稀釋劑又稱天那水（Thinner），是由各種溶劑復(fù)配而成。
在涂料工業(yè)中，溶劑一詞的廣泛涵義是指那些用來溶解或分散成膜物質(zhì)，形成便于施工的溶液，并在涂膜形成過程中揮發(fā)掉的液體。由于溶劑是揮發(fā)性的，習(xí)慣上稱作揮發(fā)份。
盡管溶劑在油漆產(chǎn)品中不是一種永久性的組分，但是溶劑對(duì)對(duì)膜物質(zhì)的溶解力決定了所形成的樹脂溶液的均勻性、漆液的粘度和漆液的貯存穩(wěn)定性。在色漆涂膜干燥過程中，溶劑的揮發(fā)性又極大地影響了涂膜的干燥速度、涂膜的結(jié)構(gòu)和涂膜外觀的完美性；同時(shí)，溶劑的粘度、表面張力、化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)樹脂溶液性質(zhì)的影響，以及溶劑的安全性、對(duì)人體的毒性都是涂料生產(chǎn)者在設(shè)計(jì)色漆、稀釋劑配方所必須要考慮的問題。
溶劑在涂料應(yīng)用中具有如下的主要特性：
1.1. 溶解力
對(duì)于不同體系的油漆而言，需要選用不同種類的溶劑。因?yàn)椴皇撬械娜軇┒寄苋芙馔环N樹脂。溶劑對(duì)樹脂的溶解遵循極性相似的原則、溶解度參數(shù)相近的原則以及溶劑化原則。在設(shè)計(jì)稀釋劑配方時(shí)，必須要使所配制的稀釋劑充分溶解所選擇的樹脂，并綜合考慮成本及其它因素。一個(gè)好的稀釋劑配方，會(huì)含有真溶劑、助溶劑及稀釋劑，并達(dá)到某些方面的平衡。
1.2. 粘度
在涂料配制過程中，我們還希望相同濃度（或固體含量）的樹脂溶液，粘度越低越好。這樣，當(dāng)達(dá)到相同的施工粘度時(shí)，漆液的固體含量較高，從而使施工效率提高，而揮發(fā)到大氣中的溶劑量比較少，對(duì)環(huán)境的污染較輕。而溶劑因其對(duì)高聚物的溶解力及其自身粘度，都對(duì)涂料的粘度造成一定的影響。
1.3. 揮發(fā)速率
干燥的涂膜是在溶劑揮發(fā)過程中形成的。在這個(gè)過程中，溶劑的作用是控制涂膜形成時(shí)的流動(dòng)特性的。如果溶劑揮發(fā)太快，那么涂膜既不會(huì)流平，也不會(huì)對(duì)基材有足夠的潤(rùn)濕，因而不能產(chǎn)生很好的附著力。揮發(fā)過于迅速的溶劑，還會(huì)導(dǎo)致由于迅速冷卻而使?jié)衲け砻娴乃羝淠纬傻耐磕ぐl(fā)白。如果溶劑揮發(fā)太慢，不僅會(huì)延緩干燥時(shí)間，同時(shí)涂膜會(huì)流掛而變得很薄。而溶劑在揮發(fā)過程中，也要保持合適的揮發(fā)梯度。如果溶劑組成在揮發(fā)過程中發(fā)生不理想的變化，就會(huì)產(chǎn)生樹脂的沉淀和涂膜的缺陷。因此溶劑的揮發(fā)速率是影響涂料及涂膜質(zhì)量的一個(gè)非常重要的因素。
1.4. 表面張力
溶劑的表面張力會(huì)影響涂料的表面張力。在涂料中，表面張力是一個(gè)重要的指標(biāo)。低的表面張力是有益的，它對(duì)顏料的潤(rùn)濕分散、底材的潤(rùn)濕、涂膜的流平、對(duì)底材的附著力、噴涂的霧化性能及防止涂膜的表面缺陷（如陷穴、縮孔、鏡框等），都有著積極的作用。在設(shè)計(jì)配方時(shí)，必須要充分考慮到溶劑的表面張力。
1.5. 電阻率
不同的溶劑具有不同的電阻率，而對(duì)于靜電噴涂而言，電阻率則成為一個(gè)重要的指標(biāo)。最佳的涂料電阻率是靜電噴涂施工的必要參數(shù)之一。在涂料用靜電噴涂的方式施工時(shí)，往往會(huì)遇到某些不易帶電的涂料，而通過調(diào)整溶劑配方，如在烤漆配方中加入少量的二丙酮醇，即可以使其電阻下降到適合施工的電阻。
1.6. 毒性和安全性
由于溶劑為有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)，對(duì)人體或多或少都有毒害作用。根據(jù)其對(duì)健康的損害狀況，其分類情況如表1所示：
表1 溶劑的分類
|
溶劑分類
|
包含溶劑的種類
|
|
無害溶劑
|
戊烷、石油醚、輕質(zhì)汽油、已烷、庚烷、200號(hào)油漆溶劑油、乙醇、氯乙烷、醋酸已酯、乙二醇、丁二醇等
|
|
在一定程度上有害或稍有毒害的溶劑，但在短時(shí)間最大容許濃度下沒有重大的危害
|
苯、二甲苯、環(huán)已烷、異丙苯、環(huán)庚烷、醋酸丙酯、醋酸戊酯、戊醇、丁醇、三氯乙烯、四氯乙烯、氯化芳烴、石腦油、硝基乙烷等
|
|
有害溶劑：除在極低濃度下無危害外，即使在短時(shí)間接觸也是有害的
|
苯、三硫化碳、甲醇、四氯乙烷、苯酚、硝基苯、硫酸二甲酯、五氯乙烷等
|
空氣污染限制就是出于對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目的而提出的。在涂料工業(yè)中，溶劑的含量直接代表著VOC含量的多少，而不同的溶劑在空氣中的最高容許濃度，各國(guó)都有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限制。除此之外，涂料的安全性也必須得到考慮。因?yàn)槿軇┦且兹家妆奈镔|(zhì)，直接決定了涂料產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸及涂裝過程中的起火及爆炸的危險(xiǎn)程度。
2 設(shè)計(jì)稀釋劑配方時(shí)所考慮的因素
綜合上述，涂料廠家在生產(chǎn)涂料及稀釋劑時(shí)，必須要充分考慮到以上各因素，以使涂料配方達(dá)到最佳狀態(tài)。除此之外，稀釋劑還會(huì)對(duì)涂料產(chǎn)生其它影響，如：
2.1. 溶劑的反應(yīng)性
某些溶劑會(huì)與涂料的組份發(fā)生反應(yīng)，其中一部分反應(yīng)是我們所希望看到的，如不飽和聚酯樹脂及光固化樹脂、自流平環(huán)氧地坪漆中的活性稀釋劑或單體等，其中的活性稀釋劑或單體既可以起到稀釋、降粘的作用，又可以與主體樹脂反應(yīng)，起交聯(lián)作用，從而達(dá)到高固含、高膜厚、低VOC的要求。但是，一部分反應(yīng)又是我們所不希望看到的，比如說聚氨酯類漆中，如果含有醇類溶劑，醇類溶劑中含有的羥基會(huì)與固化劑中的異氰酸基發(fā)生反應(yīng)，從而消耗固化劑，而使基料交聯(lián)不足，同時(shí)生成的物質(zhì)又為低分子量物質(zhì)，使涂膜的硬度、耐久性、耐溶劑性等性能降低。所以，在涂料配方中應(yīng)避免這類不希望發(fā)生的反應(yīng)。
2.2. 影響涂料的貯存穩(wěn)定性
如配制烤漆時(shí)，適量添加一些醇類溶劑，會(huì)提高其貯存穩(wěn)定性。而添加酯類溶劑，則會(huì)影響其穩(wěn)定性。松節(jié)油用于醇酸樹脂時(shí)，會(huì)有促進(jìn)干燥的作用，并能提高貯存穩(wěn)定性，而一般的溶劑則無此功效。
2.3. 某些溶劑具有吸潮性或含水率偏高
如用于聚氨酯類漆時(shí)，要慎重使用對(duì)于聚氨酯類油漆，使用的溶劑還需要經(jīng)過脫水等處理，達(dá)到氨酯級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后方可使用，否則會(huì)嚴(yán)重影響其貯存穩(wěn)定性，并影響涂膜性能。
2.4. 氣味
對(duì)于部分溶劑，可能會(huì)含有令人不愉快的氣味，如酮類溶劑。用戶則希望氣味越小越好。在選擇溶劑時(shí)，應(yīng)盡可能考慮到這些因素。
3 建議使用配套的稀釋劑
一般正規(guī)的涂料生產(chǎn)廠商，在設(shè)計(jì)涂料及稀釋劑配方時(shí)，都會(huì)盡量考慮以上因素。同時(shí)，還會(huì)根據(jù)涂料的品種、氣候、施工條件等因素來調(diào)整稀釋劑的配方。沒有任何一種稀釋劑是萬能的，能應(yīng)用于所有的涂料。在涂料使用過程中，稀釋劑是有彈性的，也就是說在一定范圍內(nèi)變動(dòng)對(duì)最終涂膜的影響不大。但這種彈性是有限度的。即使是同一類型的涂料，由于不同的涂料生產(chǎn)廠商所使用的樹脂有差別，涂料中所用的溶劑也會(huì)有差別，廠商間配套的稀釋劑也會(huì)有差別。
市場(chǎng)上充斥著許多低價(jià)的稀釋劑，最便宜的據(jù)說每公斤據(jù)說只需要五六塊錢。從市場(chǎng)上取了四種便宜的天那水小樣，進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果如圖1-圖4所示。同時(shí)另外從市場(chǎng)上取了三種正規(guī)的稀釋劑小樣，進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果如圖5-圖7所示。
從這些譜圖的比較可以看出，這種價(jià)格低廉的天那水的氣相色譜譜圖含有非常多的雜質(zhì)峰。這種天那水多是由回收溶劑配制而成，在應(yīng)用時(shí)可能會(huì)存在以下問題：
3.1.
由于這種低價(jià)的稀釋劑中雜質(zhì)峰非常多，很難避免涂料中不含有醇類或醇醚類溶劑，或含水率偏高等問題。如果配套聚氨酯類涂料，可能會(huì)含有與異氰酸酯固化劑發(fā)生反應(yīng)的成份，從而影響涂料的貯藏穩(wěn)定性和涂膜性能。
3.2.
這種天那水可能是采用回收溶劑配制的。回收溶劑本身控制不嚴(yán)，批次之間穩(wěn)定性差，造成其產(chǎn)品具有不可控性。
3.3.
一般廠家使用的稀釋劑，會(huì)根據(jù)氣候的不同來調(diào)整稀釋劑的揮發(fā)速率。市場(chǎng)上低價(jià)的天那水很少考慮這個(gè)問題，這樣就會(huì)造成在溫度過低或過高時(shí)溶劑不配套，形成漆膜弊病。
3.4.
從譜圖上可以看到，該種稀釋劑具有很多的雜質(zhì)峰，這些雜質(zhì)峰的具體成份，很難分析。一般的回收溶劑內(nèi)均含有苯、甲醇等有害溶劑，對(duì)工人的身體造成較大的影響，對(duì)大氣環(huán)境造成較大污染；還有些不良廠家為了降低成本，在配方中直接加入苯或甲醇等有害溶劑。
3.5.
在靜電噴涂時(shí)，合適的稀釋劑配方對(duì)調(diào)整涂料的電阻率具有非常好的效果。但是，這種低價(jià)的天那水不會(huì)考慮到這方面，或者考慮到，但卻具有不可控性。
3.6.
混合溶劑在涂膜形成過程中的揮發(fā)梯度，將會(huì)影響涂膜的最終狀態(tài)。如果在涂膜形成過程中，溶解力好的溶劑稱揮發(fā)，而溶解力差的溶劑滯留，可能會(huì)造成樹脂因溶解力不足而析出，涂膜表面產(chǎn)生顆粒；相反溶解力強(qiáng)的組份揮發(fā)太慢，又因?yàn)闃渲凶铚c其結(jié)構(gòu)相似的溶劑揮發(fā)的特性，會(huì)增加該溶劑在涂膜中的殘留量。故在稀釋劑配方設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到混合溶劑的各組分相對(duì)揮發(fā)速率要與溶劑組成保持對(duì)應(yīng)，也就是說，要達(dá)到溶劑平衡；但是，廉價(jià)稀釋劑在這方面可能考慮比較少。
3.7.
這種廉價(jià)稀釋劑的揮發(fā)速率，相對(duì)都比較快（一般而言，揮發(fā)快的溶劑比同類慢干溶劑價(jià)格要低），如果控制不當(dāng)或環(huán)境濕度比較大時(shí)，極易發(fā)生發(fā)白等漆膜弊��；
3.8.
一部分這種廉價(jià)的稀釋劑、天那水采用醫(yī)藥或農(nóng)藥廢棄料經(jīng)過提純加工而成，含有大量的有毒有害的雜質(zhì)。有些廉價(jià)稀釋劑有很刺激的氣味，甚至帶有農(nóng)藥的氣味，對(duì)人體會(huì)造成很不良的影響。采用這種稀釋劑，不管是對(duì)工人的身體，還是對(duì)大氣的影響，都是很不好的。
目前各類溶劑的凈水價(jià)參見表2，從這個(gè)報(bào)價(jià)上可以看出，除純苯、甲醇、二氯甲烷等毒性很大的溶劑價(jià)格較便宜外，其余溶劑價(jià)格并不便宜。而有些常用的溶劑如丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇單丁醚、二丙酮醇、甲基異丁基酮和某些特種溶劑如二異丁基酮、異丁酸異丁酯等，價(jià)格可能更高。正規(guī)廠家配制的稀釋劑，加上包裝、人工和適量的利潤(rùn)，是不可能做出售價(jià)每公斤僅四五元的稀釋劑的。
表2 2010年11月30日部分溶劑凈水價(jià)
|
產(chǎn)品名稱
|
報(bào)價(jià)(元/kg)
|
產(chǎn)品名稱
|
報(bào)價(jià)(元/kg)
|
|
純苯
|
7.10
|
醋酸乙酯
|
6.250-7.80
|
|
甲苯
|
7.00-7.43
|
醋酸丁酯
|
11.30-12.00
|
|
二甲苯
|
7.20-8.00
|
丙酮
|
7.22-7.40
|
|
苯乙烯
|
9.20-10.30
|
丁酮
|
16.80-18.00
|
|
重芳烴
|
6.70
|
環(huán)己酮
|
15.70-16.00
|
|
甲醇
|
2.60-3.65
|
環(huán)己烷
|
8.40-9.00
|
|
正丁醇
|
13.50
|
二氯甲烷
|
6.60-7.15
|
|
乙醇
|
6.70-7.20
|
碳酸二甲酯
|
6.50-6.70
|
|
異丙醇
|
10.50
|
丙二醇
|
11.50-11.80
|
|
乙二醇
|
8.280-8.70
|
乙二醇
|
8.280-8.70
|
|
異丁醇
|
12.60-13.32
|
|
|
4 結(jié)論
涂料使用過程中，稀釋劑屬于揮發(fā)份，不會(huì)或僅少量會(huì)殘留在干膜中。然而，稀釋劑對(duì)涂料的最終性能有很大的影響。不配套使用稀釋劑可能會(huì)造成許多涂料施工的不便或漆膜弊病。市場(chǎng)上廉價(jià)的天那水中含有很多雜質(zhì)，應(yīng)用時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)毒性可能比較大，對(duì)人體及環(huán)境產(chǎn)生了不良的影響，建議使用者慎重。
