溶剂在树脂应用中的几个问题

永恒的爱

1、        溶解力问题
在应用过程中，施工温度对溶解力有一定影响。无机化合物在水中溶解度随温度变化影响很大；高分子化合物在有机溶剂中的溶解度随温度变化也有明显的表现，只是由于高分子化合物的不规则性，很难有统一的溶解数据来说明。
以芳烃类溶剂的表现为例：
在许多体系中甲苯溶解力大于二甲苯，二甲苯溶解力更明显大于三甲苯。在实际工作中可以发现，对羟基醇酸树脂而言：
⑴ 同一温度下，甲苯溶解力相当于二甲苯加5%左右强溶剂的溶解力，二甲苯溶解力相当于三甲苯加10%左右强溶剂溶解力（注：对不同树脂情况会有所不同）；
6 G) X) ~$ R& @$ m' c⑵ 低温时（如0℃左右），甲苯的溶解力相当于二甲苯在30℃左右所表现的溶解力（从树脂黏度、稳定性及施工的流平性等综合考察），三甲苯加5%强溶剂在35℃左右时溶解力与10℃以下的二甲苯相当。其它溶剂溶解力与温度间的关系也有同样的趋势，只是程度不一。
由此得到提示：
⑴ 从溶解力角度，在冬季、春秋季、夏季，芳烃类溶剂进行相互调整不会存在障碍；⑵ 这种调整也正好与挥发速度的影响形成非常有利的状态。
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2、        溶剂在施工过程上的表现对湿膜状态的影响
以普通的空气喷涂为例：
/ G. U. Y/ i* N. p㈠ 涂料从离开喷嘴到达物体表面的过程中，溶剂一般可挥发30%-70%，挥发的各溶剂比例与涂料中溶剂组成比例有很大差别，这主要取决于各溶剂的相对挥发速度。挥发掉的溶剂以高挥发速度、低沸点的品种为主（同时会带着一些高沸点品种一起挥发）。
) E2 _/ e: i6 a4 I2 A5 Z如果溶剂体系中低沸点物比例过大，施工温度又较高，其极端情况是溶剂全部挥发，热塑性丙烯酸树脂喷涂时出现“橘皮”或“抽丝”现象，就是这种情况（实际上，其它树脂也会出现类似情况）。如果配方中真溶剂比稀释剂更容易挥发，湿膜中总体溶解力下降，形成不了“溶液”，高分子化合物析出，就无法成膜。
' I: {' b. Q9 I6 F; }由此得到提示：
  n5 k* N7 g% u0 R" p9 Y; v% _⑴ 溶剂体系中真溶剂的挥发速度应低于相应稀释剂，以能够形成平滑的焕发梯度，使湿膜中强溶剂的相对比例有所提高；
⑵ 溶剂体系设计中应考虑不同气温条件下，有所不同，既给降低成本提供了空间，又可确保“湿膜”质量。
; H: b6 V4 B& A7 n& B. f㈡ 溶剂在施工过程中挥发时需要吸收“蒸发潜能”，溶剂带走的大量热能使湿膜温度低于环境温度，当此温度低于空气露点时，空气中的水汽就“凝结”到湿膜中，使湿膜“泛白”，不透明、失光，并影响其它质量指标，因此在湿度比较大的地区及季节里，需要采用“防潮剂”。在挥发型涂料中常用丁醇（价格较便宜），比较优秀的是醇醚类（防潮能力高，又是绝大多数涂料的优良溶剂），一般在溶剂系统中有5%-10%就有较好的防泛白能力。
, g/ K1 W* Y4 j& k5 R㈢ 如果真溶剂的沸点都比较低，在喷涂过程中，挥发量过大使剩余在湿膜中的溶剂系统的总溶解力明显下降，严重时会产生树脂析出，漆膜发白不透明。
7 F" {0 X* _" z( B2 f2 x$ s由此得到提示：
6 e2 Y- o4 v$ `8 C3 d; R⑴ 溶剂系统不少于30%的高沸点溶剂，以保证在湿膜中挥发其作用；
; }/ T2 a  A6 G* M⑵ 溶剂系统中有50%左右的溶剂将在施工过程中挥发，对这一部分溶剂要求不高，调整其品种可降低成本
⑶ 使用醇醚等高沸点强溶剂对涂料生产，储存，施工乃至成膜过程可起到溶剂“基石“的功能。一个良好的溶剂系统其质量分数不应少于10-15%；
⑷ 为适应溶剂在不同阶段的不同功能，应采用混合溶剂，即溶剂中应由不同溶解力、不同挥发速度、不同类型的溶剂组成，其配方才会经济合理。
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3、        溶剂在由湿膜到干膜过程中的状态
& k. z# ^) L* l  _湿膜经历表干——实干——干透三个阶段后，溶剂才完成其全部使命。由湿膜向干膜的转化过程，转化型涂料依靠进一步聚合，成膜物分子量不断增长，逐步成为不溶、不熔的网状高分子化合物，同时，依赖湿膜中溶剂（包括剩余的溶剂、稀释剂）不断挥发；非转化型涂料，仅依赖溶剂挥发成为干膜。
! l6 K# n0 e6 |: v    在漆膜表干后，涂膜内溶剂挥发受表层已“干“薄膜的阻碍，如果大量溶剂（相对来讲）尚未逸出，下层涂料还具有流动性，在重力作用下出现流挂，即使在平面上，由于内部溶剂焕发受阻，使实干时间延长，并容易顶破表层而出现”痱子“状气泡。
2 P/ w; r; @3 N, i, z: v理想的状态是漆膜在表干前对非转化型涂料，溶剂能够挥发90%以上；对转化型涂料，考虑到分子以后有增长过程，溶剂剩余应稍多一些。从这个角度看，前面提到的溶剂体系中采用高沸点强溶剂的观点只是相对而言，并不是沸点越高越好。
涂膜进一步干燥，就可达到“实干”，转化型涂料的实干时间主要取决于转化速度，实干是涂膜检测意义上的概念（用同一标准衡量涂膜干燥所需的时间），此时与真正意义上的“干透”还有一定的距离（其内部尚有溶剂的残余分子没有跑净），涂膜硬度也达不到最高。两种类型涂料一般都要在7天后才达到“干透”的阶段。有的时候由于某些高分子化合物对特定品种的溶剂有强亲和力，使这些“剩余”溶剂很难挥发逸出，只有在加热情况下才能逸出，这种情况常称为树脂对溶剂的“滞留”，这也是影响漆膜硬度的重要原因。
& f5 |7 d% ~+ g/ u  x. a% ^6 K由此得到提示：
⑴ 溶剂体系中必须有一部分强溶剂的挥发速度低于挥发最慢的稀释剂，确保最后挥发的是真溶剂，才能获得良好的漆膜。
⑵ 涂料成膜过程中，在喷涂时溶剂有大量集中的挥发；在湿膜向干膜转化过程中，期望有一个逐步挥发的过程，如果此时挥发过快，不利于成膜性能；
⑶ 设计溶剂配方时在考虑溶解力同时，要充分考虑其挥发速度对成膜的影响。不能认为树脂液中溶剂仅占20-30%，影响不大，由于涂料制造者在用来生产涂料时补加的溶剂也仅为20-30%，是1：1的关系，若处理不当就会引起投诉；若处理得当，用户在与其它供应商样品对比时，就会得到良好的评价。
: M' w+ P" ~" `  }⑷ 涂料制造厂是树脂生产企业的用户，他们在认定树脂质量时，除一些约定的质量标准外，还会进行应用试验，按他们各自的配方和配套稀释剂调和成涂料后进行成膜考察。以双组分聚酯清漆为例，施工时比例一般是：树脂液：固化剂：稀释剂=1：0.5：（1-1.5），其树脂液、固化剂的溶剂进入涂料的整体溶剂体系时占了相当比例，对涂料的影响是显而易见的。在改进溶剂体系时一定要进行配漆、成膜的整体考察，并要使用从用户收集来的稀释剂样品，并且采用对比方法（即同时进行调漆和喷板），才能看出其状况。