溶剂是涂料配方中的一个重要组分，不仅用来溶解树脂，降低黏度以改善加工性能，而且还影响涂料的黏结性、防腐性、户外耐久性以及涂膜的表观性，如起泡、流挂、流平性等。
溶剂到底有什么用？我们该如何挑选溶剂？快来和涂涂一起看看吧！
涂料常用溶剂
涂料中溶剂的组成
涂料对溶剂的选择颇为严格，需综合考量挥发速度、溶解性能及成本效益等因素，故单一溶剂难以满足其应用需求。因此，涂料通常采用混合溶剂，该溶剂体系主要由真溶剂、助溶剂及稀释剂三大组分构成。混合溶剂的具体配比往往依据施工工艺条件，如涂料的干燥温度与时间等来确定。对于室温下物理干燥的涂料，其溶剂组合通常为45%低沸点溶剂、45%中等沸点溶剂及10%高沸点溶剂。
在配方中，真溶剂与惰性溶剂的比例需恰当，以确保涂膜透明且无光雾现象。低沸点溶剂有助于加速干燥过程，而中等及高沸点溶剂则确保涂膜形成无缺陷。对于施工温度较高的烘干漆、烘烤磁漆及卷材涂料，其溶剂中高沸点溶剂的比例需相应提高，同时减少易挥发溶剂的含量，以避免烘烤过程中涂料“沸腾”。
溶剂的性质还需与树脂类型相匹配。为了获得干燥迅速且溶剂残留少的涂膜，混合溶剂的溶解度参数及氢键参数需处于树脂溶解度范围的边缘区域，但同时又需与树脂的参数相近，以保证涂料的良好流动性。寻找这一平衡点颇为不易，需经过大量实验验证。
根据溶解度参数理论，若混合溶剂中非溶剂比真溶剂更易挥发，则有利于加速干燥。真溶剂在涂膜中较晚挥发，有助于提升涂料的流动性。随着溶剂的挥发，混合溶剂的溶解度参数会从树脂溶解度的边缘区域向中心区域移动。但在溶剂挥发过程中，固体浓度的增加、涂料温度的升降均可能影响树脂的溶解区域，这一点需予以关注。
涂料中溶剂的作用
溶剂在涂料中的作用往往不为人们所重视，认为它是挥发组分，最后不会留在涂膜中，所以对涂膜的质量不会产生很大的影响。其实不然，各种溶剂的溶解力及挥发速率等因素对于涂料的生产、贮存、施工等方面，以及涂膜的光泽度、附着力、表面状态等多方面性能都有极大的影响。溶剂在涂料中所起的作用如下：
溶剂可以溶解并稀释涂料中的成膜物质，降低涂料的黏度，便于涂刷或喷、浸、淋等工艺。
涂料的黏度主要与树脂的性质、溶剂的组成、树脂的浓度、颜料浓度以及温度有关。在同系物溶剂中，涂料的黏度通常随溶剂分子量的升高而升高。由于溶剂分子量的升高降低了溶剂的溶剂化能力，所以说涂料黏度与溶剂化能力有关似乎很合理。但对不是同系物的一系列的溶剂比较表明，溶剂黏度与溶剂化能力无关。
树脂溶液的黏度是由多种树脂—溶剂之间的相互作用力所决定的，也受溶剂本身的黏度、树脂分子的非卷曲程度、树脂的分子量、溶剂与树脂分子间的氢键、溶剂分子之间的氢键等的影响。也就是说，涂料的黏度并不是当混合溶剂的参数值落在树脂溶解区域的中心时才为最低，
因为树脂分子在其溶解度区域中心为高度伸展的（体积为最大）。溶剂的溶解度参数如果正好位于该区域中心，则配制的涂料黏度特别高。为了获得低黏度的涂料，可使用溶剂的添加剂，调整溶剂的溶解度参数值，使其位于树脂的溶解度区域边界，但如果超出边界的话，溶液会变得浑浊，黏度也会突然上升。
含有醇类溶剂的涂料或含羟基树脂的黏度可以通过加少量非溶剂而降低（200号溶剂油）。在这个稀释过程中，氢键明显遭到破坏。
涂料在垂直面上的流挂现象可以通过使用能形成氢键的溶剂，以及使涂料具有触变性而加以解决。
Arrhenius方程
涂料的黏度随温度升高而降低，其中A、E为材料常数。
在不同的应用条件下，涂料需有不同的黏度。低黏度的涂料适于喷涂和浸涂，高黏度的涂料适于浇涂、辊涂、热喷涂。正确选择溶剂可以优化涂料的性质：
增加涂料贮存的稳定性，防止成膜物质发生胶结。同时，加入溶剂后会使桶内充满溶剂的蒸汽，可减少漆表面结皮。
会使涂膜流平性良好。可避免漆膜太厚、过薄或涂刷性能不好而产生的刷痕和起皱等弊病。
溶剂加入涂料中，可提高涂料对被涂物表面的润湿性和渗透性增强涂层的附着力。溶剂的使用还可以在一定程度上降低涂料的成本。
溶剂选择要求
一般对涂料所用的溶剂有如下几点要求：
溶解度
溶解度是指溶剂把溶质分散和溶解的能力。所用的溶剂对主要的成膜物质应该有很好的溶解性，应有比较强的降低黏度的能力，能固体或黏稠液体变成可以喷涂或刷涂的稀薄液体，在挥发过程中不应该出现某一成膜物质不溶析出的现象。
挥发速率
溶剂的挥发速率必须适应涂膜的形成，尤其是对于一些挥发性的漆类，溶剂的挥发速率直接影响到漆膜干燥速率的快慢、施工的难易和漆膜质量等。
注意，溶剂的化学性质必须稳定，与涂料各组分无化学反应，同时毒性要小，安全性能要高，并且来源充分、价格便宜等。
配制混合溶剂，并不是任意选几种溶剂在一起就行了，而是有一定规律可循的。一般来说，混合溶剂配方设计的主导思想是获得对树脂的溶解性、溶剂的挥发速度、各种溶剂之间关系等因素的平衡。
溶剂选择原则
在设计涂料配方工作时，对于选择合适的溶剂，需要遵循以下几个原则：
极性相似原则
即极性相近的物质可以互溶，极性大的溶质易溶于极性大的溶剂，而极性小的溶质易溶于极性小的溶剂中。可根据物质的极性，初步确定选择什么溶剂。
溶剂化原则
溶剂化是指高分子链段和溶剂分子间的作用力，它使溶剂将高分子链段分离开。因此，溶剂和高分子链必须产生溶剂化作用，从而使高聚物溶解。
溶解度参数相近原则
任何一种高分子化合物都是靠分子间作用力使大分子聚集在一起的，衡量这种作用能力大小的叫内聚能，单位体积内聚能为内聚能密度，内聚能密度的平方根定义为溶解参数。溶解参数可作为选择溶剂的参考指标，对于非极性高分子材料或极性不很强的高分子材料，当其溶解度参数与某一溶剂的溶解度参数相等或相差不超过±1.5，该聚合物便可溶于溶剂中，否则不溶。高聚物和溶剂的溶解度参数可以测定或计算出来，如环氧树脂的溶解参数为δ=9.7～10.9。选择溶剂除了单一溶剂外，还可以使用混合溶剂。有时，两种溶剂单独都不能溶解的聚合物，如将两种溶剂按一定的比例混合起来，却能使同一聚合物溶解。混合溶剂具有协同效应，可作为一种选择溶剂的方法。确定混合溶剂的比例，可按下式计算，使混合溶剂的溶解度参数接近聚合物的溶解参数，再由实验最后确定。
注意，溶剂对高分子的溶解能力，可由配制一定浓度溶液的溶解速率、黏度以及此溶液对非溶剂的容忍度（稀释比值）等几个方面表示。稀释比值是指可以容忍非溶剂的最高份数，超过此值，溶解力将完全丧失。
确定混合溶剂的比例
Φ1为第i种溶剂的体积分数；δ为第i种溶剂的溶解参数。
常用溶剂的溶解度参数
确定适当的溶剂挥发速率
溶剂是挥发性液体，在施工过程中首先接触到的是涂层干燥快慢问题，这和溶剂的挥发速率有关。
混合溶剂的挥发总速率
Фi为第i种溶剂的体秋分数；ri为i溶剂的活度系数；Ri0为i溶剂的挥发速率。
施工过程中往往希望涂层干燥得快一些，但干燥得过快，会影响涂层的流平、光泽等指标。干得慢些可以保证涂层流平，防止涂层表观出现一些弊病，如橘皮、泛白等。溶剂挥发速率决定于溶剂本身的沸点、分子量、分子结构。一般认为低沸点的物质，挥发快，饱和蒸气压高。低沸点溶剂是指沸点在100℃以下的溶剂，中沸点溶剂是指110～145℃之间的溶剂，高沸点溶剂是指145～170℃之间的溶剂，在170℃以上的溶剂则为特高沸点溶剂。
溶剂的挥发速率有两种表示方法：
以单位质量乙醚挥发时间为1，其他溶剂单位质量与乙醚挥发时间之比为该溶剂的挥发速率；
以一定时间内乙酸丁酯挥发的质量为100，将其他溶剂在相同的时间内所挥发的质量与之相比来表示。
在具体选择溶剂的过程中，就是低沸点、中沸点的用量要多，而高沸点溶剂用量要少。高沸点溶剂主要用于调节涂料的干燥时间，使涂料有充分时间流平，避免涂层在干燥过程中产生弊病。
涂料的黏度
不挥发组分的品种、规格、数量，尤其是树脂的分子量，影响着涂料的黏度。溶剂对黏度有较大的影响，溶剂的溶解能力大，则溶液的黏度低；溶解能力差，黏度高。
混合溶剂的挥发速率
混合溶剂的挥发速率影响涂层干燥时间，也影响涂层的表观。如果溶剂挥发过快，导致涂层的黏度增大，流动性降低，会严重影响涂层的流平性，从而导致涂膜不平滑，出现橘皮现象。为了得到光洁平整的涂膜，不能片面追求快干，而应有一定比例的慢挥发溶剂以保证流平性。但若片面追求流平，在最终阶段少量的溶剂仍残留在涂层里，也会造成涂层不干、发黏、发软，附着力也受到影响，导致附着力降低。为避免这种现象发生，要控制高沸点溶剂的用量，使其不残留在涂膜里。
溶剂平衡
混合溶剂由真溶剂、助溶剂以及稀释剂三类组分组成，这三类组分又有快挥发、中挥发和慢挥发之别。当一种混合溶剂配成后，由于这些原料挥发的速率不同，总是挥发快的原料首先逸出。自开始喷涂后，溶剂的成分就开始变化，怎样变化才理想，需根据以下的原则进行平衡。
挥发均衡
混合溶剂的蒸馏曲线应呈平缓上升，否则将引起多种涂膜的表面缺陷，致使涂膜产生应力影响涂膜的寿命。因此，在配方中应考虑不同组分的挥发速率，快、中、慢的组分用量要平衡。例如，配方中，如果快挥发和慢挥发使用溶剂量较大，而没有适量中挥发溶剂加以平衡，必然是前阶段溶剂挥发较快，后阶段溶剂挥发较慢，这样的配方缺点较大。
比例平衡
真溶剂、助溶剂以及稀释剂对涂料的黏度影响很大，较高含量的稀释剂或助溶剂都会提高涂料的黏度。在挥发过程中，随着不挥发含量的逐渐增加，涂料的黏度增大，假如此时，真溶剂大量挥发则稀释剂的比例相对增大，就会促使涂料突然变稠而丧失了流动性，引起气泡、橘皮等涂膜缺陷。另外，溶剂的主要作用是在干燥成膜之前，保持全部的不挥发组分处于溶液状态，不使其中任何一种组分不溶析出，否则造成涂膜连续相破坏以及表面粗糙失光等现象。为了防止干燥过程中出现沉淀析出，必须根据不同挥发速率加以平衡，以达到残余在涂膜中的溶剂能保持不低于原来的溶剂比例。
写在最后
无论是涂料制造商还是应用领域的专业人士，都应将溶剂的选择视为一项至关重要的任务，既要考虑其溶解能力、干燥速度、对施工性能的影响，又要兼顾环保法规与人体健康的安全要求。唯有如此，我们才能在这个日新月异的行业中不断前行，推动涂料科技向着更加高效、环保、人性化的方向迈进，共同绘制出更加多彩、美好的世界图景。
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