防腐蚀涂料涂装技术
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2.2 涂料的组成

除了一些特殊的涂料外,如粉末涂料和光固化涂料等,现代涂料主要由四个基本成分组成:成膜物质、颜料、助剂和溶剂。

2.2.1 成膜物质

成膜物质是组成涂料的基础,因此有时也称之为基料,它具有黏结涂料中其他成分的作用,对涂料和涂膜的性质起着决定性的作用。涂料成膜物质最基本的特性是能够经过施工后形成薄层的涂膜,并为涂膜提供所需要的各种性能。因此,涂料常以主要的成膜物质来进行命名,如环氧铁红防锈底漆、丙烯酸聚氨酯面漆等。

早期使用的成膜物质是动植物油,如桐油、亚麻油和鱼油等。现代用于涂料的成膜物质主要是合成树脂,如醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂等。现代涂料多使用几种成膜物质互为补充或互相改性,以适应多方面性能的要求。

按照涂料成膜物质本身结构与所形成涂膜的结构来划分,现代涂料的成膜物质可以分为非转化型成膜物与转化型成膜物。

非转化型成膜物质在涂料的成膜过程中不发生变化,即成膜物质与涂膜的组成结构相同。它们具有热塑性,受热软化、冷却后变硬,多具有可溶解性。常见的非转化型成膜物质可以分为三类,即天然树脂、天然高聚物的加成产品和合成的高分子线型聚合物,即热塑性树脂。

常见的天然树脂包括松香、虫胶和天然沥青等;天然高聚物的加工产品主要有硝基纤维素、氯化橡胶等;合成高分子线型聚合物有过氯乙烯、聚乙酸乙烯树脂等。

转化型成膜物质在成膜过程中组成结构发生变化,即成膜物质形成与其原来组成结构完全不同的涂膜。它们是热固性网状结构高聚物,具有能起化学反应的官能团,在热、氧气或其他物质的作用下能够聚合成与原有组成结构不同的不溶不熔网状高聚物。

转化型成膜物质主要有:干性油和半干性油,主要来源于植物油脂,具有一定数量官能团的低分子化合物;天然漆和漆酚,含有活性基团的低分子化合物;低分子化合物的加成物或反应物,如多异氰酸酯加成物等;合成聚合物,如醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯预聚物、环氧树脂和热固性丙烯酸树脂等。

2.2.2 颜料

什么是颜料呢?美国出版的《Pigment Handbook》(《颜料手册》,1987年版)将颜料定义为“不被分散介质所溶解,基本上也不与这种介质发生物理和化学反应的,其粒径变化范围可从非常细的胶体粒子(约0.01μm)到比较粗大(约100μm)粒子的粒状物质”。

按其功能来分,颜料可以分为防锈颜料、珠光颜料、导电颜料等;按其来源可以分为天然颜料和合成颜料。从应用角度来分,颜料可以分为涂料用颜料、油墨颜料、塑料颜料、橡胶颜料、美术颜料和和医药化妆品颜料等。按其颜色分类是最为方便和实用的方法。

GB/T 3182 采用颜色分类,每一种颜料的颜色有统一标志,如白色为BA,红色为HO,黄色为HU,再结合化学结构的代号和序号,组成颜料的型号等。如氧化铁红HO-01-01、金红石型钛BA-01-03等。

国际上著名的《染料索引》(Color Index)也以颜色进行分类,共分为十大类别,颜料黄(PY)、颜料橘黄(PO)、颜料红(PR)、颜料紫(PV)、颜料蓝(PB)、颜料绿(PG)、颜料棕(PBr)、颜料黑(PBk)、颜料白(PW)、金属颜料(PM);同样颜色的颜料依次序编号排列。

按颜料所含化合物的类别,无机颜料可以细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐、铁氰酸盐、氢氧化物、硫化物、金属等。有机颜料按化学结构分为偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二嗪等多环颜料、芳甲烷系颜料等。

无机颜料是涂料工业中应用量最大、应用面最广的颜料,主要用于遮盖、着色、防锈防腐等,以及一些特殊功能。白色遮盖型颜料,特别是钛白粉,是其中最重要的白色无机颜料。

有机颜料由于价格昂贵,在涂料中的应用量相对较小。但是近些年来,除了在汽车涂料中高装饰性的鲜艳、着色力强的有机彩色颜料与无机颜料配合应用外,其他行业也开始得到了更多应用,其中重要的原因是由于环保法规的日趋强化,开始用有机颜料与钛白颜料和/或与金属氧化物混相颜料(特别是钛镍黄一类的金红石型混相颜料)混拼,以取代有毒的无机铬酸铅颜料和镉系颜料。

在涂料的配方设计中,最重要的因素之一就是选择基料与颜料之间的比例关系。涂料是用厚薄来表示的,即用与体积相关的量来反映涂料的性质。在涂膜中,成膜物质(基料)与颜料之间的固-固分散体系是以体积形式分布的,成膜物质填满颜料与颜料之间的空隙后多余的基料体积占多少,是判断涂膜性能的重要依据。一般,将颜料在干涂膜中所占的体积浓度称为“颜料体积浓度”,用PVC来表示:

在PVC增加时,许多涂膜性能会突然发生变化,这种变化发生时的PVC称为临界颜料体积浓度,CPVC。

颜料体积浓度的主要特征是:在低于CPVC时,颜料粒子很少接触,而高于CPVC时,基料被空气所取代。在这一个唯一颜料体积浓度两侧,涂膜的性质会有惊人的变化。

光泽与PVC有着很大的关系,通常不加颜料的涂膜具有很高的光泽,起初百分之几的颜料对光泽没有影响,但是当PVC高于6%~9%时,在PVC和CPVC的范围内,光泽一直在下降。低光泽表面比平滑光亮的表面能赋予更好的层间附着力,因此底漆的PVC做的比CPVC大总是比较理想的。

按照颜料的在涂料中的用途,可以分为四大类:着色颜料、体质颜料、防锈颜料和特殊功能颜料。

着色颜料在涂料中的主要作用是着色和遮盖物面,因此除了要求它们不溶于水、油和溶剂外,主要在色彩方面要鲜艳美丽,具有良好的着色力和遮盖力,对光、热稳定性好,在一定的时间内不变色等。

值得注意的是其中的铅铬黄颜料,是铅的化合物,通常含铅53%~64%,含铬在10%~16%之间,目前已经开始受到限制使用。生产颜料的公司如巴斯夫宣布在2014年起将停止生产含铅、铬的涂料。世界著名的防腐涂料厂商挪威JOTUN佐敦油漆,在2013年5月起宣布在中国完全停止生产含铅、铬的涂料。

体质颜料是低折射率的白色或无色颜料,在习惯上称为填料。体质颜料最早被加入到涂料中是为了增加涂料的固体含量和降低涂料成本。随着颜料精制技术的发展,体质颜料还可以提高涂料各方面的性能,如光泽、流动性、流平性、透气性、耐水性和机械耐磨性等。在配方设计中仔细选择,体质颜料可以更有效地提高钛白粉的遮盖力;增加涂料体积固体,降低VOC值;控制涂料的光泽;提高涂料的耐沉降性;调节涂料的黏度;作为涂料的补强剂和增量剂;提高涂料的耐沾污性和耐腐蚀性;提高涂料的手感等。

常用的体质颜料有碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、滑石粉、高岭土和云母粉等。

碳酸钙分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙,轻质碳酸钙的相对密度小,颗粒细。碳酸钙的价格低廉,性能稳定,耐光耐候性好。硫酸钡有天然和合成两种,天然产品即重晶石粉,合成产品为沉淀硫酸钡,其性能更好,白度高,质地细腻。滑石粉是天然滑石矿经磨细而成的粉末,手触之有滑腻感可以改善涂料的施工性,其纤维状结构能降低涂膜的可渗透性,增强涂膜的耐久性。高岭土具有化学惰性,流动性良好,选用与钛白粉相同粒径的高岭土可以提高钛白粉在涂料中的遮盖力。云母粉是云母矿磨细而成的细粉,其片状结构能有效地减少水在涂膜中的穿透性,还能减少涂膜的开裂倾向,提高涂膜的耐候性。

防锈颜料的主要功能是防止金属腐蚀,提高漆膜对金属表面的保护作用。防锈颜料的作用可以分为两类:物理性防锈和化学性防锈,其中化学性防锈颜料又可以分为缓蚀型和电化学作用型两种颜料。防锈底漆的作用也因此可以分为物理性、缓蚀型和电化学保护三种。

物理性防锈颜料是借助其细密的颗粒填充漆膜结构,提高漆膜的致密性,起到屏蔽作用,降低漆膜渗透性,从而起到防锈作用,最常用的如氧化铁红。结构呈片状的颜料如铝粉、玻璃鳞片等,可以在漆膜中形成薄片相隔,增加漆膜的封闭性,提高漆膜的抗老化性能。

化学缓蚀作用的防锈颜料,依靠化学反应改变表面的性质或反应生成物的特性来达到防锈目的。化学缓蚀作用的防锈颜料能与金属表面发生作用,如钝化、磷化,产生新的表面膜层,如钝化膜、磷化膜等。这些薄膜的电极电位较原金属为正,使金属表面部分或全部避免了成为阳极的可能性;另外薄膜上存在许多微孔,便于漆膜的附着。防锈颜料还可以与某些漆料中的成分进行化学反应,生成性能稳定、耐水性好、渗透性小的化合物。有些颜色料成膜过程中形成阻蚀型络合物,提高了防锈效果。一般不能用于水下,否则易起泡。

常用的化学缓蚀颜料有铅系颜料、铬酸盐颜料、磷酸盐颜料等。红丹是一种沿用已久的铅系防锈颜料,通常和油料、酚醛树脂、醇酸树脂等配制成红丹防锈漆,缺点是毒性大,目前已被禁止使用。锌黄,其主要成分是铬酸锌,是铬酸盐类中应用最广泛的防锈颜料。除了在钢铁上应用外,主要用作铝、镁等轻金属的防锈漆。四盐基锌黄是磷化底漆的主要防锈颜料,能与聚乙烯醇缩丁醛和磷酸相互作用,形成的络合物牢固地附着在金属表面上,并提高与上层漆的结合力。新的无毒颜料、磷酸盐防锈颜料已经取代了它的应用。磷酸盐中最主要的防锈颜料是磷酸锌、磷酸钼锌和三聚磷酸铝,广泛应用于醇酸和环氧防锈漆中。

起电化学作用的防锈颜料最主要是锌粉。锌粉作为防锈颜料能在钢铁表面形成导电的保护涂层。由于锌的电极电位(-0.76V)比铁的(-0.44V)要低,锌作为阳极,铁就成为了阴极。当涂层受到损害时,首先腐蚀的是锌粉,这样就保护了钢材。锌的化学反应还能在涂层表面形成锌盐及锌的络合物等,这些生成物是极难溶的稳定化合物并沉积在涂层表面上,以防止氧、水和盐类的侵蚀,从而起到防锈效果,使钢铁得到保护。富锌漆在目前是大气环境下和海洋工程中最为普遍最为重要的防锈底漆,主要产品为无机硅酸锌底漆和环氧富锌底漆。

功能颜料可以提供给涂料特殊的功能,如耐高温、防火、导静电和防止海生物等。相应的功能性颜料将在有关功能性专用涂料中,如耐高温涂料、防火涂料、油罐内壁导静电涂料和防污漆等,进行介绍。

2.2.3 助剂

助剂,又称之为添加剂,分别在涂料的生产、储存、施工和成膜阶段发挥不同的作用,对涂料质量和涂膜性能有着极大的影响。具有特殊功能的助剂可以赋予涂料新的功能。

在涂料的生产过程中,颜料的润湿分散是关键,湿润剂和分散剂可以提高颜料的湿润分散效率,获得稳定的色浆。消泡剂可以消除涂料在生产和使用过程中产生的泡沫。

在涂膜的干燥过程中,使用催干剂可以缩短氧化聚合型涂料的干燥时间。催干剂的主要作用机理为:缩短诱导期;使吸氧加快;降低活化能,促进过氧化物的形成和分解;降低聚合时氧的需求量。主要使用的催干剂有钴催干剂、锰催干剂、铅催干剂、钙催干剂和锌催干剂等。铅催干剂因为铅的毒性问题,已经被其他催干剂所取代。

为了防止常温氧化干燥型涂料在储存中有表层与空气接触后氧化聚合而产生结皮,需要使用防结皮剂。

对交联固化型涂料,使用固化促进剂能提高固化速度。

有些涂料助剂是在涂料成膜后发挥作用,以提高涂膜的保护性能、装饰性能,延长涂膜的使用寿命等,如紫外线吸收剂、光稳定剂、防霉剂等。

防火涂料中常使用季戊四醇和多季戊四醇作为成炭剂,三聚氰胺为发泡剂。

2.2.4 溶剂

2.2.4.1 溶剂的分类

溶剂是涂料配方中的重要组分,不仅可用来溶解树脂,降低黏度以改善施工性能,而且还影响涂料的黏结性、防腐性、户外耐久性以及涂膜的表观性能,如起泡、流挂和流平性等。

防腐涂料中的挥发性组分可以分为溶剂和水。

水是水性涂料的溶剂。水性涂料可以分成两大类。一类是水溶性涂料,由水溶性树脂为基料制成的涂料,如水溶性自干或烘干涂料,电沉积涂料,包括阳极电泳和阴极电泳漆。另一类是水分散涂料,是以水为分散介质合成聚合物乳状液组成的水分散系统,如乳胶漆、水溶胶涂料等。其中以电沉积涂料和乳胶漆占主导地位,已普遍应用。以水作为溶剂既节约资源又减少污染,因此以水替代有机溶剂已是涂料开发的重点。

水溶性涂料中的水是主要的挥发性组分,尽管溶剂型防腐涂料还是占主流,但随着国家对环境保护、空气雾霾的治理越来越重视,水性工业防腐涂料在更多的行业已经开始得到应用。

按照氢键的强弱和形式,溶剂主要分为3种类型;弱氢键溶剂、氢键受体溶剂和氢键授给型溶剂。弱氢键型溶剂主要包括烃类和氯代烃溶剂。烃类溶剂又分为脂肪烃和芳香烃。商业上脂肪烃溶剂是直链脂肪烃、异构脂肪烃、环烷烃以及少量芳烃的混合物。氢键受体型溶剂主要指酮和酯类溶剂。酮类溶剂比酯类溶剂便宜,但酯类溶剂较酮类溶剂气味芳香。氢键授给型溶剂主要为醇类溶剂,常用的有甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等。大多数的乳胶漆中也会含有挥发性慢的水溶性醇类溶剂,如乙二醇、丙二醇等,目的之一是降低凝固点。

溶剂按其在涂料在中的作用,可以分为真溶剂、助溶剂和稀释剂等。

真溶剂溶解树脂,制成树脂溶液并用作涂料的漆料。许多合成树脂都是固体的,包括大多数醇酸树脂,某些环氧树脂、氯化橡胶树脂和乙烯树脂。

有许多溶剂不能单独地溶解涂料用树脂,但是将它们与某种真溶剂混合,能获得与真溶剂相同或更大的溶解力,这类溶剂称为助溶剂,也称潜溶剂。如醇类溶剂单独不能溶解硝基纤维素,但它与酮类、酯类溶剂以一定比例混合,能够得到更大的溶解能力,因此醇类溶剂是硝基纤维素的助溶剂。助溶剂通常与真溶剂一起使用,使涂料易于施工,控制挥发速率,提高最终涂膜的质量。

稀释剂是挥发性的有机液体,主要用来稀释涂料,以达到便于施工的目的。它是多种溶剂组合成的混合溶剂。稀释剂与溶剂的区别首先在于它们对特定主要成膜物质的溶解能力有差别。稀释剂只稀释现成涂料,降低涂料的黏度,并且一般是在施工过程中才加入涂料中。而溶剂能独立溶解涂料中的成膜物质,且作为涂料的组成部分,已按一定的比例加入涂料产品中了。其次,涂料中含有的溶剂都有可能作为该涂料的稀释剂,但是有的稀释剂不一定可以作为溶剂使用。施工时在涂料中加入稀释剂,将降低涂料的黏度以及采用普通施工方法所能取得的湿膜厚度。同样,由于稀释,干膜厚度也将降低(实际上是体积固体分百分比的降低)。这就是反对过度稀释涂料的主要原因,无论是在寒冷天气为能进行施工而稀释涂料,还是为节约的假相而稀释涂料。在某些情况下,稀释剂用于降低成本。在施工中,稀释剂应在大多数主溶剂挥发完之前离开涂膜,否则将产生劣质涂膜。

加入稀释剂同时还会增加溶剂残留的危险性,而在残留溶剂从涂料中挥发时,则会影响涂膜的形成。为进行施工而稀释涂料,只应使用涂料配套中规定的稀释剂。如要使用不同的稀释剂必须征得涂料生产商技术代表的书面同意。

稀释剂的选用原则是对涂料有良好的溶解能力,能随涂料涂膜干燥速率由涂膜中挥发出去。没有不挥发的残留物质,而且易于同溶剂混合,同时还要考虑稀释剂的毒性,可燃性等因素。

溶剂在涂料中的使用量因树脂的类型和施工过程而变化。溶剂的使用量变化范围很广,在一些无溶剂环氧涂料中,几乎不含溶剂,而在乙烯涂料、磷化底漆或车间底漆中,溶剂用量可占漆料质量的约75%。乙烯涂料目前几乎不再使用,而磷化底漆即使改性也只是改善它了毒性,溶剂含量并没有多大改变。

2.2.4.2 溶剂的挥发

在涂料的施工中,溶剂从漆膜中挥发出去,其挥发速率会影响干燥时间和最终漆膜的外观和物理性质。溶剂的挥发速率受温度、蒸气压、表面与体积之比和流过表面的空气流速四个变量的影响。水的挥发还受相对湿度的影响。

溶剂的挥发速率因施工方法不同而变化很大,喷涂最快,刷涂中等,流涂和带式浸涂的挥发速率最慢。如果采用浸涂或流涂施工,挥发速率会影响涂料的流挂性。

空气喷涂与无气喷涂的不同点在于,空气喷涂是以空气流带动雾化后的涂料喷向被涂物表面的。所以空气喷涂的溶剂挥发明显地要快于无气喷涂,这也是空气喷涂有较多漆雾的原因。

同一种涂料在户外和室内施工时,户外施工时溶剂挥发速率明显要快得多,除非室内有强制性的通风。

相对湿度一般的情况下,对溶剂的挥发影响不大,但是对水的影响至关重要。相对湿度增大时,水挥发变慢。不过,非常高的相对湿度也会抑制溶剂的挥发速率。这也是在施工时要控制相对湿度的原因之一,无论是对水还是溶剂来说。

挥发速率是选择涂料用溶剂的重要参考,相对挥发速率通常采用与醋酸正丁酯进行比较的方式来表示,用以下公式来表示:

E=t90(醋酸正丁酯)/t90(待测溶剂),其中t90表示90%的溶剂挥发所需要的时间。

醋酸正丁酯是硝基纤维素的标准溶剂,而最早的涂料对溶剂并没有很大的选择,硝基纤维素在20世纪初出现以后,溶剂才成为涂料配方的最大挑战。醋酸正丁酯的闪点为38℃(100℉),并指定其挥发速率为1。挥发速率是在实验室条件下,温度25℃,相对湿度低于5%,空气流动速度为25L/min,由已知量的测试溶剂与已知量的醋酸正丁酯一起挥发来进行测定的。醋酸正丁酯的挥发时间(分钟)除以测试溶剂的挥发时间即为挥发速率。数值为0.5表示测试溶剂的挥发速率只有醋酸正丁酯的一半,而数值为4则表示其挥发速率是醋酸正丁酯的4倍之快。

根据溶剂的挥发值,溶剂可以分为三类:快速挥发,>10;中等挥发,0.8~3.0;低挥发,<0.8。

以上简要介绍的是单一纯溶剂的挥发,实际上涂料中的溶剂为混合溶剂,其挥发行为更为复杂。

2.2.4.3 溶剂的可燃性

大多数涂料用溶剂都是可燃的,因此在实验室、涂料工厂和涂料施工作业场所,必须十分小心。

测定溶剂的可燃性,主要测定的是溶剂的闪点,它随着蒸气压的下降而上升,随沸点和分子量的增高而增高。一般来说,蒸气浓度有上下限限制着燃烧和爆炸。满桶的溶剂可能会比刚用空的桶燃烧危险较小,前者的气相中溶剂浓度可能高于爆炸上限,而空桶可以在爆炸上下限之内。所有含有溶剂的作业场所,必须强调良好通风的重要性,密度比空气大的的溶剂可能会静止在空气中成层,并富集在工作场所的下方位置。

闪点的测定有开杯和闭杯两种方法。开杯的结果适宜指示于暴露空气,闭杯近似地指示在密闭容器中的危险程度。

许多涂料使用的都是混合溶剂,但是其中最易燃组分的闪点并不是混合溶剂的闪点,必须用实验来测定其闪点,并在涂料说明书中标出。

根据闪点,将可燃性液体分为两类4级,如表2-1 所示。闪点越低,危险越大。溶剂的密度越小,挥发速率越快,闪点就越低。

表2-1 易燃和可燃液体的易燃性分级标准

2.2.4.4 VOC 管控法规

20世纪50年代,人们开始认识到大气中的有机化合物会引起严重的空气污染问题。涂料中的溶剂,即挥发性有机化合物VOCs,排放在大气中,有三个最重要的最终效应:刺激眼睛、浮尘和毒性氧化剂。VOCs会与NOx在太阳光紫外线的作用下(图2-3)反应生成臭氧,增加地面的臭氧浓度,地面的臭氧浓度,超过0.1μL/L时,人就会产生头痛、喉咙干燥、浑身乏力等症状。美国在1990年颁布的空气洁净法修订版中,明确了VOC会与氮氧化合物(NOx)发生光化学反应,生成地面臭氧。氮氧化合物不来自涂料,它主要来自于火力发电和运输业。现在,由于人为排放的VOCs快速增长,臭氧水平在很多地区,特别是在城市,超过了许多植物所能抵挡的水平,危及到了人类健康。

图2-3 挥发性有机化合物VOCs的排放

在1966年,美国加利福尼亚州颁发了全世界第一个关于挥发有机化合物VOC的法令,即著名的“66法规”;1990年,美国通过了联邦空气净化法(Clean Air Act);1998年美国发布了AIM(Architectural and Industrial Maintenance Coatings Rules)条例,要求将工业涂料的VOCs排放限制从1990年的420g/L在2000年降为250g/L;澳大利亚在2000年要求建筑涂料VOC的控制在100g/L以内。

GB 18582—2008对内墙涂料的VOCs规定必须小于等于120g/L。其他如汽车涂料、木器涂料、玩具涂料等,都有明确的国家标准来限制VOCs的含量。

中国有关防腐涂料VOC规范的标准GB 30981—2014《建筑钢结构有害物质限量》,为强制性(GB)国家标准,适用于对建筑物和构筑物钢结构表面进行防护和装饰的溶剂型和水性涂料;将防腐涂料分为预涂底漆(车间底漆)、底漆、联接漆、中间漆和面漆。该标准于2014年7月1日颁布,2015年5月1日开始执行。但是,须注意和理解的是,虽然是强制性标准,但相关产品的VOC规定也只是市场准入门槛,所以看上去数据还是显得比较高而不那么环保。这与VOC管控法规还是有一定差距的。

为促进节能环保,经国务院批准,自2015年2月1日起对电池行业、涂料行业征收消费税。对施工状态下挥发性有机物(volatile organic compounds,VOC)含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税。

涂料工业随着全世界的环境保护法规的发展,也在不断地促进。高固体分涂料、无溶剂涂料、粉末涂料和水性涂料等环保型涂料是未来的目标,而且已经取得了很大成就。很多涂料商生产的防腐蚀漆,体积固体分基本上都在65%以上。水溶性涂料中的无机富锌底漆、环氧富锌底漆、环氧漆和丙烯酸漆从底漆、中间漆到面漆已经形成整套涂装方案,可以满足大部分的大气环境中的钢结构使用。

2.2.4.5 溶剂的毒性

对于挥发性溶剂的毒性,必须考虑用毒性数据来研究。当处于一定的暴露水平之上,可以认为,所有溶剂都有毒。穿戴好防护服可以防止与皮肤的接触,但是最大潜在危害是溶剂的吸入。

有机溶剂通过呼吸进入人体,会对人体不同器官和部位产生损害。伯醇类(甲醇除外)、醚类、醛类、酮类、部分酯类和苄醇类等溶剂会损害人的神经系统;羧基甲酯、甲酸酯类会使肺中毒;苯及其衍生物、乙二醇类等毒害人的血液;四氯乙烷和乙二醇类会损害人的肾脏;卤代烃影响人的肝脏及新陈代谢。

特别需要指出的是,乙二醇醚及其酯类的毒性相当严重,对人体液循环系统、淋巴系统、动物生殖系统均有极大的危害,会导致雌性不育、胎儿中毒、畸形胎、胚胎消溶、幼子成活率低或先天性低智等病害,在欧美国家早已禁用。

了解溶剂的毒性,必须了解三种通用毒害数据:

①急性毒害数据,指的是致伤或致死的一次摄入量;

②每天8h长期暴露的安全水平,这类数据用于封闭工作环境中的溶剂浓度上限;

③低水平暴露多年会增大健康危害的,比如癌症。通过动物试验,发觉某一溶剂可能致癌,便把允许浓度设定很低,最终就是禁用致癌溶剂。

在涂料行业中,使用低毒溶剂是一个大趋势,如DBE溶剂(丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯的混合溶剂)、DMC(碳酸二甲酯)和乙酸仲丁酯等。

烷基酚聚氧乙烯醚类化合物APEO,具有良好的润湿、渗透、乳化和分散作用,常被用于涂料的分散剂/乳化剂;同时APEO具有较大的毒性,生物降解性差,在生产过程中会有有害副产物。欧盟在2005年1月17日起全面限制了APEO的生产和使用。美国的GS-11规范也禁止了APEO在涂料中的使用。