РАСТВОРИТЕЛИ
Ароматические углеводы
 
               

 Ароматические углеводы - наиболее обширная группа углеродных растворителей, выпускаемых промышленностью.

ТАБЛИЦА 1. Основные показатели технических ароматических растворителей.

Название

Плотность при 20 °С, г/см3

Пределы кипения
при 101, 325 кПа,
°С

Бензол каменноугольный ГОСТ 8448-78

0,877-0,880

79,5-80,3

Бензол нефтяной ГОСТ 9572-77

0,875-0,880

79,5-80,6

Толуол каменноугольный и сланцевый ГОСТ 9880-76

0,863-0,867

109,9-111,0

Толуол нефтяной технический ГОСТ 14710-78

0,856-0,866

109,0-111,2

Ксилол каменноугольный ГОСТ 9949-76

0,863

137-141

Тетралин

0,959-0,970

207,6

Сольвент нефтяной, для лако красочной промышленности ГОСТ 10214-78

0,860

125-160

Сольвент каменноугольный технический ГОСТ 1928-79

0,865

120-160

 

        Ароматические растворители обладают более высокой растворяющей способностью по сравнению с другими углеводородными растворителями и в качестве составляющих компонентов входят в большинство смесевых растворителей.
        Бензол СбН
6. Получают из продуктов пиролиза нефти и из каменноугольного сырого бензола, является растворителем масел, жиров, восков, каучуков, простых и сложных эфиров целлюлозы, крезолоформальдегидных и некоторых кремнийорганических смол. При нагревании растворяет полиэтилен. Применяется для растворения химстойких составов на основе бакелитового лака АБС-1. Входит в состав смесевых растворителей (Р-6) и рекомендуется для применения в смывках. В настоящее время из-за высокой токсичности практически не используется в качестве растворителя.
        Толуол СбН
5СН3. Получают из нефтяных фракций и каменноугольной смолы. По растворяющей способности подобен бензолу, однако в отличие от него не растворяет природные смолы шеллак и копал, а также сложные эфиры целлюлозы. Применяется для растворения тощих алкидов. При содержании 30-40% масла в алкидах не требуется добавка алифатических растворителей. Растворяет кремнийорганические смолы, полистирол. В качестве основной добавки применяется в смесевых растворителях для растворения эпоксидных, виниловых и акрилатных полимеров, хлоркаучука.
        Ксилол СбН
5(СН3)2. По получению и свойствам подобен толуолу. Из трех изомеров наилучшей растворяющей способностью обладает о-ксилол, что проявляется в высоком значении КБ и низком значении АТ. Однако смесь изомеров является более плохим растворителем, чем толуол. Это, повидимому, можно объяснить высоким содержанием в технических растворителях м- и n-ксилолов. Применяется ксилол для растворения алкидностирольных и дивинилацетиленовых (лак этиноль) полимеров, бутанолизированных меламиноформальдегидных смол. Ксилол можно применять взамен сольвента в рецептуре эмали МЛ-152.
        Изопропилбензол С
6Н5СН (СН3)2 ГОСТ 14198-78. Получают путем алкилирования бензола. Растворяет полиакрилаты, полиметакрилаты, полистирол и другие полимеризационные полимеры. Как растворитель используется сравнительно редко.
        Сольвент. Получают в процессе коксования каменного угля и при пиролизе нефтяных фракций. Сольвент каменноугольный представляет собой смесь ароматических углеводородов с небольшим содержанием нафтенов, парафинов и непредельных циклических углеводородов. Так, в нефтяном сольвенте присутствует около 56 % ароматических углеводородов, а остальное составляют непредельные углеводороды . Перспективным
является использование в качестве растворителей тяжелых сольвентов с интервалом температур кипения 180-290 °С. Сольвент применяется для растворения масел, битумов, каучуков, мочевино- и меламиноформальдегидных олигомеров, полиэфиров терефталевой кислоты, полиэфирамидов и полиэфиримидов, меламиноалкидных лакокрасочных материалов.
        Тетралин (тетрагидронафталин) С
10Н12;. Получают путем восстановления нафталина водородом. Растворитель жиров, масел, битумов, каучука. Используется в смывках старых масляных красок. В виде небольших добавок вводится в эмали для улучшения розлива. Применяется в составе растворителей эпоксиуретановых красок, кремнийорганической эмали КО-5140. Темнеет под действием кислорода воздуха и поэтому не пригоден для светлых лаков.
  
      Декалин (декагидронафталин) С10Н18. Получают так же, как тетралин, методом гидрирования нафталина. Применяется для тех же целей, что и тетралин. Растворяющая способность хуже, чем у тетралина. Известно применение декалина для получения раствора каучука СКИ-3 и полистирола.

Нефтяные растворители

        К нефтяным растворителям относятся фракции нефти, получаемые в результате, перегонки и состоящие из смесей индивидуальных углеводородов (парафиновых, нафтеновых, ароматических). Ниже указаны пределы кипения (в°С) нефтяных фракций, применяемых в качестве растворителей:

Бензины*
легкие (петролейный эфир)
средние
тяжелые (уайт-спирит)


49-75
70-120
150-200

Лигроин

150-230

Керосин

180-300

* Бензины, получаемые из бурого угля, состоят большей частью из алифатических углеводородов и имеют плотность 0,79-0,80 г/см3, температуру кипения 78-165 °С: плотность бензинов, получаемых из сланцевой смолы, 0,66-0,745 г/см3. Известен также синтетический бензин, получаемый методом гидрирования.

        Физико-химические свойства нефтяных растворителей приведены в табл. 14.
        Для характеристики нефтяных растворителей, объединяемых термином “Нефрас” (нефтяной растворитель), рекомендуется использовать признаки, характеризующие углеводородный и фракционный составы, последние же определяют основные физико-химические свойства растворителей. Такой принцип используется крупными зарубежными фирмами, выпускающими углеводородные растворители (например, “ЭССО”, Голландия). Указываются также и другие параметры, например температура вспышки.
        Предлагается различать следующие типы нефтяных растворителей по их углеводородному составу:
        Нефрас-С - растворители смешанного состава, в которых присутствуют углеводороды всех классов;
        Нефрас-А - растворители с преобладанием алифатических углеводородов и пониженным содержанием ароматических углеводородов (не более 2,5%);
        Нефрас-И - изопарафиновые растворители;
        Нефрас-П - смеси н-парафинов;
        Нефрас-Н - с преобладанием нафтеновых углеводородов;
        Нефрас-Ар - ароматические растворители.
        В зависимости от температурных пределов различают Нефрас 80/120, 150/180, 150/200, 80/210, 210/240 и т. д. Например, бензин-растворитель по ГОСТ 443-76 согласно новой номенклатуре должен обозначаться Нефрас С80/120.


ТАБЛИЦА 2. Физико-химические свойства нефтяных растворителей.

Растворитель

Пределы кипения при 101,325 кПа,°С

Плотность при 20 °С, г/см2

Показатель переломления n20

Петролейный эфир ГОСТ 11992-66,  марка 40-70

36-70

0,650

1,366-1,376

Петролейный эфир ГОСТ 11992-66,  марка 70-100

70-100

0,695

-

Бензин для промышленно-технических целей ГОСТ 8505-80

Не ниже 45

-

-

Бензин-растворитель для резиновой промышленности ГОСТ 443-76

80-120

0,730

1.380-1,385

Бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (уайт-спирит) ГОСТ 3134-78

165-200

0,795

1,42-1,44

Лигроин приборный ГОСТ 8863-76

120-235

0,785-0,795

1,407-1,415

Нефрас-С 150/200 (заменитель уайт-спирита) ТУ 38.40125-82

160-215

0,780

-

Нефрас-Ар 120/200 (сольвент нефтяной тяжелый) ТУ 38.101809-80

120-190

0,860-0,865

-

        Уайт-спирит. Из нефтяных растворителей уайт-спирит наиболее широко применяется в лакокрасочной промышленности. Используется в качестве растворителя жирных алкидов, некоторых каучуков (бутилкаучука, циклокаучука), полибутилметакрилата, эпоксиэфиров (при большом содержании в них масел, подобно жирным алкидам); используется также при получении органодисперсий, при разбавлении масляных лаков. Выпускаемый отечественной промышленностью уайт-спирит содержит до 16% ароматических углеводородов, Нефрас-С-не более 18%. За рубежом производятся очищенные от ароматических углеводородов уайт-спириты без запаха. Хотя растворяющая способность таких уайт-спиритов меньше (КБ ниже, АТ выше), использование их в лакокрасочных материалах или частичная замена ими обычных уайт-спиритов способствует улучшению санитарно-гигиенических свойств покрытий. Взамен уайт-спирита в качестве растворителя можно использовать хвостовую фракцию бензина, который представляет собой продукт разгонки в интервале 140-200 °С. Ниже приведены показатели хвостовой фракции бензина (I) и уайт-спирита. I категории по ГОСТ 3134-78 (II):

 

I

II

Плотность, г/см3

0,765

0,790

Температура, °С начала кипения

145

160

Температура, °С выкипает 10%

152

170

До 200 °С выкипает, %

98

98

Температура вспышки, °С

33

33

Скорость улетучивания - по ксилолу

4,2

3-4,5

Анилиновая точка, °С

56,9

65

Содержание ароматических углеводородов, ч. (масс.)

17,5

16

Содержание серы, %

0,055

0,025


        В качестве растворителя вместо уайт-спирита также можно использовать Нефрас 150/180.
        Петролейный эфир - смесь предельных углеводородов С58. Растворяет масла, жиры. В качестве растворителя для лакокрасочных материалов используется редко из-за высокой летучести.
        Бензины - смесь предельных углеводородов С6-С8. Из выпускаемых промышленностью бензинов для лакокрасочных целей наиболее пригоден высококачественный бензин экстракционный, который имеет узкий фракционный состав (пределы кипения 65-70 °С) и содержит 0,2-0,5% ароматических углеводородов. Применяется при изготовлении быстросохнущих масляных лаков и красок, при нагревании служит растворителем для полиэтилена
        В настоящее время взамен ряда экстракционных бензинов выпускаются новые так называемые гексановые и гептановые растворители, отвечающие современным требованиям.
        Гексановые растворители - бензин экстракционный и бензин-растворитель для полиэтилена - имеют интервал температур кипения 63-92 °С и содержат 0,2-3,0 % (масс.) ароматических углеводородов. Они применяются в пищевой промышленности и в производстве пластмасс.
        Гептановый растворитель выкипает в узком интервале 92-99 °С. Используется в производстве полиолефинов низкого давления, в типографских красках, резиновых клеях и в качестве разбавителя лаков.
        Растворитель БЛХ. В лесотехнической промышленности для извлечения канифоли взамен