涂料溶劑是涂料配方體系中非常重要的組成部分之一，約占涂料體系比重的30%-50%。在溶劑型涂料的黃金時代，對于涂料配方工程師來說，溶劑給涂料體系所帶來的效能要比涂料樹脂在溶劑中的溶解度要重要的多。但隨著低VOC時代的來臨，傳統(tǒng)的有機溶劑開始出現(xiàn)了新一輪的危機，由于法規(guī)和經(jīng)濟的原因，溶劑已經(jīng)因為其作為物理物質的缺陷而限于不利的境地。它們價格昂貴；容易四處流淌，清潔不方便；大多數(shù)在某些程度上可燃，并可能引發(fā)爆炸危險；許多都有毒害……溶劑在全球的使用造成了珍貴的石油資源的損耗，并且在使用不當時還會弊大于利。無論是在經(jīng)濟成本，還是環(huán)保責任上，都令涂料工程師需要重新審視目前的涂料溶劑市場。
按照常規(guī)思維上理解，涂料溶劑在涂料中作用是往往會不被重視，因為從字面上的理解看，溶劑的作用僅僅是用來溶劑涂料基料，為涂料在加工過程中提供環(huán)境體系，在成膜后會揮發(fā)掉，不會殘留在涂層中，因此很多人也會認為溶劑對于涂層的成膜性和表面特性等不會造成很大的影響。但是從第一段的分析中，您應該可以知道，溶劑的溶解度以及沒有提到的揮發(fā)時間等因素都會大大的影響涂料的生產(chǎn)、儲存、施工、涂層光澤度、附著力等多方面性能的。
從目前全球涂料溶劑的使用情況來看，涂料溶劑主要包括三大類產(chǎn)品，第一類是烴類溶劑，根據(jù)不同的沸點進行分級;第二類，也是應用最為廣發(fā)、最為主流的一類，是含氧溶劑類;第三類則是最為獨特的溶劑-水。以下對這三類進行具體的說明。
烴類溶劑：通常是不同分子量材料的混合物，并且通過沸點不同進行分級，包括：脂肪族烴、芳香烴、氯化烴和萜烴等產(chǎn)品。
含氧溶劑：分子中含有氧原子的溶劑。它們能提供范圍很寬的溶解力和揮發(fā)性，很多樹脂不能溶于烴類溶劑中，但能溶于含氧溶劑。常見的包括醇、酮、酯和醇醚等產(chǎn)品。
水：作為獨一無二的溶劑類型，水分子中存在兩個活潑的氫離子和一個電負性的氧分子，與醇類形成線性鏈不同，水分子在三維陣中相結合，類似于交聯(lián)聚合物。當水分子以這種方式相互結合時，其次價鍵的強度要大于醇類。與醇作溶劑相比，采用水作溶劑需要更大的能量來分離分子并將它們與其它材料結合。這意味著水對許多樹脂材料而言是一種高效的溶劑，與此同時它又存在著比能高、沸點高的缺點。與多數(shù)溶劑不同，水的蒸發(fā)速率受到施工時周圍環(huán)境的相對濕度和貫穿濕膜氣流的很大影響。最后，代表水低蒸汽壓力的同樣獨特的分子結構也造就了其較高的表面張力。這直接影響到涂料產(chǎn)品的潤濕能力和對基材的粘結性。這種由氫離子提供的高表面能造成了水潤濕以及獲得對低表面能基材良好粘附鍵的困難。
這是國際上比較通用的一種涂料溶劑的分類規(guī)則，國內某些涂料制造商的采購手冊中也會與上述情況有所區(qū)別。比如將芳烴類的溶劑稱之為填充溶劑，填充溶劑還會包括溶劑油等烷烴溶劑產(chǎn)品。
隨著涂料應用的不斷細化和科技水平的提升，涂料配方中，我們也會越來越多的采用的復合溶劑，通常稱為助溶劑?！吨袊苛蠘I(yè)溶劑使用及發(fā)展趨勢》文中的記載，單靠1至2種主活性溶劑不能在配方中有效溶解樹脂。這也是涂料制造中需要眾多溶劑的主要原因。如船舶漆和重防腐涂料會采用一些丙二醇甲醚和異丙醇等作為助溶劑；在硝基木器漆中，丙二醇甲醚醋酸酯、酮類（丁酮，甲基異丁基酮）和一些醇（正，異丁醇，異丙醇）被更多地作為助溶劑在硝基漆中，我們常加醇類作為助溶劑或潛溶劑：醇類不能單獨溶解含氮量為11.7%-12.2%的硝化棉，但它們具有潛在的溶解能力。在與酯、酮等活性溶劑于一定比例范圍內配合時，“混合溶劑”具有同樣甚至更大的溶解力。如一份醋酸乙酯的甲苯稀釋值為3.4，而半份醋酸乙酯加半份乙醇的稀釋比值同樣為3.4。醋酸丁酯的甲苯稀釋值為2.7，而半份醋酸丁酯加半份乙醇的稀釋比值高達為2.95，多數(shù)情況下乙醇價格遠低于醋酸丁酯。加入少量正丁醇到醇酸樹脂漆中可顯著降低粘度；在涂料中加入少量異丁醇可有效的阻止漆膜泛白，也可提高流動性和光澤。
助溶劑品種及用量選擇適當時，不但質量好，還可大大降低成本;在以聚酯樹脂為基材的卷材涂料中，助溶劑多選擇某些酯類(醋酸正丁酯)及醇類(丁醇)和某些酮類(丁酮);作為丙烯酸樹脂型塑膠漆的助溶劑以醇類(丁醇，異丙醇，正丙醇)和某些醇醚類(乙二醇丁醚，丙二醇甲醚)，同樣由于毒性等原因，現(xiàn)乙二醇丁醚正部分被二丙酮醇等替代。
中國2009年全年累計的涂料產(chǎn)量已經(jīng)突破了800萬噸，作為涂料體系主要組成部分的涂料溶劑來說，保守預計溶劑的使用量在300萬噸左右，市場規(guī)模不可謂不大，但是從業(yè)內資深人士的眼中，中國涂料溶劑市場還處于相對混亂的發(fā)展格局之中。
首先，盡管無毒類的水性溶劑前景光明，但是從國內整體來看傳統(tǒng)的溶劑還具有較成規(guī)模的市場應用情況。“水性溶劑技術開發(fā)時間相對較短，在性能表現(xiàn)上還有諸多方面需要完善;傳統(tǒng)溶劑則在涂料領域的應用相對成熟，涂料制造商更傾向于將成熟工藝進行工業(yè)化生產(chǎn)。”江蘇瑞佳化學總工楊旭中先生向筆者介紹說。溶劑是涂料水性化進程中的重要組成部分，如何走好無毒、水性這條發(fā)展之路，是擺在各個溶劑供應商面前的一道難題。
第二，國家法規(guī)對行業(yè)發(fā)展指導意義重大。從目前的產(chǎn)品結構來看，只能說國家對于溶劑的環(huán)保法規(guī)相對薄弱，行業(yè)缺少必要的監(jiān)管力度，這在苯、甲苯、二甲苯等烴類溶劑市場中尤顯突出。溶劑作為涂料制造商的配套產(chǎn)業(yè)，其法規(guī)建設很大程度上，影響著整個涂料體系的標準法規(guī)建設;而反過來，涂料法規(guī)的相對完善，也會進一步的規(guī)范涂料溶劑產(chǎn)業(yè)。也可以這樣理解，涂料市場的混亂也勢必會造成作為其供應商的涂料溶劑領域的混亂，尤其是低端涂料對于毒性有機溶劑的需求如果得不到控制的話，那么不僅是涂料溶劑，整個涂料產(chǎn)業(yè)也會受到?jīng)_擊。
第三，溶劑市場的利潤很薄，從市場行情來看，涂料溶劑則是最易受到上游石化和全球金融氛圍影響的涂料原材料產(chǎn)品，其價格特點上較乳液、樹脂和助劑，具備更加靈活的變化性。
上游原料供應商會根據(jù)原料行情的變化進行存貨等商業(yè)行為，使得溶劑生產(chǎn)商在成本控制和利潤收益等環(huán)節(jié)上處于劣勢地位。
第四，涂料溶劑競爭較為激烈，較成規(guī)模的國內溶劑企業(yè)都有穩(wěn)定的出口業(yè)務，而從國外供應商的角度來看，海外溶劑的中國進口業(yè)務也非常普遍。這也呈現(xiàn)出國內外企業(yè)在出口、進口兩大領域都有競爭的市場格局。對于國內涂料溶劑供應商來說，企業(yè)發(fā)展是要放在全球經(jīng)濟背景下成策思考的大問題。國內企業(yè)方面，以江蘇華倫、德納天音、江蘇瑞佳、深圳飛揚等為代表的國內民族企業(yè)占據(jù)了國內產(chǎn)品份額的75%左右，國內產(chǎn)品供貨及時、穩(wěn)定，價格透明的優(yōu)勢，也使得民族溶劑供應商在采購市場中具有重要的市場份額。除此之外的海外供應商中，陶氏化學、伊士曼、LG化學等供應商則以大規(guī)模的產(chǎn)量和成本優(yōu)勢，與國內企業(yè)分庭抗禮。
楊旭中總工還介紹，丙二醇醚酯類溶劑在2010年還有具有發(fā)展?jié)撃艿?，預計國內市場潛能應該在3-5萬噸的區(qū)間內。比如瑞佳化學的丙二醇甲醚醋酸酯，在08年金融危機之前，在液晶電視和電子電路中有廣泛的應用，但隨著電子領域的產(chǎn)品更新和市場份額逐漸穩(wěn)定，未來該類產(chǎn)品的發(fā)展應該還會在涂料、油墨和包裝領域中。瑞佳2010年還會加大對醋酸酯類溶劑的市場開發(fā)力度。以醋酸正丙酯為例，公司目前產(chǎn)能為2萬噸，今年將有望擴大產(chǎn)能達到5萬噸。
二元醇醚溶劑作為德納天音控股有限公司的拳頭產(chǎn)品，宋洪強總經(jīng)理對二元醇醚溶劑也有自己的見解。隨著2010年中國經(jīng)濟的逆勢崛起，以及涂料行業(yè)的強勢推進，二元醇醚溶劑市場會在2009年基礎之上進一步增長。尤其是環(huán)保型溶劑丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸正丙酯的增長更為明顯。2010年天音化工在繼續(xù)做好原有產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售的同時，將進一步開發(fā)系列新產(chǎn)品，同時也將進一步向上游發(fā)展。宋總在談到天音化工2010年發(fā)展規(guī)劃時，明確提出公司將新增3萬噸的CS12和2萬噸的TXIB，目前該項目設在濱海廠區(qū)，預計2010下半年投產(chǎn);另一方面6萬噸的環(huán)氧乙烷項目將繼續(xù)按計劃進行，預計2011年二季度投產(chǎn)，該項目投產(chǎn)將大大增加公司現(xiàn)有的6萬噸乙二醇丁醚項目的競爭實力。 |
