在涂料工业中，溶剂的选择不仅关乎涂料的性能与品质，还直接影响到施工效率与最终涂膜的美观及耐用性。溶剂作为涂料的重要组成部分，其种类、配比以及与其他组分的相互作用，均对涂料的流动性、干燥速度、光泽度、力学性能等方面产生深远影响。今天我们将探寻几种常见涂料类型中溶剂的选择原则与应用实践。
各类溶剂选择
高固体分涂料中溶剂的选择
在高固体分涂料中，添加少量助溶剂能有效减少其黏度，抑制放气现象，并提升涂料的流动性。乙酸乙酯与丁醇是两种关键的降黏溶剂。同时，乙二醇醚与乙酸乙二醇醚酯的混合溶剂也能改善流动性并减少放气。
选择高固体分涂料的溶剂时，不能单纯依赖溶解度参数理论。因为这类树脂的平均分子量较低，除了不溶于200号溶剂油，能溶于其他所有溶剂。因此，在溶解度参数与氢键参数的图表上，无法明确界定树脂的溶解度范围，也就难以精确预测溶剂与树脂间的溶解度相互作用。
一般来说，溶剂本身的低黏度能显著降低高固体分涂料的黏度。为了获得良好的流动性，必须使用高沸点且溶剂化能力强的溶剂。此外，考虑到低表面张力的涂料在喷涂时更易断裂和雾化，因此应优先选择低表面张力的溶剂，以制备出低表面张力的高固体分涂料，从而确保喷涂效果令人满意。
水性涂料中溶剂的选择
在乳胶漆中，溶剂的作用主要是帮助分散的树脂粒子在水蒸发掉后聚集成膜。过去经常使用乙二醇醚或乙二醇醚酯，现在广泛使用Texanol（2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯）溶剂，因为它是丙烯酸类和乙烯基树脂非常有效的成膜助剂，且不溶于水。Texanol使用量通常大约为固体树脂的10%。200号溶剂油经常用作苯丙涂料的成膜助剂。
除了成膜助剂外，也使用二元醇，像乙二醇或丙二醇来控制湿边时间和流动性。在水性有光乳胶漆中，建议颜料应该在二元醇溶剂中而不是在水中分散，这样有助于把絮凝降低到最小程度，最大限度地提高光泽。二元醇的使用量一般占涂料总量的2%～5%。
水性涂料含有2%～15%的助溶剂，具体的量由树脂所决定。这些助溶剂与水混溶或在树脂存在下，可以任意比与水混溶。最重要的助溶剂如下：
乙二醇类
包括异丙基乙二醇、丙基乙二醇、丁基乙二醇、异丁基乙二醇、丁基二乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-异丙氧基-2-丙醇、1-丙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇。
醇类
包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇。丁醇本身并不能与水以任意比混溶，但在树脂存在下，它可与水以任意比混合。在水性涂料中，丁醇是比乙二醇醪更有效的溶剂，但其缺点是有刺激性气味。在水性涂料中的助溶剂会促使树脂与水的溶解，降低在水稀释过程中出现的最大黏度，改善涂料的流动性，有助于无缺陷涂膜表面的生成。
助溶剂和成膜助剂也用作乳胶漆的流动助剂，丙二醇不仅作为溶剂使用，它的吸湿性可以保证涂膜中有足够高的水含量，以利于在表面形成光滑涂膜。
气干型涂料中溶剂的选择
通常，长油度醇酸漆溶解在脂肪烃，如200号溶剂油中，外加1%～2%的双戊烯以防结皮。室内墙面漆，如蛋壳醇酸有光漆，使用低气味的脂肪烃溶剂，外加极少量的芳烃溶剂。用作金属的装饰底漆——短油度醇酸漆，常使用高芳烃含量的溶剂来提高溶解度和快干性。有些快干的醇酸漆可以全部用芳烃溶剂如二甲苯来稀释。
交联和烘烤漆中溶剂的选择
选择最佳的共混溶剂时，主要需考虑树脂体系、施工方式及固化条件这三个关键因素。由于可替换的溶剂种类繁多，因此无法提供一套通用的建议。
对于清漆体系而言，所选溶剂必须具备较强的树脂溶剂化能力，且在溶剂迅速挥发的过程中，仍需保持对树脂的溶解性。面对如此多的溶剂选项，我们往往需要向树脂和溶剂的供应商寻求专业指导，以确定最适合特定体系的溶剂。
在采用多异氰酸酯进行交联的体系中，有一点至关重要：绝对不可使用含有羟基或混入水分的溶剂。这是因为这些溶剂会与-NCO基团发生反应，从而影响体系的性能。
厚膜涂料和多涂漆溶剂的选择
采用无气喷涂方式施工的耐腐蚀涂料体系，往往选用乙烯基树脂，如氯乙烯共聚物，作为其核心基料。为了构建足够厚的涂层，这类涂料通常需要经过多次施工，且每层涂料的干燥时间都相对较短。因此，涂料中的溶剂必须能够快速挥发，同时整个涂料体系还需具备良好的快干性和流动性。这些特性的实现，离不开对溶剂各组分比例的精确调配。
在进行多层涂装时，选择面漆的溶剂时还需特别注意，避免底漆因溶剂的内迁而发生溶胀，导致咬底现象。一般而言，中等强度的真溶剂（例如醇类和乙二醇醚类）、稀释剂以及非溶剂都是较为合适的选择。
发白、光泽、流动性与溶剂的选择
溶剂挥发时，涂料表层温度会随之降低。若环境湿度较高，涂料表面温度降至露点以下，便会出现水冷凝现象，导致涂膜表面泛白或出现白雾。然而，若涂料中含有吸水性溶剂，如乙醇或乙醇醚，这些溶剂能吸收水分并使其在涂料中均匀分布，随着其他溶剂的挥发而一同挥发，从而减轻泛白现象。若涂料中还含有能与水形成共沸的溶剂，如芳香烃或丁醇，则泛白现象可完全避免。
涂料干燥后，涂膜应呈现出光滑、平整的外观，不应有涂料粒子残留。在涂膜形成过程中，若真溶剂是最后挥发的，那么涂料的光泽度会有所提升。乙二醇醚因其能有效改善涂料流动性，对提升光泽度尤为有益。涂料流动性不佳会导致多种涂膜缺陷，如结皮、蜂窝状孔洞和鱼眼等，这些缺陷主要由溶剂挥发过程中涂料表面张力变化及涂膜内部涡流生成所致。为避免这些问题，可使用挥发速度慢且对树脂溶解能力强的溶剂，以减少涡流产生。添加能降低表面张力的组分，如润湿剂或硅油，同样能达到良好效果。
力学性能、残留溶剂与溶剂的选择
溶剂在涂料力学性能方面扮演着至关重要的角色，主要基于以下几个原因：
溶剂能够影响涂膜的分子结构，它既可以促进树脂分子的有序排列，也可能阻碍这一过程。其次，溶剂还会在一定程度上影响多组分漆的反应过程，产生内增塑效应。涂膜中残留的溶剂则起到外增塑的作用。
以乙二醇醚为例，它对聚酯树脂与三聚氰胺甲醛树脂的固化体系具有明显的增塑作用，甚至能够封闭部分三聚氰胺树脂的官能团。通过气相色谱和放射指示剂的研究，已经证实在共聚物涂料中，溶剂确实会对涂膜产生增塑效应。值得注意的是，不同涂膜对溶剂的吸收程度存在差异。例如，二氯甲烷几乎能够溶胀所有涂膜，展现出良好的涂料去除效果。而芳香族烃类溶剂对三聚氰胺树脂固化的聚酯烘烤磁漆的溶胀作用，则取决于聚酯树脂的单体组成以及烘烤后的交联程度。
写在最后
无论是高固体分涂料、水性涂料、气干型涂料，还是交联烘烤漆、厚膜涂料及多涂漆，溶剂的选择均需紧密结合涂料的特性、施工条件及最终应用需求。
未来，随着环保法规的日益严格及涂料技术的不断进步，溶剂的选择将更加趋向于绿色化、高效化，为实现涂料行业的可持续发展贡献力量。
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