Растворители: особенности выбора и применения

Растворители: особенности выбора и применения

На российском рынке лакокрасочных материалов (ЛКМ) сегодня представлено просто огромное количество растворителей, отличающихся и по цене, и по химическому составу, и по целям применения. Это связано с тем, что отдельный тип растворителя по применимости соответствует исключительно конкретному типу ЛКМ. Поэтому именно тщательный и точный выбор растворителя способен обеспечить эффективность и правильность технологии его применения.

Что это такое?

Растворителем в его классическом определении является жидкое, твёрдое или газообразное вещество, обладающее способностью к растворению иных твёрдых, жидких или газообразных веществ. Самым известным неорганическим растворителем является обычная вода, отлично растворяющая различные консистенции неорганического и органического происхождения.

Спектр неорганических растворителей (реагентов) в работе более безопасен и реализуется по бюджетным ценам. Однако по своим качествам эти составы мало совместимы с широким перечнем подлежащих растворению составов. Важно и то, что эта продукция обладает крайне низким уровнем летучести.

Органика эффективнее, поскольку эти растворители обладают лучшими функциональными характеристиками. Такие составы бывают однородными и неоднородными (комбинированными). К первым относится, в основном, спиртовая продукция.

Неоднородные растворители (уайт-спирит, скипидар и другие) содержат продукты нефтепереработки и эфирных веществ. В сочетании с высокой степенью летучести они обладают выраженной горючестью и токсичностью, что требует при их применении следования строжайшим мерам безопасности. Оценивать пригодность применения того или иного растворителя в каждом конкретном случае необходимо по его свойствам, таким как плотность, внешний вид, летучесть, содержание воды и другим качествам.

Характеристики этого реагента, как и технологические особенности работы с ним, определяются рядом технических особенностей, к основным из которых относятся:

  • значение летучести по этиловому эфиру;
  • чистота химсостава;
  • число коагуляции;
  • кислотное число;
  • доля воды по Фишеру.

Степень летучести состава показывает, с какой скоростью испаряются разбавленные вещества и соотносится со скоростью испарения этилового эфира. От этого показателя зависит длительность высыхания ЛКМ. Если показатель составляет 6 единиц, это означает, что состав испаряется в 6 раз медленнее эталонного эфира.

В соответствии с этим по летучести выделяют три группы растворителей:

  • легко летучие – до 7 единиц;
  • среднелетучие – 7-13 единиц;
  • медленнолетучие – более 13 единиц.

От летучести растворителя зависит не только продолжительность высыхания ЛКМ, но и способ его нанесения, а также эксплуатационные свойства покрытия.

Летучесть растворителя влияет на адгезию краски – происходит снижение её уровня.

Немаловажную роль в процессе подбора растворителя играет и степень его чистоты. Показатель отражает количественное содержание различных примесей, содержащихся в нём. Чем выше показатель чистоты, тем эффективнее растворитель. Соответственно уровню чистоты растёт и его стоимость. Существует 5 уровней чистоты и каждый имеет свою маркировку. Например, 1 уровень – технические реагенты («Т»), допускают содержание посторонних включений до 5%, другие уровни идут по уменьшению.

Особо чистые («ОСЧ» реагенты) обычно именуются эталонными. Они применяются в узкоспециализированных сферах (например, в медицине). В строительстве и в быту применяются технические аналоги, эффективность и ценовые параметры которых удовлетворяют необходимым требованиям.

Число коагуляций – показатель наибольшего соотношения объёма реагента к объему растворяемого ЛКМ с нитроцеллюлозным компонентом. Например, у растворителя указан показатель 36%, то есть в процессе разбавления в соотношении, превышающем 37%, нитроцеллюлозная составляющая начнёт уходить в осадок, а ЛКМ будут утрачивать присущие им физико-химические качества. Иными словами, показатель коагуляции – это допустимый предел смешивания двух реагентов.

Кислотное число (КЧ) отражает объём спецдобавок (обычно гидроксида калия), нейтрализующих в ЛКМ составляющую свободных кислот. Чем ниже этот параметр, тем меньший объём реагента потребуется для придания ЛКМ оптимальных кондиций. Показатель выражается в миллиграммах на 1 грамм разводимого вещества (мг/г). К примеру, «КЧ» изделия 0,06 мг означает, что для придания нужного состояния ЛКМ нужно не меньше 6% от всего его объема. Применение меньших пропорций будет непродуктивным.

Массовая доля воды по Фишеру- также важный показатель. Объём воды в реагенте должен быть стандартным и для каждого продукта иметь разные значения. Нестандартные значения показателя ухудшают качество состава, снижают уровень его чистоты и летучести.

Назначение

Растворители как вещества, изменяющие свойства ЛКМ, используются для улучшения их текучести и вязкости. Основная цель их применения – увеличение эффективности выполнения работ.

И в этом смысле они решают следующие задачи:

  • разведение густых ЛКМ для улучшения их текучести и ускорения рабочего цикла;
  • очистка загрязнений различных поверхностей;
  • очистка, дезинфекция и обезжиривание обрабатываемых поверхностей с целью улучшения адгезии;
  • изготовление клеёв;
  • изготовление пропитывающих консистенций, улучшающих адгезию;
  • очистка спецодежды и инвентаря.

Органические растворители широко используются при производстве ЛКМ широко спектра.

Их применяют в химчистках, в быту (скипидар, ацетон) для удаления остатков клея и лаков (метиловый спирт, ацетон, этилацетат), как компонент в составах, предназначенных для промывочных операций, в парфюмерной промышленности (этанол), в процессах химического синтеза и как обезжириватель.

Как правило, сам растворитель и растворяемая им консистенция до определённой степени аналогичны, то есть существует полярный принцип.

Органические растворители в строительно-отделочных работах используются для приведения к необходимой степени вязкости различных грунтовок, шпаклевочных консистенций и лаков. Они применяются для обезжиривания инструментария и поверхностей изделий.

Исходя из этих функций растворители должны удовлетворять необходимым требованиям:

  • не вступать в реакцию с ЛКМ и обладать высоким уровнем испарения;
  • обладать негигроскопичностью (не изменять присущих им необходимых качеств, реагируя с водой);
  • смешивание реагентов должно без усилий приводить к однородной консистенции;
  • растворитель должен воздействовать на ЛКМ исключительно в момент его нанесения на поверхность и в дальнейшем испаряться.

Виды и характеристики

По сравнению с неорганическими реагентами органические применяются на порядок чаще по причине их более широких функциональных свойств. По составу органические реагенты бывают однородными и неоднородными.

Однородные на 95–100% состоят из основного химического компонента – базы. Иногда для снижения концентрации реагенты могут растворяться в иных средах, например, в водной. Стоимость растворителей этой группы, как правило, меньше комбинированных, но они более узкого спектра применимости по взаимодействию с разными материалами.

Неоднородные (номерные) – реагенты, получаемые способом смешивания, разнятся по составу и технологии изготовления. По своей цене и эффективности они существенно отличаются от однородных аналогов.

Другая классификация образует следующие виды органических реагентов для ЛКМ:

  • углеводородные;
  • спиртовые;
  • эфиры.

    первой группе – углеводородным, относятся:

    • бензин;
    • уайт-спирит;
    • сольвент;
    • скипидар;
    • бензолы.

    Они огнеопасны и не растворяются в воде.

    • Скипидар используется в двух вариантах: живичном и пнёвном. Первый – лучшего качества, – без цвета или слегка отдающее желтизной вещество с температурой кипения до 180°. Второй несколько темнее и распространяет острый запах. Состав широко используется в работе ЛКМ. Хорошо реагируя с эфирами, спиртами и хлорпроизводными, растворяет ЛКМ, ускоряя их просушку. Применяется для приготовления мастичных составов, а также при влажном шлифовании.
    • Уайт-спирит – продукт нефтяной перегонки, является промежуточным продуктом между фракциями бензина и керосина. Бесцветен, летуч, с температурой закипания не более 165°. Способность к растворению ЛКМ несколько ниже, чем у скипидара. Используется в процессе влажной шлифовки.
    • Бензин – летучий продукт нефтяной перегонки. Пожароопасен, образует взрывоопасные смеси. По причине высокой степени летучести в отделке мебели применяется крайне редко.
    • Бензол – подвижное летучее вещество без цвета. На практике применяют 90% и 50% составы. Ядовит, огнеопасен, возможно образование взрывоопасных смесей. В нём отлично растворяются канифоль, воск, каучук и другие вещества. Используется при изготовлении лаков (понижает густоту) и как растворяющий реагент для нитролаков.

    Следующую группу реагентов для ЛКМ представляют спирты, из которых наиболее широко используются этиловый и бутиловый:

    • Этиловый спирт – жидкое вещество без цвета, получаемое в результате перегонки продуктов брожения сахаров. В лакокрасочной области применяется крепостью не меньше 90° (малая степень крепости приводит к браку). Способен реагировать с некоторыми смолами, например, шеллаком. Применяется как разбавитель вкупе с реагентами для нитролаков.
    • Бутиловый спирт – отличный реагент для нитроцеллюлозных лаков, придаёт пленке качественный вид, снижает степень побеления покрытия.
    • Метиловый спирт – жидкий продукт без цвета, получаемый в ходе перегонки древесины. Как правило, включает добавки ацетона и эфиров. В чистом виде именуется метанолом. Хорошо растворяет отдельные виды смол и масел. В некоторых производствах применение продукта ограничено по причине его токсичности.
    • Этиленгликоль – вязкая жидкость без цвета и запаха. Хорошо перемешивается с водой. Обладает невысокой интенсивностью испарения, что позитивно влияет на плёнкообразование и состояние покрытия – оно приобретает отличный вид и легче подвергается полировке. Продукт используется в изготовлении лаков, в основе которых есть смолы.

    Последнюю группу представляют эфиры – метил, этил, бутил и другие. Продукты используются, в основном, как реагенты с нитроцеллюлозой и при изготовлении этих смесей в целях приведения составов к необходимой для использования степени вязкости.

    • Метилацетат – жидкое, низкокипящее, ядовитое, огнеопасное, с высокой степенью летучести вещество (Т вспышки – 13-16°).
    • Этилацетат – слабо летучее жидкое вещество (Т кипения – 78-82°). В разных пропорциях перемешивается со спиртами, эфирами, жирами и маслами. Отличный реагент для смол и воска.
    • Бутилацетат – жидкость желтоватого цвета с неинтенсивным испарением. Используется в качестве замедлителя скорости высыхания, способно не допускать побеления лаковой пленки.
    • Амилацетат – жидкость с неинтенсивным уровнем испарения. Отличный реагент для нитроцеллюлозы, масел и отдельных видов смол. Область применения аналогична бутилацетату. Зачастую применяется при восстановлении мебели.
    • Ацетон – высоколетучая жидкость с острым запахом, отменно растворяющая нитроцеллюлозы. Реагент пожароопасен. В различных пропорциях легко перемешивается со спиртами, эфирными соединениями и водой.

    В целях приведения ЛКМ к необходимому для работы состоянию зачастую используют смесевые составы реагентов, которые оказывают существенное влияние на состояние всего покрытия. При преобладании в составах низкокипящих ацетона, метил/этилацетатов, лаковое покрытие по причине скорого испарения мутнеет, а использование лишь высококипящих растворителей, таких как бутилацетат или амилацетат, напротив, снижает скорость просушивания покрытия.

    Современная промышленность поставляет готовые формы, которые уже подобраны к соответствующим маркам ЛКМ, например, Р-4, Р-5, Р- 645, 646, 647, 648, 649, 650 и AMP.

    Сегодня в продаже есть как универсальные растворители, например, популярный продукт 646, так и узкоспециальные:

    • Для противокоррозионной грунтовки прекрасно подходит растворитель 1120 производства «Ростекс Супер». В этом случае состав наносится быстро и легко, а поверхность после высыхания становится ровная и гладкая.
    • Для работы с алкидными ЛКМ методом распыления разработан растворитель 1032, который годится и для эффективной чистки инструментов.

    Производители

    Существует обширное разнообразие органических и неорганических реагентов различных марок.

    Согласно рейтинговым данным, в десятке лучших по объёмам реализации находятся следующие зарубежные бренды:

    • PPG (США);
    • AkzoNobel (Нидерланды);
    • Henkel (Германия);
    • Sherwin-Williams (США);
    • Valspar (США);
    • Axalta (США);
    • Basf (Германия);
    • Kansai (Япония);
    • Sika (Швейцария);
    • Hammerite (Великобритания).

    Из отечественных брендов известны и пользуются спросом изделия фирм «Русские краски» и «Эмпилс», «Новбытхим».

    • АО «Русские краски» – ведущее предприятие отечественной лакокрасочной промышленности. Разработчик технологичных ЛКМ, производящий около 300 видов изделий для автозаводов, предприятий нефтяной и строительной индустрии, авиапрома и железной дороги. Передовая инновационная политика позволяет предприятию реально конкурировать как с продукцией российских, так и зарубежных фирм.
    • ЗАО «Эмпилс» основано в 1992 году, главные производственные мощности и офис расположены в Ростове-на-Дону. Компания специализируется на выпуске декоративных и индустриальных ЛКМ. Предприятием освоен выпуск качественных ЛКМ бюджетной линейки.
    • Особой популярностью пользуются изделия от Петербургской компании «Новбытхим», основанной в 1994 году молодыми талантливыми учеными-химиками Санкт-Петербургского технического университета. Ныне предприятие выпускает более 60 наименований товаров отменного качества по бюджетным ценам.

    Советы по выбору

    Следует помнить, что каждый вид ЛКМ требует для работы вполне определенного типа растворитель. Говоря точнее, для жира, клея, масла, краски, корректирующей жидкости, гипса, олифы, цементной затирки, грунтовки, канифоли и прочих ЛКМ существуют конкретные виды реагентов. Поэтому верный подбор продукта – гарантия качественного покрытия, поскольку он обеспечивает однородность смеси, отсутствие распада, лёгкую и скорую работу с ним. Знание технических характеристик продукта помогает в его выборе.

    Специфика растворителя состоит в способности быстрого испарения из разбавляемого вещества, что придаёт ему требуемые качества. Отдельные растворы обладают качеством сиккативного воздействия, сокращая время высыхания. Способность к ускорению образования пленки в реагентах – ещё одна функция наряду с основной (придание текучести и снижение вязкости).

    Показатель летучести реагента непосредственно влияет на качество плёнки, образуемой ЛКМ. Для контроля над процессом важно учитывать, что при слишком скором испарении реагента покрытия белеют, на них проступают пятна, структура покрытия деформируются, изменяются его свойства. Именно поэтому в целом ряде случаев использование легколетучих растворителей не рекомендуется.

    О вероятном уровне летучести реагента можно судить по температуре кипения. Чем она меньше, тем это свойство выше, и наоборот. Выбирая продукт, следует особенно акцентировать внимание на внешних аспектах реагента и сравнивать их с описаниями на этикетках или в товарных карточках.

    Основные критерии оценки – незначительные отклонения по цвету, густоте, наличие частиц и осадков. Такие реагенты лучше не покупать.

    Растворяющие ЛКМ реагенты подбираются производителями исходя из скорости и равномерности процесса испарения. Находящиеся в них дешёвые составляющие нарушают эти процессы.

    Например, ацетон в реагенте 646 излишне летуч, что препятствует оптимальному процессу высыхания пленки. Вследствие крайне скорого испарения происходит слишком скорое образование поверхностной пленки, что, в свою очередь, препятствует исходу остатков летучих составляющих из глубинных слоёв. Результат – «кипение», утрата блеска, низкое качество плёнки. Негативно воздействуют на пленкообразование акриловых ЛКМ спирты, в изобилии имеющиеся в отечественных реагентах. Вода, находящаяся в спиртах, нарушает процесс полимеризации этих материалов, приводя к рыхлости образующейся полимерной плёнки.

    Чтобы ясно понимать, какой именно реагент подходит конкретному ЛКМ, важно внимательно изучить описание и таблицу соответствия.

    Выбирая и работая с реагентами, обязательно надо учитывать и такую особенность продукта, как уровень токсичности.

    В этом контексте различают 3 показателя:

    • Предельно допускаемая концентрация в зоне работы (ПДК) – показатель, отражающий допустимую степень насыщенности токсинами.
    • Коэффициент полулетальной дозы. Например, «ЛД50» означает, что при получении организмом продукта некоторой концентрации (мг) вероятность смертельного случая составляет 50%.
    • Средняя концентрация испускаемого реагентом токсичного испарения до момента окончательного высыхания (определяется по специальной таблице).

    Техника безопасности

    Нередко показатели пожаро- и взрывоопасности реагентов не отмечаются в описаниях. Поэтому их необходимо просто знать:

    • Температура воспламенения реагента показывает минимальный её уровень, при котором он может выделять объём токсинов, достаточный для возникновения устойчивого возгорания.
    • Температура самовоспламенения реагента – наименьший уровень температуры, когда пары могут воспламеняться без участия стороннего источника возгорания.
    • Температура вспышки реагента – наименьший уровень температуры, когда пары могут воспламениться от искры (у отдельных реагентов эта температура может составлять менее ноля градусов).

    Органическим реагентам свойственен значительный уровень токсичности, пагубно отражающийся на здоровье людей.

    Именно поэтому в работе с ними требуется придерживаться особых правил:

    • наличие эффективной вентиляции (приточно-вытяжная и обменная) на рабочем месте;
    • применение респиратора и спецодежды;
    • исключение возникновения огня или искр в помещении;
    • хранение реагентов в спецподвалах или складах. На стеллажах же они должны размещаться пробкой вверх. Действия прямых солнечных лучей допускать нельзя.

    Практически все органические реагенты активны, а некоторые (например, кетоны, амины и прочие), при высоком их содержании в помещении приводят к острым отравлениям, а иные вызывают аллергии, дерматиты и другие осложнения.

    О том, в чем разница между разбавителями и растворителями, смотрите в следующем ролике.

    Комментарии
    Автор комментария