Свойства и выбор растворителей

Растворители в лакокрасочной промышленности применяются для придания определенной вязкости лакокрасочному материалу, при которой он хорошо наносится на изделие. Для образования твердого покрытия растворитель должен быть как можно полнее удален из нанесенной пленки.

Химическая природа растворителя оказывает сильное влияние на его растворяющую способность и свойства получаемых растворов. Истинные растворы полимеров образуются в том случае, когда звенья полимерных цепей и молекулы растворителя близки по полярности. Так, в высокополярных растворителях хорошо растворяются полярные полимеры (фенолоальдегидные олигомеры, поливинилацетали и т. п.). Если растворитель хорошо растворяет многие полимеры, его называют активным (сильным) растворителем. В таких растворителях значительно ослаб­ляется взаимодействие между сегментами макромолекул, и они могут переходить в фибриллярное состояние.

Слабые растворители образуют с полимером истинный раствор только в определенной области концентраций и температур. При изменении одного из этих условий происходит выделение растворенного полимера из раствора.

Из сказанного видно, что растворители избирательно обладают растворяющей способностью. Для каждого полимера можно подобрать свои группы сильных и слабых растворителей.

При изготовлении лакокрасочных материалов часто используют так называемые разбавители. К ним относят такие веще­ства, которые, не растворяя полимер, уменьшают вязкость раствора в сильном растворителе. При достижении определенной концентрации разбавителя в растворе может произойти выде­ление полимера. Эффективность разбавителя определяется числом разбавления К, характеризующим предел растворимости полимера:

К=m₁/m₂

где m₁, m₂ — соответственно масса разбавителя и растворителя.

Небольшие добавки разбавителя дают возможность повысить активность растворителя (синергизм растворяющей способности). Так, например, растворимость эфиров целлюлозы в ацетатах и ацетоне повышается при добавлении этанола.

Синергизм (усиление) растворяющей способности широко используется в лакокрасочной технологии. Большинство приме­няемых растворителей в лакокрасочных композициях представ­ляют собой смеси различных органических жидкостей.

При составлении композиций растворителей следует учитывать их способность испаряться. Если необходимо получить однородное прозрачное лаковое покрытие, то самый активный растворитель данной композиции должен иметь самую низкую летучесть. В противном случае при испарении активного растворителя растворимость полимера в разбавителе уменьшится, и полимер выпадет в осадок, В результате покрытие будет не прозрачным и неоднородным.

Скорость испарения растворителя из пленки имеет большое значение для качества покрытия. Так, при высокой скорости испарения растворителя из лаковой пленки создается большая разница концентраций растворителя в поверхностных и нижних слоях покрытий. В результате пары растворителей, удаляясь из глубинных слоев, могут вызвать образование пузырей на по­верхности. При слишком быстром испарении растворителя макромолекулы могут не успеть принять концентрации, наиболее выгодные для достижения максимальной прочности покрытия.

При выборе растворителей следует учитывать их санитарно-техническую и пожарную характеристики, поскольку в про­цессе отверждения покрытия растворитель удаляется в окру­жающую среду. Большинство органических растворителей ток­сичны, и в целях защиты воздушного бассейна газовые вы­бросы из аппаратов должны быть очищены от паров раствори­телей.

Свойства некоторых растворителей приведены в табл.

Таблица Свойства растворителей

Растворитель	Химическая формула	Плотность, кг/м3	Пределы кипения, °С
Амилацетат	CH3COOCsHn	870	115—160
Ацетон	СНзСОСН,	795	56
Бутанол	С4Н9ОН	812	114—118
Бутилацетат	СН3СООС4Н9	875	110—145
Бутилцеллозольв	С4Н9ОСН2СН2ОН	903	163—182
Дихлорэтан	СН2С1СН2С1	1260	79—97
Ксилол	СеН4(СН3)2	860	127—159
Метилацетат	СН3СООСН3	970	118—126
Метилцеллозольв	СН3ОСН2СН2ОН	915	53—60
Скипидар	Смесь терпенов	862	153—190
Сольвент:	Смесь ароматических углеводородов
каменноугольный		875	120—200
нефтяной		965	135—200
Толуол	С6Н5СН3	870	109—111
Уайт-спирит (растворитель для лакокрасочной промышленности)	Смесь углеводородов	795	165—200
Циклогексанон	С6Н,0О	950	150—158
Четыреххлористый углерод	СС14	1600	75—78
Этилацетат	СН3СООС2Н5	950	70^80
Этилцеллозольв	С2Н5ОСН2СН2ОН	932	130—137