环境法规,加上消费者的需求,导致涂料制造商寻求替代溶剂解决方案,减少其配方中的挥发性有机化合物(VOCs)。

低voc和无voc涂料,污渍和涂料使用水或替代溶液作为载体,而不是石油基溶剂。传统的溶剂,如白酒,随着油漆的干燥蒸发,释放出一种独特的气味到环境中,威胁室内空气质量。考虑到对溶剂需求的快速增长,以及终端用户对环境责任的关注,溶剂制造商必须考虑到未来进行创新。

壳牌化工正在利用创新的壳牌气液转换(GTL)技术(图1)向市场推出优质材料,帮助涂料配方商开发气味较低(与含有传统原油衍生溶剂的涂料相比)、干燥时间可控的涂料和涂料。

壳牌化工与涂料研究协会(PRA)合作,表明壳牌GTL溶剂等级GS 190, GS 215和GS 250可能特别适合,但不限于,用于长油醇酸树脂配方,包括常见的工业和家用涂料。它们可用于装饰涂料,室内和外部防腐涂料,污渍阻断底漆,木材污渍,清漆,烤漆和PVC塑料溶胶(表1)。

GTL的历史

壳牌40多年来一直在推进其GTL技术,目前,与一家合资伙伴合作,拥有世界上最大的GTL工厂,日产GTL产品14万桶,日产液化天然气和乙烷12万桶。壳牌化工公司在其位于荷兰Pernis的工厂开发了将GTL原料精炼为高纯度GTL溶剂的技术。GTL溶剂现在在全球都有统一的规格。

油漆和涂料应用

PRA涂料技术中心最近进行了一项广泛的测试计划,比较GTL溶剂与传统的异石蜡和其他碳氢化合物溶剂在voc兼容醇酸光泽装饰漆中的性能。测试包括油漆的物理性能和流变性;湿漆刷应用性能(包括干燥时间、抗下垂、湿边时间和涂平);而固化后的涂料外观和性能(包括光泽度、抗块性、反射雾霾、无印试验和附着力)。

PRA试验表明,GTL溶剂的性能与异石蜡溶剂相当,有两个性能参数显示出明显的改善:较长的湿边时间和较低的涂料配方粘度。

在湿边时间测试中,在MDF基材上相邻放置两条湿漆条。然后在2分钟后将两个边缘一起工作,并记录困难(例如刷阻力)。固化后,检查涂层是否有缺陷。在5分钟和10分钟后重复测试。用GTL溶剂制成的配方显示出更长的湿边时间——这表明油漆工有更长的时间窗口来重新油漆缺陷,而不会在最终涂层中留下明显的接缝。

较低的粘度(图2)通过简化混合和泵送操作,将有利于醇酸光泽涂料的制造。这一特性还将为配方剂提供更高的配方灵活性,包括固体含量、溶剂水平和粘度助剂。当配制到特定的固体含量时,GTL溶剂型涂料可以改善涂料的应用,提供更均匀的扩散。当配方达到特定的粘度时,需要更少的溶剂,从而产生更厚的薄膜和更少的油漆层,以实现相同的最终保护。

GTL溶剂对长油醇酸树脂表现出良好的偿付能力,它们具有较低的倾点,这使它们更容易在低温下使用,并具有较高的闪点。它们还具有良好的弹性体聚合物相容性。以GTL溶剂为基础的涂料的配制可以更容易地符合VOC指令(例如,欧洲涂料指令,该指令为装饰和车辆翻新涂料规定了VOC的最高水平)。表2进一步总结了在涂料配方中使用GTL溶剂的好处。

容易生物降解

除了高纯度,低气味,更稳定和一致的组成,壳牌GTL流体和溶剂有许多环境效益。与传统的原油衍生溶剂相比,它们易于生物降解,具有较低的生态毒性和光化学反应活性。

这些溶剂通过其独特的轻支链烷烃与芳烃、环烷和重支链烷烃的组成区别于传统烃溶剂。人们普遍认为,轻支链烷烃和线性烷烃具有更快的生物降解性,因此GTL溶剂在这方面优于常规烃溶剂。GLP测压呼吸计试验(OECD 301F)加强了这一预期,该试验通过测量封闭呼吸计的耗氧量来确定生物降解性。

在28天的测试期间,所有测试的GTL溶剂的生物降解率都超过60%,因此根据OECD 301F指南,可以认为它们很容易被生物降解。此外,当与同一批接种物平行测试时,GTL溶剂的生物降解得分高于具有相似碳链长度的传统烃溶剂。

结论

今天的消费者和制造商都对创新的成分和产品特别感兴趣。与这些下一代溶剂合作的配方商可以为挑剔的消费者提供增强的性能,他们正在寻找用易降解的溶剂制成的高性能涂料,这些溶剂气味低,流变性好。

作者附言:

“壳牌化工”一词统称为在世界各地从事化工业务的壳牌集团各公司。这些是独立的、截然不同的实体。