서론: 용제 – 도료의 제5성분 – 올바르게 선택하면事半功倍(일은 반이 되고 성과는 두 배), 잘못 선택하면 전판 패배
용제는 도료 중 최종적으로 도막에 남는 성분은 아니지만, 도료의 시공 및 도막 형성이 원활하게 이루어지는지를 결정하는 핵심 요소이다. 용제의 3가지 역할: (1) 수지 용해 – 점도 저하 – 도료 시공 가능케 함(진용제 – 용해도 파라미터가 수지와 일치); (2) 휘발 속도 조절 – 레벨링 시간 및 건조 속도 제어(보조용제 – 보조 용해 + 개방 시간 연장); (3) 비용 절감 – 희석제 – 수지는 용해하지 않으나 점도 저하 – 배합 비용 절감. 용제 선택의 과학적 기초는 Hansen 용해도 파라미터(HSP – δD 분산/δP 극성/δH 수소결합 3차원 공간)이다 – 수지와 용제의 HSP 거리 Ra가 작을수록 용해력이 강함 – Ra<8 이면 가용성 – Ra<4 이면 극히 용이하게 용해됨.
도료 용제 선택은 Hansen 용해도 매개변수(HSP)와 용제 증발 속도(RER——아세트산부틸=1.0 기준)에 기초함——진용제(Ra<4——용해력 제공), 조용제(Ra8——점도 저하 및 비용 절감만) 세 가지가 배합의 용제 삼각형을 구성함——합리적인 배합을 통해——수지의 충분한 용해, 시공 점도 및 건조 속도의 최적 균형을 실현함——동시에 VOC 규제(GB 30981/GB 38468/EU Decopaint)의 환경 요구사항을 충족함.
Ⅰ. 일반적으로 사용되는 용매의 HSP 파라미터 및 증발 속도
| 용제 | δD | δP | δH | RER(부틸아세테이트=1) | 비점(°C) | VOC 면제 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 자일렌 | 17.8 | 1.0 | 3.1 | 0.7 | 138-144 | 아니오 |
| 부틸아세테이트 | 15.8 | 3.7 | 6.3 | 1.0(기준) | 126 | 아니오 |
| 아세톤 | 15.5 | 10.4 | 7.0 | 5.5(매우 빠름) | 56 | 예(EPA/GB 면제) |
| 부탄올 | 16.0 | 5.7 | 15.8 | 0.4(느림) | 118 | 아니오 |
| PCBTF | 16.6 | 3.0 | 2.0 | 0.9 | 139 | 예(EPA 면제——F/Cl 함유) |
| 프로필렌글리콜 메틸에테르(PM) | 15.6 | 6.3 | 11.6 | 0.6 | 120 | 아니오 |
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1: Hansen 용해도 파라미터——Ra<4 용해 가능하다는 것은 무슨 뜻인가——어떻게 사용하나?Hansen은 용해도 파라미터를 3차원으로 분해했다——δD(분산력), δP(극성력), δH(수소결합력). 용매와 수지의 3차원 공간에서의 거리 Ra=√[4(ΔδD)2+(ΔδP)2+(ΔδH)2]. Ra가 작을수록——용매와 수지가 더 친화적——용해력이更强. 알키드 수지를 예로 들면——그 HSP는 대략(δD=18,δP=8,δH=6)——자일렌의 HSP(δD=17.8,δP=1,δH=3.1)——Ra≈7.9——Ra<8이면 용해 가능하나 최적은 아님——그래서 자일렌이 알키드를 용해할 수는 있지만 용해 효율을 높이기 위해 가열이나 조용매가 필요한 이유다.
Q2: VOC 면제 용제——아세톤/PCBTF——VOC로 산정되지 않음——마음대로 써도 되나요?아세톤과 PCBTF는 미국 EPA 및 중국 GB 기준에 의해 VOC 면제 대상으로 분류됩니다——대기 중 광화학 반응성이 극히 낮기 때문입니다——광화학 스모그(오존) 형성에 관여하지 않습니다. 하지만 이것이 휘발하지 않거나 무독성이라는 의미는 아닙니다——PCBTF의 비점은 139°C입니다——여전히 휘발합니다——다만 VOC 배출량에 산입되지 않을 뿐입니다. 또한 PCBTF는 비용이 높습니다(50-80위안/kg——자일렌의 5-8배)——불소/염소를 함유——소각 처리 시 특수 처리가 필요합니다. 면제 용제는 환경 규제의 기술적 허점이지 공짜 점심이 아닙니다——사용 시 비용과 최종 처리를 신중히 평가해야 합니다.
Q3: 진용제/보조용제/희석제의 3각 배합 논리?진용제(용해력 핵심——30-50% 차지):수지 Ra<4——수지가 충분히 용해되도록 보장——도료가 투명하고 입자 없음. 보조용제(보조 용해+휘발 조절——20-40% 차지):Ra8——수지 불용해——단순히 점도와 비용만 낮춤——하지만 과량 시 수지 석출 유발——도료 탁해짐 “희석제로 아낀 돈——=수지 석출——도막 폐기”.
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요약
도료 용제 — 진용제(Ra<4)+조용제(Ra8)=배합 용제 삼각형. Hansen HSP는 용제 선택의 핵심 과학 도구이며, 증발 속도(RER)가 시공 윈도우를 결정한다. VOC 규제와 면제 용제(아세톤/PCBTF)는 배합 설계의 환경 친화적 제약이다. 커신신소재는 용제 배합 최적화 및 VOC 적합성 솔루션을 제공한다 — 최소의 용제로 최상의 용해를 실현하고, 가장 엄격한 규제를 충족한다.