涂料工业用溶剂

1,IndustrialFinishesPurchasing,涂料工业用溶剂,王宏杰2010,2,目录,2.为什么在涂料中要用溶剂,1.什么是涂料,3.涂料用主要溶剂分类,4.溶剂在涂料中的作用和使用原则,5.酯类溶剂在涂料中的应用,8.环境保护对涂料用溶剂的要求和限制,6.酮类溶剂在涂料中的应用,7.醇醚类溶剂在涂料中的应用,3,什么是涂料,习惯上：将以水为溶解介质（溶剂）的称为涂料（乳胶漆）,以有机溶剂为溶解介质的称为油漆。,涂料(油漆)实际为呈一定粘度的液体状态高分子聚合物总称。,4,涂料主要起什么作用,涂料主要起下列作用：,功能防护作用:所形成的漆膜能对被涂物体起保护作用,如防腐蚀等。,特殊功效:防伪、抗辐射、隐身等。,物体的外观,如在塑料表面喷涂料可使其具有金属质感等。,装饰作用通过不同颜色及光泽赋予被涂物体以装饰效果。,通过使用涂料,能以最小代价迅速改变被涂。,5,中国涂料市场状况,中国是世界上第二大涂料市场，仅次于美国。,2009年，国家调整涂料产业统计方式，至11底，全国1344家涂料企业总产量为822.74万吨，同比增长7.1%。,6,中国涂料市场状况,其中，汽车涂料、高速铁路及城市轨道交通的防护涂料、高速公路以及大型桥梁的防护涂料和标识涂料以及船舶涂料在涂料行业均具有举足轻重的地位，也是大家普遍关心的热门领域。,*截止2009年11月涂料产量数据分析,7,中国涂料市场现状及发展,中国涂料市场竞争激烈，活跃的涂料企业数量约为4500家。,世界主要的涂料企业均在中国建立了生产基地或者成立了合资企业，包括AkzoNobel、PPG、Nippon、BASF、Kansai、JOTUN等。,由于金融危机带来的全球经济衰退影响，2009年中国涂料产量基本与2008年数据持平，增幅变缓。,五大涂料生产省份是广东，江苏，浙江，山东，上海。在2009年上半年，前五大涂料省的产量占全国总产量的50%，其中，广东一个省的产量就占了全国的17%。,国内涂料企业大部分属于低端市场，且相互间竞争混乱。在未来的发展中只有加速技术方面的发展才能与世界级的涂料企业相竞争。,8,工业涂料发展方向,随着全球环境问题越来越突出，“环保、节能、健康”是涂料产品必然的发展方向。,从目前的发展形势来说，节能环保低污染的水性涂料被普遍认为将最终取代溶剂型涂料。,工业涂料的耐候性也越来越受到重视，提高工业涂料特别是重防腐涂料的耐候性，也将成为今后工业涂料的重要发展方向。,目前环保型工业涂料已经占世界工业涂料的20%左右，估计到2010年这一比例会上升到30%。,国家经济刺激和行业振兴计划，特别是轨道交通发展、上海世博会以及广州亚运会都将会促进未来涂料市场的迅速增长。,9,涂料用主要溶剂分类,并不是所有溶剂都可溶解聚合物。,对聚合物具备溶解能力的有机溶剂称为真溶剂。,对聚合物不具备或仅有微弱溶解能力的有机溶剂被称为填充溶剂。,10,涂料用主要溶剂分类-真溶剂,真溶剂特点：多数带极性基团，普遍价格较高。主要有下列几大类：酮类：丙酮、丁酮、甲戊酮、甲基异丁基酮及环己酮等。酯类：醋酸乙酯、醋酸丁酯及醋酸异丙酯等醇类：甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇等带多于两个官能团的溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、N-甲基吡咯烷酮等针对不同树脂系列，须采用不同溶剂，在同一油漆配方中，采用上述溶剂配合可达较佳效果。,11,涂料用主要溶剂分类-真溶剂,低毒性(如禁用CAC)高性价比纯天然，如越来越多无水乙醇被用于配方中。,真溶剂发展方向：,12,涂料用主要溶剂分类-填充溶剂,多数为非极性烷烃及芳烃溶剂，普遍价低(现在例外)。主要有以下几大类：烷烃溶剂：,芳烃溶剂：按结构分为：甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯等。,如ExxonMobil公司的D-系列、120#溶剂油及200#溶剂油等。烷烃溶剂价格相对稳定。,随着混溶性改进，烷烃溶剂以其低毒性及相对稳定的成本会被更广泛使用。,尤其是甲苯、二甲苯以其与众多真溶剂较好的混溶性及低廉价格多年来为广大油漆厂用作主要填充溶剂。,填充溶剂主要被用于降低成本，调节油漆粘度便于施工。,13,溶剂在涂料中的作用,溶剂占涂料总体积的30%-50%溶解和分散涂料中的树脂，并调节其黏度和流变性，使其易于涂装增加涂料储存稳定性改善涂膜的外观，如光泽、丰满度等增加涂料对底材的润湿性提高附着力组成合理的挥发速率，赋予涂料最佳的流平性不同树脂体系只能溶于不同溶剂中，所以多种活性溶剂配合达较佳效果,14,溶剂在涂料中的使用原则,在各活性溶剂间取得性能最稳定和最佳平衡，同时尽可能多地加入填充溶剂优化成本和调节施工粘度。“相似相溶”原则,选择聚合物的溶解度参数与溶剂的溶解度参数差小于3，且氢键力强度又相近的溶剂。充分研究溶剂的挥发性能，同一种类型溶剂的沸点与其相对挥发速率有对应关系；但不同类型溶剂的沸点与其相对挥发速率无对应关系。如乙醇的沸点（79）比苯的沸点（80）稍低，但乙醇的相对挥发速率（1.6）却远低于苯的相对挥发速率（6.3）；温度和被涂表面的空气流动情况是影响溶剂挥发速率的重要因素。,15,醇类溶剂在涂料中的作用,醇类：甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇等,醇类溶剂：由于醇带有羟基，具高极性和强氢键作用。非极性烃链和羟基之间的关系决定了醇的溶解力。低级醇对强极性树脂如醇酸树脂，脲醛树脂，硝化棉等有很强的溶解力。醇对极性强的树脂的溶解力随着烃链长度的增加而下降，所以高级醇不是像硝化棉等极性树脂的溶剂，但高级醇的溶解性能温和，非常适宜用作面漆的溶剂，因为它不会软化底漆而发生咬底现象。特别在塑料用涂料中，醇类溶剂仅会对塑料表面溶胀，而不会软化塑料。生产船舶漆和重防腐涂料的企业多采用溶解能强，相对挥发速率较低（0.44强氢键作用）的正丁醇作为主活性溶剂。,16,酯类溶剂在涂料中的作用,作为溶剂常用的醋酸酯类化合物，其溶解力随分子量增大及分子中支链的增加而降低；而挥发速率则随分子量增大的增加而降低，但随分子中支链的增加而增加。,涂料中常用的酯类溶剂大多数都是醋酸酯，也有少量其他有机酸的酯类。,酯是由醇和酸通过酯化反应而生成的。因此低碳醇的醇易水解,如乙酸乙酯。,如溶解力：醋酸丁酯醋酸丁酯。,溶剂挥发速度与分子量也成反比。,17,酯类溶剂用主要原料,生产醋酸乙酯主要原料：冰醋酸及工业乙醇。生产醋酸丁酯主要原料：冰醋酸及正丁醇。冰醋酸在中国的产能很快有大的改观，相应价格正回归合理区间；但正丁醇产能不容乐观。今后两年内醋酸丁酯生产成本很大程度上依赖于正丁醇的供应.而丙烯酸丁酯等对正丁醇的需求也很大。,酯类溶剂用冰醋酸占了其销售量的一半左右,其余冰醋酸被用于制造氯乙酸等。,18,醋酸乙酯,醋酸乙酯容易水解,常温下有水存在时,也逐渐水解生成乙酸和乙醇。沸点(101.3kPa)，C：77C。醋酸乙酯能与醇,醚,氯仿,丙酮及芳烃等大多数有机溶剂混溶.能溶解大豆油,亚麻仁油,蓖麻油等植物油及松香,乳香等天然树脂.能溶解硝化纤维,氯乙烯树脂,聚苯乙烯树脂,酚醛树脂等.,无色透明，有水果香味。为一级易燃液体。,19,醋酸乙酯,在塑胶漆及其他工业漆中用量大一些。约四成左右的醋酸乙酯被用于涂料行业。其余被制药行业，皮革及印刷油墨等行业所使用。,醋酸乙酯是工业上的重要溶剂，广泛用作人造香精、乙基纤维素、硝化纤维素、赛璐珞、清漆、涂料、人造革、人造纤维、印刷油墨等的溶剂。也用作人造珍珠的粘结剂,药物和有机酸的萃取剂。,由于挥发速度等原因,醋酸乙酯在硝基漆中用量很少：醋酸乙酯与醋酸丁酯用量比为3:100。,20,醋酸丁酯Butylacetate(n-Butylacetate),沸点(101.3kPa)，C:126.C。难溶于水，也较难水解。但在酸或碱的作用下，水解生成乙醇和丁醇。为二级易燃液体。在一般使用条件下毒性不大。,醋酸丁酯:,21,醋酸丁酯Butylacetate(n-Butylacetate),溶解性能：能与醇，醚等一般有机溶剂混溶。对下列物料有良好的溶解能力：,A.油脂、亚麻仁油、蓖麻油、松香。B.聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯。C.氯化橡胶、马尼拉胶、杜仲胶。D.对酚醛树脂、环己酮甲醛树脂的溶解力也相当大。,22,用途：是优良的溶剂，广泛用作硝基漆、瓷漆、人造革、造珍珠，以及各种树脂的溶剂。也用于香料，医药(如青霉素精制)等工业。还可用作萃取剂。约七至八成醋酸丁酯被用于涂料行业，尤其是硝基漆中。硝基漆以其优良的特性，低毒环保被广泛用于家俱制造中，中国正成为世界家俱制造中心之一。涂料行业对醋酸丁酯的年需求约为15-20万吨。年需求增长约7-10%。,醋酸丁酯Butylacetate(n-Butylacetate),23,其他醋酸酯类溶剂,乙酸丙酯(n-propylacetate);乙酸异丙酯(isopropylacetate).乙酸异丁酯(isobutylacetate);乙酸仲丁酯(sec-butylacetate).乙酸戍酯(n-amylacetate);乙酸异戍酯(isoamylacetate).乙酸甲基异戍酯(1,3-dimethylbutylacetate).乙酸-2-乙基丁酯.乙酰乙酸乙酯(Ethylacteoacetate)高碳醇醋酸酯:,醋酸已酯(Exxate600)，醋酸庚酯(Exxate700)及醋酸癸酯(Exxate1000)作为高沸点的酯类溶剂,它既有含氧溶剂的较高的溶解能力,又保持有烃类溶剂的性质.,24,其他醋酸衍生物,25,其他醋酸衍生物,四醋酸二丙胺醋酸二氢松油基酯醋酸二甲酯,异丁酸二甲基乙酰胺醋酸1,3-二甲基丁酯醋酸叔丁酯醋酸橙花酯醋酸香茅酯醋酸十二酯醋酸乙烯酯PVA醋酸乙氧基乙酯醋酸2-乙基丁酯醋酸乙烯醋酸乙酯醋酸2-乙基己酯醋酸香叶醇酯醋酸庚酯醋酸己酯醋酸乙烯基乙二醇1,3-二胺-2-丙醇-N,N,N,N-四乙酸醋酸异丁酯醋酸异戊酯醋酸异丙烯酯醋酸异丙酯醋酸薄荷酯醋酸铅醋酸里哪酯,醋酸镁醋酸镁盐巯基乙酸正丁酯巯基乙酸异辛酯醋酸汞醋酸甲氧苯酯醋酸3-甲氧基丁酯醋酸甲氧基乙酯醋酸丙二醇甲酯醋酸甲酯醋酸异丙酯醋酸对甲苯酯醋酸1-甲基丙基酯醋酸异丁酯醋酸甘油酯醋酸镍醋酸壬酯醋酸辛酯醋酸钯醋酸戊酯苯乙酸丁酯醋酸苯香叶醇酯苯乙酸醋酸甲苄酯醋酸2-苯乙酯醋酸苯基丁酯醋酸卞酯,醋酸钾醋酸烯丙酯醋酸丙酯醋酸视黄酯醋酸银无水醋酸钠盐三氟醋酸醋酸异壬酯醋酸乙烯醋酸聚氯乙烯氯乙烯/醋酸乙烯共聚物聚醋酸乙烯醋酸乙烯酯聚合物醋酸锌醋酸锆醋酸酐,26,酮类溶剂在涂料中的应用,酮类：丙酮、丁酮、甲戊酮、甲基异丁基酮及环己酮等。酮类溶剂化学稳定性好，由于羰基的存在，酮为氢键受体溶剂，具备优异的溶解力。例如最常用的丁酮：相对挥发速率稍低于丙酮，是木器漆（硝基及聚氨酯），丙烯酸树脂漆和乙烯树酯漆常用的溶剂。由于挥发速率过快，丙酮和丁酮极少用于船舶漆和重防腐涂料中。选择二丙酮醇作为主活性溶剂能在充分溶解树脂的基础上使涂膜具有良好的流平性。,27,丙酮,无色易燃液体类似薄荷气味沸点56.5C与水、醇、DMF、氯仿、醚及多种油脂类相溶丙酮是工业最广泛使用的溶剂之一,28,环己酮,无色油状液体沸点155.6C。由环己烷或者环己醇氧化制得，经氧化反应制得己二酸可用作硝基纤维素、醋酸纤维素、乙烯基树脂等溶剂,29,IP异佛尔酮,无色挥发性液体，沸点117.4C。由丙酮在碱性条件下缩合制的可用做印铁、卷材和丝网油墨的慢干溶剂,30,MIBK甲基异丁基酮,无色透明、有类似樟脑气味沸点117.4C。三级危险品易燃液体。主要用作涂料及油墨溶剂和橡胶防老剂等。MIBK在涂料中主要与其它溶剂一起组成各种混合溶剂，调整溶剂的溶解性和蒸发速度，改善涂料的性能。MIBK作为涂料溶剂，可以增加漆膜的流平性，提高光泽度，广泛应用于电线电缆、磁带、汽车、船舶、航空航天、家居装修等多个领域。由于其高溶解性，在目前流行的高固分涂料中，更是显示巨大优越性。由于MIBK的优良性能，在一些国家被指定为生产汽车、船舶用高级油漆的溶剂。,31,DIBK二异丁基甲酮,无色透明沸点169.3C几乎不溶于水和大多数有机溶剂相溶可用作工业涂料的溶剂，塑料漆和真空电镀漆，是硝基纤维素、丙烯酸树脂、乙烯基涂料和有机分散剂的优良溶剂；不咬底，溶解力强，提高涂膜流平、光泽、重涂性及对塑料底材的湿润性，增加吸着力。也可用作制造有机溶胶的分散剂以及食品精制用溶剂和某些药物、杀虫剂的中间体。在稀有金属萃取和提纯中分离金属盐类。食品用香料,主要用于配制菠萝蜜、香蕉、橙汁、鸡蛋果、热带水果、朗姆酒和康酿克酒所用香精。,32,N-甲基吡咯烷酮,无色透明油状液体，微有胺的气味沸点203能与水、醇、醚、酯、酮、卤代烃、芳烃互溶。广泛用于高级润滑油精制、聚合物的合成、绝缘材料、农药、颜料及清洗剂等,33,二丙酮醇DAA,无色、无味、易燃液体沸点167.9C。与水、醇、醚及其它溶剂相溶。由丙酮在碱催化下缩合制得,34,醇醚溶剂在涂料中的应用,醇醚类：丙二醇醚和乙二醇醚类丙二醇甲醚PM丙二醇甲醚醋酸酯PMA二丙二醇甲醚DPM二丙二醇甲醚醋酸酯DPMA三丙二醇甲醚TPM乙二醇丁醚EB二乙二醇丁醚DB中高沸点：挥发速