Pengenalan: Pelarut—”Rangka Tersembunyi” cat yang menyejat tetapi menentukan kualiti salutan
Pelarut menyumbang 20-60% (berat) dalam cat cecair
——Selepas pengerasan salutan semuanya teruap (>99%)
——Tidak meninggalkan sebarang ”kesan” dalam salutan akhir tetapi jenis/keupayaan larut/ketegangan permukaan pelarut —kadar penyejatan
——mempunyai pengaruh penentu yang ”seperti hantu” terhadap kebolehgunaan cat (kelikatan/pembauran/aliran rata)——kestabilan penyimpanan (pemendakan resin/pemisahan lapisan)——penampilan salutan (kulit oren/kilau/liang jarum)
“Pelarut ialah ’hantu’ cat——ia teruap——tetapi ia menentukan seumur hidup salutan”
。Pemilihan sistem pelarut secara saintifik——berdasarkan parameter kelarutan Hansen (memastikan resin larut sepenuhnya——larutan stabil——tiada pemendakan), kecerunan kadar penyejatan (cepat→perlahan——memastikan masa aliran rata yang mencukupi untuk salutan——akhirnya kering dengan cepat) dan pertimbangan menyeluruh kos/keselamatan/alam sekitar——ialah ”kursus wajib” bagi jurutera formulasi cat。
I. Parameter Hansen dan kadar penyejatan bagi lima kategori pelarut utama
| Kategori pelarut | Pelarut wakil | δD | δP | δH | RER | TLV(ppm) | Takat kilat(°C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hidrokarbon | Xilena (campuran)/Petrol pelarut 200 | 17.8/15.5 | 1.0/0 | 3.1/0 | 0.7/0.1(perlahan kering) | 100/300 | 27/40 |
| Alkohol | 1-Butanol/Isopropanol IPA | 16.0/15.8 | 5.7/6.1 | 15.8/16.4 | 0.5/2.0(sederhana) | 20/200 | 35/12 |
| Keton | Aseton/MEK/Sikloheksanon | 15.5/16.0/17.8 | 10.4/9.0/6.3 | 7.0/5.1/5.1 | >5/3.8/0.3(perlahan) | 500/200/20 | -18/-6/44 |
| Ester | Butil asetat(BuAc)/Etil asetat(EtAc) | 15.8/15.8 | 3.7/5.3 | 6.3/7.2 | 1.0(rujukan)/4.0 | 150/400 | 22/-4 |
| Eter alkohol | Butil glikol(BC/air pencegah putih)/Propilena glikol metil eter asetat(PMA) | 16.0/15.6 | 5.1/5.6 | 12.3/9.7 | 0.08/0.3(perlahan kering) | 20/50 | 67/42 |
Soalan Lazim (FAQ)
Q1: Bagaimanakah cara menyepadukan secara saintifik “pelarut sebenar” dan “pelarut cair”?
Pelarut sebenar (True Solvent)——secara sendirian boleh melarutkan resin
(resin dalam pelarut ini——jarak HSP Ra<RED×R₀——larut sepenuhnya——larutan telus——tiada zarah/mikrogel). Pelarut cair (Diluent) secara sendirian tidak boleh melarutkan resin
——tetapi dengan kehadiran pelarut sebenar——boleh menurunkan kelikatan sistem + mengurangkan kos + mengawal kadar penyejatan
——tiada kesan buruk (tidak menyebabkan resin terbentuk mendakan). Contohnya——resin epoksi——kelas keton (MEK——pelarut sebenar) + kelas hidrokarbon (xilena——pelarut cair)——MEK melarutkan epoksi——xilena menurunkan kelikatan——kedua-duanya serasi HSP——sistem campuran——resin epoksi stabil tidak terbentuk mendakan. Pelarut cair yang berlebihan (>70% daripada campuran pelarut)——mungkin menyebabkan HSP keseluruhan sistem melebihi R₀ kelarutan resin——resin tiba-tiba terbentuk mendakan (fraksi berberat molekul tinggi diutamakan terbentuk mendakan——larutan “keruh” bergel)
.
Q2：Mekanisme “pencegahan keputihan” oleh agen anti-kabur (etilena glikol butil eter/BC)?
Persekitaran kelembapan tinggi (RH>85%)——semasa penyemburan pelarut tersejat dengan cepat——suhu permukaan salutan menurun mendadak di bawah takat embun
——wap air di udara terkondensasi pada permukaan salutan——terbentuk titisan air mikro
——titisan air mikro menyerakkan cahaya——salutan “menjadi putih” (Blushing). Agen anti-kabur (BC/etilena glikol butil eter)——(1) tersejat sangat perlahan (RER beberapa jam——takat didih tinggi); (2) BC dan air larut campur sepenuhnya
(δH Hansen BC=12.3——hampir dengan air)——titisan air mikro yang terkondensasi pada permukaan salutan——”diserap” oleh BC dan bercampur dengan BC——tidak membentuk titisan air yang menyerakkan——salutan kekal telus——inilah sifat fizikokimia “pencegahan keputihan”.
Q3: Mengapai “reka bentuk kecerunan” RER (Kadar Penyejatan Relatif) menjadikan nisbah “kering cepat/kering sederhana/kering perlahan” dalam formulasi pelarut sebagai kritikal?
Selepas semburan > filem basah——(1)Pelarut kering cepat (RER>3)——mengejap dahulu——isipadu filem basah mengecut——kepekatan resin naik——kelikatan naik——pelandaian berhenti
；(2) Pelarut kering sederhana (RER 0.5-2)——terus menyejat——salutan mengeras dengan lebih lanjut；(3) Pelarut kering perlahan (RER beberapa jamelakkan “penguncian” di dalam salutan——baki mikro pelarut kering perlahan——membantu “pelandaian selepas” salutan membentuk permukaan licin akhir
。Nisbah kering cepat/kering sederhana/kering perlahan——perlu berdasarkan Tg resin/keadaan pengeringan (suhu bilik/pembakaran)——kawal selia halus——nisbah tidak sesuai——terlalu banyak kering cepat——kulit oren；terlalu banyak kering perlahan——titisan mengalir；tidak cukup kering sederhana——kilauan tidak sekata
。
Bacaan berkaitan
Ringkasan
Lima kategori pelarut cat—hidrokarbon/alkohol/keton/ester/eter alkohol—memastikan pelarut resin dan kestabilan larutan melalui parameter kelarutan Hansen (δD/δP/δH—Ra<RED×R₀); mengawal aliran rata dan pengeringan lapisan melalui RER (kadar penyejatan relatif—gradien kering cepat→kering sederhana→kering perlahan). Gabungan munasabah pelarut sebenar + pencair mencapai keseimbangan antara kuasa pelarutan dan kos. Kexin New Materials menyediakan sokongan teknikal pengoptimuman sistem pelarut lengkap dan pematuhan VOC kepada pelanggan.