CN113416444A - 一种高闪点环保稀释剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料稀释剂技术领域，公开了一种高闪点环保稀释剂及其制备方法和应用。本发明的涂料稀释剂由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇醚40～65份，环己二醇单甲醚20～30份，正硅酸丁酯10～20份，二丙二醇甲醚5～25份，醋酸酯8～15份。本发明使用氢键接受型溶剂，使稀释剂更易与涂料中的树脂之间形成氢键，避免了树脂与树脂分子之间形成氢键，可以有效降低体系粘度，实现稀释剂对涂料的高效稀释作用，且制得的稀释剂闪点高，闭口闪点＞68℃，属于非危险化学品。该稀释剂气味清新不刺鼻，健康安全无伤害，绿色环保，且稀释力较好、稀释范围广，可稀释本领域的常规涂料，成膜速度快，漆膜致密。

Description

一种高闪点环保稀释剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料稀释剂技术领域，尤其涉及一种高闪点环保稀释剂及其制备方法和应用。

背景技术

涂料稀释剂是一种为了降低涂料粘度，改善涂料工艺性能的可与树脂混溶的液体溶剂，在涂料涂装过程中，涂料稀释剂的加入可使涂料适用于更多涂刷方式。现有的涂料稀释剂通常以甲苯或二甲苯等含苯溶剂为主，虽然二甲苯稀释剂可以提高涂料的挥发性能，增强粘结性和附着性，但苯类物质会挥发到空气中对环境以及人体造成损害。因此，使用环保型稀释剂替代对人体伤害较大的苯类稀释剂具有深远意义，也是实现节能减排的重要途径。

目前，现有技术提供了一系列无苯环保涂料稀释剂，例如专利申请号为201310096797.5的现有技术提供的无苯稀释剂的原料组成为碳酸二甲酯、DBE高沸点溶剂、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、高沸点芳烃S-150溶剂，其虽是新型环保溶剂，但其所用原料的闪点很低，存在安全问题。同时，现有技术解决了含苯稀释剂的问题，但目前提供的无苯稀释剂的闪点均较低。

研究表明，当稀释剂的闪点普遍低于60℃时，根据国家标准GB/T13690-92《常用危险化学品的分类及标志》的规定，闪点低于60℃的液体为危险品，在运输以及储存过程中存在安全隐患，限制了涂料稀释剂作为一种市场化商品的应用。

此外，涂料稀释剂不仅对涂料起到稀释作用，降低体系粘度外，还会进一步影响涂膜与基底结合强度、涂膜流平性、干燥时间等性能。同时，稀释剂选择不当会造成溶剂与树脂之间相容性降低，涂料中活性组分不能均匀分散而导致涂膜性能差的问题。

因此，研发一种高闪点且稀释效果好的环保涂料稀释剂对涂料的广泛应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高闪点环保稀释剂及其制备方法和应用，解决现有技术提供的环保涂料稀释剂存在闪点低、对涂料稀释效果差以及与树脂相容性差的问题。本发明提供的环保稀释剂在满足环保、低VOC排放的基础上，还达到了高闪点的效果，在涂料稀释剂作为单独的商品储存以及运输时具有较高的安全性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇醚40～65份，环己二醇单甲醚20～30份，正硅酸丁酯10～20份，二丙二醇甲醚5～25份，醋酸酯8～15份。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇醚55～60份，环己二醇单甲醚20～25份，正硅酸丁酯12～15份，二丙二醇甲醚15～20份，醋酸酯11～15份。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，所述醋酸酯为二丙二醇甲醚醋酸酯。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，所述三丙二醇醚为三丙二醇甲醚和三丙二醇丁醚中的一种或两种。

本发明还提供了一种高闪点环保稀释剂的制备方法，包括以下步骤：

将三丙二醇醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、醋酸酯混合均匀，搅拌，静置，即得高闪点环保稀释剂。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂的制备方法中，所述搅拌速率为200～500r/min，搅拌时间为30～80min。

本发明还提供了一种高闪点环保稀释剂在稀释涂料中的应用。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂的应用中，所述涂料包括醇酸涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、环氧涂料、环氧酯涂料、氟碳涂料、钢结构防火涂料、通用地坪涂料、道路标线涂料或反光涂料。

相较于现有技术提供的乙二醇醚类稀释剂，本发明的稀释剂组成中，以丙二醇醚类溶剂作为主要组成，其可以替代乙二醇醚类溶剂，在具有相同性能的同时也可解决乙二醇醚类溶剂具有毒性的问题。而且，丙二醇醚中含有羟基、烷基和醚键，既可溶解憎水化合物又可溶解水溶性化合物，具有良好的溶解能力，可以提高稀释剂对各类涂料的溶解性，使稀释剂适用范围更广泛。

本发明所用的三丙二醇醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚醋酸酯均为氢键接受型溶剂，氢键受体数量多于醇类、酮类化合物，其中，三丙二醇丁醚和三丙二醇甲醚的氢键受体数量相较于乙二醇醚类溶剂更多，更易与涂料中的树脂之间形成氢键，避免了树脂与树脂分子之间形成氢键，可以有效降低体系粘度。同时，由于丙二醇醚具有较强的氢键，其分子间也会形成氢键，提高了稀释剂的沸点，而闪点也随之提高。

本发明的三丙二醇醚和正硅酸丁酯的沸点约为270℃，二丙二醇甲醚和环己二醇单甲醚沸点约为190℃，将高沸点和低沸点溶剂复配使用，在低沸点溶剂提高涂膜抗流挂性的基础上，高沸点溶剂可以提高闪点，并同时调控涂膜蒸发速度，使涂膜有较好的表面效果以及高光泽，避免出现稀释剂中低沸点组分挥发过快而造成的涂料固化速率不可控的问题。而且，环己二醇单甲醚可替代乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚等乙二醇醚类溶剂，作为高沸点溶剂，低毒环保。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的稀释剂具有气味清新不刺鼻，健康安全无伤害，绿色环保等特点。

(2)本发明将高低沸点溶剂复配使用，制得的稀释剂闪点高，闭口闪点＞68℃，符合《危险化学品安全管理条例》中对非危化品鉴定的要求，属于非危险化学品。

(3)本发明使用氢键接受型溶剂，使稀释剂更易与涂料中的树脂之间形成氢键，避免了树脂与树脂分子之间形成氢键，可以有效降低体系粘度，实现稀释剂对涂料的高效稀释作用。

(4)本发明的稀释剂稀释力较好、稀释范围广，可稀释本领域的常规涂料，且成膜速度快，形成的漆膜致密、光泽较高。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇醚40～65份，环己二醇单甲醚20～30份，正硅酸丁酯10～20份，二丙二醇甲醚5～25份，醋酸酯8～15份。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇醚55～60份，环己二醇单甲醚20～25份，正硅酸丁酯12～15份，二丙二醇甲醚15～20份，醋酸酯11～15份。

进一步优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇丁醚23份，三丙二醇甲醚35份，环己二醇单甲醚25份，正硅酸丁酯12份，二丙二醇甲醚15份，醋酸酯15份。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，醋酸酯为二丙二醇甲醚醋酸酯。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂中，三丙二醇醚为三丙二醇甲醚和三丙二醇丁醚中的一种或两种。

本发明还提供一种高闪点环保稀释剂的制备方法，包括以下步骤：

将三丙二醇醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、醋酸酯混合，以200～500r/min搅拌速率搅拌30～80min，静置10～50min，即得高闪点环保稀释剂。

本发明还提供一种高闪点环保稀释剂在稀释涂料中的应用。

优选的，在上述一种高闪点环保稀释剂的应用中，涂料包括醇酸涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、环氧涂料、环氧酯涂料、氟碳涂料、钢结构防火涂料、通用地坪涂料、道路标线涂料或反光涂料。

实施例1

本发明提供一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇丁醚23份，三丙二醇甲醚35份，环己二醇单甲醚25份，正硅酸丁酯12份，二丙二醇甲醚15份，二丙二醇甲醚醋酸酯15份。

制备方法为：将三丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚醋酸酯混合，以200r/min搅拌速率搅拌80min，静置10min，即得高闪点环保稀释剂。

实施例2

本发明提供一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇丁醚40份，环己二醇单甲醚20份，正硅酸丁酯10份，二丙二醇甲醚10份，二丙二醇甲醚醋酸酯8份。

制备方法为：将三丙二醇丁醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚醋酸酯混合，以300r/min搅拌速率搅拌60min，静置20min，即得高闪点环保稀释剂。

实施例3

本发明提供一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇甲醚65份，环己二醇单甲醚30份，正硅酸丁酯10份，二丙二醇甲醚20份，二丙二醇甲醚醋酸酯10份。

制备方法为：将三丙二醇甲醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚醋酸酯混合，以500r/min搅拌速率搅拌30min，静置40min，即得高闪点环保稀释剂。

实施例4

本发明提供一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇甲醚55份，环己二醇单甲醚28份，正硅酸丁酯15份，二丙二醇甲醚12份，二丙二醇甲醚醋酸酯8份。

制备方法为：将三丙二醇甲醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚醋酸酯混合，以500r/min搅拌速率搅拌30min，静置20min，即得高闪点环保稀释剂。

实施例5

本发明提供一种高闪点环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇丁醚40份，三丙二醇甲醚10份，环己二醇单甲醚30份，正硅酸丁酯15份，二丙二醇甲醚20份，二丙二醇甲醚醋酸酯15份。

制备方法为：将三丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚醋酸酯混合，以300r/min搅拌速率搅拌70min，静置50min，即得高闪点环保稀释剂。

对比例1

本对比例提供一种环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇丁醚23份，三丙二醇甲醚35份，二丙二醇甲醚15份。

对比例2

本对比例提供一种环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：二丙二醇甲醚醋酸酯15份。

对比例3

本对比例提供一种环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：醋酸乙酯15份，醋酸丁酯15份。

对比例4

本对比例提供一种环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：三丙二醇丁醚23份，三丙二醇甲醚35份，环己二醇单甲醚25份。

对比例5

本对比例提供一种环保稀释剂，由包含以下质量份数的原料制备而成：正硅酸丁酯12份。

将本发明实施例1～5制得的高闪点环保稀释剂根据GB/T 261-2008标准测定闪点(闭口)，根据GB/T23990-2009标准测定苯类化合物的含量，结果如表1所示。

表1环保稀释剂的闪点(闭口)和苯类化合物的测定结果

由表1可知，本发明制备的环保稀释剂闭口闪点大于68℃，符合《危险化学品安全管理条例》中对非危化品鉴定的要求，属于非危险化学品，且稀释剂中未检测出苯类化合物，为环保无苯稀释剂。

使用本发明实施例1制得的高闪点环保稀释剂分别对醇酸涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、环氧涂料、氟碳涂料进行稀释，以对比例1～5的稀释剂以及上述涂料专用稀释剂作为对比，按质量百分比计，上述稀释剂的用量均为涂料的20％，根据GB/T1723-93测定稀释后的涂料的粘度(涂-4杯/s)，涂刷后得到漆膜的干燥时间(h)、光泽(°)以及室温放置24h后的外观结果如表2～5所示。

表2涂料粘度(涂-4杯/s)测试结果

由表2可知，本发明的稀释剂相对于对比例的稀释剂稀释涂料后粘度更低，同时相比于涂料专用稀释剂的稀释效果较好。说明本发明的复配组分的稀释效果优于单独组分或某几种组分的稀释性能。

表3漆膜干燥时间(h)结果

由表3可知，使用本发明实施例1稀释的涂料表干时间约为3h，20～22h即可达到实干，而对比例1～5的稀释剂表干时间和实干时间均大于实施例1的稀释剂，表明本发明的多组分复配可以加快漆膜干燥。

表4涂料光泽(°)测试结果

由表4可知，使用实施例1稀释剂的涂料得到的漆膜光泽较高，相对于涂料专用稀释剂形成的漆膜光泽提高了10°左右，而单独使用实施例1中的某一组分或某几组分作为稀释剂(对比例1～5)，漆膜光泽较差，说明本发明多种组分复配的稀释剂能显著提高漆膜光泽。

表5涂料外观测试结果

由表5可知，对比例1～5形成的漆膜表面会出现裂纹或凸起，而实施例1形成的漆膜表面平整光滑，无开裂，可以稀释本领域的常规涂料。

综上，由上述表2～5可知，本发明多组分复配的稀释剂降低了涂料的粘度，缩短了干燥时间，且形成的漆膜光泽好，表面平整光滑，无开裂，可适用于本领域的常规涂料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高闪点环保稀释剂，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇醚40～65份，环己二醇单甲醚20～30份，正硅酸丁酯10～20份，二丙二醇甲醚5～25份，醋酸酯8～15份。

2.根据权利要求1所述的一种高闪点环保稀释剂，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备而成：

三丙二醇醚55～60份，环己二醇单甲醚20～25份，正硅酸丁酯12～15份，二丙二醇甲醚15～20份，醋酸酯11～15份。

3.根据权利要求1或2所述的一种高闪点环保稀释剂，其特征在于，所述醋酸酯为二丙二醇甲醚醋酸酯。

4.根据权利要求2所述的一种高闪点环保稀释剂，其特征在于，所述三丙二醇醚为三丙二醇甲醚和三丙二醇丁醚中的一种或两种。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种高闪点环保稀释剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将三丙二醇醚、环己二醇单甲醚、正硅酸丁酯、二丙二醇甲醚、醋酸酯混合均匀，搅拌，静置，即得高闪点环保稀释剂。

6.根据权利要求5所述的一种高闪点环保稀释剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌速率为200～500r/min，搅拌时间为30～80min。

7.如权利要求1～4任一项所述的一种高闪点环保稀释剂在稀释涂料中的应用。

8.根据权利要求7所述的一种高闪点环保稀释剂的应用，其特征在于，所述涂料包括醇酸涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、环氧涂料、环氧酯涂料、氟碳涂料、钢结构防火涂料、通用地坪涂料、道路标线涂料或反光涂料。