（8）乙醇单丁醚 乙醇单丁醚挥发慢，可防止漆膜泛白、结皮。

（9）二氯乙烷 二氯乙烷非易燃品，蒸气对人体毒害大。

（10）二甲苯 二甲苯有毒，遇明火、高温能燃烧，易产生和积聚静电。

（11）丙酮 丙酮易燃，挥发极快，手触极冷，有毒。

（12）环己酮 环己酮遇明火、高温、氧化剂有燃烧危险。

（13）松香水 松香水遇明火、高温、氧化剂有起火危险，遇硝酸会立即起火。

2.4.5 怎样选择涂料用溶剂？

由于溶剂的种类和涂料的种类都很多，不同情况下需要选择的溶剂也有所不同，因此在实际生产时应当合理地选择溶剂的种类。其选择步骤主要如下：

1）通过溶解参数值选择能溶解树脂的溶剂或混合溶剂。

2）建立溶剂或混合溶剂的挥发轮廓图。

3）优化溶剂或混合溶剂以满足树脂的溶解性和涂料的其他性能。

4）实验验证所选择的溶剂或混合溶剂。

通过上述步骤的调整和进一步改善，最终得到能满足涂料各方面性能的混合溶剂。不同涂料常用的溶剂见表2-29。

表2-29 不同品种涂料所用溶剂系统

（续）

2.4.6 涂料助剂的分类及其各自特性是什么？

涂料助剂的种类和品种繁多，采用不同的分类标准可将其分为不同类别：

1）根据助剂对涂料体系中基料或颜料表面性能的影响，将涂料助剂分为表面活性助剂和非表面活性助剂两类。

2）根据助剂对涂料和涂膜所起的作用，助剂可以分为以下四种类型：①对涂料生产过程发生作用的助剂，如润湿分散剂（常用的溶剂型涂料的润湿分散剂见表2-30）、消泡剂（其主要品种和特性见表2-31）、乳化剂（常用乳化剂的成分、性能及用途见表2-32）和引发剂；②对涂料贮存过程发生作用的助剂，如防沉淀剂（主要品种的性能与用途见表2-33）等；③对涂料施工成膜过程发生作用的助剂，如流平剂、固化剂、防流挂剂等；④对涂膜性能发生作用的助剂，如成膜助剂、增塑剂、消光剂、阻燃剂、防静电剂、防霉杀菌剂等。

表2-30 常用的溶剂型涂料的润湿分散剂

（续）

表2-31 消泡剂的主要品种和特性

表2-32 常用的乳化剂组成、性能及用途

表2-33 防沉淀剂主要品种的性能与用途

作为涂料助剂，一般应具有如下性能特点：

1）与涂料的相溶性好，因此要求涂料助剂应具有与树脂等尽量接近的结构。

2）涂料助剂的挥发性要低，稳定性要好。

3）涂料助剂本身应尽量无毒、无味、无臭、无色或浅色，不至于影响涂料的使用效果。

2.4.7 消泡剂的主要品种有哪些？

我国的水性涂料消泡剂近几年来发展较快性能较好的有SPA-102、SPA-202（见表2-31），国外消泡剂品种较多，见表2-34～表2-37。

表2-34 日本SanNopco公司消泡剂

注：1.有记号为适用。

2.消泡性：A—特别好；B—优良；C—好。

3.水分散性：A—水中分散良好；B—水中可分散；C—水中不分散。

4.缩孔程度：A—无缩孔；B—微有缩孔；C—有缩孔。

表2-35 英国Bevaloid公司消泡剂

表2-36 德国BYK化学公司有机溶剂型涂料用消泡剂

注：有记号为适用。

表2-37 德国BYK化学公司水性涂料用消泡剂

注：有记号为适用。